Apostila- DBO e DQO

7/31/2019 Apostila- DBO e DQO

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DQO

&

DBO


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APOSTILA DE LABORATRIO

Disciplina: ST 405QUMICA SANITRIA E LABORATRIO DE SANEAMENTO II

Prof.Dra. Maria Aparecida Carvalho de Medeiros,

Tecnloga MSc. Josiane Aparecida de Souza Vendemiatti,

Tecnlogo MSc. Geraldo Dragoni Sobrinho,

Tecnloga MSc. Anjana Fernades de Albuquerque,

SMARIO DO LABORATRIO DE SANEAMENTO II

ASSUNTO PGINA

CRITRIOS DE AVALIAO DA PARTE EXPERIMENTAL 03

NORMAS DE SEGURANA 03

1A. EXP. DETERMINAO DA DEMANDA QUMICA DO OXIGNIO (DQO) 04

2A. EXP. OXIGNIO DISSOLVIDO (OD) (Parte 1) 09

2A. EXP.DEMANDA BIOQUMICA DE OXIGNIO (DBO5) (Parte 2) 12

3A. EXP. DETERMINAO DE LEOS E GRAXAS 17

4A. EXP. DETERM. DE RESDUOS OU SLIDOS: SRIE COMPLETA 20

5A. EXP. DETERMINAO DA SRIE DO NITROGNIO 25

5A

. EXP. DETERMINAO DE NITRITO EM GUAS (Parte 1) 27

5A. EXP. DETERMINAO DE NITRATO EM GUAS (Parte 2) 31

5A. EXP. NITR. AMONIACAL adaptado 4500NH3. B (Standard Methods) (P3) 34

6A. EXP. DETERMINAO DE FSFORO TOTAL 36

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS 40

ANEXOS (NO SERO REALIZADOS EM AULA DE LABORATORIO) 41

A - 1A. EXP. DETERMINAO DA DQO (Mtodo do Refluxo com dicromato 41em balo de fundo chato, titulando a amostra com SFA na presena


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do indicador ferroin (Standard Methods 5220B)

B - 2A. EXP. OXIGNIO DISSOLVIDO (OD) e DBO pelo Mtodo de Winkler 44

C - 3A. EXP. DETERMINAO DO NITROGNIO KJELDAHL 48

T405 - QUMICA SANITRIA E LABORATRIO DE SANEAMENTO II EXPERIMENTOS A SEREM REALIZADOS, EM EQUIPES: Experincias 1 a 6. Os roteirosdas experincias esto colocados nesta apostila e em papel no xerox do CESET.

AULAS NO LABORATRIO:Pr-condies para a realizao dos experimentos:a) Apresentao do Pr-Laboratrio(individual), em caderno de laboratrio de partes do relatrio:Ttulo, Introduo (Fundamentao terica dos conceitos envolvidos no experimento), Objetivos,Procedimento Experimental (Fluxograma esquemtico do que ser feito no experimento com os

respectivos clculos necessrios, Cuidados a serem tomados na manipulao, bem como no uso de

equipamentos e Procedimentos de descarte de substncias e/ou materiais usados no experimento). Averificao destas informaes, pelo(a) professor(a), ser realizada durante o experimento.b)Uso de avental e culos de segurana, no ser permitido a realizao da experincia caso oaluno esteja sem avental e/ou culos.

CRITRIOS DE AVALIAO DA PARTE EXPERIMENTAL:Sero atribudas duas notas para cada um dos alunos/equipes ao longo do perodo, como segue:a) avaliao contnua (10%): Referente ao resultado das checagens do caderno de laboratriodurante a realizao de cada experimento, das respostas s questes formuladas e dapostura/desempenho no laboratrio.b)relatrio (20%): Aps a realizao do experimento em equipe, cada equipe dever elaborar o

relatrio, contendo as seguintes partes: Ttulo da experincia realizada, Introduo; Objetivos; ParteExperimental: Materiais, Equipamentos, Reagentes, Procedimento Experimental; Resultados eDiscusso; Concluses e Bibliografia. Ler a apostila de ST108 Qumica Aplicada para obterdetalhes de como redigir um relatrio. O relatrio dever ser entregue 15 dias aps a data darealizao do experimento, no sero aceitos relatrios atrasados. O aluno que faltar na aula delaboratrio ficar com zero naquele experimento.

NORMAS DE SEGURANA:O Laboratrio de Qumica Sanitria no um local extremamente perigoso de se trabalhar, mas necessrio uma dose constante de prudncia por parte de cada aluno (nada deve ser feito sem antespensar nas possveis conseqncias de cada ato). Esteja sempre alerta, inclusive com o que estacontecendo ao seu redor. Para a maioria das operaes de laboratrio existem instrues especficasque devem ser rigorosamente seguidas por cada aluno (esta observao aumenta a segurana detodos). As seguintes normas devem ser sempre observadas: a) o uso de avental e culos de segurana;b) fazer somente a experincia indicada pela professora, lendo a apostila previamente e efetuando opr-laboratrio; c) ler atentamente os rtulos dos frascos de reagentes, antes de utiliz-los; d) aomanusear lquidos txicos ou volteis, sempre utilizar uma das capelas; e) sempre usar banhosadequados para aquecer lquidos volteis ou inflamveis (nunca usar chama para aquec-los!); f) aodiluir uma soluo concentrada de cido, sempre adicionar o cido gua (nunca fazer o contrrio!);g) se alguma soluo ou reagente respingar na pele ou olho, lavar-se imediata e profusamente comgua corrente; h) quaisquer acidentes devem ser imediatamente comunicados professora e/ou

tecnlogos; i) lavar as mos antes de sair do laboratrio.

CLASSES DE INCNDIOS E SEU COMBATE:


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Existe um tipo de extintor de incndio (CO2) no Laboratrio de Saneamento, o qual deve ser usadocomo recomendado abaixo:Classe A: queima de combustveis slidos comuns (papel, madeira etc.). Pode ser combatido comgua (resfria, encharca e apaga) ou com espuma (abafa e resfria) ou com CO2 (abafa e resfria) ou comp qumico (apaga na superfcie, por abafamento).Classe B: queima de lquidos (gasolina, leo etc.), graxas ou gases. Pode ser combatido com espuma(deve se direcionar o jato a um anteparo, visando a formao de uma camada de espuma) ou com pqumico ou com CO2 (este o extintor recomendado se o incndio envolver equipamentos eletro-

eletrnicos, pois no deixa resduos).Classe C: queima de equipamentos eletro-eletrnicos. Deve ser combatido somente com CO2, poisno deixa resduos ou causa danos. No deve ser usada espuma qumico, por ser condutora decorrente eltrica.Nota: em caso de incndio, procure manter-se calmo, pois uma aguda capacidade de raciocnio fundamental para sua maior segurana.

1a. EXPERINCIA: DETERMINAO DA DEMANDA QUMICA DO OXIGNIO (DQO)A - Mtodo Colorimtrico: DR2000Curva Padro Inserida no. 955

Standard Methods 5220 D.

IIntroduoA determinao do contedo de matria orgnica um a das caractersticas mais importantes no

estudo das guas residuais e naturais.A anlise de matria orgnica em gua e esgoto pode ser classificada em dois tipos gerais de

medidas: aquelas que quantificam uma quantidade de matria orgnica agregada compreendendoconstituintes orgnicos com uma caracterstica comum e aquelas que quantificam compostosorgnicos individuais.

Vrios mtodos tm sido desenvolvidos para a determinao do contedo de matria orgnica,entre eles aquele que nos permite determinar a demanda qumica de oxignio ((DQO), em ingls,chemical oxygen demand(COD)), ou seja, quantidade de oxignio consumido por diversos

compostos orgnicos atravs de uma oxidao qumica.Adicionalmente, tem-se a determinao do carbono orgnico total ((COT), em ingls total

organic carbon (TOC) que consiste em um mtodo instrumental, originalmente desenvolvido pelaDow Chemical Company.

O carbono orgnico em gua e esgoto composto de uma variedade de compostos orgnicos emvrios estados de oxidao. Alguns destes compostos podem ser oxidados por processos biolgicos ouqumicos. A demanda bioqumica de oxignio ((DBO), em ingls biochemical oxygen demand(BOD)) e a DQO so usadas para caracterizar estas fraes.

Na anlise da DQO, o oxignio necessrio para oxidar a matria orgnica contida na gua epossvel de ser oxidada, medido utilizando-se um composto fortemente oxidante como, por exemplo,

o dicromato de potssio em meio fortemente cido, oxidando at mesmo a matria orgnica maisresistente oxidao, convertendo-a em dixido de carbono e gua, conforme a equao qumica:

CnHaOb + c Cr2O72- + 8c H+ n CO2 + [(a + 8c)/2] H2O + 2c Cr

3+

Ondec = 2/3n +a/6b/3

Durante o processo de oxidao qumica, quaisquer sais inorgnicos presentes so tambmconvertidos para as formas oxidadas.

O resultado da DQO especificado em mg/L de oxignio que seria consumido equivalente quantidade de oxidante requerido, conforme exemplifica as equaes qumicas:

catalisador3 CH2O + 2 Cr2O7

2- + 16 H+ 3 CO2 + 11 H2O + 4 Cr3+

calor


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microorganismos3 CH2O + 3 O2 3 CO2 + 3 H2O

Sob as condies fortemente oxidantes na anlise da DQO, a maioria dos compostos orgnicosfornece de 95 100 % do oxignio terico consumido, mesmo para molculas aromticas maisestveis, tais como benzeno e tolueno.

Portanto, a demanda qumica de oxignio (DQO) indica a quantidade de oxignio que seriaconsumido atravs de reaes qumicas de oxidao de diversos compostos orgnicos presentes, sem ainterveno de microrganismos, indicando de maneira indireta a quantidade de matria orgnicapresente no lquido.

A determinao da DQO muito mais simples e rpida que a DBO, sendo assim adeterminao da DQO cresce em importncia, principalmente no caso de controles de efluentes ou deestaes de tratamento. Pelo fato de ser uma oxidao qumica, na DQO todo o material existente noefluente (biodegradvel ou no) oxidado. Dessa forma os resultados de DQO so maiores ou iguaisaos resultados da DBO. Para certos resduos possvel estabelecer uma relao emprica entre estesdois parmetros.

O ensaio da DQO se emprega tanto para guas naturais como residurias industriais e

municipais, possuindo como vantagem a rapidez e simplicidade na determinao: aproximadamente 3horas para a DQO e no mnimo 5 dias para a DBO. Alm dessas vantagens, a DQO pode serempregada em casos onde no se pode determinar DBO com a exatido necessria, como porexemplo, quando da presena de compostos txicos para os microrganismos.

O teste de DQO torna-se bastante importante para os estudos de corpos d gua, resduosindustriais e controle de esgotos sanitrios.

II - Metodologia

O mtodo de digesto do dicromato, trata-se de uma reao de oxidao em meio fortementecido e elevada temperatura na presena de um catalisador (o sulfato de prata). usado o dicromato depotssio (cromo na forma de Cr6+) devido a sua forte capacidade oxidante, facilidade de manipulao eaplicabilidade, alm de ser um padro primrio.

A utilizao de um catalisador, como o sulfato de prata, necessria para tornar possvel aoxidao de compostos alifticos de cadeia reta.

Aps a oxidao da matria orgnica presente, a DQO obtida diretamente (mg O 2/L) noespectrofotmetro DR2000, atravs de uma curva padro inserida no laboratrio.

III - Interferentes

As principais interferncias no mtodo so:

- traos de matria orgnica existentes na vidraria, os quais so eliminados efetuando-seprova em branco;

- o sulfato de prata, utilizado como catalisador, pode reagir com cloretos, brometos, eiodetos produzindo precipitados diminuindo a sua ao cataltica. Para evitar a interfernciaprincipalmente de cloretos utiliza-se sulfato de mercrio. A presena de cloretos s comea a serprejudicial acima de 2000 mg/l.

IV - Amostragem

As amostras para esta anlise devem estar bem homogneas, principalmente aquelas quecontenham muito slidos sedimentveis, como o caso dos esgotos, tornando necessrio umacuidadosa homogeneizao antes de se tomar a alquota adequada para anlise. Desta forma devemser observados os seguintes tens:


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- Tipo de frasco: polietileno, polipropileno ou vidro- Volume necessrio: 200 ml- Preservao da amostra: adiciona-se cido sulfrico concentrado at pH 2, e

refrigerao 4C- Prazo de anlise: 7 dias

V - Materiais e equipamentos

a) EQUIPAMENTOS- Espectrofotmetro DR2000 ou similar (= 600 nm)- Tubo tipo ensaio de vidro com tampa rosquevel (medidas, Tabela 01)- Bloco digestor com capacidade de 150 C- Bales volumtricos- Pipetas volumtricas- Bquers 100, 250 e 500 mL- Agitador magntico- Esptulas

Tabela 01Concentrao dos reagentes versus dimenses do tubo de digesto (DQO).

Tubo de digesto Amostra (mL) Soluo dedigesto (mL)

Reagente de cidosulfrico (mL)

VolumeTotal (mL)

16x100 mm 2,5 1,5 3,5 7,5

20x150 mm 5,0 3,0 7,0 15,025x150 mm 10,0 6,0 14,0 30,0

Ampola padro de 10mL

2,5 1,5 3,5 7,5

b) REAGENTES- Soluo de digesto: adicionar em 125 mL de gua destilada 2,554 g de dicromato de

potssio (K2Cr2O7), previamente seco em estufa a 103C por 2 horas, 41,75 mL de cido sulfrico,8,325 g de HgSO4. Dissolver, esfriar e completar com gua destilada o volume em balovolumtrico de 250 mL.

- Reagente de cido sulfrico: adicionar sulfato de prata (Ag2SO4) cristal ou p em H2SO4numa proporo de 2,03 g de Ag2SO4 para 200 mL de cido sulfrico concentrado. A dissoluocompleta do sulfato de prata demora cerca de 24 horas, por isso se deve estar sempre atento necessidade de se fazer nova soluo.

- Soluo padro de Biftalato de potssio: de uma quantidade de Bifatalato de potssio,HOOCC6H4COOK, seca a 120C por 2 horas, pesar 425,0 mg e dissolver em aproximadamente500 ml de gua destilada e ento completar o volume para 1000 ml em balo volumtrico. Estasoluo estvel por at 3 meses quando guardada sob refrigerao. Relao terica entre obiftalato de potssio e a DQO: 1 mg de biftalato de potssio= 1,171 mg O 2.

- cido sulfrico concentrado cido sulfrico 20%: dissolver 20 mL de H2SO4 concentradopara cada 100 mL de soluo.

VICurva Padro de Calibrao para DQO.A Tabela 02 contm um exemplo de dados para a obteno da curva de calibrao da DQO. AFigura 01 mostra o grfico da curva de calibrao da DQO.

Observaes:


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1) Toda vez que tiver que preparar nova soluo, mudana de marca de reagente, etc, dever ser feitanona curva de padronizao.

2) Correr um padro conhecido a cada certo nmero de anlises para certificar-se da validade da curvainserida.

Tabela 02Exemplo de Curva padro para DQO.Concentrao deDQO (mg O2/L)

Volume da soluo Padro acompletar para 100 (mL)

*Absorbncia

0,0 (BRANCO) 0,0 0,00050,0 10,0 0,009

100,0 20,0 0,029200,0 40,0 0,068

300,0 60,0 0,098400,0 80,0 0,149500,0 SOLUO ESTOQUE (100 mL) 0,169

Obs.: A ser obtido no espectrofotmetro.

Figura 01Curva de calibrao da DQO.

VI - Procedimento experimental

1) Determinao da DQO de uma amostra:1Lavar os tubos com H2SO4 20% para eliminar interferentes de amostras anteriores;2 Fazer uma prova em Branco, adicionando gua destilada no lugar da amostra e executar omesmo procedimento descrito para a amostra. O Branco ser utilizado para zeraroespectrofotmetro.

A amostra de gua residuria deve ser homogeneizada, agitando-se o frasco que contm

a amostra, em seguida, quando for necessrio fazer a diluio da amostra, deve-se diluir a

amostra, utilizando-se o respectivo fator de diluio. A alquota de amostra deve ser obtida com

pipeta volumtrica, transferida em balo volumtrico e completado o volume com gua destilada

at o menisco. Em seguida, homogeneizar a amostra contida no balo, antes de retirar a

alquota a ser analisada na metodologia.

Em capela, executar as seguintes etapas:3 - Colocar nos tubos, 1,5 mL da soluo de digesto;

4Adicionar 2,5 mL de amostra de gua residuria;5adicionar 3,5 mL de reagente cido sulfrico;6- fechar os tubos e agitar vrias vezes para a homogeneizao (cuidado: reao exotrmica(quente!));

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,0 200,0 400,0 600,0

Concentraomg O2/L

Absorbncia


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7 Colocar os tubos no bloco digestor para fazer a digesto da amostra a 150 C por 2 horas(tempo estabelecido no Standard Methods, porm, na aula de laboratrio haver um ajustedo tempo para 30 min., apenas para viabilizar a execuo da experincia dentro da duraoda aula);8- Retire os tubos do bloco digestor, esfriar, agitar e deixar sedimentar. Tomar o cuidado de limparbem os tubos antes das leituras, para evitar a interferncia na passagem da luz.9ligar o espectrofotmetro, chamar o mtodo 955, ajustar o comprimento de onda para 600 nme zerar com a prova em Branco. Fazer a leitura da amostra. O valor obtido no

espectrofotmetro j est expresso em mgO2/L de DQO.Questes para serem respondidas como anexo no relatrio (Pode ser manuscrito).

1) Faa uma anlise do resultado obtido na anlise de DQO considerando:a. No foi colocado o catalisador na reao de refluxo,b. No foi deixado o tempo de refluxo necessrio,c. No foi colocado dicromato de potssio suficiente.2) (A) Quais so interferentes da anlise de DQO?

(B) Explique o que significa a anlise da DQO, Qual a metodologia utilizada? Quais asvantagens desta anlise sobre a DBO?(C) Escreva as equaes qumicas envolvidas nas reaes de oxidaes na anlise de DQO.

(D) Explique porqu efetuado a adio de sulfato de prata e de sulfato de mercrio na anlisede DQO.

3) FAA UMA ANLISE DA PROPOSTA DE RECUPERAO DA GUA RESIDUAL DAANLISE DE DQO, se possvel faa outras sugestes para a recuperao da gua residual daanlise de DQO:

Considerando que a gua residual da anlise de DQO, possui concentrao de cido sulfricoe sais, tais como prata e mercrio, que se lanados no esgoto e so prejudiciais ao meio ambiente.

Diante deste contexto, as amostras aps a anlise devem ser armazenadas para posteriorrecuperao.

- PROCEDIMENTO3.1- Utilizar um recipiente plstico para este procedimento.3.2- Para cada litro de gua residual, adicionar 40 g de sal de cozinha e deixar decantar por 3 dias(resduo precipitado = prata).3.3- Retirar o lquido por sifonao, no precipitado. O resduo de prata dever ser acondicionado emfrasco fechado e identificado.3.4- Na gua residual (sem o precipitado de prata), adicionar gua de torneira na proporo 1:1.3.5- Para cada 12 litros da mistura (1:1), adicionar 8 g de sufeto de ferro II em p (pirita), deixar 3 diaspara ocorrer a decantao do mercrio (resduo precipitado).3.6- Retirar o sobrenadante por sifonao, sem tocar no precipitado. O resduo de mercrio dever seracondicionado em frasco fechado e identificado.

3.7- Corrigir o pH da gua residual, com uma soluo de cal, antes de lana-la ao esgoto.

- OBSERVAES3.1- O procedimento acima exala odor de gs sulfdrico, liberado na reao. Portanto, dever serrealizado fora do laboratrio em local bastante ventilado (ao ar livre), considerando-se que seromanipuladas grandes quantidades. Considerando-se pequenas quantidades, a capela poder serutilizada.3.2- Cuidado com o manuseio da gua residual, pois contm alta concentrao cida.3.3- A purificao dos sais invivel, devido ao alto custo.

4) Explique como deve ser efetuada a amostragem para a anlise de DQO.5) Faa um grfico em papel milimetrado dos dados de calibrao obtidos na Experincia para aCurva de calibrao das solues dos padres de biftalato de potssio para DQO. Verifique se a leide Beer obedecida, em caso positivo, qual a equao da reta ajustada.


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: DETERMINAO DO OXIGNIO DISSOLVIDO(parte 1)

OXIGNIO DISSOLVIDO (OD)MTODO: OXMETRO

I - Introduo

O oxignio uma espcie qumica de importncia vital na gua, assim como no aratmosfrico (20,95 %, em volume de ar seco). As reaes qumicas e fotoqumicas dooxignio na atmosfera so essenciais para o equilbrio e preservao das espcies na Terra.

Na gua o oxignio consumido rapidamente pela oxidao da matria orgnica(CH2O):

microorganismosCH2O + O2 CO2 + H2O

As solubilidades dos gases na gua so calculadas com a lei de Henry, a qualestabelece que a solubilidade de um gs em um lquido proporcional presso parcial do gsem contato com o lquido. Matematicamente, a lei de Henry expressa como:

[X(aq)] = K PX

onde [X(aq)] a concentrao do gs (X), PX a presso parcial do gs, e K aconstante de Henry aplicvel para um gs particular na temperatura especificada. Paraconcentraes de gases em moles por litro e presso do gs em atmosferas, as unidades de Kso mol x L-1 x atm-1. A constante K para o oxignio dissolvido em gua, a 25 C (KO2 =1,28x10-3 mol x L-1 x atm-1).

A solubilidade do oxignio na gua depende da temperatura da gua, da presso parcialdo oxignio, na atmosfera o contedo de sais da gua. Atravs da lei de Henry, tem-se que oclculo da concentrao de oxignio dissolvido em gua a 25 C em equilbrio com o ar na

presso atmosfrica apenas 8,32 mg/L. Portanto, se processos que consomem oxignio nagua esto ocorrendo (por exemplo, oxidao de poluentes orgnicos), o nvel de oxigniodissolvido na gua se aproximar de zero a menos que algum mecanismo eficiente de aeraoda gua seja operado, tal como um fluxo de ar turbulento, atravs de bombeamento. Estefenmeno de depleo da concentrao de oxignio na gua tem causado a morte de peixes eoutras espcies aquticas.

A aerao um processo de tratamento de gua. O oxignio introduzido no interior dagua como o primeiro passo para remover o ferro ou mangans, antes da filtrao. A areaotambm diminui os gases dissolvidos, como dixido de carbono e gs sulfdrico, a nveistratveis, em certas guas de reservatrios. A aerao tambm usada como tratamentosecundrio de esgotos no processo de lodos ativados.

O gosto e o odor da gua de alguns reservatrios melhoram tambm com a aerao.A gua em contato com o ar fica geralmente saturada com o oxignio, a temperatura

ambiente, por outro lado a gua que foi isolada do contato com o ar (guas profundas) como osde poo ou de lagoas estratificadas contm pouco ou nenhum oxignio dissolvido (OD). Ocontedo OD pode ser acrescido pelo oxignio produzido por plantas aquticas durcnte afotossntese. Um decrscimo no OD da gua superficial pode ocorrer quando a temperatura dasguas se eleva, de acordo com a equao de Clausius-Clapeyron, ou quando a concentrao depoluentes aumenta.

II) Metodologia de determinao do oxignio dissolvido(OD)A) Mtodo Eletromtrico (oxmetro)


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Utilizando-se uma membrana permevel ao oxignio sobre um sensor potenciomtrico,o oxignio que atravessa a membrana encontra o sensor sob tenso polarizante, e reage noctodo fazendo fluir uma corrente eltrica que a medida num galvanomtro. A fora que fazcom que o oxignio se difunda atravs da membrana proporcional presso absoluta dooxignio fora da membrana (do lado do ambiente em estudo) uma vez que do outro lado (nosensor) a presso do oxignio pode ser considerado nula j que o consumo de oxignio muitorpido.

A corrente gerada no sensor pode ser medida, no galvanmetro, diretamente em termosde concentrao de oxignio.

O equipamento usado neste mtodo o oxmetro.

Procedimento experimentalO procedimento experimental a ser executado para a determinao do OxignioDissolvido (OD) est descrito na 2a. EXPERINCIA: DETERMINAO DEMANDABIOQUMICA DE OXIGNIO (DBO5) (Parte 2) (ver pgina 16).

A Tabela 01 mostra a solubilidade do oxignio em gua a 760 mmHg. Tabela 01 - Solubilidade do Oxignio em gua a 760 mmHg.Temperatura (C) Oxignio Dissolvido (mg/L)1 14,622 14,633 13,844 13,135 12,806 12,487 12,178 11,879 11,5910 11,3311 11,0812 10,8313 10,6014 10,3715 10,1516 9,9517 9,7418 9,5419 9,3520 9,1721 8,9922 8,8323 8,6824 8,5525 8,3226 8,2227 8,0728 7,9229 7,7730 7,63

Questes para serem respondidas no relatrio1) Faa o clculo da concentrao de equilbrio do oxignio dissolvido em gua a 25C,

utilizando a lei de Henry. Dados de constante de Henry na parte terica desta experincia.


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2) Explique qual a importncia da aerao no processo de tratamento de guas residurias.

2a. EXPERINCIA: DETERMINAO

DEMANDA BIOQUMICA DE OXIGNIO (DBO5) (Parte 2)

MTODO: OXMETRO

I - introduo

A demanda bioqumica de oxignio (DBO) um parmetro que indica a quantidade deoxignio consumida durante a degradao bioqumica da matria orgnica (demandacarboncea) juntamente com o oxignio usado na oxidao de produtos inorgnicos em umcerto perodo de tempo, e tambm o oxignio utilizado para oxidar formas reduzidas denitrognio (demanda nitrogenada), pelo metabolismo de microrganismos aerbios, quepromovem a estabilizao desta matria orgnica presente no meio lquido. Assim, o oxignio

dissolvido que se encontra no meio aqutico, pode ser consumido por trs diferentes maneiras:1 - Oxidao de matria orgnica carboncea por organismos aerbios;2 - Oxidao da amnia, nitrito e nitrognio orgnico oxidvel, atravs das bactrias

nitrificantes;3 - Na oxidao qumica de compostos tais como on ferroso (Fe 2+), sulfito (SO3

2-), esulfeto (S2-).

O grau de poluio de um corpo dgua e o desempenho de um processo de tratamentode guas residurias, pode ser avaliado e controlado utilizando-se o valor da DBO.

A oxidao bioqumica um processo lento, que depender dentre outros fatores, dapopulao biolgica envolvida e da temperatura. Um tempo praticamente infinito pode sernecessrio para uma completa oxidao biolgica, mas para propsitos prticos pode-seconsiderar que esta reao seja completada em 20 dias, uma vez que neste perodo h umaoxidao de cerca de 95% a 99% da matria orgnica. Acontece que o perodo de 20 dias podeser invivel para certos fins e assim determinou-se o prazo de 5 dias para o ensaio de DBO,quando 60% a 70% da oxidao j se efetuou.

Desta forma, podemos dizer que a DBO quantidade ou a taxa de oxignio a serconsumida bioquimicamente durante certo intervalo de tempo, a uma determinada temperaturae numa dada quantidade de amostra.

Uma das tcnicas utilizadas com bastante freqncia consiste na determinao da DBOatravs da medida da quantidade de oxignio dissolvido antes e aps 5 dias de incubao daamostra, a temperatura de 20C.

A cintica de reao da DBO formulada de acordo com a cintica de primeira ordem,expressa por:

dL

dtK Lt

t .

Integrando-se, a equao acima, temos:

L L etK t

onde: L = DBO remanescente no tempo t = 0L = DBO = DBO da amostra aps um tempo t


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K = constante obtida experimentalmente, relacionada com avelocidade da reao.

Sendo o oxignio consumido diretamente proporcional quantidade de matriaorgnica oxidada bioquimicamente, obtm-se as curvas de matria orgnica versus tempo.

Cabe lembrar, conforme a normalizao da CETESB que o teste da DBO umprocedimento emprico de valor limitado uma vez que as condies padronizadas delaboratrio no so representativas de todas as condies que ocorrem na natureza, no sendoincludas por exemplo a luminosidade e a movimentao da gua. Existem ainda muitos outrosfatores interferentes cujas aes no podem ser controladas. Assim, pode-se obter dadosmelhores ou mais significativos na determinao da qualidade de uma gua residuria atravsda demanda qumica de oxignio, DQO, e do carbono orgnico total, TOC.

II - Metodologia

O teste da DBO consiste na determinao do oxignio dissolvido (OD), em umaamostra antes e aps um perodo de incubao, usualmente de 5 dias, a uma temperatura de 20 5C. A medida do OD pode ser feito por vrias tcnicas, e os mtodos de incubao variamde acordo com a amostra a ser analisada.

Mtodos de Incubao:

a) Incubao sem diluioAplica-se a guas superficiais pouco poludas ou no, que contm microrganismos

prprios e oxignio suficiente para que, aps 5 dias de incubao, ainda haja oxignio naamostra.b) Incubao com diluio e sem semente (Metodologia a ser realizada em aula)

Aplica-se a guas superficiais poludas, efluentes e guas residurias, que temmicrorganismos prprios, porm no tem oxignio dissolvido suficiente para que, aps 5 dias

de incubao, ainda haja oxignio dissolvido na amostra.Os valores de diluio so selecionados de acordo com o valor da DQO determinado,onde os valores de DQO e DBO guardam uma correlao entre si. Uma correlao emprica apresentada para os clculos das diluies:

dDQO da amostra

d d d d 1 2 1 3 11200

2 4(%)

Em determinadas situaes, os resultados de DBO nas vrias diluies necessriasapresentam valores decrescentes ou crescentes. Isto pode ser um indcio da necessidade daadio de semente gua de diluio, procedendo-se ento conforme a metodologia descritaem Anexo B nesta apostila.c) Incubao com diluio e semente

Aplica-se a guas residurias e efluentes que no possuem microrganismos prprios,nem oxignio na amostra.d) Incubao e suspenso com diluio e semente

Aplica-se a lodos.

Determinao do oxignio dissolvido (OD)

a) Mtodo Eletromtrico (oxmetro)

Utilizando-se uma membrana permevel ao oxignio sobre um sensor potenciomtrico,o oxignio que atravessa a membrana encontra o sensor sob tenso polarizante, e reage noctodo fazendo fluir uma corrente eltrica que a medida num galvanomtro. A fora que faz


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com que o oxignio se difunda atravs da membrana proporcional presso absoluta dooxignio fora da membrana (do lado do ambiente em estudo) uma vez que do outro lado (nosensor) a presso do oxignio pode ser considerado nula j que o consumo de oxignio muitorpido.

A corrente gerada no sensor pode ser medida, no galvanmetro, diretamente em termosde concentrao de oxignio.

O equipamento usado neste mtodo o oxmetro.

III - Interferentes

As principais fontes de interferncias na determinao do valor da DBO, so asseguintes:

- concentraes de nitrito acima de 50 mg/l no causam interferncia quando se usa omtodo modificado da azida sdica;

- concentraes de on frrico acima de 100 a 200 mg/l no causam interfernciaquando se usa uma soluo de fluoreto de potssio, KF;

- presena de luz (produo de O2 pelas algas);- nutrientes na gua de diluio;- pH, devendo estar na faixa de 6,8 a 7,3;

- presena de microrganismos (semente);- qualidade da semente.

IV - Amostra

Tipo de frasco:- vidro, polietileno ou polipropileno

Volume necessrio:- 2000 ml

Preservao da amostra:- sob refrigerao 4C

Prazo de anlise:-24 horas

OBS: Para a determinao da DBO ao longo de vrios dias, o volume necessrio de 5000 ml.

V - Materiais e equipamentos

a) Equipamentos:

- Bureta de 25 ou 50 ml, com divises de 0,1 ml- Frascos de DBO, com volume aproximado de 300 ml- Erlenmeyer de 250 ml- Pipetas volumtricas- Balo volumtrico de 500 e 1000 ml- Oxmetro- Frasco de vidro para gua de diluio- Estufa incubadora de DBO, ou similar que mantenha uma temperatura controlada de 20C

b) REAGENTES


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Para a gua de diluio:

- Soluo tampo fosfato (1): dissolver 8,5g de fosfato monobsico de Potssio, KH2PO4 ,21,75g de fosfato dibsico de potssio, K2HPO4 , 33,4g de fosfato dibsico de sdioheptahidratado, Na2HPO4 .7 H2O , 1,7 g de cloreto de amnio, NH4Cl2 , em 500 ml de guadestilada e diluir para 1000 ml. O pH da soluo deve ser 7,2 sem ajustes.- Soluo de sulfato de magnsio (2): dissolver 22,5g de MgSO4.7H2O, em gua destilada ediluir para 1000 ml.- Soluo de cloreto de clcio (3): dissolver 27,5g de CaCl

2anidro, em gua destilada e diluir a

1000 ml.- Soluo de cloreto frrico (4): dissolver 0,25g de FeCl3.6H2O, em gua destilada e diluir a1000 ml.

Procedimento experimental

Preparao da gua de diluio:Em gua saturada de oxignio, obtida pelo borbulhamento de ar comprimido limpo

(usando bomba de aqurio) durante no mnimo 15 min, adicionar 1 ml das solues 1 a 4 paracada litro de gua destilada. Esta gua de diluio no deve consumir mais de 0,2 mg/l de O 2

durante o perodo de incubao (branco).

PREPARO DA AMOSTRA E SUA INCUBAO

SEM SEMENTE:1 - Calcular as trs diluies necessrias de cada amostra em funo da DQO, ver clculoanterior;2 - Cada diluio obtida, deve ser preparada em balo volumtrico de 1000 ml (ou 500 mL),seguindo exemplo abaixo:

d1

= 1% 10 mL da amostra diludos a 1000 mL com gua dediluio (ou 5 ml, no caso de duludos a 500 ml) .3 - Para cada diluio encher dois frascos de DBO, um para leitura da OD inicial, tempo 0, e ooutro para ser encubado durante 5 dias 20C. Devem ser enchidos tambm dois frascossomente com gua de diluio (brancos);4 - O volume necessrio de gua de diluio de 3 litros para cada amostra (1 litro para cadadiluio) mais 600 ml para os brancos;5 - A quantidade de OD, tanto inicial como aps os 5 dias, determinada atravs do mtodoeletromtrico (oxmetro).

a)Determinao do Oxignio Dissolvido (OD)Mtodo do oxmetro:

Calibrao do equipamento:1 - Prepara-se uma gua saturada de O2. Para tanto, utiliza-se 150 ml de gua destiladacolocada em um becker de 250 ml e uma bomba de aqurio com pedra porosa para promover asaturao, que pode tambm ser feita por meio de agitao em agitador magntico. O tempo deaerao deve ser igual ou maior que 15 min. Ao mesmo tempo liga-se o oxmetro, e anote apresso atmosfrica do local;2 - Coloque o eletrodo imerso na gua saturada de O 2 , medindo a sua temperatura. De possedos valores da presso e temperatura, determina-se o valor mximo de O

2dissolvido a estas

condies e assim podemos realizar a calibrao do oxmetro, segundo o manual do fabricante;3 - Esta calibrao deve ser feita sempre que se utilizar o equipamento.


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Medida da concentrao de OD:1 - Colocar um peixinho no interior do frasco ou usar Becker de 250 mL, para possibilitar aagitao da amostra atravs do agitador magntico durante a leitura. Introduza ento oeletrodo no frasco de DBO ou no becker;2 - A leitura da concentrao de O2 dissolvido direta, onde o equipamento compensa asvariaes de temperatura.

VI - Clculos

Valor da OD Mtodo do Oxmetro: Medido diretamente noequipamento em mgO2/L

Clculo da DBO:

SEM SEMENTES

BO mg O lOD OD

de dilui ao

i

c( / )

( )

%2 100

onde: ODi = conc. de O2 dissolvido inicialODf= conc. de O2 dissolvido aps 5 dias% de diluio = diluio prvia da amostra (d1, d2 e d3)

Questes para serem respondidas no relatrio1) Explique o que significa DBO, explique a metodologia utilizada, quais as vantagens da DBO sobre a

DQO. Explique como feito o preparo da amostra e a sua incubao.2) Quais os interferentes da determinao da DBO?

3A. EXPERINCIA: DETERMINAO DE LEOS E GRAXAS

I - Introduo

Os leos, gorduras e graxas so os lipdios mais comuns, sendo constitudos detriglicerideos formados a partir de lcool glicerol e cido esterico.

Os lipdios so substncias que podem ser extradas de plantas ou matria animal,atravs de solventes orgnicos apolares ou de baixa polaridade, tais como clorofrmio, teretlico, hexano, ou tolueno. A Tabela 01 mostra as propriedades fsicas dos solventes maisusados em extrao.

Os leos, gorduras e graxas so constituintes importantes das guas residurias. leos egorduras, geralmente provem dos alimentos e constituem um grupo de compostos significativos,principalmente na composio dos esgotos municipais.

O termo leo e graxa inclui leos, gorduras, ceras, e outros constituintes solveis em solventesorgnicos como, por exemplo, o n-hexano. leos, gorduras e graxas so insolveis em gua. Os leosapresentam-se no estado lquido temperatura ambiente e as gorduras so slidos nas mesmascondies. Existem ainda, os lipdios complexos, constitudos pelos fosfolipdios, cerebrosdios eoutros que so lipdios combinados com certos grupos ou radicais qumicos que lhes conferem funesespecficas no metabolismo dos seres vivos.

TTaabbeellaa 0011.. PPrroopprriieeddaaddeess ffssiiccaass ddooss ssoollvveenntteess mmaaiiss uussaaddooss eemm eexxttrraaoo..


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SSoollvveennttee FFrrmmuullaammoolleeccuullaarr

MMaassssaaMMoolleeccuullaarr((gg//mmooll))

PPoonnttoo ddeeEEbbuulliioo ((CC))

DDeennssiiddaaddee,,2200CC((gg//ccmm33))

CCoommeennttrriiooss

tteerr eettlliiccoo CC22HH55OOCC22HH55 7744 3355 00,,771144 MMuuiittoo uussaaddoonnaa eexxttrraaoo..

nn--HHeexxaannoo CC66HH1144 8866 6688 00,,665599 PPrroopprriieeddaaddeesssseemmeellhhaanntteess aaootteerr ddee

ppeettrrlleeoo..DDiicclloorroommeettaannoo CCHH22CCll22 8855 4411 11,,333355 SSoollvveennttee mmaaiissddeennssoo qquuee aagguuaa..

AAcceettaattoo ddeeeettiillaa

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Os leos e graxas podem ser hidrolisados em meio alcalino, originando o glicerol e o sal decido graxo correspondente, normalmente denominados de sabes, sendo essa reao conhecida comosaponificao.

O esgoto municipal contm leos e gorduras provenientes de alimentos como a manteiga,banha, gorduras, leos vegetais. A gordura pode ter sua origem em diversas fontes como carnes,sementes e frutas. So compostos orgnicos muito estveis, no sendo facilmente decomposto porbactrias em geral, e por esse fato, podem causar srios problemas ao tratamento das guas residuriasnas quais se encontram presentes.

leos e similares, derivados do petrleo, podem ser despejados nos esgotos atravs dosescoamentos provenientes de postos, garagens, lojas, passeios, causando problemas as unidades detratamento e a manuteno das mesmas. Normalmente formam uma camada flutuante, interferindo na

atividade biolgica superficial. METCALF & EDDY citam que a quantidade limite de leos e graxasem guas residurias, despejadas em cursos d gua, deve estar compreendida entre 15 e 20 mg/L.Em guas naturais, a presena de leos e graxas pode ser resultado da decomposio do

zooplancton, das formas superiores de vida aqutica, despejos industriais e sanitrios ou como fraolivre de petrleo em soluo, onde pode formar uma pelcula na interface da gua ar causando danos avegetao aqutica e, em geral a todas as formas de vida aqutica em funo de dificultar a aeraosuperficial, podendo ocorrer acmulo de leos e graxas nas margens dos outros cursos dgua, afetandodiretamente todo ecossistema envolvido.

Uma das principais caractersticas dos leos e graxas a sua alta resistncia a degradao emmeio anaerbio. Quando presentes em altas concentraes podem causar problemas diversos tais comoacmulo de escuma em biodigestor, obstruo de poros em meio filtrante, alm de impedir a utilizaodesse lodo como fertilizante agrcola.

Para sua determinao, podem ser utilizados trs mtodos: o mtodo de partio gravimtricausando funil de separao, o mtodo da partio infravermelho e o mtodo de extrao Soxhlet(atualmente, bloco digestor). Nestes mtodos leos e graxas dissolvidos ou emulsionados soextrados da amostra acidificada por contato com o solvente orgnico que posteriormente separado.

O teor de leos e graxas corresponde ao peso do resduo remanescente aps e evaporao dosolvente. Compostos que se volatilizam a uma temperatura igual ou menor que 70C, sero perdidosdurante o procedimento analtico. Os leos lubrificantes e querosene so de baixo ponto de ebulio enormalmente se perdem nesta anlise.

Certos despejos industriais podem conter compostos sintticos como os de cadeia longa,

utilizados como lubrificantes ou como emulsificantes, que podem ser mais solveis na gua ou maisfacilmente emulsionados que os produtos naturais. Quando presentes na amostra, h necessidade demodificao no mtodo.


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II -InterferentesO mtodo no aplicvel para medir hidrocarbonetos que volatilizem a temperatura

inferior a 70C. Certos leos crus e combustveis pesados contem uma porcentagemsignificativa de material tipo resduo, que no extrado pelo solvente.

III -Tcnica de coleta e preservaoTipo de frasco

- vidro de boca larga com tampa esmerilhada

Volume necessrio- 1000 ml

Preservao da amostra- cido clordrico concentrado at pH < 2,0- refrigerar a 4C no escuro

Prazo para anlise- 28 dias com amostra acidificada

IV -Materiais e equipamentos1) Bloco digestor para determinao de leos e graxas;2) Bomba vcuo;3) Balana analtica;4) Estufa a 105C;5) Dessecador;6) Kitassato de 2 litros;7) Kitassato 500 mL;8) Pina metlica;9) Funil de Buckner;10) Papel de filtro de 11cm de dimetro (tipo Whatman 40);11) Tecido de Musseline;12) Proveta de 100 mL;13) Balo volumtrico de 1 litro;14) L de vidro;15) Cartucho de celulose;16) Becker de 100 mL;17) Becker para amostra;18) Basto de vidro (bagueta);19) Pisseta;

- Copos de vidro.

VReagentes

20) cido clordrico concentrado (usar 1 mL do cido para cada 80 mL da amostra).21) Suspenso de slica ou Terra de Diatomcea (concentrao 10 g/L em gua destilada),utilizada como

auxiliar de filtrao.22) nHexano.

VI - Procedimento experimental

1) Os copinhos de vidro devero permanecer na estufa 105C durante 2 horas para secagem. Em seguidacoloc-los no dessecador at atingir a temperatura ambiente. Pesar em balana analtica.

2) Conectar o funil de Buckner no Kitassato de 2 litros e este linha de vcuo, usando o Kitassato de500mL como sistema de segurana (intermedirio);


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3) Preparao do filtro de papel/tecido de musseline: em um funil de Buckner colocar o tecido demusseline, e sobre este o papel de filtro. Umedece-los com gua destilada, usando uma pisseta;

4) No sistema a vcuo montado, passar pelo funil de Buckner 100 mL de suspenso auxiliar de filtrao eem seguida lavar o filtro com 1 litro de gua destilada. Aplicar o vcuo at esgotar a gua pelo filtro;

5) Colocar um volume de amostra representativa no Becker e acidific-la na proporo 1 mL/80 mL, emseguida filtre a amostra aplicando o vcuo;

6) Com a pina enrolar o filtro + tecido e transferi-los para o cartucho de celulose. Limpar o Becker quecontinha a amostra acidificada e o funil, usando pedaos de papel de filtro umedecidos com solvente(n-hexano), tomando cuidado para remover todo o filme formado pelos leos e graxas presentes,coletando todo o material slido existente. Colocar todos os pedaos de papel no cartucho de celulose;

7) Tampar o cartucho usando l de vidro, e coloca-lo em um Becker de 100 mL;8) Secar o conjunto a 105 C por 30 minutos (tempo recomendado para a anlise, porm, em aula o

tempo ser de 15 min.);9) Encaixar o cartucho no circuito do bloco digestor;10) Ligar a gua para alimentar os condensadores;11) Com uma proveta medir 120 mL de n-hexano e colocar no copinho;12) Encaixar os copinhos no bloco digestor, fechando o sistema. O bloco digestor dever ser programado

para atingir a temperatura de 110 C;13) Mergulhar lentamente o cartucho no n-hexano quando o solvente estiver em ebulio (~ 110 C);14) Deixar o cartucho imerso durante 30 minutos (tempo recomendado para a anlise, porm, em aula

o tempo ser de 15 min.) a temperatura de 110 C;15) Suspender o cartucho, mantendo o sistema aberto por 1 hora e 30 minutos (tempo recomendado

para a anlise, porm, em aula o tempo ser de 30 min.);16) Fechar o sistema para recuperao de n-hexano, programando a temperatura para 135 C;17) Retirar os copinhos do circuito e leva-los para estufa 105C, por 30 minutos;18) Colocar os copinhos no dessecador at atingir a temperatura ambiente, pes-los em balana analtica.

- O solvente recuperado deve ser retirado do sistema com auxlio de um bquer de 500 mL, usandoluvas para proteo a alta temperatura.- Armazenar o solvente recuperado em frasco de vidro rotulado com a informao d e Solvente

recuperado. VII - Clculos

mg de leo e graxas/L = ( A - B ) x 1.000V

onde: A = peso do copinho aps a destilao da amostra, em gramas,B = peso do balo vazio (mais prola de vidro), em gramas,V = volume da amostra, em litros.

Questes para serem respondidas no relatrio1) Explique o que so leos e graxas, qual a origem destes em guas naturais? Qual a

conseqncia da presena destas substncias em corpos dgua?2) Quais so os principais mtodos para a determinao de leos e graxas? Explique.3) Quais os interferentes da Determinao de leos e graxas?

4A. EXPERINCIA: DETERMINAO DE RESDUOS OU SLIDOS: SRIECOMPLETA

Introduo

Todos os contaminantes presentes na gua, com exceo dos gases dissolvidos, contribuempara a carga de slidos. Por esta razo, os slidos so analisados separadamente antes de se apresentaros diversos parmetros de qualidade da gua.

De modo simplificado, os slidos podem ser classificados de acordo com:


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suas caractersticas fsicas (tamanho e estado): - Suspensos (1 m < tamanho < 103m);- Coloidais (10-3m < tamanho < 1m);- Dissolvidos (10-6m < tamanho < 10-3m) .

A diviso dos slidos por tamanho sobretudo uma diviso prtica. Por conveno, diz-se queas partculas de menores dimenses, capazes de passar por um papel de filtro de tamanho especificadocorrespondem aos slidos dissolvidos, enquanto que as de maiores dimenses, retidas pelo filtro so

consideradas slidos em suspenso. A rigor os termosfiltrveis e no-filtrveis so mais adequados.Na faixa intermediria situam-se os slidos coloidais, de grande importncia no tratamento degua, mas de difcil identificao pelos mtodos simplificados de filtrao em papel. Assim, nosresultados das anlises de gua, a maior parte dos slidos coloidais acabam sendo considerados comoslidos dissolvidos e o restante, como slidos em suspenso.

suas caractersticas qumicas:- volteis;- fixos ou no volteis.

Ao submeter os slidos uma temperatura elevada (550C), a frao orgnica volatilizada,permanecendo aps combusto apenas a frao inorgnica. Os slidos volteis representam portanto

uma estimativa da matria orgnica nos slidos, ao passo que os slidos no volteis (fixos)representam a matria inorgnica ou mineral.

sua decantabilidade:- em suspenso sedimentveis;- em suspenso no-sedimentveis.

De uma maneira simplificada, consideram-se como slidos sedimentveis aqueles de densidademaior que a da gua, que sejam capazes de sedimentar por ao da fora da gravidade em umdeterminado perodo de tempo, quando o sistema est em repouso. Os valores podem ser determinados

e quantificados em relao ao seu volume (mL/L) atravs do cone Imhoff ou peso (mg/L), sendo oprimeiro denominado de teste volumtrico e o segundo de gravimtrico. A frao que no se sedimentarepresenta os slidos no-sedimentveis (usualmente no expressos nos resultados da anlise).

A quantidade e a natureza dos slidos nas guas variam muito. guas com alto teor de slidossuspensos podem prejudicar as caractersticas fsicas tornando-a imprpria para usos como o derecreao. Como j exposto, em guas de abastecimento, os slidos ocorrem, em geral, na formadissolvida constituindo-se na sua maior parte por sais inorgnicos, como carbonatos, bicarbonatos,cloretos, sulfatos, pequenas quantidades de ferro, magnsio e outros. Esses slidos podem afetar aqualidade da gua adversamente de vrias maneiras, conferindo caractersticas qumicas e fsicas comocor, turbidez, sabor, odor, dureza, toxicidade. guas com alto teor de slidos dissolvidos geralmenteafetam a potabilidade podendo induzir reaes fisiolgicas desfavorveis no consumidor mesmo em

baixas concentraes. Alm disso, guas altamente mineralizadas so tambm imprprias, paradiversas aplicaes industriais. Por estas e tantas outras razes, a concentrao de slidos bem comooutros parmetros so controlados pelos padres de qualidade que regulamentam de uma formageneralizada e conceitual a qualidade desejada para a gua em funo do uso previsto para a mesma.

Em termos prticos, h trs tipos de padres de interesse direto para a Engenharia Ambiental noque se refere qualidade da gua: Padres de lanamento no corpo receptor; Padres de qualidade do corpo receptor; Padres de qualidade para determinado uso imediato como padres de potabilidade, irrigao.

A Resoluo CONAMA n0. 357 de 2005 tem como principal objetivo preservar a qualidade nocorpo dgua e apresenta para isso os padres de qualidade dos corpos receptores e os padres parao lanamento de efluentes nos corpos dgua. Segundo os padres de qualidade dos corpos receptores a


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Preservao da amostra:- 24 horas

b) Resduos Totais, Filtrveis, No Filtrveis, Fixos e Volteis

Tipo de frasco:- vidro, polietileno, polipropileno

Volume necessrio para anlise:- 1000 ml

Preservao da amostra:- refrigerar 4C

Prazo para anlise:- 7 dias

III - Materiais e equipamentos

- Cone de IMHOFF- Cpsula de porcelana- Forno Mufla para ignio em temperatura 550 50C- Proveta 100 ml- Banho Maria- Dessecador- Estufa para temperaturas de 103 105C- Pisseta- Balana de preciso 0,1mg

- Bomba de vcuo- Kitassato de 1000 ml- Kitassato de 500 ml- Sistema de filtrao tipo Milipore- Filtro de fibra de vidro (tipo WHATMAN GF/C)

IV - Interferentes

- Durante o processo de evaporao pode ocorrer perda de material voltil- H decomposio de compostos orgnicos- Presena de leos e graxas

- Impreciso na pesagem, devido ao material no estar bem seco- Perda de material devido ignio

V - Mtodo de ensaio

1.a. - Determinao de slidos totais 103 - 105C1 - Secar uma cpsula de porcelana, em forno mufla 550C, por uma hora, esperar que acpsula resfrie e coloc-la no dessecador at atingir e a temperatura ambiente e pes-la embalana analtica.2 - Transferir para a cpsula 100 ml (medida em proveta) de uma poro homognea da

amostra. Lave a proveta com um pouco de gua destilada, afim de retirar todo o material quefica aderido a parede da proveta, e despeje esse contedo na cpsula.3 - Levar a cpsula ao banho-maria at que a amostra seque.4 - Levar a cpsula estufa a 103 - 105C, durante uma hora.


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5 - Esfriar a cpsula mais resduo, no dessecador e pesar o conjunto em balana analtica.

1.b. - Determinao de Slidos totais fixos

Aps a pesagem da cpsula (tem a-5), lev-la ao forno mufla 550 50C, duranteuma hora. Esfriar a cpsula no dessecador e pes-la.

1.c. - Determinao de slidos totais volteis

a poro de resduo (matria orgnica) que se perde na ignio da amostra 550 50C (tem b).

2.a. - Determinao de slidos suspensos totais

1 - Calcinar o filtro de fibra de vidro (WHATMAN GF/C), em forno mufla, durante uma hora 550 50C, esfriar no dessecador e pes-lo em balana analtica 0,1 mg.2 - Colocar o filtro no suporte apropriado (Milipore), e conect-lo ao kitassato e ao sistema devcuo.3 - Filtrar uma quantidade de amostra conhecida, homognea, aplicando o vcuo, considerando

encerrada a operao quando ocorre o entupimento do filtro. Anotar o volume filtrado. Lavar ofiltro trs vezes com 10 ml de gua destilada.4 - Secar o filtro em estufa por uma hora 103 - 105C, esfriar no dessecador e pes-lo embalana analtica 0,1 mg.

2.b. - Determinao de slidos suspensos fixos

Aps a secagem em estufa e a pesagem do filtro (tem 2 a 4), levar o filtro ao fornomufla para ignio 550 50C, por uma hora. Esfriar o conjunto no dessecador e pes-lo embalana analtica 0,1 mg.

2.c. - Determinao de slidos suspensos volteis

a poro do resduo (matria orgnica) que se perde aps a ignio, 550 50C.3 - Determinao de slidos sedimentveis

1 - Agitar bem a amostra e despej-la no cone de IMHOFF, at a marca de 1000 ml.2 - Deixar sedimentar por 45 minutos. Aps passar o basto de vidro, cuidadosamente, pelasparedes do cone, deixando-o em repouso por mais 15 minutos. Aps os 15 minutos, fazer aleitura, que d diretamente a quantidade de slidos sedimentveis em ml/l.

VI - Clculos1.a. - Slidos Totais (ST)

STA B x

Volmg l

( )( / )

1000

onde: A = peso da cpsula mais resduo seco 103C, em g.B = peso da cpsula vazia, em g.Vol = volume da amostra, em litros.

1.b. - Slidos Totais Fixos (STF)

STFC B x

Volmg l

( )( / )

1000

onde: C = peso da cpsula mais slidos, aps ignio 550 C, em g.B = peso da cpsula, seca e limpa, em g.


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Vol = volume da amostra, em litros.

1.c. - Slidos Totais Volteis (STV)

STV ST STF mg l ( / )

2.a. - Slidos Suspensos Totais (SST)

SSTD F x

Volmg l

( )( / )

1000

onde: D = peso do filtro mais slidos, em g.F = peso do filtro seco e limpo, em g.Vol = volume da amostra em litros.

2.b. Slidos Suspensos Fixos (SSF)

SSF

E F x

Vol mg l

( )

( / )

1000

onde: E = peso do filtro mais slidos aps ignio 550 C, em g.F = peso do filtro seco e limpo, em g.Vol = Volume da amostra, em litros.

2.c. - Slidos Suspensos Volteis (SSV)

SSV SST SSF mg l ( / )

3.a. - Slidos Dissolvidos Totais (SDT)

SDT ST SST mg l ( / ) 3.b. - Slidos Dissolvidos Fixos (SDF)

SDF STF SSF mg l ( / ) 3.c. - Slidos Dissolvidos Volteis (SDV)

SDV STV SSV mg l ( / )

Questes para serem respondidas no relatrio

1) Explique o que so slidos totais, slidos fixos, slidos volteis, slidos sedimentveis,classifique os slidos de acordo com:

a. Suas caractersticas fsicas;b. Suas caractersticas qumicas;c. Sua decantabilidade.2) Quais so as conseqncias de um efluente industrial com alto teor de slidos?3) Quais so os interferentes da anlise de resduos slidos?4) Explique como se determina o teor de slidos orgnicos e inorgnicos numa amostra de efluentecoletada?

5A. EXPERINCIA: DETERMINAO DA SRIE DO NITROGNIO


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IIntroduo

O nitrognio constituinte natural de protenas, clorofila e vrios outros compostos biolgicos,podendo tambm ser encontrado em despejos domsticos, despejos industriais, excrementos deanimais e em fertilizantes. O nitrognio altera-se entre vrias formas e estados de oxidao, sendo asde maior interesse, em ordem decrescente do estado de oxidao, nitrato (NO3

-), nitrito (NO2-), amnia

(NH3 ou NH4+) e nitrognio orgnico (dissolvido ou em suspenso).

O nitrognio orgnico e a amnia podem ser determinados juntos e so referidos comoNitrognio de Kjeldahl, o termo que reflete a tcnica usada para suas determinaes. Nitrognioorgnico inclui matria natural (protenas, peptdios, cidos nuclicos, uria) e numerososcompostos orgnicos sintticos. A amnia est naturalmente presente em guas superficiais e guasresidurias. Ela produzida largamente pela amonificao de nitrognio orgnico e pela hidrliseda uria. Em algumas estaes de tratamento de gua, a amnia acrescentada para reagir com ocloro formando cloro residual combinado, as cloraminas. Nitrato geralmente ocorre em pequenasquantidades em guas superficiais, mas podem alcanar altos nveis em algumas guassubterrneas. Em excesso, ele contribui para a formao de uma doena conhecida comometahemoglobinemia (sndrome do bebe azul). Nitrito um estado de oxidao intermedirio donitrognio, obtido tanto da oxidao da amnia a nitrato como da reduo do nitrato. Sua oxidaoou reduo pode ocorrer tanto em estaes de tratamento de esgoto, em sistemas de distribuio de

gua e em guas naturais. Ele usado como inibidor corrosivo em processos industriais de gua.A fonte de nitrognio orgnico o material produzido aps a hidrlise qumica: aminocidos,

acares aminados, aminas e peptdios, como tambm o material proveniente da endogenia dosmicrorganismos. O processo de amonificao consiste na transformao de nitrognio orgnico emamnia, na forma de on (NH4

+) ou livre (NH3), por intermdio de bactrias heterotrficas. Tanto oprocesso de hidrlise como de amonificao tem incio no sistema de coleta e interceptao fazendocom que a amnia j se encontre presente no esgoto afluente estao de tratamento.

Em seguida, a amnia transformada em nitritos e estes em nitratos, fenmeno denominado denitrificao. Neste processo, os microrganismos envolvidos so auttrofos quimiossintetizantes, isto ,utilizam o gs carbnico como fonte de carbono e como fonte de energia qumica a amnia. Estesmicrorganismos autotrficos so encontrados com freqncia nos processos de tratamento biolgicoaerbio.

A transformao da amnia em nitritos realizada por bactrias do gnero Nitrosomonas, deacordo com a seguinte reao:

2NH4+ -N + 3 O2 2 NO2

- -N + 4H+ + 2 H2O

J a oxidao dos nitritos a nitratos d-se principalmente pela atuao de bactrias do gneroNitrobacter, segundo a seguinte reao:

2NO2- -N + O2 2 NO3- - N

Em condies anxicas (ausncia de oxignio, mas presena de nitrato), os nitratos so utilizadospor microrganismos heterotrficos como o aceptor de eltron, em substituio ao oxignio. Esteprocesso chamado de desnitrificao, onde o nitrato reduzido a nitrognio gasoso, segundo aseguinte reao:

2NO3- -N + 2H+ N2 + 2,5

O2 + H2O

Na nitrificao ocorre o consumo de oxignio livre, demanda nitrogenada, e a liberao de H+,

consumo de alcalinidade do meio com possvel reduo de pH. J no processo de desnitrificaoocorre economia de oxignio e consumo de H+, ou seja, aumento da capacidade tampo do meio.


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Do ponto de vista de anlises, pode-se definir as formas de nitrognio como:

Nitrognio Total: nitrognio orgnico + amnia + nitrito + nitrato;Nitrognio Total Kjeldahl (NTK): nitrognio orgnico + amnia;Nitrognio orgnico: protenas, aminocidos e uria;Nitrognio amoniacal: NH3 + NH4

+;Nitrito NO2

-;Nitrato NO3

-.

Observao: Em laboratrio, determina-se o Nitrognio Total Kjeldahl, o NitrognioAmoniacal, o Nitrito e o Nitrato.

Segundo a Resoluo CONAMA n 357 de 2005, os padres de qualidade para os corposdgua das diversas classes encontram-se definidos em concentraes mximas permitidas para cadaespcie nitrogenada.

OBJETIVO DAS ANLISES:

O objetivo em se determinar amnia, nitrognio orgnico, nitrato e nitrito que o nitrognio umcomponente de grande importncia em termos de gerao e controle de poluio das guas, devido aosseguintes aspectos:

o nitrognio um elemento indispensvel para o crescimento de algas podendo levar ao fenmeno deeutrofizao de lagos e represas;

a converso de amnia a nitrito e este a nitrato implica no consumo de oxignio livre do curso dgua(o que pode afetar a vida aqutica); amnia livre txica aos peixes;

associa-se o nitrato doena conhecida como metahemoglobinemia ( sndrome do bebe azul); O nitrognio uma fonte para o crescimento dos microrganismos responsveis pelo Tratamento de

Esgotos; Em um corpo dgua, a determinao da forma predominante do nitrognio pode fornecer informaes

sobre o estgio de poluio, Tabela 01.

TABELA 01 Distribuio relativa das formas de nitrognio segundo distintas condies (FONTE:Von Sperling, 1996).Condio Forma predominante de nitrognioEsgoto Bruto Nitrognio orgnico, amniaPoluio recente em curso dgua Nitrognio orgnico, amniaPoluio mdia em curso dgua Orgnico, amnia, nitrito e nitrato

Poluio remota em curso dgua NitratoEfluente de tratamento sem nitrificao AmniaEfluente de tratamento com nitrificao NitratoEfluente nitrificado e desnitrificado Concentrao mais reduzida de todas as

formas de nitrognio

5A. EXPERINCIA:DETERMINAO DE NITRITO EM GUAS

MTODO DA SULFANILAMIDA EN- (1-NAFTIL) ETILENODIAMINA (Parte 1)Mtodo No. 965DR2000


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I . Introduo

Das formas bioquimicamente interconversveis do ciclo do nitrognio,as que tem maior interesse no estudo da gua e de guas residurias so o nitrato, o nitrito, aamnia e o nitrognio orgnico.

Nitrito uma forma intermediria do nitrognio, que pode resultartanto da oxidao da amnia pelos Nitrosomonas em condies aerbias, como da reduo denitratos em condies anaerbias. Dificilmente a concentrao de nitritos em guas naturais ouem guas residurias passa de 1 mg/L, e em geral as guas naturais tem menos de 0,1 mg/L.Sendo o nitrito um redutor muito empregado no abastecimento industrial, como inibidor, podevir a contaminar cursos dgua.

II - Tcnica de coleta e preservao

Tipo de frasco- vidro, polietileno, polipropileno

Volume necessrio para anlise- 200 mL

Preservao da amostra- refrigerar a 40C

Prazo para anlise- 24 horas

III - Materiais, equipamentos e reagentes- Proveta de 50 mL com tampa de p.p;- Becker 300 mL;- Bales volumtricos;- Pipetas volumtricas ;- Funil de vidro;- Bagueta;- Espectrofotmetro, para uso a 540 nm.- Membrana filtrante, 0,45 m.- Papel de filtro, Whatman 41.

ReagentesSuspenso de Hidrxido de Alumnio: dissolver 125g de sulfato de alumnio e potssio,

AIK (SO4)2. 12 H2O p.a., ou sulfato de alumnio e amnio, Al(NH4) (SO4)2 . 12 H2O, p.a., emum litro de gua destilada isenta de nitritos . Aquecer a 60 0C e adicionar 55 mL NH4OHconc., lentamente e com agitao. Deixar a mistura em repouso por 1 hora, tranfer -la para umbecker de 2 litros, e lavar o precipitado vrias vezes por adio de gua destilada isenta denitritos, misturar e deixar decantar. Remover o mximo de sobrenadante possvel, restando asoluo concentrada.

Reagente Sulfanilamida: dissolver 5g de 4-NH2C6H4SO2NH2, p.a., em uma mistura de50 mL de HCl conc. e 300 mL de gua destilada. Diluir a 500 mL com gua destilada. Estvelpor alguns meses.


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Soluo de Dicloreto de N-(1-naftil) Etilenodiamina: dissolver 500 mg de C10H7HNCH2CH2NH2 . 2 HCl, p.a., em gua destilada. Guardar em frasco ambar, descartar se aparecercolorao marrom intensa. Soluo estvel por 1 ms.

Soluo de Permanganato de Potssio 0,05N,padronizada: dissolver 1,6 g de KMnO4,p.a., em 1000 mL de gua destilada. Aquecer at a fervura e manter temperatura poucoinferior da ebulio por 1 hora. Filtrar por l de vidro. Transferir o filtrado para o frascoambar de tampa esmerilhada, lavado com soluo sulfocrmica. Refiltrar e padronizarnovamente se aparecer depsito de MnO

2.

Padronizao:Pesar 3 pores de 100 a 200 mg de oxalato de sdio anidro, Na2C2O4, p.a., e colocar

em beckers de 400 mL;Adicionar a cada becker 100 ml de gua destilada, e mexer para dissolver o oxalato;Adicionar a cada becker 10 mL de soluo H2SO4 1+1 e aquecer imediatamente a 90 - 95

0C;Titular cada becker com a soluo de permanganato, com agitao , at que se forme a cor rosaclara do ponto final, que persista por pelo menos 1 minuto. Ter o cuidado de no deixar atemperatura baixar a menos de 85 0C.

Efetuar prova em branco com gua destilada.

Para cada soluo de oxalato.N

gNa C O

A BKMnO4

2 2 4

0 06701

( ). ,

onde:A = mL da soluo de KMnO4 gastos na titulaoB = mL da soluo de KMnO4 gastos na titulao da prova em brancoA normalidade da soluo ser a mdia aritmtica dos valores obtidos.

Soluo Oxalato de Sdio 0,05N, padro primrio; dissolver 3,350 g de Na2C2O4, p.a.,padro primrio, em gua destilada. Completar para 1000 mL em balo volumtrico.

Soluo estoque de Nitrito, padronizada: dissolver 1,232 g de NaNO2, p.a.,(quepermaneceu em dessecador por 24 horas) em gua destilada. Diluir a 1000 mL em balovolumtrico. manter o frasco bem fechado.

Padronizao:Pipetar 50 mL de soluo de Permanganato de Potssio 0,05 N, 5 mL de cido

Sulfrico conc. e 50 mL de soluo-estoque de nitrito em um erlenmeyer de 250 mL, tendo ocuidado de imergir a pipeta contendo nitrito no lquido.

Misturar e aquecer a 70 - 80C em chapa eltrica.

Adicionar soluo de oxalato de sdio 0,05 N padro em pores de 10 ml, atdesaparecer a cor do permanganato de potssio.Titular o excesso de oxalato de sdio com soluo de permanganato de potssio at o pontofinal rosa claro.

Efetuar prova em branco com gua destilada.

mg / L NO em N =[(BxC) - (DxE)]

V2

onde:

B = volume total da soluo de permanganato de potssio 0,05N padroempregada;C = volume da soluo de permanganato de potssio empregada;D = volume total da soluo de oxalato empregado;


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E = normalidade da soluo de oxalato empregada;V = volume de soluo-estoque de nitrito.

Soluo intermediria de Nitrito: diluir um volume

V (mL) =12,5

mg / L NO em N da solucao - estoque2

de soluo-estoque padronizada a 250 mL em balo volumtrico, com gua destiladaisenta de nitritos. 1,00 mL = 50 g NO2 em N. Preparar diariamente e guardar em geladeira.

Soluo Padro de Nitrito: diluir 10,00 mL da soluo intermediria de nitrito a 1000mL em balo volumtrico, com gua destilada. Preparar 2 litros 1,00 mL = 0,500 g NO2 emN. Preparar diariamente.

IV - Interferentes

- Material em suspenso interfere, e removido por filtrao atravs de membrana de0,45 m.

- A cor interfere, e removida por tratamento com hidrxido de alumnio.- A alcalinidade interfere quando superior a 600 mg/L (600ppm). A interferncia

eliminada atravs do ajuste de pH.

- Oxidantes e redutores, em geral interferem.

V - Mtodo de Ensaio

- Se a amostra apresentar material em suspenso, filtrar 200 mL atravs de filtro de 0,45m, e utilizar 50 mL do filtrado ou um volume diludo a 50 mL;

- Se a amostra apresentar cor e turbidez clarificar pela adio de 2 mLde hidrxido de alumnio a 100 mL de amostra, e filtrar por papel filtro. Desprezar a primeiraporo do filtrado;

- Numa proveta com tampa colocar 50 ml de amostra (ou amostrafiltrada, ou clarificada), ou volume menor diludo a 50 mL;

- Adicionar 1 mL de reagente de sulfanilamida;- Esperar 2 a 8 minutos, adotar 5 min.;- Adicionar 1 mL de dicloreto de N - (1-naftil) etilenodiamina;- Entre 10 minutos e 2 horas aps a adio, fazer a leitura no

espectrofotmetro a 540 nm. Adotar 10 min.- fazer o Branco, utilizando gua destilada e repetindo o procedimento

executado para a amostra. O Brancoser utilizado para zerar o espectrofotmetro.

VI - Construo da Curva de Calibrao


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- Preparar solues-padro de vrias concentraes de nitrito, fazendodiluies da soluo padro em balo volumtrico conforme a Tabela 1.

Tabela 1Solues-padro para a curva de calibrao do nitrito.Concentrao de NO2 em N , mg/L Volume de soluo -padro a elevar a 1000

mL com gua destilada isenta de nitritos, mL0 (branco) 00,01 20

0,03 600,05 1000,07 1400,09 1800,10 200

- Tratar cada uma destas solues-padro conforme tratamento daamostra, empregando a soluo padro de concentrao 0 mgN/L em NO2 para ajustar o

espectrofotmetro em absorbncia zero.- Construir uma curva: Absorbncia x mgN/L em NO2, utilizando papel

milimetrado. A partir da curva-padro elaborar uma tabela (Absorbncia x mgN/L em NO2).- A curva de calibrao vale para um determinado aparelho, e deve ser

feita nova curva cada vez que forem preparados ou utilizados novos reagentes ou for feitaalguma alterao no aparelho.

VII - Clculos

Leitura direta em mgN/L em NO2

-.

5A. EXPERINCIA: DETERMINAO DE NITRATO EM GUASMTODO DO CIDO FENOLDISSULFNICO (Parte 2)

Curva Padro Inserida: DR 2000; Mtodo no. 952.

I - Introduo

O nitrato ocorre em quantidades pequenas em guas superficiais, epode atingir nveis elevados em guas subterrneas. Nas guas residurias em geral

encontrado pouco nitrato, exceo feita aos efluentes do tratamento biolgico, em que seencontra at 50 mg/L de nitrato. guas de abastecimento contendo quantidades excessivas denitrato podem ser causadoras de metahemoglobinemia nas crianas, por isso o limite


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estabelecido para nitratos neste tipo de gua de 45 mg/L sob forma de NO3- , ou 10 mg/L sob

forma de nitrgenio.Antes do desenvolvimento das nalises bacteriolgicas, as

determinaes das vrias formas de nitrognio eram feitas para verificar a qualidade sanitriadas guas, em conjunto com adeterminao de cloretos. Concentraes elevadas de nitrognioorgnico e de amnia so indicativas de poluio recente, enquanto que concentrao elevadade nitrato considera-se devida a poluio mais antiga.

O conhecimento da concentrao de nitratos, bem como das outrasformas de nitrognio, empregado na verificao do grau de oxidao em rios e esturios e naavaliao dos nveis de purificao obtidos em processos biolgicos de tratamento.

II Tcnica de coleta e preservao

Tipo de frasco:- Vidro, polietileno e polipropileno;

Volume necessrio:- 300 mL;

Preservao da amostra:- adicionar cido sulfrico concentrado at pH2;- usar pipeta;- usar papel indicador de pH;- refrigerar a 40C.

Prazo para anlise:- 24 horas.

III - Materiais, equipamentos e reagentes

- Baguetas de vidro;- Cpsulas de porcelana de 100 mL;- Provetas de 100 mL com tampa de p.p. ou bales volumtricos de 100

mL;- Pipetas graduadas de 5 e 10 mL;- Papel de filtro, Whatman ou similar, dimetro de 11 cm;- Espectrofotmetro, para uso a 410 e a 480 nm.

Reagentes

Hidrxido de amnio, NH4OH, conc., p.a.Suspenso de hidrxido de alumnio:


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- Dissolver 125g de sulfato de alumnio e potssio, AlK(SO4)2 . 12H2O, p.a., ou sulfato de alumnio e amneo, AlNH4(SO4)2 . 12 H2O p.a., em 1 litro de guadestilada.

- Aquecer a 600C e adicionar 55 ml de hidrxido de amneo conc.,lentamente e com agitao. Deixar a mistura em repouso por 1 hora, transfer-la para umbecker de 2 litros, e lavar o precipitado vrias vezes por adio de gua destilada e decantao,at que os testes indiquem ausncia de amnia, cloreto,nitrito e nitrato. Remover o mximo desobrenadante possvel, restando a soluo concentrada.

Soluo de hidrxido de sdio 1N: dissolver 40g de NaOH, p.a., emgua destilada e diluir a 1 litro em balo volumtrico.

Soluo de cido sulfrico 1N: diluir 30 mL H2SO4, conc., p.a.,densidade 1,84, a 1 litro com gua destilada.

Soluo padro de sulfato de prata: dissolver 4,40g Ag2SO4, p.a., emgua destilada e diluir a 1000 mL em balo volumtrico.

Reagente cido fenoldissulfnico: dissolver 25g de fenol branco,

C6H5OH, p.a., em 150 mL de cido sulfrico conc.. Adicionar cuidadosamente 75 mL de cidosulfrico fumegante (15% de SO3 livre), misturar bem com uma bagueta de vidro e aquecer embanho-maria durante 2 horas.

Soluo-estoque de nitrato: dissolver 721,8 mg nitrato de potssioanidro, KNO3, p.a., em gua destilada e diluir a 1000 mL em balo volumtrico. A soluoassim preparada contm 100 mg/L em N.

Soluo-padro de nitrato: diluir 20 mL da soluo-estoque de nitrato a1000 mL com gua destilada, em balo volumtrico.

Soluo de permanganato de potssio 0,1N: dissolver 316 mg KMnO4 ,p.a., em gua destilada e diluir a 100 mL.

Soluo perxido de hidrognio : elevar 10 mL de H2O2, 30% , p.a., a100 mL com gua destilada.

IV - Interferentes

- A cor interfere quando superior a 10, e eliminada tratando a

amostra com suspenso de hidrxido de alumnio;- Os nitritos interferem quando em concentrao superior a 0,2 mg/L,

so eliminados por oxidao por permanganato de potssio;- Cloretos interferem quando em concentrao superior a 10 mg/L, sua

interferncia minimizada atravs da precipitao com sulfato de prata.


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VProcedimento experimental

- Medir o volume de 100 mL de amostra em uma proveta,.- Adicionar 5 gotas de H2SO4 1N;- Juntar 1 mL de gua oxigenada;- Neutralizar com 5 gotas de NaOH 1N;- Transferir todo o volume para uma cpsula de porcelana, e evaporar

at secura em banho-maria;- Adicionar sobre o resduo 2 mL de cido fenoldissulfonico atritar com

a bagueta , para misturar bem o resduo com o reagente e dissolver todo o resduo;- Adicionar ento 10-20 mL de gua destilada e, com agitao e

lentamente, 6-7 mL de hidrxido de amnio- Transferir todo o volume frio para uma proveta com tampa de p.p de

100 mL, filtranto se necessrio, diluir at a marca com gua destilada, tampar e misturar bem;- Transferir a soluo para a cubeta e fazer a leitura no

espectrofotmetro a 410 nm ( para concentraes de at 2 mg/L) ou a 480 nm (paraconcentraes de at 12 mg/L);

- Preparar prova em Branco, utilizando gua estilada em lugar daamostra e utiliz-la para ajustar o aparelho em absorbncia zero.

VI - Construo da curva-padro

- Preparar solues-padro de vrias concentraes de nitratos, fazendodiluies da soluo-padro em balo volumtrico, conforme a Tabela 01.Tabela 01 - Solues-padro de vrias concentraes de nitratos.

Concentrao de N em NO3(mg/L)

Volume de soluo padro a elevar a 100 mlcom gua destilada

(ml)0 (branco) 00,02 1,00,05 2,50,10 5,00,14 7,00,20 10,00,30 15,00,40 20,00,50 25,0

0,60 30,00,80 40,01,00 50,0

- Tratar os padres da mesma forma que a amostra, ajustando oaparelho para absorbncia zero com a prova em branco.

- Construir uma curva Absorbncia x mgN/L em NO3, utilizando papelmilimetrado. A partir da curva-padro, elaborar uma tabela (Absorbncia x mg N /L em NO3).

VII - Clculos

Leitura direta em (mg N /L em NO3-).


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5A. EXPERINCIA: NITROGNIO AMONIACAL adaptado 4500 NH3. B (StandardMethods)Parte 3

Curva Inserida DR-2000; Mtodo n 953

1 - Introduo:A amostra tamponada em pH 9,5 com tampo de borato para reduzir a hidrlise de cianatos e

de compostos orgnicos de nitrognio, e permitir a evoluo total de amnia durante a destilao. Emseguida destilada e recolhida em cido brico. A concentrao de amnia no destilado determinadapor anlise espectrofotomtrixa, aps nesslerizao.

2Coleta de Amostras tipo de frasco: plstico ou vidro volume necessrio: 1000ml; e,

preservao: cido sulfrico at pH


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IIIsoluo saturada de cloreto de mercrio (HgCl2): 30 g para 400 ml de gua destilada;IViodeto de potssio: pesar separado 0,75 g;

Adicionar (III) em (I) vagarosamente e com agitao at a precipitao do HgCl2 vermelho

intenso. Dissolver o precipitado com (IV). Adicionar (II) quando frio e completar para 1000 ml com

gua. Guardar em frasco mbar.;

Soluo estoque de amnia: cloreto de amnio (NH4Cl): depois de seco a 100 C por 2 h,dissolver 3,819 g e completar para 1000 ml de gua destilada; 1mL= 1g de amnia em N.

soluo padro de amnia: diluir 10 ml da soluo estoque e completar para 1000 ml de gua

destilada, 1 mL= 10 g de amnia em N.Preparar as solues padres para a obteno da curva de calibrao, conforme a Tabela 1.

Tabela 1 - Exemplo de obteno de curva padro (nitrognio amoniacal).Concentrao (mg/L) Volume da soluo padro a completar

para 100 ml de gua destilada*Absorbncia

0,0 0,00,3 3,00,5 5,01,0 10,05,0 50,08,0 80,010,0 100,0

* a obter no equipamentoObs: se a concentrao amnia na amostra a ser analisada for maior do que 10 mg/L, dever

haver diluio prvia.

4Procedimento Experimental colocar 100 ml da amostra no tubo macro contendo 3 prolas de vidro; ajustar o pH da amostra em 7,0, utilizando solues bsica (NaOH) ou cida (H2SO4),

conforme o pH inicial da amostra; remover o cloro se necessrio; adicionar 5 ml de tampo de borato e ajustar o pH para 9,5; acoplar o tubo macro ao conjunto de destilao de nitrognio, fazer a destilao recebendo o

destilado num erlenmeyer de 250 ml, contendo 50 ml da soluo de cido brico. A temperatura docondensador, do conjunto, no dever ultrapassar 29 C. A ponta do condensador dever estar imersa

na soluo de cido brico para evitar a perda de amnia;

interromper a destilao quando faltarem aproximadamente 10 ml para completar o volumede 250 ml;

transferir o destilado para um balo volumtrico de 250 ml e completar o volume com guadestilada;

agitar o balo, tomar 50 ml, neutralizar o pH e adicionar 10 ml do reagente nessler; aguardar 30 minutos e fazer a leitura no espectrofotmetro em 420 nm;

VII - Clculos

Leitura direta em (mg N /L em NH3).

QUESTES PARA SEREM RESPONDIDAS NO RELATRIO1) Explique qual a importncia da anlise da Srie de Nitrognio para o Tratamento de Esgotos.2) Explique o fenmeno de nitrificao e desnitrificao.3)

Faa o esquema do ciclo do nitrognio, enfocando as variaes dos estados de oxidaes dasespcies qumicas.

4) Quais so os principais objetivos da anlise de nitrognio? Quais so os interferentes de cadaanlise?


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5) Explique quais so as formas de nitrognio, enfocando as anlises efetuadas nesta experincia.6) Explique como se determina o nitrognio total Kjeldahl.7) Escreva as equaes qumicas das diversas formas de nitrognio, variando os seus estados de

oxidao.

6a. EXPERINCIA: DETERMINAO DE FSFORO TOTALMtodo: cido Ascrbico

1Introduo

Fosfatos so compostos que possuem o fsforo (P) em sua estrutura molecular. O fsforoocorre em guas naturais e em efluentes domsticos e industrias, quase exclusivamente na forma defosfatos. Estes so classificados como ortofosfatos, fosfatos condensados (piro-, meta- e outrospolifosfatos) e fosfatos orgnicos. As formas podem estar solubilizadas, em partculas, ou em corposde organismos aquticos.

O fsforo, na gua, apresenta-se principalmente na forma de ortofosfatos, que esto diretamentedisponveis para o metabolismo biolgico sem necessidade de converses a formas mais simples.Dentre os principais ortofosfatos tem-se: PO4

2-, HPO42-, H2PO4

- e H3PO4.

Os polifosfatos so molculas mais complexas, com dois ou mais tomos de fsforo. Ospolifosfatos se transformam em ortofosfatos pelo mecanismo de hidrlise, mas tal transformao usualmente lenta. Os polifosfatos esto sempre presentes em despejos contendo detergentes sintticos.

O fsforo orgnico normalmente de menor importncia nos esgotos domsticos tpicos, maspode ser importante em guas residurias industriais e lodos provenientes do tratamento de esgotos. Notratamento de esgotos e nos corpos dgua receptores, o fsforo orgnico convertido em ortofosfatos.

Quanto origem, os fosfatos presentes nas guas podem ser divididos em:- Origem natural: devido dissoluo de compostos do solo, carregados pela chuva (lixiviao) e peladecomposio de matria orgnica;- Origem antropognica: devido aos despejos industriais e domsticos, aos detergentes, fertilizantes eexcrementos animais.

De acordo com o STANDARD METHODS (1995), pequenas quantidades de certos fosfatoscondensados so adicionadas a algumas guas de abastecimento durante seu tratamento. Grandesquantidades desses compostos podem ser adicionadas quando a gua utilizada em lavanderias eoutros tipos de limpeza, porque esses materiais so os principais constituintes dos produtos comerciaisde limpeza. Os ortofosfatos so largamente empregados como fertilizantes comuns, e so carregados

pelas enxurradas at os curso dgua. Fosfatos orgnicos so formados primariamente nos processosbiolgicos

Os esgotos domsticos so naturalmente ricos em fsforo, e a concentrao de fosfatosultimamente vem aumentando, dado o uso sempre crescente de detergentes sintticos, que contemfosfatos. Os organismos envolvidos nos processos biolgicos de tratamento de despejos industriais e

domsticos requerem fsforo para reproduo e sntese. Esgotos domsticos contem fsforo emquantidade suficiente para a mineralizao da matria orgnica, tanto que aparece em quantidadesrazoveis em efluentes de estaes de tratamento de esgotos; j quando se trata de efluentes industriais,pode ser necessrio adicionar fosfato ao efluente a ser biologicamente tratado. Alguns dos compostosutilizados para a adio de fsforo a efluentes industriais so:

Produtos Teor (Kg de P utilizvel por 100 Kg do produto bruto)Superfosfatos simples 18Superfosfato enriquecido 30Superfosfato triplo 46Fosfato de amnia 46

Outra possibilidade seria o cido fosfrico;Fosfitos de Hipofosfitos so, em geral, txicos.No tratamento biolgico, o fsforo e o nitrognio tm importante papel em relao matria

orgnica que se pretende remover. Assim, a relao DBO/N/P considerada muitas vezes como


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indicadora da velocidade do tratamento biolgico. Tem sido adotada a relao 100/5/1 como sendonecessria para manter um balano adequado de matria orgnica e nutrientes para o tratamentobiolgico (100 mg/L de DBO, para 5 mg/L de nitrognio, para 1 mg/L de fsforo).

O fsforo essencial ao crescimento dos organismos das guas superficiais, como por exemploos microrganismos do plncton, especialmente algas. Ele pode ser o nutriente que limita aprodutividade destas guas e, neste caso, o lanamento de despejos tratados ou no, ou o carreamentode fertilizantes para as guas superficiais, pode estimular o desenvolvimento excessivo dessesorganismos.

Fosfatos acumulam-se ainda em sedimentos de fundo de guas e em lodos biolgicos, amboscomo formas inorgnicas precipitadas e incorporadas em compostos orgnicos.

O fsforo, na natureza, apesar de existir sempre com o mesmo estado de oxidao (+5),apresenta grande diversidade de formas qumicas. um elemento imprescidvel para a vida. A matriaviva contm aproximadamente 2% de fsforo em peso seco. um fator limitante para o crescimento dealgas em lagos, reservatrios, etc. Age como nutriente, em tratamento biolgico de efluentes,precisando estar presente em quantidade necessria para permitir o desenvolvimento de microrganismosresponsveis pelo tratamento. utilizado para o abrandamento de guas em indstrias, visto que os saisde fosfato de clcio e de ferro so muito insolveis.

Os tripolifosfatos so usados na formulao de detergentes porque estabilizam as partculas desujeira e complexam o Ca e o Fe. Alguns detergentes contm at 13% de P.

A maior contribuio de fsforo para o meio ambiente ocorre atravs de esgoto domstico, quecontm em mdia, de 3 a 15mg/L de P, geralmente distribudo da seguinte maneira:

Ortofosfato: 50%Tripolifosfato: 30%Pirofosfato: 10%P orgnico: 10%

Outra fonte importante o escoamento agrcola, com 0,05 a 1,0 mg/L de P. Em geral as guasde lagos e reservatrios apresentam concentraes de 0,01 a 0,04mg/L de P.

Definio de termosA separao do fsforo dissolvido das formas suspensas feita atravs da filtrao em

membrana de 0,45m. Deve-se desconsiderar o fato de que a filtrao feita atravs da membrana de0,45 m no representa a separao real das formas suspensas e dissolvidas de fsforo; ela meramente uma tcnica analtica conveniente e de fcil repetio, utilizada para proporcionar umaseparao grosseira.

Os fosfatos que respondem aos testes colorimtricos sem necessidade de hidrlise ou digestooxidativa preliminar da amostra so classificados como fsforo reativo. Enquanto o fsforo reativo ,em grande extenso, uma medida do ortofosfato, uma pequena poro do fosfato condensadousualmente presente inevitavelmente hidrolisada durante o procedimento. O fsforo reativo ocorretanto na forma dissolvida quanto na suspensa.

A hidrolise cida, feita temperatura de gua fervente, converte os fosfatos condensadosdissolvidos e particulados em ortofosfato dissolvido. Essa hidrlise inevitavelmente libera algum

fosfato a partir de compostos orgnicos, mas isso pode ser minimizado atravs da seleo correta dafora do cido, do tempo de hidrlise e da temperatura. Esses fosfatos so classificados como fsforocido-hidrolisvel.

As fraes de fosfato que so convertidas a ortofosfatos apenas atravs da destruio poroxidao da matria orgnica presente so consideradas fsforo orgnico. Assim como o fsfororeativo e o fsforo cido-hidrolisvel, o fsforo orgnico ocorre nas fraes dissolvidas e suspensa.Objetivos

A necessidade da determinao de fosfatos justificada pelos seguintes fatores:1) A importncia do fsforo nos sistemas ecolgicos deve-se participao deste elemento em processos

fundamentais do metabolismo dos seres vivos, tais como: armazenamento de energia (forma uma

frao essencial da molcula de ATP) e estruturao da membrana celular (atravs dos fosfolipdeos);2) O fsforo um nutriente essencial para o crescimento dos microrganismos responsveis pelaestabilizao da matria orgnica. , portanto, essencial para o tratamento biolgico de despejos. necessrio um balano adequado de DBO:N:P (100:5:1) no esgoto para o desenvolvimento dos


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microrganismos. Usualmente os esgotos domsticos possuem um teor suficiente de fsforo, mas estepode estar deficiente em certos despejos industriais.

3) O fsforo um elemento indispensvel para o crescimento de algas e, quando em elevadasconcentraes em lagos e represas, pode conduzir a um crescimento exagerado desses organismos(eutrofizao). Assim sendo, o fsforo um dos mais importantes fatores limitantes vida dosorganismos aquticos e sua economia, em uma massa dgua, de importnc ia fundamental nocontrole das algas.

II - Interferentes- cor e turbidez elevada, embora minimizada com o uso de prova em

branco.- cromo hexavalente e nitrito levam a resultados 3% mais baixos

quando presente em concentraes da ordem de 1mg/L e 10-15% mais baixos quando emconcentraes de 10mg/L.

- arsenatos devido a produo de cor azul, semelhante a produzida pelofsforo.

III - Tecnicas de Coleta

- tipo de frasco: vidrolavar o frasco de colta com cido ntrico 1:1

- volume necessrio: 1000mL- preservao da amostra: refrigerar a 4C.- prazo para anlise: 48 horas

IV - Materiais e Reagentes

a) equipamentos- bloco digestor;-espectrofotmetro, comprimento de onda igual a 880 nm ou 700

nm;- micropipetadores (0,1; 0,5 e 1,0 mL).

b) vidraria- erlenmeyer;- bequer;- provetas;- bales volumtricos;- pipetas volumtricas;

- pipeta graduada;- funil;- prolas de vidro;- tubo macro;- pisseta.

c) reagentes- cido sulfrico 5 N (sol. A);- tartarato misto de antimnio e potssio hemihidratato: 1,3715 g de

K(SbO)C4H4O6.1/2H2O p/ 500 mL (sol. B);- mobilidato de amnio: 20 g de (NH

4)6Mo

7O

24 .4.H

2O p/ 500ml

(Sol. C);- cido ascrbico 0,01M, 1,76 g p/ 100 mL (Sol. D);


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- soluo desenvolvedora de cor: misturar 50 mL sol. A + 5mL sol.B + 15mL sol. C + 30mL sol. D. Esta soluo estvel por 4 horas;

- persulfato de amnio;- hidrxido de sdio, NaOH, 1N,- soluo fenolftalena,- soluo estoque de fsforo: pesar 219,5 mg de KH2PO4 anidro e

diluir para 1 L com gua destilada em balo volumtrico.

V - Procedimento Experimental

* LAVAR TODA VIDRARIA A SER USADA PARADETERMINAO DE P COM CIDO CLORDRICO 1:1.

a) Digesto da amostra- pipetar 50 mL da amostra e transferir para um tubo macro;- adicionar 1 mL de H2SO4 conc.;- adicionar 5 mL de HNO3;- levar ao bloco digestor por 1 hora a 105 C (tempo

recomendado para a anlise, porm, na aula de laboratrio ser utilizado 30 min.);- esfriar a temperatura ambiente;- adicionar 3 gotas de fenolftalena e neutralizar com NaOH 1N;- passar para um balo de 100 mL;- medir 25 ml de amostra com uma pipeta, adicionar 8 mL da

soluo desenvolvedora de cor e fazer a leitura em espectrofotmetro a 880 nm ou emespectrocolormetro a 700 nm num perodo compreendido entre 10 e 30 minutos (em aulaadotar 10 min.)

- dever ser efetuada uma prova em branco, com gua destiladadeionizada para diminuir erros e para zerar o equipamento.

b) preparao dos padresOs dados obtidos da curva padro devero ser utilizados parafazer o grfico na forma de concentrao versus absorbncia, conforme a Tabela 1.

Soluo estoque 50 mg/L (pesar 219,5mg de KH2PO4 anidropara 1000mL).Tabela 1Exemplo de curva de calibrao de solues-padro de fsforo.Soluo Estoque(mg/L)

ConcentraoDesejada (mg/L)

Alquota (mL) Volume do Balo(mL)

Absorbncia

50 0,10 0,20 100 a obter50 0,40 0,80 100 50 0,70 1,40 100 50 0,90 1,80 100 50 1,20 2,40 100 50 1,50 3,00 100

* Fazer clculo estatstico para verificar concordncia entre concentraoversus absorbncia.

Construir uma curva de calibrao (absorbncia versus mg/L de P em PO43-,

utilizando-se papel milimetrado.

VI aClculos


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No Laboratrio de Saneamento, foi inserida a curva padro no espectrofotmetro,portanto, o resultado da anlise j est diretamente em mgP/L em PO4

3-.

VI bClculos

mg/L de P = mgPO43- em P x V / Vam x1000

onde:mgPO

4

3- em P obtido da curva-padroV = volume usual de amostra, em mLVam = volume de amostra empregado, em mL.

O resultado expresso com 3 casas decimais.

QUESTES PARA SEREM RESPONDIDAS NO RELATRIO

1) Explique qual a importncia da anlise de Fsforo para o Tratamento de Esgotos.2) Explique quais so os interferentes desta anlise.3) O que so fosfatos? Como o fsforo se apresenta na gua?4) Explique qual a importncia do fsforo para o tratamento biolgico, qual a relao tem sido

adotada entre DBO/N/P para o tratamento biolgico?5) Quais so os principais objetivos da anlise de fosfatos em efluentes ou esgotos?

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

Apostila de Qumica Sanitria e Laboratrio de Saneamento II,CESET/UNICAMP, Profa.Dra. Maria Aparecida C. de Medeiros e colaboradores, 2002.

CETESB, Companhia de Tecnologia e Saneamento Ambiental -Normalizao Tcnica, NT 07 -Anlise Fsico-Qumica da gua, 1a. ed. So Paulo, 1978.

CETESB, Companhia de Tecnologia e Saneamento Ambiental - Guia deTcnico de Coleta e Preservao de Amostras, So Paulo, 1977.

AWWA - APHS - Standard Methods for The Examination of Waterand Wastewater, 20a. ed., New York, 1998.

AZEVEDO NETO, J. M. - Tcnica de Abast

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Apostila- DBO e DQO