Gerador de Ozônio Por: Leandro Fantini

Você já ouviu falar em camada de ozônio? Sabe o que é ozônio? Como ele se forma? É possível produzir ozônio? Este experimento tenta responder essa e outras questões sobre a presença desse gás que constantemente é pauta de reuniões internacionais.

Materiais Necessários

  • Amido solúvel
  • Iodeto de potássio - KI
  • Água destilada
  • Uma espátula ou colher de café
  • Um béquer ou copo que suporte calor
  • Uma fonte de calor (chapa térmica, fogão, microo
  • Papel filtro
  • Raquete elétrica mata mosca
  • fita adesiva - crepe
  • Chave de fenda com cabo plástico

Fase 1 - Mãos à obra

Faça uma solução de amido com iodeto de potássio. Para preparar essa solução siga as instruções abaixo.

Adicione 100mL de água destilada a um béquer. Sob aquecimento e agitação, adicione uma colher de café de amido solúvel. Quando a solução entrar em ebulição, retire-a do aquecimento. Caso não tenha amido solúvel, use amido comum (de milho, por exemplo) e filtre a solução caso fique turva. Espere esfriar um pouco e adicione um quarto (1/4) de colher de café de iodeto de potássio (KI). Mexa até a completa solubilização.

Atenção: é fundamental usar água destilada na preparação desta solução. A água de torneira contém "cloro" (hipoclorito) que oxida o iodeto a iodo.

Fase 2 - Mãos à obra

Mergulhe um pedaço de papel de filtro dentro da solução e prenda-o com fita crepe na tela da raquete mata moscas. Ligue a raquete e com o auxílio de uma chave de fenda com o cabo de plástico, encoste levemente a ponta da chave na tela da raquete do lado oposto ao papel. Dê descargas em um só ponto até que você perceba a mudança de cor do papel. Aparecerá uma cor azul escura, quase roxo.

Não é necessário que você faça essa solução a cada vez que for demostrar o experimento. O papel pode ser preparado e guardado. Caso queira guardar o papel, mergulhe-o na solução e deixe secar. Quando for usá-lo, umedeça o papel com água destilada antes de fixá-lo à raquete, e use-o normalmente.

Fase 3 - O que acontece

A solução que preparamos contém íons iodeto. O iodeto foi oxidado, transformando-se em iodo. Percebemos a formação de iodo pois este reage com o amido, formando aquela coloração azul escura ou roxa. Vamos entender melhor como funciona essa reação.

O amido é um polissacarídeo que pode ser dividido em duas estruturas: A amilose e a amilopectina. A amilose é a parte linear da cadeia polimérica e possui conformação helicoidal.

Inicialmente temos: Amido(aq) + I- (aq) --> Não reage Quando convertemos o íon iodeto em iodo (I2), esse reage com outro íon iodeto (I-), formando a molécula I-3 , que forma um complexo com o amido cuja estrutura é helicoidal (tubular). O iodo se liga dentro dessa estrutura formando um complexo de cor azul intensa. I- + I-  -->  I2 + 2e-        [equação 1] I- + I2  -->  I-3                [equação 2] O I-3 que se liga a amilose formando o complexo azul.

Mas o que oxidou o iodeto a iodo? O oxigênio do ar não consegue fazer isso, caso contrário uma solução de iodeto iria se oxidar sem fazermos nada.

É aí que entra a presença do ozônio. Mas antes, como se forma o ozônio? Ozônio é uma molécula formada por três átomos de oxigênio (O3). Ele é instável e altamente reativo. O ozônio é utilizado como branqueador, agente desodorizante e agente esterilizante para ar e água potável. Ele é tóxico em altas concentrações. O ozônio é encontrado naturalmente em pequenas concentrações na estratosfera, uma camada superior da atmosfera terrestre e lá, ele protege a terra dos raios ultravioletas do sol. Parte da radiação ultravioleta proveniente do sol é absorvida pela camada de ozônio e o nome ultravioleta se deve ao fato deste tipo de radiação estar ao lado da faixa espectral da radiação de cor violeta, mas ela, na verdade, é invisível aos olhos humanos. E por ser invisível, muitas vezes somos levados a pensar que não estamos sendo expostos a ela, quando na verdade ela está presente durante boa parte do dia e pode causar danos à nossa saúde. Quando essa radiação incide sobre o oxigênio molecular (O2), a ligação é quebrada num processo conhecido como fotólise e ocorre a liberação de um átomo de oxigênio. Esse átomo de oxigênio encontra uma molécula de oxigênio formando o ozônio, de acordo com a equação a baixo: O2 +  hn  -->  O  +  O    (hn = energia)    [equação 3] O  +  O2  -->  O3  (Ozônio)     [equação 4] Voltando a pensar em nosso experimento, é o ozônio que promove a oxidação do íons iodeto a iodo, de acordo com a equação: O3 + 2I- + 2H+  -->  I2  +  H2O  +  O2      [equação 5] E assim, a molécula de iodo encontra um íon iodeto e forma o I-3 como mostrado na equação 2. No caso da raquete, são as descargas elétricas que causam a reação de quebra do oxigênio molecular. Na natureza, isso ocorre toda vez que há uma descarga elétrica (raio) em uma tempestade.  Desta forma o ozônio formado na raquete através das descargas elétricas promove a oxidação do iodeto, formando em seguida a molécula de I-3 que complexa com o amido presente na solução, originando o complexo azul intenso que fica registrado no papel.

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