Desmineralização

1. Mineralização e Desmineralização das águas

2. 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.

3. 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.

4. A mineralização das águas é também influenciada pela dissolução de dióxido de carbono, CO2da atmosfera

5. Os minerais incorporam-se nas águas por dissolução As partículas do soluto ficam rodeadas por partículas do solvente Ocorre a sequência de processos

6. A água é normalmente um bom solvente Dissolução de um sal em água:

7. 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

8. 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

9. 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 %

10. Distribuição Global da Salinidade – Média Anual

11. 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.

12. 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.

13. 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

14. 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.

15. 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.

16. 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.

17. 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.

18. 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

19. 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.

20. Redução dos efeitos da água dura por aditivosanti-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.

21. 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.

22. Destilação O processo envolve vaporização da água seguida de condensação do vapor de água pura.

23. Congelação

24. 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).

25. 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)

26. 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 sen- tido oposto e o processo tem a designação de osmose inversa

28. 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.

29. 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, comocomplemento a origens de água doce subterrânea e superficial. (Edição de Outubro do Água&Ambiente. )

30. 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.