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Condutividade e condutivímetros

O que é isto, e por quê é importante para o aquarismo?

A condutividade de uma solução eletrolítica é a expressão numérica quantitativa da sua capacidade de transportar a corrente elétrica. Ela é definida como sendo o inverso da resistência elétrica de 1 cm cúbico do líquido a uma temperatura de 25ºC.

Ok, agora vamos dissecar o parágrafo acima:

  • Condutividade: é o inverso da resistividade, e é medida em Siemens/cm. Guardem apenas isto, a explicação vem mais abaixo ao discutir a resistência elétrica.
  • Solução eletrolítica (também chamada de iônica): qualquer solução que conduza eletricidade, portanto (você já adivinhou) a água do mar é uma solução eletrolítica. Também é uma solução eletrolítica a água doce de RO/DI que usamos para produzir água salgada sintética ou para repor a evaporação nos aquários: por mais que filtremos a água da rede doméstica, sempre sobram substâncias dissolvidas que garantem a condução de corrente elétrica, e é justamente através da medição desta condutividade que conseguimos estimar a pureza da água. A água pura (H2O) se transforma em uma solução eletrolítica através da ionização ou dissociação iônica de uma substância na presença da água. Por exemplo, se diluirmos ácido clorídrico (HCl), que é um composto formado de moléculas, em água, ocorrerá a quebra dessas moléculas pela água, originando íons (átomos ou grupos de átomos de elementos químicos com carga elétrica): HCl em água a H+ + Cl. Outro exemplo: se dissolvermos cloreto de sódio (NaCl) em água, ocorrerá o mesmo fenômeno: NaCl em água a Na+ + Cl. Dito isso, uma informação que será importante para o entendimento dos próximos passos é que esses íons presentes na solução iônica transportam eletricidade quando colocados em um campo elétrico.
  • Resistência elétrica: A lei de Ohm define a resistência elétrica como o resultado da divisão da tensão elétrica (V, voltagem, medida em Volts) pela corrente elétrica (I, medida em Ampéres). VRIUm truque fácil de gravar: na figura à esquerda, basta esconder com o dedo uma das grandezas para ver sua expressão através das outras duas: V=RI, ou R=V/I, ou I=V/R. A resistência é medida tradicionalmente em Ohm (símbolo grego Ω). Para o seu inverso, a condutância, se utiliza como unidade, também tradicionalmente, o termo Mho (Ohm de trás pra frente), que porém recentemente foi substituído por Siemens (S). Como a resistência elétrica varia conforme o comprimento do condutor a ser medido (no caso de soluções eletrolíticas, conforme a distância entre os eletrodos), usa-se a resistividade (resistência por unidade de comprimento) ou, inversamente, a condutividade (condutância por unidade de comprimento). Assim, temos Ω/cm ou S/cm, respectivamente, para resistividade e condutividade. Em função dos valores típicos encontrados em soluções eletrolíticas, veremos mais frequentemente medidas na escala de µS/cm (micro-Siemens por centímetro).
  • 1 cm cúbico: 1cm_cubicopara se medir a condutividade, coloca-se eletrodos de 1 cm2 de área na distância de 1 cm um do outro, portanto definindo um cubo de água, que é atravessado por uma corrente alternada aplicando-se uma voltagem alternada nos eletrodos.
    Por que alternada? Explicação mais adiante.
    A imagem à direita mostra nosso centímetro cúbico. O eletrodo A mede 1cm de lado, e a distância L mede igualmente 1cm.

 

Resumindo: para se medir a quantidade de substâncias iônicas que existem diluídas/dissolvidas em nossa água de RO/DI, medimos a sua condutividade, que por sua vez é medida pela corrente elétrica que atravessa a solução eletrolítica quando nela mergulhamos dois eletrodos onde aplicamos uma corrente alternada. Oops, corrente alternada? Sim, agora vem a explicação: como os eletrodos são geralmente feitos de algum metal, pode ocorrer a deposição galvânica nestes eletrodos de algum metal dissolvido na água, se for usada corrente contínua. Por exemplo, se dissolvermos sulfato de cobre em água, os íons de cobre serão atraídos pelo polo negativo e nele se depositarão, se não houver alternância de polaridade.

CuSO4.5H2O(s) à Cu2+ (aq) + SO42-(aq) + 5H2O(l)

Este, aliás, é um experimento fácil de fazer em casa: sulfato de cobre é um composto que foi muito utilizado na limpeza da água de piscinas no passado, e pode ser facilmente encontrado em lojas de produtos químicos ou para piscinas. Vem normalmente na forma de cristais azuis (sulfato de cobre hidratado, o CuSO4.5H2O(s) da equação acima). Dissolvido em água, esta fica levemente azulada. Agora toma-se dois pregos, cada um conectado a um polo de uma pilha comum de 3V, e mergulha-se os dois pregos na água onde dissolvemos o sulfato de cobre; após algum tempo, o prego ligado no polo negativo ficará coberto de uma camada de cobre, com sua cor típica.

Portanto, por que a condutividade é importante no aquarismo?

Como a condutividade guarda uma razão linear direta com a concentração de íons na solução eletrolítica, obtendo-se uma medida da condutividade temos indiretamente uma ideia da quantidade de sólidos dissolvidos (TDS) em nossa água de RO/DI.

Assim, se você comprou um “medidor TDS”, você na verdade comprou um condutivímetro, que transformará, por aproximação, a condutividade da água de µS/cm em ppm.

 

Em tempo: compostos orgânicos dissolvidos não são medidos por este método. A razão é simples: suas moléculas, ao se dissolverem na água, não formam íons, e portanto não contribuem para a condução da corrente elétrica. Isso é fácil de comprovar ao se dissolver açúcar na água, ao invés de sal de cozinha: a solução de açúcar não conduz a eletricidade, e a corrente elétrica medida será zero (ou próxima disto, pois mesmo a água adocicada pode conter algum sal dissolvido). Soluções não eletrolíticas (não iônicas) são também chamadas de soluções moleculares.

Nota: este artigo foi composto com a valiosa colaboração de nosso membro Jeronymo, expert em tratamento de água e consultor voluntário do Reefclub neste assunto.

 

Sobre Walmyr Buzatto

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One comment

  1. Na verdade os méritos são todos do Walmyr Buzatto, eu apenas sugeri o artigo que com excelência Walmyr escreveu.

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