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Profa. Maria Fernanda - Química

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Poluição das águas

O que você entende por poluição das águas?

Do ponto de vista legal de controle da poluição, o

conceito de poluição deve ser associado às

alterações indesejáveis provocadas pelas atividades

e intervenções humanas no ambiente. Agregado ao

conceito de poluição vem a definição de poluente.

A poluição da água consiste em qualquer

alteração física, química ou biológica da qualidade da água que a

torna imprópria para consumo ou causa danos aos organismos vivos.

Poluentes são agentes que provocam a poluição, dessa forma a poluição

está ligada à concentração, ou quantidade de resíduos presentes no meio

em questão.


Quais os fatores que causam a poluição das águas?

Existem vários tipos de poluição das águas, cuja classificação depende de

suas origens, causas e consequências.

Poluição biológica das águas

Ocorre quando os corpos de água possuem micro-

organismos patogênicos, tais como bactérias, vírus,

vermes e protozoários oriundos principalmente de

esgotos domésticos e industriais.

Poluição térmica das águas

Ocorre quando são lançadas nos recursos hídricos

grandes quantidades de águas aquecidas que foram

usadas, por exemplo, em indústrias para aquecer

caldeiras, em processos de refrigeração de

refinarias, siderurgias e usinas termoelétricas.


Quais os fatores que causam a poluição das águas?

O principal responsável pela poluição das água é o homem.

Poluição química das águas

Ocorre por produtos químicos nocivos e

indesejáveis. Seus efeitos podem ser sutis e

demorar muito tempo para serem percebidos.

Entre os principais poluentes químicos estão os

fertilizantes agrícolas, plásticos, herbicidas,

inseticidas, tintas, detergentes, solventes,

remédios e aditivos alimentares.


A distribuição de água no Planeta:

Uso da água doce no mundo:

A água utilizada pelo

consumo humano

nas suas mais

diversas atividades é

a água doce.


O consumo de água para a produção de alimentos (agricultura)


Qual a situação da água doce no mundo e no Brasil?

Vídeo: Documentário sobre a Poluição das Águas. PLANETA ÁGUA (Série

Exibida no Fantástico) www.youtube.com/watch?v=qszsmTyMAd0

Leitura do texto: “Concentração de Oxigênio Dissolvido na Água”

Com base na leitura do texto responda as seguintes questões:

1) Qual a origem do oxigênio presente na água?

2) Qual a importância do oxigênio na água dos rios, lagos e mares?

3) Por que o oxigênio dissolvido (OD) na água pode ser utilizado como

um parâmetro para se determinar a poluição das águas?

4) Quais os valores de concentração de oxigênio dissolvido são

característicos de água poluída?

5) Proponha uma representação para o sistema água e oxigênio.

http://www.youtube.com/watch?v=qszsmTyMAd0







Para compreendermos como o oxigênio pode ser utilizado como parâmetro

para de avaliar a poluição das águas, precisamos construir alguns conceitos

químicos:

Solução

Componentes de uma solução

Classificação das solução quanto ao estados físicos

Solubilidade

Coeficiente e solubilidade

Regras de solubilidade (solubilidade de sais e gases em líquidos)

Classificação das soluções quanto à saturação

Concentração das soluções

Concentração comum

Concentração molar

Título (massa e volume)

Água potável é uma solução

As misturas podem ser homogêneas ou heterogêneas.

As misturas homogêneas possuem uma fase distinta.

As misturas heterogêneas possuem duas ou mais fases distintas.


Solução é uma mistura homogênea entre duas ou mais substâncias. O

processo utilizado para obter essa mistura é chamado de dissolução.

Uma solução é sempre formada pelo soluto e pelo solvente.

Soluto – substância que será dissolvida.

Solvente – substância que dissolve.


Classificação das soluções

A classificação das soluções pode ser

feita de acordo com o estado físico

delas, de seus constituintes e de

acordo com a natureza do soluto.


Solução sólida:

As soluções sólidas são formadas apenas por solutos

e solventes sólidos.

No cotidiano, os principais exemplos desse tipo de

solução são as ligas metálicas. Por exemplo, a

medalha abaixo foi produzida com a liga de bronze,

que é uma mistura de aspecto homogêneo, formada

por estanho e cobre.

Soluções líquidas:

As soluções líquidas possuem o solvente líquido,

geralmente a água, e os solutos podem ser sólidos,

líquidos ou gasosos:


Sólido-líquido:

Quando misturamos sal ou açúcar (sólidos) na água

(líquido), temos um exemplo desse tipo de solução.

Outros exemplos são: água do mar que é formada por

vários sais dissolvidos nela, o álcool iodado (tintura de

iodo), que contém iodo dissolvido em álcool, e o soro

fisiológico (solução aquosa com 0,9% em massa de

cloreto de sódio – sal de cozinha).

Líquido-líquido:

Tanto o soluto quanto o solvente são líquidos. Alguns

exemplos são: água oxigenada, que é uma solução

aquosa de peróxido de hidrogênio, e o álcool

desinfetante ou álcool combustível, que é uma mistura

de álcool e água.


Gás-líquido:

O soluto é um gás e o solvente é um líquido. Exemplos:

Águas de aquários, mares, lagos e rios possuem os

gases do ar dissolvidos nela, permitindo que os seres

aquáticos sobrevivam. Além disso, os refrigerantes e a

água com gás possuem o gás carbônico dissolvido.

Soluções gasosas:

Esse tipo de solução é formado pela mistura apenas de

gases. O ar é um exemplo, sendo que sua composição

aproximada é de 78% de gás nitrogênio, 21% de gás

oxigênio e 1% de outros gases.


Soluções Moleculares: São aquelas que possuem solutos moleculares

que apenas se dissolvem em água e geram uma solução não eletrolítica,

ou seja, que não conduz eletricidade. Um exemplo é a água com açúcar.

Animação: Soluções de açúcar e sal

Soluções Iônicas: Essas soluções são eletrolíticas, conduzem eletricidade

e sua formação pode se dar de duas formas:

1 – Quando colocamos solutos iônicos na água e eles sofrem

uma dissociação iônica, ou seja, os seus íons são separados e ficam no

meio aquoso. Exemplo: sal de cozinha (cloreto de sódio – NaCl – na água);

Vídeo: dissolução do NaCl

2 – Quando colocamos solutos moleculares que reagem com a água,

sofrendo ionização, ou seja, originam íons que ficam no meio aquoso.

Exemplo: cloreto de hidrogênio (HCl) na água.


Qual é a composição química da água potável?

Não. A água potável não é uma substância, mas sim uma mistura

homogênea, ou seja, uma solução.

A água potável seria composta só

pela substância água?

Substâncias presentes na água


Se há tantas substâncias presentes na água potável, porque não

conseguimos vê-las a olho nu?

Não conseguimos “ver” as substâncias presentes na água porque elas estão

dissolvidas.

O termo Dissolução designa um fenómeno físico que ocorre quando se

mistura um soluto com um solvente.

O fenómeno de dissolução resulta de uma interação soluto – solvente.

Quando uma substância (o soluto) se dissolve noutra (o solvente), as

partículas do soluto interagindo com as partículas do solvente dispersam-

se neste último.




Pode imaginar-se que o processo de dissolução envolve três situações

distintas.

Inicialmente ocorre separação das partículas do solvente, seguidamente

ocorre a separação das partículas do soluto e finalmente as partículas do

soluto e do solvente interagem.

Na água, além dos sais há também gases dissolvidos como, por exemplo, o

O2 (oxigênio).

Vejamos, como ocorre a dissolução dos sais e do oxigênio em água.




Dissolução dos sais

Os sais são compostos formados por íons

(cátions e ânions). As ligações que se

estabelecem entre os íons são ligações

fortes, designadas por ligações iónicas.

Nos sais, os íons positivos e negativos

agrupam-se em redes iónicas (redes

cristalinas), numa organização que pode

tomar variadas formas.

Composto iônico - NaCl

Ocorre a transferência de 1

elétron do Na para o Cloro,

formando o cátions Na+ e o ânion

Cl-.


Dissolução dos sais

Quando uma substância iónica, como o cloreto de sódio, dissolve-se em água,

desfaz-se a malha tridimensional dos íons no cristal, ou seja, os íons Na+ e Cl-,

separam-se. Esta separação ocorre devido à interação com as moléculas do

solvente polar – a água. As atrações do tipo íon – dipolo, que se estabelecem entre

os íons Na+ e Cl- com a água, são suficientemente fortes para separar os íons do

cristal. Chama-se hidratação a este método de dissolução denomina-se, que

consiste num processo no qual um íon é rodeado por moléculas de água.

Dissolução do NaCl

Vídeo: dissolução do NaCl(s) em água


Dissolução dos gases em agua

Como o gás entra no líquido?

Lembre-se do seguinte: um gás tem suas moléculas em constante

movimento e, dessa forma, essas moléculas se chocam com os obstáculos

que encontram no caminho. Quando o obstáculo que o gás encontra é a

superfície de um líquido, vez por outra, moléculas com um pouco mais de

velocidade conseguem penetrar no líquido, ficando dissolvidas.

A solubilidade de um gás em

um líquido depende da pressão

do gás, ou seja, quanto maior a

pressão exercida pelo gás,

maior o número de choques e

maior o a penetração do gás no

líquido.



Como o gás entra no líquido? A temperatura do líquido também influencia, assim, quanto maior o grau de

agitação das partículas do líquido, menor a capacidade desse líquido

dissolver o gás. Outro fator importante em termos de solubilidade de gases

em líquidos é a agitação da superfície do líquido, que, quanto mais

agitada, maior a possibilidade de trocas gasosas.

Refrigerante gelado

maior número de

moléculas de gás no

refrigerante

Refrigerante quente

menor número de

moléculas de gás no

refrigerante



Como podemos explicar a solubilidade do oxigênio em água?

A água é um solvente polar, a solubilidade de uma

substância em água depende do tipo de unidades

estruturais que essa substância possui (isto é o que

condiciona a interação soluto – solvente). Geralmente,

as substâncias covalentes polares e substâncias

iónicas (sais e/ou hidróxidos) dissolvem-se em água.

Por outro lado, substâncias apolares como o oxigênio podem ser solúveis

em água.

Como isso é possível?

As moléculas

do oxigênio

são apolares.




. Dificilmente teremos uma substância 100% apolar, sempre existe a

possibilidade da formação de uma carga, mesmo que criada pelo

deslocamento momentâneo da nuvem eletrônica em uma molécula tida

como apolar, por isso, sempre haverá uma interação entre as diversas

moléculas, polares ou apolares.

Interações dipolo permanente – dipolo induzido




Acontece que a extremidade negativa da água se aproxima do O2, se

repelindo e, assim, a nuvem eletrônica da molécula apolar se afasta. O

oxigênio fica, então, momentaneamente polarizado e passa a interagir com

a água se solubilizando nela.

O oxigênio fica momentaneamente polarizado e passa a interagir com a

água se solubilizando nela.




Poderíamos representar em nível submicroscópico a água e o oxigênio de

da seguinte forma:

Moléculas de água H2O

Moléculas de oxigênio O2

Solubilidade dos sais e dos gases na água potável

O quando de uma dada substância pode ser solubilizada em água?

Vídeo: Curva de solubilidade do Prof. Maurício Monteiro

Curva de solubilidade

são gráficos que

apresentam variação

dos coeficientes de

solubilidade das

substâncias em função

da temperatura.


Classificação das soluções

De acordo com a quantidade de soluto dissolvido, podemos classificar as

soluções:

Soluções saturadas contêm uma quantidade de

soluto dissolvido igual à sua solubilidade

naquela temperatura, isto é, excesso de soluto,

em relação ao valor do coeficiente de

solubilidade (Cs), não se dissolve, e constituirá

o corpo de fundo.

Soluções insaturadas contêm uma quantidade

de soluto dissolvido menor que a sua

solubilidade naquela temperatura.

Soluções supersaturadas (instáveis) contêm

uma quantidade de soluto dissolvido maior que

a sua solubilidade naquela temperatura.

CS NaCl(s)= 36g/mL


Curva de solubilidade e a saturação das

soluções

Pontos acima da curva solução

supersaturada

Pontos abaixo da curva soluções

insaturadas

Pontos sobre a curva solução saturada

Concentração de oxigênio dissolvido

Como podemos determinar a quantidade de soluto dissolvida em um dado

volume de solução?

Concentração é o termo que utilizamos para fazer a relação entre a

quantidade de soluto e a quantidade de solvente em uma solução.

As quantidades podem ser dadas em massa, volume, mol, etc.


É a relação entre a massa do soluto em gramas e o volume da solução em

litros.





Qual a concentração comum em g/L de uma solução de 3L com 60g de

NaCl?

C=60g/3L C=20g/L

Atenção: Concentração comum é diferente de densidade, apesar da fórmula

ser parecida. A densidade é sempre da solução.

Na concentração comum, calcula-se apenas a

massa do soluto, ou seja, m1




Molaridade A molaridade de uma solução é a concentração em número de mols de

soluto e o volume de 1L de solução.

Outra fórmula que utilizamos é para achar o número de mols de um soluto:

M = molaridade (mol/L) m1 = massa do soluto (g) MM1= massa molar do soluto (g/mol) V = volume da solução (L)




Molaridade

Qual a molaridade de uma solução de 3L com 87,75g de NaCl?

MM do NaCl = 11+35,5 = 46,6g/mol

M=87,75

46,5×3 M= 0,62mo/L

Título em massa

O Título ou porcentagem em massa é a relação (razão) entre a massa do

soluto e a massa da solução. Ele não tem unidades e pode ser expresso

também em porcentagem. Nesse caso é só multiplicar o resultado por 100%.




Título em massa

Visto que tanto no

denominador, como no

numerador, está se tratando da

mesma unidade (a unidade de

massa é o grama – g), o Título

não possui nenhuma unidade

Título em porcentagem




Título em massa

Uma solução contém 8g de NaCl e 42g de água. Qual o título em massa da

solução? E seu título percentual?

Título em volume

O Título pode ser dado também em porcentagem de volume. Nesse caso, a

única diferença é que no lugar de relacionar a massa do soluto com a massa

da solução; relaciona-se o volume do soluto com o volume da solução.




Título em volume

O Título pode ser dado também em porcentagem de volume. Nesse caso, a

única diferença é que no lugar de relacionar a massa do soluto com a massa

da solução; relaciona-se o volume do soluto com o volume da solução.

Interações entre as moléculas na

solução são diferentes daquelas das

moléculas do soluto e do solvente

sozinhos.

Os espaços vazios, entre as

moléculas de água, vão ser

ocupados pelo álcool, diminuindo

assim o volume total.

1 L água 1L álcool 900 mL mistura




Título em volume

O título em volume também pode ser expresso em porcentagem.




Concentração em ppm

Partes por milhão (ppm) indica a quantidade, em gramas, de soluto presente

em 1000000 gramas da solução. É uma grandeza que serve para relacionar

a massa do soluto com a de soluções que estão muito diluídas. Nesses

casos, a massa do solvente é praticamente igual à da solução.

Partes por bilhão

Partes por trilhão




Concentração em ppm

Retomando as aulas anteriores: Vídeos

https://www.youtube.com/watch?v=6_5fdTshT9Y

https://www.youtube.com/watch?v=hJs7P-PRB-E

Diluir é o mesmo que dissolver?

O fenómeno de dissolução resulta de uma interação soluto – solvente.

Quando uma substância (o soluto) se dissolve noutra (o solvente), as

partículas do soluto interagindo com as partículas do solvente dispersam-

se neste último.

Diluir uma solução consiste em adicionar a ela uma porção de

solvente puro.

Logo, diluir não é o mesmo que dissolver. Dis

so

lve

r

Dilu

ir Diluição e concentração de soluções

Diluição e concentração de soluções

Ao diluir uma solução, a massa (m1) do soluto não se altera, sendo a

mesma na solução inicial e na final. O volume da solução aumentará (de V

para V'), uma vez que será adicionada uma porção de solvente.

Se a massa de soluto não se altera seu número

de mols também não alterará durante a diluição.

1 mol de soluto 1 mol de soluto

Observe que com a

dissolução as

partículas do soluto

ficam dispersas em

um volume maior de

solução.


A concentração, por sua vez, diminuirá (diluição e concentração são

processos opostos).

Concentração comum Concentração molar

Volume da solução concentração volume da solução concentração

Observe que na solução diluída há um número

menor de espécies de soluto por volume de

solução.


Como calcular a nova concentração após a diluição?


1)Um químico deseja preparar 1500mL de uma solução 1,4 mol/L de ácido

clorídrico (HCl), diluindo uma solução 2,8 mol/L do mesmo ácido. Qual o

volume de solução que havia na primeira solução a ser diluída?

2) Ao diluir 100 mL de uma solução de cloreto de sódio, cuja concentração

é igual a 15 g/L ao volume final de 150 mL, qual será a concentração final

da solução?

Aplicando a fórmula de diluição CV = C’V’, temos:

100 . 15 = 150 . C’

C’ = 10 g/L


Resumindo as relações entre as concentrações inicial e final na diluição

teremos:


Solução concentrada e solução diluída

Oxigênio dissolvido (OD) na água

O OD é essencial para a sobrevivência das

espécies aquáticas, pois promove a

respiração branquial dos peixes.

A água entra rica em

oxigênio (concentrada)

e sai pobre (diluída).

O que ocorre quando

o OD está em baixas

concentrações?

Vídeo:

https://www.youtube.com

/watch?v=EbnifeFhph4


A partir do vídeo podemos concluir que:

Em locais poluídos, como por exemplo, meio do lançamento de esgotos

domésticos e industriais em rios e lagos, o excesso de matéria orgânica

causa uma grande diminuição no COD. mesmo quantidades moderadas

de matéria orgânica jogadas nas águas naturais podem resultar numa

diminuição significativa no oxigênio dissolvido e, consequentemente, levar

à morte de peixes e outras espécies.


Qual a concentração ideal de OD na água para a manutenção da vida dos

peixes?


Por que o OD dos rios diminui à noite?

Durante o dia com o recebimento da radiação solar o continente (terra) se

aquecem de forma diferente. O continente tende a se aquecer mais rapidamente.

Logo, durante o dia a temperatura da água do rio ou do mar é mais fria. Durante à

noite, ocorre o resfriamento, como a agua do mar ou do rio demorou mais para se

aquecer durante o da, se resfria mais lentamente à noite, estando com uma

temperatura maior do que a do continente.

Menor temperatura Maior temperatura

A solubilidade dos gases depende da temperatura. Quanto maior a temperatura

menor a solubilidade. Isso explica porque durante a noite há menos OD na água.


Quais a doenças que podem ser causadas pela água contaminada?

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