DUREZA TEMPORÁRIA E PERMANENTE DA ÁGUA

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Ferveu-se o tubo de ensaio I durante 3 minutos fazendo em seguida a filtração e passando o filtrado para o tubo de ensaio III. Adicionou-se um pedacinho de sabão nos tubos II e III, agitou-se vigorosamente e observou-se a reação.

Parte II

Dureza permanente

Reagentes:

- MgSO4

- Na2CO3

- C13H31-COONa (Sabão)

- [H3C[CH2]11OSO3]-[Na]+ (Detergente)

Material Utilizado:

- Proveta

- Tubo de ensaio

- Funil

- Papel Filtro

- Béquer

- Estante para tubo

- Estante para filtro

Procedimento da prática

Numerou-se os tubos de ensaios (I, II e II) para melhor identificação. Retirou-se 10mL da solução se MgSO4, transferindo-se 5mL para o tubo I e 5mL para o tubo de ensaio II. Adicionou-se ao tubo I 3mL de Na2CO3, em seguida, fez-se a filtração e após, adicionou-se o filtrado ao tubo III. Adicionou-se um pedacinho de sabão nos tubos (II e III), agitou-se vigorosamente e observou-se a reação.

Em seguida, foi realizado o mesmo procedimento, utilizando ao invés de sabão, 4 gotas de detergente.

Resultados e discussão

Parte I

Ao adicionar o carbonato de cálcio em água ele não solubiliza-se totalmente, formando assim um precipitado de aspecto leitoso, ao adicionar a fenolftaleína percebemos que a solução passa a ter uma coloração rosa. Isto indica que há hidroxilas na solução, ou seja, percebemos a formação do Hidróxido do Cálcio [Ca(OH2)].

A equação para a reação foi a seguinte:

CaCO3(s) + H2O(l) → CO2(g) + Ca(OH)2(aq)

[pic 2]

Solução após adição de Fenolftaleína.

Ao borbulhar o CO2 na solução, percebemos que ela volta a sua coloração inicial (leitosa), isto ocorre porque o hidrogênio gerado reage com a hidroxila, formando água e assim neutralizando a basicidade. Ao filtrar a solução obteve-se água de bicarbonato de cálcio.[pic 3]

A equação para a reação foi a seguinte:

CaCO3 + CO2(g) + H2O(l) → Ca2+(aq) + HCO3-(aq)

Ao ferver tubo I houve liberação de CO2 juntamente com vapor de água, e a eliminação do cálcio, diminuindo a dureza, transformando assim o bicarbonato em carbonato, precipitando o Ca2+.

A equação para a reação foi a seguinte:[pic 4][pic 5]

Ca(HCO3)2 → CaCo3(s) + CO2 + H2O(l)

Após a filtração da solução, e transferência para o tubo de ensaio III onde foi adicionado sabão juntamente com o tubo II (o qual não foi fervido), percebemos após a agitação que a solução do tubo II formou menor quantidade de espuma que a do tubo III, ou seja, o tubo II formou espuma em menor quantidade porque a solução apresenta dureza, os íons de Cálcio presentes nela reagem com o sabão, dificultando assim a formação da espuma. A solução que foi aquecida (tubo III) apresentou maior formação de espumas, isto, devido ao aquecimento, onde através dele foi retirado a dureza da água (íons de Ca2+).

Adição de sabão.

Parte II

Dureza Permanente

Neste procedimento, utilizamos o Na2CO3 realizar o processo de troca iônica. Ao adicionar o Carbonato de sódio ao Sulfato de Magnésio percebemos a formação de um precipitado Coloidal finamente dividido, ou seja, a formação do MgCO3.

A equação para a reação foi a seguinte:

MgSO4(aq) +Na2CO3(aq) → MgCO3+ Na2SO4[pic 6]

Após a filtração obtivemos o Na2SO4 e o MgCO3 ficou retido no filtro. O Na2CO3 foi utilizado para realizar o abrandamento da solução, trocando íons de Mg2+ por íons de Na+.

Quando o sabão é adicionado aos tubos de ensaios, percebeu-se que o sabão reagiu mais na solução III (Na2SO4) do que na solução II (MgSO4), isto ocorreu porque a solução do tubo III, a qual passou pelo processo de troca iônica não apresenta dureza, esta possui íons de Na+ que não afetam a capacidado do sabão em produzir espumas. A solução II, por conter íons de Mg2+ apresenta dureza, dificultando assim o processo de formação de espumas.

[pic 7]

Adição de Sabão

Ao realizar o mesmo processo com o detergente, percebemos que houve a formação de espumas em ambos os tubos, sendo que, o tubo III apresentou maior quantidade que o tubo II, isto devido ao mesmo processo descrito com o sabão.

[pic 8]

Adição do detergente

Neste experimento pudemos observar que o detergente, em água dura, reage de forma mais eficiente que o sabão. Podemos explicar determinado comportamento através da observação das estruturas carbônicas dos produtos:

[pic 9]

[pic 10]

Observando as estruturas, percebemos que as duas possuem uma parte polar e outra apolar, mais percebemos também que ambos derivam de ácidos diferentes, o sabão deriva do ácido carboxílico (-COOH) e o detergente deriva do ácido sulfônico (-SO3H).

Enquanto sabões são sais de ácidos carboxílicos, detergentes são sais de ácidos sulfônicos. Enquanto os sais de ácidos carboxílicos com íons divalentes e trivalentes (Ca2+ e Fe3+, por exemplo) são insolúveis em água, os sais de ácidos sulfônicos desses mesmos íons são solúveis. Assim, os detergentes são capazes de produzir espuma mesmo empregando-se águas duras, isto é, águas ricas em íons metálicos como cálcio, magnésio e ferro [A QUÍMICA E OS SENTIDOS I].

Conclusão

A