O cloro é um dos elementos mais versáteis da tabela periódica e, em meio aquoso, apresenta diferentes estados de oxidação que determinam seu comportamento químico, sua reatividade e seus efeitos biológicos.
Por Juan Pascual
Cloro e seus compostos apresentam diversas aplicações na indústria, frequentemente como agente oxidante e biocida/desinfetante.
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Estados de Oxidação do Cloro em Água
Cloro molecular (Cl₂) – estado de oxidação (0) : Este estado de oxidação é que se encontra no cloro gás, e ao contato com a água, reage rapidamente formando ácido hipocloroso (HOCl) e íons cloreto (Cl⁻), ambos produtos com estado de oxidação (+1).
O Ácido hipocloroso (HOCl) : o átomo de cloro apresenta o estado de oxidação (+1). É a forma mais biologicamente ativa, predominante entre pH 5 e 7,5. A depender do pH da solução, acima de 7,5, pode ionizar-se para a forma menos reativa que é o aníon hipoclorito (OCl⁻) — também com estado de oxidação +1. O HOCl é o principal agente ativo, capaz de oxidar proteínas, lipídios e DNA. Frequentemente a água potável é clorada em pH 6,5 – 7,5, o pH para piscinas usualmente é levemente mais alcalino e quando armazenado frequentemente é mantido em pH mais elevados para garantir a estabilidade do composto porém neste caso a proporção do ácido hipocloroso diminui drasticamente e o poder de desinfeção é significativamente mais reduzido.
Outro estado de oxidação relevante do cloro é o do aníon clorito (ClO₂⁻), no qual o átomo de cloro apresenta estado de oxidação +3. Trata‑se de um oxidante moderado. Esse aníon pode ser gerado in situ durante processos de desinfecção por meio do desproporcionamento do ácido hipocloroso (HOCl), e uma sequência HOCl → ClO₂⁻ → ClO₃⁻ que é favorecida em condições de pH baixo.
No aníon Clorato (ClO₃⁻) ocorre um estado de oxidação mais elevado, e neste caso o cloro encontra no estado +5.
No aníon perclorato (ClO₄⁻) o cloro encontra-se no estado de oxidação +7, podendo ser, em baixas concentrações, bastante estável e com impacto no sistema endócrino, interferindo na captação de iodo pela tireoide.
De um modo cada vez mais frequente o hipoclorito de sódio é gerado eletroliticamente in situ, por questões de praticidade e segurança. A eletrólise da salmoura, solução concentrada de cloreto de sódio, envolve três etapas fundamentais: oxidação do cloreto, redução da água e reação química entre os produtos.
Diversões processos ocorrem de maneira simultânea: no anodo há um processo de oxidação dos íons cloreto produzindo cloro, estado de oxidação 0. No catodo ocorre a produção de hidrogênio a partir da água. O cloro, formado na oxidação dos cloretos, reage com a água formando os ácidos clorídrico e hipocloroso, no processo de dissociação e reação deste último com as hidroxilas presentes ocorre a formação do aníon hipoclorito, deste modo um ambiente alcalino é importante, pois a ocorrência e equilíbrio das espécies aníon hipocloroso e cloratos é regida entre outras coisas pelo pH, além da temperatura.
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Regulações para Cloratos e Percloratos nas Indústrias
A Indústria Alimentícia é o setor com regulamentação mais clara e a União Europeia estabelece um limite de 0,010 mg para cloratos / L água conforme o regulamento (UE) 2020/749 da Comissão ( https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PT/TXT/?uri=OJ:L:2020:178:TOC ). Oportuno considerar também as últimas versões da DIRETIVA (UE) 2020/2184 relativa à qualidade da água destinada ao consumo humano ( https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PT/TXT/HTML/?uri=CELEX:32020L2184 ).
Na Indústria cosmética e farmacêutica, salvo engano meu, não há limites específicos e o controle indireto é feito pelo atento monitoramento da qualidade da água potável ou purificada.
O controle indireto é realizado por meio do monitoramento rigoroso da qualidade da água potável ou purificada utilizada nos processos. É importante considerar as normas específicas aplicáveis ao segmento industrial – como USP ( United States Pharmacopeia ), regulamentações da União Europeia e exigências do mercado consumidor europeu ou norte‑americano – que podem ser mais restritivas do que aquelas estabelecidas pela Portaria GM/MS nº 888, de 4 de maio de 2021 ( água potável ).
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Revisão dos processos de desinfecção para reduzir cloratos em água
O primeiro passo consiste em uma auditoria detalhada envolvendo a geração e estocagem das soluções desinfetantes, bem como os protocolos de uso da água industrial e da água empregada na produção. Frequentemente observam‑se situações como sobredosagens, tempos excessivos de armazenamento das soluções (com consequente perda de eficácia) e sistemas de automação que necessitam de ajustes. A partir dessa análise, é possível otimizar os processos para minimizar a formação de subprodutos ou contaminantes sem comprometer a segurança microbiológica do produto. Uma alternativa, mais complexa, envolve a remoção dos cloratos das correntes de água de processo, quando tecnicamente viável, consulte-nos :
Juan Pascual
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