Magnésio (Mg) e água

Magnésio (Mg) e água: ocorrência, dureza e tratamento

O magnésio é um mineral dissolvido que ocorre naturalmente na água doce e na água do mar. Juntamente com o cálcio, os iões de magnésio (Mg²⁺) contribuem para a dureza da água. Esta página distingue o magnésio dissolvido na água do magnésio metálico, que se comporta de forma muito diferente.

Um copo de laboratório com uma fita de magnésio a reagir na água, junto de equipamento de tratamento de água e de um tablet que apresenta a equação da reação entre o magnésio e a água. — Ilustração de magnésio metálico a reagir com água e de equipamento de tratamento de água.

Como reage o magnésio com a água?

O magnésio metálico reage muito lentamente com água líquida fria porque uma camada superficial limita a continuação da reação. A reação é mais rápida com água quente. O magnésio reage com água líquida para formar hidróxido de magnésio e hidrogénio gasoso:

Mg(s) + 2 H₂O(l) → Mg(OH)₂(s) + H₂(g)

Com vapor de água, o magnésio forma óxido de magnésio e hidrogénio:

Mg(s) + H₂O(g) → MgO(s) + H₂(g)

Estas reações descrevem o magnésio elementar, não o Mg²⁺ dissolvido normalmente medido na água natural. Os incêndios de magnésio metálico constituem um perigo distinto: a água, a espuma e o dióxido de carbono são agentes extintores inadequados. O combate ao incêndio deve ser deixado a equipas de intervenção com formação, utilizando agentes apropriados.

Porque está o magnésio presente na água?

A meteorização e a dissolução de rochas e minerais que contêm magnésio, incluindo a dolomite e a magnesite, libertam magnésio nas águas subterrâneas e superficiais. As concentrações variam com a geologia local, a composição química da água e o tempo de contacto. As águas salinas e algumas descargas industriais também podem conter concentrações elevadas de magnésio.

Na água, o magnésio está presente principalmente sob a forma de Mg²⁺ dissolvido. A sua concentração e forma química dependem do pH, da alcalinidade e dos outros iões dissolvidos presentes.

Carbonato de magnésio, sulfato de magnésio e água do mar

O magnésio ocorre em rochas e minerais sob várias formas. A magnesite é carbonato de magnésio (MgCO₃), e a dolomite contém carbonato de cálcio e carbonato de magnésio. Estes minerais podem libertar magnésio à medida que sofrem meteorização, embora a magnesite seja pouco solúvel e a sua dissolução dependa da composição química da água.

O sulfato de magnésio (MgSO₄) ocorre naturalmente na água do mar e em nascentes minerais, bem como em minerais hidratados, como a epsomite. Os minerais de sulfato de magnésio são solúveis, pelo que a sua dissolução pode acrescentar tanto magnésio como sulfato à água. Na água do mar, porém, estas substâncias são geralmente descritas como iões dissolvidos de Mg²⁺ e SO₄²⁻; uma parte dos iões forma pares iónicos dissolvidos, pelo que nem todos estão presentes como moléculas intactas de MgSO₄.

Como composição de referência, a água do mar com uma salinidade de cerca de 35 contém aproximadamente 1,294 g de magnésio por quilograma de água (cerca de 1 294 mg/kg). A concentração real varia com a salinidade e a localização. O magnésio é um dos principais iões dissolvidos na água do mar.

Magnésio, dureza da água e incrustações

A dureza da água é causada principalmente pelo cálcio e pelo magnésio dissolvidos. É habitualmente expressa em miligramas por litro de equivalente de carbonato de cálcio (mg/L como CaCO₃). A água dura pode reduzir a formação de espuma do sabão e contribuir para depósitos minerais em tubagens, aquecedores e outros equipamentos. A quantidade e o tipo de incrustações dependem da composição química global da água e das condições de funcionamento; o magnésio, por si só, não determina se ocorrerá formação de incrustações.

Considerações ambientais e de saúde

O magnésio é um nutriente essencial para plantas e animais; nas plantas, faz parte da molécula de clorofila. Os seus efeitos ambientais dependem da concentração, da exposição e da composição química da água recetora. A presença de magnésio, por si só, não indica que a água seja prejudicial ou benéfica.

O magnésio é também um nutriente essencial para as pessoas, e a água potável pode contribuir para a sua ingestão alimentar. A Organização Mundial da Saúde analisou as evidências relativas ao magnésio e ao cálcio na água potável, incluindo a sua contribuição para a ingestão e possíveis associações com a saúde. Concentrações muito elevadas de magnésio, sobretudo quando acompanhadas de concentrações elevadas de sulfato, podem ter um efeito laxante. As condições médicas e os medicamentos ou suplementos que contêm magnésio também podem afetar a forma como o organismo processa o magnésio; esta página não constitui aconselhamento médico.

Como se pode reduzir o teor de magnésio na água?

O teor de magnésio é reduzido quando o objetivo do tratamento é diminuir a dureza da água ou o teor de minerais dissolvidos. O processo adequado depende da água de origem, da qualidade exigida para a água produzida e das condições de funcionamento.

Abrandamento por troca catiónica: substitui os iões de cálcio e magnésio dissolvidos por outros iões, geralmente de sódio, para reduzir a dureza.
Abrandamento com cal: com pH e condições de processo adequados, o magnésio pode ser precipitado sob a forma de hidróxido de magnésio e removido juntamente com os sólidos do tratamento.
Osmose inversa: pode reduzir os sais dissolvidos, incluindo o magnésio, produzindo simultaneamente uma corrente de concentrado que deve ser gerida adequadamente.

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