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Material de Laboratorio Los materiales del laboratorio han sido diseñados para un uso específico, y es de vital importancia, seleccionarlos y manejarlos adecuadamente. El material de laboratorio se puede clasificar atendiendo diversos criterios tales como: MATERIAL DE FABRICACIÓN Metales: Los más ut...

Material de Laboratorio Los materiales del laboratorio han sido diseñados para un uso específico, y es de vital importancia, seleccionarlos y manejarlos adecuadamente. El material de laboratorio se puede clasificar atendiendo diversos criterios tales como: MATERIAL DE FABRICACIÓN Metales: Los más utilizados son el hierro y sus aleaciones, cobre, níquel, platino, plata y plomo. Con estos metales se fabrican soportes, pinzas, anillos, trípodes, triángulos, tijeras, rejillas, sacacorchos, recipientes para agua, crisoles, espátulas, mecheros entre otros. Porcelana: Se fabrican cápsulas, crisoles, espátulas, morteros, embudos, triángulos. Madera: Gradillas, soportes de pie para tubos y embudos. Corcho: Se usa principalmente en la elaboración de tapones y soportes para balones. Caucho: Para fabricar mangueras y tapones. Asbesto: Se emplea en la fabricación de mallas, guantes y como aislante térmico. Teflón: Utilizado en la fabricación de mangueras, válvulas, llaves para buretas, tapas para matraces, recipientes, empaques entre otros. Vidrio: Es uno de los materiales más usados en el laboratorio. Aquél que se destina a la fabricación de equipo de laboratorio debe ser resistente a los ácidos y a los álcalis y responder a determinadas exigencias térmicas y mecánicas. El material de vidrio de laboratorio puede dividirse en dos categorías: Vidriería no volumétrica. Comprende los vasos de precipitados, los matraces Erlenmeyer, balones de fondo plano y de fondo redondo, embudos, tubos de ensayo, condensadores, frascos con tapón esmerilado, vidrios de reloj, tubos de Thiele, entre otros. Vidriería Volumétrica de precisión. Comprende una serie de recipientes destinados a medir con exactitud el volumen que “contienen” o el volumen que “vierten”. En los recipientes volumétricos se indica volumen a verter o a contener, lo mismo que la temperatura a la cual ha sido calibrado. Este material suele ser más costoso debido a que es calibrado USO ESPECÍFICO MEDICIÓN DE MASA BALANZA: Es uno de los instrumentos más utilizados en el laboratorio y su objetivo es determinar la masa de una sustancia o masar (“pesar”) una cierta cantidad de la misma. Usualmente, en los laboratorios se utilizan dos tipos de balanzas: Balanzas granatarias: Este tipo de balanzas se utilizan para determinaciones de masa cuando se requiere menor precisión en las cantidades de sólidos o líquidos, este tipo de pesadas se utilizan para preparar soluciones de concentración aproximada. Actualmente estas balanzas son digitales, tienen un solo platillo en la parte superior y las pesadas pueden hacerse rápidamente. Existen en el mercado modelos de variada capacidad y precisión por ejemplo entre 2 y 2,5 kg con una precisión de hasta 0,1 o 0,01 g y otras con capacidad de medida que pueden llegar a los 100 o 200 g con una precisión de hasta 0.001 g Balanzas analíticas: Una balanza analítica es un instrumento para “pesar” cuya capacidad va desde un gramo hasta algunos kilogramos con una precisión de al menos 1 parte en 105 de su capacidad máxima. Actualmente la precisión y exactitud de muchas balanzas analíticas superan 1 parte en 106 de su capacidad máxima. Dentro de las balanzas analíticas más comunes tenemos: Macrobalanzas, tienen una capacidad de máxima de 160 a 200 g y una precisión de 0,1 mg. Semimicroanalíticas, tienen una capacidad de máxima de 10 a 30 g y una precisión de 0,01 mg. Microanalítica, tienen una capacidad de máxima de 1 a 3 g y una precisión de 0,001 mg. Manejo de la balanza Al usar la balanza se deben tener en cuenta las siguientes normas: Manejar con cuidado la balanza. No pesar sustancias químicas directamente sobre el platillo; es decir siempre se debe usar un pesa sustancias, un vaso precipitado, un papel para pesar, un vidrio de reloj o algún otro recipiente. Evitar los derrames de líquidos sobre la balanza. Ajustar el cero de la balanza (tarar), solicitar instrucción al profesor o al técnico pues cada balanza tiene su modo de operar. Pesar el objeto o sustancia a la temperatura ambiente. Después de pesar, dejar en cero. Apagar y limpiar cualquier residuo de productos químicos que estén en la balanza o en el área de la balanza. Preguntas de aprendizaje: ¿Cuáles son los errores de pesadas más comunes? ¿Cómo se pueden solucionar? MEDICIÓN DE VOLUMEN La medición de volúmenes es de importancia esencial en los laboratorios. Primeramente, el usuario tiene que aclarar con qué exactitud han de efectuarse las mediciones individuales. Después, puede elegir el tipo de aparato a utilizar en el caso concreto de medición: pipeta aforada, pipeta graduada, matraz aforado, probeta o bureta. PIPETA: La pipeta está diseñada para trasvasar volúmenes conocidos de un recipiente a otro. Los tipos más comunes de pipetas son: las volumétricas (aforadas), las graduadas y las automáticas. Pipetas volumétricas o aforadas. Se utilizan para medir exactamente un volumen único y fijo. Estas pipetas generalmente están calibradas para medir volúmenes desde 0.1 hasta 100 mL. Pipetas graduadas. Se utilizan para medir volúmenes variables de acuerdo a su capacidad. Los volúmenes oscilan entre 0.1 y 100 mL. Manejo de pipetas Llenado Llenar la pipeta utilizando una propipeta, hasta sobrepasar la marca del volumen deseado aprox. 5 mm. Limpiar el exterior de la punta de la pipeta con un trozo de papel absorbente. Ajustar el menisco. Quitar la gota restante en la punta. Vaciado Mantener la pipeta en posición vertical, colocar la punta de la pipeta contra la pared interna de un recipiente de recogida que se mantiene inclinado y dejar salir el contenido. ¡No apartar la punta de la pipeta de la pared! Tan pronto como el menisco permanezca quieto en la punta, empieza el tiempo de espera de 5 s (solamente en pipetas, clase AS). Una vez transcurrido el tiempo de espera, llevar la punta de la pipeta aprox. 10 mm hacia arriba contra la pared del recipiente y desprender la gota. Al hacerlo, se verterá un poco más de líquido residual. Nota: Una vez que se vierte el líquido, quedará un pequeño volumen en la punta de la pipeta que está considerado en su calibración, así que no se debe soplar o agitar para sacar esta pequeña cantidad pues de lo contrario se produce una alteración. No se debe utilizar en las pipetas con las puntas dañadas. 2.2.2 MATRAZ AFORADO: Un matraz aforado es un recipiente de fondo plano y con forma de pera, que tiene un cuello largo y angosto. Una línea fina grabada alrededor del cuello indica el volumen de líquido contenido a una temperatura definida. Los matraces aforados se usan para preparar soluciones de concentración definida, pesando un sólido puro y llevándolo a volumen. Por lo general, primero se transfiere la sustancia a un vaso después de pesarla y se disuelve allí. Luego se traspasa la solución al matraz y se agrega agua hasta que el nivel de la solución se ha elevado hasta la base del cuello del matraz. Posteriormente se agita el matraz para que la solución se homogenice. El ajuste final hasta el enrase se puede hacer agregando agua gota a gota con una pipeta o una piseta. Los tamaños de matraces aforados que se usan más comúnmente son de 50 mL, 100 mL, 250 mL, 1000 mL y 2000 mL. No obstante lo dicho existen otros volúmenes mayores o menores. Uso de un matraz aforado para la preparación de una solución patrón: Trasvasar al matraz aforado la cantidad exactamente pesada de sustancia o un concentrado líquido. Llenar el matraz con agua destilada hasta la mitad aproximadamente y agitar el matraz para facilitar la disolución o bien el mezclado. Adicionar agua destilada hasta llegar casi al aforo. Llenar el resto del volumen utilizando una piseta (o una pipeta) hasta que el menisco se ajuste exactamente a la altura de la marca. Importante: ¡la lectura tiene que efectuarse a la altura de los ojos! La pared de vidrio por encima del aforo no debe mojarse. A continuación, tapar el matraz y agitarlo invirtiéndolo varias veces para facilitar el mezclado. PROBETA: En el laboratorio la probeta representa el elemento más común para medir un volumen. Si bien no registra una gran precisión en la medida, permite conocer el volumen con bastante aproximación. Manejo: Llenar con líquido la probeta. Ajustar el menisco al aforo deseado (¡realizar la lectura a la altura de los ojos!). No se debe mojar la pared de vidrio por encima del aforo. El volumen leído corresponde a la cantidad de líquido contenida. BURETA: La bureta se utiliza para descargar con exactitud volúmenes conocidos (pero variables), principalmente en las titulaciones. En general, tienen las marcas principales señaladas con números que indican mililitros, y subdivisiones no numeradas que indican 0,1 mL. Están provistas de una llave para controlar el flujo de líquido. La posición correcta para manipular la bureta es sujetarla sobre el soporte universal de manera que se pueda ver la escala graduada. Para accionar la llave que libera o corta la salida de líquido se debe utilizar la mano izquierda (en personas diestras), dejando la mano derecha libre para manipular el recipiente sobre el que vaya a caer el líquido. Si la persona no es diestra, la posición de las manos es justamente la inversa. Manejo Enjuagar la bureta con la solución patrón a utilizar y alinearla de manera que el tubo de la bureta quede vertical. Al hacerlo, tener en cuenta que sólo pueden utilizar soluciones patrón totalmente homogéneas. No debe haber ni turbiedades, ni floculaciones, ni depósitos (control visual). Llenar la bureta hasta sobrepasar ligeramente la marca cero. Para eliminar cualquier burbuja desde la llave de la bureta, dejar salir el líquido hasta llegar, como máximo, al volumen nominal. Si a pesar de ello permanece una pequeña burbuja de aire en la bureta, mantener la bureta inclinada y golpear con el dedo ligeramente en el lugar donde se encuentre la burbuja. Llenar con la solución de trabajo sin formación de burbujas de aire hasta sobrepasar en aprox. 5 mm la marca cero. No debe mojarse la pared de vidrio por encima de este nivel. Al dejar salir el líquido ajustar exactamente el punto cero. La lectura debe efectuarse a la altura de los ojos. Las buretas de cero automático se llenan también hasta sobrepasar en aprox. 5 mm el punto cero. Tras eliminar la burbuja se realiza el ajuste automático del punto cero. Eliminar la gota eventualmente adherida a la punta de salida. MEDICIÓN DE TEMPERATURA TERMÓMETRO: Es un instrumento que mide la temperatura de un sistema en forma cuantitativa. Una forma fácil de hacerlo es encontrando una sustancia que tenga una propiedad que cambie de manera regular con la temperatura como el mercurio (Hg) dentro de un termómetro de vidrio: al calentarse, se expande y viceversa, al enfriarse se contrae, lo que se visualiza contra una escala graduada. La escala más usada en la vida cotidiana es la escala Celsius. La escala Celsius es reconocida por el Sistema Internacional de Unidades, SI Los termómetros más usados son: El termómetro de vidrio: es un tubo sellado de vidrio que contiene un líquido, cuyo volumen cambia con la temperatura. Este cambio se visualiza en una escala en grados. El termómetro de resistencia: consiste en un alambre de platino cuya resistencia eléctrica cambia cuando cambia la temperatura. El termopar: consiste en una pareja de alambres de distinta composición unidos en un extremo, que ante cambios de temperatura producen una diferencia de potencial eléctrico. La calibración de un termómetro se realiza por el método de comparación, que consiste en comparar la indicación del termómetro con la de un termómetro de mayor exactitud, cuando ambos están en un medio apropiado que reproduzca una temperatura de manera controlada. Se calibra un termómetro para tener confianza en su indicación. A través del certificado de calibración se asegura la trazabilidad a patrones nacionales de medida. CALEFACCIÓN Existen diversos sistemas de calefacción, como mantas calefactoras, placas eléctricas, estufas eléctricas, muflas y mecheros. El sistema que se elija dependerá del tipo de proceso que se desea realizar y la naturaleza del compuesto a calentar. ESTUFA ELÉCTRICA: Se utiliza para secado de sustancias y esterilización. Alcanza temperaturas ente 250 y 300º C MUFLA: Horno recubierto de material refractario, capaz de soportar temperaturas elevadas (400-1200ºC). Se utiliza para calcinar compuestos químicos. MANTA CALEFACTORA: Calienta mediante una resistencia eléctrica protegida y está provisto de un sistema para regulación de la temperatura. Se utiliza con balón de fondo redondo, para el calentamiento uniforme y/o prolongado de productos inflamables. PLACA CALEFACTORA: Consiste de una palca metálica con temperatura regulable. Se utiliza para calentar en forma directa utensilios de fondo plano, en algunos casos puede estar provista de un agitador magnético. MECHERO: El mechero es un instrumento de laboratorio de gran utilidad. Fue diseñado con el propósito de obtener una llama que proporcione máximo calor y no produzca depósitos de hollín al calentar los objetos. La llama del mechero es producida por la reacción química de dos gases: un gas combustible (propano, butano, gas natural) y un gas comburente (oxígeno, proporcionado por el aire). El gas que penetra en un mechero pasa a través de una boquilla cercana a la base del tubo de mezcla gas-aire. El gas se mezcla con el aire y el conjunto arde en la parte superior del mechero. La reacción química que ocurre, en el caso de que el combustible sea el propano (C3H8) y que la combustión sea completa, es la siguiente: C3H8(g) + 5 O2(g) ---> 3 CO2(g) + 4 H2O(g) + calor La llama es considerada como una combustión visible que implica desprendimiento de calor a elevada temperatura; ésta última depende entre otros factores de: la naturaleza de los gases combustibles y de la proporción combustible-comburente. En el caso del propano, la proporción de la mezcla es de cinco partes de aire por una de gas, obteniéndose una llama de color azul. Si se reduce el volumen de aire, el mechero producirá una llama amarilla luminosa y humeante. Cuando el mechero funciona con la proporción adecuada de combustible y comburente, la llama presenta dos zonas (o conos) diferentes. El cono interno está constituido por gas parcialmente quemado, el cual es una mezcla de monóxido de carbono (CO), hidrógeno (H2), dióxido de carbono (CO2) y nitrógeno (N2). En el cono exterior esa mezcla de gases arde por completo gracias al oxígeno del aire circundante. Esta es la parte más caliente de la llama. El mechero comúnmente empleado es el mechero Bunsen, el cual recibe su nombre del químico alemán del siglo XIX Robert Wilhem Bunsen (1811 - 1899). Existen otros mecheros de uso en el laboratorio, por ejemplo, el Tirrill, donde tanto el aporte de gas como el de aire pueden ajustarse con el fin de obtener una combustión óptima y una temperatura de la llama de más de 900 ºC. El mechero Meker, tiene el tubo quemador más ancho y tiene una malla montada en su parte superior. Esto produce un cierto número de pequeñas llamas Bunsen, las zonas exteriores de las cuales se funden para dar una llama maciza, exenta de la zona central más fría. Con este mechero se obtienen temperaturas superiores a los 1000 ºC. Si se ajusta correctamente la entrada de aire por medio del collar, la llama tendrá un cono interior de color azul, no producirá hollín y tendrá el poder calorífico adecuado. También debe graduarse la entrada de combustible para evitar una llama de demasiado tamaño. MATERIAL DE APOYO O AUXILIAR VASOS DE PRECIPITADO: Se usa en general para contener líquidos y específicamente para formar precipitados los hay de diferentes capacidades 25, 50, 100, 200, 400, 500, 1000 y 2000 mL (siempre cantidades aproximadas). Tienen una hendidura que facilita verter el líquido, permite mantener una varilla de vidrio en el caso de precipitados, cubierto con un vidrio de reloj, forma una salida para el desprendimiento de gases y vapores cuando el vaso está tapado por el vidrio de reloj. Se elegirá el tamaño del vaso según el volumen de líquido que deba contener. MATRAZ ERLENMEYER: Son recipientes cónicos de base ancha y cuello angosto. Tienen muchas aplicaciones, por ej. En volumetría para hacer titulaciones, facilitando una mejor agitación del líquido y evitando pérdidas por salpicaduras. Para preparar soluciones y tener la posibilidad de agitar la mezcla a fin de acelerar el proceso de disolución, etc. Cabe también apuntar que al igual que los vasos de precipitación no son materiales volumétricos. Existen Erlenmeyer de boca esmerilada con tapa (de vidrio o plásticas). MATRAZ KITASATO: Es un matraz de pared gruesa, con una tubuladura lateral. En la boca se acopla, mediante un corcho agujereado el Büchner, y a la tubuladura, mediante una goma, la trompa de agua (o trompa de vacío). De esta forma se consigue filtrar sustancias pastosas. CRISTALIZADORES: Son recipientes de forma cilíndrica con base plana, que tienen poca altura y un gran diámetro, por lo que su superficie abierta es grande. Se usan cuando se desea evaporar rápidamente el líquido de una solución facilitando la cristalización del soluto que se encontraba formando dicha solución EMBUDOS: Tienen forma cónica con un ángulo casi siempre de 6°, con paredes lisas o estriadas. El vástago puede ser largo o corto. En general se utilizan embudos de vidrio o de materiales sintéticos estos últimos tienen la ventaja de no romperse con tanta facilidad. EMBUDO DE DECANTACIÓN: Su forma es similar a una pera y en uno de sus extremos tienen un vástago provisto de una llave esmerilada y en el otro extremo una boca esmerilada con un tapón de vidrio o plástico. Se usan para separar líquidos inmiscibles de distinta densidad. DESECADORES: Son recipientes que se usan para mantener un ambiente seco. Están comúnmente construidos de vidrio y poseen dos comportamientos: Uno superior, donde se colocan los crisoles conteniendo precipitados, secados o calcinados que deben permanecer en atmósfera seca para prevenir la absorción de agua y Uno inferior que se usa para colocar la sustancia desecante. La tapa de borde esmerilado se ajusta perfectamente y para sacarla es necesario hacerla deslizar horizontalmente. El borde esmerilado de la tapa y del desecador se cubre ligeramente con vaselina o alguna grasa especial para asegurar el buen cierre y un fácil deslizamiento. PISETA: Es un frasco plástico (los más comunes hoy en día), con un dispositivo que permite emitir un chorro fino de agua destilada, solución u otro líquido y se lo utiliza para el lavado de precipitados. El tapón puede ser de plástico o de goma con una perforación por donde pasa el tubo de salida del líquido. MORTERO: Se emplea para tritura sustancias sólidas con la ayuda del pistilo. UTENSILIOS DE SOPORTE Adaptador para pinza para refrigerante o pinza Holder Este utensilio como presenta dos nueces. Una nuez se adapta perfectamente al soporte universal y la otra se adapta a una pinza para refrigerante de ahí se deriva su nombre. Están hechos de una aleación de níquel no ferroso. Anillo de hierro. Es un anillo circular de Fierro que se adapta al soporte universal. Sirve como soporte de otros utensilios como: Vasos de precipitados., Embudos de separación, etcétera. Se fabrican en hierro colado y se utilizan para sostener recipientes que van a calentarse a fuego directo. Gradilla Utensilio que sirve para colocar tubos de ensayo. Este utensilio facilita el manejo de los tubos de ensayo. Pinzas de Hoftman Estas pinzas se utilizan para presionar la tubería látex y controlar el flujo de un líquido. Pinzas de sujeción Estas pinzas permiten sujetar refrigerantes Pinzas dobles para bureta Se utilizan para sujetar dos buretas a la vez. Son muy útiles cuando se realizan titulaciones Pinzas Mohr Es un utensilio que se utiliza para obstruir el paso de un líquido o gas a través del tubo látex. Pinzas para cápsula de porcelana. Permiten sujetar cápsulas de porcelana. Pinzas para crisol Permiten sujetar crisoles Rejilla de asbesto Es una tela de alambre de forma cuadrangular con la parte central recubierta de asbesto, con el objeto de lograr una mejor distribución del calor. Se utiliza para sostener utensilios que se van a someter a un calentamiento y con ayuda de este utensilio el calentamiento se hace uniforme. Soporte Universal Utensilio de hierro que permite sostener varios recipientes. Triángulo de porcelana Permite calentar crisoles Tripié o Trípode Son utensilios de hierro que presentan tres patas y se utilizan para sostener materiales que van a ser sometidos a un calentamiento.