1 UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL Laboratorio de Química CONOCIMIENTO DEL MATERIAL DE LABORATORIO Y MEDICIONES VOLUMÉTRICAS. 1. OBJETIVO. Familiarizar al estudiante con los materiales que más frecuentemente se usan en el laboratorio de Química. 2. INTRODUCCIÓN La identificación de materiales de laboratorio es importante, para ser capaz de seleccionarlos y usarlos adecuadamente. Los equipos y materiales que se usan en laboratorio de Química, constituyen los elementos con los cuales se hacen experimentos y se investiga. Para trabajar con eficiencia en laboratorio es necesario conocer los nombres de los diferentes utensilios, hacer un diagrama sencillo de cada uno y saber sus usos. 3. MATERIALES Y MÉTODOS. 3.1. M A T E R I A L E S Revisar el diagrama y las aplicaciones o usos de cada uno de los siguientes equipos y materiales adjuntos, como paso previo para la práctica. EQUIPOS 2. Estufa de secado 1. Balanza analítica MATERIAL 3. pH-metro DE o Potenciómetro VIDRIO 4. [Bureta] 5. Frasco para reactivos 6. Densímetro 8. Embudo 9. Embudo de decantación 10. Matraz Erlenmeyer 11. [Matraz aforado] 12. Picnómetro 13. [Pipeta] 14. [Probeta] 15. Refrigerante Liebig 16. Termómetro 17. Tubo de ensayo 18. [Vaso de precipitación] 19. Vidrio reloj MATERIAL 20. Cápsula DE 7. Desecador PORCELANA 21. Crisol MATERIAL 22. Mortero METÁLICO 23. Aro metálico 24. Cuchara para fusión 25. Espátula 26. Gradilla 27. Mechero Bunsen 28. Pinza para buretas 29. Pinza doble nuez 30. Pinza para vasos 31. Rejilla o malla metálica 32. Soporte universal 33. Triángulo de arcilla 34.Trípode VARIOS 35. Frasco lavador o piseta 36. Llave de paso 2 EQUIPOS. 1.- BALANZA ANALÍTICA. Instrumento utilizado para medir las masas de los cuerpos. Balanzas de precisión se colocan dentro de cajas de cristal para protegerlas del polvo y evitar pesadas incorrectas por corrientes de aire. Balanzas analíticas modernas, ofrecen valores de precisión de lectura de 0,1 µg a 0,1 mg. 2.- ESTUFA DE SECADO. Se utiliza para el secado suave de materiales que poseen alta sensibilidad al calor, sin turbulencias. Particularmente resiste a la corrosión. 3.- pH-METRO o POTENCIÓMETRO. Se utiliza para valoraciones ácido/base en química analítica, y para medir el pH con un rango de 0 a 14 de una disolución en forma cuantitativa. MATERIAL DE 4.BURETAS. Tubos largos, graduados, de diámetro interno uniforme, provistas de una llave en su parte inferior. Se usa para verter cantidades variables de líquido, y por ello están graduadas con pequeñas subdivisiones (dependiendo del volumen, de décimas de mililitro o menos). Al usar bureta, tener en cuenta el paralaje a la hora de hacer la lectura, procurando tener el ojo a misma altura del nivel del líquido. Si son líquidos claros, se mide por la parte inferior del menisco, y por la superior si son líquidos oscuros (como disoluciones de KMnO4). VIDRIO. Hay que procurar que vaciado no sea demasiado rápido, para evitar que quede líquido adherido al interior de la bureta. Otro error por defecto son las gotas que quedan Proteger la parte superior para evitar adheridas en la parte inferior y las pequeñas contaminación por polvo. burbujas de aire situadas tras la llave. 3 5.- FRASCO PARA REACTIVOS. Permite guardar sustancias para almacenarlas, los hay ámbar y transparentes. Los de color ámbar se utilizan para guardar sustancias que son alteradas por acción de la luz del sol. Los de color transparente se utilizan para guardar sustancias que no son afectadas por la luz solar 6.- DENSÍMETRO. Determina densidad y concentración de líquidos y disoluciones. Densímetros y areómetros son flotadores de vidrio lastrados con perdigones de plomo en la parte inferior. En la parte superior, llevan escala graduada que es diferente según su uso. • Alcohómetro: Densímetro que mide riquezas • Sacarómetro: Mide riquezas de alcohólicas por valor de la densidad. soluciones acuosas de sacarosa. Dan directamente % de alcohol en volumen. Hay varias escalas, Ej: Grados Brix que • Oleómetro: Mide densidad de aceites. Su indica el 1% en peso de sacarosa escala está graduada de 50º a 0º, disuelta a temperatura dada en correspondiendo a densidad desde 0,870 a momento de medición. 0,970 respectivamente. • Salinómetro: Mide riquezas de soluciones acuosas de cloruro sódico. • Lactómetro: Mide densidad de leche. 7.- DESECADOR. Mantiene temporalmente sustancias exentas de humedad. Más comunes son de vidrio, aunque existen algunos que están hechos en plástico. Desecadores de vidrio tienen paredes gruesas y forma cilíndrica, presentan tapa esmerilada que se ajusta herméticamente para evitar que penetre humedad del medio ambiente. En su parte interior tienen placa o plato con orificios que varía en número y tamaño; estos platos son de materiales como porcelana o nucerite (combinación de cerámica y metal). 4 8.EMBUDO. Empleado para canalizar los líquidos recipientes con bocas estrechas. Suelen hacerse de plástico, vidrio, etc. 9.- en EMBUDO DE DECANTACIÓN. Se utiliza para separar líquidos miscibles e inmiscibles. Embudo de decantación es recipiente de vidrio de forma cónica. Presenta en parte superior una embocadura taponable por la que se procede a cargar su interior y un desagüe inferior, cuyo flujo puede ser regulado mediante una válvula (llave de paso). Ej: Si se pretende separar cierta cantidad (reducida) de una emulsión de agua y aceite se puede cargar en embudo de decantación, que después de reposar tiempo suficiente, aparece separación clara de ambas sustancias, se puede separar en dos fracciones. Para ello se abre la llave de paso y se deja escurrir el líquido más denso (agua) y justo cuando se observa que interfase de ambos líquidos va aproximándose a la válvula se corta el flujo. En este momento se tiene el agua recogida en un recipiente, y el aceite dentro del embudo de decantación. 10.- MATRAZ O FRASCO DE ERLENMEYER. Se utiliza para calentar sustancias a temperaturas altas. En microbiología se emplea para preparar caldos de cultivo. Al calentarlo, suele colocarse sobre una tela metálica y sobre un trípode. 11.- MATRAZ o BALÓN AFORADO. Se fabrica en vidrio borosilicato o polipropileno, dependiendo de su aplicación. Se presenta en volúmenes que van de 10 ml hasta 2 litros. No se puede calentar ni echar líquidos calientes. El enrase debe hacerse con exactitud, procurando que sea la parte baja del menisco del líquido la que quede a ras de la señal de aforo. Se utiliza para preparar disoluciones de concentración conocida y exacta. Procedimiento de preparar disoluciones es pesar la cantidad de soluto, verterlo en el matraz y agregar disolvente hasta un volumen menor que su capacidad. Posteriormente, se disuelve bien el soluto y se llena hasta la marca (operación conocida como "enrasar"). 5 12.PICNÓMETRO DENSIDADES. o FRASCO DE Frasco con cierre sellado de vidrio que dispone de tapón provisto de finísimo capilar, para obtener volumen con gran precisión. Esto permite medir densidad de un fluido, en referencia a la de un fluido de densidad conocida como agua o mercurio. Si frasco se pesa vacío, luego lleno de agua, y luego lleno del líquido problema, la densidad de éste se calcula sencillamente. Botella de gravedad específica Densidad de partículas de un árido (polvo, por ej.), que no puede determinarse con simple método de pesar, puede obtenerse con el picnómetro. Polvo se pone en picnómetro, que se pesará, dando el peso de muestra de polvo. Luego, se completa el llenado del picnómetro con un líquido, de densidad conocida, en el que polvo sea completamente insoluble. El peso del líquido desplazado podrá luego determinarse, y así hallar la gravedad específica del polvo. Ej: Teniendo en cuenta que volumen es siempre el mismo y que a partir de definición de densidad A igualdad de volumen, densidad es proporcional a la masa, la densidad de muestra viene dada por: siendo: m1: ρ1: m2: ρ2: masa de muestra contenido en picnómetro densidad de muestra contenido en picnómetro masa de agua (o líquido de densidad conocida) contenido en picnómetro densidad del "agua"(o líquido de densidad conocida) contenido en el picnómetro 6 13.- PIPETA. Material volumétrico que permite medir alícuotas de líquido con bastante precisión. LÍMITES DE ERROR EN PIPETAS (ml) Capacidad (hasta) Límite de error 2 5 10 30 50 100 200 0,006 0,01 0,02 0,03 0,05 0,08 0,10 Al ser material volumétrico no se lo debe someter a cambios bruscos ni a altas temperaturas. Metodología de uso: 14.- Introducir pipeta con la punta cónica para abajo en recipiente del cual se desea sacar volumen determinado de muestra. Colocar pera en la punta libre y hacer ascender el líquido por encima del aforo superior. Rápidamente sacar la pera, colocando dedo índice obturando la punta, para evitar que descienda. . Se disminuye la presión del dedo hasta llegar a cantidad de mililitros necesarios. No forzar caída de últimas gotas, sino que éstas deben quedar en la punta cónica de la pipeta. PROBETA. Material volumétrico que permite medir volúmenes superiores y más rápidamente que las pipetas, aunque con menor precisión. Al ser un material volumétrico no se lo debe someter a cambios bruscos ni a altas temperaturas. 15.- REFRIGERANTE DE LIEBIG o RECTO. Se utiliza como tubo refrigerante en destilaciones cuya función es condensar el vapor a líquido, para que pueda ser fácilmente recogido en la probeta. Como medio refrigerante se utiliza agua que circula de abajo a arriba por la camisa del refrigerante, entrando desde la goma inferior conectada a la red hacia la superior dirigida al desagüe. Su nombre se debe a que su tubo interno es recto. Este material de laboratorio se utiliza como condensador en destilaciones. 7 16.- TERMÓMETRO. Utensilio que permite observar la temperatura que van alcanzando algunas sustancias que se están calentando. Si temperatura es un factor que afecte a la reacción, permite controlar el incremento o decremento de la temperatura. 17.- TUBO DE ENSAYO o TUBO DE PRUEBA. Sirve para contener pequeñas muestras líquidas, realizar reacciones en pequeña escala, etc. Tubos de prueba se construye de cristal resistente como vidrio borosilicatado, que permite someterlos a llama directa (como la de mechero Bunsen). Metodología de uso: Para calentar durante intervalos cortos a llama directa, puede sostenerse el tubo con la mano mediante su parte superior. Si desea exponerlo más intensamente al calor se utiliza pinzas. En ambos casos, tener precaución de no apuntar con boca del tubo hacia alguna persona (para evitar proyecciones de la muestra). Tubos de ensayo no han de llenarse más allá del primer tercio. Cuando no se utilicen los tubos de ensayo, colocarlos sobre la gradilla, y limpiarlos con una escobilla. 18.- VASO DE PRECIPITADOS. Se recomienda no utilizarlo para medir volúmenes de sustancias, porque es un material que se somete a cambios bruscos de temperatura, lo que lo descalibra, dando una medida errónea de la sustancia. 19.- VIDRIO DE RELOJ. Lámina de vidrio cóncavo-convexa que se emplea para pesar sólidos y como recipiente para recoger un precipitado sólido de cualquier experiencia que se introducirá en un desecador o bien en una estufa. 8 MATERIAL 20.- DE PORCELANA. CÁPSULA DE PORCELANA. Sirve para calentar y evaporar líquidos, fundir y cristalizar sólidos, permite carbonizar elementos químicos; ya que es resistente a elevadas temperaturas. 21.- CRISOL. Recipiente de forma cónica invertida, sirve para calcinar sustancias, fundir sólidos, a altas temperaturas. Este utensilio permite carbonizar sustancias, se utiliza junto con la mufla para determinación de nitrógeno. 22.- MORTERO CON MAZO O MANO. Utensilio hecho de diferente material como: porcelana, vidrio o ágata. Morteros de porcelana y vidrio se utilizan para triturar, pulverizar y mezclar sólidos de poca dureza y los de ágata para materiales que tienen mayor dureza. MATERIAL METÁLICO. 23.ARO METÁLICO. Anillo circular de hierro que se adapta al soporte universal. Sirve como soporte de otros utensilios como: vasos de precipitados., embudos de separación, etc. Se fabrican en hierro colado y se utilizan para sostener recipientes que van a calentarse a fuego directo. 24.- CUCHARA PARA FUSIÓN. Se utiliza para realizar pequeñas combustiones de sustancias, para observar el tipo de flama, reacción, etc. 25.- ESPÁTULA. Se utiliza para tomar pequeñas cantidades de compuestos que son básicamente en polvo. 9 26.- GRADILLA. Sostiene tubos de ensayo y generalmente es de metal o de madera y muy rara vez de plástico. Su altura depende de medida del tubo de ensayo; tiene orificios para colocar los tubos y que no se derrame su contenido. 27.- MECHERO o QUEMADOR BUNSEN. Sirve para calentar o esterilizar muestras o reactivos químicos. Es quemador de gas del tipo de premezcla y llama es producto de combustión de una mezcla de aire y gas. Si se permite paso de más aire para su mezcla con el gas, llama arde a mayor temperatura (apareciendo con color azul). Cuando quemador produce llama de color azul, ésta puede llegar a ser invisible contra un fondo uniforme. Si agujeros laterales están cerrados, gas sólo se mezcla con oxígeno atmosférico en punto superior de combustión, ardiendo con menor eficacia y produciendo llama de temperatura más fría y color rojizo o amarillento, ("llama Con mechero Bunsen se segura, luminosa o sucia" por pequeñas partículas de hollín obtienen temperaturas no incandescentes que se depositan sobre la superficie que está calentando). muy elevadas. Consta de: entrada de gas sin Llama azul en mechero Bunsen es más caliente que llama regulador, entrada de aire y amarilla. tubo de combustión. 28.- PINZAS PARA BURETAS. Se utilizan para sujetar buretas. 29.- PINZAS DOBLE NUEZ. Se utiliza para sujetar y afirmar instrumentos de pequeño diámetro, como termómetros y tubos. 30.- PINZA PARA VASOS. Esta pinza se adapta al soporte universal y permite sujetar vasos de precipitados. Sirven para evitar alguna quemadura, que podría ser provocado por el contacto directo con el vaso de precipitación. 10 31.- REJILLA o MALLA METÁLICA. Puede estar o no, cubierta con un círculo de asbesto. Se usa para proteger del fuego directo el material de vidrio que va a calentarse. Se coloca encima del mechero, apoyada en un aro sujeto al soporte. Sobre ella se coloca el recipiente que queremos calentar, evitando así que la llama le dé directamente. 32.- SOPORTE UNIVERSAL. Sujeta los recipientes que se necesitan para realizar los montajes experimentales. 33.- TRIÁNGULO DE ARCILLA. Permite calentar crisoles 34.- TRÍPODE. Utensilio de hierro que tiene tres patas y se utiliza para sostener materiales que van a ser calentados. Sobre el trípode se coloca una malla metálica para que llama no dé directamente sobre el vidrio y se difunda mejor el calor. VARIOS. 35.- FRASCO LAVADOR O PISETA. Recipiente de plástico (también puede ser de vidrio), con tapón y un tubo fino y doblado, que se emplea para contener agua destilada o desionizada. Se emplea para dar el último enjuague al material de vidrio después de lavado, y en preparación de disoluciones. Estos frascos nunca deben contener otro tipo de líquidos. El frasco sólo se abre para rellenarlo. 36.- LLAVE DE PASO. Buretas están equipadas con llave de paso de teflón que no requiere lubricación, o con llave de paso lubricada con grasas hidrocarbonadas. Sirve para dar paso a la solución con la que se esté trabajando con una precisión exacta. 11 3.2. M É T O D O Imprimir, revisar y traer la guía de “Trabajo en laboratorio”, en lo que corresponde a MEDICIONES VOLUMÉTRICAS e IDENTIFICACIÓN DE MATERIALES. 4. CUESTIONARIO.