O que é a desionização da água?

A desionização (também chamada permuta iónica) é muito usada em laboratórios para fornecer água purificada conforme necessária. Os desionizadores de laboratório incorporam invariavelmente cartuchos de leitos mistos de resinas de permuta iónica que ou são devolvidos a uma estação de regeneração para recarregar quando ficam exaustos ou então são descartados.

Aniões e catiões presentes na água de alimentação são removidos pelas resinas de permuta iónica e substituídos por iões de hidrogénio e hidróxilo da resina. Os iões de hidrogénio e de hidróxilo combinam-se para formar moléculas de água.

Como funciona a permuta iónica?

A permuta iónica troca iões de hidrogénio por contaminantes catiónicos e iões de hidróxilo por contaminantes aniónicos presentes na água de alimentação. Os leitos de resinas de permuta iónica são constituídos por pequenos grânulos esféricos através dos quais passa a água de alimentação. Ao fim de algum tempo, os catiões e aniões terão substituído a maior parte dos pontos de hidrogénio e hidróxilo activos nas resinas e os cartuchos necessitarão de ser substituídos ou regenerados.

Quais são as vantagens da permuta iónica?

A permuta iónica tem muitas vantagens relativamente à destilação no que respeita à produção de água purificada. Em primeiro lugar, é um processo de resposta a pedido; a água fica disponível quando é necessária. Em segundo lugar, quando se usam materiais de resina de elevada pureza, efectivamente, todo o material iónico é removido da água para dar uma resistividade máxima de 18,2 MΩ-cm (a 25ºC). Pequenos fragmentos dos materiais de resina de permuta iónica podem ser expelidos do cartucho pela água que passa através do mesmo. A permuta iónica deve, portanto, ser usada juntamente com filtros se se desejar uma água isenta de partículas. Dado que as bactérias se desenvolvem rapidamente em água parada, os cartuchos podem ficar contaminados se não forem regularmente usados. O problema é atenuado pela recirculação frequente da água para inibir o desenvolvimento de bactérias e pela substituição ou regeneração regular das resinas, dado que os químicos regenerantes são desinfectantes poderosos.

A permuta iónica remove apenas compostos orgânicos polares da água e os orgânicos dissolvidos podem sujar os grânulos de permuta iónica, reduzindo a sua capacidade. Quando é necessária água pura em termos orgânicos e inorgânicos, a combinação de osmose inversa seguida de permuta iónica é especialmente efectiva.

Têm havido muitas tentativas de ultrapassar algumas das limitações da permuta iónica e da destilação. Nalguns sistemas, a destilação precedia a permuta iónica – os cartuchos duram muito mais, mas o problema das bactérias mantém-se. Noutros, a permuta iónica precedia a destilação – mas nesse caso mantêm-se os problemas de armazenamento e de não ter água a pedido.

Electrodesionização


A electrodesionização (EDI) é um processo de purificação conduzido electricamente e oferece uma combinação de resina de permuta iónica e membranas selectoras de iões. A EDI, que é geralmente associada à osmose inversa, oferece uma alternativa útil a outros métodos de purificação. Proporciona água reagente para laboratório em grandes volumes sem a necessidade de cartuchos de desionização. Esta abordagem evita a redução na qualidade da água produzida associada a cartuchos à medida que estes vão ficando exaustos, bem como os custos associados à substituição dos cartuchos.

Como funciona a electrodesionização?

A EDI desenvolveu-se a partir da electrodiálise (ED). O princípio da ED é que a água é purificada numa célula que contém dois tipos de membranas selectoras de iões – permeáveis a catiões e permeáveis a aniões – colocadas entre um par de eléctrodos. Quando é aplicado um potencial eléctrico directo através da célula, os catiões presentes na água são atraídos para o cátodo com carga negativa e os aniões são atraídos para o ânodo com carga positiva. Os catiões podem atravessar a membrana permeável a catiões, mas não a membrana aniónica. Da mesma forma, os aniões podem atravessar a membrana permeável a aniões, mas não a membrana catiónica. O resultado é a movimentação de iões entre as câmaras e a água numa secção pode ficar desionizada enquanto a água que se encontra noutra secção fica concentrada.


Na prática, a ED só pode ser usada economicamente para produzir água de condutividade relativamente alta (200 µS/cm ou superior) dadas as tensões eléctricas proibitivamente altas que são necessárias para movimentar os iões numa água cada vez mais pura.
Este problema é resolvido na tecnologia EDI preenchendo os espaços entre as membranas com resinas de permuta iónica. As resinas proporcionam uma via de fluxo condutivo para a migração dos iões, permitindo que a desionização seja praticamente completa e resultando na produção de água de elevada pureza. Outra vantagem da EDI consiste no facto de que a electrólise contínua da água que ocorre na célula produz iões de hidrogénio e de hidróxilo. Estes iões mantêm as resinas num estado altamente regenerado, evitando assim a necessidade de reactivação química. As resinas usadas nos sistemas EDI podem consistir em câmaras separadas de grânulos de aniões ou catiões, camadas de cada um dos tipos numa única câmara ou uma mistura íntima de grânulos de catiões e de aniões.
Alguns sistemas EDI têm incorporados leitos de resina mistos numa pluralidade de células estreitas. Isto é especialmente eficaz em instalações de grande escala para aplicações farmacêuticas e outras. A Vivendi Water Systems, a empresa matriz da ELGA, é a principal fornecedora de uma vasta gama de tecnologias CDI que dão resposta a estas aplicações em grande escala.

O processo ADEPT (Tecnologia de Desionização Avançada por Purificação Eléctrica) utiliza leitos separados de resinas catiónicas e aniónicas e também um leito de resinas intimamente misturadas. Os leitos separados de resinas catiónicas e aniónicas estão alojados em células grandes que proporcionam uma via de fluxo para os iões em trânsito. Isto oferece vantagens na flexibilidade do design e simplicidade mecânica à escala laboratorial. O volume relativamente elevado de resinas nas células proporciona uma protecção contra alterações na qualidade da água de alimentação. A qualidade da água produzida é depois reforçada ainda por um leito de resinas mistas.

O processo de passagens múltiplas no qual a água de alimentação pré-purificada por osmose inversa passa por um leito de permuta catiónica, um leito de permuta aniónica e um leito de resinas mistas é análogo a muitos sistemas de purificação de água de elevada pureza em grande escala.

Tipicamente, a água produzida tem uma resistividade de 10-18 MΩ-cm (a 25°C) e um teor de carbono orgânico total inferior a 20 ppb. Os níveis bacterianos são minimizados porque as condições químicas e eléctricas existentes dentro do sistema inibem o desenvolvimento de microorganismos.
A EDI complementa muito eficazmente a osmose inversa. A OI é um processo baseado na pressão no qual a água perde os seus contaminantes à medida que passa através da membrana. Não elimina, contudo, todas as espécies iónicas e não pode remover contaminantes dissolvidos como o dióxido de carbono. A EDI remove o dióxido de carbono e também outras espécies fracamente ionizáveis, tais como a sílica, ionizando-as e fazendo-as passar através da membrana.

Fontes:

• http://www.elgalabwater.com/?id=501&language=pt

O que gostaria de saber (ou não), mas tenho medo de perguntar, sobre a Hemodiálise...

1ª Pergunta: O que é a Hemodiálise???

• A Hemodiálise é o processo de filtragem e depuração de substâncias indesejáveis do sangue como a creatinina e a uréia. É necessário aceder de forma repetida à circulação sanguínea. Para facilitar este acesso efectua-se cirurgicamente uma ligação artificial entre uma artéria e uma veia (fístula arteriovenosa).

2ª Pergunta: Para que tipo de doenças de é utilizada???

• A hemodiálise é realizada em pacientes portadores de insuficiência renal crônica ou aguda, já que nesses casos o organismo não consegue eliminar tais substâncias devido à falência dos mecanismos excretores renais.

3ª Pergunta: Como se processa a Hemodiálise???

• Na hemodiálise, o sangue sai por um tubo ligado à fístula arteriovenosa (A-V) e bombeia-se para o dialisador. Durante o procedimento, utiliza-se a heparina, um medicamento que evita a coagulação do sangue e impede que coagule no dialisador. Dentro do dialisador, uma membrana porosa artificial separa o sangue do líquido (líquido de diálise), cuja composição química é semelhante aos líquidos normais do corpo. A pressão no compartimento do líquido de diálise é mais baixa do que a do compartimento do sangue, permitindo assim que o líquido, os produtos residuais e as substâncias tóxicas do sangue se filtrem através da membrana que separa ambos os compartimentos. Contudo, as células sanguíneas e as proteínas de grande dimensão são demasiado grandes para serem filtradas através dos pequenos poros da membrana. O sangue dialisado (purificado) é devolvido ao organismo.
  
  

Fontes:

• http://pt.wikipedia.org/wiki/Hemodi%C3%A1lise
• http://www.manualmerck.net/?url=/artigos/%3Fid%3D149%26cn%3D1183

Leveduras: amigas ou inimigas?

As leveduras, como os bolores e cogumelos, são fungos, que se apresentam, usual e predominantemente, sob forma unicelular. A etimologia da palavra levedura tem origem no termo latino levare com o sentido de crescer ou fazer crescer, pois as primeiras leveduras descobertas estavam associadas a processos fermentativos como o de pães e de mostos que provocam um aumento da massa do pão ou do volume do mosto pela liberação de gás e formação de espuma nos mostos. Como células simples, as leveduras crescem e reproduzem-se mais rapidamente do que os bolores. Também são mais eficientes na realização de alterações químicas, por causa da sua maior relação área/volume. As leveduras também diferem das algas, pois não efectuam a fotossíntese, e igualmente não são protozoários porque possuem uma parede celular rígida. São facilmente diferenciadas das bactérias em virtude das suas dimensões maiores e de suas propriedade morfológicas. Estes microrganismos são cultivados em destilarias para produção de etanol (álcool combustível) a partir do açúcar da cana. São também cultivadas a partir do melaço da cana-de-açúcar para serem usadas no fabrico de pães. Assim, são de extrema importância para a produção de álcool (álcool combustível e bebidas alcoólicas), além de
outros produtos de grande interesse industrial até para a saúde e alimentação animal.

• Levedura de cerveja

A levedura de cerveja é um fermento natural utilizado na fermentação do mosto (uma mistura de cevada, água e lúpulo) para produzir cerveja. As leveduras de cervejas são do gênero Sacharomyces, sendo a principal a espécie Sacharomyces cerevisiae. As células de levedura são uma fonte de alto teor protéico, porém, ao contrário das fontes de proteína animal, têm a vantagem de possuir outros tipos de gorduras.

• Levedura do Pão

É a levedura do pão que permite, quando adicionada à massa, que esta cresça e depois seja levada ao forno e forme o pão. O pão cresce devido a todo um processo de transformação realizado pela levedura(fermentação), que quando misturada com a massa, que contém açúcares, vai começar a se reproduzir e a realizar a glicólise. De seguida dá-se a transformação do ácido pirúvico (produto resultante da glicólise) em etanol, tendo sido libertado, para que esta
transformação ocorra, um gás, dióxido de carbono: é este gás que, ao criar bolhas na massa, vai provocar o aumento de volume da mesma.

Por tudo isto, as leveduras podem ser consideradas nossas amigas, mas esta é apenas uma das suas faces.

• As leveduras, além de nos ajudarem neste aspectos que acabei de mencionar, podem também ser consideradas nossas inimigas pois podem provocar vários tipos de infecções, tais como infecções genitais (causadas por leveduras do género Candida), infecções cutâneas superficiais(causadas por leveduras do género Malassezia), etc.

Fontes

http://pt.wikipedia.org/wiki/Levedura

Como determinar o pH de solução

A medição do pH pode ser feita através de indicadores de pH ou electrometricamente, através de um potenciómetro e eléctrodos.

Medição com indicadores de pH:

Um indicador de pH é um composto químico que é adicionado em pequenas quantidades a uma solução e que permite saber se essa solução é ácida ou alcalina. Normalmente, com a adição do indicador de pH, a cor da solução varia, dependo do seu pH.
Os indicadores de pH, são frequentemente, ácidos ou bases fracas. Quando adicionados a uma solução, os indicadores de pH ligam-se aos iões H+ ou OH-. A ligação a estes iões provoca uma alteração da configuração eletrónica dos indicadores, e consequentemente, altera-lhes a cor.
Dada a subjectividade em determinar a mudança de cor, os indicadores de pH não são aconselháveis para determinações precisas de pH. Um medidor de pH é frequentemente usado em aplicações onde é necessária uma rigorosa determinação do pH da solução.
Os indicadores de pH são frequentemente usados em titulações para determinar a extensão de uma Reacção Química.
Os indicadores normalmente exibem cores intermediárias a valores de pH dentro do intervalo de mudança. Por exemplo, o vermelho de fenol tem uma cor laranja entre pH 6,6 e pH 8,0. O intervalo de mudança pode variar ligeiramente, dependendo da concentração do indicador e da temperatura a que é usado.

Medição elecrométrica:

O princípio da medição electrométrica do pH é a determinação da atividade iónica do hidrogénio utilizando o eléctrodo padrão de hidrogénio, que consiste numa haste de platina sobre a qual o gás hidrogénio flui a uma pressão de 101 kPa.

Eléctrodo de vidro:

O eletrodo de vidro é um bulbo construído em vidro especial que contém uma solução de concentração fixa de ácido clorídrico (HCl) ou uma solução tamponada de cloreto em contacto com o eléctrodo de referência interno, normalmente constituído de prata revestida por cloreto de prata, que assegura um potencial constante na interface da superfície interna do sensor com o electrólito. O elemento sensor do eléctrodo, situado na extremidade do bulbo, é constituído por uma membrana de vidro que, hidratada, forma uma camada de gel, externa, selectiva do ião hidrogênio. Essa seleção é, de facto, uma troca de iões sódio por iões hidrogénio os quais formam uma camada sobre a superfície do sensor. Além disso, ocorrem forças de repulsão de aniões por parte do silicato, negativamente carregado, que está fixo no sensor. Ocorre, na camada externa do sensor, a geração de um potencial que é função da atividade do ião hidrogénio na solução. O potencial, observado, do eletrodo de vidro depende dessa atividade na solução {Hs+} e da atividade do íon hidrogênio no eletrólito.

Eléctrodo de referência:

O eléctrodo de referência consiste numa meia célula de potencial constante e determinado. No interior de um bulbo o elemento de referência encontra-se imerso num electrólito que entra em contato com a amostra através da junção (líquida) ou diafragma por onde se forma uma ponte salina a qual deve desenvolver um potencial de junção mínimo possível. O eléctrodo de referência é bastante útil nas determinações potenciométricas de pH, potencial de oxi-redução e espécies iónicas específicas as quais se baseiam na medida de diferença de potencial entre o eléctrodo específico e o eléctrodo de referência. Os eléctrodos de referência mais frequentemente utilizados são calomelano (Hg / Hg2Cl2) e prata/cloreto de prata.
O eléctrodo de referência calomelano consiste numa haste de platina envolta por uma pasta de mercúrio e cloreto de mercúrio em contato, através de junção, com o electrólito cloreto de potássio contido no interior de um bulbo provido de junção que estabelece o contato do electrólito com a amostra. O eléctrodo calomelano pode ser dos tipos um décimo normal (0,1N), normal (1N) e saturado com relação à concentração do electrólito cloreto de potássio, aos quais correspondem os potenciais padrões - 0,334, - 0,281 e - 0,242 V, a 25°C, sendo o tipo saturado o mais frequentemente utilizado. O eléctrodo calomelano é frequentemente recomendado com amostras contendo qualquer das seguintes características:
(a) soluções ricas em proteínas;
(b) soluções contendo sulfetos;
(c) soluções contendo ácido fluorídrico.
O eléctrodo calomelano produz uma referência muito boa a temperatura constante, mas apresenta menos estabilidade com mudanças de temperatura que os eléctrodos de prata /cloreto de prata e acima de 60°C ficam avariados.
O eléctrodo de referência de prata /cloreto de prata (Ag / AgCl) consiste de uma haste de prata recoberta com cloreto de prata imerso directamente (Ag/AgCl junção única) ou em contato através de junção (Ag / AgCl junção dupla) com o electrólito cloreto de potássio 3M saturado com cloreto de prata contido por um bulbo provido de junção.
O eléctrodo Ag / AgCl junção única tem sido referido como bom para a maioria das aplicações de laboratório ou de campo. O eléctrodo Ag / AgCl junção dupla é apresentado como possuindo as mesmas vantagens que o calomelano, mas sem as suas limitações em relação à temperatura, por exemplo, podendo ser usado, com vantagem, como referência em amostras para as quais o calomelano é frequentemente recomendado.

Eléctrodo combinado:

A utilização de um par de elécrodos sempre se impõe para a determinação de iões específicos e de pH em soluções viscosas e suspensões coloidais. O elécrodo de vidro combinado ilustrado na é um elécrodo compacto no qual o eléctrodo de vidro se encontra envolvido pelo eléctrodo de referência de prata/cloreto de prata. É um eléctrodo adequado para a maioria das aplicações de laboratório sendo mais fácil de manusear que o par de eléctrodos separados. Os eléctrodos combinados mais recentes têm também um sensor de temperatura integrado útil na compensação automática de leituras de temperatura de diferentes amostras.

Medidor de pH:

O sistema medidor de pH consiste num potenciómetro (aparelho medidor da diferença de potencial), um eléctrodo de vidro, um eléctrodo de referência e um sensor de compensação de temperatura. Alternativamente, conforme descrito anteriormente, um eléctrodo de vidro combinado pode ser usado. Para a maioria dos instrumentos existem dois controlos importantes:

• o controlo de desvio lateral, usado para corrigir desvios laterais da curva potencial do eléctrodo de pH em função do pH, com relação ao ponto isopotencial. A calibração do instrumento com uma solução tampão de pH 7 é uma aplicação prática de correção de desvio lateral;
• o controlo de inclinação, usado para corrigir desvios de inclinação, causados por exemplo pela influência da temperatura, promove uma rotação da curvatura do eléctrodo em torno do ponto isopotencial. Na prática, para evitar a inclinação da curva, para uma dada temperatura, calibrar o eléctrodo com a solução tampão de pH = 7 (correção do desvio lateral) e, em seguida, com o auxílio de um outro tampão promover o ajuste da inclinação.
  Os ajustes dos desvios lateral e de inclinação utilizando soluções tampão padrões constituem os procedimentos básicos de calibração instrumental para a determinação de pH.

Procedimento

• A primeira coisa a a fazer é calibrar os instrumentos:
  A frequência de calibrações do medidor de pH depende da frequência de medições e da qualidade dos instrumentos. Quando o instrumento é estável e as medições são frequentes, as padronizações são menos frequentes. No caso das medições serem feitas ocasionalmente deve-se padronizar o instrumento antes do uso.
  Cada instrumento é, normalmente, acompanhado das instruções de uso as quais geralmente compreendem os seguintes passos:
  1. Ligar os instrumentos;
  2. Antes do uso, lavar os eléctrodos com água destilada e absorver o excesso de água com um papel absorvente macio;
  3. Introduzir os eléctrodos na 1ª solução tampão (pH = 7) e corrigir o desvio lateral;
  4. Seleccionar uma segunda solução tampão cujo pH situe-se próximo (± 2 unidades) do pH da amostra. É comum o uso dos tampões 4 ou 9, dependendo da faixa em que se situe o pH da amostra;
  5. Trazer as temperaturas, tanto desse tampão como da amostra, para o mesmo valor que pode ser a temperatura ambiente, a temperatura da amostra ou uma temperatura padronizada, por exemplo, 25°C. A temperatura escolhida será a temperatura de teste;
  6. Remover os eléctrodos do primeiro tampão, enxaguá-los com água destilada e enxugá-los com papel absorvente macio;
  7. Introduzir os eléctrodos na segunda solução tampão;
  8. Fazer a correção da inclinação da linha recta potencial do eléctrodo versus pH, ajustando a leitura do medidor de pH ao valor de pH do tampão na temperatura do teste;
  9. Remover os eléctrodos do segundo tampão, enxaguá-los com água destilada e enxugá-los com papel absorvente macio;
  10. Introduzir os eléctrodos na terceira solução tampão de pH abaixo de 10, mas cujo valor seja cerca de 3 unidades diferente do segundo tampão. Nestas condições, a leitura deve corresponder ao pH do tampão para a temperatura do teste com uma precisão de ± 0,1.
• Medição do pH:
  1. Agitar levemente a amostra, com o auxílio de um agitador magnético;
  2. Introduzir os eléctrodos na amostra e, estabelecido o equilíbrio, fazer a leitura do pH. Em amostras tamponadas ou de elevada força iónica condicionar os elécetrodos mantendo-os imersos, por 1 minuto, numa porção de amostra, enxugá-los, imergí-los numa nova porção de amostra e ler o pH. Em amostras diluídas pouco tamponadas imergir os eléctrodos em três ou quatro porções de amostras, sucessivamente, e por último, tomar uma nova porção da amostra e medir o pH;
  3. Lavar os eléctrodos com água destilada e enxugá-los com papel absorvente macio.

Fontes:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Indicador_de_pH

http://www.dec.ufcg.edu.br/saneamento/PH.html

Termopar

Definição:

• Termopar é um sensor usado para medição de temperaturas. O aspecto exterior de termopares comerciais inclui uma cabeça metálica onde são feitas ligações aos instrumentos de indicação, registo e controlo, e um tubo (metálico ou cerâmico) que serve de protecção aos fios do termopar.

Funcionamento:

• Se dois fios metálicos de composição distinta são soldados nas respectivas extremidades e uma das junções é mantida a temperatura superior à outra, circulará corrente eléctrica entre estas junções. Trata-se de um efeito termoeléctrico bem conhecido da Física. Para diferentes combinações de metais e diferentes temperaturas, a diferença de potencial entre estas junções será também diferente. Este é o princípio em que se baseia a operação dos termopares. A selecção de metais para os termopares é normalmente feita com base nas condições de aplicação. Ligas metálicas relativamente baratas (com base em Fe, Ni, Cr, etc.) podem ser usadas a temperaturas moderadas (até cerca de 1000°C), mas para temperaturas muito superiores (1500-1700°C) são necessários termopares à base de ligas ricas em platina.

Fontes:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Termopar

http://www2.ii.ua.pt/uimc/divulga/dicionario/termopar.html

Concentração de NaCl no soro fisiológico

O soro fisiológico é uma solução de NaCl (Cloreto de Sódio) e água destilada. Para que não haja risco de provocar danos nas células, esta solução deve apresentar uma concentração o mais próxima possível da concentração dos líquidos corporais (solução isotónica).

Posto isto, o soro fisiológico contém 0,9%, em massa, de NaCl em água destilada, ou seja, por cada 100mL da solução aquosa existem 0,9 gramas do sal (100 mL de soro fisiológico contêm 0,354 gramas de Na+ e 0,546 gramas de Cl-, com pH = 6,0).

Este tipo de soro tem várias aplicações, entre as quais se destacam a limpeza de ferimentos, a higiene nasal (para pacientes com resfriados, gripes ou com sintomas alérgicos), a desidratação (para reposição de iões de sódio e cloro), a limpeza de lentes de contacto e a utilização em preparados para microscopia.

• Fontes:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Soro_fisiológico

http://www.ucs.br/ccet/defq/naeq/material_didatico/experimento_02.htm