Como é que o carvão activado purifica a água?

Para aqueles que ainda não testemunharam a magia do carvão activado, experimentem isto: Primeiro, encha dois frascos com água. A ambos os frascos, adicione corante alimentar e mexa bem as misturas. Em seguida, adicione 2-3 colheres (ou mais, dependendo do tamanho do frasco) de carvão em pó a um frasco. Deixe os boiões sentar por pelo menos dois dias.

O resultado? Após 2-3 dias, você verá que o frasco alimentado com carvão vegetal é quase tão transparente quanto após o primeiro passo. Parece que o carvão vegetal absorveu o corante alimentar, “purificando” assim a água. No entanto, como é que o carvão vegetal consegue isso?

Carvão activado

Primeiro, o carvão vegetal não absorve, mas adsorve as impurezas. Há uma diferença crucial. Enquanto absorção é o processo no qual as substâncias se dissolvem ou são aspiradas no volume de um absorvente, a adsorção é o processo no qual as substâncias simplesmente aderem à superfície de um adsorvente. Elas não se infiltram no interior, mas ficam presas e restritas à superfície do adsorvente. As esponjas absorvem, adsorvem carvão e gel.

A capacidade do carvão para purificar substâncias tem sido relatada já há vários milênios quando os egípcios o usavam para eliminar certos elementos indesejáveis no processo de fabricação do bronze.

A razão pela qual o carvão é um adsorvente tão notável é que ele tem uma superfície espantosamente porosa. Seus bilhões de átomos de carbono são separados por milhões de poros. Basicamente, possui uma grande superfície para capturar e armazenar as impurezas. A sua porosidade pode ser ainda mais impressionante e a superfície supremamente grande, tratando-a com oxigénio. O carvão vegetal resultante é conhecido como carvão ativado, que é o que seu purificador de água usa para purificar a água.

Purificadores consistem em um leito de carvão ativado pelo qual a água contaminada passa para ser purgada de seus contaminantes. Segundo a Wikipedia, uma grama do carvão ativado do leito tem uma superfície superior a 32.000 pés quadrados. Em perspectiva, estima-se que uma colher de carvão activado equivale à superfície de um campo de futebol! No entanto, independentemente das suas impressionantes capacidades, a quantidade de purificação varia com a velocidade a que o carvão vegetal é exposto à água. Quanto mais lentamente a água passa pelo leito, maior o tempo de exposição aos contaminantes.

Adsorção e Atração Química

Carvão activado elimina as impurezas, que não são necessariamente contaminantes perigosos, mas também podem ser substâncias odoríferas ou coloridas, de gases ou líquidos, quer por adsorção química ou atracção química. Não, as duas coisas não são as mesmas.

Uma substância é quimicamente adsorvida quando, ao passar pela superfície do carvão vegetal, ela se prende a ela depois de ficar presa em um de seus milhões de poros. As substâncias mais susceptíveis de ficarem presas desta forma são os compostos orgânicos ou à base de carbono. Por outro lado, uma substância é quimicamente atraída quando seus íons negativos são atraídos pelos íons positivos do carvão ativado. As substâncias mais propensas a serem atraídas desta forma são compostos inorgânicos, particularmente as que são à base de cloro.

Seria um erro acreditar que os purificadores de água são invencíveis, e que o carvão activado que eles alojam pode adsorver tudo o que lhe atiram. Há certos compostos que são indiferentes à atração; eles passam através da cama completamente desadsorventes. Estes incluem minerais, nitratos, sódio e alguns outros compostos inorgânicos dissolvidos.

O carvão activado não é apenas utilizado por purificadores de água, mas também por máquinas de café, instalações de processamento químico, cremes faciais, aquários e até mesmo por pontas de cigarro. É o que faz uma máscara de gás funcionar. No entanto, é imperativo lembrar que o carvão vegetal se torna inútil depois de um tempo. Depois de todos os seus poros estarem ocupados por contaminantes, ele purifica líquidos e gases tão eficazmente como um calhau. Neste ponto, o carvão vegetal ocupado deve ser substituído por carvão novo e desocupado.