INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAO, CINCIA E TECNOLOGIA DOMARANHO.DIRETORIA DE ENSINO SUPERIORDEPARTAMENTO ACADMICO DE QUMICAQUMICA INORGNICA EXPERIMENTAL I

Exp. 4: DUREZA TEMPORRIA E PERMANENTE DE GUAS

Aluno: Jalila Andra Sampaio Bittencourt - LQ 1211016-21Prof: Hilton RangelData: 22/04/2013

So Lus20131. OBJETIVODistinguir dureza temporria e permanente em mostras de gua.

2. INTRODUODureza da gua a propriedade relacionada com a concentrao deonsde determinados minerais dissolvidos nesta substncia. A dureza dagua predominantemente causada pela presena de sais deClcioeMagnsio, de modo que os principais ons levados em considerao na medio so os de Clcio (Ca2+) e Magnsio (Mg2+). A dureza da gua composta de duas partes, adureza temporriae adureza permanente. A dureza temporria gerada pela presena de carbonatos e bicarbonatos, que podem ser eliminadas por meio de fervura da gua. A dureza permanente devida a cloretos, nitratos e sulfatos, que no so susceptveis fervura. somatria da dureza temporria e permanente d-se o nome de "Dureza Geral" (ou total) da gua. A dureza da gua medida geralmente com base na quantidade de ppm de CaCO3, quanto maior a quantidade de "ppm", mais "dura" ser considerada a gua. Normalmente, reconhece-se que uma gua mais dura ou menos dura, pela maior ou menor facilidade que se tem de obter, com ela, espuma de sabo. As guas duras exigem maiores quantidades de sabo para produzir espuma, esse carter foi por muito tempo para o cidado comum o aspecto mais importante por causa das dificuldades de limpeza de roupas e utenslios. O mtodo mais comum para se remover a dureza, tanto a temporria como a permanente, a passagem da gua dura atravs de um trocador de ons.

3. MATERIAL E REAGENTESFunilCarbonato de clcio Detergente

Bicarbonato de sdioCarbonato de sdio 10%Estantes para tubos de ensaio

9 tubos de ensaioSulfato de sdioPapeis de filtro

PipetasSulfato de magnsio 0,005 mol/LFenolftalena soluo de 1%

2 erlenmeyer de 250 mL1 vidro relgio Basto de vidro

Bico de BunsenSabo

Esptula Fosforo

4. PROCEDIMENTOS

Parte I Dureza Temporria:a) Pesar em um vidro de relgio 1g de carbonato de clcio em p e colocar num erlenmeyer contendo 100 mL de gua destilada, adicionando em seguida 5 gotas de fenolftalena.b) Borbulhar gs carbnico durante 5 minutos com auxlio de uma pipeta. Filtrar. No filtrado ser produzida gua de bicarbonato de clcio.c) Retirar 30 mL de filtrado e transferir 15 mL para o tubo de ensaio 1 e 15 mL para o tubo de ensaio 2.d) Ferver o tubo de ensaio 1 durante 5 minutos, deix-lo esfriar e depois filtrar.e) Passar o novo filtrado para o tubo de ensaio 3.f) Adicionar um pedacinho de sabo em cada um dos tubos de ensaio 2 e 3 e agitar vigorosamente. Observar e anotar.

Parte II Dureza Permanente:a) Retirar 30 mL de soluo de sulfato de magnsio 0,005 mol/L e transferir 15 mL para o tubo de ensaio 1 e 15mL para o tubo de ensaio 2.b) Adicionar ao tubo 1, 5 mL de carbonato de sdio a 10% e em seguida filtrar para dentro do tubo 3.c) Adicionar um pedacinho de sabo em cada um dos tubos de ensaio 2 e 3 e agitar vigorosamente. Observar e anotar.d) Repetir os procedimentos (a) a (c), substituindo o sabo por detergente (2 gotas). Observar e anotar.

5. RESULTADOS E DISCUSSES

Parte I Dureza Temporria:Ao adicionar carbonato de clcio na gua o composto apresentou uma saturao devido a pouca solubilidade no carbonato de clcio na gua. Essa substancia quando em soluo aquosa sofre uma hidrolise salina produzindo uma base forte. Todo acido muito fraco, tem uma base conjugada muito forte, logo, o carbonato uma base muito forte. A fenolftaleina um indicador de pH utilizado em titulaes que serve para caracterizar se a substancia um acido ou uma base, ficando incolor em solues acidas e cor de rosa em solues bsicas. Devido haver hidroxilas na soluo, e por est ser uma base, a colorao do carbonato ficou rosa. O borbulhamento do ar pulmonar implica a introduo de gs carbnico nas solues de gua e cal, formando o on carbonato, o borbulhamento contnuo do gs carbnico suficiente para consumir toda a base fazendo com que o indicador retornasse a colorao inicial (incolor), isto por que o hidrognio gerado reagiu com a hidroxila gerando gua e neutralizando a basicidade. Esta a frmula da soluo:CaCO3(s) + CO2(aq) + H2O(l) Ca(HCO3)2(aq)Devido a sua insolubilidade o carbonato de Clcio na presena de CO2 converte-se em bicarbonato.Ao filtrarmos a soluo obtivemos como resultado, gua de bicarbonato de clcio. Em seguida, dividimos nos tubos I e II. Entretanto ao aquecer o tubo I, houve formao de bolhas resultante da liberao de CO2 e vapor de gua, eliminando assim o clcio, fazendo ento com que a dureza fosse diminuda.

Ca(HCO3)2 (aq) CaCO3(s) + H2O(i) + CO2 (g)O precipitado obtido foi o Carbonato de Clcio (CaCO3).Filtrou-se novamente o tubo I, transportando para o tubo III. Ao adicionarmos sabo no tubo II e no tubo III observou-se que:No tubo II - houve menos espuma, isso por que o clcio reage com sabo, apresentando dureza.No tubo III percebeu-se que houve maior formao de espumas, por apresentar menor quantidade de bicarbonato de clcio que o tubo I, provando assim que no h dureza.

Parte II Dureza PermanenteAo adicionarmos o carbonato de sdio no sulfato de magnsio, tubo I, aparentemente no ocorreu nenhuma reao nem alterao na cor. Logo aps filtrou-se a soluo no tubo III, onde o carbonato de magnsio ficou no filtro, e obteve-se o precipitado sulfato de sdio. CaSO4 (aq) + Na2CO2 Na2SO4 + CaCO3 (s)Ao adicionar o sabo no tubo II e III, observou-se que o sabo reage mais na soluo do tubo III do que na do tubo II, isto por que o tubo III no apresenta dureza, j o tubo II apresenta dureza.Ao repetir o procedimento com detergente notou-se que o tubo I filtrado apresenta mais sabo do que o no foi filtrado, tubo II. O filtrado apresenta ons de sdio(Na+) que no afetam a capacidade dos sabes de produzir espuma. O tubo que contm sulfato de magnsio no reage com sabo, devido a sua dureza.O que diferencia o sabo do detergente, que o detergente mais solvel e no apresenta precipitados.6. QUESTIONRIO

1. Explique o significado de gua duraDureza um parmetro caracterstico da quantidade de gua. A gua pode entrar em contato com certos materiais como o calcrio (CaCO3) ou a dolomita (CaCO3. MgCO3). Dessa forma, passa a existir em sua composio uma quantidade excessiva deonsCa2+e Mg2+, na forma de bicarbonatos (HCO3-), nitratos (NO3-), cloretos (Cl-) e sulfatos (SO42-) o que a torna imprpria para consumo humano.2. Diferencie gua temporariamente dura e permanentemente dura.A dureza dita como temporria, quando desaparece com o calor, e permanente quando no desaparece com o calor, ou seja, aquela que no removvel com a fervura. A dureza temporria, resultante da combinao dos ons de clcio e magnsio que podem se combinar com bicarbonatos e carbonatos presentes.3. Diferencie detergente duro e detergente mole.Os detergentes so divididos em duros ou sdicos, e moles ou potssicos. Os lcoois de C12 a C18 so utilizados em quantidades enormes na manufatura de detergentes, estes so detergentes sintticos e possuem molculas anfipticas, ou seja, possuem uma parte polar e outra apolar. Os sais de sdio dos cidos sulfnicos so talvez os detergentes mais utilizados, e para a sua obteno, liga-se primeiramente um grupo alquil de longa cadeia a um anel benznico por ao de um haleto de alquila, de um alceno ou de um lcool conjuntamente com catalisador, seguidamente efetua-se a sulfonao e finalmente a neutralizao, esta a sntese do alquilbenzeno-sulfonatos, que utilizava-se o propileno, pois eles impediam a rpida degradao biolgica do detergente nas instalaes de tratamento de gua, estes detergentes denominados duros que vm sendo substitudos por detergentes denominados moles ou biodegradveis.4. Cite os principais processos utilizados para o abrandamento de dureza da gua.O tratamento para a gua dura para a retirada do e conhecidos por abrandamento e pode ser realizada de duas maneiras : precipitao qumica e troca inica.Abrandamento por precipitao qumica:A gua tambm pode ser abrandada, embora no totalmente, por processos qumicos como tratamento com cal Ca(OH)2e barrilha (Na2CO3) tambm chamado cal sodada ou fosfatos. Estes processos so usados quando a dureza da gua excessivamente elevada e no se encontra nenhuma outra fonte de gua de melhor qualidade. Neste caso, o processo se d por adio de cal (CaO) e carbonato de sdio (Na2CO3). A cal utilizada para elevar o pH da gua fornecendo a alcalinidade necessria, enquanto o carbonato de sdio pode fornecer a alcalinidade para a reao e tambm os ons carbonato necessrios.Abrandamento por troca inica:Este mtodo consiste em fazer a gua atravessar uma resina catinica que captura os ons Ca2+e Mg2+, substituindo-os por ons que formaro compostos solveis e no prejudiciais ao homem, tais como o Na+. As resinas possuem limites para a troca inica, ficando saturadas de Ca2+e Mg2+. Esta saturao recebe o nome de ciclo. Aps, completado o ciclo, deve ser feita a regenerao da resina, que acontece com a adio de soluo de cloreto de sdio (NaCl).5. Explique o que uma substncia amolecedora.Essas substncias geralmente so muito usadas no abrandamento da gua por troca inica para reduo da dureza da gua, onde se retira os ons Ca2+e Mg2+, substituindo-os por ons que formaro compostos solveis que no so prejudiciais ao homem, tais como o Na+ e o H+. Essas substncias podem ser o Hidrxido de Sdio, Carbonato de Sdio, Fosfato de Sdio e o Sulfato de Alumnio.

6. Em que consiste a gua deionizada? a gua que foi obtida por meio da deionizao. A gua deionizada idntica a gua destilada, porm obtidas de maneiras diferentes, pois na deionizao, a gua em contato com resinas especiais, processa uma troca inica, sem gasto de energia.7. Explique porque os detergentes so mais eficientes que os sabes em gua dura.Pois eles no reagem com os ctions da gua dura portanto realizam a limpeza independente da gua usada, diferentemente do sabo, que perde seu poder de limpeza em gua dura, pois os ons de Ca e Mg presentes nela reagem com o sabo formando grumos gordurosos, e isso no acontece no detergente. O detergente mais solvel e no apresenta precipitados

7. CONCLUSO sabido que a gua dura a gua que tem presente em sua composio ons Ca e Mg, e essa gua em interao com o sabo formam compostos insolveis que impedem o sabo de criar espumas. Percebemos ainda a real distino entre dureza temporria e dureza permanente, no qual a primeira pode ser eliminado atravs da fervura, fato este, que expulsa o CO2e desloca o equilbrio. Com isso, os bicarbonatos se decompem aos carbonatos, precipitando o carbonato de clcio. E a permanente no pode ser eliminada por fervura, esta decorre fundamentalmente da presena de MgSO4ou CaSO4na soluo. E o seu abrandamento (tratamento para gua dura), pode ser por precipitao qumica e por troca inica. Tambm foi constatada a eficcia do detergente em relao ao sabo. Pois os mesmos no reagem com os ctions da gua dura, portanto realizam a limpeza independente da gua usada, diferentemente do sabo, que seus nions que podem reagir com os ctions da gua dura originando compostos insolveis.

8. REFERNCIASLee, J. D.Qumica inorgnica no to concisa. Traduo da 5 ed.Disponvel em acesso em 24 abril 2013.Disponvel em acesso em 24 abril 2013.VOGEL, A.I. Qumica Analtica Qualitativa, 5. ed., So Paulo:Mestre Jou, 1981.