controle do potencial hidrogeniônico
assume papel importante no tratamento de água e esgoto por determinar a biodisponibilidade de minerais, matéria orgânica ou outros contaminantes. Sobre o tema, analise as assertivas abaixo e assinale
, se verdadeiras, ou
, se falsas.
() pH elevado pode estar relacionado à alta proliferação de algas.
() O teor de
livre está diretamente relacionado à alcalinidade do meio.
( ) Em pH elevado (>9,4), há presença somente de bicarbonato de sódio na água em tratamento.
() A dureza da água corresponde à alcalinidade e é denominada dureza carbonato.
Alternativas:
A)
.
B)
.
C)
.
D)
.
E)
.
() pH elevado pode estar relacionado à alta proliferação de algas.
() O teor de
( ) Em pH elevado (>9,4), há presença somente de bicarbonato de sódio na água em tratamento.
() A dureza da água corresponde à alcalinidade e é denominada dureza carbonato.
A)
B)
C)
D)
E)
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado dá e o que pede. O enunciado apresenta quatro assertivas sobre pH, CO
, espécies carbonatadas e dureza, e pede que se marque cada uma como verdadeira (V) ou falsa (F). As quatro assertivas são:
(1) pH elevado pode estar relacionado à alta proliferação de algas.
(2) O teor de livre está diretamente relacionado à alcalinidade do meio.
(3) Em pH elevado ( ), há presença somente de bicarbonato de sódio na água em tratamento.
(4) A dureza da água corresponde à alcalinidade e é denominada dureza carbonato.
(2) O teor de
(3) Em pH elevado (
(4) A dureza da água corresponde à alcalinidade e é denominada dureza carbonato.
O objetivo final é indicar a alternativa (A, B, C, D ou E) que corresponde à sequência correta de V/F para (1)-(4).
Passo 2
Analisando a assertiva (1): “pH elevado pode estar relacionado à alta proliferação de algas.”
Explicação didática (por que é verdade): algas realizam fotossíntese consumindo dióxido de carbono dissolvido (
). Quando a fotossíntese consome
, o equilíbrio do sistema carbonato muda e a concentração de íons
diminui, o que causa aumento do pH. Em corpos d’água com eutrofização (excesso de nutrientes) ocorre alta produção de algas e, durante o dia, observa-se elevação do pH por esse motivo. Portanto é correto dizer que pH elevado pode estar relacionado à alta proliferação de algas — a relação existe e é comum em tratamento de água e ecossistemas aquáticos.
Exemplo simples para fixar: em um lago com muita algas, ao meio-dia a fotossíntese intensa reduz
e o pH sobe de, por exemplo,
para
ou mais.
Conclusão do passo: a assertiva (1) é verdadeira.
Passo 3
Analisando a assertiva (2): “O teor de
livre está diretamente relacionado à alcalinidade do meio.”
Primeiro, definir alcalinidade de forma prática: alcalinidade é a capacidade da água de neutralizar ácidos, isto é, a soma das espécies que podem consumir
. Uma expressão prática é
onde as concentrações estão em equivalentes apropriados. Note que o
livre (ou
e
) NÃO aparece somado nessa expressão:
dissolvido não contribui diretamente para a alcalinidade porque não é uma base capaz de consumir
(pelo contrário, tende a liberar H
quando se transforma em bicarbonato).
Há, no entanto, uma ligação indireta: a quantidade de
e o pH determinam o equilíbrio entre
,
e
. Ou seja, para uma dada alcalinidade, o pH vai fixar quanto existe de
livre; e mudanças de
podem deslocar equilibria e, indiretamente, alterar as espécies presentes. Mas dizer que o teor de
livre está “diretamente relacionado” à alcalinidade é impreciso:
livre não é componente da alcalinidade e a relação é indireta e dependente do pH.
Conclusão do passo: a assertiva (2) é falsa (F), por ser uma afirmação direta e simplista que não corresponde ao conceito químico de alcalinidade.
Passo 4
Analisando a assertiva (3): “Em pH elevado (
), há presença somente de bicarbonato de sódio na água em tratamento.”
Para entender isso precisamos da química do sistema carbonato e dos pontos de dissociação. As reações relevantes são
A relação entre pH e a razão
vem da forma de Henderson–Hasselbalch para essa dissociação:
Se isolarmos a razão:
Agora avalie em
:
Isso significa que, em
, há muito mais bicarbonato que carbonato, mas já existe
presente (cerca de 13% em número relativo às espécies). Além disso, “bicarbonato de sódio” não é a única forma iônica presente: há íons
,
e também
em quantidades não nulas quando o pH aumenta. Somente em pH bem abaixo de
o bicarbonato domina completamente; e somente muito acima de
o carbonato domina.
Portanto a afirmativa que diz "há presença somente de bicarbonato de sódio em pH
" é falsa: mesmo para pH na faixa alta já aparecem quantidades de
, e não se tem “somente bicarbonato”.
Conclusão do passo: a assertiva (3) é falsa.
Passo 5
Analisando a assertiva (4): “A dureza da água corresponde à alcalinidade e é denominada dureza carbonato.”
Primeiro, definir dureza: dureza total é, classicamente, a concentração de cátions divalentes como
e
que causam formação de incrustações e consumo de sabão. É medida geralmente como "mg/L de
". Alcalinidade, como já vimos, é a capacidade de neutralizar ácidos, associada principalmente a
e
.
Existe um conceito chamado “dureza carbonato” ou dureza temporária: quando a dureza (Ca, Mg) é associada a íons bicarbonato/carbonato, a remoção de
(por aquecimento, por exemplo) precipita
e reduz a dureza — por isso chama-se temporária ou dureza por carbonatos. Porém, não se pode afirmar que dureza = alcalinidade; são grandezas diferentes com vínculos em casos específicos. Há também dureza não carbonatada (permanente) quando os cátions estão associados a sulfatos, cloretos etc.
Portanto a frase “A dureza da água corresponde à alcalinidade e é denominada dureza carbonato” é incorreta como afirmação geral. A dureza pode incluir uma fração chamada dureza por carbonatos, mas não corresponde sempre nem exclusivamente à alcalinidade.
Conclusão do passo: a assertiva (4) é falsa.
Passo 6
Resumo final das quatro assertivas com explicação curta:
(1) Verdadeira.
(2) Falsa.
(3) Falsa.
(4) Falsa.
(1) Verdadeira.
(2) Falsa.
(3) Falsa.
(4) Falsa.
Agora comparando com as alternativas dadas, a sequência
corresponde à alternativa A.
Resposta
A)