Para avaliar na prática o comportamento de um eletrodo de ORP em diferentes concentrações de cloro, utilizei inicialmente um eletrodo comercial da marca SenTix™ (que estava esquecido em uma gaveta do laboratório) e um Medidor Multiparâmetro 340i da WTW™.
Partindo de uma solução comercial de hipoclorito de sódio com uma concentração “nominal” de 12% fizemos diluições sucessivas para preparar soluções com as seguintes concentrações:
Tabela 11. Efeito da concentração de cloro (0 - 12mgCl2/L) sobre as leituras de ORP.
| pH | mgCl2/L | [Cl2] | -log[Cl2] | Potencial(mV) |
|---|---|---|---|---|
| 6,8 | 0 | 0 | - | 160 |
| 6,8 | 0,12 | 1,69x10-6 | 5,77 | 208 |
| 6,8 | 0,24 | 3,38x10-6 | 5,47 | 256 |
| 6,8 | 0,6 | 8,46x10-6 | 5,07 | 383 |
| 6,8 | 1,2 | 1,69x10-5 | 4,77 | 448 |
| 7,5 | 2,4 | 3,38x10-5 | 4,47 | 513 |
| 7,5 | 6,0 | 8,46x10-5 | 4,07 | 632 |
| 8,0 | 12 | 1,69x10-4 | 3,77 | 564 |
Ao colocar em um gráfico os dados da tabela 11 pode-se observar um padrão semelhante ao gráfico da figura 91.
Figura 92. Gráficos de ORP x ppmCl2 (esquerda) e ORP X -log[Cl2] (direita) obtidos com os dados da tabela 11.
![Gráficos de ORP x ppmCl2 (esquerda) e ORP X -log[Cl2] (direita) obtidos com os dados da tabela 11.](figuras/cloro_ORP_lab.png)
No entanto, o ORP na concentração de 12 ppmCl2 mostra uma queda, que pode ser entendida devido ao aumento do pH do meio e consequente deslocamento do equilíbrio HOCL ⇆ OCl- + H+ para a direita, reduzindo a concentração do ácido hipocloroso, como mostra o gráfico da figura 81. Lembrar que o hipoclorito de sódio é obtido pela dissolução do gás cloro (Cl2) em uma solução diluída de hidróxido de sódio. (Ver: Compostos Clorados Disponíveis)
Mas ao remover a última leitura da tabela 11 (12 ppmCl2), pode-se observar um aumento do coeficiente de correlação na equação de regressão.
![Gráfico ORP x -log[Cl2] sem a leitura a 12 ppmCl2.](figuras/cloro_ORP_lab_II.png)
Em seguida resolvi ligar os terminais do eletrodo de ORP SenTix™ diretamente a um multímetro comercial da marca ICEL, modelo MD-606 PRO, e fazer algumas medidas em água destilada (sem cloro) e água de torneira (com cloro).
Em água destilada, e em repouso, o multímetro mostra leituras na faixa de 0,209V. Mas com agitação as leituras sobem e estabilizam em torno de 0,304V.
Mas ao mudar a escala do multímetro para mV as leituras sobem e não estabilizam, chegaram a mais de 340,0 mV e continuaram a subir. Mas se retorno para a escala de V as leituras voltam a cair e chegam a 0,225V (não esperei estabilizar). Troquei pelo medidor WTW e as leituras começaram em 270mV e começaram a subir chegando a 314mV (sem estabilização). Com agitação as leituras sempre são maiores do que em repouso.
Resolvi então testar o circuito proposto no artigo Claudimir L. do Lago, Ivano G. R. Gutz, Rogério T. da Rocha, 1995 que basicamente é um seguidor de voltagem (ou seguidor de tensão).
Figura 94. Diagrama do circuito de um potenciômetro para medidas de potencial redox (ORP) utilizando um Amplificador Operacional OP07 como um seguidor de voltagem.
Após montar o circuito da figura 94 em uma protoboard fiz alguns testes exploratórios comparando a leituras de potencial de um eletrodo ORP SenTix™ com um multímetro simples (ICEL IK-1000A) e com o seguidor de voltagem.
Apenas para avaliar o efeito do circuito, fiz as leituras com água de torneira e água filtrada (em filtro de carvão ativo). Os resultados estão na tabela 12
Tabela 12. Avaliação da eficiência de um circuito seguidor de voltagem para medidas com eletrodo de ORP.
| Água Filtrada | Água de Torneira | |
|---|---|---|
| SEM seguidor de voltagem | 24 (mV) | 30 (mV) |
| COM seguidor de voltagem | 150 (mV) | 190 (mV) |
Em seguida montei o circuito em uma PCI (Placa de Circuito Impresso) padrão, tipo ilha, conforme a figura 95.
Figura 95. Diagrama do circuito de um potenciômetro para medidas de potencial redox (ORP) para montagem em uma PCI (tipo ilha) utilizando um Amplificador Operacional OP07 como um seguidor de voltagem.
Fiz mais alguns testes exploratórios com o potenciômetro simples usando soluções de hipoclorito com concentração “nominal” de :3,5%, 0,44%, 0,05% e 0,01%. Mas ao invés de um eletrodo comercial usei apenas um filamento de resistência de chuveiro e grafite como eletrodos.
Durante os testes removi o capacitor para reduzir o tempo de estabilização das leituras e retirei a resistência de 10 Kohm para tentar melhorar as leituras.
Apesar da simplicidade foi possível observar alguns resultados interessantes como mostra a figura 96.
Figura 96. O gráfico superior mostra as 5 leituras em mV em função da %Cl2. No gráfico do meio as 5 leituras em função de -log(%Cl2), e no inferior as médias das 5 leituras..
Fiz também alguns testes exploratórios tentando montar um “pseudo” eletrodo de referência usando uma seringa de insulina contendo solução diluída de cloro com um filamento metálico (de resistência de chuveiro) e a ponta porosa de uma caneta marca-texto na ponta da seringa para fazer o papel de uma “placa porosa” (frit), com base no paper Construction of Ag/AgCl Reference Electrode from Used Felt-Tipped Pen Barrel for Undergraduate Laboratory.
E como eletrodo indicador externo um filamento metálico do mesmo material (resistência de chuveiro). As leituras, na faixa de mV, ficaram muito instáveis e com estabilização muito lenta. Mas o principal problema foi o escoamento rápido da solução interna devido à alta permeabilidade da ponta porosa.
Próximas etapas:
Montar eletrodo de referência Ag/AgCl aproveitando as trilhas condutivas de prata dos filmes de poliéster (Mylar) usados em teclados.
Mylar">Mylar pode suportar temperaturas de até 200C