Quimica

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CURSO: “QUALIDADE DAS ÁGUAS E POLUIÇÃO: ASPECTOS FÍSICO-QUÍMICOS” AULA 6
CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DAS ÁGUAS: pH, ACIDEZ, ALCALINIDADE E DUREZA

Prof. Dr. Roque Passos Piveli

AULA 6: CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DAS ÁGUAS: pH, ACIDEZ, ALCALINIDADE E DUREZA
1. pH
1.1. Conceito O primeiro equilíbrio químico de interesse que ocorre na água é a dissociação de sua própria molécula, que pode serrepresentada através da seguinte equação química: H2O ↔ H+ + OHNa verdade, o íon hidrogênio, H+, permanece associado à própria molécula de água na forma do íon hidrônio, de modo que este equilíbrio pode ser melhor representado pela seguinte equação química: 2H2O ↔ H3O+ + OHVoltando à forma anterior mais simplificada de se expressar tal equilíbrio, a constante de equilíbrio da reação, Keq, pode serexpressa por:

[ H ] . [ OH ] Keq =
+ −

[ H O]
2

A concentração molar de água, [H2O], é constante e igual a 1000g/18 = 55,5 mol / L, definindo-se uma nova constante de equilíbrio, Kw, que é o produto iônico da água: Kw = [H+].[OH-] O valor de Kw, medido à 25°C, é 1,1 x 10-14. Em decorrência da dificuldade de se trabalhar com números muito pequenos, tanto para se expressar concentraçõesmolares como constantes de equilíbrio, introduziu-se na química a notação p(x) = - log x. Em 1909, Sörensen criou a escala de pH, ou de potencial hidrogeniônico, grandeza que define o fator de intensidade de acidez, que se baseia no antilogaritmo das concentrações de H+, ou seja: pH = - log [H+] Na equação anterior, extraindo-se o logaritmo decimal de ambos os membros, tem-se: - log Kw = - log [H+]- log[OH-] ∴ p Kw = pH + pOH

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∴ a 25°C ⇒ pH + pOH = 14, de onde se deduz que o ponto neutro correspondente ao valor de pH = 7 pois teríamos, para pKw = 14, pOH = 7 e portanto pH = pOH. Note-se que para outros valores de temperatura, o valor de pKw varia e a neutralidade não corresponde a pH = 7,0. Para 0°C, por exemplo, o ponto neutro ocorre em pH = 6,5 e, a 60°C, corresponde ao pH = 7,5.Conclusivamente, o pH representa a atividade do íon hidrogênio na água, de forma logaritmizada, resultante inicialmente da dissociação da própria molécula da água e posteriormente acrescida pelo hidrogênio proveniente de outras fontes como efluentes industriais (ácidos sulfúrico, clorídrico, nítrico, etc), dissociação de ácidos orgânicos como o ácido acético, que resulta da “fase ácida” dadecomposição anaeróbia da matéria orgânica, bem como outras substâncias que venham a apresentar reação ácida com o solvente (água). 1.2. Importância nos estudos de controle de qualidade de águas Por influir em diversos equilíbrios químicos que ocorrem naturalmente ou em processos unitários de tratamento de águas, o pH é um parâmetro importante em muitos estudos no campo do saneamento ambiental. Ainfluência do pH sobre os ecossistemas aquáticos naturais dá-se diretamente devido a seus efeitos sobre a fisiologia das diversas espécies. Também o efeito indireto é muito importante, podendo determinadas condições de pH contribuírem para a precipitação de elementos químicos tóxicos como metais pesados; outras condições podem exercer efeitos sobre as solubilidades de nutrientes. Desta forma, asrestrições de faixas de pH são estabelecidas para as diversas classes de águas naturais, tanto de acordo com a legislação federal (Resolução n° 20 do CONAMA) de junho de 1986, como pela legislação do Estado de São Paulo (Decreto n° 8468). O valor de pH é também um resultado importante para a composição dos chamados “índices de qualidade de águas”. No cálculo do IQA utilizado pela CETESB, o pH é um dos noveparâmetros contemplados. Os critérios de proteção à vida aquática fixam o pH entre 6 e 9. Nos ecossistemas formados nos tratamentos biológicos de esgotos o pH é também uma condição que influi decisivamente no processo. Normalmente, a condição

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de pH que corresponde à formação de um ecossistema mais diversificado e a um tratamento mais estável é a de neutralidade, tanto em meios...
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