Processos Oxidativos Avançados

A busca por tecnologias avançadas de oxidação intensificou-se na década de 1990, junto à preocupação emergente com a presença de poluentes recalcitrantes nas águas e no ar (fármacos, hormônicos, pesticidas etc.). Neste contexto, um Processo Avançado de Oxidação (AOP) é definido como qualquer processo oxidativo no qual o radical hidroxila seja a espécie dominante.

Para que uma reação de oxidação ocorra, ela deve possui alta energia livre (ou potencial elétrico), ou seja, ela deve ser termodinamicamente favorável. A Tabela 1 mostra os potenciais de redução de alguns dos oxidantes mais apropriados para aplicações ambientais.

Tabela 1 – potencial de redução de agentes oxidantes comuns.

O radical hidroxila possui um potencial de redução de 2,80 V, sendo assim um forte agente oxidante. Trata-se de um radical não seletivo, de curto período vida e que reage com compostos orgânicos por diversos mecanismos. Este radical está naturalmente presente em reações que ocorrem, por exemplo, nas superfícies dos rios, na atmosfera e no corpo humano (processo de envelhecimento).

Figura 1 – características do radical hidroxila [1].

Os mecanismos envolvidos nas reações intermediadas pelo radical hidroxila são explicados pela teoria dos estados de transição, que fornece orientação teórica para a busca do AOP mais eficiente. A teoria dos estados de transição revela que radicais hidroxila podem acelerar a taxa de oxidação de compostos orgânicos a ordens de grandeza muito superiores às dos oxidantes regulares. Isto ocorre devido ao fato de as reações radicalares possuírem energias de ativação consideravelmente menores que as reações não-radicalares. Assim, através da geração destes radicais, agentes oxidantes como O₂, H₂O₂, e O₃ têm suas reações catalisadas quando combinados com metais de transição, óxidos, fótons, ultrasom entre outras tecnologias. Destas combinações surgem as tecnologias avançadas de oxidação, como ilustrado na tabela 2.

Tabela 2 – tecnologias e processos avançados de oxidação [1].

Neste contexto, o entendimento dos mecanismos envolvidos nas reações de oxidação e a busca pela otimização das tecnologias avançadas de oxidação constitui uma fronteira científica de enorme importância.

Referências:

1- OPPENLÄNDER, T. Photochemical Purification of Water and Air. Advanced Oxidation Processes Principles, Reaction Mechanisms, Reactor Concepts. GbH &Co. KGaA, Weinheim: 2003 WILEY-VCG Verlag. 368.

2- TANG, W. Z. Physicochemical Treatment of Hazardous Wastes. CRC Press, Boca Raton, Florida, 2000.