Uma dos principais equilíbrios que acontece em águas naturais envolve os íons CO32-, HCO3- e o H2CO3.
a) Explique como ocorre esse sistema de equilíbrios em uma água natural.
b) Qual a importância desse equilíbrio para águas naturais?
a) Explique como ocorre esse sistema de equilíbrios em uma água natural.
b) Qual a importância desse equilíbrio para águas naturais?
Passo 1
O enunciado pede para descrever o sistema de equilíbrios ácido-base envolvendo
,
e
em águas naturais e explicar a importância desse sistema. Vamos usar os conceitos de dissolução de
, reações de dissociação e efeito tampão.
Passo 2
Quando
da atmosfera entra em contato com a água, ocorre primeiro a dissolução e formação de ácido carbônico:
Esse
é um ácido fraco que sofre duas dissociações consecutivas:
Passo 3
As reações de dissociação são:
A partir dos valores de
e
e do pH da água (normalmente entre 6,5 e 8,5), determina-se a fração de cada espécie pelo Henderson–Hasselbalch:
Passo 4
Como cada reação é reversível, o sistema reage a adições de
ou
:
- Se entra
, o bicarbonato e o carbonato consomem parte do excesso, formando mais . - Se entra
, o ou o cedem , formando ou .
Isso caracteriza a ação tampão, pois pequenas adições de ácido ou base resultam em variações de pH reduzidas.
Passo 5
A importância desse equilíbrio para águas naturais é:
a) Regulação de pH – mantém o pH da água estável, essencial para organismos aquáticos.
b) Disponibilidade de carbono – controla a quantidade de e
para fotossíntese de algas e plantas aquáticas.
c) Dureza e precipitação – a concentração de e
define a dureza e o potencial de formação de incrustações (carbonato de cálcio).
a) Regulação de pH – mantém o pH da água estável, essencial para organismos aquáticos.
b) Disponibilidade de carbono – controla a quantidade de
c) Dureza e precipitação – a concentração de
Resposta
a) Em águas naturais, o
dissolvido forma
, que se dissocia em
e
segundo constantes
e
. Essas reações reversíveis ajustam-se conforme o pH, estabelecendo um sistema tampão.
b) Esse sistema é crucial para estabilizar o pH, fornecer carbono para a fotossíntese e controlar a dureza e precipitação de sais de carbonato em ambientes aquáticos.
b) Esse sistema é crucial para estabilizar o pH, fornecer carbono para a fotossíntese e controlar a dureza e precipitação de sais de carbonato em ambientes aquáticos.