Tipos de água Laboratorial e suas aplicações Helena Campos (Engenharia Química) 28 de Setembro de 2010
Principais contaminantes da água Particulas Suspensas: Sílica (SiO 2 ) Resíduos das tubagens Matéria coloidal Matéria inorgânica dissolvida Ca 2+, Mg 2+, Fe 2+, Cl -, F -, Al 3+, Cu 2+, Gases: CO 2 Matéria orgânica dissolvida Solventes Microrganismos Resíduos de tecidos de animais e plantas Pesticidas e Herbicidas?
Índice: - Principais contaminantes da água - Processos de produção de água purificada - Tipos de água purificada - Produção de água Tipo III e suas aplicações - Produção de água Tipo II e suas aplicações - Produção de água Tipo I e suas aplicações
Processos de produção de água Destilação purificada A água é sujeita a alterações dos seus estados físicos: Líquido Vapor Líquido Removerá cerca de 99,5 % das impurezas da água original. - Sólidos dissolvidos - Bactérias - Nitratos - Sódio - Dureza - Maior parte dos compostos orgânicos - Metais pesados Processo tradicional de Destilação de água
Processos de produção de água Destilação purificada A água é sujeita a alterações dos seus estados físicos: Líquido Vapor Líquido O que não remove? - Alguns compostos orgânicos voláteis (COV s) - Sílica - Amoníaco - Vestígios de alguns Sais inorgânicos. Processo tradicional de Destilação de água - CO 2
Processos de produção de água Desionização purificada Processo de troca de iões entre as resinas de permuta iónica e a água de alimentação. Reacções: Resina catiónica RH + + Na + + Cl - RNa + + H + + Cl - Resina aniónica ROH - + Na + + Cl - RCl - + Na + + OH - RH + + Na + + Cl - RNa + + H + + Cl - + ROH - RCl - + H + + OH - H 2 O
Processos de produção de água Electro - Desionização purificada Processo conduzido electricamente, através da acção de um campo eléctrico, os aniões migram através de um resina em direcção ao ânodo. Do mesmo modo os catiões migram em direcção ao cátodo.
Processos de produção de água purificada Comparação entre Desionização e Electro-desionização Ambas as técnicas removem maior parte dos sais dissolvidos. O que não removem? - Compostos orgânicos fracamente ionizáveis - Bactérias
Processos de produção de água Osmose inversa purificada Filtração através de uma membrana semi-permeável, que separa a água pura do concentrado dos seus sais, sob acção de uma pressão superior à pressão osmótica. Remove: - Maior parte dos sais inorgânicos dissolvidos - Metais - Microrganismos - Partículas com tamanhos maiores do que as moléculas de água
Processos de produção de água Filtração purificada Processo mecânico de retenção de partículas suspensas ou dissolvidas que, dependendo do tamanho dos filtros utilizados, poderá reter microrganismos Oxidação e esterilização por Ultravioleta - Oxidação dos compostos orgânicos, a 185 nm, produzindo radicais hidroxilo (OH - ) - Esterilização a 254 nm, destrói o DNA e RNA dos microrganismos, causando a sua morte
Processos de produção de água purificada Destilação: Vantagens: Equipamentos económicos Desvantagens: Grandes consumos de energia (cerca de 1 kw por litro de água produzida) Processo lento Possibilidade de contaminação no tanque de armazenamento Desionização: Vantagens: Purificação da água consoante as necessidades Desvantagens: Não elimina as possíveis contaminações Possibilidade da presença de pequenos fragmentos das resinas na água produzida Não elimina compostos orgânicos não ionizáveis
Processos de produção de água Electro - Desionização: purificada Vantagens: Purificação da água consoante as necessidades Não há necessidade de regeneração das resinas Elimina mais eficazmente o Dióxido de Carbono e outras espécies fracamente ionizáveis (SiO 2 ) Desvantagens: Custo inicial mais elevado Água de alimentação de boa qualidade, para uma operação mais eficiente e económica Osmose Inversa: Vantagens: Tecnologia eficiente Desvantagens: Processo lento (tal como a destilação)
Tipos de água purificada 18,2 MΩ.cm (0,055 µs/cm) Tipo I ou Ultra-pura Utilização em série dos vários processos de purificação: Osmose inversa + Desionização + Filtração + (UV) 1-15 MΩ.cm (1 0,06 µs/cm) Tipo II Sistemas com dois processos de purificação em série. 5-50µS/cm Tipo III - Destilação - Desionização - Osmose Inversa
Produção de água Tipo III e suas aplicações Aplicações: -Limpeza de vidraria - Análises Qualitativas -Preparação de água Tipo II e Tipo I
Produção de água Tipo II e suas aplicações
Produção de água tipo II e suas aplicações Aplicações: - Preparação de soluções e corantes - Análises Microbiológicas (preparação de meios) - Análises fotométricas e espectrofotométricas - Máquinas de lavar para lavagem final - Autoclaves e câmaras climáticas - Preparação de água Tipo I
Produção de água Tipo I e suas aplicações
Produção de água tipo I e suas Aplicações: aplicações - Espectrofotometria AA, ICP e ICP/MS - HPLC e Cromatografia Iónica (IC) - GC e GC/MS - Análise TOC - Cultura de células e tecidos - Electroforese e PCR - Produção de anti-corpos monoclonais - IVF (Fertilizações In Vitro) - Aplicações sensíveis a pirogénicos e RNase s e DNase s - Sequenciação de DNA
Conclusões Existem três tipos de água para uso laboratorial: Água tipo III Produzida através da utilização de apenas um método de purificação: Destilação, Desionização ou Osmose Inversa Com condutividades na ordem dos 5-50µS/cm As suas principais aplicações são: Limpeza de vidraria Uso para preparação de amostras e soluções para diversas análises qualitativas Preparação de água Tipo II e Tipo III
Conclusões Existem três tipos de água para uso laboratorial: Água tipo II Produzida através da combinação entre dois métodos de purificação: Desionização e Osmose Inversa Com condutividades na ordem dos 1 0,06 µs/cm As suas principais aplicações são: - Preparação de soluções e corantes - - Análises Microbiológicas (preparação de meios) - - Análises fotométricas e espectrofotométricas - - Máquinas de lavar para lavagem final - Autoclaves e câmaras climáticas - Preparação de água Tipo I
Conclusões Existem três tipos de água para uso laboratorial: Água tipo I Produzida através da combinação de vários métodos de purificação: Desionização + Osmose Inversa + Filtração + (UV) Com condutividades na ordem dos 0,055 µs/cm As suas principais aplicações são: - Várias técnicas analíticas sensíveis (AA, ICP, ICP/MS, HPLC, IC, GC, TOC e GC/MS) - Cultura de células e de tecidos - Electroforese e PCR - Produção de anti-corpos monoclonais - IVF (Fertilizações In Vitro) - Aplicações sensíveis a pirogénicos e RNase s e DNase s - Sequenciação de DNA
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