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 potencial redox

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Denis Cetera
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MensagemAssunto: potencial redox   Qua Jul 02, 2008 8:52 pm

O termo potencial redox ou valor redox é um acrônimo para potencial de redução-oxidação, com o qual a voltagem (medida em mili-Volts, mV) observada é produzida pela transferência de elétrons entre vários átomos e moléculas na água.

Átomos consistem de núcleos positivamente carregados (compostos de prótons e nêutrons), e uma região negativamente carregada (elétrons). Dados os mesmos números de prótons e elétrons, os átomos são eletricamente neutros. Se o número de prótons é maior do que o de elétrons, o átomo (ou a molécula), é positivamente carregado (cátion). No caso inverso, se há mais elétrons, o átomo (ou a molécula) tem carga total negativa (ânion).



Átomos e moléculas "se esforçam" para atingir uma condição que seja o mais estável possível (isto é, de baixa energia). Se um átomo não atingiu essa condição, a tendência é de que isso aconteça por ele doar ou receber elétrons. Como cargas elétricas não podem ser destruídas ou criadas, uma reação em cadeia deve estar sempre presente. Se uma molécula aceita elétrons, outra estará doando. Por essa razão, redução e oxidação estarão sempre presentes em conjunto. A partícula que doa elétrons é oxidada no processo, enquanto a que os recebe é reduzida.

Portanto, oxidação quer dizer uma liberação ou doação de elétrons, e é isso o que buscamos no meio aquático que mantemos.

Para medir ORP, vários tipos de eletrodos podem ser usados, mas em análise química, no entanto, só se leva em conta usualmente medições tomadas por sensores de contatos em prata (Ag/AgCl) ou platina (Pt/S.C.E.). O fenômeno ao qual chamamos de redox até agora não é correto do ponto de vista científico;

O termo potencial redox "original" foi medido numa solução de íon metal unimolar a 18 Graus Célsius por um eletrodo de platina cercado de hidrogênio, o chamado eletrodo padrão de hidrogênio. Arbitrariamente, a ciência alocou o valor de 0.0 mV. Todos os eletrodos (especialmente platina/calomel ou prata/cloreto de prata) também têm um potencial relativo ao desse eletrodo., que deve ser adicionado ao valor medido de fato. O problema é que na literatura aquarística alguns valores são dados levando essa adição em conta, e outros não, portanto seria necessário esclarecer essa diferença antes de divulgar o dado. Apenas muito recentemente os potenciais puros sem adição foram tornados possíveis para o aquarismo. Por causa disso, é importante sempre mencionar que tipo de eletrodo (sensor) se usa, afim de salvaguardar a comparabilidade dos valores medidos.

Até um certo ponto, o redox depende da temperatura, mas esse fator pode ser desprezado para fins de aquário (entre 24o C e 28o C).

Em relação ao pH, no entanto, a situação muda bastante. Quanto mais alto o pH, mais baixo o redox, e vice-versa. Teoricamente, a diferença por unidade de pH é de 57.7 mV, mas há exceções, por exemplo quando se mede o azul de metileno, muito usado em experiências em escolas; de pH 5 a pH 6, o valor de redox deveria cair 57.7 mV, mas o fato é que só se observa queda de 54 mV. De pH 6 pata pH 7, a queda é de apenas 36 mV. Levando em conta a dependência do potencial redox sobre o valor de pH, um valor combinado, chamado de valor rH, é freqüentemente usado, e pode ser calculado da seguinte maneira (Baumeister 1990):

rH = mV/29 + (2xpH) + 6,67

Como o resultado da medição depende do valor do pH, devemos mencionar sempre que a informação do valor redox foi cotada a determinado pH e temperatura (por exemplo: 340 mV, eletrodo de platina, T=25o C, pH = 8.2).

Aquários marinhos com valor rH superiores a 26 têm uma condição oxidativa considerada excelente.

Falando de maneira geral, a condição do redox tem influência bastante considerável na química e bioquímica da água, pois várias funções (como respiração) dependem dela. Se há um alto conteúdo de oxigênio, os valores redox são altos, enquanto que em caso de concentração baixa de O2, ou em sua ausência, processos redutivos são dominantes, como a respiração anaeróbica de bactérias. Contaminação (proteína de alimentos, excrementos) usualmente age de maneira redutiva, e água poluída sempre tem medidas de potencial redox bem inferiores à de água não poluída.

Medindo redox em aquários, a soma é tomada pelo eletrodo entre os processos redutivos e oxidativos, portanto o resultado é um saldo entre essas reações.

Em aquários marinhos, as medições mais usuais são entre 250 mV e 400 mV. Em aquários com alto conteúdo de nutrientes, com grande crescimento de algas, geralmente se encontram entre 200 mV e 300 mV. De acordo com artigos publicados (Wienandt 1992, entre outros), um aumento do redox levou à eliminação de alga filamentosa e marron, em aquários de corais.

O valor redox pode ser aumentado pela adição de ozônio, controlado por um aparelho medidor de redox que permita o ajuste do ponto desejado pelo Aquarista. Aquários operados com o uso de ozônio atingem redox de até 450 mV.

Sob o filtro denitrificador, o valor redox atinge entre –50 mV e –200 mV e sob essas condições há perfeita dissociação de NO3. Diminuindo-se ainda mais o valor redox, apenas Sulfatos são metabolisados ao invés de Nitratos, e se forma hidrogênio sulfídrico (venenoso e com cheiro de ovo podre).

O uso de desnatador de proteínas e boa movimentação de água no aquário, junto a uma alimentação criteriosa de seus habitantes propiciam boas condições para se atingir níveis aceitáveis de redox.

Aparelhos medidores de redox devem sempre possuir medidores de pH e temperatura, pois dessa maneira o resultado obtido tem levado em conta todos os fatores que o afetam. Eletrodos devem ser limpos a cada 30 dias, e recalibrados a cada seis meses, aproximadamente. Por trabalharem com condução de corrente elétrica, eletrodos sofrem desgaste. Após algumas vezes que se processa sua calibragem, podem não mais tornar a apresentar medições estáveis, quando então devem ser trocados.

Especial atenção deve ser tomada em relação a fugas de corrente de aparelhos elétricos na água do aquário quando se utilizar medidores de ORP. A energia afeta o medidor e pode levar o aquário a um desastre, se estiver conectado a um ozonizador.

Praticando-se o cálculo de valor rH da maneira descrita acima, chegamos a um resultado que curiosamente é bastante estável a longo prazo, dadas as mesmas condições no aquário. A observação de uma tendência de queda do valor rH indica que algo está saindo fora do planejado, pois existirá então um saldo favorável a reações redutivas em andamento. Observe então o que pode estar causando essa queda.

Quando se troca água do aquário, normalmente se observa uma repentina queda de ORP. Isso é natural, pois a água nova tem condições diferentes das do aquário, principalmente no que toca a sólidos dissolvidos. Água que sai de filtros de osmose reversa tem ORP muito baixa, e sal sintético demora até 3 dias para dissolver completamente na água. Quanto antes se usar água recém-preparada na troca, maior poderá ser essa queda de ORP. Para misturar a água ao sal, deve-se usar potente bomba de água e forte aeração. Dessa maneira, a água que entrará no aquário terá potencial redox alto o suficiente para não afetar muito seu ORP.

ORP, portanto, é um número com o qual o Aquarista mais preocupado vai lidar sempre. Por intermédio do uso de um bom aparelho medidor, pode-se observar frequentemente a condição de potencial redox do aquário e calculando o valor rH se obtém uma maneira de avaliar a "saúde" desse corpo aquático.

Apenas lembre-se que mais importante que os números é a condição que seus animais apresentam. Não se iluda com aparelhos que lhe dizem que seu aquário vai mal, se seus bichos mostram diariamente estarem felizes, crescendo e se alimentando.


Nota: Artigo de Ricardo Miozzo publicado com autorização, grande abraço.
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