Balanças Analíticas: Segredos para operar com segurança e eficiência

Balanças Analíticas:

A técnica de pesagem está tão presente na rotina de um laboratório que, muitas vezes, acaba sendo banalizada. Pensando nisso, elencamos algumas dicas para limpar Balanças Analíticas:

 

• Certifique-se de que o pessoal seja instruído sobre como limpar as balanças! O manuseio incorreto pode causar danos ao sistema de pesagem ou aos componentes eletrônicos;
• Remova primeiro o pó e a poeira, depois as substâncias pegajosas! Para pó e poeira, use um lenço de papel. Nunca sopre; isso pode transportar sujeira ou materiais de amostra derramados dentro da balança. Para a remoção de substâncias pegajosas, use um pano úmido sem fiapos e solvente neutro (isopropanol ou etanol 70%); evite materiais abrasivos.
• Não borrife ou derrame líquidos diretamente na balança!
• Limpe a abertura do cone (onde fica o prato) ou dutos de ar (fendas na frente ou na parte traseira da capela de proteção) com um pano ou escova.
• Remova as peças para limpeza onde for possível (por exemplo, prato de pesagem, bandeja de gotejamento). Tire apenas as peças que podem ser removidas sem ferramentas e cuja remoção é descrita nas instruções de operação.
• Se possível, não desconecte os dispositivos periféricos, a menos que isso impeça a realização da limpeza.
• Limpe a balança em seu local de trabalho! Não incline, mova ou carregue-a se não for instruído sobre como carregar uma balança. O manuseio incorreto pode causar danos caros irreparáveis!

Mais aspectos importantes para operação da balanças analíticas

Outros aspectos importantes estão relacionados com temperatura, umidade e até fluxos de ar. Confira:

Temperatura – Flutuações de temperatura podem causar gradientes no mecanismo de equilíbrio; portanto, a temperatura ambiente deve ser estável dentro de ± 3°C.

Problemas com a temperatura podem ser evidenciadas pelo visor de peso oscilando em uma direção ou outra durante a pesagem. Por exemplo, um gradiente de temperatura existente entre a amostra que está sendo pesada e a atmosfera circundante que leva a correntes de ar ao longo do recipiente de pesagem. O fluxo de ar ao longo da lateral do recipiente de pesagem cria uma força para cima ou para baixo que resulta em uma leitura de pesagem falsa. Este efeito é conhecido como flutuabilidade dinâmica (confira na Figura)

Este efeito só será mitigado pelo estabelecimento de um equilíbrio de temperatura, ou seja, todos os recipientes e amostras devem estar à temperatura ambiente antes da pesagem. A flutuabilidade dinâmica resulta em um objeto frio parecendo mais pesado e um objeto quente mais leve.

Ganho / Evaporação de Umidade – Se a exibição de peso durante a pesagem da amostra desviar permanentemente em uma direção, pode estar ocorrendo ganho de umidade ou evaporação. Isso pode ser devido à perda de uma substância volátil de uma amostra (ou seja, água) ou a um aumento no peso ao pesar uma amostra higroscópica (ganho de umidade atmosférica).

A umidade do ambiente de laboratório deve ser consistente; portanto, isso normalmente não é motivo de preocupação. No entanto, se houver condensação nos componentes da balança, o ambiente do laboratório deve ser reavaliado. Idealmente, a umidade relativa do laboratório deve ser de 45-60%. As balanças não devem ser operadas acima de 80% ou abaixo de 20% de umidade relativa.

Fluxos de ar – O movimento do ar no laboratório através da bandeja causará variações na medição. Uma capela de proteção reduz este efeito, mas levará algum tempo para que o ar dentro da capela de proteção se estabilize assim que a porta for fechada.

Mudanças na temperatura do ar dentro da capela de proteção também causarão movimento do ar. Essas mudanças podem ser devido à temperatura da massa, mãos etc.

Reduzir o fluxo de ar incidente na balança no laboratório é fundamental para reduzir esse problema e garantir que todos os itens que entram na capela de proteção estejam equilibrados com a temperatura ambiente – usando pinças, não suas mãos quentes, mover itens também pode ajudar.

Eletricidade estática também interfere:

Pode ser uma das maiores causas de frustração ao usar uma balança! Se a massa que você está medindo oscila para cima ou para baixo e não se estabiliza, há uma boa chance de que você tenha um problema de estática. O campo elétrico estático interfere no campo eletromagnético da balança.

Para evitar que isso aconteça, você pode usar um dispositivo antiestático que irá “disparar” íons positivos e negativos no barco de pesagem, pó etc. para neutralizar a carga estática. Esses sistemas antiestáticos são incrivelmente eficazes e podem economizar horas de “dor e frustração” em processo que deveria ser simples. Os barcos de pesagem de plástico ou metal antiestático também podem ajudar.

Eletrostática

Um problema com a eletrostática pode se manifestar quando cada pesagem mostra um resultado diferente, o peso exibido sendo instável ou a repetitividade dos resultados da pesagem sendo insatisfatória.

Isso geralmente é causado pelo fato de o recipiente de pesagem ficar eletrostaticamente carregado. Materiais como vidro, plástico, pó ou grânulos têm baixa condutividade elétrica e descarregam cargas eletrostáticas muito lentamente (horas). Uma carga eletrostática pode ser formada agitando ou esfregando o recipiente ou amostra durante o manuseio ou transporte. O ar seco com menos de 40% de umidade relativa também aumentará a probabilidade desse efeito.

Repetitividade em uso de balanças analíticas

Outro aspecto importante quando falamos de balanças analíticas é a Repetitividade. É muito importante que a equipe realize a coleta real dos resultados de medição deste ensaio para que os resultados da calibração sejam o mais confiáveis possíveis.

Vamos começar lembrando que Ensaio de Repetitividade ou Repetibilidade é a medição de sucessivas pesagens em uma mesma faixa – ou seja, utilizando o mesmo peso padrão.

Como calcular a Repetitividade:

De acordo com o Capítulo 41 da USP, a repetitividade define o ponto de partida da faixa operacional de uma balança.

A repetitividade em uso de balanças é calculada da seguinte forma:

• Execute 10 medições com exatamente o mesmo peso
• Calcule: 2 x Desvio Padrão (SD) / valor nominal ≤ 0,10%
• Calcule o ponto de partida da faixa operacional: 2 x SD x 1000
• Se SD < 0,41 dígitos (d), substitua por 0,41 dígitos (d)

O coeficiente “d” é o intervalo de medição ou “legibilidade”. Exemplos incluem:

• Microbalanças: 1 d = 1 µg = 0,000001 g (6 dígitos) (0,41 d = 0,41 µg)
• Semi-microbalanças: 1 d = 0,01 mg = 0,00001 g (5 dígitos) (0,41 d = 0,041 mg)
• Balanças analíticas: 1 d = 0,1 mg = 0,0001 g (4 dígitos) (0,41 d = 0,41 mg)

Portanto, se o desvio padrão da determinação de 10 medições em uma balança analítica específica for < 0,41 × d, a quantidade mínima de peso é 2 × 0,41 × 0,1 × 1000 = 82 mg

Esse peso mínimo deve ser avaliado periodicamente e é uma característica exclusiva de cada balança, não do tipo, modelo ou fabricante da balança.

Orientações importantes sobre Repetitividade

De acordo com o atual Capítulo 41 da USP, a parte “Repetitividade” do teste define o ponto inicial da faixa de operação de uma balança, que é limitada à capacidade máxima da balança e começa no ponto em que a repetitividade da balança é menor ou igual a 0,10%. Esta exigência especifica a faixa de pesagem utilizável da balança e não é permitido fazer medições abaixo do ponto inicial dessa faixa de operação.

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Por Pedro Alexandre