La calidad del agua de laboratorio es crítica para los resultados experimentales, la preparación de la muestra y otras operaciones. Hay muchos tipos de agua de laboratorio, y elegir el agua adecuada puede prevenir el trabajo desperdiciado. Los sistemas de purificación de agua pueden eliminar varios contaminantes del agua para producir agua pura para diversas aplicaciones. Asegúrese de que el agua utilizada en su laboratorio tenga el nivel de pureza adecuado para su aplicación específica. Continúe leyendo para conocer las diferencias entre varios tipos de agua de grado de laboratorio, tipos comunes de agua utilizados y métodos de purificación de agua.
Contaminantes comunes en agua natural
Los contaminantes comunes en el agua del grifo incluyen gases, enzimas (como nucleasas y proteasas), microorganismos (como bacterias y virus), materia orgánica, coloides e iones inorgánicos. El diseño de los sistemas de purificación de agua tiene como objetivo eliminar de manera efectiva los tipos específicos de contaminantes para aplicaciones particulares. Las diferencias clave entre varios sistemas de purificación también incluyen la capacidad del tanque, la tasa de producción de agua, los estándares de calidad del agua, la escalabilidad del sistema, la frecuencia de mantenimiento y si se admite la extracción remota de agua.
¿Cuáles son los contaminantes más comunes en el agua de laboratorio?
Los contaminantes del agua comunes incluyen gases, microorganismos, enzimas, coloides, sustancias inorgánicas y sustancias orgánicas.
Sustancias orgánicas (como residuos solventes, carbono orgánico traza)
Microorganismos (como bacterias, virus y sus productos metabólicos)
Iones inorgánicos (como sodio, calcio, cloro, nitrato, etc.)
Partículas y coloides
Gases disueltos (por ejemplo, CO₂, O₂)
Enzimas y residuos de ácido nucleico (particularmente de preocupación en los experimentos de biología molecular)
¿Cómo un sistema de purificación de agua elimina los contaminantes del agua de laboratorio?
Los sistemas de agua pura de laboratorio utilizan una variedad de diferentes tecnologías para eliminar los contaminantes del agua entrante; Cada tecnología tiene diferentes ventajas y limitaciones. Para aplicaciones críticas que requieren agua ultrapura, los laboratorios pueden desarrollar sistemas de purificación de varias etapas que combinen múltiples tecnologías de filtración o adsorción.
Cómo evaluar y definir la pureza del agua del laboratorio
Conductividad del agua
La conductividad es una unidad utilizada para medir la calidad del agua pura, lo que indica la capacidad de un fluido para conducir electricidad y reflejar la concentración de iones en el agua. La conductividad del agua se refiere a la conductividad eléctrica de una solución entre dos electrodos paralelos en 1 cm³ de agua a 25 ° C, y también es una medida indirecta del contenido de sal disuelto en el agua.
Resistividad al agua
La resistividad es un indicador de la conductividad eléctrica del agua de laboratorio. La alta resistividad indica baja conductividad. Se puede usar resistividad para medir el contenido de iones en el agua y se emplea para evaluar el agua ultra pure.
Tasa de desalinización
La tasa de desalinización se usa principalmente para evaluar el rendimiento de las membranas de ósmosis inversa en los sistemas de agua ultra pure. Típicamente, la tasa de desalinización de las membranas Ro de Grado I supera el 97%.
Contenido compuesto orgánico
La concentración de carbono en el agua refleja el contenido de compuestos orgánicos oxidados en el agua, medido en PPM o PPB.
Contaminación biológica
La presencia de contaminantes biológicos como las bacterias y otros microorganismos en el agua no tratada es un problema común. Los niveles bacterianos pueden mantenerse a niveles bajos a través de la filtración, el tratamiento de los rayos UV y las soluciones de esterilización.
Partículas coloidales
Las partículas suspendidas (como el hierro, el aluminio y la sílice) pueden causar turbidez de agua, por lo que deben filtrarse fuera del agua de laboratorio tanto como sea posible.
TDS
Los TD (sólidos totales disueltos) se refieren a la materia orgánica contenida en el agua después de eliminar partículas y coloides suspendidos y evaporando el agua. Típicamente se expresa en PPM o Mg/L. Se puede usar un medidor TDS para la detección, y también refleja el contenido de iones en el agua.
Métodos de purificación de agua de laboratorio
Destilación: este es el método de purificación de agua más simple, que implica agua hirviendo en un matraz conectado a una bobina de enfriamiento. La bobina de enfriamiento condensa el vapor de agua en forma líquida, que luego se recoge en un vaso de precipitados o tanque de almacenamiento separado. La destilación puede eliminar varios contaminantes.
Intercambio iónico: este es un proceso impulsado por la gravedad donde el agua impregna hacia abajo a través de una columna vertical llena de perlas de resina de intercambio iónico. Este método de purificación de bajo costo elimina efectivamente los iones cargados inorgánicos del agua entrante, pero no puede eliminar compuestos orgánicos o microorganismos. El intercambio iónico se usa típicamente como un paso de pretratamiento antes de una mayor filtración de agua.
Carbono activado: un proceso de filtración diseñado para eliminar las moléculas orgánicas del agua entrante. Sin embargo, los filtros de carbono activados no pueden eliminar iones inorgánicos, partículas o coloides del agua.
Ultrafiltración: la ultrafiltración elimina efectivamente la mayoría de los microorganismos y partículas del agua entrante. Es un método efectivo para eliminar bacterias y virus del agua. Sin embargo, las moléculas orgánicas e iones inorgánicos no se filtran.
Osmosis inversa: la ósmosis inversa elimina todo tipo de contaminantes. Utiliza una membrana semipermeable para eliminar las impurezas del agua. La ósmosis inversa es un método de purificación de agua altamente efectivo y es relativamente rentable.
Desinfección ultravioleta (UV): utiliza luz ultravioleta de longitud corta para inactivar microorganismos. Además de matar varios microorganismos, la luz ultravioleta (longitud de onda de 254 nm) puede oxidar compuestos orgánicos, reduciendo el contenido total de carbono orgánico (TOC) en agua a menos de 5 ppb (partes por mil millones). Sin embargo, la luz ultravioleta no puede eliminar coloides, partículas o iones inorgánicos del agua.
Tipos de agua comúnmente utilizados en laboratorios
1. Agua destilada
El tipo de agua pura más utilizada en laboratorios. El agua destilada elimina la mayoría de los contaminantes del agua del grifo, pero no se pueden eliminar impurezas volátiles como dióxido de carbono, sílice, amoníaco y algunos compuestos orgánicos. El agua destilada fresca es estéril, pero las bacterias pueden multiplicarse fácilmente después del almacenamiento.
2. Agua desionizada
El agua desionizada utiliza resinas de intercambio iónico para eliminar aniones y cationes del agua, pero los compuestos orgánicos solubles permanecen en el agua.
3. Agua de ósmosis inversa
El agua de ósmosis inversa se produce cuando las moléculas de agua pasan a través de una membrana de ósmosis inversa bajo presión para convertirse en agua pura. El agua de ósmosis inversa supera muchos de los inconvenientes del agua destilada y el agua desionizada. Usando la tecnología de ósmosis inversa, elimina efectivamente sales disueltas, coloides, bacterias, virus, endotoxinas bacterianas y la mayoría de las impurezas orgánicas del agua.
4. Agua Ultra-Pure
La conductividad del agua ultra pure es típicamente inferior a 0.055 µs/cm, lo que indica niveles extremadamente bajos de iones e impurezas disueltas. Después del tratamiento con desionización, se eliminan casi todos los iones, incluidos cationes como sodio, calcio y magnesio, así como aniones como cloruro y sulfato.
Tipos de agua de laboratorio
Grado I (Agua Ultra-Pure):
El agua de grado I, también conocida como agua ultra pure, es el agua de laboratorio de mayor pureza disponible. Es adecuado para las aplicaciones más críticas y los procedimientos analíticos avanzados. Este tipo de agua tiene la mayor pureza y niveles extremadamente bajos de contaminantes orgánicos e inorgánicos. Por lo general, se trata utilizando filtración de carbono y tecnología RO. El proceso de ósmosis inversa (RO) elimina casi el 95% de los contaminantes del agua de alimentación.
Es adecuado para operaciones de alta sensibilidad, como la cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC), la espectrometría de masas de plasma acoplada inductivamente (ICP-MS) y las aplicaciones moleculares y microbiológicas.
Grado II (agua pura):
Este agua tipo II se produce típicamente a través de una combinación de ósmosis inversa e intercambio de iones o métodos de electrodiálisis (EDI). Elimina efectivamente los componentes inorgánicos del agua, aumentando su resistividad. El agua tipo II es menos pura que el agua tipo I, pero aún mantiene un alto nivel de pureza. El agua tipo II es adecuada para aplicaciones generales de laboratorio, incluida la preparación de medios culturales, soluciones de pH y amortiguadores. Su pureza es más baja que el tipo I, pero suficiente para cumplir con los requisitos de muchas tareas de rutina. El agua tipo II se usa típicamente como materia prima de pretratamiento para los sistemas de purificación que producen agua tipo I.
También se puede usar para las siguientes aplicaciones:
Prácticas de laboratorio general
Análisis y preparación microbianas
Electroquímica
Espectroscopía de absorción atómica de llama
Espectrofotometría general
También puede servir como agua de alimentación para la producción de agua tipo I.
Agua de Grado III
El agua de grado III, también conocida como Ro Water, es producida por el agua utilizando la tecnología de purificación de ósmosis inversa. Entre todos los tipos de agua pura, tiene la pureza más baja y se usa típicamente para aplicaciones no críticas, como cristalería de limpieza, baños de agua, autoclaves y baños de calefacción. También se puede usar como agua de alimentación para la producción de agua de grado I y Grado II.
Conclusión
Comprender los requisitos específicos de sus procesos de laboratorio lo guiará para seleccionar el tipo de agua apropiado y, a su vez, el sistema de purificación de agua apropiado. Evalúe las necesidades de su laboratorio para diferentes tipos de agua para seleccionar un sistema que ahorre tiempo y espacio de su laboratorio. Algunos sistemas solo proporcionan agua tipo 1, mientras que otros pueden completar todo el proceso de purificación para lograr las especificaciones de calidad del agua requeridas.
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