Requisitos de água de laboratório em geral
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A água é usada em todo o laboratório numa infinidade de técnicas e aplicações diferentes. Da lavagem de utensílios em vidro ao abastecimento em autoclave, a água é um reagente comum.
Lavagem de utensílios em vidro
Abastecimento em autoclave
Esta é uma prática de rotina em que utensílios em vidro e instrumentos podem ser lavados manualmente ou usando lavadoras de vidraria. A água de tipo III é suficiente para a maioria das aplicações, no entanto, para técnicas mais sensíveis, deve ser usado o Tipo II. Para as aplicações críticas, tais como cultura celular, ICP-MS ou métodos clínicos, os utensílios de vidro devem ser lavados com água ultrapura Tipo I.
As autoclaves são utilizadas em aplicações médicas para a esterilização de equipamentos. Isso é feito submetendo os materiais a um vapor de alta pressão para a água obter temperaturas superiores a 100ºC.
Banhos de aquecimento
Geradores de vapor
Os banhos de aquecimento são usados em muitos tipos de laboratórios. Muitas vezes pensa-se que a água da torneira será suficiente para aquecer banhos, pois o objetivo é manter temperaturas constantes e reguladas. Embora isso seja verdade, o dimensionamento representa um grande problema e afetará a manutenção e a vida útil do produto.
Os geradores de vapor são utilizados numa variedade de aplicações, incluindo umidificação de salas limpas, autoclaves e esterilizadores. A água de tipo III pode ser utilizada para geradores de vapor, no entanto, se o vapor for utilizado em serviços de desinfecção em ambientes de cuidados de saúde, é aconselhável verificar as especificações rigorosas que são aplicadas por algumas autoridades.
Impacto da água
Requisitos da água
Em geral, quanto mais sensível a análise, mais crítica é a pureza da água, tanto para aplicações nas análises quanto em funções auxiliares, ex: banho maria, enxágue de vidraria, entre outros.
Muitos contaminantes da água podem afetar diversas etapas do trabalho laboratorial, podendo ser difícil de rastrear, quando não se tem um sistema de purificação de alta qualidade.
Certifique-se de que está a utilizar o tipo de água certo para a sua aplicação. Eis os requisitos para aplicações de laboratório em geral.
| É necessária sensibilidade | Resistividade (MΩ.cm)* |
TOC (ppb) |
Filtro (µm) |
Bactérias (UFC/ml) | Endotoxinas (EU/ml) | Nucleases | Qualidade da água | |
| Lavagem de utensílios em vidro | Geral Elevado |
>1 >18 |
<50 <10 |
<0,2 <0,2 |
<10 <1 |
NA NA |
NA NA |
II+ I |
| Geração de vapor | Geral | >1 | <50 | <0,2 | <1 |
NA |
NA |
I |
| Alimentação para destiladores | Baixo | >0,05 | <500 | NA | NA | NA | NA | Primário |
| Alimentação para sistemas de água ultrapura |
|
>0,05 >1 |
< 50 <10 |
NA < 0,2 |
NA <1 |
NA NA |
NA NA |
Primário Ultrapura |
| Diluição da amostra e preparação do reagente | Qualidade elevada geral |
>1 >18 |
< 50 <10 |
< 0,2 < 0,2 |
<1 <1 |
NA NA |
NA NA |
Laboratório geral Ultrapura |
Extração em fase sólida |
Qualidade elevada geral |
>1 >18 |
< 50 <3 |
< 0,2 < 0,2 |
<10 <1 |
NA NA |
NA NA |
Laboratório geral Ultrapura |
| Geração de vapor | Geral | >1 | < 50 | < 0,2 | <1 | NA | NA | Laboratório geral |
| Análise da água | Qualidade elevada geral | >5 >18 |
< 50 <10 |
< 0,2 < 0,2 |
<10 <1 |
NA NA |
NA NA |
Laboratório geral Ultrapura |
Podem assumir a forma de sais de cálcio e magnésio, dióxido de carbono, sais de sódio, silicatos, compostos de ferro ferroso e férrico, cloretos, fosfatos de alumínio e nitratos de uma variedade de ambientes e condições diferentes. Composto inorgânico é qualquer composto que não possui um átomo de carbono. Há um pequeno número de compostos inorgânicos que de fato contêm carbono, dada a sua propensão para formar ligações moleculares; estes incluem por exemplo, monóxido de carbono e dióxido de carbono.
Os compostos inorgânicos são muitas vezes bastante simples, uma vez que não formam as ligações moleculares complexas que o carbono torna possível. Um exemplo comum de um composto inorgânico simples é o cloreto de sódio, conhecido mais vulgarmente como sal doméstico. Este composto contém apenas dois átomos, sódio (Na) e cloro (Cl).
Contaminantes antropogênicos da agricultura, resíduos domésticos e industriais podem também aumentar o número de compostos orgânicos encontrados nas águas natural e potável. Os orgânicos dissolvidos podem suportar o crescimento de uma grande variedade de microrganismos e, portanto, têm o potencial de interromper várias aplicações biológicas.
Impacto nos sistemas: As técnicas analíticas estão em maior risco de ganhar impurezas orgânicas dissolvidas e podem também ter impacto em experiências biológicas, tais como culturas celulares. Relativamente à cromatografia líquida, quaisquer contaminações nos eluentes podem resultar em instabilidade de linha de base, sensibilidade e resolução reduzidas, podendo também afetar a vida útil da coluna.
A água natural conterá matéria suspensa que inclui partículas duras (areia, rocha, lodo e detritos de tubulação), partículas moles (detritos vegetais) e partículas coloidais (orgânicas ou inorgânicas).
Partículas suspensas são matéria sólida ou líquida microscópica suspensa na atmosfera terrestre.
O termo aerossol refere-se geralmente à mistura de partículas/ar, em oposição à matéria particulada sozinha.
As principais fontes de partículas primárias são os processos industriais, o tráfego rodoviário, as centrais elétricas, a incineração por combustão doméstica e a ressuspensão de poeiras de estradas e de construção. As partículas são removidas da atmosfera por deposição úmida e seca.
Impacto nos sistemas: As partículas suspensas podem obstruir as membranas de osmose reversa e interferir com o funcionamento das válvulas e medidores. As colunas analíticas de furo fino podem ser bloqueadas por partículas suspensas, enquanto a operação do instrumento pode sofrer consequências devido à turbidez da água causada por partículas coloidais.
Apesar de a cloração remover bactérias nocivas, a água potável continuará contendo microrganismos vivos. As bactérias são tipicamente controladas na água potável através do uso de cloro ou outros desinfetantes semelhantes, no entanto, uma vez que estes são removidos durante o processo de purificação da água, existe a possibilidade de ocorrer proliferação de bactérias.
Impacto nos sistemas: As bactérias podem interferir numa infinidade de experiências laboratoriais, quer diretamente quer através de subprodutos, tais como pirogênios, fosfatase alcalina ou nucleases.
A água natural e a água potável estão em equilíbrio com o ar, pelo que conterão gases dissolvidos, tais como azoto, oxigénio e dióxido de carbono.
Na água purificada, o dióxido de carbono dissocia-se para formar um ácido carbónico fraco que reduz a capacidade das resinas para processar a troca aniónica.
CO2 + H2O ⇔ H2CO3 ⇔ H+ + HCO3-
Impacto nos Sistemas de Água de Laboratório
Gases dissolvidos podem ter impacto na concentração de ácido carbônico, bem como na formação de bolhas de nitrogênio e oxigênio que podem ter efeitos negativos em processos como contagem de partículas ou espectrofotometria. Nos processos microbiológicos em que a água purificada é utilizada em recipientes abertos, a água reequilibrar-se-á rapidamente com os gases no ar.
Se a água de alimentação possuir níveis mais elevados de dióxido de carbono, vale a pena adicionar um desgaseificador opcional. Fale com o especialista ELGA local para obter conselhos sobre a melhor solução para a sua água de alimentação.
Desgaseificação no PURELAB® Chorus
O dióxido de carbono (CO)2) é um dos 3 principais gases, juntamente com oxigênio e nitrogênio, que se dissolvem da atmosfera para a água. No entanto, ao contrário dos outros dois, que não são carregados, o CO2 tem uma carga ligeiramente negativa pelo que se comporta como um ânion fraco.
Efeitos do CO2 em sistemas de purificação de água
O CO2 degradará a resistividade da água purificada e, uma vez que existe em equilíbrio com o ácido carbônico (H2CO3) quando dissolvido em água, reduz o pH. Uma vez que se comporta como um ânion, também esgotará a capacidade no pacote de resina quando for removido. Como pode o CO2 ser removido da água?
Em essência, o CO2 pode ser removido forçando-o a sair da solução ou convertendo-o numa forma na qual a membrana de Osmose Reversa (OR) pode removê-lo. Em grandes sistemas, são usadas torres de desgaseificação de tiragem forçada mas, em menor escala, é mais comum usar uma membrana de desgaseificação. O “método de conversão" alternativo envolve a dosagem de uma solução de hidróxido de sódio na alimentação de OR de modo a que o pH esteja acima de 8,5, garantindo assim que todo o CO2 seja convertido em HCO3-, que a OR remove de forma muito eficaz. Obviamente que um pacote de resina de bancada dupla também irá removê-lo de forma muito eficaz, mas isso pode significar a necessidade de trocas de pacote mais frequentes caso a concentração de CO2 que entra seja elevada.
Como a ELGA opta por remover dióxido de carbono da água de laboratório?
A abordagem ELGA LabWater é usar uma membrana de desgaseificação, uma vez que o fluxo que encontramos é relativamente baixo. Para a remoção de CO2, é usual passar um fluxo de oxigênio de baixa pressão através da membrana para encorajar o CO2 a deixar a água, mas preferimos aplicar um vácuo induzido por ejetor ao lado não aquoso para “sugar" o CO2 através da membrana.
Isto tem a vantagem de requerer menos tubulações/conexões e evitar a necessidade de ar comprimido (ou um compressor!).
Desempenho
Com uma membrana desgaseificante, esperamos atingir sempre níveis bastante inferiores a 5 mg/l de CO2 e geralmente inferiores a 1 mg/l na água purificada. Isto será ainda mais baixo após um pacote de polimento DI.
Quando deve ser utilizada a remoção de CO2?
Há um argumento para usá-la sempre, mas tirará o máximo partido da remoção (em termos de qualidade do permeado de OR e/ou vida útil da embalagem DI a jusante) em águas com pH baixo (<6) e/ou alcalinidade elevada a bicarbonato (>200 mg/l).
Nota de advertência: o pH do permeado de OR será sempre inferior ao pH da água de alimentação. Isto é normal e deve-se à remoção de outras impurezas com capacidades tamponantes pela OR, deixando um permeado rico em CO2– . Não foi adicionado qualquer ácido!