Uso de eletrofloculação para descontaminar a água

O ser humano continua desperdiçando água e sujando o meio ambiente, por isso, estima-se que no máximo em 20 anos haverá uma crise de disponibilidade de água. Esse problema ambiental não deve ser deixado de lado nas aulas de Química, mas os alunos precisam ser conscientizados de que suas ações podem mais tarde trazer consequências graves. 

Uma das formas de se fazer isso é por abordar com os alunos quais são os métodos de tratamentos de água destinada ao consumo humano nas ETAs (Estações de Tratamento de Água). No artigo Separação de Misturas e Simulação de Tratamento de Água, você encontrará um exemplo de experimento que mostra várias das técnicas mais usadas atualmente, sendo que uma delas é a floculação.

A floculação é a aglutinação das impurezas, isto é, elas são transformadas em flóculos maiores e mais pesados, por meio da adição de coagulantes, tais como o sulfato de alumínio ou cloreto de ferro, juntamente ao óxido de cálcio (cal virgem), para que assim sejam separadas com maior facilidade da água.

Mas em virtude da escassez dos recursos hídricos, outras técnicas estão sendo desenvolvidas, sendo que uma delas será abordada no experimento a seguir. Trata-se da descontaminação da água por meio da técnica da eletrofloculação, também chamada de eletrocoagulação ou eletroflotação, que também causa a aglutinação das impurezas, porém, por meio de reações de oxirredução.

Materiais e reagentes:

• 1 bateria de 9 V;
• 2 pregos;
• Água;
• Sal (cloreto de sódio);
• Corante alimentício;
• 1 colher (de café);
• Garras do tipo “jacaré”;
• 2 fios de cobre de cerca de 20 cm cada um;
• Filtro de papel;
• Funil;
• 2 béqueres de 50 mL.

Procedimento experimental:

1. Coloque cerca de 30 mL de água em um béquer;
2. Adicione 1 colher de café de sal, que corresponde a cerca de 100 mg;
3. Adicione umas três gotas do corante alimentício e misture bem, reservando;
4. Faça uma aparelhagem em que cada prego fique conectado a um fio de cobre por meio das garras de jacaré. Os fios, por sua vez, serão conectados a cada polo da bateria;
5. Sem tocar nos pregos, mergulhe-os na solução preparada no béquer;

6. Depois de aguardar a reação ocorrer (o melhor é fazer de um dia para o outro, pois quanto maior for tempo em que a eletrofloculação ocorrer, melhores serão os resultados), filtre a solução usando o outro béquer, o funil e o papel de filtro.

Resultados e Discussão:

Os pregos usados são formados por ferro, assim, cada um deles constitui um eletrodo ou polo. O ânodo é o que fornece íons metálicos:

Ânodo: Fe_(s) → Fe²⁺_(aq) + 2e^-

Esses íons reagem com a hidroxila do meio aquoso e o hidróxido de ferro (II ou III) é formado:

Fe²⁺_(aq) + 2 OH^-_(ℓ) → Fe(OH)_2(s)

Essa base que se formou é pouco solúvel em água e absorve o corante disperso na solução. Esses flóculos formados podem, então, ser facilmente separados da água por uma simples filtração, assim é obtida água limpa.

Ao mesmo tempo, podem-se observar bolhas no outro polo (cátodo), que é o gás hidrogênio liberado:

Cátodo: 2 H₂O_(ℓ) + 2e^- → H_2(g) + 2 OH^-_(ℓ)

A reação global é dada por:

Ânodo: Fe_(s) → Fe²⁺_(aq) + 2e^-
Fe²⁺_(aq) + 2 OH^-_(ℓ) → Fe(OH)_2(s)
Cátodo: 2 H₂O_(ℓ) + 2e^- → H_2(g) + 2 OH^-_(ℓ)

Fe_(s) + 2 H₂O_(ℓ) → Fe(OH)_2(s) + H_2(g)

Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química