Questão de Química — Relações da Química com as Tecnologias, a Sociedade e o Meio Ambiente — FGV 2024

Tratamento de água: produtos químicos típicos

Gabarito: letra C. A alternativa correta é a que associa corretamente cada etapa do tratamento de água ao produto químico típico: CaO (óxido de cálcio, cal virgem) para controle de pH, FeCl₃ (cloreto de ferro III) como coagulante, Cl₂ (gás cloro) para desinfecção e H₂SiF₆ (ácido fluossilícico) para fluoretação. As demais alternativas erram ao trocar a função de algum composto ou ao usar substâncias que não são empregadas nas ETAs.

O tratamento de água para consumo humano é um processo que envolve várias etapas, cada uma com um objetivo específico e, portanto, com produtos químicos adequados. A questão cobra o conhecimento desses produtos e suas funções. Vamos entender cada etapa mencionada no enunciado:

1. Controle de pH: A água bruta pode ter pH fora da faixa ideal para os processos de coagulação e desinfecção. Para ajustar o pH, utiliza-se um óxido ou uma base. O óxido de cálcio (CaO), conhecido como cal virgem, é amplamente utilizado. Ao reagir com a água, forma hidróxido de cálcio (Ca(OH)₂), que é uma base forte e eleva o pH. Outros óxidos, como o MgO, também poderiam ser usados, mas o CaO é o mais comum e típico.

1. Coagulação: A coagulação é a etapa em que se adiciona um produto químico para neutralizar as cargas elétricas das partículas em suspensão (como argilas e microrganismos), fazendo com que se aglomerem e possam ser removidas por decantação ou filtração. O enunciado pede um reagente contendo cloro para coagulação. O cloreto de ferro III (FeCl₃) é um coagulante clássico. Ao ser adicionado à água, o Fe³⁺ hidrolisa, formando espécies que neutralizam as cargas negativas das partículas. O sulfato de alumínio (Al₂(SO₄)₃) também é um coagulante comum, mas não contém cloro. O cloreto de ferro III é a opção que atende ao requisito de conter cloro.

1. Desinfecção: A desinfecção visa eliminar microrganismos patogênicos. O enunciado pede um gás para essa função. O gás cloro (Cl₂) é o desinfetante mais utilizado no mundo. Ele é um gás amarelo-esverdeado, que ao ser dissolvido na água forma ácido hipocloroso (HClO), um agente oxidante que destrói as membranas celulares dos microrganismos. O ozônio (O₃) também é um gás desinfetante, mas o cloro é o mais típico e o que se encaixa na descrição de "gás para desinfecção" de forma mais direta.

1. Fluoretação: A fluoretação é a adição de flúor à água para prevenção de cáries dentárias. O enunciado pede um ácido para essa função. O ácido fluossilícico (H₂SiF₆) é o composto mais utilizado no Brasil para fluoretação. Outros compostos, como o fluoreto de sódio (NaF) e o fluossilicato de sódio (Na₂SiF₆), também são usados, mas o H₂SiF₆ é um ácido e atende à descrição. O CaF₂ (fluoreto de cálcio) é um sal, não um ácido, e não é usado diretamente na fluoretação.

Agora, vamos analisar cada alternativa, identificando o erro específico de cada uma:

Alternativa A — ❌ Incorreta

A alternativa A (SiO₂, ClO₂, O₂ e HF) erra em vários pontos. O SiO₂ (dióxido de silício) é um óxido, mas não é usado para controle de pH em ETAs; ele é um componente da areia, usada em filtros. O ClO₂ (dióxido de cloro) é um desinfetante, mas não é um coagulante. O O₂ (gás oxigênio) não é usado como desinfetante em ETAs; ele é importante para a oxigenação da água, mas não para desinfecção. O HF (ácido fluorídrico) é um ácido, mas é extremamente tóxico e corrosivo, não sendo utilizado na fluoretação de água potável; o composto típico é o ácido fluossilícico (H₂SiF₆). Portanto, a alternativa A está incorreta.

Alternativa B — ❌ Incorreta

A alternativa B (Na₂O, KCl, O₃ e CF₃COOH) também está incorreta. O Na₂O (óxido de sódio) é um óxido, mas é muito reativo e não é usado para controle de pH em ETAs; o CaO é o típico. O KCl (cloreto de potássio) é um sal, não um coagulante; ele não contém cloro na forma de íon cloreto que possa atuar como coagulante. O O₃ (ozônio) é um gás desinfetante, mas o enunciado pede um gás para desinfecção, e o cloro (Cl₂) é o mais típico; o ozônio é uma alternativa, mas a combinação com os outros erros torna a alternativa incorreta. O CF₃COOH (ácido trifluoroacético) é um ácido orgânico, mas não é usado na fluoretação de água; o composto típico é o ácido fluossilícico (H₂SiF₆). Portanto, a alternativa B está incorreta.

Alternativa C — ✅ Correta ⟵ GABARITO

A alternativa C (CaO, FeCl₃, Cl₂ e H₂SiF₆) é a correta. O CaO (óxido de cálcio) é um óxido usado para controle de pH. O FeCl₃ (cloreto de ferro III) é um reagente contendo cloro usado como coagulante. O Cl₂ (gás cloro) é um gás usado para desinfecção. O H₂SiF₆ (ácido fluossilícico) é um ácido usado para fluoretação. Todos os compostos e suas funções estão corretos, atendendo exatamente às descrições do enunciado.

Alternativa D — ❌ Incorreta

A alternativa D (MgO, Al₂SO₄, O₃ e CaF₂) está incorreta. O MgO (óxido de magnésio) é um óxido, mas não é o mais típico para controle de pH; o CaO é o mais comum. O Al₂SO₄ (sulfato de alumínio) é um coagulante, mas não contém cloro, contrariando o enunciado que pede um reagente contendo cloro para coagulação. O O₃ (ozônio) é um gás desinfetante, mas o cloro (Cl₂) é o mais típico. O CaF₂ (fluoreto de cálcio) é um sal, não um ácido, e não é usado diretamente na fluoretação; o composto típico é o ácido fluossilícico (H₂SiF₆). Portanto, a alternativa D está incorreta.

Gabarito: letra C