INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO RIO GRANDE DO NORTE- IPANGUAÇU.

LICENCIATURA EM QUÍMICA

8º PERIODO

FÍSICO- QUÍMICA 3

COMPONENTES: FRANCISCO FERREIRA DA COSTA JUNIOR

WELLINGTON PINHEIRO LOPES JUNIOR

WHAKSON KLEBER DE SOUZA FERREIRA

ELETROFLOCULAÇÃO

IPANGUAÇU-RN, 2013

INTRODUÇÃO

A eletrofloculação é um fenômeno que se compõe de duas reações eletroquímicas distintitas, mas complementares, denominadas, “eletroflotação” e “eletrocoagulação”.

A eletroflotação é um processo eletroquímico que permite gerar micro-bolhas de oxigênio e de hidrogênio. Estas micro-bolhas de dimensões extremamente reduzidas ( < 0,01 mm), por diferença da sua massa especifica em comparação com a massa especifica do liquido a tratar. Têm tendência a subir em direção a superfície da célula, levando consigo toda a matéria em suspensão presente, com hidrocarbonetos, coloides etc. provocando, já nesta fase, uma clorificação do liquido tratado.

(-) catado 2H2O + 2e- H2 + 2 OH-

(+) anodo 2H2O O2 + 4H+ + 4e-

Oxigênio gerado em uma parte do eletrodo resulta ser muito reativo e eficaz, favorecendo pela sua qualidade oxidante a quebra de eventuais moléculas orgânicas resistentes. Em alguns casos pode-se obter o próprio fenômeno de oxidação, enquanto o hidrogênio produzido no polo oposto (positivo) é utilizado como redutor de moléculas orgânicas.

A eletrocoagulação é caracterizada pela eletrólise realizada com anodos de sacrifício como ocorre, por exemplo, com o alumínio e o ferro. A passagem de corrente elétrica através deles, provoca a sua dissolução conforme as reações:

Al Al 3++ 3e-

Fe Fe 2+ + 2e-

Uma vez que o valor do pH no reator eletrolítico é mantido em 6,5 < pH < 9, formam-se imediatamente os hidróxidos correspondentes destes metais, pois os grupos hidroxilas (OH-) reagem com os cátions livres, reagindo inclusive com os contaminantes ainda presentes no resíduo.

Al 3++ 3OH- Al(OH)3

Fe 2+ + 2OH- Fe(OH)2

MATERIAIS E MÉTODOS

2 beques 1000mL

1 béquer 50ml

1 bastão de vidro

Balança analítica

Espátula

2 Eletrodos de ferro

Um par de fios de cobre com garra tipo jacaré nas duas extremidades

Conversor de energia 220/ 12 volts

Papel filtro

Funil de vidro

REAGENTES:

Água de torneira

NaCl P.A

Corante de roupa rosa

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Inicialmente colocou-se um béquer de 50 mL na balança analítica e tarou-se. Em seguida introduziu-se pequenas quantidades de NaCl no béquer até atingir a massa de 0,5 g; logo após adicionou-se o sal em um béquer de 1000 mL que continha o volume de 800 mL de água da torneira, levando este para a bancada. Seguindo com o experimento adicionou-se certa quantidade de corante e mexeu-se com o bastão de vidro obtendo uma coloração rosa.

Após preparar a solução, introduziu-se os eletrodos dentro da mesma e em seguida ligou-se as garras aos fios conectados ao conversor e com a outra ponta conectou-se aos eletrodos. Cada eletrodo estava ligado a polos diferentes, onde o polo positivo era o anodo e o polo negativo era o catodo. Ao ligar o conversor observou-se a liberação de gás hidrogênio no catodo.

Alguns minutos depois visualisou-se uma grande mudança na coloração da água, onde aos poucos constatou-se uma pequena formação de uma espécie de lama em volta do anodo, contendo hidróxido de ferro.

Depois de trinta minutos desligou-se o conversor e ficou-se observado que a

água estava parcialmente limpa, onde foi possível identificar uma camada suspensa presente na mesma. Em seguida retirou-se os eletrodos de dentro do Becker que continha a solução e mexeu-se com o bastão de vidro deixando a mesma com uma coloração totalmente escura. Depois de alguns minutos constatou-se o processo de decantação na solução.

Seguindo com o experimento pegou-se papel filtro, introduziu-se no funil, onde foi colocado em outro Becker limpo e seco, para fazer a filtração da solução. Depois do processo de filtragem mediu-se o pH da água, constatando-se que a mesma tinha pH= 7.

CONCLUSÃO

O presente experimento demonstrou a viabilidade e aplicação técnica da eletrofloculação como alternativa para o tratamento de água, usando eletrodos de ferro, através de reações “redox”, sendo que na oxidação ocorre a perda de elétrons, enquanto que na redução ocorre o inverso o ganho de elétrons.

O polo negativo catodo é responsável pela redução, e o polo positivo anodo é responsável pela oxidação.

Observou-se também que um dos eletrodos é usado para fornecer íons metálicos para a formação de hidróxido de ferro (II ou III), pouco solúvel, que absorveu o corante presente na solução. Constantemente, bolhas de gás produziam-se no outro eletrodo, que arrastam alguns dos flocos formados pelo hidróxido e ajudam no estágio de separação (eletroflotação).

PÓS-LABORATÓRIO

Segundo CRESPILHO & REZENDE (2004), quanto maior a distância entre os eletrodos, maior deverá ser a diferença de potencial aplicada, pois a solução possui resistividade à passagem de corrente elétrica. Assim, de acordo com as características do efluente, a distância entre os eletrodos pode variar para melhorar a eficiência do processo. Por exemplo, distâncias maiores poderão ser impostas quando a condutividade do efluente for relativamente elevada; caso contrário, a distância deverá ser a menor possível para que não ocorra aumento exagerado do potencial.

REFERÊNCIAS:

CRESPILHO, F. N., REZENDE,M.O.O.,Eletroflotação: Princípios e Aplicações.Editora Rima, São Carlos, 1ª Ed., 96 p, 2004.

BRADY,JAMES E., HUMISTON, Gerard E., Química Geral.v. II-2ª, 2003.

<http://www.pontociencia.org.br/experimentos> Acesso em: 12 julho de 2013.