A “dureza” da água pode ser “temporária” ou “permanente”.
a. O que provoca a dureza e como pode ser eliminada em cada caso?
b. Explique por que zeólitas naturais, resinas de troca iônica sintéticas e polifosfatos podem ser utilizadas no tratamento de águas “duras”.
a. O que provoca a dureza e como pode ser eliminada em cada caso?
b. Explique por que zeólitas naturais, resinas de troca iônica sintéticas e polifosfatos podem ser utilizadas no tratamento de águas “duras”.
Passo 1
O enunciado nos pede para entender os dois tipos de dureza da água (temporária e permanente), suas causas e como eliminá-las, e ainda justificar o uso de zeólitas naturais, resinas de troca iônica sintéticas e polifosfatos no tratamento de águas duras. O conteúdo envolve química de precipitação, reações ácido-base, complexação e troca iônica.
Passo 2
A dureza da água decorre da presença de cátions duplamente carregados, principalmente
e
, que formam sais pouco solúveis e causam incrustações. Diz-se que a dureza é temporária quando vem de bicarbonatos e permanente quando vem de sulfatos, cloretos ou nitratos desses metais.
Passo 3
A dureza temporária provém basicamente de sais solúveis de bicarbonato:
e
. Ao ferver a água, ocorre decomposição térmica desses bicarbonatos e precipitação de carbonato:
Outra forma é adicionar hidróxido de cálcio, , que fornece
e gera o mesmo precipitado de
.
Outra forma é adicionar hidróxido de cálcio,
Passo 4
A dureza permanente é causada por sais como
,
,
e
, que não se decompõem ao ferver. Para removê-los usa-se carbonato de sódio,
, que reage assim:
ou então aplica-se processos de troca iônica que substituem e
por
.
ou então aplica-se processos de troca iônica que substituem
Passo 5
Zeólitas naturais são aluminosilicatos com sítios catiónicos ocupados por
. Na passagem da água, trocam duas
por um
ou
, reduzindo a dureza sem gerar muito resíduo. As resinas de troca iônica sintéticas têm grupos sulfonato ou amina em uma matriz polimérica e agem do mesmo modo, trocando
ou
por
/
. Já os polifosfatos se comportam como sequestrantes, formando complexos solúveis com
e
e impedindo a precipitação e incrustação desses íons.
Resposta
a) A dureza temporária é causada por
e
e é eliminada por fervura ou adição de
.
A dureza permanente é causada por sais como ,
etc. e é eliminada por adição de
ou por troca iônica.
A dureza permanente é causada por sais como
b) Zeólitas naturais e resinas sintéticas removem
/
trocando-nos por
. Polifosfatos sequestram
e
em complexos solúveis, impedindo incrustações.