Atenção: Essa pesquisa expões você a riscos consideráveis, por isso se você for me seguir tenha completa consciência dos riscos, pois eu não me responsabilizo pelo que acontecer a você!
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Resolvi mostrar a vocês minha nova pesquisa, Ozônio feito em casa.Nunca isso tinha passado pela minha cabeça, até que vi um tópico na comunidade Química Artesanal de autoria do conhecido Nitrato. Fiquei muito interessado no assunto e já faz 1 mês que estou lendo muitos artigos relacionados a ozonizadores, alta tensão, ozônio e suas utilidades, etc.
Geralmente quando falamos de Ozônio a primeira coisa que pensamos é a camada de Ozônio, mas mal sabemos que esse gás é muito utilizado pelo homem, principalmente pela Indústria Química, já que ele é um forte agente oxidante (seu potencial redox é 2,075V).Reações que normalmente demoraria horas ou até dias com outros oxidantes podem demorar alguns minutos com o O3(para fins industriais, se uma reação ocorre em segundos, minutos ou dias, é de tremenda importância).
(desculpem-me a tradução tosca da tabela)
Segundo o Wikipédia, muitas outras reações podem ser feitas em casa usando esse poderoso agente oxidante:
*Elevação do estado de oxidação de metais em soluções acidificadas
Ex.: Cu 2 + + 2 H 3 O + + O 3 → Cu 2 + 2 + 3 H 2 O + O 2
*Formação do Nitrato de Amônio
2 NH3 + 4 O3 → NH4NO3 + 4 O2 + H2O
*Formação do ácido Sulfúrico:
S + H2O + O3 → H2SO4
3 SO2 + 3 H2O + O3 → 3 H2SO4
*O ozônio pode ser usado para remover o manganês da água, formando um precipitado que pode ser filtrado:
2 Mn 2+ + 2 O 3 + 4 H 2 O → 2 MnO(OH) 2 (s) + 2 O 2 + 4 H +
*O ozônio também pode desintoxicar cianetos, convertendo-o a cianato, que é mil vezes menos tóxico.
CN - + O 3 → CNO − + O 2 CN - + O 3 → CNO - + O 2
O ozônio também se decompõe completamente uréia, o que pode ser útil para a purificação de alguns fertilizantes que a uréia só ta ali para complicar a vida do químico amador:
(NH 2 ) 2 CO + O 3 → N 2 + CO 2 + 2 H 2 O
O ozônio decompõe Alcenos para formar compostos com Carbonila no processo de ozonólise:
Além disso, existem muitas outras aplicações, como o tratamento das fezes de porcos em grandes matadouros na presença de Ozônio, para uma decomposição muito mais rápida. Existe também um mercado grande para o tratamento de água, já que o O3 é um potente bactericida.Outro uso muito interessante que aplicarei muito quando tiver meu Ozonizador em mãos será a eliminação de odores desagradáveis, tais como o mau cheiro de banheiros ou o cheiro de cigarro.
Existe também o que chamamos de Ozonioterapia, que é o uso mais pesquisado e investido do ozônio pelo homem.Consiste no tratamento de algumas doenças ou imperfeições físicas pelo O3(tratamento de celulite, úlcera, hepatites virais(A,B,C), etc.)
PEQUENA TEORIA:
Basicamente o Ozônio pode ser feito de três maneiras adaptáveis para o nosso ‘’homelab’’. São elas:
*Processos Eletroquímicos
*Através de raios UV
*Através de descargas elétricas (esta é preferida para obtenção caseira de O3 pela acessibilidade e eficiência)
Em todos esses métodos podemos explicar que basicamente que o Ozônio formado é gerado a partir da quebra de moléculas de gás Oxigênio e a união posterior dos 2 átomos formados a outras 2 moléculas de O2,formando consequentemente 2 moléculas de O3:
O2 --> O + O
2 O + 2 O2 --> 2 O3
Na formação do Ozônio especialmente pela alta tensão temos a seguinte situação:
*(Dissociação do gás Oxigênio por causa dos elétrons livres gerados pela descarga)
e- + O2 --> 2O + e-
*O átomo de Oxigênio junta-se à uma molécula de O2, formando o Ozônio.
O + O2 --> O3
Existe um problema, descargas elétricas usuais (arcos voltaicos) geralmente liberam muito calor.Isso pode ser um problema na formação de Ozônio, já que esse gás é bem instável quando exposto ao calor dessa forma.
Para solucionar isso ozonizadores caseiros fazem uso de um artifício que chamamos de descarga carona (http://en.wikipedia.org/wiki/Corona_dis
Basicamente é um arco voltaico interrompido por um Dielétrico (algum material muito isolante, como a cerâmica ou vidro, sendo o último mais usado).A imagem a seguir mostra a diferença básica entre um arco e uma Descarga Carona.
A partir desse conceito o site BigClive fez um esquema de adaptação da D.C. compactada para montagem de um ozonizador:
Essa imagem nada mais é do que folhas de papel alumínio (Eletrodos) onde estão em contato com os terminais da fonte de Alta Tensão e são separadas por uma lâmina de vidro com espessura de 1mm.
A partir esse conceito de otimização da produção de ozônio por a partir da alta tensão, decidi fazer um gerador de ozônio com materiais bem acessíveis.
EXPERIMENTAL:
Vou mostrar como o autor do site BigClive fez seu gerador de Ozônio e algumas adaptações que eu farei futuramente no meu.
O dielétrico que o autor usou foi um daqueles slides de microscópio, que é feito de vidro e não possuem mais que 1mm de epxessura:
Com isso ele cobriu metade de cada face dessas lâminas de vidro com papel alumínio colável:
Depois pegou dois fios de ligação onde serão conectados os secundários da fonte de alta tensão aos eletrodos (folhas de papel alumínio). Ele conectou os fios aos eletrodos com mais uma camada de papel alumínio colável:
O site BigClive usou como fonte de Alta Tensão aqueles Cold Cathodes (http://lista.mercadolivre.com.br/Cold-C
Os dois secundários da fonte são ligados aos fios conectados aos eletrodos:
A imagem a seguir mostra a descarga carona atuando no Ozonizador:
O ozonizador ficou pronto.Ele é bem compacto e gera Ozônio sem muitos problemas, além de ter uma bela aparência.
Na imagem acima mostra o gerador de Ozônio todo montado. O ‘’ventiladorzinho’’ que está junto com os outros componentes já citados anteriormente é um cooler de computador, que é o fornecedor contínuo de Ar, que será a fonte de gás Oxigênio.
Sobre Flybacks:
[1] Instructables
http://www.instructables.co
[2] Centelhas
http://www.centelhas.com.br/bib
Esse dois links são sensacionais, falam sobre flybacks, mas irei dar uma explicação básica.
Existem várias fontes de alta tensão, a mais comum é o flyback (porque além de ter um preço bem acessível(inferior a 10 reais) é o que apresenta menos riscos(devido a sua baixa amperagem).
Quanto maior a amperagem maior o risco de morte. O meu flyback terá uma corrente de aproximadamente 8mA, o que não causa um risco tão grande assim, ao contrário de transformadores de Neon, que possuem geralmente uns 30ma.A amperagem depende muito dos reatores eletrônicos(que serão descritos mais adiante), quanto maior a potencia do reator maior será a corrente.
Flybacks podem ser encontrados em lojas que concertam monitores de computadores e afins. É uma peça compacta que geralmente fica no canto inferior esquerdo de monitores. É o que faz o ''bombardeio de elétrons no tubo de imagens de desses aparelhos’'.
O custo desse modelo que eu comprei foi 7 reais na caixa.
Esses flybacks não são acionados ligando-os simplesmente na tomada, pois necessitam de uma alta frequência para que ele gere Kv em seus secundários...esse problema pode ser facilmente resolvido ligando-o a um circuito interno de uma lâmpada fluorescente FLC de baixa potência,VEJA A IMAGEM:
Com isso basta adaptar os secundários do Flyback no lugar do Cold Cathode que está presente no projeto original do site BigClive.
Segurança:
Como já foi dito antes estamos em um perigo considerável quando estamos mexendo com Alta Tensão. Embora muitas vezes choques com Flybacks não são mortais (dependendo da potencia do reator eletrônico da lâmpada fluorescente), você provavelmente não vai querer levar um choque desses.Usarei reatores de Lâmpadas de 8W, o que parece ser bem seguro.Lâmpadas com 65W por exemplo, quando ligadas aos Flybacks podem apresentar um perigo potencial, pois a correte tem mais que 50 ma, o que seria um CHOQUE MORTAL.
Além do perigo do choque temos que ter um pouquinho de cuidado com o ozônio, já que:
*Ozônio é um forte agente oxidante.
*As concentrações abaixo de 0,5 ppm irrita as vias respiratórias.
*A presença de ozônio é sentida pelo seu odor típico a concentrações entre 0,02 a 0,04 ppm.
*A concentração máxima admitida para uma pessoa exposta por 8 horas é de 0,1 ppm.
*Longos períodos de exposição podem afetar cronicamente os brônquios. A inalação de concentrações industrias normalmente acima de 10.000,00 ppm podem levar a morte.
*Em caso de exposição levar a vitima para local arejado e chamar o medico.
Limites de exposição ao ozônio
A - Não sintomática
B - Sintomática
C - Irritação
D - Tosse permanente
E – Fatal
Embora seja até um cuidado desnecessário, você pode sim usar todos os EPI’s de segurança para uma total segurança. No nosso caso, a instabilidade do O3 ajuda muito, já que aqui nas CNTP’s o Ozônio não dura mais que 1 hora, assim as concentrações de O3 não são grandes o suficiente para uma intoxicação relativa, basta não deixar o Ozonizador ligado por muito tempo.
