Autor: GABRIEL ARAUJO | Publicado: 2012-01-13T09:21:00-08:00


Descontaminação da água por eletrofloculação

Objetivo

A proposta desse experimento é demonstrar aos estudantes que a
descontaminação da água pode ser realizada por eletrofloculação, por meio
de um desenvolvimento prático simples. Para uso em aulas do Ensino
Fundamental ou Médio, visa alertar e despertar os alunos às questões
ambientais, introduzindo uma postura mais crítica quanto ao tema.

Material utilizado

a- bateria de 9 V
b- 2 pregos comuns
c- 2 fios de cobre (aproximadamente de 20 cm comprimento)
d- garras do tipo “jacaré”
e- 1 béquer de 50 mL
f- cloreto de sódio (sal de cozinha)
g- corante alimentício, café ou refrigerante de cola
h- filtro de papel de poro fino e coador (do tipo para café)

Experimento

1): Adicione aproximadamente 30 mL de H2O em um béquer (ou um pequeno
copo de vidro) de 50 mL, contendo cerca de 100 mg (1 colher de café) de sal
de cozinha (NaCl) (que atua como eletrólito ou “carregador dos elétrons”) e
algumas gotas de corante alimentício, café ou refrigerante de cola.
2. Monte o sistema como demonstrado na Figura 1, de forma que os dois
pregos fiquem completamente imersos na solução em lados opostos.
3. Os pregos serão, a seguir, conectados a uma fonte de corrente contínua
(DC, uma bateria de 9 V ou 3 pilhas em série), por meio de fios de cobre
comuns utilizando garras do tipo “jacaré”. Os pregos não devem ser tocados
para impedir a ocorrência de um curto-circuito. A partir desse momento, o
anodo da célula começa a ser lentamente dissolvido por oxidação, enquanto é
possível observar bolhas de hidrogênio sendo produzidas sobre o catodo.
4. O corante imediatamente começará a mudar de cor ao redor do catodo e
uma espécie de lama (contendo hidróxido de ferro, como descrito acima)
começará a se formar. Dentro de poucos minutos haverá lama suficiente para
absorver a maior parte do corante e o experimento poderá ser encerrado.
Agite bem a célula e seu conteúdo; então, derrame a solução em um funil
contendo filtro de papel de poro fino (coador de café) e colete o filtrado.

Entendendo o experimento

A atividade humana, sobretudo em ambientes industriais, é uma
grande agente geradora de resíduos, com sérias consequências ambientais.
Além disso, por muitos anos, os seres humanos vêm utilizando de maneira
insensata os mais variados recursos naturais. Esses fatores tornam a
problemática ambiental uma questão de extrema urgência, que exige bastante
conscientização por parte da população mundial. A educação ambiental tem
um papel fundamental na formação daqueles que, num futuro próximo,
arcarão com as consequências deste modo de vida.
Em vista da escassez dos recursos hídricos estão sendo
desenvolvidas, atualmente, diversas alternativas e tecnologias para o
tratamento de águas residuais. Dentre os conhecidos “processos verdes”,
uma das técnicas mais utilizadas para o tratamento de poluentes é a
eletrofloculação, também chamada de eletrocoagulação ou eletroflotação.
O método de eletrofloculação é caracterizado por instrumentação e
operação simples, num curto tempo, apresentando boa eficiência na remoção
de poluentes de águas residuais. Os currículos dos cursos de Ciência no
Ensino Fundamental pouco mostram sobre os métodos de tratamento de
efluentes e, consequentemente, poucas são as proposições de
experimentação.
Neste experimento, para a remoção de corantes, um eletrodo de ferro
(prego) é usado para fornecer íons metálicos para a formação de hidróxido
de ferro (II ou III), pouco solúvel, que absorverá o corante presente na
solução. Adicionalmente, bolhas de gás são produzidas no outro eletrodo,
que arrastam alguns dos flocos formados pelo hidróxido e ajudam no estágio
de separação (eletroflotação). Os corantes são de uso alimentício, facilmente
obtidos no comércio.
Anodo: Fe (s)  Fe2 + (aq) + 2e–
Fe2+ (aq) + 2 OH– (l)  Fe(OH)2 (s)
Catodo: 2 H2O (l) + 2e–  H2 (g) + 2 OH– (l)
Global: Fe (s) + 2 H2O (l)  Fe(OH)2 (aq) + H2 (g)
A partir deste experimento, busca-se alertar os estudantes sobre
como o ser humano vem utilizando e se apropriando do mundo natural,
levando a discussão para a dimensão das perturbações na hidrosfera
provocadas pela ação humana e possíveis ações preventivas ou corretivas de
maneira individual ou coletiva. Além disso, temas específicos relacionados à
Química (como a destilação, decantação, filtração, e conceitos como
potencial eletroquímico e transporte de elétrons) e tratamento de esgoto
também devem ser abordados.
Este experimento abre ainda a possibilidade de trabalhar conteúdos
da escala macro para a microscópica, temática bastante discutida em
disciplinas pedagógicas de Licenciatura.
Após a aplicação desse experimento, anteriormente realizado em sala
de aula, foram feitas entrevistas e aplicados questionários de opinião com os
alunos. Para todos os alunos entrevistados, o experimento enriqueceu a sua
formação pessoal, além de estimular bastante a atuação como cidadão. Os
principais aspectos positivos citados pelos alunos foram as relações feitas
entre os temas apresentados com as atividades do dia a dia como o
tratamento de água, o descarte de efluentes por indústrias, o custo da água, a
poluição de rios, o consumismo, etc.


Resíduos, tratamento e descarte

Os resíduos gerados neste experimento podem ser descartados no
lixo comum.