Sais de brometo comuns na água: ocorrência, solubilidade e tratamento
Na água, o brometo está presente sob a forma de iões Br− dissolvidos, juntamente com outros iões. Designações como brometo de sódio ou brometo de magnésio descrevem os sais utilizados para adicionar brometo ou as combinações iónicas numa salmoura; normalmente, estes não permanecem como moléculas distintas em solução.
Esta página apresenta um resumo das águas que contêm brometo, de sais de brometo representativos e da sua solubilidade aproximada em água pura. Para uma visão geral da ocorrência de brometo, das considerações relativas ao tratamento da água e da recuperação industrial, consulte Bromo na água.
Sais de brometo em águas naturais e industriais
Na água doce, o brometo é geralmente um constituinte dissolvido minoritário. A água do mar contém, em média, cerca de 65 mg/L de brometo, tendo sido comunicadas concentrações superiores a 80 mg/L em algumas regiões. Na água do mar e nas salmouras naturais, o brometo ocorre juntamente com sódio, magnésio, potássio, cálcio e cloreto; atribuir o brometo dissolvido a um sal específico é uma convenção útil para efeitos de contabilização, não uma descrição direta de moléculas distintas na água. As águas-mães da evaporação da água do mar (salmouras residuais), as salmouras continentais e as águas de formação de campos petrolíferos podem tornar-se muito mais concentradas.
As correntes industriais com brometo incluem salmouras de alimentação para a produção de bromo e fluidos especializados de completação ou intervenção em poços petrolíferos. O brometo de cálcio e o brometo de zinco são utilizados em salmouras límpidas densas; o brometo de sódio também é utilizado em fluidos de completação. O brometo de amónio é mais típico de correntes químicas ou de processo do que de águas naturais. Uma análise da água deve indicar o brometo e os iões que o acompanham, em vez de deduzir a presença de um sal apenas a partir do brometo.
Sais de brometo representativos e solubilidade
Os valores abaixo são solubilidades aproximadas dos sais puros em água a cerca de 25 °C, expressas em gramas de sal por 100 g de água. São valores de referência, não limites de projeto para salmouras mistas. O estado de hidratação, a temperatura, a pressão e outros sais dissolvidos podem alterar o comportamento das fases. Todos os sais indicados são muito solúveis; o brometo geralmente permanece em solução durante a evaporação normal da água, a menos que a salmoura seja submetida a uma sequência especializada de recuperação de sais.
| Sal | Fórmula | Solubilidade aproximada a cerca de 25 °C | Contexto típico na água ou em processos |
|---|---|---|---|
| Brometo de sódio | NaBr | 94,6 g/100 g de água | Água do mar e salmouras naturais, sob a forma de iões dissolvidos; alimentação para a produção de bromo e alguns fluidos de completação |
| Brometo de magnésio | MgBr2 | Cerca de 100,6 g/100 g de água; a fase de hidrato sólido afeta o valor indicado | Água do mar, lagos salinos, salmouras profundas e salmouras residuais |
| Brometo de potássio | KBr | 67,8 g/100 g de água | Dissolvido em águas salinas naturais, em menor abundância do que o sódio e o magnésio; correntes químicas e de processos especializados |
| Brometo de amónio | NH4Br | 78,3 g/100 g de água | Fabrico de produtos químicos e soluções de processo; não é um sal predominante nas águas naturais |
| Brometo de cálcio | CaBr2 | 156 g/100 g de água | Salmouras límpidas densas para completação, intervenção e utilização como fluido de isolamento em poços petrolíferos |
| Brometo de zinco | ZnBr2 | 471 g/100 g de água | Salmouras especializadas de alta densidade para completação de poços petrolíferos, frequentemente misturadas com brometo de cálcio |
A solubilidade é expressa por massa de água, não por massa ou volume da solução final. Estes valores não permitem prever quando um sal cristaliza a partir de uma salmoura real sem considerar a composição iónica completa e os equilíbrios de fases dependentes da temperatura.
Opções de remoção, concentração e recuperação
| Objetivo | Abordagem possível | Considerações principais |
|---|---|---|
| Reduzir o brometo em águas de baixa ou moderada salinidade | Seletiva para brometo: permuta iónica | O desempenho depende da seletividade da resina, da competição com cloreto e sulfato, da capacidade operacional, da regeneração e da gestão da solução regenerante usada. |
| Reduzir os sais dissolvidos na água e transferir o brometo para um concentrado | Osmose inversa | A rejeição de sais e a recuperação dependem da membrana, da composição química da água de alimentação e das condições de operação. O concentrado continua a conter brometo e requer uma via de reutilização, recuperação ou eliminação. |
| Separar e concentrar iões numa alimentação salina | Eletrodiálise ou eletrodiálise reversível | Transfere iões através de membranas seletivas para um concentrado. A seletividade e o consumo de energia dependem da salinidade e dos iões concorrentes; o processo não destrói o brometo. |
| Recuperar bromo elementar de salmoura industrial rica em brometo | Oxidação controlada de Br− em Br2, seguida de arrastamento com ar ou vapor e captura | Uma via especializada de recuperação industrial que envolve bromo volátil e perigoso e agentes oxidantes; requer sistemas de contenção e controlo concebidos especificamente para esse fim. |
| Concentrar uma salmoura mista ou reduzir a descarga de efluente líquido | Evaporação e cristalização por etapas | Estas operações concentram os sais, mas não removem seletivamente o brometo. Como os sais de brometo são muito solúveis, o brometo geralmente permanece na água-mãe residual ou na salmoura residual, enquanto os minerais menos solúveis cristalizam. |
A clarificação e a filtração convencionais não removem de forma fiável o brometo dissolvido. A precipitação química pode ser útil para outros constituintes de uma salmoura, mas não se deve pressupor que precipite seletivamente o brometo. A seleção do processo requer a composição medida da água, a qualidade pretendida para o produto ou a descarga, o objetivo de recuperação e uma via adequada para a gestão do concentrado.
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Última revisão: pela Lenntech.
Fontes e leituras complementares
- OMS: concentrações de brometo em água doce, água do mar e água dessalinizada
- PubChem / HSDB: propriedades e solubilidade do brometo de sódio
- PubChem: propriedades e solubilidade do brometo de potássio
- PubChem / HSDB: solubilidade do brometo de cálcio
- PubChem / HSDB: solubilidade do brometo de amónio
- PubChem / HSDB: solubilidade do brometo de zinco
- USGS: brometo em águas naturais e salmouras
- SLB: salmouras límpidas para operações de completação e intervenção em poços
- Health Canada: referências sobre a formação de bromato e o tratamento por membranas
- Arquivo da EPA dos EUA: recuperação industrial de bromo a partir de salmouras