Os cientistas usam métodos de química computacional de alto nível, como CCSD (T) e M06-2X, para prever as reações envolvidas na purificação da água. Os pesquisadores compararam cinco métodos computacionais para determinar os benefícios e limitações de cada um no estudo de reações baseadas na purificação. Os editores da Environmental Science:Processes &Impacts destacaram essa arte em sua edição especial sobre química computacional. Crédito:Departamento de Energia dos EUA
Abrindo a torneira e não obtendo água limpa, ou qualquer água, é um problema global. A limpeza das águas residuais pode ajudar a disponibilizar mais água. Ao mergulhar nas nuances da purificação de águas residuais, os cientistas costumam usar abordagens de química computacional. Qual é melhor? Os pesquisadores examinaram cinco opções usando 110 reações associadas a um radical sulfato altamente reativo separando um contaminante (benzeno). Eles sugerem o uso de cálculos quânticos de alto nível para detectar reações envolvendo o radical sulfato e outras espécies inorgânicas.
Os cientistas costumam usar métodos de química computacional para prever as reações dos principais contaminantes na água. Eles querem entender como os novos métodos de purificação de água, como o uso de radicais sulfato, trabalhar. Este estudo ajuda os cientistas a escolher o método mais preciso.
A disponibilidade de água potável é uma questão global que está despertando o interesse em maneiras de transformar águas residuais em água limpa. A purificação de águas residuais que contêm vestígios de benzeno e outros produtos químicos pode tornar mais água disponível. O desafio é limpá-lo. Em certas abordagens, produtos químicos altamente reativos, chamados radicais, são usados. Os cientistas estão interessados em usar um sistema altamente reativo, radical sulfato altamente eficiente. Pode quebrar, ou oxidar, traços de certos contaminantes, mas os cientistas querem saber exatamente como funciona o radical sulfato. A química computacional fornece um caminho preditivo para sondar e avaliar as reações de oxidação, mas quais são os benefícios e limitações de cada abordagem?
Agora, uma equipe analisou cinco métodos computacionais, incluindo a teoria do funcional da densidade (DFT). Eles fizeram a análise com um amplo conjunto de reações (110 no total) que desempenham um papel fundamental nos processos de oxidação à base de sulfato. Eles mostraram que os métodos DFT funcionam com bastante precisão para reações convencionais de contaminantes à base de benzeno. Contudo, a pesquisa de radicais de sulfato se beneficia de cálculos quânticos de alto nível para detectar reações e garantir que os dados cinéticos e termodinâmicos prevejam com precisão as reações que envolvem o radical de sulfato e outros compostos inorgânicos.
