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MAPA - QUÍMICA GERAL E INORGÂNICA - 53 2023.docx

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MAPA - QUÍMICA GERAL E INORGÂNICA - 53/2023
ÁGUA
Nós vivemos num planeta que tem dois terços da superfície cobertos de água
(oceanos), mas cerca de 97% desta água é salgada. Restam, assim, pouco menos de
3% sob a forma de água doce, mas, deste total, mais de 2,5% estão congelados na
Antártica, no Ártico e em geleiras, indisponíveis para uso imediato. Por fim, do menos
de 0,5% que sobra, grande parte está em aquíferos subterrâneos.
Aproximadamente 1,1 bilhão de habitantes não têm acesso à água tratada e cerca de
1,6 milhão de pessoas morrem no mundo todos os anos em razão de problemas de
saúde decorrentes da falta desse recurso, segundo a Organização das Nações
Unidas (ONU).
Nesse contexto, o tratamento da água é fundamental para garantir a saúde da
(43) 99668 - 6495
A S S E S S O R I A A C A D Ê M I C A
A C A D Ê M I C A
(43) 98816 - 5388
população, seja nas pequenas ou grandes cidades. No tratamento da água é
verificado a dosagem dos produtos químicos utilizados no processo e também as
operações das estações de tratamento, na filtragem e em outras importantes etapas
do processo de tratamento da água. Toda a água precisa ser tratada, inclusive a dos
poços artesianos, obedecendo à legislação do Ministério da Saúde. Todo esse
processo é feito por Engenheiros, Biólogos, ou outros profissionais de áreas
laboratoriais, que seguem várias etapas.
Oxidação: a primeira etapa do processo é misturar cloro na água para oxidar os
metais presentes, principalmente o ferro e o manganês, que se apresentam
dissolvidos na água.
Coagulação e Floculação: a água é misturada com o sulfato de alumínio, um
coagulante que possui propriedades que ajudam a formar flocos gelatinosos, que vai
servir para unir as impurezas e facilitar sua remoção. A floculação irá agitar a água,
com a ajuda de pás giratórias.
Decantação: nessa etapa, a água passa lentamente pelos decantadores,
permanecendo assim de duas a três horas. Esse processo facilita que os flocos de
impurezas se depositem no fundo do decantador.
Filtração: após passar pelos decantadores, a água vai para os filtros onde são
retiradas as impurezas que permanecem no líquido. Os filtros são formados por
camadas de carvão ativado, que retira o odor e o sabor das substâncias químicas
utilizadas, por areia, que filtra as impurezas restantes, e por cascalho, que tem a
função de sustentar a areia e o carão.
Desinfecção: o cloro é usado para a destruição de micro-organismos presentes na
água. A ozonização e a exposição à radiação ultravioleta também podem ser usadas
nesse processo.
Fluoretação: após ser filtrada a água já está potável. Nesta etapa, são adicionados
cloro e o flúor para a prevenção de cáries.
Correção do pH: nesta etapa, se necessário, é adicionada mais cal hidratada para a
correção do pH.
Ortopolifosfato de Sódio: é acrescentado na última etapa, para proteger a tubulação
contra a corrosão e a oxidação.
Fonte: https://g1.globo.com/pr/parana/especial-publicitario/crea-pr/engenharias-
geociencias-e-voce/noticia/2019/11/18/como-funciona-o-processo-de-tratamento-da-
agua.ghtml. Acesso em: 3 jul. 2023.
Você, profissional já formado, está fazendo estágio em uma empresa de tratamento
de água de sua região. Como pode ser observado nos itens anteriormente descritos,
a correção do pH da água geralmente se dá por adição de cal hidratada, pois a água
encontra-se com pH abaixo da neutralidade.
Entretanto, por mudanças climáticas locais, a estação de tratamento está com pH alto
da água recebida e, por isso, você é indicado para trazer soluções de neutralização.
Sabe-se que em água com elevado pH, temos a presença de hidróxido de cálcio
(Ca(OH)2) e você sugere que seja feita neutralização com ácido sulfúrico (H2SO4)
para produção de sulfato de cálcio (CaSO4) e água (H2O).
a) Sobre as substâncias a serem utilizadas, faça a correta representação de Lewis
para cada uma, indicando o tipo de ligação que acontece.
b) Discorra sobre estas diferentes ligações atômicas, descrevendo suas principais
características.
c) Escreva a reação química completa e faça o correto balanceamento.
d) Você coletou uma amostra da água bruta e mediu seu pH atual de 11, sabendo
que o pH ideal da água tratada deveria ser próximo a 7. A partir destas informações e
dispondo de uma solução de ácido sulfúrico 0,1 mol/L, quantos mL de ácido devem
ser adicionados para cada Litro de água a ser tratada para o pH diminuir de 11 para
7?

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  • 1. MAPA - QUÍMICA GERAL E INORGÂNICA - 53/2023 ÁGUA Nós vivemos num planeta que tem dois terços da superfície cobertos de água (oceanos), mas cerca de 97% desta água é salgada. Restam, assim, pouco menos de 3% sob a forma de água doce, mas, deste total, mais de 2,5% estão congelados na Antártica, no Ártico e em geleiras, indisponíveis para uso imediato. Por fim, do menos de 0,5% que sobra, grande parte está em aquíferos subterrâneos. Aproximadamente 1,1 bilhão de habitantes não têm acesso à água tratada e cerca de 1,6 milhão de pessoas morrem no mundo todos os anos em razão de problemas de saúde decorrentes da falta desse recurso, segundo a Organização das Nações Unidas (ONU). Nesse contexto, o tratamento da água é fundamental para garantir a saúde da (43) 99668 - 6495 A S S E S S O R I A A C A D Ê M I C A A C A D Ê M I C A (43) 98816 - 5388
  • 2. população, seja nas pequenas ou grandes cidades. No tratamento da água é verificado a dosagem dos produtos químicos utilizados no processo e também as operações das estações de tratamento, na filtragem e em outras importantes etapas do processo de tratamento da água. Toda a água precisa ser tratada, inclusive a dos poços artesianos, obedecendo à legislação do Ministério da Saúde. Todo esse processo é feito por Engenheiros, Biólogos, ou outros profissionais de áreas laboratoriais, que seguem várias etapas. Oxidação: a primeira etapa do processo é misturar cloro na água para oxidar os metais presentes, principalmente o ferro e o manganês, que se apresentam dissolvidos na água. Coagulação e Floculação: a água é misturada com o sulfato de alumínio, um coagulante que possui propriedades que ajudam a formar flocos gelatinosos, que vai servir para unir as impurezas e facilitar sua remoção. A floculação irá agitar a água, com a ajuda de pás giratórias. Decantação: nessa etapa, a água passa lentamente pelos decantadores, permanecendo assim de duas a três horas. Esse processo facilita que os flocos de impurezas se depositem no fundo do decantador. Filtração: após passar pelos decantadores, a água vai para os filtros onde são retiradas as impurezas que permanecem no líquido. Os filtros são formados por camadas de carvão ativado, que retira o odor e o sabor das substâncias químicas utilizadas, por areia, que filtra as impurezas restantes, e por cascalho, que tem a função de sustentar a areia e o carão. Desinfecção: o cloro é usado para a destruição de micro-organismos presentes na água. A ozonização e a exposição à radiação ultravioleta também podem ser usadas nesse processo.
  • 3. Fluoretação: após ser filtrada a água já está potável. Nesta etapa, são adicionados cloro e o flúor para a prevenção de cáries. Correção do pH: nesta etapa, se necessário, é adicionada mais cal hidratada para a correção do pH. Ortopolifosfato de Sódio: é acrescentado na última etapa, para proteger a tubulação contra a corrosão e a oxidação. Fonte: https://g1.globo.com/pr/parana/especial-publicitario/crea-pr/engenharias- geociencias-e-voce/noticia/2019/11/18/como-funciona-o-processo-de-tratamento-da- agua.ghtml. Acesso em: 3 jul. 2023. Você, profissional já formado, está fazendo estágio em uma empresa de tratamento de água de sua região. Como pode ser observado nos itens anteriormente descritos, a correção do pH da água geralmente se dá por adição de cal hidratada, pois a água encontra-se com pH abaixo da neutralidade. Entretanto, por mudanças climáticas locais, a estação de tratamento está com pH alto da água recebida e, por isso, você é indicado para trazer soluções de neutralização. Sabe-se que em água com elevado pH, temos a presença de hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) e você sugere que seja feita neutralização com ácido sulfúrico (H2SO4) para produção de sulfato de cálcio (CaSO4) e água (H2O). a) Sobre as substâncias a serem utilizadas, faça a correta representação de Lewis para cada uma, indicando o tipo de ligação que acontece. b) Discorra sobre estas diferentes ligações atômicas, descrevendo suas principais características. c) Escreva a reação química completa e faça o correto balanceamento. d) Você coletou uma amostra da água bruta e mediu seu pH atual de 11, sabendo que o pH ideal da água tratada deveria ser próximo a 7. A partir destas informações e
  • 4. dispondo de uma solução de ácido sulfúrico 0,1 mol/L, quantos mL de ácido devem ser adicionados para cada Litro de água a ser tratada para o pH diminuir de 11 para 7?