Resposta ao desafio da dosagem de bissulfito de sódio

No post com o desafio, perguntamos qual seria a vazão em l/h de uma solução 25% m/m de bissulfito de sódio em uma linha de 20 m3/h de água para elevar a concentração a 5 ppm.

Resposta:

A primeira observação que vamos fazer é em relação ao ppm. Em baixas concentrações, é comum utilizarmos o ppm (partes por milhão) como um arredondamento para mg/l. Este arredondamento assume que a densidade total da solução é de aproximadamente 1.000.000 mg de água/l. Então para o nosso caso: 5 ppm = 5 mg/l. Porém cuidado se sua concentração é muito alta, e a densidade da solução começa a se afastar muito desta aproximação.

Partimos então para a aplicação da fórmula:

Neste ponto, chegamos em um dos lados da equação já com a vazão mássica de bissulfito necessária, ou seja: 100.000 mg/h (ou 100 g/h de bissulfito necessitam entrar na linha principal).

Agora vamos para a concentração de bissulfito no tanque:

25% m/m quer dizer 0,25 kg de bissulfito/kg de solução.

Como sabemos que 1 kg = 1.000.000 mg, convertemos de kg para mg:

Aplicamos então esta concentração na fórmula principal:

Cortamos as unidades:

Como a bomba dosadora injeta volume de solução e não massa, se a densidade do bissulfito de sódio em solução fosse 1,0 g/ml, já teríamos diretamente os 0,4 l/h de solução.

Porém, temos que encontrar a densidade de uma solução de bissulfito de sódio em exatos 25%. Esta densidade geralmente está exposta na FISPQ ou na ficha técnica do produto químico concentrado. Outra forma de apurar este valor em campo é coletar exatos 100 ml de solução em uma proveta tarada e verificar qual o peso em uma balança de laboratorio.

Vimos que muitas respostas consideraram os 1,48 kg/l que é uma das densidades mais citadas na internet, porém esta densidade é de uma solução de bissulfito de sódio saturado, geralmente em solução a 42% m/m.

A solução de bissulfito de sódio a 25% pode ser encontrado nesta ficha técnica como sendo algo em torno a 1,33 kg/l.

Então temos que:

Não se preocupe se não chegou exatamente neste valor, somente queríamos que você se atentasse principalmente nestes dois detalhes:

1 - A equação C1V1=C2V2 é extremante dependente das unidades que você escolhe na hora de colocar a concentração do soluto. Fique atento ao m/m (massa sobre massa) ou m/v (massa sobre volume) na hora de coletar este dado do produto químico.

2 – Se você usa as unidades de cada valor na equação, fica fácil no final saber se o que você encontrou foi uma vazão mássica (kg/h) ou já a vazão volumétrica (l/h). Usar todas as unidades e ir cancelando e ajustando elas à medida que você vai evoluindo na resolução do problema ajuda a detectar falhas e assegura que você está chegando no final da equação com as unidades que precisa, ou se precisa ainda aplicar a densidade ou outro fator de conversão.