Estándares de calidad en agua grado reactivo

La calidad del agua de uso en el laboratorio o en aplicaciones donde se requiere de agua con un contenido mínimo de impurezas, puede ser establecida en base a diferentes normas o criterios, dependiendo de la institución u organismo que establece los estándares.

La industria de componentes electrónicos, las asociaciones medicas, la industria farmacéutica, etc., establecen sus propios criterios de calidad que aunque son muy similares, difieren entre si. La ASTM (American Society for Testing and Materials), es la institución más reconocida y que se dedica específicamente al establecimiento de estándares o valores guía para la calidad del agua con estas características.

Los estándares establecidos, determinan la calidad del agua por su conductividad que se expresa en micosiemens por centímetro (mS/cm) es una medida indirecta del contenido de sales que contiene el agua. La resistividad es lo inverso y sus unidades para el agua de alta pureza son megaohms (MW).

El agua químicamente pura tiene una conductividad de 0.056 mS/cm o 18 MW. Este es el máximo grado de pureza que se puede obtener y es el agua Tipo I de acuerdo a los estándares de la ASTM.

Otros parámetros que caracterizan el tipo de agua son el pH, el carbono orgánico total, sodio, cloruros y sílice.

De estos parámetros los que son más fáciles de medir y de controlar es la conductividad o la resistividad, los cuales se miden con un conductímetro.

El pH no es un parámetro de calidad del agua ya que medir el pH al agua de alta pureza no es fácil y se requiere de un electrodo especial o se debe agregar sales al agua para poder establecer una diferencia de potencial entre el electrodo y la solución.

La sílice si es muy importante como parámetro de calidad del agua, ya que adicionalmente a la conductividad, la presencia de sílice, no afecta la calidad del agua, sino que la sílice se encuentran en solución como ácido silícico que se disocia de la siguiente manera:

H2SiO4   Þ H+ + HSiO3-

El ácido silícico tiene una constante de disociación muy pequeña, por lo que no se disocia fácilmente,

Si el agua se trata con una resina catiónica/aniónica, el HSiO3- se adhiere a la resina y es removido. La ausencia o presencia mínima de ácido silícico, es evidencia de que el agua es de alta pureza ya que este ión es el más persistente.

Clasificación del agua de acuerdo a su calidad fisicoquímica

NL: No hay límite establecido

Clasificación del agua de acuerdo a su calidad microbiológica

También el agua es clasificada de acuerdo a su calidad microbiológica, como agua tipo A, B y C

¿Qué calidad de agua requiero?

El agua que se debe emplear en laboratorio esta en función de los criterios de calidad del usuario, Para preparación de soluciones de laboratorios como: soluciones de titulación, soluciones buffer, para lavado de material de vidrio, etc. el agua empleada puede ser tipo IV y en lo referente a calidad microbiológica Tipo C.

Para trabajos de determinación de metales traza el agua Tipo I, con calidad microbiológica Tipo B, cumpliría las expectativas.

Para biología celular y cultivo de tejidos, pudiese requerirse agua Tipo I, con calidad microbiológica Tipo A.

¿Qué procesos de tratamiento de agua deben implementarse para obtener agua de alta pureza?

La obtención de agua ultrapura no puede obtenerse con un solo proceso, se requiere la combinación de más de uno de ellos para lograr la calidad deseada tanto en lo fisicoquímico como en lo microbiológico. Como complemento se requiere de un tratamiento continuo y reiterativo para preservar e incrementar su calidad.

Una forma de lograrlo, es filtrando el agua de la red de suministro en filtros de sedimentos y de carbón activado, para eliminar partículas y el cloro residual. Esta agua pasa a una unidad de osmosis inversa donde se eliminan las sales disueltas con una eficiencia de 95-98%.

La remoción de sales por una membrana de osmosis inversa no es suficiente si el agua que se pretende producir es de calidad I, II o III, por lo que el producto de la osmosis pasa a un lecho mixto de resinas catiónicas/aniónicas, mezcladas entre si en forma tal que los equivalentes de cada resina son los mismos.

El agua que sale de este lecho de resinas mixtas no necesariamente cumple con los estándares de calidad y es conveniente reciclar y pasar continuamente el agua a través de la resina mixta. Esto no solo incrementa en cada paso su calidad, sino que también, el agua almacenada pierde sus cualidades, por lo que el reciclado continuo es muy conveniente.

Eventualmente la resina de pulido se satura y es necesario su cambio por resina nueva. Este cambio de resina se debe hacer a criterio del usuario, estableciendo el mismo sus límites de calidad en el agua de consumo.

Si el agua producto no se emplea continuamente y se almacena por periodos, no solo disminuye su calidad fisicoquímica, sino también microbiológica.

Cuando el agua circula, se intercala una lámpara UV de 254 nm para desinfección del agua y una segunda lámpara UV de 185 nm para destrucción de la materia orgánica al nivel de trazas que siempre se genera cuando el agua está en contacto con la resina mixta y demás componentes del equipo.

Esta configuración produce agua de optima calidad en sus parámetros fisicoquímicos y microbiológicos, agua de calidad tanto para determinación de metales a niveles ultratraza, y libre de carbono orgánico residual y otros componentes químicos que causan señales no deseadas en sus equipos de cromatografía o en sus pruebas bioquímicas

Proveedores de sistemas para obtención de agua ultrapura

A continuación le presentamos a Festa-Hidrogel, proveedor de sistemas para obtención de agua ultrapura:

Festa-Hidrogel es una empresa cuyo giro principal es en el tratamiento y acondicionamiento de aguas potables y residuales. Dentro de sus principales divisiones se encuentra el de sistemas para obtención de agua ultrapura, que es necesario cuando se demanda agua con un mínimo de sales y compuestos similares que disminuyen su grado de pureza.

Diagrama de flujo en sistema de producción de agua ultrapura HIDROGEL

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La gelatina en la industria fotográfica

La gelatina es una sustancia de origen animal formada por proteínas y usada generalmente en la alimentación. Se extrae de pieles, huesos y otros tejidos animales mediante tratamiento con álcalis o con ácidos.

La gelatina seca al ponerla en contacto con un líquido lo absorbe y se hincha. Al calentar el líquido se forma un sol (sistema coloidal fluido) con el líquido como dispersante. A medida que se enfría el sistema, la viscosidad del fluido aumenta y acaba solidificando formando un gel (sistema coloidal de aspecto sólido). El estado de gel es reversible al estado de sol si se aumenta la temperatura

Con la gelatina se puede formar una espuma que actúa de emulsionante y estabilizante, es en esta forma que se usa en alimentos preparados como sopas, caramelos, mermeladas, algunos postres. También se usa como estabilizante de emulsiones en helados y en mezclas en que intervienen aceites y agua. En la industria farmacéutica y la cosmética la gelatina se emplea como excipiente para fármacos que hay que tomar en pequeñas cápsulas.

En la industria fotográfica la gelatina es el aglutinante que contiene los haluros de plata y otras sustancias en una película o papel fotográfico y se obtiene de los tejidos blandos de animales. En el proceso de fabricación de la emulsión intervienen factores que no siempre pueden ser controlados por la tecnología. De sus características depende buena parte las propiedades sensitométricas del material sensible.

Historia de la gelatina en la industria fotográfica

En 1871, el médico inglés Richard Leach Maddox informó haber descubierto un procedimiento para la fabricación de placas secas que consistía en extender una delgada capa de gelatina sobre un vidrio. Previamente, debía ser humedecida en agua y se le agregaba una solución de bromuro de cadmio y nitrato de plata. Al combinarse formaban bromuro de plata, sensible a la luz. El sistema fue perfeccionado para la producción industrial a fines de la década y, cuando se comenzaron a vender aquellas placas, la fotografía habría de padecer una de las transformaciones más importantes de la historia.

Hasta entonces, el fotógrafo debía fabricar sus propias placas, por el método conocido como “placas húmedas al colodión”. Este procedimiento fue desarrollado por Frederick Scott Archer en 1851.

La placa al colodión consistía en extender sobre un vidrio una solución viscosa de nitrocelulosa (algodón pólvora) con alcohol y éter, a la que se le agregaba yoduro de potasio para luego sumergirla en una solución de nitrato de plata. La reacción de esas sustancias producía el yoduro de plata. El inconveniente era que el colodión al secarse se tornaba impermeable y sólido, perdiendo la sensibilidad. Por lo tanto, la placa debía prepararse poco antes de ser expuesta y luego revelada en forma inmediata. Era un proceso muy engorroso que obligaba a que los fotógrafos, para hacer tomas en exteriores, tuvieran que montar el laboratorio dentro de una carpa o en un carruaje.

Por estas razones se quería desarrollar una placa capaz de ser fabricada, almacenada y expuesta tiempo después. Desarrollándose así las placas secas de gelatino-bromuro que hicieron posible la gran expansión de la fotografía y la gelatina, desde entonces se viene usando en todas las películas y papeles.

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El Mercurio Metálico (Azogue)

El mercurio se genera de manera natural en el medio ambiente y se da en una gran variedad de formas. Al igual que el plomo y el cadmio, el mercurio es un elemento constitutivo de la tierra, un metal pesado. En su forma pura (mercurio líquido) se le conoce como mercurio “elemental” o “metálico” y en ocasiones es denominado azogue. Rara vez se le encuentra en su forma pura, como metal líquido; las formas que se encuentran más comunmente en la naturaleza son el mercurio inorgánico y el mercurio orgánico.

Prácticamente todo el mercurio proviene del cinabrio o sulfuro de mercurio (HgS), el cual contiene alrededor de 86 por ciento de mercurio. Algunas fuentes de cinabrio rojo son tan ricas en mercurio, que se pueden encontrar gotas de mercurio elemental en muestras aleatorias. Otros minerales que lo contienen son: la livinstonita (HgS.2Sb2S3), el calomelano o mercurio córneo (Hg2Cl2), la tiemannita (HgSe) y la coloradoita (HgTe).

El proceso de extracción consiste en la ubicación de la piedra en la mina, la cual será fusionada (calentada) para obtener los minerales, el metal condensado pasa por un filtrado y es recogido en contenedores, principalmente de hierro. Aquí se obtiene un líquido inodoro plateado, pesado y ligeramente volátil.

Sus principales propiedades físicas se describen a continuación:

• Formula química: Hg

• Punto de fusión: -38.87 grados centígrados.

• Punto de ebullición: 357.72 grados centígrados.

• Densidad: 13.534 g/ml a 25 grados centígrados.

• Forma aleaciones con otros metales como oro y plata, a excepción del hierro.

• Insoluble en agua

• Soluble en ácido nítrico

Dentro de las aplicaciones que tiene el mercurio metálico se encuentran los termómetros, barómetros, esfigmomanómetros (instrumentos empleados para medir la presión arterial de la sangre en el cuerpo humano), termostatos de pared para la calefacción, aire acondicionado, bombillas y tubos fluorescentes, baterías, interruptores de luz eléctrica, bombas de vacío y catalizadores. También se utiliza en los laboratorios de química de las escuelas secundarias media y superior.

El mercurio, como ya se mencionó, forma soluciones llamadas amalgamas con algunos metales (por ejemplo: oro, plata, platino, uranio, cobre, plomo, sodio y potasio). Por lo que además es usado en amalgamas de plata para empastes de dientes, pero debido a que es de uso humano, el mercurio pasa por una serie de procesos para elevar su pureza (mercurio tridestilado). La fabricación de amalgamas consiste en disolver estaño, plata y cobre en mercurio. Su uso está muy extendido porque es fácil de manejar y duraderá (al masticar).

Otros usos del mercurio se dirigen a la industria de explosivos, también ha tenido usos en medicina a través de mercoquinol (oxiquinolinsulfonato de mercurio) y de el hidrargirol (parafeniltoniato o parafenolsulfonato de mercurio), este último como antiséptico, al igual que otros muchos como el hidrargol, el hidrargiroseptol, el yoduro mercúrico, el cloroyoduro mercúrico, el mercuriol, etc.

Grupo Minero Rago de México, empresa 100 por ciento mexicana, dedicada a la extracción, destilación, distribución y comercialización de metales y minerales, ofrece como materia prima mercurio metálico de la más alta calidad.

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