Mg 2+ (aq)

Mineralização
e
Desmineralização
das águas
MINERALIZAÇÃO DAS ÁGUAS NATURAIS
A mineralização das águas naturais dá-se enquanto estas correm em
aquíferos subterrâneos e entram em contacto com as rochas.
O tempo de contacto e o tipo de rochas vai influenciar os níveis
de quantidade e diferenciação da mineralização.
Os minerais mais comuns nas águas naturais são o cálcio, o
fósforo, o magnésio, o potássio, o sódio, o ferro, o fluoreto e a
sílica.
A mineralização das águas é também influenciada pela
dissolução de dióxido de carbono, CO2 da atmosfera
Os minerais incorporam-se nas águas por dissolução
As partículas do soluto ficam rodeadas por partículas do
solvente
Ocorre a sequência de processos
A água é normalmente um bom solvente
Dissolução de um sal em água:
Salinidade é a medida da quantidade de sais existentes em massas de
água naturais - um oceano, um lago, um estuário ou um aquífero.
Obtêm – se valores de salinidade medindo a condutividade de uma
amostra de água, em comparação com um padrão.
Assim, a salinidade não tem unidades.
Normalmente é expressa em percentagem (%)
Quanto maior é a
condutividade maior é
quantidade de sais
dissolvidos - salinidade
Principais iões na água do mar e em água fluvial
Os iões maioritários na água do mar são o Na+ e Cl, enquanto
que nas águas fluviais são o Ca2+ e o HCO3
Em média, a salinidade da água do mar de todo o mundo é
de 3,5%, embora varie entre oceanos e mares
Salinidade média de alguns oceanos e
mares:
Oceano Atlântico: 3,54 %
Oceano Índico: 3,48 %
Oceano Pacífico: 3,45 %
Mar Báltico: 0,8 %
Mar Mediterrâneo: 3,74 %
Mar Negro: 1,7 - 1,8 %
Golfo Pérsico: 4 %
Mar Vermelho: 4 %
Mar Cáspio: 1,3 %
Mar Morto: 27 %
Distribuição Global da Salinidade – Média Anual
Factores que influenciam a dissolução de um composto iónico
os mais importantes são
Temperatura – em regra geral, a solubilidade dos sais aumenta com a
temperatura ( embora haja excepções como o Na2SO4 ou
NaCl ). A solubilidade dos gases tende a diminuir.
Pressão – o efeito da pressão é mais acentuado nos gases que,
geralmente aumentam a sua solubilidade com um aumento
da pressão.
Efeito do ião comum - a solubilidade diminui se se adicionar ao sistema
em equilíbrio um composto que tenha um ião
comum (igual) ao já existente na solução
Ex:
Ag2S04 (s) ⇄ 2 Ag+ (aq) + SO42(aq)
Se forem adicionados à solução sais solúveis que contenham o
catião prata, Ag+, ou o anião sulfato, SO42 (os iões comuns), o
equilíbrio evolui no sentido de contrariar essa alteração ( Princípio
de Le Chatelier), ou seja, no sentido inverso (da direita para a
esquerda); portanto, vai haver uma diminuição da solubilidade do
composto.
pH do meio :
Ex:
Mg(HO)2 (s) ⇄ Mg2+ (aq) + 2 HO(aq)
Se aumentar o pH do meio – maior quantidade de HO (aq), a
solubilidade diminui
Se diminuir o pH do meio – menor quantidade de HO (aq), a
solubilidade aumenta
Formação de iões complexos :
O catião prata tem tendência a formar complexos com o
amoníaco, pelo que a solubilidade do cloreto de prata é maior em meio
aquoso amoniacal do que em água. As reacções correspondentes são:
Na presença de amoníaco, o Ag+ resultante da dissolução do cloreto de prata
vai reagir, dando origem ao complexo diaminoprata, [Ag(NH3)2]+.
Como a concentração de Ag+ diminui, o equilíbrio de solubilidade desloca-se
para a direita, para compensar essa diminuição.
A adição de amoníaco faz aumentar a solubilidade do cloreto de prata.
Tempo de dissolução:
Estado de divisão do sal – quanto mais dividido (em pó) maior é a
superfície de contacto e a interacção
com o solvente  dissolução mais rápida.
Agitação – facilita o contacto entre o sal e o solvente  dissolução mais
rápida.
Aquecimento – aumenta a agitação das partículas  facilita o contacto
entre o sal e o solvente  dissolução mais rápida.
A quantidade de iões cálcio, Ca2+ e magnésio, Mg2+,
dissolvidos numa água são um indicativo da sua dureza.
Referem-se três tipos de dureza
• Dureza total - que se deve à presença predominantemente
de iões Ca2+ e Mg2+
• Dureza permanente ou não carbonatada - deve - se aos sais solúveis
de cálcio e de magnésio (sulfates, cloretos...) que não são
eliminados por ebulição.
• Dureza temporária - é a diferença entre a dureza total e a
dureza permanente, estando associada aos iões HCO3 que se
eliminam por ebulição.
Dureza temporária = dureza total - dureza permanente
A dureza de uma água é
expressa em miligramas de
carbonato de cálcio por litro
(mg de CaCO3 / L), o que
equivale a 1 ppm de CaCO3.
Formas de minimizar os efeitos da dureza das águas
 por redução da dureza da água, usando sistemas de permuta iónica
 por adição de certos produtos que impedem a precipitação
dos carbonatos de cálcio e de magnésio
Usando sistemas de permuta iónica
Consiste em fazer passar a água através
de resinas de permuta de catiões, na
forma sódica, isto é, resinas que têm
uma parte aniónica ligada a catiões
sódio.
Quando as resinas são atravessadas por
uma água dura, os catiões cálcio e
magnésio vão ocupar o lugar dos catiões
sódio e estes são arrastados pela água.
Obtém-se, assim, uma água macia,
uma vez que os catiões cálcio e
magnésio foram substituídos pelo catião
sódio, o qual não forma sais insolúveis.
Redução dos efeitos da água dura por aditivos anti-calcário
Consiste em adicionar aos detergentes agentes de complexação, que reagem
com o catião cálcio e o catião magnésio formando complexos solúveis.
Deste modo esses catiões deixam de estar disponíveis para precipitar
sob a forma de carbonatos.
Um produto muito usado com esta finalidade é o EDTA, um ácido
tetraprótico, que se pode representar de uma forma simplificada por H4Y. A
forma desprotonada deste ácido, Y4, reage com o catião cálcio ou com o
catião magnésio, com a formação de complexos solúveis:
Ca2+ (aq) + Y4 (aq) → [CaY]2  (aq)
Mg2+ (aq) + Y4  (aq) → [MgYl2 (aq)
Os catiões cálcio e magnésio ficam "imobilizados" nestes complexos,
deixando de ser possível a precipitação dos respectivos carbonatos.
Como obter água doce?
Por processos de dessalinização:
Destilação
Congelação
Osmose inversa
A dessalinização é um dos meios possíveis de obter água potável em
regiões onde ela não existe como recurso.
Destilação
O processo envolve vaporização da água seguida de condensação do
vapor de água pura.
Congelação
Osmose e osmose inversa
A osmose é um processo que ocorre espontaneamente quando duas
soluções estão separadas entre si por uma membrana semipermeável
(pode ser atravessada pelo solvente, mas não pelo soluto).
A deslocação do solvente através da membrana dá-se do lado onde a
concentração de solutos é menor para o lado onde a concentração
de solutos é maior.
No final, o nível do solvente é mais elevado do lado em que o
soluto é mais concentrado (a pressão osmótica é dada pela
diferença de altura do líquido de um e do outro lado da membrana)
O processo natural de osmose pode ser invertido desde que se aplique
do lado onde o líquido está mais elevado uma força superior à correspon-
dente à pressão osmótica. Nesse caso, o fluxo de solvente dá-se em sentido oposto e o processo tem a designação de osmose inversa
CURIOSIDADES
O adjectivo relacionado com a salinidade é halino, uma vez que a maior parte
do sal (na água do mar) é o cloreto de sódio, portanto, um sal derivado de um
halogéneo. Deste adjectivo, surgiu a palavra corrente termohalina.
Estudos recentes mostram que a distribuição da salinidade, sobretudo nos
oceanos, tem vindo a ser alterada. As zonas polares estão a diminuir a sua
concentração em minerais devido ao degelo, que aumenta a quantidade de água
doce. Assim, esta alteração pode interferir, num futuro próximo, com as correntes
termohalinas, que são geradas pelas diferenças de densidade e salinidade da água
dos oceanos.
Estas interferências podem mudar o curso das correntes e interferir com o clima
mundial, visto que são estas que distribuem a água fria e quente pelo planeta.
A dessalinização de água do mar tem um custo energético nunca
inferior a 6 kWh/m3, mais a energia para bombear e colocar em
pressão na torneira
Daqui a dez anos Portugal e o resto do Sul da Europa arriscam-se a
ter graves problemas com a falta de água, o que pode colocar em
causa o abastecimento das populações.
O cenário é traçado num relatório da Comissão Europeia sobre a
desertificação e a seca. O investimento na dessalinização da água
do mar é uma das soluções defendidas pelos investigadores, como
complemento a origens de água doce subterrânea e superficial.
(Edição de Outubro do Água&Ambiente. )
No mar morto, por este ter grande salinidade e densidade, é
extremamente fácil flutuar.
Os sais minerais presentes na água que consumimos são, na maior
parte das vezes, benéficos para a saúde.
Algumas espécies de animais necessitam de viver em meios de
elevada salinidade, como várias espécies de peixes ou o crocodilo de
água salgada.