Para una correcta realización del trabajo de prácticas es necesario familiarizarse con los nombres, manejo, aplicaciones, precisión del material de laboratorio, etc.
MEDIDA DE PESO
Balanza Electrónica: La determinación de los pesos de las sustancias se realiza habitualmente mediante una balanza electrónica monoplato. Este aparato se calibra y se tara automáticamente. La lectura, con una precisión de ±0.001 g, es prácticamente instantánea. La sustancia a pesar nunca se deposita sobre el plato de la balanza. Si es un sólido, se emplea un vidrio de reloj, vaso de precipitados o un papel de filtro con los que previamente se haya tarado la balanza. Si es un líquido, éste puede pesarse sobre un vaso de precipitados o un erlenmeyer que estén limpios y secos por debajo.
MEDIDA DE VOLUMEN Y MANEJO DE DISOLUCIONES: MATERIAL DE VIDRIO
La mayor parte de los instrumentos empleados en el laboratorio son de vidrio por ser éste transparente, de fácil limpieza, inerte químicamente y resistente a altas temperaturas.
Fíjate cómo los materiales que se utilizan para la medida de volúmenes están normalmente calibrados a una determinada temperatura. Debido al riesgo de ruptura y cortes, el material de vidrio ha de sujetarse con firmeza pero evitando tensiones que provoquen su ruptura.
Probeta: Es un cilindro graduado provisto de un pie. La probeta se usa cuando la precisión en la medida de volúmenes no deba ser muy elevada. Típicamente, se miden volúmenes (25 ml, 50 ml,...) de disolventes (agua, metanol, etc.).
Pipeta Aforada: es un tubo cilíndrico con un ensanchamiento central que mide volúmenes fijos con gran precisión (5 ml, 25 ml,... según el aforo). Las pipetas más usuales tienen una única señal de aforo o enrase. Para cargar la pipeta, se aspira el líquido por la parte superior con la ayuda de una pera de goma o una jeringuilla hasta el enrase y se descarga totalmente sobre un matraz o vaso de precipitados.
Bureta: es un tubo cilíndrico graduado con estrechamiento en su parte inferior provisto de una llave. La bureta permite medir y controlar capacidades no conocidas a priori (por ejemplo, en valoraciones). Después de la carga de la bureta y antes de su uso, se debe tener la precaución de que no queden burbujas de aire en su interior.
Matraz Aforado: está provisto de un cuello largo y una señal de aforo que indica su capacidad. Este recipiente, con un volumen muy preciso, se utiliza para preparar disoluciones de una concentración dada. Posee un tapón para facilitar el enrase definitivo y homogeneizar la disolución mediante agitación.
En aquellos recipientes de cuello estrecho (pipeta, bureta, matraz aforado) se forma un MENISCO que es la superficie cóncava o convexa. la lectura del volumen ha de realizarse de tal modo que los ojos estén en un plano tangente al menisco
MATERIAL DE VIDRIO PARA CONTENER REACTIVOS
Cuentagotas: maneja cantidades muy pequeñas de líquidos. 20 gotas son aprox. 1 ml.
Vidrio de reloj: se usa para pesar sustancias sólidas o desecar pequeñas cantidades de disolución.
Tubo de ensayo: recipiente de pequeña capacidad en el que se realizan las reacciones cualitativas. Antes de calentarlo en llama, hay que asegurarse de que esté seco. Nunca debe enfriarse con agua.
Vaso de precipitados: recipiente cilíndrico que se usa para realizar precipitaciones, ataques con ácidos o bases, disoluciones, etc. Puede estar graduado, pero las marcas indican volúmenes aproximados.
Erlenmeyer: recipiente de paredes inclinadas de usos similares al vaso de precipitados. Su forma disminuye el riesgo de salpicaduras y proyecciones y facilita la agitación ininterrumpida de su contenido. Las marcas indican volúmenes aproximados.
Ampolla de decantación: recipiente de forma cónica invertida con dos aberturas. En la superior se ajusta un tapón y en la inferior hay una llave. Se utiliza en las operaciones de separación dos líquido inmiscibles (no son solubles unos en el otro), cuando estos tienen distintas densidades.
Matraz : recipiente esférico que se utiliza para llevar reacciones químicas, destilaciones, etc. que requieren calentamiento.
Kitasato: similar al matraz Erlenmeyer. Tiene una tubo lateral para hacer depresión en su interior. Conjuntamente con un Embudo Buchner y una trompa de agua se usa para realizar filtraciones por succión.
OTRO MATERIAL DE VIDRIO
Varilla: es tubo de vidrio macizo con múltiples aplicaciones en el laboratorio que van desde agitar disoluciones, tomar muestras líquidas, servir de guía en el trasvase de líquidos, arrastre de sólidos, etc.
Cristalizador: Vaso de paredes anchas de mayor diámetro que altura en el que se suelen llevar a cabo las cristalizaciones. También tiene múltiples usos como recipiente auxiliar.
Embudo: además de utilizarse para facilitar el trasiego de líquidos hacia recipientes de boca estrecha, en el laboratorio de Química se utiliza como soporte del papel de filtro en las filtraciones por gravedad. El papel de filtro se sujeta humedeciéndolo.
Termómetro: los termómetros de mercurio deben ser manejados con exquisito cuidado. En un laboratorio de Química se disponen de termómetros graduados hasta 100, 200, o 300 grados Celsius o ºC
MATERIAL DE PORCELANA
Embudo Buchner: se usa para la separación de sólidos de disolventes por succión. Una placa filtrante sobre la parte cónica soporta el papel de filtro.
Crisol: recipiente en forma de vaso para realizar reacciones a muy altas temperaturas como por ejemplo la calcinación de sólidos a 800 ºC.
Mortero: se usa para la disgregar y/o pulverizar sustancias en el Laboratorio
Cápsula de Evaporación: se usa para secar al aire productos sólidos
FUENTES DE CALOR EN EL LABORATORIO.
Mechero de Bünsen: se utiliza en el laboratorio para el calentamiento no controlado de las muestras. Se trata de un dispositivo muy sencillo que facilita la combustión prácticamente completa del gas natural gracias a la mezcla íntima entre el gas (combustible) y el aire (comburente) a lo largo de la chimenea del mechero. Regulando la entrada de aire se consigue una llama azul de gran poder calorífico. El uso del mechero requiere una precaución extrema (véase el guión de Operaciones Básicas).
Para realizar tratamientos térmicos controlando el tiempo y la temperatura se utilizan principalmente hornos eléctricos que funcionan mediante calentamiento de resistencias eléctricas y disponen de un termostato y de un termómetro.
OTRO MATERIAL DE LABORATORIO
Cucharillas y Espátulas: utensilios metálicos que sirven para extraer de los frascos y dispensar los reactivos sólidos. Para evitar contaminar los productos, las cucharillas y espátulas deben mantenerse perfectamente limpias y secas.
Gradilla: soportes para tubos de ensayo que suelen ser metálicos, de plástico o madera.
Pinzas para tubos de ensayo: normalmente hechas de madera. Se usan para sujetar los tubos de ensayo que han de ser calentados a la llama del mechero. Obviamente, debe evitarse la exposición directa a la llama.
Soportes: placa metálica a la cual se atornilla una varilla también metálica de unos 60 cm de altura. Sobre la varilla se ajustan pinzas, aros y nueces que a su vez sirven para sujetar el material de vidrio en la mesa de trabajo (buretas, embudos, etc.)
Frasco Lavador: El uso continuado de agua destilada, ya sea para disolver ya sea para lavar, requiere un recipiente que facilite el vertido del agua.
Rejilla de Amianto: salvo los tubos de ensayo, la llama de un mechero no se aplica directamente al material de vidrio. Este se coloca sobre una rejilla metálica que tiene un círculo de amianto que reparte uniformemente el calor. La rejilla se coloca sobre un trípode metálico de altura adecuada.
Rejilla .....................Trípode
Escobilla: la limpieza del material de vidrio es muy importante. Suelen utilizarse escobilla y detergente líquido. En ocasiones, un estropajo metálico también puede ser de gran ayuda.
Centrífuga: Aparato para acelerar la sedimentación de partículas coloidales o macromoléculas en una disolución generando un campo gravitatorio centrífugo de hasta 105 g por rotación. La muestra se introduce en un cilindro (tubo de centrífuga) que acompañado por un blanco de compensación se hace rotar rápidamente alrededor de un eje.
SEPARACIÓN DE MEZCLAS:
Técnicas de separación de mezclas heterogéneas
Independiente del tipo de mezcla, los componentes de la misma, pueden ser separados con cierta facilidad a través de las técnicas de laboratorio, sin que cambien las propiedades físicas y químicas que estos tienen. A continuación describiremos las técnicas más usadas por los químicos:
Tria: Permite separar sustancias de una mezcla que tienen un tamaño considerable, utilizando una pinza o simplemente los dedos.
Imantación: Permite separa mediante un imán, sistemas donde una de las fases tiene propiedades magnéticas. Ej.: arena con limaduras de hierro, partículas de hierro que puedan acompañar a los cereales ; recoger agujas o alfileres, etc.
Flotación: Se emplea para separar solamente y se agrega un líquido con peso específico que no altere a los cuerpos que forman al sistema. Ej.: aserrín y arena, corcho con minerales.
Filtración: A través de materiales porosos como el papel filtro, algodón o arena se puede separar un sólido que se encuentra suspendido en un líquido. Estos materiales permiten solamente el paso del líquido reteniendo el sólido.
Decantación: Esta técnica de separación se basa en las diferentes densidades de los componentes de las mezclas líquidas y no solubles entre sí. Esta técnica utiliza un embudo especial llamado embudo o ampolla de decantación.
Tamizado: Este método de separación es uno de los más sencillos y consiste en hacer pasar una mezcla de sólidos, de distinto tamaño, a través de un tamiz. Los granos más pequeños atraviesan el tamiz y los más grandes son retenidos
Técnicas de separación de mezclas homogéneas
Cristalización:
Destilación: Técnica utilizada para purificar un líquido o separar los líquidos de una mezcla líquida. Comprende dos etapas: transformación del líquido en vapor y condensación del vapor.
Cromatografía: Técnica que permite separar los componentes de una mezcla haciéndola pasar a través de un medio adsorbente (adhesión a una superficie). Una de las más sencillas es la cromatografía en papel que emplea como medio adsorbente papel filtro y como solvente un líquido. Los distintos componentes se separan debido a que cada uno de ellos manifiesta diferentes afinidades por el papel filtro o por el disolvente. La tinta de la lapicera de pluma, a simple vista parece totalmente homogénea, pero está formada por distintos componentes que se pueden separar con facilidad, basta dejarla correr en un medio adsorbente por acción de un disolvente. Se pueden utilizar muchos medios adsorbentes: tiza, arena, papel filtro, etc.
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