PH Conceito H 2 O  H + + OH - 2H 2 O  H 3 O + + OH - K eq = [H+].[OH-] / [H 2 O] K w = [H + ].[OH - ] K W (25 o C) = 10 -14 - log K w = - log [H + ]

Apresentação em tema: "PH Conceito H 2 O  H + + OH - 2H 2 O  H 3 O + + OH - K eq = [H+].[OH-] / [H 2 O] K w = [H + ].[OH - ] K W (25 o C) = 10 -14 - log K w = - log [H + ]"— Transcrição da apresentação:

1 pH Conceito H 2 O  H + + OH - 2H 2 O  H 3 O + + OH - K eq = [H+].[OH-] / [H 2 O] K w = [H + ].[OH - ] K W (25 o C) = 10 -14 - log K w = - log [H + ] - log [OH - ] p(x) = - log x  p K w = pH + pOH  a 25  C  pH + pOH = 14

2 Importância nos Estudos de Controle de Qualidade das Águas Abastecimento Público de Água: “Águas ácidas são corrosivas, águas alcalinas são incrustantes”. Portaria 518: 6,0 < pH < 9,5 (Recomendação) Portaria 36: 6,5 < pH < 8,5Abastecimento Público de Água: “Águas ácidas são corrosivas, águas alcalinas são incrustantes”. Portaria 518: 6,0 < pH < 9,5 (Recomendação) Portaria 36: 6,5 < pH < 8,5 Tratamento de Água para Abastecimento: Influência em processos unitários, tais como coagulação e floculação, desinfecção pelo cloroTratamento de Água para Abastecimento: Influência em processos unitários, tais como coagulação e floculação, desinfecção pelo cloro Tratamento biológico de efluentes: Influência sobre processos aeróbios e anaeróbiosTratamento biológico de efluentes: Influência sobre processos aeróbios e anaeróbios

3 Importância nos Estudos de Controle da Qualidade das Águas Tratamento Físico-Químico de Efluentes:Tratamento Físico-Químico de Efluentes: Precipitação química de metais pesados Redução química do cromo hexavalente Oxidação química de cianetos Equilíbrio da amônia na água Quebra de emulsões oleosas Oxidação de compostos fenólicos pelo cloro Influência em diversas determinações analíticas.Influência em diversas determinações analíticas.

4 Importância nos Estudos de Controle de Qualidade das Águas Padrões de emissão de efluentes líquidos Resolução 357 CONAMA (artigo 34): 5 < pH < 9 Decreto 8468 (SP): artigo 18: 5 < pH < 9 artigo 19A: 6 < pH < 10Padrões de emissão de efluentes líquidos Resolução 357 CONAMA (artigo 34): 5 < pH < 9 Decreto 8468 (SP): artigo 18: 5 < pH < 9 artigo 19A: 6 < pH < 10 Águas naturais: Efeitos sobre os ecossistemas - Diretos (fisiologia) e indiretos (efeitos sobre os equilíbrios químicos) pH é padrão de classificação de águas naturais e é componente do IQA (CETESB)Águas naturais: Efeitos sobre os ecossistemas - Diretos (fisiologia) e indiretos (efeitos sobre os equilíbrios químicos) pH é padrão de classificação de águas naturais e é componente do IQA (CETESB)

5 Determinação do pH Método Eletrométrico: pH-metros Métodos colorimétricos:

6 pH - Metro

7 Controle de pH Adição de substâncias neutralizadoras Elevação de pH: NaOH, Ca(OH) 2, Na 2 CO 3 Elevação de pH: NaOH, Ca(OH) 2, Na 2 CO 3 Redução de pH:Redução de pH: Ácidos minerais: HCl, H 2 SO 4, HNO 3, etc. Gás carbônico: CO 2 + H 2 O H 2 CO 3

8 ACIDEZ DAS ÁGUAS 1.Definição: Acidez de uma amostra de água é a medida da sua capacidade de reagir quantitativamente com uma base forte, até um valor designado de pH, devido à presença de: Ácidos fortes: ácidos minerais (H 2 SO 4, HNO 3, HCl, etc.). Ácidos fortes: ácidos minerais (H 2 SO 4, HNO 3, HCl, etc.). Ácidos fracos: ácidos orgânicos (ex: ácido acético), ácido carbônico (gás carbônico na água) Ácidos fracos: ácidos orgânicos (ex: ácido acético), ácido carbônico (gás carbônico na água)

9 Acidez das Águas Acidez das Águas 2. Fontes de acidez nas águas naturais Efluentes industriais (ácidos minerais, ácidos orgânicos) Efluentes industriais (ácidos minerais, ácidos orgânicos) Decomposição de matéria orgânica (aeróbia - nitrificação; anaeróbia incompleta - ácidos voláteis)Decomposição de matéria orgânica (aeróbia - nitrificação; anaeróbia incompleta - ácidos voláteis) CO 2 : Atmosfera, decomposição de matéria orgânicaCO 2 : Atmosfera, decomposição de matéria orgânica Rede de esgotos: H 2 S H 2 SO 4Rede de esgotos: H 2 S H 2 SO 4 Águas tratadas: Hidrólise de sais como sulfato de alumínio, cloreto férrico (coagulantes) Águas tratadas: Hidrólise de sais como sulfato de alumínio, cloreto férrico (coagulantes)

10 Acidez das Águas 3. Importância nos estudos de controle de qualidade das águas Gás carbônico: pouca ou nenhuma relação com a saúde pública. Gás carbônico: pouca ou nenhuma relação com a saúde pública. Ácidos minerais: Sabor azedo, Corrosividade Ácidos minerais: Sabor azedo, Corrosividade Estudos de corrosão e proteção contra a corrosão Estudos de corrosão e proteção contra a corrosão Ácidos orgânicos voláteis: Controle de processos anaeróbios para tratamento de efluentesÁcidos orgânicos voláteis: Controle de processos anaeróbios para tratamento de efluentes

11 Acidez das Águas 4. Determinação da Acidez Titulação de neutralização ácido - base com NaOH ~ 0,02 N A titulação pode ser feita com auxílio de um pH-metro (titulação potenciométrica) ou com indicadores colorimétricos Acidez devida ao CO 2 Acidez mineral Acidez total pH 4,5 (AM) pH 8,3 (FF)

12 Acidez das Águas Expressão dos resultados de acidez: N A.V A = N B.V B N B = (N A.V A ) / V B Acidez = N B. E CaCO3 E CaCO3 = 50.000 mg Para N A = 0,02 N e V B = 100 mL Acidez (mg CaCO 3 /L) = 10 V A

13 Formas de Expressão da Concentração das Soluções 1. Concentração propriamente dita (C): C = (massa do soluto) / (volume da solução) (mg/L; g/L) C = (massa do soluto) / (volume da solução) (mg/L; g/L) 2. Concentração Molar (M): 2. Concentração Molar (M): M = (número de mols do soluto) / (volume da solução) (mol/L) M = (número de mols do soluto) / (volume da solução) (mol/L) C = M x (massa molecular do soluto) C = M x (massa molecular do soluto) 3. Concentração Normal (N): N = (número de equiv-grama do soluto) / (volume da solução) N = (número de equiv-grama do soluto) / (volume da solução)

14 Formas de Expressão da Concentração das Soluções C = N x (equivalente-grama do soluto) Título (T): T = (massa do soluto) / (massa da Solução) Propriedade da solução - densidade (d) d = (massa da solução) / (volume da solução) c = T x d

15 Alcalinidade das Águas 1.Definição: Alcalinidade de uma amostra de água é a medida da sua capacidade de reagir quantitativamente com um ácido forte, até um valor designado de pH, devido à presença de carbonatos, bicarbonatos e hidróxidos. 2.Fontes nas Águas Naturais: Carbonatos e Bicarbonatos: Passagem da água pelo solo, solubilização do calcário pelo CO 2. CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3 - H + + CO 3 -2 Hidróxidos: Efluentes industriais

16 Alcalinidade das Águas 3. Importância nos Estudos de Controle de Qualidade das Águas Sistemas de abastecimento de água: Formação de incrustações (especialmente em sistemas de água quente) Tratamento de água para abastecimento público: Floculação por Varredura Tratamento anaeróbio de efluentes: Efeito Tampão nos Reatores (alcalinidade de bicarbonatos)

17 Alcalinidade das Águas 4. Determinação Analítica Titulação com ácido sulfúrico ~ 0,02 N A titulação pode ser controlada com um pH-metro (titulação potenciométrica) ou com indicadores colorimétricos Alcalinidade à Fenolftaleína (P) Alcalinidade Total (T) pH 8,3 (FF) pH 4,5 (AM)

18 Alcalinidade das Águas Expressão dos Resultados de Alcalinidade N A.V A = N B.V B N B = (N A.V A ) / V B Alcalinidade (mg CaCO 3 / L) = N B. ECaCO 3 E CaCO3 = 50.000 mg e para: N A = 0,02 N e V B = 100 mL Alcalinidade (mg CaCO 3 / L) = 10. V A

19 Alcalinidade das Águas Cálculo dos Componentes da Alcalinidade Hipóteses: a)A alcalinidade de bicarbonatos e a alcalinidade de hidróxidos não coexistem em uma amostra. b)A alcalinidade de hidróxidos é 100% neutralizada até pH 8,3. c)A alcalinidade de carbonatos é 50% neutralizada até pH 8,3.

20 Alcalinidade das Águas Diagrama para Determinação dos Componentes pH 8,3 (FF) pH 4,5 (AM) B B C C C C H C C H T PT PT P=T PT

21 Alcalinidade das Águas Tabela para Cálculo dos Componentes ResultadoBicarbonatoCarbonatoHidróxido P = 0T00 P < ½ TT – 2P2P0 P = ½ T02P = T0 P > ½ T02(T – P)T – 2P P = T00