Floculação de reação, tipos, aplicações, exemplos

O floculação É um processo no qual ocorre a transformação de suspensões coloidais, estável devido à presença de cargas na superfície de suas partículas, a uma condição de instabilidade que leva à agregação e sedimentação de partículas suspensas.

Durante a floculação, devido à agregação, um aumento considerável no tamanho das partículas, tornando -se macroscópico, visível ao olho humano. Eles também aumentam seu peso, o que os impede de ficar em suspensão, produzindo sua sedimentação.

Representação geral do processo ou reação de floculação. Partículas coloidais amarelas interagem ou flocular e depois sedimento. Fonte: Gabriel Bolívar.

Uma representação do que é entendida pela floculação é mostrada acima. Os flocos tendem a mostrar formas de escalas, e não necessariamente parecem redondos. Este processo se origina por agentes externos, como a adição de um agente de floculante ou pela desestabilização abrupta de partículas coloidais.

Em alguns casos. Isso se deve à baixa densidade de algumas dessas partículas.

A floculação tem aplicações no setor, sendo capaz de mencionar seu uso em indústrias de cerveja, fabricação de alimentos, produção de papel etc. Da mesma forma, a floculação é usada em outras atividades, como purificação e conservação da água.

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Reação de floculação

Estado coloidal

O estado coloidal é composto de pequenas partículas suspensas que não formam aglomeradas. Essas partículas têm cargas elétricas em sua superfície, que desenvolvem repulsões eletrostáticas entre partículas vizinhas. Por esse motivo, eles não podem se juntar inicialmente.

Portanto, são essas cargas elétricas superficiais que apóiam a estabilidade do estado coloidal e suas partículas, para que não haja sedimentação.

Coagulação

A coagulação ocorre pela adição de compostos químicos que neutralizam cargas em partículas coloidais. O coagulante mais usado é o alum, para₂(SW₄)₃· 14h₂QUALQUER. Dizem que os coagulantes desestabilizam uma partícula carregada eletricamente.

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A introdução de cargas elétricas opostas permite que as partículas se unem, formando os flocos submicrométricos. Esses flocos são caracterizados por sua estabilidade ao permanecer em suspensão. Isto é, eles ainda não "quebram" o estado coloidal.

Floculação

A floculação precisa que a mistura seja macia, ou seja, que é realizada em baixas velocidades. Além disso, é necessária a presença de um floculante de polímero de alto peso molecular. Este floculante é organizado em torno de um conjunto de flocos submicrométricos, produzindo sua abordagem.

Os flocos se ligam entre eles e aumentam suas interações governadas pelas forças de van der Waals.  Dessa forma, eles perdem energia e o processo de floculação continua a progredir para dar origem a flocos soltos.

E então, os flocos preguiçosos são adicionados e fortalecidos mutuamente à formação de macroflocs, que são visíveis em suspensão. Quando atingem o tamanho e o peso corretos, sua sedimentação é finalmente produzida.

Tipos de floculação

Existem dois tipos de floculação: floculação pericinética e floculação ortocinâmica.

Floculação pericinética

É o que ocorre graças ao movimento browniano. Este tipo de floculação afeta apenas as partículas de diâmetro menor que um mícron. Portanto, a floculação pericinética não ocorre mais no início do processo de floculação.

Floculação ortocintica

Isso ocorre após a floculação pericinética. É gerado pelo movimento de partículas em todas as direções e velocidades. Tendo maior movimento, a probabilidade de as partículas interagirem um com o outro aumenta. Esses movimentos são induzidos por uma energia externa à massa da água ou solvente.

Formulários

Floculação. Fonte: Instituto de Energias Renováveis ​​- UNAM/CC por -s (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/4.0)

Embora a floculação seja um fenômeno que normalmente é produzido na natureza, o homem aprendeu a usar esse processo para seu benefício. Algumas de suas aplicações industriais serão mencionadas abaixo.

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Tratamento de água

Compostos químicos conhecidos como coagulantes são adicionados à água. Esses coagulantes se ligam a partículas e compostos químicos na suspensão, produzindo sua agregação e sedimentação subsequente na forma de sólidos conhecidos como flocs.

O composto químico mais usado é o coagulante é o sulfato de alumínio, embora o aluminato de sódio e o sulfato férrico também sejam usados ​​para esse fim. Os flocos formados são sedimentos, esclarecendo a água. No entanto, além de filtração e tratamento químico para purificar a água.

Mineração de metal preciosa

Para obter metais preciosos, é necessário separá -los de outros metais e compostos que os contaminam. Para isso, a precipitação seletiva de metal é usada. Esse processo geralmente é acompanhado pela floculação e sedimentação dos metais desejados, bem como por poluentes como o caso.

Produção de cerveja

Na fermentação da cerveja, as células intervêm, como o fermento, que formam flocos macroscópicos. O fermento presente nessas partículas pode sedimentar ou flutuar no topo dos tanques de fermentação, onde pode ser coletado para reutilizar em um novo ciclo de fermentação.

A floculação do fermento depende da concentração de cálcio, exigindo uma concentração de 50 - 100 ppm. Esta floculação pode ser revertida com um agregado de sulfato, fosfato ou o agente de Quelante EDTA.

Indústria de queijos

Floculação é um indicador da evolução da formação da coalhada nos estágios iniciais da elaboração de queijo, indicando o tempo de floculação do estabelecimento da coalhada. Nele, os micels que formam podem interagir entre si e flocculares.

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Qualidade da água

Existem solos colóticos que, ao filtrar em direção à água, produz sua turbidez e o fenômeno da eutrofização. Isso é que os colóides são ricos em nutrientes que favorecem o crescimento e a proliferação de algumas espécies animais e plantas, o que dificulta o desenvolvimento de outras espécies.

A transformação e floculação de colóides elimina seu acesso a rios e lagos. Portanto, melhora a qualidade da água.

Exemplos de floculação

Elaboração da manteiga

O leite completo é aquecido e, ao resfriar. Este creme é o produto de um processo de coagulação e floculação de leite. Posteriormente, o creme é coletado e usado para a preparação da manteiga.

Produção e precipitação de neve

A floculação intervém durante a formação e precipitação da neve na forma de cristais.

Processo de filtragem

Nas colheitas de espécies biológicas usadas em certas indústrias, há a geração de partículas que podem obstruir os filtros e a drenagem das culturas. A floculação aumentando o tamanho das partículas, deixa espaços através dos quais o líquido pode circular.

Floculação de asfalteno

Supondo que os asfaltenos nos petróleo estejam em estado coloidal, estes são capazes de flocculares e sedimentos ou precipitar. Muitos estudos argumentam que, variando as condições naturais do petróleo bruto, é promovida a floculação de asfaltens. Esta "lama" ou sólida representa inúmeros problemas para a indústria de petróleo.

Referências

1. Dia, r., & Underwood, um. (1965). Química analítica quantitativa. (Quinta ed.). Pearson Prentice Hall.
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5. Ing. Yolanda e Cárdenas. (2000). Tratamento de água: coagulação e floculação. [PDF]. Recuperado de: sedapal.com.educaçao Fisica