MINERALIZAÇÃO E DESMINERALIZAÇÃO DA ÁGUA A água do mar e as águas salobras contêm diversos sais minerais dissolvidos. A remoção de sais destas águas é um processo de obter água potável. Os processos mais usados são a destilação e a osmose inversa. A salinidade de uma água é a massa, em gramas, de sais dissolvidos por cada quilograma dessa água (g kg-1). A mineralização da água é a massa, em mg, do material orgânico existente por litro de água (mg L-1). SOLUBILIDADE (s) A solubilidade corresponde à concentração máxima que um soluto pode ter numa solução (solução saturada). A solubilidade é usualmente expressa em mol dm-3. Por vezes surge também expressa em g dm-3. SAIS SOLÚVEIS E SAIS INSOLÚVEIS EM ÁGUA São muito solúveis em água, praticamente: Todos os sais de metais alcalinos. Todos os sais de amónio (NH 4 ) . Todos os sais contendo os iões nitrato, CO 4 e permanganato, MnO 4 . Hidróxidos, NO3 , clorato, CO3 , perclorato, OH - , dos metais alcalinos e hidróxido de bário. A maioria dos cloretos, C - , Brometos, Br - , e iodetos, I - , excetuandose, nomeadamente, os de cobre(I), Cu+, de prata, Ag+, de mercúrio(II), Hg2+ e de chumbo(II), Pb2+. A maioria dos sulfatos, SO 24 , excetuando-se, nomeadamente, os de cálcio, Ca2+, de prata, Ag+, de bário, Ba2+, de estrôncio, Sr2+, de chumbo(II), Pb2+, e de mercúrio(I), Hg 22 , que são pouco solúveis. Quase todos os acetatos, CH 3COO - , excetuando, designadamente, os de prata, Ag+, e os de mercúrio(II), Hg2+. São sais pouco solúveis ou insolúveis em água: A maioria dos hidróxidos, exceto os já referidos. A maioria dos carbonatos, CO 32 , dos cromatos, CrO 24 , dos sulfitos, SO 3 , dos sulfuretos, S2-, dos fosfatos, PO34 e dos fosfitos, PO33 , excetuandose os compostos dos metais alcalinos e os de amónio. CONSTANTE DE PRODUTO DE SOLUBILIDADE (Ks) Dado um sal em equilíbrio com uma solução como mostra a figura: Pode-se traduzir esta situação através de uma reação de equilíbrio químico. Como exemplo, podemos considerar a dissolução de iodeto de prata em água, em que, se aplica o seguinte esquema: C / mol dm3 AgI(s) Ag (aq) I - (aq) Início y 0 0 Variação -s +s +s Equilíbrio y-s s s Sendo a constante de equilíbrio desta reação: | Ag |e | I - |e Kc | AgI |e A partir desta constante, obtém-se uma nova constante (Ks): K c | AgI |e | Ag |e | I |e KS Ks | Ag |e | I |e Esta constante designa-se por produto de solubilidade. O seu nome deve-se ao facto de se poder substituir as concentrações dos iões em equilíbrio pela solubilidade do sal. Assim, atendendo ao esquema anterior, obtém-se para o exemplo considerado: Ks s s Ks s 2 FORMAÇÃO DE PRECIPITADOS A formação de precipitados pode prever-se, comparando o quociente de reação (Q) com Ks: Se Q < Ks, não há formação de precipitado. Se Q = Ks, atinge-se a saturação. Se Q > Ks, há formação de precipitado. REAÇÕES DE SOLUBILIZAÇÃO E REAÇÕES DE PRECIPITAÇÃO. Uma reação de solubilização de um sal em água corresponde à reação de dissolução, que corresponde a uma dissociação, desse sal em água. Exemplo: AgI(s) Ag (aq) I - (aq) A reação de precipitação corresponde à reação inversa da solubilização. Exemplo: Ag (aq) I- (aq) AgI(s) Normalmente as reações de precipitação ocorrem quando se misturam duas soluções contendo sais diferentes nelas dissolvidos. Exemplo: Adição de uma solução de nitrato de prata a uma solução de cloreto de sódio. O nitrato de prata dissolvido em solução aquosa encontra-se dissociado de acordo com a equação química: AgNO 3 (aq) Ag (aq) NO3- (aq) O cloreto de sódio em solução aquosa encontra-se dissociado de acordo com a equação química: NaC(aq) Na (aq) C (aq) Ao misturarem-se as duas soluções pode ocorrer a formação de um precipitado de um sal pouco solúvel, de acordo com a reação de precipitação: Ag (aq) C- (aq) AgC (s) A formação deste precipitado ocorre se Q > Ks (do AgC ) . Se se misturarem varias soluções de sais e existir a possibilidade de se formarem mais do que um sal pouco solúvel em água, o sal que precipita primeiro é aquele que tiver menor solubilidade em água. FATORES QUE AFETAM A SOLUBILIDADE DE SAIS. A variação da solubilidade dos sais pode prever-se de acordo com a Lei de Le Châtelier. Neste caso a solubilidade não é influenciada pela pressão, porque nenhuma espécie química interveniente na reação de solubilização se encontra no estado gasoso. Assim, os fatores que afetam a solubilidade são a temperatura e a concentração. Se a reação de solubilização for endotérmica, a solubilidade aumenta com o aumento da temperatura. Se a reação de solubilização for exotérmica, a solubilidade diminui com o aumento da temperatura. Relativamente à concentração podem considerar-se os seguintes efeitos: O efeito do ião comum que faz baixar a solubilidade. O efeito da adição de ácidos que faz aumentar a solubilidade, porque reagem com o ião negativo do sal. O efeito de agentes complexantes que faz aumentar a solubilidade, porque reagem com um dos iões do sal (normalmente com o ião positivo).