2.3.1Mineralização das águas e processos de dissolução

Transcrição

1 2.3.1Mineralização das águas e processos de dissolução As águas naturais são na verdade soluções aquosas, não contêm apenas água, mas também substâncias dissolvidas. A facilidade de dissolução das substâncias depende das interações entre a água e essas substâncias. Erosão da costa decorre da dissolução dos sais que a constituem. 1

2 A água possui a capacidade de dissolver uma grande variedade de sólidos, líquidos e gases. Mineralização das águas: resulta de processos de dissolução de sais minerais. Das águas naturais, a água do mar é a que possui uma maior quantidade e variedade de sais minerais dissolvidos por quilograma de água (salgada) devido à dissolução de sais minerais e de dióxido de carbono. Em 100 g de água do mar há, em média, 3,5 g de sais dissolvidos, ou seja, há 35 g de sais em 1 kg de água do mar. Em cada quilograma de água do mar existem 35 gramas de sais dissolvidos. A existência de iões cloreto, Cl e de iões sódio, Na +, pode ser interpretada como o resultado da dissociação do sal cloreto de sódio, NaCl: NaCl (s) Em água Na + (aq) + Cl (aq) 2

3 A composição de uma água resulta da mineralização, isto é, da dissolução de sais minerais. Nas águas naturais ou engarrafadas é possível encontrar, por exemplo, iões cálcio (Ca 2+ ), hidrogenocarbonato (HCO 3 ), magnésio (Mg 2+ ), sulfato (SO 4 2 ), além de iões sódio e cloreto. Composição de uma água engarrafada Dos gases presentes na atmosfera terrestre, o dióxido de carbono, CO 2, é o que mais se dissolve na água. Este gás contribui para a mineralização das águas naturais devido à formação do ácido carbónico, H 2 CO 3 (aq), na forma de HCO 3 e H 3 O +. O dióxido de carbono dissolve-se na água e fica em solução aquosa: CO 2 (g) CO 2 (aq) Depois, reage com a água de acordo com a equação: CO 2 (aq) + 2 H 2 O (l) HCO 3 (aq) + H 3 O + (aq) Responsável pela ligeira acidificação das águas. A acidificação das águas favorece a dissolução de muitos sais minerais, como, por exemplo, sais de cálcio e de ferro. 3

4 Quando um sal, CA, é dissolvido em água, dissocia-se nos seus iões constituintes, o catião, C +, e o anião, A : CA (s) Em água C + (aq) + A (aq) O processo de dissolução de substâncias em água decorre de interações soluto-solvente na mistura. O estabelecimento de ligações soluto-solvente ocorre em simultâneo com a rutura das ligações soluto-soluto e solvente-solvente. Dissolução de cloreto de sódio em água Estrutura cristalina NaCl Solução aquosa de NaCl A água, H 2 O, é uma substância molecular, isto é, formada por moléculas. As moléculas de água são polares. Os sais são substâncias iónicas. Quando se dissolve um sal em água, estabelecem-se interações entre os iões do sal (catiões e aniões) e as moléculas da água. Catião sódio na água Anião cloreto na água 4

5 Cloreto de sódio sólido As moléculas da água posicionam- se na superfície do sólido, interagem com os catiões e os aniões do sal enfraquecendo as ligações entre os dois iões e, finalmente, separando-os. Anião cloreto na água Catião sódio na água Se o soluto for uma substância molecular estabelecem-se ligações intermoleculares entre moléculas do soluto e moléculas do solvente. Dissolução de um soluto num solvente: depende da natureza das unidades estruturais; envolve interações soluto-solvente; implica a quebra de ligações soluto-soluto e solvente-solvente; implica a formação de ligações soluto-solvente. 5

6 Fatores que afetam o tempo de dissolução Para além da natureza do soluto, o tempo de dissolução de um soluto sólido num solvente, nas mesmas condições de pressão e temperatura, depende: do estado de divisão do soluto Aumentando o estado de divisão aumenta a área da superfície de contacto entre o soluto e o solvente, favorecendo a dissolução, e diminuindo assim o tempo de dissolução. da agitação da mistura Aumentando a agitação da mistura ocorre uma maior dispersão do soluto no solvente, favorecendo a dissolução, e diminuindo assim o tempo de dissolução. Fatores que afetam o tempo de dissolução A constante agitação da água do mar favorece a dissolução de gases da atmosfera e de sais minerais. Erosão da costa ocorre com dissolução dos sais que a constituem. 6

7 Questões 1. Escreva a equação que representa a dissolução do nitrato de potássio. 2. Classifique cada uma das seguintes afirmações em Verdadeira ou Falsa. A) Os iões mais abundantes na água do mar são os catiões sódio. B) A acidificação natural das águas deve-se à dissolução de oxigénio. C) Quando se evapora totalmente 1 kg de água do mar obtêm-se cerca de 35 gramas de sais. D) A agitação marítima favorece a dissolução do dióxido de carbono e de outras substâncias na água do mar. Questões (Resolução) 1. A fórmula química do nitrato de potássio é KNO 3 KNO 3 (s) Em água K + (aq) + NO 3 (aq) 2. A) Falsa, os iões mais abundantes na água do mar são os aniões cloreto. B) Falsa, a acidificação natural das águas deve-se à dissolução do dióxido de carbono presente na atmosfera terrestre. C) Verdadeira. D) Verdadeira. 7