#198 - Ozônio

 O objetivo desta postagem é mostrar o projeto de um gerador de Ozônio experimental e sugerir uma forma de detectá-lo usando um reagente.

Escrito e desenvolvido por Léo Corradini

Componentes do gerador de Ozônio:

- Bombinha de ar
- Fonte de alta tensão
- Célula de Ozônio
- Secador de ar
- Reagente detector

O ar é bombeado e passa pelo secador com grânulos de Cloreto de Cálcio que retira a umidade, em seguida vai para a célula de Ozônio e finalmente é borbulhado na solução com o reagente indicador.

Princípio de Funcionamento:

Neste protótipo, o Ozônio é produzido passando o ar através de uma descarga de alta tensão. 

 A descarga de alta tensão produz o efeito corona que quebra as moléculas de oxigênio, produzindo o oxigênio monoatômico que é muito reativo e vai reagir com outras moléculas de oxigênio gerando moléculas triatômicas, ou seja, o Ozônio.
Efeito corona é o fenômeno que ocorre quando temos eletrodos próximos polarizados com tensões relativamente altas, tipicamente acima de 700V. O forte campo elétrico ioniza as moléculas nas proximidades e acelera os íons e elétrons livres, então eles vão se chocar com as moléculas de oxigênio e quebrá-las. Se a descarga for forte a ponto de ocorrerem faíscas então o nitrogênio também será quebrado e poderá reagir com o oxigênio formando óxidos nitrosos indesejáveis. Assim, é importante evitar as faíscas usando um bom dielétrico entre os eletrodos, em geral o vidro.

O projeto:

Para fazer a célula de Ozônio usei um tubo de vidro com dois eletrodos em forma de grade para aumentar o efeito corona em função da maior área de contado dos eletrodos com o ar.

Perceba que deixei um espaço entre os eletrodos e a borda do tubo de vidro para evitar os centelhamentos.

O conjunto foi alojado num frasco de plástico com tampa.

A fonte de alta tensão:

Neste projeto, usei uma fonte que gera cerca de 2,5kV pulsado a partir da rede elétrica de 127Vca.

Perceba que não usei resistores nessa topologia experimental, apesar da forma não convencional de disparar o SCR, o circuito funcionou bem.

Certamente, o transformador é a parte mais crítica da fonte. Como núcleo usei um pequeno bastão de ferrite de 7,5 mm de diâmetro por 37 mm de comprimento. Dividi o enrolamento do secundário em 5 partes para melhor a rigidez dielétrica do conjunto.

Usei papel Kraft 300 g/m² para fazer o carretel e reforcei toda a superfície dele com cola de cianoacrilato.

Finalizei o transformado com espaguete termo retrátil transparente, ficou muito bonito.

Usei um SCR vintage modelo TIC116B montado no Brasil ! Outros modelos poderão ser usados.

No projeto final, substitui a bombinha de ar por um modelo menor e com motor e acondicionei o conjunto numa pequena caixa de plástico.

A alta tensão foi ligada nos dois eletrodos e os furos de passagem colados, também temos a mangueirinha de entrada e saída. A sequência da mangueira é: bombinha - secador - célula de Ozônio - saída.

A caixa é tão bonita que não fiz furações para a alimentação de tensão e a saída do gás !

Reagente detector de Ozônio:

Fórmula:

Usar 5 gotas da solução de 3 gramas de Iodeto de Potássio em 30 mL de água destilada e 10 gotas de solução de Amido Solúvel 0,5%.

Reação:

O Ozônio reage e converte o íon iodeto para iodo livre que vai tingir o amido solúvel de azul. 

O papel filtro está impregnado com a solução da fórmula detectora, que mudou a cor para azul na região que recebeu o sopro de ar com Ozônio.

Papel filtro com algumas gotas do reagente sensível.

Papel que recebeu o sopro de ar com o Ozônio.

Conclusão:

O gerador foi um sucesso, é um projeto que queria fazer já a muito tempo.
É importante fazer os experimentos com o Ozônio em local bem ventilado, de preferência na capela com boa tiragem porque é um gás muito tóxico !

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