Docsity
Docsity

Prepare-se para as provas
Prepare-se para as provas

Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity


Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos para baixar

Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium


Guias e Dicas
Guias e Dicas

Química Descritiva, Notas de estudo de Química

Átomos, Elementos, Íons, Sibstâncias, Moléculas, Tabela Periódica, Aplicação de Alguns elementos, Divisão da Química, Ciclos Biogeoquímicos, Elementos na natureza, Parâmentros Físicos-Químicos e bacteriológicos da Água, Toxicologia

Tipologia: Notas de estudo

2010

Compartilhado em 04/01/2010

luiz-fernando-mendes-nunes-4
luiz-fernando-mendes-nunes-4 🇧🇷

4.4

(5)

11 documentos

Pré-visualização parcial do texto

Baixe Química Descritiva e outras Notas de estudo em PDF para Química, somente na Docsity! Química Aplicada ao Meio Ambiente Luiz Fernando - Químico A química é uma ciência natural que estuda a composição, a estrutura e as propriedades das substâncias e suas transformações. Os conhecimentos de química são aplicados na resolução de diversos problemas da atualidade como: chuva ácida, risco de manejo de substâncias químicas, tratamento de águas, tratamento de resíduos, contaminação por metais pesados entre outras. A química é uma ciência qualitativa mas também quantitativa e suas relações são expressão satisfatoriamente em linguagem matemática. A ciência química pode ser dividida em várias áreas: Química Orgânica Química Inorgânica Química Analítica Físico-Química Bioquímica Química Ambiental Química Nuclear Termoquímica Eletroquímica Elemento Químico É uma substância simples, pura, fundamental e elementar (ex: cloro, sódio, oxigênio, ferro, flúor, hidrogênio, ...). Cada elemento químico pode ser representado por um símbolo. Veja: Nome do elemento Símbolo Oxigênio O Hidrogênio H Flúor F Ferro Fe Magnésio Mg Sódio Na Mercúrio Hg Ouro Au Prata Ag A primeira tentativa de relacionar os diferentes tipos de elemento químicos da natureza foi realizada por Lavoisier em 1789 compondo uma lista de 33 substâncias, contudo, destas apenas 20 eram realmente elementos. Hoje em dia são conhecidos 111 elementos. Átomo É a menor parte de um elemento que ainda preserva as propriedades daquele elemento. Composto É uma substância pura contendo dois ou mais átomos diferentes combinados entre si sempre nas mesmas proporções. Exemplos: Fórmula Nome NaCl Cloreto de sódio (sal de cozinha) MgCl Cloreto de magnésio FeSO4 Sulfato ferroso AgNO3 Nitrato de prata Mistura É a combinação de duas ou mais substâncias diferentes. As misturas podem ser identificadas a “olho nu”, lupa ou microscópios. As misturas também são classificadas em dois grandes grupos: misturas homogêneas e misturas heterogêneas. Misturas homogêneas São também chamadas de soluções, são aquelas que apresentam um único aspecto em toda sua extensão. Exemplo: álcool hidratado, gasolina, refrigerante, ... Misturas heterogêneas São aquelas que apresentam fases (partes homogêneas) na mistura. São separadas por superfícies bem definidas por onde , em alguns casos, identificamos os seus componentes. Exemplos: água e óleo, areia e água, água gaseificada. Química Descritiva A química descritiva estuda a ocorrência dos elementos na natureza, os locais onde são encontrados, a fase de agregação em que se apresentam, suas combinações químicas mais comuns e os métodos de obtenção desses elementos. Os elementos na natureza 92 dos 111 elementos químicos conhecidos são naturais. Significa que são encontrados na natureza (litosfera, hidrosfera, atmosfera) em diversas combinações. Vejamos então a ocorrência dos principais elementos na natureza. Na litosfera Litosfera é a parte sólida da Terra. A crosta terrestre, camada exterior da litosfera, com 30 Km de espessura, contém, em ordem decrescente de abundância, os seguintes elementos: Elemento Símbolo Porcentagem (em massa) Oxigênio O 46,6 Silício Si 27,7 Alumínio Al 8,1 Ferro Fe 5,0 Cálcio Ca 3,6 Sódio Na 2,9 Potássio K 2,6 Magnésio Mg 2,1 Titânio Ti 0,63 Hidrogênio H 0,13 Fósforo P 0,13 Carbono C 0,03 Demais elementos - 0,48 A litosfera é formada principalmente por MINERAIS. Vale a pena ressaltar que o número que antecede a letra A indica quantos elétrons cada átomo tem na sua última cada (camada de valência). Os elétrons da última camada de um átomo são os responsáveis pelas ligações. Os átomos se ligam entre si para adquirirem estabilidade. De todos os elementos da tabela periódica, os únicos que tem estabilidade e, portanto não precisam ligar-se com nenhum outro átomo são os GASES NOBRES, estes gases nobres (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) são assim chamados de gases nobres pois possuem na última camada da eletrosfera 8 elétrons (com exceção do gás He que possui 2). Assim conclui-se que se um elemento possuir na última camada 8 elétrons como um gás nobre estará estável, com exceção daqueles que se assemelharão com o gás Hélio (2 na última camada). Veja então os elementos nas famílias com seus respectivos elétrons de valência: Família Número de elétrons na última camada Número de elétrons que precisa para ficar estável IA 1 elétron na última camada Precisa de 7 para estabilidade IIA 2 elétrons na última camada Precisa de 6 para estabilidade IIIA 3 elétrons na última camada Precisa de 5 para estabilidade IVA 4 elétrons na última camada Precisa de 4 para estabilidade VA 5 elétrons na última camada Precisa de 3 para estabilidade VIA 6 elétrons na última camada Precisa de 2 para estabilidade VIIA 7 elétrons na última camada Precisa de 1 para estabilidade 8 (ou 0) Todos têm 8 na última camada com exceção do Hélio Todos já são estáveis Obs.: As famílias IA, IIA, IIIA, para adquirirem estabilidade, perdem seus últimos elétrons da camada de valência se tornando Cátions. Assim todas as espécies químicas que perderam elétrons são chamados CÁTIONS. As famílias VA, VIA, VIIA para adquirirem estabilidade ganham elétrons e se tornam Ânions. Todas as espécies químicas que ganham elétrons para adquirirem estabilidade são chamados de ÂNIONS. Os Nomes das Famílias Família IA: Metais Alcalinos Família IIA: Metais Alcalinos Terrosos Família IIIA: Família do Boro Família IVA: Família do Carbono Família VA: Família do Nitrogênio Família VIA: Calcogênios (os que geram calor) Família VIIA: Halogênios (os que geram sais) Família 8: gases nobres ou inertes Aplicação de alguns elementos químicos: Elemento Aplicação Alumínio Janelas, portas, folha, tubo, iluminação, fogos de artifício, automóveis, cimento, obturação de dentes Antimônio Solda, detector de infravermelho, sombra para olhos, remédio para tosse Argônio Gás para lâmpadas, lâmpada fluorescentes, contador Geiger, laser, gás inerte para solda Boro Raquete de tênis, vidro refratário, colírio, aditivos, alvejantes Cádmio Bateria recarregável, pilhas alcalinas, proteção anticorrosão, porcas e parafusos, Cálcio Adubo químico, gesso, cimento, preparação de metais Chumbo Proteção contra radiação, acumuladores, solda, munição, gasolina, zarcão, secante para tintas Cloro Desinfetante de água, branqueador, ácido clorídrico, plástico PVC, removedor de manchas Enxofre Fósforos, fogos de artifícios, pólvora, vulcanização de borracha, conservantes Flúor Enriquecimento de Urânio, propelente para aerosol, gravação de vidro, aditivo de pasta de dente Fósforo Fogos de artifício, fósforos, adubo químico, artigos para limpeza, cerâmica Hélio Balão, balão dirigível, câmara para mergulho, gás para testar vazamento, atmosfera inerte, meio para refrigerar reatores atômicos Hidrogênio Combustível para foguetes, hidrogenação para gorduras, enchimento de balões, amoníaco Iodo Tintura de iodo, radiação, lâmpada de iodo, pigmento para tinta, sal iodado Neônio Luz para propaganda, lâmpada para neblina, tubo de TV, liquido para refrigeração Níquel Moeda, latão para leite, talheres, ouro branco, bateria carregável Ouro Jóias, contato elétrico, odontologia, tratamento de reumatismo Sódio Iluminação para estrada, sal de cozinha, síntese orgânica Zinco Proteção para metais, peças para automóveis, pigmento branco CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Bio – seres vivos Geo – atmosfera, hidrosfera e litosfera Químicos – componentes químicos São os percursos realizados no meio ambiente por um elemento químico essencial a vida. Ao longo do ciclo, cada elemento é absorvido e reciclado por componentes bióticos (seres vivos) e abióticos (ar, água, solo) da biosfera, e as vezes pode se acumular durante um longo período de tempo em um mesmo lugar. É por meio dos ciclos biogeoquimicos que os elementos químicos e compostos químicos são transferidos entre os organismos e entre diferentes partes do planeta. Dentre os ciclos biogeoquimicos mais conhecidos, estão o ciclo do carbono (meio pelo qual os organismos vivos adquirem sua matéria principal e que os sustentam quimicamente), o ciclo do nitrogênio ou fixação do nitrogênio (usado para produção de substancias vitais aos organismos, feito principalmente por bactérias) o próprio ciclo da água (ciclos curtos e longos) e o ciclo do oxigênio. Existem também o ciclo do enxofre, o ciclo do hidrogênio e o ciclo do fósforo. CICLO DA AGUA Pode definir-se ciclo hidrológico como a seqüência fechada de fenômenos pelos quais a água passa do globo terrestre para a atmosfera, na fase de vapor, e regressa àquele, nas fases líquida e sólida. A água evapora-se das superfícies aquáticas (principalmente) e terrestres, formando as nuvens. Condensa-se e se precipita na forma de chuva, neve ou granizo. No solo, a água pode percolar, isto e, atravessar as camadas do solo, atraídas pela forca da gravidade, e atingir um lençol freático, de onde chega ate um rio ou riacho. Parte da água precipitada pode ser retida pelo solo e absorvida pelas plantas, por seu sistema radicular. Nos vegetais, a perda de água ocorre por transpiração, sudação ou transferência alimentar a cadeia de consumidores. Os animais, por sua vez, participam do ciclo ingerindo água diretamente, ou indiretamente através dos alimentos. O processo de eliminação e variável, podendo ocorrer através de urina, fezes, respiração, suor, etc... O ciclo hidrológico pode ser resumido por meio dos seguintes processos: DETENÇÃO: parte da precipitação fica retida na vegetação, depressões do terreno e construções. Essa massa de água retorna a atmosfera pela ação da evaporação ou penetra no solo pela infiltração. ESCOAMENTO SUPERFICIAL: constituído pela água que escoa sobre o solo, fluindo para locais de altitudes inferiores, até atingir um corpo d’água como um rio, lago ou oceano. A água que compõe escoamento superficial pode também sofrer infiltração para as camadas superiores do solo, ficar retida ou sofrer evaporação. INFILTRAÇÃO: a água infiltrada pode sofrer evaporação, ser utilizada pela vegetação, escoar ao longo da camada superior do solo ou alimentar o lençol de água subterrâneo. ESCOAMENTO SUBTERRÂNEO: constituído por parte da água infiltrada na camada superior do solo, sendo bem mais lento que o escoamento superficial. Parte desse escoamento alimenta os rios e os lagos, alem de ser responsável pela manutenção desses corpos durante épocas de estiagem. EVAPOTRANSPIRAÇÃO: parte da água existente no solo que e utilizada pela vegetação e eliminada pelas folhas na forma de vapor. EVAPORAÇÃO: em qualquer das fases descritas anteriormente, a água pode voltar a atmosfera na forma de vapor, reiniciando o ciclo hidrológico. PRECIPITAÇÃO: água que cai sobre o solo ou sobre um corpo d’água. INTERVENÇÕES DO HOMEM 1. Desmatamento. 2. Pavimentação = taxa de impermeabilização. 3. Utilização de defensivos agrícolas. 4. Despejos de esgotos e efluentes industriais. 5. Eutrofização. 6. Diminuição do teor de oxigênio dissolvido nos rios. 7. Lançamento de substancias tóxicas perigosas. 8. Poluição atmosférica. 9. Resíduos sólidos. 10. Represamento das águas. CICLO DO NITROGÊNIO O aumento acentuado da população humana e, principalmente, da taxa de crescimento populacional apos a Revolução Industrial, na segunda metade do século XIX, implicou um aumento da produtividade agrícola para fazer frente a demanda crescente de alimentos. O nitrogênio, assim como o fósforo, são fatores limitantes do crescimento dos vegetais e tornaram- se, por isso, alguns dos principais fertilizantes utilizados hoje na agricultura. O nitrogênio desempenha um importante papel na constituição das moléculas de proteínas, ácidos nucléicos, vitaminas, enzimas e hormônios, elementos vitais aos seres vivos. O ciclo do nitrogênio, assim como o do carbono, é um ciclo gasoso. Apesar dessa similaridade, existem algumas diferenças notáveis entre os dois ciclos: F 0 5 0 a atmosfera e rica em nitrogênio (78%) e pobre em Carbono (0,032%); F 0 5 0 apesar da abundancia de nitrogênio na atmosfera, somente um grupo seleto de organismos consegue utilizar o nitrogênio gasoso; F 0 5 0 o envolvimento biológico no ciclo do nitrogênio e muito mais extenso do que no ciclo do carbono. Grande parte do nitrogênio existente nos organismos vivos não é obtida diretamente da atmosfera, uma vez que a principal forma de nutriente para os produtores são os nitratos (NO3-). No ciclo do nitrogênio existem quatro mecanismos diferentes e importantes: 1. fixação do N atmosférico em nitratos; 2. amonificação; 3. nitrificação; 4. desnitrificação. Quando os decompositores atuam sobre a matéria orgânica nitrogenada (proteína do húmus, por exemplo) liberam diversos resíduos para o meio ambiente, entre eles a amônia (NH3). Combinando-se com a água do solo, a amônia forma hidróxido de amônio que ionizando-se, produz NH4+ (íon amônio) e OH- (hidroxila). Ao processo de decomposição, em que compostos orgânicos nitrogenados se transformam em amônia ou íon amônio, dá o nome de amonização. Os íons amônio presentes no solo seguem então duas vias: ou são absorvidas pelas plantas ou aproveitados por bactérias do gênero Nitrosomonas e Com a morte das plantas e animais este fósforo retorna ao solo e é absorvido por novas plantas. Nas rochas fosfáticas é retirado o fosfato, usado em fertilizantes e na fabricação de detergentes. O uso doméstico desses detergentes é a maior causa da poluição dos rios pelo fósforo. Mesmo a água tratada de esgotos, que volta aos rios, pode ainda conter fosfatos. PARÂMETROS FÍSICO-QUÍMICOS E BACTERIOLÓGICOS DA ÁGUA O grau de poluição das águas é medido através de características físicas, químicas e biológicas das impurezas existentes, que, por sua vez, são identificadas por parâmetros de qualidade das águas (físicos, químicos e biológicos). De forma geral, as características físicas são analisadas sob o ponto de vista de sólidos (suspensos, coloidais e dissolvidos na água) e gases. As características químicas, nos aspectos de substâncias orgânicas e inorgânicas e as biológicas sob o ponto de vista da vida animal, vegetal e organismos unicelulares (algas). PARÂMETROS FÍSICOS Cor: pode ser de origem mineral ou vegetal, causada por substâncias metálicas como o ferro ou o manganês, matérias húmicas, taninos, algas, plantas aquáticas e protozoários, ou por resíduos orgânicos ou inorgânicos de indústrias tais como: mineração, refinarias, explosivos, papel etc. A cor em sistemas públicos de abastecimento de água é esteticamente indesejável para o consumidor e economicamente prejudicial para algumas indústrias. Odor e Sabor: são os meios primários pelos quais se determina o uso ou a aceitabilidade da água. O sentido do sabor é variado e vago e, portanto, difícil de quantificar. O odor é de quantificação mais simples, se faz preparando diluições sucessivas da amostra, até que a sensação do odor seja apenas perceptível, o que se define como numero limiar de odor. Pode advir de fontes naturais (algas, vegetação em decomposição, bactérias, fungos e compostos inorgânicos) e artificiais (provenientes da atividade humana). Temperatura: é um parâmetro físico (uma função de estado) descritivo de um sistema que vulgarmente se associa as noções de frio e calor, bem como as transferências de energia térmica, mas que se poderia definir, mais exatamente, sob um ponto de vista microscópico, como a medida da energia cinética associada ao movimento (vibração) aleatório das partículas que compõem o um dado sistema físico. Sólidos em água: 1) Sólidos totais (ST): Resíduo que resta na cápsula apos a evaporação em banho-maria de uma porção de amostra e sua posterior secagem em estufa a 103-105°C até peso constante. Também denominado resíduo total. 2) Sólidos em suspensão (ou sólidos suspensos) (SS): É a porção dos sólidos totais que fica retida em um filtro que propicia a retenção de partículas de diâmetro maior ou igual a 1,2 μm. Também denominado resíduo não filtrável (RNF). c) Sólidos Voláteis (SV): é a porção dos sólidos (sólidos totais, suspensos ou dissolvidos) que se perde após calcinação da amostra a 550-600°C, durante uma hora para sólidos totais ou dissolvidos voláteis ou 15 minutos para sólidos em suspensão voláteis, em forno mufla. Também denominado resíduo volátil. 3) Sólidos Fixos (SF): É a porção dos sólidos (totais, suspensos ou dissolvidos) que resta após a ignição ou calcinação a 550-600°C após uma hora (para sólidos totais ou dissolvidos fixos) ou 15 minutos (para sólidos em suspensão fixos) em forno-mufla. Também denominado resíduo fixo. 4) Sólidos Sedimentáveis (SSed): É a porção dos sólidos em suspensão que se sedimenta sob a ação da gravidade durante um período de uma hora, a partir de um litro de amostra mantida em repouso em um cone Imhoff. Obs.: Calcinação é o processo onde oxida-se as substâncias presentes em uma dada amostra à forma de óxidos usando calor. Faz-se isso no laboratório com uso de um forno elétrico chamado mufla, e na indústria em fornos aquecidos por óleo, como na produção de cimento. Normalmente, as calcinações ocorrem em temperaturas da ordem de 1000°C. Esse sistema é usado em análises químicas de substâncias complexas ou na quantificação de metais, pois a maior parte dos óxidos metálicos se mantém estáveis a essa temperatura. Depois de reduzida a óxidos, pode-se analisar a amostra com o uso de outras técnicas, principalmente volumétricas e instrumentais. PARÂMETROS QUÍMICOS Amônia (nitrogênio Amoniacal): Na água, apresenta-se na forma predominantemente de Íon Amônio, mas na literatura especializada aparece como amoníaco (NH3), Amônia, ou nitrogênio amoniacal (quando expresso em mg/l de nitrogênio). Estão presentes naturalmente nas águas superficiais ou subterrâneas, resultante da decomposição da matéria orgânica. Todavia, altos índices são usualmente indicadores de poluição de origem domestica ou industrial. Reage rapidamente com o cloro formando uma ampla classe de compostos conhecidos como cloraminas, estas formações dependem da concentração relativa dos produtos químicos e do pH. Nitrato - Nitrito: Nitrato e a forma mais oxidada do nitrogênio. Devida a sua estreita relação com o ciclo da vida, as concentrações de nitrato são fortemente influenciadas pelas atividades das plantas e dos animais. Envenenamentos sérios e ocasionalmente fatais tem ocorrido em crianças devido a ingestão de água de poço contendo nitrato (NO3-) a uma concentração maior do que 10 mg/l de nitrato (expresso como N). Cloreto: Altas concentrações do íon cloreto podem trazer restrições ao sabor da água. A tolerância dos seres humanos varia com o clima e hábitos alimentares. Efeitos laxativos dos cloretos geralmente aparecem naqueles indivíduos que estavam acostumados a baixas concentrações, em geral, e a associação com o cálcio, magnésio, sódio e potássio que produz o efeito nocivo. Ferro/Manganês: As águas ferruginosas permitem o desenvolvimento das chamadas ferro-bactérias que transmitem a água odores fétidos e cores avermelhadas, verde escura ou negra, podendo obstruir as canalizações e mancharem roupas. Metais Pesados: Os metais pesados são micropoluentes inorgânicos provenientes, na sua maioria, de efluentes industriais e altamente tóxicos para a vida aquática. Os principais metais pesados presentes nas águas em forma dissolvida são cádmio, cromo, chumbo, mercúrio, níquel e zinco. Em geral, as concentrações de metais pesados na água estão muito aquém dos padrões de qualidade estabelecidos. Por outro lado, a tendência dos metais pesados é de se aderirem aos sólidos em suspensão que por sua vez, sedimentam-se no fundo do corpo d’água. Os metais pesados, além de serem tóxicos são cumulativos no organismo e podem provocar diversos tipos de doenças no ser humano com a ingestão de pequenas doses, por períodos consideráveis. Os metais são medidos, geralmente, em miligramas por grama ou microgramas por grama, expressos em peso seco. ARSÊNICO (As) - O arsênico é um metal de ocorrência natural, sólido, cristalino, de cor cinza- prateada. O arsênico é usado na fabricação de munição, ligas e placas de chumbo de baterias elétricas. Na forma de arsenito é usado como herbicida e como arsenato, é usado nos inseticidas. CHUMBO (Pb) - Um metal dúctil, maleável, de cor prateada ou cinza-azulada, resistente à corrosão. Os principais usos estão relacionados às indústrias extrativa, petrolífera, de baterias, tintas e corantes, cerâmica, cabos, tubulações e munições. CÁDMIO (Cd) - É um metal que pode ser dissolvido por soluções ácidas e pelo nitrato de amônio. Quando queimado ou aquecido, produz o óxido de cádmio, pó branco e amorfo ou na forma de cristais de cor vermelha ou marrom. O homem expõe-se ocupacionalmente na fabricação de ligas, varetas para soldagens, baterias Ni-Cd, varetas de reatores, fabricação de tubos para TV, pigmentos, esmaltes e tinturas têxteis, fotografia, litografia e pirotecnia, estabilizador plástico, fabricação de semicondutores, células solares, contadores de cintilação, retificadores e lasers. MERCÚRIO (Hg) - O mercúrio é um líquido inodoro e de coloração prateada. Os compostos mercúricos apresentam uma ampla variedade de cores. Nos processos de extração, o mercúrio é liberado no ambiente principalmente a partir do sulfeto de mercúrio. O mercúrio e seus compostos são encontrados na produção de cloro e soda caústica (eletrólise), em equipamentos elétricos e eletrônicos (baterias, retificadores, relés, interruptores etc), aparelhos de controle (termômetros, barômetros, esfingnomanômtros), tintas (pigmentos), amálgamas dentárias, fungicidas (preservação de madeira, papel, plásticos etc), lâmpadas de mercúrio, laboratórios químicos, preparações farmacêuticas, detonadores, óleos lubrificantes, catalisadores e na extração de ouro. CROMO (Cr) – É metal de cor cinza que reage com os ácidos clorídrico e sulfúrico. Entre as inúmeras atividades industriais, destacam-se: galvanoplastia, soldagens, produção de ligas ferro-cromo, curtume, produção de cromatos, dicromatos, pigmentos e vernizes. MANGANÊS (Mn) - O manganês é um metal cinza semelhante ao ferro, porém mais duro e quebradiço. Entre as principais aplicações industriais do manganês, destacam-se a fabricação de fósforos de segurança, pilhas secas, ligas não-ferrosas (com cobre e níquel), esmalte porcelanizado, fertilizantes, fungicidas, rações, eletrodos para solda, magnetos, catalisadores, vidros, tintas, cerâmicas, materiais elétricos e produtos farmacêuticos (cloreto, óxido e sulfato de manganês). As exposições mais significativas ocorrem através dos fumos e poeiras de manganês. pH: representa a concentração de íons hidrogênio, H+, dando uma indicação das condições de acidez, neutralidade e basicidade da água. Forma do constituinte responsável: sólidos dissolvidos e gases dissolvidos. Origem natural: - dissolução de rochas - absorção de gases da atmosfera - oxidação de matéria orgânica - fotossíntese Origem antropogênica: - despejos domésticos (oxidação da matéria orgânica) - despejos industriais (ex.: lavagem ácida de tanques) Importância: - Etapas do tratamento de água: coagulação, desinfecção, controle de corrosividade, remoção da dureza. - pH baixo: corrosividade e agressividade nas águas de abastecimento - pH elevado: possibilidade de incrustrações nas águas de abastecimento - valores de pH afastados da neutralidade: podem afetar a vida aquática (ex.: peixes) e os microorganismos responsáveis pelo tratamento biológico dos esgotos Utilização mais freqüente do parâmetro: - caracterização de águas de abastecimento brutas e tratadas - caracterização de águas residuárias brutas - controle de operação de estações de tratamento de água (coagulação e grau de incrustabilidade/ corrosividade) - controle da operação de estações de tratamento de esgotos (digestão anaeróbia) - caracterização de corpos d’água Unidade: unidades de pH Turbidez: Turbidez de uma amostra de água é o grau de atenuação de intensidade que um feixe de luz sofre ao atravessá-la (e esta redução se dá por absorção e espalhamento, uma vez que as partículas que provocam turbidez nas águas são maiores que o comprimento de onda da luz branca), devido à presença de sólidos em suspensão. A turbidez é atribuída principalmente às partículas sólidas em suspensão, que diminuem a claridade e reduzem a transmissão da luz do meio. Pode ser provocado por plânctons, algas, detritos orgânicos, e outras substancias como: zinco, ferro, compostos de manganês e areia, resultante do processo natural de erosão ou adição de despejos domésticos ou industriais. No aspecto estético o valor da turgidez pode ser aceita ate 5 UT (unidade de turgidez), no aspecto sanitário, nao pode passar de 1 UT. A turbidez pode ser removida através de sedimentação simples, utilizando-se decantadores, sendo também possível e interessante em alguns casos o emprego da flotação por ar dissolvido. A filtração pode ser entendida como um processo complementar aos anteriores, ou ser empregada diretamente em casos de águas de baixa cor e turbidez. A variedade de reações químicas que envolvem oxidacão-reducão no nosso cotidiano e surpreendente. Parece que vivemos das pilhas e baterias que movimentam as calculadoras, carros, brinquedos, lâmpadas, rádios, televisões e muitas outras coisas. Para combater a corrosão, polimos a prataria, pintamos as grades de ferro e galvanizamos os pregos. Circuitos de computadores são cobertos por finas camadas de ouro ou prata aplicadas por eletrodeposição. A revelação fotográfica utiliza reações químicas que envolvem transferência de elétrons. As plantas transformam energia em compostos através de uma serie de reações chamadas de cadeia de transporte de elétrons. Os testes de glicose na urina, ou de álcool no ar expirado, são feitos com base em intensas mudanças de cor, através de reações que também envolvem a transferência de elétrons. Mecanismos de varias reações químicas são melhor compreendidos fazendo-se uso do conceito de oxidacão-reducão. Por sua vez, esse conceito e útil no entendimento de vários aspectos da Química como, por exemplo, a estrutura molecular (ligação covalente e iônica) e a reatividade (deslocamento de metais, agentes oxidantes e redutores, potenciais padrão de eletrodo). A Oxidação pode ocorrer em três circunstancias: quando se adiciona oxigênio a substancia, quando uma substancia perde hidrogênio ou quando a substancia perde elétrons. Exemplo: as saladas de frutas tendem a se escurecer quando entram em contato com o ar, isso porque o oxigênio age promovendo a oxidação das frutas. Uma dica para que isso nao ocorra e adicionar suco de limão ou laranja, pois a vitamina C presente nas frutas cítricas impede a ação oxidante do oxigênio sobre a salada. A Redução, por sua vez, e o inverso e ocorre também de três maneiras: quando uma substancia perde oxigênio, quando ganha hidrogênio ou quando ganha elétrons. Exemplo: Quando o Oxido de Cobre (negro) e colocado em aparelhagem apropriada (câmara) para que ocorra sua redução o Gás Hidrogênio entra em contato com o Oxido de Cobre super aquecido e, como resultado, ele perde oxigênio e vai aos poucos se tornando rosa, pois esta sendo reduzido a Cobre. Reação de Óxido-redução: Sabe-se que oxidação e redução ocorrem juntas na mesma reação química. Esse fenômeno recebe o nome de Reação redox ou Óxido-redução. Oxido-reducão são reações que transferem elétrons entre substancias fazendo com que o numero de oxidação (Nox) de uma substancia aumente enquanto o Nox de outra substancia diminui. Esse processo nao deve ser confundido com as ligações iônicas que doam elétrons de uma substancia a outra e sim como um processo de oxidação de uma substancia e a redução de outra. Podemos dizer então que em uma reação a substancia que perde elétrons e sofre oxidação e designada agente redutor enquanto a substância que ganha elétrons e sofre redução e designada agente oxidante. Algumas dessas reações são muito úteis para a industria. O ferro, por exemplo, e extraído pela combinação do minério de ferro com o monóxido de carbono (CO), num alto-forno. Nessa reação, o minério perde oxigênio para formar o ferro (Fe) e o CO recebe oxigênio para formar o CO2 (dióxido de carbono). A ferrugem e um dos resultados de uma reação redox, na qual o ferro se oxida e forma o oxido de ferro (ferrugem), e o oxigênio do ar e reduzido. Outro exemplo de reação redox e o da prata em contato com o ar. Os objetos de prata tendem a perder seu aspecto brilhante com o passar do tempo, se tornando embaçados e com coloração escura. Esse fato ocorre porque os átomos de prata da superfície do objeto reagem com outras substancias, como o oxigênio. Dizemos então que a prata se oxidou, ou seja, passou por uma reação de óxido-reducão. Regras Práticas 1ª - Substâncias simples apresentam Nox igual a zero. Ex: Nox do H no H2 = 0 Nox do S no S8 = 0 Nox do N no N2 = 0 2ª - Nos íons simples, os elementos apresentam nox igual a carga do ion. Ex: Nox do Fe no Fe2+ = +2 Nox do Cℓ no Cℓ– = - 1 Nox do Na no Na+ = +1 3ª - Os elementos abaixo apresentam carga fixa quando combinados. Metais alcalinos e prata (Ag) = +1; Metais alcalinos terrosos, zinco (Zn) e cádmio (Cd) = +2; Alumínio (Aℓ) = +3; Flúor (F) = –1; Cloro (Cℓ), bromo (Br) e iodo (I), em compostos nao oxigenados, apresentam Nox = –1; Enxofre (S), em compostos nao oxigenados, apresenta Nox = –2; Hidrogênio (H), em geral, tem Nox = +1. Exceto em hidretos metálicos (LiH, NaH, CaH2, BaH2, etc.) cujo Nox = –1; Oxigênio (O), em geral, tem Nox = –2. Exceto: nos peróxidos (NaO, CaO2, BaO2, etc.) o Nox = –1. nos superoxidos (CaO4, NaO2, LiO2, etc.) o Nox = –1/2. ligado ao flúor (O2F2 e OF2) o Nox = +1 ou +2. 4ª - A soma algébrica das cargas totais dos elementos, nos compostos, e igual a zero. Ex: H2SO4 H3PO4; HCℓO4 5ª - A soma das cargas totais dos elementos, nos íons compostos, e igual a carga do ion. Ex: MnO4– ; SO42– ; CrO42– PRATIQUE Determine o numero de oxidação do elemento em negrito nas espécies químicas abaixo: a) H2SO4 g) Mg(CℓO4)2 b) H2SO3 h) Aℓ2(SO4)3 c) HNO3 i) H3PO4 d) H4SiO4 j) CaCO3 e) H2Cr2O7 f) K2SO3 Poluição por compostos Químicos: F 0 5 0Atmosférica: CO, CO2, CH4, H2S, SO2, NO2, F, ozônio, clorofórmio, aldeídos, radiações; dioxinas furanos, etc; F 0 5 0Água e Sedimentos: fenóis, hidrocarbonetos, pesticidas, toxinas, efluentes, N, P, organismos patogênicos, detergentes; desreguladores endócrinos, elementos químicos, etc; F 0 5 0Solo: fertilizantes, pesticidas, hidrocarbonetos, elementos químicos, resíduos sólidos, fenóis, dioxinas, furanos; F 0 5 0Alimentos: pesticidas, elementos químicos, toxinas e microrganismos. TOXICOLOGIA Em termos simples, toxicologia pode ser definida como a ciência da ação de venenos em organismos vivos. Toxicologia Industrial é relacionada com o organismo humano e conseqüentemente está coligada ao campo da medicina. Desde que a medicina não pode ser considerada uma ciência exata como a química, física ou matemática, o fenômeno da toxicologia não pode sempre ser previsto com precisão ou explicado com base nas leis da física ou química. Este fato que não pode ser previsto, freqüentemente reduz as conclusões e decisões para opinião melhor do fato. Genericamente falando, Toxicologia Industrial é relacionada com os efeitos de substâncias que penetram em alguma parte do corpo humano. Toxicidade Toxicidade é a característica de uma molécula química ou composto em produzir uma doença, uma vez que alcança um ponto suscetível dentro ou na superfície do corpo. Perigo toxicológico é a probabilidade que a doença pode ser causada através da maneira pela qual esteja sendo utilizada a substância. Termos relacionados a toxicidade: Aguda: este termo será empregado no senso médico para significar “de curta duração”. Quando aplicada para materiais que podem ser inalados ou absorvidos através da pele, será referida como uma simples exposição de duração medida em segundos, minutos ou horas. Quando aplicada para materiais que são ingeridos, será referida comumente como uma pequena quantidade ou dose. Crônica: este termo será usado em contraste com aguda, e significa de longa duração. Quando aplicada para materiais que podem ser inalados ou absorvidos através da pele, será referida como períodos prolongados ou repetitivos de exposição de duração medida em dias, meses ou anos. Quando aplicada para materiais que são ingeridos, será referida como doses repetitivas com períodos de dias, meses ou anos. O termo “crônico” não se refere ao grau (mais severo) dos sintomas, mas se importará com a implicação de exposições ou doses que podem ser relativamente perigosa, a não ser quando extendidas ou repetidas após longos períodos de tempo (dias, meses ou anos). Nesta apostila o termo “crônico” inclui exposições que podem também ser chamadas de “sub-agudas”, como por exemplo algum ponto entre aguda e crônica. Local: este termo se refere ao ponto de ação de um agente e significa que a ação ocorre no ponto ou área de contato. O ponto pode ser pele, membranas mucosas, membranas dos olhos, nariz, boca, traquéia, ou qualquer parte ao longo do sistema respiratório ou gastrointestinal. A absorção não ocorre necessariamente. Sistêmico: este termo se refere para um ponto de ação diferente que o ponto de contato e pressupõe que ocorreu absorção. É possível, entretanto, para agentes tóxicos ser absorvidos através de canal (pele, pulmões ou canal gastrointestinal) e produzir manifestações posteriores em um daqueles canais que não são um resultado do contato direto original. Desta maneira é possível para alguns agentes produzir efeitos perigosos em um simples órgão ou tecido como o resultado de ambas as ações “local e sistêmica”. Absorção: um material é dito ter sido absorvido somente quando tenha alcançado entrada no fluxo sanguíneo e conseqüentemente poder ser carregado para todas as partes do corpo. A absorção necessita que a substância passe através da pele, membrana mucosa, ou através dos alvéolos pulmonares (sáculos de ar dos pulmões). Também pode ser produzido através de uma agulha (subcutânea, intravenosa, etc...) mas esta não é de muita importância em Higiene Industrial. Classificações de toxicidade Uma explanação das classificações de toxicidade é dada como nos seguintes parágrafos: U (Unknown - Desconhecido): esta designação é dada para substâncias que caem em uma das seguintes categorias: (a) Informações toxicológicas não puderam ser encontradas na literatura e em outras fontes. (b) Informações limitadas baseadas em experimentos com animais estava disponível, mas na opinião de peritos estas informações não podem ser aplicadas para exposição humana. Em alguns casos esta informação é mencionada tanto que o leitor poderá saber que algum trabalho experimental foi desenvolvido. (c) Informações de dados foram omitidos por serem de validade questionável. 0 = Não tóxico: esta designação é dada para materiais que caem em uma das seguintes categorias: (a) materiais que não causam risco algum sob qualquer condição de uso. (b) materiais que produzem efeitos tóxicos em humanos somente sob condição muito fora do comum ou através de dosagem excessivamente alta. 1 = Levemente tóxico: (a) Aguda local. Materiais que em uma única exposição durante segundos, minutos ou horas causam apenas efeitos brandos na pele ou membranas mucosas indiferente da extenção da exposição. (b) Aguda sistêmica. Materiais que podem ser absorvidos pelo corpo por inalação, ingestão ou através da pele e que produzem somente efeitos brandos seguido de uma única exposição durante segundos, minutos ou horas; ou seguido de ingestão de uma única dose, indiferente da quantidade absorvida ou da extensão de exposição. (c) Crônica local. Materiais que em exposições contínuas ou repetitivas, estendendo-se durante períodos de dias, meses ou anos causam apenas danos leves para a pele ou membrana mucosa. A extensão de exposição pode ser grande ou pequena. (d) Crônica sistêmica. Materiais que podem ser absorvidos pelo corpo por inalação, ingestão ou através da pele e que produz somente efeitos brandos seguidos de exposições contínuas ou repetitivas durante dias, meses ou anos. A extensão da exposição pode ser grande ou pequena. Em geral aquelas substâncias classificadas como sendo levemente tóxicas, produzem mudanças no corpo humano que são prontamente reversíveis e que irão desaparecer ao término da exposição, mesmo com ou sem tratamento médico. 2 = Moderadamente tóxico:
Docsity logo



Copyright © 2024 Ladybird Srl - Via Leonardo da Vinci 16, 10126, Torino, Italy - VAT 10816460017 - All rights reserved