Acidez e Alcalinidade
por Tim Loftus
Níveis de acidez em águas residuais indicam as suas propriedades corrosivas e podem assumir um papel de liderança na regulação de processos biológicos, bem como em reacções químicas (tais como a coagulação química e a floculação). A alcalinidade também contribui para as propriedades das águas residuais, muitas das quais também afectam os processos biológicos (como a nitrificação) e as reacções químicas.
Embora tanto a acidez como a alcalinidade estejam relacionadas com o pH, não devem ser confundidas com o pH, nem os termos devem ser utilizados de forma intercambiável. A acidez é uma medida da capacidade de uma solução reagir com uma base forte (geralmente hidróxido de sódio, NaOH) a um valor de pH pré-determinado. Esta medida é baseada no constituinte ácido total de uma solução (ácidos fortes e fracos, sais hidrolisantes, etc.) É possível ter água altamente ácida mas com valores de pH moderados. Da mesma forma, o pH de uma amostra pode ser muito baixo, mas ter uma acidez relativamente baixa. A acidez é semelhante a um tampão, pois quanto maior a acidez, mais neutralizador é necessário para neutralizá-la.
A alcalinidade é a medida da capacidade de uma solução reagir com um ácido forte (geralmente ácido sulfúrico H2SO4) a um pH pré-determinado. A alcalinidade de uma solução é geralmente composta por carbonato, bicarbonato e hidróxidos. Semelhante à acidez, quanto maior for a alcalinidade, mais agente neutralizante é necessário para neutralizá-la. Em geral, uma estação de tratamento e seu sistema de coleta funciona melhor com águas residuais de menor acidez e maior alcalinidade.
De acordo com as diretrizes de amostragem e preservação da EPA, as amostras para as medições de acidez e alcalinidade podem ser coletadas em garrafas de vidro ou plástico e armazenadas a 4 graus Celsius por até catorze dias. Entretanto, o manuseio das amostras provavelmente desempenha um papel muito mais importante na preservação da integridade da amostra. A acidez e a alcalinidade são muito afetadas pela exposição à atmosfera. Grandes áreas de superfície ou longos tempos de contacto com a atmosfera, tanto no recipiente da amostra como durante a análise, podem dissolver gases na amostra ou permitir que os gases dissolvidos já na amostra escapem, alterando assim as medições. Quando a amostragem para a acidez e alcalinidade, é melhor não deixar espaço de cabeça no recipiente. Além disso, não filtre a amostra (o que cria alta turbulência) ou deixe em um béquer aberto na bancada do laboratório por horas. Despeje uma alíquota imediatamente antes da análise para que minimize a exposição ao ar. Durante a análise, mantenha a turbulência de mistura a um mínimo. Estas medidas são particularmente importantes ao determinar níveis baixos de acidez ou alcalinidade.
Análises de acidez e alcalinidade cada uma compreende uma titulação simples. Basicamente, a acidez é determinada pela titulação da amostra com hidróxido de sódio a um pH de 8,3 (muitas vezes chamado de acidez fenolftaleína – este termo remonta ao tempo anterior aos medidores eletrônicos de pH). A alcalinidade é determinada pela titulação com ácido sulfúrico a um pH de 4,5. Embora estes pontos finais de pH sejam comuns em situações de águas residuais, outros pontos finais são frequentemente utilizados, dependendo de certas condições de teste ou amostra. Além disso, como tanto a acidez como a alcalinidade não são análises para produtos químicos específicos, mas representam as propriedades específicas de uma solução, as suas medições são equiparadas a uma quantidade equivalente de carbonato de cálcio. Isto é feito para que as medições de diferentes amostras possam ser comparadas umas com as outras. Por isso, sempre informe as medições de acidez e alcalinidade como “___ mg CaCO3/L a pH ___”. As fórmulas matemáticas para o cálculo da acidez e alcalinidade, assim como as descrições de certos casos em que o pré-tratamento da amostra é necessário, podem ser encontradas nos Métodos Padrão.
Em conclusão, os testes de acidez e alcalinidade são fáceis de realizar. E com uma amostragem cuidadosa, você estará no caminho certo para monitorar com precisão a eficácia do controle da corrosão da água doméstica do seu distrito, monitorando parte do processo de nitrificação no lodo ativado da sua instalação, ou mesmo solucionando problemas no processo de adição química para remoção de fósforo no efluente final.
As recomendações neste artigo para análises de acidez e alcalinidade são muito gerais. Verifique sempre os seus regulamentos estaduais e locais. Você pode ter requisitos adicionais para atender.