trabalho de fim de curso, Dissertações de Mestrado de Química. Instituto Superior de Ciências Educativas
Germano.Eduardo
Germano.Eduardo14 de Agosto de 2016

trabalho de fim de curso, Dissertações de Mestrado de Química. Instituto Superior de Ciências Educativas

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Trabalho de pesquisa na area das aguas
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1

Declaração de Honra

Lina Dinís Cossa, estudante e finalista do curso de Química, especialidade de Química Analítica, no

Instituto Industrial de Maputo, declaro por minha honra que o presente trabalho (relatório de estágio)

é da minha autoria e não foi apresentado anteriormente em qualquer outra instituição e asseguro que

caso seja apresentado trabalho igual tratar-se-á de eventual coincidência (o que é pouco provável), e que a informação foi obtida através de consulta bibliográfica e de conhecimentos obtidos durante a

formação.

Maputo,Junho de 2015

__________________________________

(Lina Dinís Cossa)

Dedicatória

Dedico este trabalho á minha mãe que sempre apoiou-me em todos os sentidos para que se efectivasse

este curso. Aos meus irmãos que mora, espiritual e financeiramente me induziram e incentivaram e a

todos que directa ou indirectamente criaram meios para todo sonho se tornasse em realidade.

ÍNDICE

Resumo..................................................................................................................................................... 0

I.INTRODUÇÃO......................................................................................................................................1

1.1 Objectivos...........................................................................................................................................2

1.1.1 Objectivos gerais:............................................................................................................................ 2

1.1.2 Objectivos específicos..................................................................................................................... 2

1.2 Metodologia de trabalho.....................................................................................................................2

II. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA............................................................................................................ 3

2. Importância da água..............................................................................................................................3

2.1.1Água como solvente......................................................................................................................... 3

2.1.1.1 Águas doces..................................................................................................................................3

2.1.2 Importância do estudo da água........................................................................................................ 4

2.1.3 Sabor e odor.....................................................................................................................................4

2.1.4 Poluição da água..............................................................................................................................4

2.1.4.1 Tipos de poluição..........................................................................................................................5

2.1.5 Normas de qualidade de água..........................................................................................................5

III. MATERIAIS E MÉTODOS.............................................................................................................. 7

3. Amostragem..........................................................................................................................................7

3.1.Colheitas de amostras para análise química....................................................................................... 7

3.1.1. Resumo do processo....................................................................................................................... 7

3.1.2 Utensílios......................................................................................................................................... 7

3.1.3 Procedimento................................................................................................................................... 7

3.1.4 Constituição das amostras................................................................................................................7

3.1.5 Identificação das amostras...............................................................................................................8

3.3.5 Análise para o controlo de qualidade de água................................................................................ 8

3.3.6 Determinação da condutividade...................................................................................................... 9

3.3.7. Determinação da turvação............................................................................................................ 10

3.3.9. Determinação da dureza total (método titrimétrico com E.D.T.A).............................................. 12

4. Determinação de matéria orgânica oxidabilidade (Método de Kubel)...............................................14

4.1. Doseamento do cloro (Método Iodométrico).................................................................................. 15

IV. Resultados e discussão......................................................................................................................17

Discussão................................................................................................................................................ 18

VI. Conclusão......................................................................................................................................... 19

VI. Recomendações................................................................................................................................ 20

VII. Bibliografia..................................................................................................................................... 21

Resumo

O presente trabalho aborda aspectos relacionados com características da água para o consumo

humano, parâmetros da sua caracterização e as técnicas de tratamento da água. Os resultados dos

parâmetros analisados apresentam variação significativa ao longo do período avaliado, em função do

aumento da temperatura, pH, côr e turvação provocada pela deterioração das plantas para além da

contaminação por poluentes arrastados pelas chuvas. Foram realizados ensaios e cálculos para o

doseamento de químicos e da avaliação físico-químico, em função do horário da colecta da água bruta

captada no rio Umbeluzi, que abastece a ETA (Estação de Tratamento da Água), que tem como

objectivo avaliar a qualidade da água do centro de formação profissional de água e saneamento.

As Águas do centro de formação profissional de água e saneamento realiza análises da água do rio, de

modo a garantir a sua potabilidade. Neste trabalho, serão feitas análises das águas de abastecimento de

centro de formação profissional de água e saneamento, captadas no rio Umbeluzi. No presente

trabalho far-se-á as análises laboratoriais das águas do Umbeluzi. Os valores foram obtidos das

análises dos seguintes parâmetros: pH, alcanidade, dureza total, teor de cloro, matéria orgânica,

temperatura, sabor, odor, turvação, condutividade eléctrica, regidas pelas normas de legislação

Moçambicana sobre o regulamento da qualidade da água para o consumo humano.

I.INTRODUÇÃO

A água ocupa aproximadamente 75% da superfície da Terra e é o constituinte inorgânico mais

abundante na matéria viva, integrando aproximadamente 2/3 do corpo humano e atingindo até 98% em

certos animais aquáticos, legumes, frutas e verduras. É tido como dissolvente universal por dissolver

a maioria das substâncias, e, por vezes, modificando-as nas suas funções. Diversas características das

águas naturais advêm dessa capacidade de dissolução que ela detêm Como consequência, a água do

rio ou lago sempre inclui a bacia hidrográfica que, por sua vez determina muitas das suas

características.

Aliada a capacidade de dissolução, a água actua como meio de transporte – em escoamento superficial

e subterrâneo – permitindo que as características de um mesmo curso de água se alterem temporal e

espacialmente. Igualmente as características das águas naturais influenciam o metabolismo dos

organismos aquáticos conferindo-lhes estreita interacção entre estes seres vivos e o meio ambiente base fundamental da essência da ciência denominada Ecologia. Por isso a determinação dos

parâmetros físicos, químicos e microbiológicos é de extrema importância, pois permite concluir se a

água pode ser consumida ou se é necessário um tratamento antes do seu consumo ou até mesmo se for

de um furo e avaliar se deve ser interrompido devido ao elevado índice de contaminação, se for o caso.

É de salientar, inequivocamente, que a água desempenha um papel importante na economia mundial,

uma vez que funciona como um solvente para uma grande variedade de substâncias químicas, para

além de facilitar a refrigeração industrial e o transporte. Cerca de 70% da água doce do mundo é

consumida pela agricultura, ou seja 30% que sobram é consumida pelo Homem em diversos sentidos

dos quais o doméstico encontra-se no topo.

▲ Neste contexto o presente trabalho, far-se-á o estudo laboratorial da qualidade química e física da água consumida no rio Umbeluzi. A escolha deste rio para as análises, por ora realizadas, deve-se

ao facto de se pretender conhecer ao pormenorgrau de potabilidade da água consumida pela

população usuária da mesma. Está pesquisa tem como objectivo o de recolher e colectar dados

teórico ou práticos, realizando trabalho de cujos resultados se extrairão informações e

recomendações para o benefício da sociedade. Trabalho este que foi conduzido no laboratório do

Centro de Formação Profissional de Águas e Saneameanto.

1.1 Objectivos

1.1.1 Objectivos gerais: ▲ Avaliar os parâmetros de qualidade de água consumida no centro de Formação Profissional de

Águas e Saneameanto;

▲ Comparar os resultados obtidos com os tabelados;

1.1.2 Objectivos específicos ▲ Usar indicações de qualidade de água por meio de propriedades organolépticos e físicas,

respectivamente: cheiro, cor, sabor, temperatura e turvação;

▲ Verificar a qualidade química, por determinação qualitativade: alcalinidade, carbonato, sulfato, e ainda determinar o pH.

1.2 Metodologia de trabalho - Definição do objecto de estudo;

- Recolha de amostras e posterior análise laboratorial;

- Comparação dois dados obtidos com os tabelados;

- Pesquisa bibliográfica em literatura afim;

- Elaboração do relatório final

II. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.Importância da água

A água é o solvente universal da biosfera. A sua capacidade de dissolver substâncias permite que

incontáveis reacções ocorram na natureza, formando novos compostos, permitindo a evolução da vida

orgânica, resultado dos diversos fenómenos naturais. Várias hipóteses sobre a origem da vida

concordam que provavelmente ela se tenha iniciado no mar. Neste ambiente havia mais protecção para

o desenvolvimento dos organismos primitivos, em detrimento de uma atmosfera ainda inóspita, sem

oxigénio, carregada de gases tóxicos e electricidade e desprotegida de efeitos deletérios da luz solar.

A teoria de evolução de Darwin permitiu compreender que a vida pode evoluir do mar para a terra

com o aparecimento de estruturas ósseas nos animais e de substâncias resistentes nos vegetais. Essas

novas adaptações possibilitam supor os efeitos da gravidade terrestre, em um ambiente de menor

densidade com o ar, facto este atenuado dentro da água. A água é o suporte básico para o

desenvolvimento da vida como é conhecida sobre a superfície da terra. Ela é, como meio externo,

fonte de sustentação e mobilidade, o meio onde essa vida evolui, e como meio interno representa

grande parte da constituição dos seres vivos.

2.1.1Água como solvente Em comparação com a água doce, do mar e oceano contém grande quantidade de sal. A salinidade não

é igual em todos eles. A maior é a do mar Vermelho, com 39g/L e a menor do mar Báltico com 30g/L.

O cloreto de sódio(NaCl) corresponde a 77% dos sais contidos na água do mar dando-lhe sabor

salgado. Já os 11% de cloreto de magnésio são responsáveis pelo seu sabor amargo.

2.1.1.1 Águas doces

As águas doces são as águas terrestres cuja salinidade é muito baixa. Sua principal fonte é a chuva, que é água quase pura, pois contém pouca quantidade de oxigénio e de dióxido de carbono em solução.

A quantidade de sal que as águas terrestres podem conter varia muito, dependendo dos terrenos que tiver atravessado. Os sais mais comuns são: nitratos, cloretos, e bicarbonatos de sódio, potássio, cálcio e magnésio.

2.1.2 Importância do estudo da água

Embora seja indispensável ao organismo humano, a água pode conter determinadas substâncias,

elementos químicos e microrganismos que devem ser eliminados ou reduzidos a concentrações que

não sejam prejudiciais a saúde humana. Apesar de os mananciais superficiais estarem mais sujeitos a

poluição e a contaminação decorrentes de actividades antrópicas. Também tem sido observada a

deterioração das águas subterrâneas, o que acarreta sérios problemas à saúde pública em localidades

que carecem de tratamento e de sistema de distribuição de água adequados.

Estima-se que 60% das internações hospitalares estejam relacionadas com as deficiências do

saneamento básico, que geram outras consequências de impacto extremamente negativo para a

qualidade e a expectativa da vida da população. Estudos indicam que 90% dessas doenças devem-se a

ausência de água em quantidades satisfatórias ou a sua qualidade imprópria para o consumo. Em

muitas localidades tem sido comum a distribuição da água que não atende ao padrão vigente no país.

Além de problemas operacionais, a escolha inadequada da tecnologia adoptada no projecto de estação

de tratamento de água acarreta sérios prejuízos à qualidade da água produzida.

2.1.3 Sabor e odor A água pura não produz sensação de odor ou sabor nos sentidos humanos. Uma das principais fontes

de odor nas águas naturais é a decomposição biológica da matéria orgânica. No meio anaeróbio, isto é,

no lodo de fundo de rios e de represas e, em situações críticas, em toda a massa líquida, ocorre a

formação do gás sulfídrico, H2S, que apresenta odor típico de ovo podre, de mercaptanas e amónia,

esta última ocorrendo também em meio aeróbio. Águas eutrofizadas, isto é, águas em que ocorre a

floração excessiva de algas devido à presença de grandes concentrações de nutrientes liberados de

compostos orgânicos biodegradados, podem também manifestar sabor e odor. Sabe-se que certos

géneros de algas cianofíceas (algas azuis, resistentes às condições de severa poluição) produzem

compostos odoríficos, em alguns casos até mesmo tóxicos

2.1.4 Poluição da água Diz-se que a água está poluída quando os despejos industriais, domésticos e actividades agro-

pecuárias afectam a qualidade de água até que esta se torne inaceitável para o seu melhor uso.

2.1.4.1Tipos de poluição a. Poluição industrial

É a constituída por resíduos líquidos, sólidos e gasosos, regra geral, gerando nos processos industriais

e provocam um aumento dos constituintes orgânicos e inorgânicos num determinado meio e que

representam factor importante no que concerne a poluição dadas as suas dimensões e natureza. Em

Moçambique, o grau de poluição industrial é quase desconhecido, pois, o seu desenvolvimento

industrial comparativamente aos países desenvolvidos é de pequena escala, contudo, ela constitui

motivo de preocupação, pois, a maioria das indústrias por ora existentes encontram-se em zonas

densamente habitadas.

b. Poluição por detritos humanos

É aquela que é proveniente de esgotos domésticos gerados por habitantes de cidades, bairros ou

aldeias e finalmente lançamentos directa ou indirectamente em lençóis de água do solo e subsolo.

c. Poluição proveniente da actividade agro-pecuária

Poluição decorrente de actividade ligada a agricultura e pecuária através de defensivos agrícolas

(pesticidas, herbicidas...), de fertilizantes, excrementos de animais e de erosão. Embora muitas actividades agrícolas tenham capacidade de poluir a água a que resulta do sector familiar e da

produção animal de escala limitada ainda não constitui problema alarmante.

2.1.5 Normas de qualidade de água As características de uma determinada água que constituem factores básicos para conferir a sua boa

qualidade em função do uso a que se destina, por exemplo uma água dura, em lavandarias e fábricas

de tecidos torna-se inaceitável e uma água turva torna-se inaceitável na fabricação de papel.

Para a água de consumo, a limpidez, turbidez e a brandura ou dureza são as características que justificam a rejeição de um abastecimento dentro das finalidades específicas. Assim estabeleceram-se

padrões químicos, físicos e biológicos, especificamente para assegurar que as aplicações mais

importantes (económicas e sanitárias) não sejam prejudicadas pela qualidade da água. Os padrões de

potabilidade dão as concentrações máximas permissíveis de elementos nocivos que podem estar

presentes na água, sem que esta se torne inconveniente.

III. MATERIAIS E MÉTODOS

3.Amostragem Para obter indicação da natureza duma água, é necessário primeiro ter a segurança de que a amostra

usada para a análise da fonte é representativa. As amostras da água em estudo foram colhidas

utilizando a técnica de colheita de acordo com a natureza da fonte de modo a não alterar as

propriedades até a efectivação da análise.

3.1.Colheitas de amostras para análise química

3.1.1.Resumo do processo Colhem-se as amostras de água em frascos apropriados de vidro utilizando o dispositivo apropriado

em relação a origem da água a analisar.

3.1.2 Utensílios - Dispositivo destinado a conter um frasco com cerca de 1000 mL de capacidade permitindo a colheita

de uma profundidade previamente fixada.

- Frasco de vidro neutro incolor com cerca de 1000 mL de capacidade, boca larga e rolha castanha.

3.1.3Procedimento A técnica de colheita é variável consoante a origem da água a analisar devendo utilizar sempre frascos

de vidro para as determinações de pH e dos caracteres organolépticos.

Em qualquer dos casos a recolha deve ser feita em frascos, prévia e cuidadosamente lavados e pesados

no local (2-3vezes) com água a analisar.

A amostra da água só deve ser recolhida no frasco depois de deixar correr água da canalização,

durante algum tempo; se a canalização estiver em serviço basta 5 a 10 minutos.

3.1.4Constituição das amostras A constituição de cada amostra a recolher depende do estudo que se pretende realizar. Os frascos são

enchidos deixando um espaço de ar entre água e a rolha 2-3cm, excepção feita ao caso de amostra

destinada a determinação do pH, ácido carbónico livre e oxigénio em solução.

3.1.5Identificação das amostras Feita a colheita de água, os frascos devem ser cuidadosamente rotulados com as seguintes indicações:

a. Identificação do local da colheita

b. Lugar, Província, Distrito, Localidade

c. Data e hora da colheita

d. Rúbrica do responsável pela colheita

3.3.5Análise para o controlo de qualidade de água

Determinação do pH (método potenciométrico)

A determinação baseia-se na calibração do sistema de eléctrodos (eléctrodo de vidro e de referência)

com soluções tampões de pH conhecido e na sucessiva determinação de pH da amostra em pesquisa.

Materiais e reagentes

pH-metro (potenciométrico)

Eléctrodo de vidro e de referência

Copos volumétricos

Termómetro

Solução tampão de oxalato de sódio (Na2C2O4) (pH=1,68 a 25˚C)

Solução tampão de tartarato de sódio (Na2C4H4O4) (pH=3,56 a 25˚)

Solução de fosfato de sódio (Na2PO4) (pH=6,86 a 25˚C)

Solução de bórax de sódio (Na2B4O7.10H2O) (pH=9,18 a 25˚C)

Solução de bicarbonato-carbonato de sódio (NaHCO3) (pH=10,01 a 25˚C).

Procedimento experimental

Escolher a solução tampão cujo valor de pH é mais próximo da amostra em pesquisa.

Colocar 25 a 50 ml de tampão num copo limpo e seco. Introduzir os eléctrodos no líquido e calibrar de

maneira a que o pH registado corresponda ao da solução tampão. Lavar com água destilada os

eléctrodos e secá-los, introduzir 25 a 50 ml de amostra num copo e proceder a determinação do pH. A

calibração e a determinação do pH devem ser feitas em agitação

Expressão dos resultados

O valor de pH é lido directamente pelo valor que se lê no pH metro, tendo em conta que o pH varia

com a temperatura. É necessário anotá-la na altura da análise.

O pH das águas naturais varia na maioria dos casos, entre 4-9. Na água potável deve estar

compreendida entre 6,5 e 8,5.

3.3.6 Determinação da condutividade Fisicamente, a condutividade é definida como inverso da resistência eléctrica específica (resistência por unidade de comprimento) e é medida em micro ohm por centímetro (µΏ/cm).

Conditibilidade da água é a capacidade que ela tem de conduzir corrente eléctrica. Ela depende da

quantidade de sais dissolvidos presentes e da temperatura em que a medição é feita. Esta medição dá

indicação do conteúdo salino da água. A medição pode ser feita directamente utilizando o

condutímetro, sendo este instrumento calibrado com uma solução padrão de cloreto de potássio.

Materiais e reagentes

Condutímetro

Termómetro

Tubos de Nessler de 100 ml

Solução padrão de cloreto de potássio (KCL) 1N

Água destilada

Procedimento experimental

A medição deve ser feita a uma temperatura aproximadamente 25˚C, controlar a temperatura a solução

com o termómetro. Sabendo que a condutividade aumenta aproximadamente 2% por cada ˚C de

aumento de temperatura.

Para calibrar o aparelho coloca-se uma certa quantidade de solução de padrão num tubo de Nessler,

introduzindo o eléctrodo e lava-se com água destilada.

Em seguida introduzir o eléctrodo num copo contendo a água em estudo e esperar o aparelho

estabilizar o valor e ler a condutividade.

Expressão dos resultados

A leitura é feita directamente e os resultados são expressos em µΏ/cm ou Siemens/cm.

3.3.7. Determinação da turvação Aturvação da água é definida como a medida de interferência á passagem da luz devido a presença de

substâncias em suspensão.

A turvação ou turbidez da água é ocasionada pela presença da argila, microrganismos, descargas de resíduos industriais que impedem a passagem integral da luz através da água.

Para determinar a turvação da água utiliza-se um aparelho chamado turbidímetroque comprara a

intensidade da luz difundida nas mesmas condições, pela amostra e pela solução padrão de turvaçāo

conhecida (formazina), o resultado e em NTU (nephelometric Turbidity Units).

Materiais e reagentes

• Turbidímetro

• Tubos de vidro de igual capacidade, forma em transparência óptica

• Espectofotometro (comprimento de onda 580)

• Agua destilada isenta de turvção

• Suspensão de turvação de 400 NTU.

Procedimento experimental

Agita-se bem a amostra para a completa dispersão dos sólidos. Esperar até o desaparecimento das

eventuais bolhas de ar e depois colocar a amostra nos tubos do turbidimentro (cuveta) e ler

directamente o valor na escala do instrumento

3.3.8 Determinação da alcalinidade, carbonatos e bicarbonatos (método titrimetrico)

A alcalinidade da água depende principalmente do teor em hidróxidos, bicarbonatos e carbonatos.

A determinação é feita titulando amostra em exame com um ácido forte (HCI ou H2SO4) até os

sucessivos pontos de viragem da fenolftaleina pH=8 e o indicador misto verde de bromocresol/

vermelho de metilo pH=5.

Materiais reagentes

• Bureta de 50 mL graduado ao décimo de mililitro

• Copos de 250 mL (erlenmeyers)

• Balão de 50 mL

• Solução titulante de ácidoclorídrico ou ácido sulfúrico 0,02N

• Fenolftaleina

• Indicador misto de bromocresol

• 50mml de amostra

Procedimento experimental

Mede-se 50 mL de amostra num ernmeyer, juntando-se 3 a 4 gotas do indicador fenolftaleina e titula-

se com a solução de ácido clorídrico ou ácido sulfúrico 0,02N até o aparecimento da cor vermelha (se não aparecer alguma cor vermelha procede-se directamente com o indicador misto)

Anota-se o volume do titulante gasto, juntam-se 3-4 gotas o indicador misto e continua-se a titular ate

a viragem da cor verde-azul em azul- cinzento. Agita-se durante alguns minutos para eliminar o CO2,

e se o indicador voltar a coloração verde-azul continuar a titular ate a viragem para a cor azul cinzento

(pH=5). Continuando a juntar ácido o indicador adquire a coloração vermelho-cinzento (pH=4,8) e

vermelha (ph=4,6). O ponto de equivalência e a coloração azul cinzento.

Expressão dos resultados

Alcalinidade a fenolfaleina

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