Escola Básica dos 2º e 3º Ciclos com Ensino Secundário da Chamusca

Sistemas e Estações de Tratamento (SET) e Operações de Sistemas e Estações de Tratamento Ambientais (OSETA)

Ano Lectivo 2007/2008

Prof. Rui Pires e Pedro Neves

O que é o Amaciamento?

O que são águas duras?

Causas da Dureza de uma água

Origem da Dureza Efeitos da Dureza

Classificação das Águas naturais quanto à sua Dureza

Tipos de Dureza Processos de Amaci

amento Métodos de Determ

inação Expressão da Durez

a

O amaciamento é um processo cujo objectivo é a eliminação parcial ou total da dureza da água;

Ou seja, consiste na remoção dos iões Ca2+ Mg2+, e outros por ventura, que estão em excesso numa água, este processo pode ser por precipitação química ou permuta iónica.

Índice

São águas que requerem uma grande quantidade de sabão para formar espuma e que formam calcário em canalizações e caldeiras de água quente;

A dureza varia de local para local; Geralmente, as águas superficiais são

mais macias que as subterrâneas; A dureza é maior ou menor consoante as

natureza das formações geológicas com que a água esteve em contacto;

Índice

A dureza da água é provocada por catiões polivalentes, esses reagem com os sabões provocando formação de um precipitado, na presença de aniões forma incrustações.

Catiões Causadores da Dureza

Aniões Associados mais Importantes

Ca2+ HCO3-

Mg2+ SO42-

Sr2+ Cl-

Fe2+ NO3-

Mn2+ SiO32-

Índice

+

-

A dureza é uma característica que deriva do contacto da água com os solos e formações rochosas.

A água da chuva tem pH acido (≈5,6). Ao atravessar o solo a água incorpora CO2 devido à acção microbiana, tornando-se ainda mais ácida. Ao atravessar os substratos rochosos solubiliza os carbonatos.

Índice

As águas duras não causam problemas para a saúde publica, são tão satisfatórias quer sejam duras ou macias.

Economicamente são bastantes insatisfatórias, pois provocam incrustações de carbonatos quando sujeitas a mudanças de temperatura e de pressão e provocam um maior gasto de sabões e detergentes.

Índice

Grau de Dureza Concentração de CaCO3 (mg/dm3)

Águas muito duras >300 mg/dm3

Águas duras 150-300 mg/dm3

Águas moderadamente duras 75-150 mg/dm3

Águas macias e brandas Grau de Dureza

Índice

Dureza Cálcica e Dureza Magnésica Dureza Carbonatada ou não Carbonatada Pseudo-Dureza

Índice

Permuta Iónica Precipitação Química

Índice

O métodos mais utilizados são os seguintes: Método do cálculo a partir das concentrações encontrada para os catiões bivalentes e Titulação complexométrica com EDTA.

CCaCO3=Cx50

MEonde,CCaCO3= concentração do ião (mg/dm3 de

CaCO3)

C = concentração do ião (mg/dm3)ME = massa equivalente do ião (massa

molar dividida pela valência)

Índice

Utilizam-se resinas permutadoras que trocam os seus iões com os iões cálcio e magnésio;

Normalmente, aplica-se este tratamento a uma parte do caudal a tratar, procedendo-se posteriormente à sua mistura com o resto da água;

Para regenerar a resina é realizada uma passagem em contra-corrente de uma solução concentrada de NaCl, que fornece Na+ e recebe Ca2+ e Mg2+

Processos de

Amaciamento

É especialmente utilizado em águas duras e turvas, e tem como efeito transformar o cálcio e o magnésio em compostos insolúveis, que serão removidos posteriormente.

O tratamento a efectuar é escolhido tendo em conta as concentrações de iões cálcio, magnésio e alcalinidade de uma água.

Pode ser efectuado das seguintes formas: Por adição de cal Por adição de cal em excesso Por adição de cal e soda Por adição de cal em excesso e soda

Índice

Precipitação Química

O objectivo deste processo é remover a dureza cálcica e carbonatada;

Consiste em adicionar cal à água para que ocorra uma precipitação de CaCO3 , e consequentemente uma redução do teor do ião cálcio ;

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 2CaCO3↓ + 2H2O

O objectivo deste processo é remover a dureza cálcica, magnésica e carbonatada;

Consiste em adicionar cal em excesso à água, para que ocorra uma precipitação de CaCO3 e Mg(OH)2 e consequentemente uma redução da dureza cálcica, magnésica e carbonatada;

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 2CaCO3↓ + 2H2O

Mg(HCO3)2 + 2Ca(HO)2 Mg(OH)2 ↓ + 2CaCO3 ↓ + 2H2O

Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O Precipitação Química

O objectivo deste processo é remover a dureza cálcica, carbonatada e não carbonatadaConsiste em adicionar cal e soda à água para que ocorra uma precipitação de CaCO3 e consequentemente redução da dureza cálcica, carbonatada e não carbonatada.

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 2CaCO3 ↓ + 2H2O

Na2CO3 + CaSO4 CaCO3 ↓+ Na2SO4

Na2CO3 + Ca(OH)2 CaCO3 ↓ + 2NaOH

2NaOH + Ca(HCO3)2 CaCO3 ↓ + NaCO3 + 2H2OPrecipitação Química

O objectivo deste processo é remover a dureza

cálcica, magnésica, carbonatada e não carbonatada

Inicialmente adiciona-se cal em excesso à água

para que ocorra uma precipitação de CaCO3 e

Mg(OH)2 e consequentemente redução da dureza

cálcica, magnésica e carbonatada

Posteriormente, adiciona-se soda à água para que

ocorra uma precipitação de CaCO3 e

consequentemente uma redução da dureza não

carbonatada.

Precipitação Química

Os principais responsáveis pela dureza de uma água são os iões Ca2+ e Mg2+.

A dureza cálcica e magnésica pode ser calculada através da analise completa da água, mas como isso nem sempre é possível recorre-se a um método em que cada uma é determinada separadamente.

Dureza Total – Dureza Cálcica = Dureza Magnésica

Tipos de Dureza

A dureza carbonatada corresponde à parte da dureza total quimicamente equivalente à quantidade de bicarbonatos presentes na água;

Se alcalinidade < dureza total então dureza carbonatada = alcalinidade

Se alcalinidade ≥ dureza total então dureza carbonatada = dureza total

Reacção do carbonatos em temperaturas elevadas

Reacção dos carbonatos nos processos de amaciamento com cal

Ο(l)Η(g)Ο(s)CaCΟ)(ΗCΟ(aq)Ca 22332

Caq

O(l)H(s)CaCO(aq)Ca(OH)(aq)HCO(aq)Ca 23232

A dureza carbonatada também pode ser denominada de dureza temporária pois através de precipitação ou fervura prolongada pode ser eliminada (ocorre a precipitação do calcário).

A dureza não carbonatada corresponde à parte da dureza total que não é quimicamente equivalente à quantidade de bicarbonatos;

A dureza não carbonatada também é denominada de dureza permanente pois não pode ser removida com ebulição;

A dureza não carbonatada está associada aos iões sulfato, cloreto e nitrito.

Dureza não Carbonatada = Dureza Total -Dureza Carbonatada Tipos de

Dureza

Acontece quando existem iões não causadores de dureza mas que interfere com a formação de espuma devido ao efeito do ião comum.

Isto acontece nas águas do mar, salobras e outras devido à presença do ião Na+.

Tipos de Dureza