Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

Mineralização e Desmineralização das Águas

No description
by

Fábio Simões

on 15 May 2015

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Mineralização e Desmineralização das Águas

A solubilidade e o controlo da mineralização das águas
Composição química média das águas do mar
Muito e pouco solúveis
Solubilidade de sais em água:
Quando se misturam duas substâncias só se forma uma
solução
se houver uma interação entre estas duas partículas, de tal forma que dá resulte uma mistura homogénea.
Materiais sólidos
Mineralização das águas edissolução de sais
A composição química da água do mar é influenciada por uma larga variedade de mecanismos de transporte de materiais.
Gases dissolvidos
O cloreto de sódio constitui 70% dos sais da solução salina. Este, juntamente com cloreto de magnésio, sulfato do sódio e cloreto de cálcio constituem 99% da composição de sais das águas dos oceanos. No entanto, os componentes vestigiais são igualmente importantes para a vida marinha.
Curiosidades:
Tal como existem materiais sólidos arrastados e dissolvidos na água do mar, também existem gases dissolvidos, como o oxigénio e o dióxido de carbono.
Mineralização e Desmineralização das Águas
Um feto denvolve-se numa solução salina de composição qualitativa semelhante à da água do mar.
O Mar Morto é conhecido pelo nível de salinidade elevada que possui. A percentagem em massa de sais é de 27%.
É graças a esta que a vida neste Mar é quase inexistente e a formação de cristais de NaCl é uma constante.
Desafio:
Explica porque é que é tão fácil flutuar no Mar Morto, baseando-te em princípios da Física.
O segredo está na densidade!
Como todos sabemos, a densidade é uma propriedade física que relaciona a massa e o volume de um corpo. (d=m/v)
A densidade é inversamente proporcional ao volume, ou seja, quanto maior é o volume, menor será a densidade e vice-versa.
No caso do Mar Morto, este é mais denso comparativamente a outros Mares devido à alta concentração de sais que possui. Como tal, podemos afirmar que como somos menos densos que a água do Mar Morto, esta tende a manternos à superficie, sendo assim mais fácil flutuarmos.
Ao atravessar solos de diferentes tipos, ou em contacto com eles, a água vai dissolver alguns dos seus constituintes, primeiramente sais, mas também alguns compostos moleculares, como a sílica, processo que se designa por
mineralização
.
Isto explica por que é que as caracteristicas da água dependem do local onde nasce e os tipos de solos que atravessa.
A água é o solvente de grande número de substâncias, sólidas, como os sais, líquidas como o etanol e gasosos, como o amoníaco, o óxigenio ou o dióxido de carbono.
O dióxido de carbono atmosférico dissolve-se na água através dos processos químicos:
O par
desempenha um papel deveras importante como controlador do pH das águas marinhas, cujo valor médio é de 8,2.
Alguns organismos usam moleculas de dióxido de carbono para formar carbonatos pouco solúveis. Estes são a base de conchas e de esqueletos.
Quando estes organismos morrem, os seus ossos e conchas transformam-se. As particulas resultantes dessa transformação depositam-se no fundo do oceano. Graças a esse processo podemos afirmar que o oceano contém 10000 vezes mais carbono que o existente no total dos organismos vivos.
A solubilidade de sais em água é o resultado da interação entre
moléculas de água polares e iões
que constituem o cristal a dissolver.
A dissolução apresenta três forças que determinam a extensão:
Força de atração entre moléculas de água e os iões do sólido;
Força de atração entre as cargas opostas dos iões no sólido;
Força de atração entre as moléculas de água.
À existência de uma quantidade máxima de cada soluto que é possível dissolver num volume ou massa fixos de solvente dá-se o nome de
solução saturada
.
A solubilidade é a composição analítica de uma solução saturada, espressa em termos de porporção de um determinado
soluto
num dado
solvente
.
O soluto é a substância dissolvida (exemplo: sal)
O solvente é a substância que dissolve (exemplo: água)
Importância da temperatura na solubilidade de sais pouco solúveis
Habitualmente a solubilidade aumenta com a temperatura, no entanto, existem outros casos em que se verifica o contrário.
Quando mantemos a temperatura:
O estado de divisão do soluto apenas afeta a velocidade de dissolução, não interferindo com a solubilidade do soluto no solvente (a velocidade de dissolução é igual à de precipitação);
A agitação apenas interfere no tempo necessário para se atingir a saturação.
Aspetos quantitativos do equilíbrio de solubilidade: constante do produto de solubilidade
Além dos sais muito solúveis, existem outros medianamente solúveis e ainda pouco solúveis em água.
Muito solúveis: Os sais e os hidróxidos de metais alcalinos e de amónio e todos os nitratos e permanganados.
Solubilidades variáveis: Todos os outros sais e hidróxidos.
Ks, tal como qualquer outra constante de equilibrio, só depende da temperatura.
Produto de solubilidade, Ks
A comparação de solubilidades pode ser realizada através dos valores de:
Ks, se os compostos em comparação tiverem igual estequiometria;
s, nas outras situações.


Aleração da solubilidade de um sal:
Efeito da variação da temperatura:
A solubilidade de um sal pouco solúvel te o mesmo tipo de variação que o respetivo Ks;
A solubilidade de um sal muito solúvel varia com a temperatura.
Efeito do ião comum
A solubilidade de uma substância pouco solúvel diminui quando à solução inicial se adiciona outro soluto que contém um dos seus iões.
Solubilidade de gases em água
Variação da solubilidade com a temperatura
A solubilidade de gases diminui com o aumento da temperatura, mantendo a pressão constante.
Elevação da temperatura
Diminuição da solubilidade
Maior libertação de gases
Variação da solubilidade com a pressão
A pressão tem um efeito importante na slubilidade de gases.
Quando se aumenta a pressão de um gás, à temperatura constante, a solubilidade aumenta.
Precipitação seletiva de sais
Quando se adicionam duas soluções de sais solúveis, pode ocorrer uma reação de percipitação, ou seja, forma-se um precipitado, que é um sólido pouco solúvel que se separa da solução.
Importante:
O aparecimento ou não de precipitado depende das concentrações das duas soluções iniciais e da solubilidade dos sais formados.
O que acontece quando, numa solução aquosa de vários sais, se evapora o solvente?
Quando a água do mar se evapora, formam-se cristais brancos nas rochas que se encontram nas orlas costeiras.
A ordem de precipitação poderia ser:
Carbonatos: carbonato de cálcio (calcite) e de magnésio (dolomite);
Sulfato de cálcio;
Cloreto de sódio;
Sais de potássio e outros sais de magnésio.
A este processo damos o nome de cristalização fracionada ou cristalização seletiva. Este processo baseia-se na separação, onde, partindo de uma mistura líquida se obtêm cristais de um dos componentes da mistura.
Na cristalização criam-se as condições (temperatura) que levam as moléculas a aproximarem-se e agruparem-se em estruturas organizadas, os cristais. No entanto, quando as condições operatórias não são favoráveis os cristais dai resultantes apresentam impurezas.
Dureza da água:
Origem e consequências a nível industrial e doméstico
As águas contêm, além de outros iões, catiões cálcio e magnésio, que são os responsáveis pela formação de incrustações e rebentamentos das caldeiras.
A concentração desses iões determina o que vulgarmente se designa por dureza de uma água.
A dureza total de uma água corresponde à soma das concentrações de iões cálcio e magnésio nela contidos.
A Dureza expressa-se por miligramas de carbonato de cálcio por litro.
A Dureza Temporária é devida aos iões hidrogenocarbonato dissolvidos na água. Diz-se temporária pois os iões podem ser eliminados por fervura.
Origem das águas duras e das águas macias
Constituição dos solos
Os solos calcários e dolomícos apresentam elevada concentração de iões Cálcio e Magnésio em solução, sendo águas que os atravessam designas por
águas duras
.
Os solos basálticos, areníticos e graníticos apresentam, normalmente, baixas concentrações em iões Cálcio e Magnésio, pelo que as águas que os atravessam são designadas por
águas macias
.
Adição de compostos de cálcio nas Estações de Tratamento de Águas (ETA)
A adição de iões de cálcio na forma de cal apagada é um procedimento comum nas estações de tratamento. Os iões de cálcio e magnésio que se encontram na água, na forma de hidrogenocarbonatos, reagem com o composto:
Este método funciona, porque a base forte
converte os hidrogenocarbonatos solúveis em cabonatosinsolúveis que podem ser removidos por filtração.
Inconvenientes da utlização de uma água dura
Problemas graves do foro da saúde;
Entupimentos nas canalizações devido às incrustações;
Perigos de rebentação;
Consumos exagerados de energia;
custos acrescidos pela necessidade de aditivos na lavagem doméstica.
Incrustações em tubagens
Formas de minimizar os efeitos da dureza de uma água:
Uso de aditivos para proteção das máquinas de lavar. Estes aditivos são substâncias que diminuem a tensão superficial da água*, logo, impendem a formação de calcário.
Uso de "amaciadores", que são misturasonde se encontram substâncias tensiotivas* que impedem a formação de calcário que endurece a roupa.
Uso de sal nas máquinas de lavar- necessitam de adição periódica de sal que existe no mercado, para substituir os iões de cálcio por iões de sódio.
Através de depositivos que usam leitos de resinas de permuta iónica- A resina contém inicialmente na estrutura iões de sódio que vao ser trocados pelos iões de cálcio e magnésio da água dura.
A desmineralização das águas do mar (dessalinização)
A remoção de sais da água dos oceanos ou de águas salobras é um processo de se obter água potável para responder às necessidades mundiais de água.
Os processos mais utilizados são:
Destilação:
A destilação consiste em aquecer a água à temperatura de 110ºC, conduzir o seu vapor para um circuito e provocar a sua condensação.
Osmose inversa
Na osmose inversa a água é bombeada a alta persão e passa através das membranas semipermeáveis separando os sais da água.
Vantagens da destilação em relação à osmose inversa:
Menor manutenção do material comparativamente à osmose inversa;
Menor necessidade de pré-tratamentos;
É uma tecnologia menos dispendiosa em relação ao equipamento.
Desvantagem da destilação em relação à osmose inversa:
Elevado custo energético.
Precessos membranares:
A filtração é um processo de purificação da água conduzido por diferença de pressão; é um processo físico em que o tamanho dos poros da membrana varia e, portanto, o resto final é diferente:
Microfiltração
- retém bactérias, algumas macromoléculasorganicas e coloides;
Ultrafiltração
- retém vírus;
Nanofiltração
- retém alguns sais dissolvidos e compostos ôrganicos
Após a utilização de um dos processos mencionados, o teor de sais presente na água tem de ser corrigido para poder ficar de acordo com a legislação em vigor, de maneira a poder ser considerada água potável.
Trabalho realizado por:
Nome:
Fábio Santos Simões
Nome:
João Cristiano Regalado Capela
Ano:
11º
Turma:
C
Tema:
"Mineralização e Desmineralização das Águas"
Disciplina:
Física e Química A
Professora:
Clara Vieira
Escola:
Colégio Diocesano de Nossa Senhora da Apresentação
Ano Letivo:
2014/2015
Full transcript