Questão 05
Entre as substâncias usadas para o tratamento de água está o sulfato de alumínio que, em meio alcalino, forma partículas em suspensão na água, às quais as impurezas presentes no meio aderem.
O método de separação comumente usado para retirar o sulfato de alumínio com as impurezas aderidas é a:
(A) flotação
(B) levigação
(C) ventilação
(D) peneiração
(E) centrifugação

Passo 1

O enunciado diz que o sulfato de alumínio, em meio alcalino, forma partículas em suspensão na água às quais as impurezas aderem. Pergunta qual o método de separação comumente usado para retirar o sulfato de alumínio com as impurezas aderidas. As alternativas dadas são:
(A) flotação
(B) levigação
(C) ventilação
(D) peneiração
(E) centrifugação

Passo 2

Entendendo o que acontece na água (o que o enunciado nos deu). Quando se adiciona sulfato de alumínio \text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 à água e ocorre reação química (coagulação/floculação), formam-se hidróxidos de alumínio que agregam partículas finas e impurezas formando “flocos” ou partículas maiores em suspensão. Uma representação simplificada da hidrólise (em pH apropriado) é
\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3 + 6\text{H}_2\text{O} \to 2\,\text{Al(OH)}_3 + 3\,\text{H}_2\text{SO}_4.
Esses \text{Al(OH)}_3 formam flocos que capturam partículas coloidais e sólidos em suspensão, transformando muito material fino e disperso em agregados maiores (flocos).

Passo 3

O que precisamos agora: um método prático para separar esses flocos da água. Antes de escolher, vamos definir de forma simples e direta cada alternativa (explicação didática, tipo “o que é cada coisa”):
  • Flotação: processo que usa bolhas de ar que se prendem aos flocos, reduzindo sua densidade aparente e levando-os à superfície, onde são removidos por raspagem. Um exemplo comum é a flotação por ar dissolvido (DAF - Dissolved Air Flotation).
  • Levigação: técnica que usa corrente de água para arrastar ou separar partículas finas de partículas mais grossas (usada em mineração para separar materiais por densidade e tamanho, não típica em tratamento de água para flocos coloidais).
  • Ventilação: geralmente significa circulação de ar ou oxigenação; não é um método de separação sólido-líquido por si só (pode ser usado para aeração, oxidação, etc.).
  • Peneiração: passar a água por telas/malhas para reter partículas cujo tamanho é maior que os furos; funciona bem para partículas relativamente grandes e de tamanho definido.
  • Centrifugação: aplicação de força centrífuga para acelerar a separação sólido-líquido; muito eficiente em laboratório e indústrias específicas, mas energeticamente cara e pouco prática em grandes volumes de água potável a baixo custo.

Passo 4

Comparando os requisitos dos flocos (o que eles são): os flocos formados por \text{Al(OH)}_3 são geralmente pequenos agregados coloidais a micropartículas — tamanho fino, baixa velocidade de assentamento — por isso, métodos que dependem só de gravidade lenta (peneiração ou simples decantação) nem sempre são eficientes ou rápidos. Em tratamento de água, procura-se um método que consiga reunir e retirar esses flocos em grande escala com custo e operação viáveis.

Passo 5

Por que a flotação é adequada (explicação física/operacional): na flotação, introduz-se bolhas de ar (diretamente ou por saturação e liberação) que se aderem às superfícies dos flocos. Ao se prenderem às bolhas:
  • a densidade média floco+bolha diminui;
  • a força de empuxo faz com que o conjunto suba até a superfície;
  • a camada superficial (espuma/espessamento) é então removida mecanicamente (raspador).
    Isso é ideal para flocos finos com baixa velocidade de sedimentação. Por isso, instalações de tratamento de água usam coagulação seguida de flotação (ou de sedimentação em clarificadores) quando querem remover com eficiência esses flocos.

Passo 6

Por que as outras alternativas não são as mais indicadas aqui:
  • Levigação: é mais apropriada para separar partículas por arraste em correntes, aplicada em mineração; não é o método comum para remover flocos coloidais em tratamento de água.
  • Ventilação: não é um método de separação sólido-líquido; serve para aeração/oxigenação.
  • Peneiração: malhas retêm partículas grandes, mas flocos são muito finos/coloidais para serem retidos eficientemente por telas práticas em tratamento de água.
  • Centrifugação: separa bem partículas finas, mas em grandes volumes de água potável é pouco prática por custo e energia; é usada em escala menor ou em processos especiais, não como o “método comumente usado” em estações de tratamento convencionais.

Passo 7

Resumo lógico: temos flocos finos que aderem impurezas; precisamos de um método amplamente usado em tratamento de água que retire esses flocos de maneira eficiente em grande escala — isso descreve exatamente a flotação (especialmente a flotação por ar dissolvido), que é uma técnica comum após coagulação/floculação quando a sedimentação não é suficiente ou quando se quer remoção rápida e eficiente.

Resposta

(A) flotação

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