Questão de Química — Teorias e Práticas para o Ensino de Química — FGV 2024
Química›Teorias e Práticas para o Ensino de Química
Código
fg096158
Banca
FGV
Órgão
SES-MT
Ano
2024
Nível
Superior
Cargo
Químico
O uso de cloro no tratamento da água pode ter como objetivos a desinfecção com a destruição dos microrganismos patogênicos, a alteração das características da água pela oxidação dos compostos nela existentes ou ambas as ações ao mesmo tempo.Com relação ao cloro e sua aplicação na desinfecção da água para consumo humano, assinale V para afirmativa verdadeira e F para a falsa.( ) O cloro e seus compostos são fortes agentes oxidantes. Em geral, a reatividade do cloro diminui com o aumento do pH, e sua velocidade de reação aumenta com a elevação da temperatura. As reações do cloro com compostos orgânicos e compostos inorgânicos redutores, como sulfitos, sulfetos, íon ferroso e nitrito, são geralmente muito rápidas.( ) O pH da água é um importante fator na cloração. Em pH mais baixo, a espécie de cloro livre predominante é o ácido hipocloroso, já em pH mais alcalino a espécie predominante é o íon hipoclorito. A ação desinfetante e oxidante do cloro é controlada pelo ácido hipocloroso, um ácido forte.( ) Quando existem na água compostos como o nitrito e o nitrato, com a adição de cloro são formados compostos clorados ativos, denominados cloraminas. Sob essa forma, o cloro é denominado cloro residual combinado, sendo as tricloraminas aquelas que apresentam maior efeito desinfetante.As afirmativas são, respectivamente,
AF, F e F.
BF, V e F.
CV, V e V.
DV, F e V.
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GabaritoA — F, F e F.
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Cloração da água: química do cloro e desinfecção
Gabarito: letra A (F – F – F). As três afirmativas contêm erros técnicos: a primeira erra ao afirmar que a reatividade do cloro diminui com o aumento do pH (na verdade, a reatividade aumenta com o pH, pois o ácido hipocloroso, espécie mais reativa, predomina em pH ácido); a segunda erra ao classificar o ácido hipocloroso como ácido forte (é um ácido fraco); e a terceira erra ao afirmar que as tricloraminas apresentam maior efeito desinfetante (na verdade, as monocloraminas são as mais eficazes). A sequência correta é F, F, F.
A cloração é o processo mais utilizado no tratamento de água para consumo humano, e seu entendimento exige dominar a química do cloro em solução aquosa. Quando o cloro gasoso (Cl₂) é adicionado à água, ele sofre hidrólise formando ácido hipocloroso (HOCl) e ácido clorídrico (HCl). O ácido hipocloroso é um ácido fraco que se dissocia parcialmente em íon hipoclorito (OCl⁻) e íon hidrogênio (H⁺). O equilíbrio entre HOCl e OCl⁻ é fortemente dependente do pH: em pH ácido (abaixo de ~7,5), predomina o HOCl; em pH alcalino (acima de ~7,5), predomina o OCl⁻. Essa distinção é crucial porque o HOCl é um agente oxidante e desinfetante muito mais eficaz que o OCl⁻ — estima-se que o HOCl seja de 80 a 100 vezes mais eficiente na desinfecção. Por isso, o controle do pH é essencial na cloração: em águas alcalinas, a eficiência da desinfecção diminui.
A reatividade do cloro também depende da temperatura. De modo geral, o aumento da temperatura acelera as reações químicas, incluindo as de oxidação e desinfecção. No entanto, a solubilidade do cloro gasoso em água diminui com o aumento da temperatura, o que pode reduzir a disponibilidade do cloro para reagir. Na prática, a temperatura ótima de cloração é um equilíbrio entre esses dois fatores.
As cloraminas são compostos formados pela reação do cloro com amônia ou compostos nitrogenados presentes na água. Elas são classificadas em monocloraminas (NH₂Cl), dicloraminas (NHCl₂) e tricloraminas (NCl₃). As monocloraminas são as mais estáveis e apresentam maior poder desinfetante residual, enquanto as tricloraminas são voláteis e têm baixa eficácia desinfetante. Por isso, a afirmativa III está incorreta ao afirmar que as tricloraminas têm maior efeito desinfetante.
A pegadinha da banca está em inverter conceitos-chave: a reatividade do cloro em relação ao pH, a força do ácido hipocloroso e a eficácia das cloraminas. O candidato que não domina esses detalhes pode facilmente marcar a alternativa errada.
Cloração da água
1Espécies de cloro livre
HOCl (ácido hipocloroso)
Predomina em pH ácido
Mais reativo/eficaz
OCl⁻ (hipoclorito)
Predomina em pH alcalino
Menos reativo
2Fatores que afetam a reação
pH: reatividade aumenta com o pH
Temperatura: reação acelera com o calor
3Cloraminas
Monocloraminas (NH₂Cl)
Mais eficazes na desinfecção
Dicloraminas (NHCl₂)
Tricloraminas (NCl₃)
Baixa eficácia desinfetante
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Afirmativa 1 — ❌ Falsa
A afirmativa está incorreta ao afirmar que a reatividade do cloro diminui com o aumento do pH. Na verdade, a reatividade do cloro aumenta com o pH, pois o ácido hipocloroso (HOCl), espécie mais reativa, predomina em pH ácido. Em pH alcalino, predomina o íon hipoclorito (OCl⁻), que é menos reativo. A velocidade de reação aumenta com a temperatura, o que está correto, mas a relação com o pH está invertida.
Afirmativa 2 — ❌ Falsa
A afirmativa está incorreta ao classificar o ácido hipocloroso como um ácido forte. O ácido hipocloroso (HOCl) é um ácido fraco, com constante de dissociação ácida (Ka) em torno de 3,5 × 10⁻⁸. A afirmação de que a ação desinfetante é controlada pelo HOCl está correta, mas a classificação como ácido forte é errada.
Afirmativa 3 — ❌ Falsa
A afirmativa está incorreta ao afirmar que as tricloraminas apresentam maior efeito desinfetante. Na verdade, as monocloraminas (NH₂Cl) são as mais eficazes na desinfecção, enquanto as tricloraminas (NCl₃) são voláteis e têm baixa eficácia. A formação de cloraminas a partir de nitrito e nitrato está correta, mas a eficácia desinfetante está invertida.