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CQ136 – Química Experimental I
Água Dura Introdução:
Magnésio e cálcio são encontrados na forma de sais na crosta terrestre ou dissolvidos na água do mar ou em lagos salgados. São comuns depósitos de minerais, como carbonatos, fosfatos, sulfatos e hidroxissilicatos, destacando-se, por exemplo, a dolomita (MgCO3∙CaCO3), calcita (CaCO3), magnesita (MgCO3), hidroxiapatita
(Ca5(PO4)3(OH)), fluorita (CaF2), gesso (CaSO4H2O) e anidrita (CaSO4), respectivamente. A presença de bicarbonatos e/ou sulfatos de magnésio e cálcio em concentrações significativas produz o fenômeno da água dura. Os efeitos da dureza da água podem ser severos. Por exemplo, a água dura inibe a formação de espuma, prejudicando a eficiência de limpeza dos sabões e pode levar à formação de sais em tubulações industriais, causando aumento de pressão com risco de explosões ou dificultando a troca térmica nas caldeiras.
Objetivos: Explorar o conceito da dureza de águas e suas implicações Relembrar regras de solubilidade de sólidos iônicos. Atividades pré-laboratório
1. Estude sobre a composição e as propriedades de águas duras. Escreva as equações químicas para os seguintes ensaios: a) Ca(HCO3)2(aq) + Ba(OH)2(aq) → b) BaCO3(s) + HCl (aq) → c) CaSO4(aq) + Ba(OH)2(aq) → d) BaSO4(s) + HCl(aq) → e) Ca(HCO3)2(aq) + calor → f) MgSO4(aq) + Na2CO3(aq) → Material utilizado: Hidróxido de bário Ácido Clorídrico 6 mol/L Sabão em pedra (10 g/L) Bico de Bunsen Soluções de águas duras: permanente: (Na2SO4 19g/100 mL H2O + CaCl2 6g/100 mL
H2O 1:2,5 v/v) ou usar MgSO47H2O (71 g/100 mL) a 20 oC. Temporária (CaO(aq) saturada – deixar pelo menos uma noite sob agitação para absorver CO2 do ar e formar Ca(HCO3)2; ou prepare misturando NaHCO3 9g/100 H2O e CaCl2 6g/100 mL).
Na2CO310H2O (20 g/100 mL H2O) Hidróxio de bário (7g/100 mL H2O)
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Procedimento: Águas duras permanente e temporária Identificação do ânion (bicarbonato ou sulfato)
A)Em um tubo de ensaio, misture cerca de 20 gotas de água dura temporária e algumas gotas de solução de hidróxido de bário. Observe. Em seguida adicione, com agitação, algumas gotas de ácido clorídrico 6 mol/L. B)Repita os testes do parágrafo anterior, usando água dura permanente. Formação de espuma com sabão
A)Coloque, num tubo de ensaio, cerca de 20 gotas de água destilada. Num segundo tubo, coloque igual volume de água dura temporária e num terceiro tubo, água dura permanente. Acrescente a cada tubo 20 gotas de solução de sabão (sabão em pedra) e agite vigorosamente. Efeito do aquecimento
Abrandamento de água dura temporária pelo aquecimento A)Preencha um tubo de ensaio até a metade de sua capacidade com água dura temporária e aqueça em banho-maria por aproximadamente 30 min. Observe. Se houver formação de precipitado, separe o sólido transferindo o sobrenadante para outro tubo. Adicione 20 gotas de sabão ao sobrenadante. Guarde o sólido para o ensaio B). B)Adicione algumas gotas de ácido clorídrico 6 mol/L ao sólido formado e observe. Abrandamento de água dura permanente usando carbonato de sódio Coloque cerca de 20 gotas de água dura permanente em um tubo de ensaio e adicione 40 gotas da solução de carbonato de sódio. Agite. Se houver formação de precipitado, separe-o e a adicione 20 gotas da solução de sabão ao sobrenadante. Bibliografia
1. Química Inorgânica não-tão Concisa, J. D. Lee, 5a Edição, Capítulo 9. 2. Química Inorgânica, Shriver & Atkins, 4ª Edição, capítulo 3, pág. 116-124. 3. E. Giesbrecht (coord.), "Experiências de Química: Técnicas e Conceitos Básicos (PEQ)", Editora Moderna, 1982.
