O Ozono (O3)
Sim ou Não?
Pesquisa e adaptação: Mário d’Araújo
Potencial redox
Quase todos já ouvimos estes palavrões, que para alguns serão coisas banais, ficando depois sem saber lá muito bem para que é ou mesmo o que é que isso é ... Com a linguagem mais acessível (já que não sou químico, nem físico e ás vezes gostaria de perceber melhor o que se passa à minha volta ... ) tentarei transcrever as ideias que permitam uma melhor compreensão das vantagens ou desvantagens da utilização do Ozono para conseguirmos melhorar ou mesmo manter um bom potencial redox.
O Ozono (O3) é um conjunto (molécula) de três átomos de Oxigénio. É um gás muito instável, que se desintegra facilmente por redução, com um cheiro, ou odor,, muito característico. O Ozono é produzido quando o Oxigénio é exposto a fortes descargas eléctricas, como, por ex. más ligações eléctricas e de forma que nos interessa nos geradores de Ozono utilizados para a aquariofilia. Depois das trovoadas pode sentir-se o cheiro do Ozono no ar. Mesmo em concentrações baixíssimas, de 1 para 500 000, se sente o cheiro do Ozono (factor muito importante no nosso passatempo).
Os aquariófilos utilizam o Ozono pelo seu forte poder oxidante. O Ozono consegue decompor moléculas sem produção de subprodutos nocivos, como acontece com a decomposição bacteriana. O efeito do Ozono pode ser explicado assim:
..................................O3...................O2..................O3....................................................
moléculas orgânicas---> à amónia ---> à nitritos ---> à nitratos
..................................................bactérias.......................................................................
(Segundo de Graaf,1998)
Mas temos que deixar aqui um aviso à navegação, que é deveras importante:
Mas então se é assim perigoso o melhor é nem pensar mais nisto ...
Engano, meus amigos, engano ... Todos nós recorremos ao médico, quando estamos doentes, e, na maioria dos casos, tomamos um monte de medicamentos que têm tanto de bom quanto de mau ...
O método mais vulgar na utilização do Ozono é a mistura deste com o ar utilizado nos espumadores de proteínas. A dosagem deve ser regulada de modo a que todas as moléculas de Ozono se desintegrem antes da saída da água do espumador para o aquário. Podemos controlar isto pelo cheiro junto ao espumador, apesar de ser um método pouco seguro.
E o Ozono compra-se em saquinhas ou em pastilhas? :-) claro que não ...
Pois não se compra de nenhuma destas maneiras. Consegue-se obter com a ajuda de equipamentos específicos, de médio / alto custo, que são os Ozonisadores, que opor sua vez são de fácil manuseamento e instalação.
Deixo aqui a sugestão dos que mais utilizei com bons resultados, da marca 'sander', cujo modelo 50 serve para a maioria dos aquários.
que deveremos ligar a um bom controlador electrónico de Ozono, que aqui deixo como sugestão o modelo Tunze 7071/2
Para garantir uma boa produção de Ozono no ozonisador, o ar que neste passa deve (ou deveria) estar bem seco. Existem alguns equipamentos específicos para a secagem do ar disponíveis no mercado, mas podemos utilizar um tipo ‘faça você mesmo’ com uma mistura de sílica-gel, carvão activado e, se quiser, sal muito grosso. Há montes de aquários de recife com ozonisadores instalados, todos eles, os aquários, muito bonitos e de aspecto saudável. Mas há quem duvide das vantagens ou benefícios deste tipo de instalação com um produto que apresenta alguns riscos associados. Não podemos esquecer (já ouviram falar no ‘buraco do Ozono’?) que este elemento também é tóxico para os seres humanos (Wendler, 1986).
Passamos agora a uma área agradável para alguns e sinistra para outros.
Ora instalem-se de forma confortável e ... aqui vai!!
Da teoria
A designação potencial ou valor ‘redox’ é a forma compacta da junção de duas palavras: ‘Óxido-redução’. Concretiza-se pela medição do potencial eléctrico (em mV – milivolts) entre os diferentes átomos e moléculas presentes na água e para melhor se compreender este tipo de fenómeno vou ter que abordar o princípio que nos leva às ligações dos electrões.
Os átomos têm um núcleo carregado positivamente (composto por protões positivos e neutrões sem carga) e uma coroa de electrões, estes de carga negativa. Se os protões forem tantos quantos os electrões os átomos são neutros. Se têm mais protões do que electrões, implica uma carga positiva, chamam-se catiões. No caso de terem mais electrões do que protões, implica uma carga negativa, são os aniões.
Não vale a pena repetir, pois não?
Ora os átomos e as moléculas tendem naturalmente para a estabilidade. Um átomo instável tentará por separação ou por combinação eléctrica atingir esse estado de estabilidade. Esta operação pode implicar a anulação de cargas eléctricas de modo a permitir que o outro interveniente na reacção receba ou ceda electrões. Assim a redução e a oxidação acontecem sempre ao mesmo tempo. Uma substância que liberta electrões será oxidada e a outra que os recebe será reduzida.
E agora vocês perguntam: ‘Mas então isto é que é uma explicação fácil?’ ... por acaso até é mesmo que não saibamos lá muito bem o que são estas coisas todas ... tenham calma ...
E agora um pequeno exemplo:
Uma pitada de sulfato de ferro num copo com água muda a cor desta para verde azulado. A simples injecção de ar na água (com um difusor ou não) provoca uma mudança da cor da mesma primeiro para cinzento sujo e depois castanho amarelado. Esta reacção é muito mais rápida se injectado ozono (uma oxidação mais forte do que com oxigénio) ou quase instantânea se adicionarmos uma gota de peróxido (água oxigenada concentrada).
E o que é que aconteceu?
Com a adição do oxigénio, do ozono ou da água oxigenada transformámos o sulfato de ferro II em sulfato de ferro III, pela oxidação do ferro II em ferro III. A oxidação (só para lembrar ... ) é o aumento da carga positiva por libertação de electrões.
Oxidação = libertação de electrões
O oxigénio serve de ‘parceiro’ nesta reacção utilizando os electrões libertados. Mas a sua concentração diminui.
Redução = utilização dos electrões
O oxigénio oxida o sulfato de ferro, é o oxidante. O ferro II reduz o oxigénio, é o redutor desta reacção.
A reacção pode ser vista desta forma:
2Fe2+ + O2 => 2Fe3+ + O2²¯
(ai que isto vai de mal a pior ... podem não acreditar, mas eu nunca gostei muito de química e estas coisas ainda me deixam com um certo nervoso miudinho ... mas há sempre alguém que trata estas coisas ‘por tu’ que nos pode dar uma ajudinha nos casos mais complicados)
Até à data, a medição do potencial redox é feita com todo o tipo de eléctrodos, o que nos leva a alguns erros na área da aquariofilia. Na área das análises laboratoriais os eléctrodos de platina e prata são os mais utilizados. Assim, do ponto de vista científico, as nossas medições do potencial redox não estarão correctas.
O potencial redox padrão é obtido pela medição numa solução de 1 mole (valor teórico da quantidade de moléculas, obtido a partir do nº de Avogrado) de iões metálicos a 18ºC com um eléctrodo de hidrogénio/platina. Convencionou-se o valor de 0,00mV para esta leitura. Por outro lado os eléctrodos de Platina/Kalomel ou de Prata/Cloreto de prata têm potencial próprio (ver Tabela) que deverá ser adicionado ao resultado final ...
(calma, calma ... já vamos explicar isto)
Mas para mal dos nossos pecados a literatura da especialidade, a nossa aquariofilia, ‘esquece-se’ destas correcções numéricas o que na maioria das vezes nos leva a valores muito diferentes da realidade. Nestes últimos anos generalizou-se esta utilização de valores de redox não corrigidos. Por isso é muito importante indicar o tipo de eléctrodo utilizado na medição do redox.
Podemos agora apresentar uma tabela comparativa de valores de redox (medido em mV) obtidos com eléctrodos de platina/prata e com um eléctrodo de referência de hidrogénio/platina, em função da temperatura:
_____________________________________________________________________
Sim ou Não?
Pesquisa e adaptação: Mário d’Araújo
Potencial redox
Quase todos já ouvimos estes palavrões, que para alguns serão coisas banais, ficando depois sem saber lá muito bem para que é ou mesmo o que é que isso é ... Com a linguagem mais acessível (já que não sou químico, nem físico e ás vezes gostaria de perceber melhor o que se passa à minha volta ... ) tentarei transcrever as ideias que permitam uma melhor compreensão das vantagens ou desvantagens da utilização do Ozono para conseguirmos melhorar ou mesmo manter um bom potencial redox.
O Ozono (O3) é um conjunto (molécula) de três átomos de Oxigénio. É um gás muito instável, que se desintegra facilmente por redução, com um cheiro, ou odor,, muito característico. O Ozono é produzido quando o Oxigénio é exposto a fortes descargas eléctricas, como, por ex. más ligações eléctricas e de forma que nos interessa nos geradores de Ozono utilizados para a aquariofilia. Depois das trovoadas pode sentir-se o cheiro do Ozono no ar. Mesmo em concentrações baixíssimas, de 1 para 500 000, se sente o cheiro do Ozono (factor muito importante no nosso passatempo).
Os aquariófilos utilizam o Ozono pelo seu forte poder oxidante. O Ozono consegue decompor moléculas sem produção de subprodutos nocivos, como acontece com a decomposição bacteriana. O efeito do Ozono pode ser explicado assim:
..................................O3...................O2..................O3....................................................
moléculas orgânicas---> à amónia ---> à nitritos ---> à nitratos
..................................................bactérias.......................................................................
(Segundo de Graaf,1998)
Mas temos que deixar aqui um aviso à navegação, que é deveras importante:
O Ozono é extremamente tóxico para todo o tipo de animais vivos.
Não deve nunca ser introduzido directamente nos aquários
Não deve nunca ser introduzido directamente nos aquários
Mas então se é assim perigoso o melhor é nem pensar mais nisto ...
Engano, meus amigos, engano ... Todos nós recorremos ao médico, quando estamos doentes, e, na maioria dos casos, tomamos um monte de medicamentos que têm tanto de bom quanto de mau ...
O método mais vulgar na utilização do Ozono é a mistura deste com o ar utilizado nos espumadores de proteínas. A dosagem deve ser regulada de modo a que todas as moléculas de Ozono se desintegrem antes da saída da água do espumador para o aquário. Podemos controlar isto pelo cheiro junto ao espumador, apesar de ser um método pouco seguro.
E o Ozono compra-se em saquinhas ou em pastilhas? :-) claro que não ...
Pois não se compra de nenhuma destas maneiras. Consegue-se obter com a ajuda de equipamentos específicos, de médio / alto custo, que são os Ozonisadores, que opor sua vez são de fácil manuseamento e instalação.
Deixo aqui a sugestão dos que mais utilizei com bons resultados, da marca 'sander', cujo modelo 50 serve para a maioria dos aquários.
que deveremos ligar a um bom controlador electrónico de Ozono, que aqui deixo como sugestão o modelo Tunze 7071/2
Para garantir uma boa produção de Ozono no ozonisador, o ar que neste passa deve (ou deveria) estar bem seco. Existem alguns equipamentos específicos para a secagem do ar disponíveis no mercado, mas podemos utilizar um tipo ‘faça você mesmo’ com uma mistura de sílica-gel, carvão activado e, se quiser, sal muito grosso. Há montes de aquários de recife com ozonisadores instalados, todos eles, os aquários, muito bonitos e de aspecto saudável. Mas há quem duvide das vantagens ou benefícios deste tipo de instalação com um produto que apresenta alguns riscos associados. Não podemos esquecer (já ouviram falar no ‘buraco do Ozono’?) que este elemento também é tóxico para os seres humanos (Wendler, 1986).
Passamos agora a uma área agradável para alguns e sinistra para outros.
Ora instalem-se de forma confortável e ... aqui vai!!
Da teoria
A designação potencial ou valor ‘redox’ é a forma compacta da junção de duas palavras: ‘Óxido-redução’. Concretiza-se pela medição do potencial eléctrico (em mV – milivolts) entre os diferentes átomos e moléculas presentes na água e para melhor se compreender este tipo de fenómeno vou ter que abordar o princípio que nos leva às ligações dos electrões.
Os átomos têm um núcleo carregado positivamente (composto por protões positivos e neutrões sem carga) e uma coroa de electrões, estes de carga negativa. Se os protões forem tantos quantos os electrões os átomos são neutros. Se têm mais protões do que electrões, implica uma carga positiva, chamam-se catiões. No caso de terem mais electrões do que protões, implica uma carga negativa, são os aniões.
Não vale a pena repetir, pois não?
Ora os átomos e as moléculas tendem naturalmente para a estabilidade. Um átomo instável tentará por separação ou por combinação eléctrica atingir esse estado de estabilidade. Esta operação pode implicar a anulação de cargas eléctricas de modo a permitir que o outro interveniente na reacção receba ou ceda electrões. Assim a redução e a oxidação acontecem sempre ao mesmo tempo. Uma substância que liberta electrões será oxidada e a outra que os recebe será reduzida.
E agora vocês perguntam: ‘Mas então isto é que é uma explicação fácil?’ ... por acaso até é mesmo que não saibamos lá muito bem o que são estas coisas todas ... tenham calma ...
E agora um pequeno exemplo:
Uma pitada de sulfato de ferro num copo com água muda a cor desta para verde azulado. A simples injecção de ar na água (com um difusor ou não) provoca uma mudança da cor da mesma primeiro para cinzento sujo e depois castanho amarelado. Esta reacção é muito mais rápida se injectado ozono (uma oxidação mais forte do que com oxigénio) ou quase instantânea se adicionarmos uma gota de peróxido (água oxigenada concentrada).
E o que é que aconteceu?
Com a adição do oxigénio, do ozono ou da água oxigenada transformámos o sulfato de ferro II em sulfato de ferro III, pela oxidação do ferro II em ferro III. A oxidação (só para lembrar ... ) é o aumento da carga positiva por libertação de electrões.
Oxidação = libertação de electrões
O oxigénio serve de ‘parceiro’ nesta reacção utilizando os electrões libertados. Mas a sua concentração diminui.
Redução = utilização dos electrões
O oxigénio oxida o sulfato de ferro, é o oxidante. O ferro II reduz o oxigénio, é o redutor desta reacção.
A reacção pode ser vista desta forma:
2Fe2+ + O2 => 2Fe3+ + O2²¯
(ai que isto vai de mal a pior ... podem não acreditar, mas eu nunca gostei muito de química e estas coisas ainda me deixam com um certo nervoso miudinho ... mas há sempre alguém que trata estas coisas ‘por tu’ que nos pode dar uma ajudinha nos casos mais complicados)
Até à data, a medição do potencial redox é feita com todo o tipo de eléctrodos, o que nos leva a alguns erros na área da aquariofilia. Na área das análises laboratoriais os eléctrodos de platina e prata são os mais utilizados. Assim, do ponto de vista científico, as nossas medições do potencial redox não estarão correctas.
O potencial redox padrão é obtido pela medição numa solução de 1 mole (valor teórico da quantidade de moléculas, obtido a partir do nº de Avogrado) de iões metálicos a 18ºC com um eléctrodo de hidrogénio/platina. Convencionou-se o valor de 0,00mV para esta leitura. Por outro lado os eléctrodos de Platina/Kalomel ou de Prata/Cloreto de prata têm potencial próprio (ver Tabela) que deverá ser adicionado ao resultado final ...
(calma, calma ... já vamos explicar isto)
Mas para mal dos nossos pecados a literatura da especialidade, a nossa aquariofilia, ‘esquece-se’ destas correcções numéricas o que na maioria das vezes nos leva a valores muito diferentes da realidade. Nestes últimos anos generalizou-se esta utilização de valores de redox não corrigidos. Por isso é muito importante indicar o tipo de eléctrodo utilizado na medição do redox.
Podemos agora apresentar uma tabela comparativa de valores de redox (medido em mV) obtidos com eléctrodos de platina/prata e com um eléctrodo de referência de hidrogénio/platina, em função da temperatura:
_____________________________________________________________________
Temperatura------------Eléctrodo de prata--------------Eléctrodo de platina------------------ ----(ºC)-----------------------(Hg/Kal)---------------------(Ag/AgCl-KCl)--------------------
------5---------------------------257----------------------------216
-----10-------------------------- 254----------------------------212
-----15-------------------------- 251----------------------------207
-----20-------------------------- 248----------------------------202
-----25-------------------------- 244----------------------------197
-----30--------------------------241-----------------------------192
_____________________________________________________________________
A influência da temperatura
O potencial redox está de certa forma dependente da temperatura. Na aquariofilia não é um factor relevante atendendo às pequenas variações envolvidas, de 25ºC a 27ºC.
A influência do pH
O valor redox está interligado com o valor do pH da água. O valor redox evolui de forma inversamente proporcional ao pH e vice-versa. Teoricamente uma unidade de pH corresponde a 57,7mV, mas também aqui temos as excepções. Citaremos a título de exemplo uma experiência escolar realizada com azul de metileno:
Para uma subida de pH de 5 para 6, o redox deveria baixar 57,7mV. Na realidade desceu 54mV. Subindo o pH de 6 para 7 verificou-se que o redox baixou só 36mV!
Por esta razão existe, de forma idêntica à do pH, um valor rH que podemos calcular de acordo com a seguinte fórmula:
rH = mV ¸ 29 + (2 x pH) + 6,67
Devido a esta dependência pH – redox, deveremos sempre indicar o valor do pH para o redox obtido (caso não se utilize o rH).
De acordo com Baumeister, 1990, o potencial redox padrão seria formulado da seguinte forma:
medição: 340mV (eléctrodo de platina, temp. = 25ºC, pH = 8,2)
E para agora chega de coisas complicadas ... passamos à fase mais utilitária de toda esta conversa que espero tenha para todos vocês algo de proveitoso.
Que tipo de utilização em aquariofilia?
De uma forma muito sucinta, o potencial redox desempenha um papel muito importante nas reacções químicas e bioquímicas (biológicas) da natureza. Imensos processos vitais (como a respiração, por ex:) estão dependentes deles. Valores redox elevados encontram-se em ambientes fortemente oxigenados enquanto que valores de redox baixos indiciam uma falta ou défice de oxigénio que podem originar fenómenos de redução (situação anaeróbia). A redução (falta de oxigénio) pode ser causada por excesso de alimentação que leva à amónia e aos nitritos. Uma água sobrecarregada de matéria orgânica é sempre uma água com baixo potencial redox, ao contrário da água limpa que tem sempre um potencial redox elevado.
A medição do potencial redox num aquário permite visualizar a soma dos processos de oxidação e de redução entre o eléctrodo e a água a medir (com todas as substâncias que nela estejam dissolvidas). A medição deve ser feita de modo contínuo, dias ou semanas, em função do tipo de eléctrodo e respectiva adaptação ao meio. A monitorização do potencial redox durante um certo período de tempo (voltamos a frisar que o ideal é um controlo permanente), permite-nos avaliar a estabilidade do aquário e qual a sua capacidade de reciclagem. Geralmente, qualquer alteração feita no aquário provoca flutuações no potencial redox. E assim podemos prever algumas situações que levam à degradação da água do aquário ou originadas pela má qualidade da mesma. Não existe um valor ideal mas temos muitas indicações retiradas da prática que nos deixam dentro de uma margem de segurança ou de melhores resultados obtidos.
Um aquário marinho equilibrado mostrará valores entre os 250mV e os 400mV. Se estiver sobrecarregado de nutrientes e com forte crescimento de algas o valor redox poderá situar-se entre os 200mV e os 300mV. Uma subida do potencial redox trará alguns resultados interessantes nos aquários de recife (Wienandt, 1992) como a eliminação das algas negras e filamentosas. Esta subida consegue-se com uma difusão controlada de ozono. Para isso bastará utilizar um leitor/controlador de potencial redox, ao qual ligaremos um ozonisador, o que de forma segura e eficaz permitirá a obtenção de valores até 450mV, perfeitamente aceitáveis.
A quantificação do potencial redox é de extrema importância na manutenção de um filtro de nitratos, no qual o valor redox ideal será de –50mV a –200mV ( sim, sim, valores negativos). Valores mais baixos (de –300mV, por ex:) são de evitar pois que aparecerão os sulfatos e outros produtos tóxicos transformados pelas bactérias anaeróbias (e lá enfrentaremos aquele cheiro a ovos podres!!!).
A programação de valores redox, conforme acima mencionados, também é válida para os aquários de água doce. Com um controlador redox podemos como que visualizar todos os processos de oxidação e de redução. A experiência adquirida dar-lhe-á a possibilidade de reconhecer o bom ou mau funcionamento dos seus sistemas biológicos ou bioquímicos. A adição de ozono ou a melhoria dos sistemas de filtragem (melhoria da oxigenação) são os passos a seguir para a criação de boas condições de modo a obter valores estáveis de potencial redox
Como sugestão podemos recomendar o equipamento de controlo/leitura da Tunze modelo TU7075 acoplado aos novos modelos de ozonisadores da Sander com débitos de 50mg/h até 500mg/h.
Voltaremos a este tema brevemente, com bibliografia um pouco diferente de modo a disponibilizar mais informações neste infindável mundo de paixões redescobertas que é a Aquariofilia.
marioadearaujo@gmail.
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