El laboratorio y sus elementos

Buen día amigos, mediante la siguiente entrada les daré a conocer una buena cantidad de elementos de laboratorio, con el fin de alimentar sus conocimientos acerca del tema, pues este blog trata de ser su mejor aliado a la hora de aprender química.

EL LABORATORIO

El laboratorio es un ambiente físico donde se desarrolla la investigación de un tema para ampliar los conocimientos sobre un fenómeno o un tema característico. Es muy importante que: 

• Cuente con una ventilación e iluminación adecuada. 

• Los instrumentos o materiales sean de excelente calidad puesto que se pueden encontrar distintos tipos de materiales.

Existe una importante diversidad de laboratorios, entre los más destacados se cuentan: el laboratorio clínico, que es aquel en el cual se llevan a cabo análisis clínicos que tienen como meta la prevención, el diagnóstico y el tratamiento de las enfermedades. Luego están aquellos orientados al estudio y descubrimiento de algún tipo de evidencia científica como son los biológicos y químicos.

ELEMENTOS USADOS EN UN LABORATORIO

- Elementos de vidrio:

Probeta: vaso de vidrio de forma tubular, con pie, generalmente graduado, que se usa en los laboratorios para medir líquidos o gases.

Pipeta graduada: es un tubo de vidrio abierto por ambos extremos y más ancho en su parte central. Su extremo inferior, terminado en punta, se introduce en el líquido; al succionar por su extremo superior, el líquido asciende por la pipeta.

La pipeta aforada: posee un único enrase superior, por lo que sólo puede medir un determinado volumen.

Bureta: Tubo largo de vidrio graduado en décimas de centímetro cúbico, que está abierto por un extremo y por el otro termina en una caperuza con llave; se utiliza en el laboratorio para determinar volúmenes.

Matraz aforado: o matraz de aforo es un recipiente de vidrio que permite medir el volumen de líquidos considerando su propia capacidad.

Matraz erlenmeyer: es un recipiente de vidrio que se utiliza en los laboratorios, tiene forma de cono y tiene un cuello cilíndrico, es plano por la base. Se utiliza para calentarlíquidos cuando hay peligro de pérdida por evaporación .

Matraz de fondo redondo:Es un frasco de vidrio, de cuello largo y cuerpo esférico. Está diseñado para calentamiento uniforme, y se produce con distintos grosores de vidrio para diferentes usos.

Matraz de fondo plano: Sirve para llevar acabo destilaciones por arrastre de vapor o soxlet, existen dos tipos de matraz el redondo y el de fondo plano la única diferencia es la base, que depende de donde se calienten, el redondo es para un equipo rota-vapor y el plano para una placa de calentamiento.

Matraz corazón: tiene la misma función que el erlenmeyer, solo que su boquilla es esmerilada.

Matraz kitasato: Es muy similar al matraz erlenmeyer pero tiene un orificio a unos 2 cm de su parte superior para poder realizar algún montaje donde se puedan extraer los gases que se produzcan en su interior. También sirven para filtrar disoluciones, y el orificio se utiliza para crear una depresión en el interior del recipiente (mediante corrientes de agua fundamentalmente) para que el filtrado sea más rápido y eficaz. El montaje es el que muestra la siguiente figura.

Vaso de precipitado: es un recipiente cilíndrico de vidrio borosilicatado fino que se utiliza muy comúnmente en el laboratorio, sobre todo, para preparar o calentar sustancias y traspasar líquidos. Son cilíndricos con un fondo plano; se les encuentra de varias capacidades, desde 1 ml hasta de varios litros.

Matraz de destilación: Un balón de destilación o matraz destilado o matraz florentino es parte del llamado material de vidrio. Es un frasco de cuello largo y cuerpo esférico. Está diseñado para el calentamiento uniforme de distintas sustancias, se produce con distintos grosores de vidrio para diferentes usos.

Varilla de Agitación: es un fino cilindro de vidrio macizo, que se utiliza principalmente para disolver sustancias con el fin de homogenizar.

Tubo de ensayo: tubo de cristal, cerrado por uno de sus extremos, que se utiliza para hacer análisis químicos.

Cristalizador: recipiente de vidrio donde se vierte una disolución para que cristalice.

Cuentagotas: Instrumento para verter un líquido gota a gota que consiste en un pequeño tubo de cristal o plástico con una pieza de goma en uno de sus extremos y acabado por el otro de forma capilar.

Pipeta Pasteur: es similar a un utensilio de gotero, generalmente formada por un tubo de vidrio con borde cónico. Sirve para hacer la transferencia de pequeñas cantidades de líquidos. Creada por el químico francés LouisPasteur, fue nombrada en su honor.

Embudo: Es empleado para canalizar líquidos y materiales sólidos granulares en recipientes con bocas estrechas. También es utilizado para realizar filtraciones.

Embudo de Decantación: se emplea para separar dos líquidos inmiscibles, como la mezcla de agua y aceite. En la parte superior presenta una embocadura taponable por la que se procede a cargar su interior. En la parte inferior posee un grifo de cierre o llave de paso que permite regular o cortar el flujo de líquido a través del tubo que posee en su extremo más bajo.

Trompa de agua: La trompa de agua es un instrumento que sirve para practicar el vacío en un recipiente. Consiste en un tubo de vidrio abierto al exterior por donde se realiza la alimentación con agua desde el exterior , el cual se va estrechando, de manera que en su parte más estrecha termina bruscamente aunque comunica con otro que, penetrando en su interior, deja un cierto hueco por el que se producirá la extracción de aire.

Tubo de Thiele: diseñado para contener y calentar un baño de aceite mineral o glicerina y se utiliza comúnmente en la determinación del punto de fusión de una sustancia. El aparato se asemeja a un tubo de ensayo de vidrio con un asa o brazo lateral.









Desecador: El propósito de un desecador es eliminar la humedad de una sustancia, o proteger la sustancia de la humedad.

Frascos de rosca: Usados para depositar y conservar líquitos de forma segura.










Vidrio de reloj: se llama así por su parecido con el vidrio de los antiguosrelojes de bolsillo. Se utiliza en química para evaporar líquidos, pesar productos sólidos o como cubierta de vasos de precipitados, y contener sustancias parcialmente corrosivas.

Placa Petri: es un recipiente redondo, de cristal o plástico, con una cubierta de la misma forma que laplaca, pero algo más grande de diámetro, para que se pueda colocar encima y cerrar el recipiente, aunque no de forma hermética.

Refrigerante de bolas: los refrigerantes de bola se fabrican de vidrio y su función es presentar mayor superficie de contacto entre el vapor de su interior caliente y el agua exterior que enfría. De este modo se asegura que todo el vapor se condense en líquido.

- ELEMENTOS DE PORCELANA:

Mortero: Tiene como objetivo machacar o triturar algunas sustancias sólidas.

Crisol:se utiliza para calentar, fundir, quemar y calcinar sustancias.

Capsula de porcelana: es un pequeño contenedor semiesférico con un pico en su costado. Este es utilizado para evaporar el exceso de solvente en una muestra. Las Capsulas de Porcelana existen en diferentes tamaños y formas, abarcando capacidades desde los 10 ml hasta los 100 ml.

Embudo büchner : es un tipo especial de embudo utilizado para la filtración al vació o filtración a presión asistida. La filtración al vacío es una técnica que permite separar un producto sólido a partir de una mezcla solido-liquido. La mezcla sólido-líquido se vierte a través de un papel filtro en un embudo Büchner. El sólido es atrapado por el papel filtro y el líquido es aspirado a través del embudo que luego cae en el matraz producto de la trampa de vacío.

- ELEMENTOS DE METAL:

Balanzas digitales: son instrumentos de pesaje de funcionamiento no automático que utilizan la acción de la gravedad para determinación de la masa. Se compone de un único receptor de carga (plato) donde se deposita el objeto para medir.

Granatario: es un tipo de balanza muy sensible, esto quiere decir que pesa cantidades muy pequeñas y también es utilizada para determinar o pesar la masa de objetos y gases. Suelen tener capacidades de 2 o 2,5 kg y medir con una precisión de hasta 0,1 o 0,01 g.

Cuchara espátula:son unas cucharillas que pueden ser metálicas o de porcelana y que se utilizan para coger productos sólidos de sus recipientes para pesarlos, disolverlos o realizar cualquier otra operación.

Espátula: es una lámina plana angosta que se encuentra adherida a un mango de madera o metal. Se utiliza para tomar pequeñas cantidades de sustancias.

Mechero Bunsen: mechero utilizado en el laboratorio, que funciona con gas y permite obtener una llama oscura de gran poder calorífico y sin humo.

Pinza de crisol:Se emplea para manipular recipientes calientes como los cristales o las capsulas de porcelana.










Mechero de alcohol:es una fuente de calor, de baja intensidad, que funciona con alcoholetílico.

Rejilla de asbesto:se encarga de repartir la temperatura de manera uniforme, cuando se calienta con un mechero. 

Trípode:Se utiliza cuando no tienen soporte universal.

Doble nuez: Se utiliza para sujetar otros materiales.

Aro de hierro:Sirve para soportar los utensilios como los vasos de precipitados, embudos de separación, etc.

Pie de laboratorio: universal es una pieza del equipamiento de laboratorio donde se sujetan las pinzas de laboratorio, mediante dobles nueces. Sirve para sujetar tubos de ensayo, buretas, embudos de filtración, embudos de decantación, etc.

Embudos de seguridad: Los embudos de seguridad permiten un vertido de líquidos peligrosos sin ningún riesgo. Sin derrames. Están fabricados en teflón de alta calidad, resistente a ácidos y disolventes. Para cualquier tamaño de boca de cualquier contenedor. Incluyen tamiz para eliminar agitadores y partículas macroscópicas.

Material auxiliar: 

Material auxiliar para pipetas:

-Pera de goma: Al presionarla y soltarla, el líquido sube a la pipeta.- Se remueve la perilla e inmediatamente se cubre la pipeta con el dedo para controlar la salida de líquido.

-Bombas para pipetas: Para pipetear líquidos, para todas las pipetas de vidrio y de plástico. Girando ligeramente la rueda, se aspira el líquido en la pipeta. Ejerciendo una ligera presión sobre la válvula de ventilación, la pipeta se vacía automáticamente, sin retroceder el émbolo.

Conos de centrífuga: Estos son usados para colocar una sustancia que es necesaria batir en la máquina de centrifugado generalmente son de plástico.






Tapones: Estos se utilizan para cerrar algunos utensilios con sustancias que lo requieran.

INSTRUMENTOS:

Termómetro: es un instrumento utilizado para medir la temperatura con un alto nivel de exactitud.

Densímetro: Instrumento graduado para medir la densidad de un líquido.

Centrífuga manual: es una máquina que pone en rotación una muestra para –por fuerza manual– acelerar la decantación o la sedimentación de sus componentes o fases (generalmente una sólida y una líquida), según su densidad.

Picnómetro: se usa para determinar la densidad de un sólido o de un líquido.

Ph metro: Se suele usar para medir el Ph de sustancias químicas que cambian de color al cambiar el Ph.

Refractómetro: instrumento óptico que sirve para determinar el porcentaje de sólidos solubles en una disolución líquida.

Conductímetro: es un aparato que mide la resistencia eléctrica que ejerce el volumen de una disolución encerrado entre los dos electrodos.

Clorímetro: es el dispositivo que permite la cuantificación de un color y permite su comparación con otro. Una vez hecha la cuantificación, el valor numérico asignado al color estudiado permitirá su adecuada clasificación en la escala de colores.


Mufla: es un horno destinado normalmente para la cocción de materiales cerámicos y para la fundición de metales a través de la energía térmica. Dentro del laboratorio un horno mufla se utiliza para calcinación de sustancias, secado de sustancias, fundición y procesos de control.

Centrífuga: La centrífuga es una máquina que pone en rotación una muestra para poder separar sus fases (generalmente una fase sólida de una líquida) a través de la fuerza centrífuga que se genera.

Agitador Magnético: Es el agitador que más se utiliza que sirve para mezclar disoluciones. Lo que hace, es que el técnico apoya sobre el agitador la muestra metida en un vaso de precipitados, y a su vez se ha de meter un imán (nosotros utilizamos una mosca) lo cuál va a hacer que la muestra empiece a girar.

   

Baño isotérmico: Aplicados específicamente a hornos para tratamientos térmicos por sales.

MATERIAL DE SEGURIDAD:

Gafas de seguridad: Se usan para proteger los ojos del trabajador, son hechas de plástico.

Mascarilla: Esta se usa para protegerse de los agentes nocivos que están en el aire del laboratorio.

Guantes: se usan para proteger las manos de las sustancias manipuladas; generalmente son de látex.

Lavaojos: Se usa para proteger los ojos de las personas tras un accidente donde allá tenido contacto con contaminantes o sustancias extrañas

Delantal: es una prenda protectora externa que cubre principalmente el frente del cuerpo.

Botiquin: El uso de este es por si una calamidad a ocurrido allí se tiene varios materiales como gasa tijeras guantes gotas isodine.

Extintor: Se usa en caso de incendio causado por la mala condiciona de sustancias es una botella en forma cilíndrica que contiene nitrógeno   

Vitrina de gases: Son equipos de protección colectiva para diseñar para garantizar una apropiada protección de las perdonas frente a los riesgos derivados de la exposición a productos químicos peligrosos.

ÓXIDOS 

El óxido es la mezcla producto de la unión de un elemento metálico o no metálico con el oxígeno como óxido de nitrógeno, óxido de calcio, óxido de plomo, entre otros. El estado de oxidación es la cantidad de electrones que un átomo adquiere o cede en una reacción química para alcanzar una cierta estabilidad.

El término óxido es una capa de color rojiza que se produce en las superficies de hierro y otros metales producto de la oxidación originada por el agua o la humedad.

El óxido puede encontrarse a temperatura ambiente en el estado líquido, sólido o gaseoso. La mayoría de los elementos establecen combinaciones estables con oxígeno y otros en estado de oxidación.

En referencia a lo anterior, el óxido recibe el nombre dependiendo de la cantidad de átomos de oxígenos presentes como: 1 átomo de oxígeno recibe el nombre de monóxido, 2 átomos de oxígenos recibe el nombre de dióxido, 3 átomos de oxígeno recibe el nombre de trióxido y, así continuamente.

NOMENCLATURA DE ÓXIDOS: EJERCICIOS

FORMULACIÓN DE ÓXIDOS: EJERCICIOS

HIDRÓXIDOS

Un hidróxido es un compuesto inorgánico ternario, que contienen un elemento metálico y tantos grupos hidróxido (OH-) como el número de oxidación que manifieste el metal. Podríamos definirlos, pues, como combinaciones entre cationes metálicos y aniones OH-, que responden a la fórmula general Me(OH)x siendo x igual al número de oxidación del metal.

Los hidróxidos se forman por reacción de los óxidos metálicos con el agua; en el caso de los metales alcalinos (sodio, potasio, etc.) y alcalinotérreos (calcio, magnesio, etc.) también se forman a partir de la reacción del propio metal con el agua.

De acuerdo con lo anterior, podríamos representar así la reacción de formación de un hidróxido:

Na2O + H2O ® 2Na(OH)

En disolución acuosa los hidróxidos se disocian, liberando el grupo hidróxido y el catión metálico que los forma:

Ca (OH)2 ® Ca2+ + 2 OH–

Dado que el grupo hidróxido puede captar protones, los hidróxidos tienen un fuerte carácter básico, de ahí que también reciben el nombre de Bases.

NOMENCLATURA DE HIDRÓXIDOS O BASES: EJERCICIOS

FORMULACIÓN DE HIDRÓXIDOS O BASES: EJERCICIOS

LABORATORIO VIRTUAL

Mediante este laboratorio practicaremos la combinación de óxidos con metales y no metales y la reacción de cada uno de los anteriores. Espero que les sea de mucha ayuda.

 Aquí tenemos el menú y un breve resumen de todo lo que haremos:

Es importante que leamos y aprendamos las medidas de seguridad antes de hacer uso de un laboratorio:

Ahora formularemos nuestras hipótesis acerca de nuestro experimento y lo creemos que sucederá: 

En este momento observaremos y estudiaremos el material de trabajo del cual disponemos, instrumentos y sustancias: 

Es tiempo de poner en el mesón los materiales que nos piden para la elaboración del experimento y de escoger, primero, un NO metal para trabajar, en este caso, escojimos el azufre (S):

Seguimos las instrucciones, tal cual como nos las indican en el cuadro del lado derecho: 

 Ahora ponemos la mezcla al fuego y observamos la reacción de la sustancia:

Finalmente verificamos y almacenamos la sustancia en uno de los pequeños tubos de almacenamiento: 

Llenamos la tabla de datos y clic en "Revisar aciertos":

Luego, hacemos el mismo procedimiento con un metal, en este caso, el potasio: 

Seguimos las instrucciones al pie de letra:

Observamos lo que ocurre al exponer la sustancia al fuego: 

Ahora verificamos y depositamos la sustancia en un contenedor seguro. 

Terminamos de llenar la tabla de datos y verificamos aciertos: 

Es momento de sacar nuestras conclusiones: 

Es importante que leamos y tengamos muy en cuenta cómo limpiar os elementos de laboratorio y así mantenerlos en buen estado:

Finalmente llenamos la tabla que nos sirve para recordar las propiedades de los elementos metales y no metales. Si queremos, podemos seguir experimentando con otros elementos: