RECONOCIMIENTO DE MATERIALES, EQUIPOS E INSTRUMENTOS EN EL LABORATORIO OBJETIVOS

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1 RECONOCIMIENTO DE MATERIALES, EQUIPOS E INSTRUMENTOS EN EL LABORATORIO OBJETIVOS Familiarizarse con los materiales y equipos de laboratorio, Identificar según el uso correspondiente Clasificar y establecer la utilidad de cada uno de ellos. Adiestrarse en el uso de los mismos FUNDAMENTO TEÓRICO Los materiales de laboratorio son empleados para la comprobación experimental de las leyes y fenómenos de las ciencias naturales, estudiadas en la teoría. Para trabajar con eficiencia en el laboratorio es necesario conocer los nombres de los diferentes materiales y equipos de laboratorio. Los materiales de laboratorio se encuentran bien organizados y clasificados para su buen uso. Los datos que nos debe mostrar un buen material de laboratorio es que deben ser muy confiables en cuanto a la medición en la preparación o trabajo de cualquier sustancia. A la vez deben presentar dureza, resistencia frente a los golpes. Los materiales de pirex son los más recomendables a trabajar ya que le permite soportar altas temperaturas, pero no debemos excedernos con este dato puesto que tienen un límite específico. PREGUNTAS DESARROLLADAS. 1.- Definir: MENISCO El menisco es un parámetro que se toma para la medición exacta de un volumen en un instrumento de laboratorio, por ejemplo, supón que vas a medir el volumen de agua en un matraz aforado ( esos que tienen solo una rayita que precisamente indica que hasta ahí van 100 ml ) como en esa parte el tubo es delgado, si te fijas bien, el nivel del agua no es plano, sino que forma una curvita, parece como si sus orillas se agarraran de la pared interna del matraz y callera como una especie de panza. Bueno, la parte mas baja de la curva debe - 1 -

2 de coincidir en la rayita de medición para que efectivamente tengas 100 ml. Esa curva es el menisco. ERROR DE PARALAJE El error de paralaje es un error sistemático personal que se debe cuando uno no mira perpendicularmente la escala del instrumento que se está usando. Es decir, por ejemplo, cuando uno lee la temperatura de un termómetro la escala debe estar perpendicular a nuestra visión (o sea de frente y a la altura de nuestros ojos) para apreciar correctamente hasta que valor llega el mercurio. Si uno lo mira de forma oblicua, ya sea desde arriba o abajo, vamos a leer otra temperatura, es decir, que es un error que influye en el momento de obtener la lectura de la escala de un instrumento (no digital, obviamente). COMBUSTIÓN La reacción de combustión se basa en la reacción química exotérmica de una sustancia o mezcla de sustancias llamada combustible con el oxígeno. Es característica de esta reacción la formación de una llama, que es la masa gaseosa incandescente que emite luz y calor, que esta en contacto con la sustancia combustible. La reacción de combustión puede llevarse a cabo directamente con el oxigeno o bien con una mezcla de sustancias que contengan oxígeno, llamada comburente, siendo el aire atmosférico el comburente mas habitual. La reacción del combustible con el oxígeno origina sustancias gaseosas entre las cuales las más comunes son CO 2 y H 2 O. Se denominan en forma genérica productos, humos o gases de combustión. Es importante destacar que el combustible solo reacciona con el oxigeno y no con el nitrógeno, el otro componente del aire. Por lo tanto el nitrógeno del aire pasará íntegramente a los productos de combustión sin reaccionar. Entre las sustancias mas comunes que se pueden encontrar en los productos o humos de la reacción se encuentran: CO 2 H 2 O como vapor de agua N 2 O 2 CO H 2 Carbono en forma de hollín SO 2 Para el caso de la combustión de hidrocarburos (combustible usual de laboratorio) la formación de una llama óptima se puede justificar mediante la siguiente ecuación termoquímica de combustión completa : C n H m (g) + (4n+m)/4 O 2 (g) nco 2 (g) + m/2h 2 O(g) + H - 2 -

3 La ubicación de la variación de Entalpía del lado de productos ( H < 0) indica que se trata de un proceso exotérmico. Sin embargo el mismo necesita ser activado (por ejemplo con la ayuda de un fósforo encendido). Ahora bien, una vez iniciada la reacción la misma se auto mantiene, indicio experimental de que el calor de reacción liberado compensa la energía de activación del sistema. 2. Dibujar y explicar las partes de un mechero y a su vez su rango de temperatura en la flama de combustión completa. Partes del MECHERO BUNSEN El Mechero Bunsen está constituido por un tubo vertical que va enroscado a un pie metálico con ingreso para el flujo del combustible, el cual se regula a través de una llave sobre la mesa de trabajo. En la parte inferior del tubo vertical existen orificios y un anillo metálico móvil o collarín también horadado. Ajustando la posición relativa de estos orificios (cuerpo del tubo y collarín respectivamente), los cuales pueden ser esféricos o rectangulares, se logra regular el flujo de aire que aporta el oxígeno necesario para llevar a cabo la combustión con formación de llama en la boca o parte superior del tubo vertical. Hacia más abajo se encuentra la perilla que permite el control de la cantidad de gas. LA FLAMA DE COMBUSTIÓN Llama es la manifestación macroscópica observable asociada a la reacción química de un gas que ha sido calentado por encima de su temperatura de encendido con algún otro gas usualmente oxígeno atmosférico. Una posible llama de combustión aprovechable para un calentamiento eficaz se logra, cuando la misma es estable, posee color azul y alcanza de 12 a 15 centímetros de alto (en algún caso de ajuste emite sonido grave). Esta situación óptima de trabajo se logra regulando simultáneamente la llave de gas y la entrada de aire. A lo largo y ancho de la llama existe una distribución no uniforme de temperaturas como se indica a continuación para el caso de una posible llama combustión - 3 -

4 Estas temperaturas se podrían ver llevando a cabo el tes. del alambre de nicromo (aleación de níquel/cromo). Básicamente, este tes. consiste en recorrer la llama con un alambre de nicromo y en base a la coloración tomada por el metal incandescente determinar la temperatura asociada, el siguiente cuadro es una guía a tal efecto. T C Color metal incandescente Rojo oscuro Rojo Anaranjado Blanco 3. Dibuje e indique cuales son sus usos y de qué material esta hecho todos los materiales y equipos que fueron observado en clase. A) POR LA CLASE DE MATERIAL EMPLEADO EN SU FABRICACIÓN Se clasifican en: MATERIAL DE VIDRIO (pirex) 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. MATERIAL DE PAPEL. Ejm. Papel de filtro MATERIAL DE PORCELANA. Se fabrican cápsulas, crisoles, navecillas, espátulas, embudos, triángulos. MATERIAL METALICO. 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, rejillas, sacacorchos, recipientes para agua, crisoles, espátulas, mecheros y electrodos, entre otros. MATERIAL DE MADERA. Se fabrican Gradillas para tubos de ensayo y pipetas, escurridores, pinzas. MATERIAL DE PLÁSTICO. Pizetas o frascos lavadores, embudos, probetas. B) POR SU USO ESPECÍFICO PARA MEDICIONES DE VOLÚMENES EN LÍQUIDOS Tubos de prueba (de Ignición, ensayo, graduados), crisoles, cápsulas de evaporación. 1. Vasos de precipitados

5 Son utensilios que permiten calentar sustancias hasta obtener precipitados. 2. Bureta. Es un utensilio que permite medir volúmenes, es muy útil cuando se realizan neutralizaciones. 4. Matraz Erlenmeyer. 3. Matraz volumétrico. Son matraces de vidrio que se utilizan cuando se preparan soluciones valoradas, los hay de diversas medidas como: de 50 ml, 100 ml, 200 ml, 250 ml, 500 ml,1 L. etc. Es un recipiente que permite contener sustancias o calentarlas. 5. Pipetas. Son utensilios que permiten medir volúmenes. Las hay en dos presentaciones: Pipetas aforadas o graduadas. Diversidad de mediciones, Pipetas volumétricas. Tiene una línea de enrase para mediciones exactas. Permiten medir volúmenes intermedios. Ej. 50ml o el volumen requerido. 6. Probeta. Es un utensilio que permite medir volúmenes están hechas normalmente de vidrio pero también las hay de plástico. Así mismo las hay de diferentes tamaños (volúmenes). 7. Balón de fondo esférico. Es un recipiente que permite contener sustancias. 8. Balón de fondo plano. Es un recipiente que se utiliza para contener sustancias es una variación del matraz balón

6 9. Tubos de ensayo. Estos recipientes sirven para hacer experimentos o ensayos, los hay en varias medidas y aunque generalmente son de vidrio también los hay de plástico. 10.Fiola permite almacenar sustancias Gradilla MATERIALE S DE SOSTÉN Utensilio que sirve para colocar tubos de ensayo. Este utensilio facilita el manejo de los tubos de ensayo. Pinzas para crisol. Permiten sujetar crisoles Pinzas para tubo de ensayo Permiten sujetar tubos de ensayo y si éstos se necesitan calentar, siempre se hace sujetándolos con estas pinzas, esto evita accidentes como quemaduras. Adaptador para pinza para refrigerante o pinza Holder. Este utensilio 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. 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

7 Soporte Universal. Es un utensilio de hierro que permite sostener varios recipientes. Tela de alambre. 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. Triángulo de porcelana. Permite calentar crisoles. Tripié Son utensilios de hierro que presentan tres patas y se utilizan para sostener materiales que van a ser sometidos a un calentamiento. MATERIALES PARA SEPARACIÓN Pera de separación. Es un embudo tiene la forma de un globo, existen en diferentes capacidades como: 250 ml, 500 ml. Se utiliza para separar líquidos inmiscibles. Tiene una llave que permite controlar el flujo del líquido. Embudo estriado de tallo corto. Es un utensilio que permite filtrar sustancias los hay de: vidrio y de plástico. Embudo estriado de tallo largo. Es un utensilio que permite filtrar sustancias. Matraz Kitazato

8 Es un matraz de vidrio que presenta un vástago. Están hechos de cristal grueso para que resista los cambios de presión. Se utiliza para efectuar filtraciones al vacío. Refrigerante de serpentín. Es un refrigerante que también recibe el nombre de: Refrigerante de Graham. Su nombre se debe a la característica de su tubo interno en forma de serpentín. Se utiliza para condensar líquidos. Existen otros tipos de refrigerante este según su la forma que obtiene el tubo interno. MATERIALES DE USO DIVERSOS Piseta. Es un recipiente que se utiliza para contener agua destilada, este recipiente permite enguajar electródos. Espátula. Es un utensilio que permite tomar sustancias químicas con ayuda de este utensilio evitamos que los reactivos se contaminen. Mortero de porcelana con pistilo o mano. Son utensilios hechos de diferentes materiales como: porcelana, vidrio o ágata, los morteros de vidrio y de porcelana se utilizan para triturar materiales de poca dureza y los de ágata para materiales que tienen mayor dureza. Vidrio de reloj. Es un utensilio que permite contener sustancias corrosivas. Cápsula de porcelana. Este utensilio permite carbonizar elementos químicos, es un utensilio que soporta elevadas temperaturas. Crisol de porcelana - 8 -

9 Este utensilio permite carbonizar sustancias, se utiliza junto con la mufla con ayuda de este utensilio se hace la determinación de nitrógeno. Cápsulas. Son casquetes esféricos, normalmente de porcelana, que sirven para evaporar líquidos. Se calientan a fuego directo. Bombilla de subcción (pipetas) Presenta letras para su uso según pasos. MECHERO Mechero Bunsen. Los mecheros Bunsen constan de un tubo vertical, enroscado en su parte baja a un pie por donde entra el gas.mediante un aro metálico móvil se regula la entrada de aire. La mezcla se enciende por la parte superior. Los mecheros Teclu, regulan la entrada de aire mediante un disco que gira a rosca, colocado por encima de la entrada del gas. EQUIPOS DE LABORATORIO BALANZA Balanza analítica. Es un aparato que está basado en métodos mecánicos tiene una sensibilidad de hasta una diezmilésima de gramo. Mufla Es un aparato que permite desecar sustancias. Estufas. Permiten el calentamiento y desecación de sustancias

10 CÁLCULOS Y REACCIONES Para el caso de la combustión de hidrocarburos (combustible usual de laboratorio) la formación de una llama óptima se puede justificar mediante la siguiente ecuación termoquímica de combustión completa : C n H m (g) + (4n+m)/4 O 2 (g) nco 2 (g) + m/2h 2 O(g) + H La ubicación de la variación de Entalpía del lado de productos ( H < 0) indica que se trata de un proceso exotérmico. Sin embargo el mismo necesita ser activado (por ejemplo con la ayuda de un fósforo encendido). Ahora bien, una vez iniciada la reacción la misma se auto mantiene, indicio experimental de que el calor de reacción liberado compensa la energía de activación del sistema

11 RECOMENDACIONES Y CONCLUSIONES Los materiales de laboratorio son muy importantes en las reacciones pues permite su precisión y buenos resultados, así también cabe resaltar que hay que saber utilizarlos y es indispensable seguir una serie de normas básicas para una utilización segura como recomendaciones, correcta y eficaz del Laboratorio. Podemos citar las siguientes: Cuando se calienten a la llama recipientes con líquidos, hay que evitar el producir salpicaduras. Tomar siempre la precaución de no dirigir la boca del recipiente hacia la cara o hacia otra persona. No enfriar bruscamente cualquier material de vidrio. Se podrían producir roturas. No tocar productos químicos si el profesor/a no lo autoriza previamente. Las pipetas se cogerán de forma que sea el dedo índice, no el pulgar, el que tape la boquilla para controlar la salida del líquido. Al enrasar el líquido, evitar el error de paralaje levantando la pipeta a la altura de los ojos, a fin de que la visión sea horizontal. Cuando se manejen productos inflamables (éter, alcohol, benceno, etc.) evitar la proximidad de mecheros, hornillos o cerillas, o cualquier material de combustión. Si se manejan productos corrosivos (ácidos, álcalis, etc.), evitar que salpiquen los cuerpos o los vestidos. Para ello hay que verterlos suavemente por las paredes del tubo de ensayo. Debe evitarse totalmente la aspiración de vapores de cloro, bromo, CO2, ácido cianhídrico, gas sulfhídrico, cloruros de ácidos, vapores

12 nitrosos y sulfurosos. Si se desea conocer el olor de una sustancia, no acercar la cara directamente al recipiente; abanicar un poco de vapor hacia la nariz moviendo la mano sobre la superficie del mismo. No echar cuerpos sólidos en las pilas de desagüe, a no ser que estén finamente pulverizados y sean fácilmente solubles. Tampoco se deben echar ácidos concentrados, por lo que se debe diluir fuertemente antes de arrojarlo por la pila. No succionar directamente con la pipeta las sustancias tóxicas. Utilizar perillas de goma. Si se manejan botellas o mecheros de gas, no olvidar cerrar la llave de paso al apagar la llama para evitar escapes. En caso de incendio, apagar todos los mecheros y retirar los materiales combustibles de la cercanía del fuego. Si el incendio se produjese por líquidos inflamables, debe extinguirse tapando el fuego con una manta o con cubos de arena; en ningún caso se intentaría apagarlo con agua ni extintores. En los incendios producidos por otras causas, recurrir rápidamente a los extintores, que son de dotación obligatoria en los laboratorios. Si se usan materiales peligrosos, el alumnado debe tener el material preparado en su mesa de trabajo y no deben desplazarse entre sus compañeros/as, y tampoco transportar el material de prácticas. En caso de accidentes leves se realizarán las oportunas curas usando el material existente en el botiquín situado en el aula. Cuando éstos sea graves, se trasladará inmediatamente al paciente a un hospital