Profa. Maria Fernanda - Química
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Poluição das águas
O que você entende por poluição das águas?
A
poluição
da
água
consiste
em
qualquer
alteração física, química ou biológica da qualidade da água que a
torna imprópria para consumo ou causa danos aos organismos vivos.
Do ponto de vista legal de controle da poluição, o
conceito de poluição deve ser associado às
alterações indesejáveis provocadas pelas atividades
e intervenções humanas no ambiente. Agregado ao
conceito de poluição vem a definição de poluente.
Poluentes são agentes que provocam a poluição, dessa forma a poluição
está ligada à concentração, ou quantidade de resíduos presentes no meio
em questão.
Poluição das águas
Quais os fatores que causam a poluição das águas?
Existem vários tipos de poluição das águas, cuja classificação depende de
suas origens, causas e consequências.
Poluição biológica das águas
Ocorre quando os corpos de água possuem microorganismos patogênicos, tais como bactérias, vírus,
vermes e protozoários oriundos principalmente de
esgotos domésticos e industriais.
Poluição térmica das águas
Ocorre quando são lançadas nos recursos hídricos
grandes quantidades de águas aquecidas que foram
usadas, por exemplo, em indústrias para aquecer
caldeiras, em processos de refrigeração de
refinarias, siderurgias e usinas termoelétricas.
Poluição das águas
Quais os fatores que causam a poluição das águas?
Poluição química das águas
Ocorre por produtos químicos nocivos e
indesejáveis. Seus efeitos podem ser sutis e
demorar muito tempo para serem percebidos.
Entre os principais poluentes químicos estão os
fertilizantes agrícolas, plásticos, herbicidas,
inseticidas,
tintas,
detergentes,
solventes,
remédios e aditivos alimentares.
O principal responsável pela poluição das água é o homem.
Poluição das águas
A distribuição de água no Planeta:
A água utilizada pelo
consumo humano
nas suas mais
diversas atividades é
a água doce.
Uso da água doce no mundo:
Poluição das águas
O consumo de água para a produção de alimentos (agricultura)
Poluição das águas
Qual a situação da água doce no mundo e no Brasil?
Vídeo: Documentário sobre a Poluição das Águas. PLANETA ÁGUA (Série
Exibida no Fantástico)  www.youtube.com/watch?v=qszsmTyMAd0
Leitura do texto: “Concentração de Oxigênio Dissolvido na Água”
Com base na leitura do texto responda as seguintes questões:
1) Qual a origem do oxigênio presente na água?
2) Qual a importância do oxigênio na água dos rios, lagos e mares?
3) Por que o oxigênio dissolvido (OD) na água pode ser utilizado como
um parâmetro para se determinar a poluição das águas?
4) Quais os valores de concentração de oxigênio dissolvido são
característicos de água poluída?
5) Proponha uma representação para o sistema água e oxigênio.
Poluição das águas
Para compreendermos como o oxigênio pode ser utilizado como parâmetro
para de avaliar a poluição das águas, precisamos construir alguns conceitos
químicos:
 Solução
Componentes de uma solução
Classificação das solução quanto ao estados físicos
 Solubilidade
Coeficiente e solubilidade
Regras de solubilidade (solubilidade de sais e gases em líquidos)
Classificação das soluções quanto à saturação
 Concentração das soluções
Concentração comum
Concentração molar
Título (massa e volume)
Água potável é uma solução
As misturas podem ser homogêneas ou heterogêneas.
As misturas homogêneas possuem uma fase distinta.
As misturas heterogêneas possuem duas ou mais fases distintas.
Água potável é uma solução
Solução é uma mistura homogênea entre duas ou mais substâncias. O
processo utilizado para obter essa mistura é chamado de dissolução.
Uma solução é sempre formada pelo soluto e pelo solvente.
Soluto – substância que será dissolvida.
Solvente – substância que dissolve.
Água potável é uma solução
Classificação das soluções
A classificação das soluções pode ser
feita de acordo com o estado físico
delas, de seus constituintes e de
acordo com a natureza do soluto.
Água potável é uma solução
Solução sólida:
As soluções sólidas são formadas apenas por solutos
e solventes sólidos.
No cotidiano, os principais exemplos desse tipo de
solução são as ligas metálicas. Por exemplo, a
medalha abaixo foi produzida com a liga de bronze,
que é uma mistura de aspecto homogêneo, formada
por estanho e cobre.
Soluções líquidas:
As soluções líquidas possuem o solvente líquido,
geralmente a água, e os solutos podem ser sólidos,
líquidos ou gasosos:
Água potável é uma solução
Sólido-líquido:
Quando misturamos sal ou açúcar (sólidos) na água
(líquido), temos um exemplo desse tipo de solução.
Outros exemplos são: água do mar que é formada por
vários sais dissolvidos nela, o álcool iodado (tintura de
iodo), que contém iodo dissolvido em álcool, e o soro
fisiológico (solução aquosa com 0,9% em massa de
cloreto de sódio – sal de cozinha).
Líquido-líquido:
Tanto o soluto quanto o solvente são líquidos. Alguns
exemplos são: água oxigenada, que é uma solução
aquosa de peróxido de hidrogênio, e o álcool
desinfetante ou álcool combustível, que é uma mistura
de álcool e água.
Água potável é uma solução
Gás-líquido:
O soluto é um gás e o solvente é um líquido. Exemplos:
Águas de aquários, mares, lagos e rios possuem os
gases do ar dissolvidos nela, permitindo que os seres
aquáticos sobrevivam. Além disso, os refrigerantes e a
água com gás possuem o gás carbônico dissolvido.
Soluções gasosas:
Esse tipo de solução é formado pela mistura apenas de
gases. O ar é um exemplo, sendo que sua composição
aproximada é de 78% de gás nitrogênio, 21% de gás
oxigênio e 1% de outros gases.
Água potável é uma solução
Soluções Moleculares: São aquelas que possuem solutos moleculares
que apenas se dissolvem em água e geram uma solução não eletrolítica,
ou seja, que não conduz eletricidade. Um exemplo é a água com açúcar.
Animação: Soluções de açúcar e sal
Soluções Iônicas: Essas soluções são eletrolíticas, conduzem eletricidade
e sua formação pode se dar de duas formas:
1 – Quando colocamos solutos iônicos na água e eles sofrem
uma dissociação iônica, ou seja, os seus íons são separados e ficam no
meio aquoso. Exemplo: sal de cozinha (cloreto de sódio – NaCl – na água);
Vídeo: dissolução do NaCl
2 – Quando colocamos solutos moleculares que reagem com a água,
sofrendo ionização, ou seja, originam íons que ficam no meio aquoso.
Exemplo: cloreto de hidrogênio (HCl) na água.
Água potável é uma solução
Qual é a composição química da água potável?
A água potável seria composta só
pela substância água?
Não. A água potável não é uma substância, mas sim uma mistura
homogênea, ou seja, uma solução.
Substâncias presentes na água
Água potável é uma solução
Se há tantas substâncias presentes na água potável, porque não
conseguimos vê-las a olho nu?
Não conseguimos “ver” as substâncias presentes na água porque elas estão
dissolvidas.
O termo Dissolução designa um fenómeno físico que ocorre quando se
mistura um soluto com um solvente.
O fenómeno de dissolução resulta de uma interação soluto – solvente.
Quando uma substância (o soluto) se dissolve noutra (o solvente), as
partículas do soluto interagindo com as partículas do solvente dispersamse neste último.
Água potável é uma solução
Se há tantas substâncias presentes na água potável, porque não
conseguimos vê-las a olho nu?
Pode imaginar-se que o processo de dissolução envolve três situações
distintas.
Inicialmente ocorre separação das partículas do solvente, seguidamente
ocorre a separação das partículas do soluto e finalmente as partículas do
soluto e do solvente interagem.
Na água, além dos sais há também gases dissolvidos como, por exemplo, o
O2 (oxigênio).
Vejamos, como ocorre a dissolução dos sais e do oxigênio em água.
Água potável é uma solução
Se há tantas substâncias presentes na água potável, porque não
conseguimos vê-las a olho nu?
Composto iônico - NaCl
 Dissolução dos sais
Os sais são compostos formados por íons
(cátions e ânions). As ligações que se
estabelecem entre os íons são ligações
fortes, designadas por ligações iónicas.
Nos sais, os íons positivos e negativos
agrupam-se em redes iónicas (redes
cristalinas), numa organização que pode
tomar variadas formas.
Ocorre a transferência de 1
elétron do Na para o Cloro,
formando o cátions Na+ e o ânion
Cl-.
Água potável é uma solução
 Dissolução dos sais
Quando uma substância iónica, como o cloreto de sódio, dissolve-se em água,
desfaz-se a malha tridimensional dos íons no cristal, ou seja, os íons Na+ e Cl-,
separam-se. Esta separação ocorre devido à interação com as moléculas do
solvente polar – a água. As atrações do tipo íon – dipolo, que se estabelecem entre
os íons Na+ e Cl- com a água, são suficientemente fortes para separar os íons do
cristal. Chama-se hidratação a este método de dissolução denomina-se, que
consiste num processo no qual um íon é rodeado por moléculas de água.
Dissolução do NaCl
Vídeo: dissolução do NaCl(s) em água
Água potável é uma solução
 Dissolução dos gases em agua
Como o gás entra no líquido?
Lembre-se do seguinte: um gás tem suas moléculas em constante
movimento e, dessa forma, essas moléculas se chocam com os obstáculos
que encontram no caminho. Quando o obstáculo que o gás encontra é a
superfície de um líquido, vez por outra, moléculas com um pouco mais de
velocidade conseguem penetrar no líquido, ficando dissolvidas.
A solubilidade de um gás em
um líquido depende da pressão
do gás, ou seja, quanto maior a
pressão exercida pelo gás,
maior o número de choques e
maior o a penetração do gás no
líquido.
Água potável é uma solução
 Dissolução dos gases em agua
Como o gás entra no líquido?
A temperatura do líquido também influencia, assim, quanto maior o grau de
agitação das partículas do líquido, menor a capacidade desse líquido
dissolver o gás. Outro fator importante em termos de solubilidade de gases
em líquidos é a agitação da superfície do líquido, que, quanto mais
agitada, maior a possibilidade de trocas gasosas.
Refrigerante gelado 
maior
número
de
moléculas de gás no
refrigerante
Refrigerante quente 
menor
número
de
moléculas de gás no
refrigerante
Água potável é uma solução
 Dissolução dos gases em agua
Como podemos explicar a solubilidade do oxigênio em água?
A água é um solvente polar, a solubilidade de uma
substância em água depende do tipo de unidades
estruturais que essa substância possui (isto é o que
condiciona a interação soluto – solvente). Geralmente,
as substâncias covalentes polares e substâncias
iónicas (sais e/ou hidróxidos) dissolvem-se em água.
Por outro lado, substâncias apolares como o oxigênio podem ser solúveis
em água.
Como isso é possível?
As moléculas
do
oxigênio
são apolares.
Água potável é uma solução
 Dissolução dos gases em agua
Como podemos explicar a solubilidade do oxigênio em água?
.Dificilmente teremos uma substância 100% apolar, sempre existe a
possibilidade da formação de uma carga, mesmo que criada pelo
deslocamento momentâneo da nuvem eletrônica em uma molécula tida
como apolar, por isso, sempre haverá uma interação entre as diversas
moléculas, polares ou apolares.
Interações dipolo permanente – dipolo induzido
Água potável é uma solução
 Dissolução dos gases em agua
Como podemos explicar a solubilidade do oxigênio em água?
Acontece que a extremidade negativa da água se aproxima do O2, se
repelindo e, assim, a nuvem eletrônica da molécula apolar se afasta. O
oxigênio fica, então, momentaneamente polarizado e passa a interagir com
a água se solubilizando nela.
O oxigênio fica momentaneamente polarizado e passa a interagir com a
água se solubilizando nela.
Água potável é uma solução
 Dissolução dos gases em agua
Como podemos explicar a solubilidade do oxigênio em água?
Poderíamos representar em nível submicroscópico a água e o oxigênio de
da seguinte forma:
Moléculas de água
H2O
Moléculas de oxigênio
O2
Solubilidade dos sais e dos gases na água potável
O quando de uma dada substância pode ser solubilizada em água?
Vídeo: Curva de solubilidade do Prof. Maurício Monteiro
Curva de solubilidade
são
gráficos
que
apresentam variação
dos coeficientes de
solubilidade
das
substâncias em função
da temperatura.
Solubilidade dos sais e dos gases na água potável
Classificação das soluções
De acordo com a quantidade de soluto dissolvido, podemos classificar as
soluções:
Soluções saturadas contêm uma quantidade de
soluto dissolvido igual à sua solubilidade
naquela temperatura, isto é, excesso de soluto,
em relação ao valor do coeficiente de
solubilidade (Cs), não se dissolve, e constituirá
o corpo de fundo.
Soluções insaturadas contêm uma quantidade
de soluto dissolvido menor que a sua
solubilidade naquela temperatura.
Soluções supersaturadas (instáveis) contêm
uma quantidade de soluto dissolvido maior que
a sua solubilidade naquela temperatura.
CS NaCl(s)= 36g/mL
Solubilidade dos sais e dos gases na água potável
Curva de solubilidade e a saturação das
soluções
Pontos acima
supersaturada
da
curva
Pontos abaixo
insaturadas
da
curva


solução
soluções
Pontos sobre a curva  solução saturada
Concentração de oxigênio dissolvido
Como podemos determinar a quantidade de soluto dissolvida em um dado
volume de solução?
Concentração é o termo que utilizamos para fazer a relação entre a
quantidade de soluto e a quantidade de solvente em uma solução.
As quantidades podem ser dadas em massa, volume, mol, etc.
 Concentração comum
É a relação entre a massa do soluto em gramas e o volume da solução em
litros.
Concentração de oxigênio dissolvido
Como podemos determinar a quantidade de soluto dissolvida em um dado
volume de solução?
 Concentração comum
Qual a concentração comum em g/L de uma solução de 3L com 60g de
NaCl?
C=60g/3L
C=20g/L
Atenção: Concentração comum é diferente de densidade, apesar da fórmula
ser parecida. A densidade é sempre da solução.
Na concentração comum, calcula-se apenas a
massa do soluto, ou seja, m1
Concentração de oxigênio dissolvido
Como podemos determinar a quantidade de soluto dissolvida em um dado
volume de solução?
 Molaridade
A molaridade de uma solução é a concentração em número de mols de
soluto e o volume de 1L de solução.
Outra fórmula que utilizamos é para achar o número de mols de um soluto:
M = molaridade (mol/L)
m1 = massa do soluto (g)
MM1= massa molar do soluto (g/mol)
V = volume da solução (L)
Concentração de oxigênio dissolvido
Como podemos determinar a quantidade de soluto dissolvida em um dado
volume de solução?
 Molaridade
Qual a molaridade de uma solução de 3L com 87,75g de NaCl?
MM do NaCl = 11+35,5 = 46,6g/mol
M=
87,75
46,5×3
M= 0,62mo/L
 Título em massa
O Título ou porcentagem em massa é a relação (razão) entre a massa do
soluto e a massa da solução. Ele não tem unidades e pode ser expresso
também em porcentagem. Nesse caso é só multiplicar o resultado por 100%.
Concentração de oxigênio dissolvido
Como podemos determinar a quantidade de soluto dissolvida em um dado
volume de solução?
 Título em massa
Visto
que
tanto
no
denominador,
como
no
numerador, está se tratando da
mesma unidade (a unidade de
massa é o grama – g), o Título
não possui nenhuma unidade
Título em porcentagem
Concentração de oxigênio dissolvido
Como podemos determinar a quantidade de soluto dissolvida em um dado
volume de solução?
 Título em massa
Uma solução contém 8g de NaCl e 42g de água. Qual o título em massa da
solução? E seu título percentual?
 Título em volume
O Título pode ser dado também em porcentagem de volume. Nesse caso, a
única diferença é que no lugar de relacionar a massa do soluto com a massa
da solução; relaciona-se o volume do soluto com o volume da solução.
Concentração de oxigênio dissolvido
Como podemos determinar a quantidade de soluto dissolvida em um dado
volume de solução?
 Título em volume
O Título pode ser dado também em porcentagem de volume. Nesse caso, a
única diferença é que no lugar de relacionar a massa do soluto com a massa
da solução; relaciona-se o volume do soluto com o volume da solução.
Interações entre as moléculas na
solução são diferentes daquelas das
moléculas do soluto e do solvente
sozinhos.
Os espaços vazios, entre as
moléculas de água, vão ser
ocupados pelo álcool, diminuindo
assim o volume total.
1 L água
1L álcool
900 mL mistura
Concentração de oxigênio dissolvido
Como podemos determinar a quantidade de soluto dissolvida em um dado
volume de solução?
 Título em volume
O título em volume também pode ser expresso em porcentagem.
Concentração de oxigênio dissolvido
Como podemos determinar a quantidade de soluto dissolvida em um dado
volume de solução?
 Concentração em ppm
Partes por milhão (ppm) indica a quantidade, em gramas, de soluto presente
em 1000000 gramas da solução. É uma grandeza que serve para relacionar
a massa do soluto com a de soluções que estão muito diluídas. Nesses
casos, a massa do solvente é praticamente igual à da solução.
Partes por bilhão
Partes por trilhão
Concentração de oxigênio dissolvido
Como podemos determinar a quantidade de soluto dissolvida em um dado
volume de solução?
 Concentração em ppm
Diluição e concentração de soluções
Retomando as aulas anteriores: Vídeos
https://www.youtube.com/watch?v=6_5fdTshT9Y
https://www.youtube.com/watch?v=hJs7P-PRB-E
Diluir é o mesmo que dissolver?
Logo, diluir não é o mesmo que dissolver.
Dissolver
 O fenómeno de dissolução resulta de uma interação soluto – solvente.
Quando uma substância (o soluto) se dissolve noutra (o solvente), as
partículas do soluto interagindo com as partículas do solvente dispersamse neste último.
 Diluir uma solução consiste em adicionar a ela uma porção de
solvente puro.
Diluir
Diluição e concentração de soluções
Ao diluir uma solução, a massa (m1) do soluto não se altera, sendo a
mesma na solução inicial e na final. O volume da solução aumentará (de V
para V'), uma vez que será adicionada uma porção de solvente.
Se a massa de soluto não se altera seu número
de mols também não alterará durante a diluição.
Observe que com a
dissolução
as
partículas do soluto
ficam dispersas em
um volume maior de
solução.
1 mol de soluto
1 mol de soluto
Diluição e concentração de soluções
A concentração, por sua vez, diminuirá (diluição e concentração são
processos opostos).
Concentração comum
Volume da solução
concentração
Concentração molar
volume da solução
concentração
Observe que na solução diluída há um número
menor de espécies de soluto por volume de
solução.
Diluição e concentração de soluções
Como calcular a nova concentração após a diluição?
Diluição e concentração de soluções
1)Um químico deseja preparar 1500mL de uma solução 1,4 mol/L de ácido
clorídrico (HCl), diluindo uma solução 2,8 mol/L do mesmo ácido. Qual o
volume de solução que havia na primeira solução a ser diluída?
2) Ao diluir 100 mL de uma solução de cloreto de sódio, cuja concentração
é igual a 15 g/L ao volume final de 150 mL, qual será a concentração final
da solução?
Aplicando a fórmula de diluição CV = C’V’, temos:
100 . 15 = 150 . C’
C’ = 10 g/L
Diluição e concentração de soluções
Resumindo as relações entre as concentrações inicial e final na diluição
teremos:
Diluição e concentração de soluções
Solução concentrada e solução diluída
Oxigênio dissolvido (OD) na água
O OD é essencial para a sobrevivência das
espécies aquáticas, pois promove a
respiração branquial dos peixes.
A água entra rica em
oxigênio (concentrada)
e sai pobre (diluída).
O que ocorre quando
o OD está em baixas
concentrações?
Vídeo:
https://www.youtube.com
/watch?v=EbnifeFhph4
Oxigênio dissolvido (OD) na água
A partir do vídeo podemos concluir que:
Em locais poluídos, como por exemplo, meio do lançamento de esgotos
domésticos e industriais em rios e lagos, o excesso de matéria orgânica
causa uma grande diminuição no COD. mesmo quantidades moderadas
de matéria orgânica jogadas nas águas naturais podem resultar numa
diminuição significativa no oxigênio dissolvido e, consequentemente, levar
à morte de peixes e outras espécies.
Oxigênio dissolvido (OD) na água
Qual a concentração ideal de OD na água para a manutenção da vida dos
peixes?
Oxigênio dissolvido (OD) na água
Por que o OD dos rios diminui à noite?
Durante o dia com o recebimento da radiação solar o continente (terra) se
aquecem de forma diferente. O continente tende a se aquecer mais rapidamente.
Logo, durante o dia a temperatura da água do rio ou do mar é mais fria. Durante à
noite, ocorre o resfriamento, como a agua do mar ou do rio demorou mais para se
aquecer durante o da, se resfria mais lentamente à noite, estando com uma
temperatura maior do que a do continente.
Menor
temperatura
Maior temperatura
A solubilidade dos gases depende da temperatura. Quanto maior a temperatura
menor a solubilidade. Isso explica porque durante a noite há menos OD na água.
Oxigênio dissolvido (OD) na água
Quais a doenças que podem ser causadas pela água contaminada?