Aula sobre química das águas: Reação Redox e Reações Ácido Base.

1. Química da Água
Parte 1: Química das Águas Naturais
Parte 2: Poluição e Purificação da Água
Docente
Adão Oliveira
2023

2. Fonte da imagem: %C3%81gua+na+Terra.png (1408×476) (bp.blogspot.com)

3. É importante entender os tipos de processos químicos que ocorrem em águas naturais,
e como a ciência e a aplicação da química podem ser empregadas para purificar águas
para consumo humano.
Reações ácido-
base
Solubilidade de
íons inorgânicos
pH
CO2 e Íons
carbonatados
de rochas
pH e
Concentração
de Íons
Reações de
Redox
(oxirredução)
Solubilidade de substâncias
Orgânicas
Oxigênio Dissolvido
Demanda de Oxigênio
Decomposição de matéria
Orgânica
Química da Água

4. Química de oxidação-redução em águas naturais
Revisão
Número de Oxidação
Nox
Fonte da Imagem: Brasil Escola.

5. Química de oxidação-redução em águas naturais
Oxigênio Dissolvido
O2 + 4 H+ + 4e- 2 H2O
Solução Ácida
O2 + 2 H2O + 4e- 4 OH-
Solução Básica
Agente oxidante mais importante em águas naturais (O2).
Atenção a variação nos estados de oxidação do Oxigênio.

6. Química de oxidação-redução em águas naturais
Oxigênio Dissolvido (explicar equilíbrio químico)
O2(g) O2(aq)
Solubilidade do O2 em água
A solubilização de substâncias
em meio aquoso obedece a uma
constante de Equilíbrio.
Revisão
KH(O2 a 25ºC) = 1,3 x 10-3 mol L-1 atm Desse modo o qual o valor da
solubilidade de oxigênio em Água a 25 ºC
em mg.L-1? E em ppm?
P02 = 0,21 atm
A Solubilidades de gases
aumentam com a diminuição da
temperatura.
a quantidade de O2 que dissolve
a 0 o C (14,7 mg.L) é maior do
que a quantidade que dissolve a
35 oC (7,0 mg/L)

7. Química de oxidação-redução em águas naturais
Oxigênio Dissolvido
Usina Nuclear Angra dos Reis
Imagem (angra.jpg (768×432) (cnnbrasil.com.br)
Um caso de poluição térmica, como ocorre?
Algumas espécies de peixes precisam de no
mínimo 5 mg. L de O2

8. Química de oxidação-redução em águas naturais
Demanda de Oxigênio
A substância mais comum que é oxidada pelo oxigênio dissolvido em água é a matéria orgânica de origem biológica.
CH2O(aq) + O2(aq) CO2(g) + H2O(aq)
Carboidrato
Mostre que 1L de água saturada
com oxigênio a 25oC é capaz de
oxidar completamente 8,2 mg de
CH2O.
Região de Baixa Oxigenação!
Demanda Bioquímica de
Oxigênio (DBO)
Catalisado por bactérias

9. Química de oxidação-redução em águas naturais
Demanda de Oxigênio
Demanda Bioquímica de
Oxigênio (DBO)
Catalisado por bactérias

10. Química de oxidação-redução em águas naturais
Decomposição da matéria orgânica em água
Demanda Bioquímica de
Oxigênio (DBO)
Catalisado por bactérias
Pântano
Fonte da imagem: (geoenciclopedia.com)
CH2O CH4(g) + CO2(g)
Bactérias
Condição aeróbia ou anaeróbia?
É uma reação de oxirredução?
Biodigestor
Fonte da imagem:
9bb8dc270d8743829275978cf11ffaa9-
-lubang-hobbit-self-sufficient.jpg
(735×672) (pinimg.com)
Aterro Sanitário
Fonte da imagem: (geoenciclopedia.com)

11. Química ácido base em águas naturais
O sistema CO2 - Carbonato
Demanda Bioquímica de
Oxigênio (DBO)
Catalisado por bactérias
Fonte: Baird
CO2(g) + H2O(l) H2CO3(aq)

12. Química ácido base em águas naturais
O sistema CO2 - Carbonato
Demanda Bioquímica de
Oxigênio (DBO)
Catalisado por bactérias
O aumento na concentração de CO2 atmosférico resulta em uma queda de cerca de 1 unidade de pH nas águas
superficiais dos oceanos no mundo.

13. Química ácido base em águas naturais
O sistema CO2 - Carbonato
Demanda Bioquímica de
Oxigênio (DBO)
Catalisado por bactérias
Fonte: Baird

14. Química ácido base em águas naturais
O sistema CO2 - Carbonato
Demanda Bioquímica de
Oxigênio (DBO)
Catalisado por bactérias
Fonte: Baird

15. Química ácido base em águas naturais
O sistema CO2 - Carbonato
Demanda Bioquímica de
Oxigênio (DBO)
Catalisado por bactérias
Fonte: Baird

16. Química ácido base em águas naturais
O sistema CO2 - Carbonato
Demanda Bioquímica de
Oxigênio (DBO)
Catalisado por bactérias
Alcalinidade de águas naturais
Representa a concentração de
ânions de uma amostra.
É uma medida conveniente para avaliar a
capacidade de um corpo aquático em
resistir a acidificação.
Número de mols total de H+ necessários
para titular 1L de amostra até o ponto de
viragem (ponto final).
Alcalinidade (total) = 2 [CO3
2-] + [HCO3
-] + [OH-] - [H+]
O alaranjado de metila é usado como o indicador em titulações nas quais a alcalinidade total é determinada. Só haverá uma
mudança de cor em pH ligeiramente ácido (pH 4).
Nessas condições todos os íons carbonato na amostra foram transformados em bicarbonato, mas virtualmente todos os íons
carbonato foram transformados em ácido carbônico.

17. Química ácido base em águas naturais
O sistema CO2 - Carbonato
Demanda Bioquímica de
Oxigênio (DBO)
Catalisado por bactérias
Indice de Dureza águas naturais
Representa a concentração de
cátions em uma amostra.
É uma medida conveniente para avaliar a
concentração de íons Ca2+ e Mg2+.
É determinada titulando uma amostra de
água com EDTA, substância que forma
complexos com íons metálicos.
Dureza (total) = [Ca2+] + [Mg2+]
A maior parte do cálcio entra na água a partir do CaCO3 na forma de calcário ou de
depósitos minerais de CaSO4.
A principal fonte do magnésio é o calcário dolomítico, CaMg(CO3)2.

18. Química ácido base em águas naturais
O sistema CO2 - Carbonato
Demanda Bioquímica de
Oxigênio (DBO)
Catalisado por bactérias
Indice de Dureza águas naturais
Dureza (total) = [Ca2+] + [Mg2+]
Fonte da imagem: post_thumbnail-b457d035b7fafbd823892b27da804da2.jpeg (2000×1333)
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