Kitabı oku: «Operaciones auxiliares elementales en laboratorio y en procesos en la industria química y afines. QUIE0308», sayfa 3
4.2. Mobiliario de laboratorio
El mobiliario de cualquier laboratorio debe ser cómodo y funcional, y estará formado por al menos los siguientes elementos:
1 Mesas de trabajo: encima de ellas se llevarán a cabo los análisis. Por ello deben ser resistentes a los productos químicos más comunes, y fáciles de limpiar en caso de ser manchadas por cualquier sustancia.
2 Mesas de escritorio: se utilizan para planificar los trabajos, procesar los datos obtenidos y analizar los resultados.
3 Mesa antivibratoria para las balanzas.
4 Taburetes: se emplean como asiento del personal que realiza los análisis, por lo que deben ser regulables en altura para adaptarse a las diferentes circunstancias de los trabajos en el laboratorio.
5 Sillas: se utilizan para las mesas de escritorio.
6 Vitrinas: se usan para contener los materiales de uso normal del laboratorio, no siendo necesario que se encuentren bajo llave. Además pueden utilizarse también para contener los productos químicos que no sean peligrosos.
7 Armarios especiales de seguridad: se emplearán para conservar los productos químicos más peligrosos como, por ejemplo, el ácido clorhídrico (HCl) o el ácido sulfúrico (H2SO4). Estos estarán bajo llave. Se deben agrupar los productos químicos por riesgos, evitando que las sustancias incompatibles estén próximas unas de otras. Estos armarios se encuentran en la zona de análisis con envases de productos químicos de pequeño tamaño de uso habitual, y en la zona de almacenamiento de productos químicos, con envases de productos químicos de gran tamaño.
Armario especial de seguridad
1 Armarios: se emplearán para conservar y clasificar los documentos, libros, objetos que puedan romperse con facilidad, etc.
2 Estanterías: se utilizarán tanto para el almacenamiento de muestras como de productos químicos menos peligrosos. Estas se encontrarán en la zona de almacenamiento de muestras y en la zona de almacenamiento de productos químicos.
3 Vitrina de gases o campana extractora: es un mueble con un cerramiento de cristal en cuyo interior, y en su zona superior, existe una conducción o salida de aire, gases o vapores. Se utiliza para aquellas tareas de laboratorio en las que se manipulan sustancias que provocan gases o vapores en cantidades peligrosas para una persona. Esas tareas deben hacerse siempre dentro de la vitrina o campana.
Campana extractora
1 Otros: como pueden ser las griferías para la toma de agua de la red, fregaderos para la limpieza de material de laboratorio, encimeras, elementos de plástico para escurrir el material después del lavado, duchas y lavaojos de emergencias, etc.
Consejo
Es importante que todo el personal que realice trabajos en un laboratorio tenga un cuaderno de laboratorio donde se anoten todas las indicaciones necesarias y/o resultados obtenidos en las operaciones y análisis.
Actividades
20. Situar el mobiliario típico del laboratorio en el croquis con las diferentes dependencias que ha dibujado anteriormente.
21. Razonar sobre la necesidad de tener en un laboratorio una vitrina de gases o campana extractora.
5. Aparatos de un laboratorio químico
Existen diversos tipos de aparatos en un laboratorio químico, pero destacan por su uso habitual las balanzas y el material volumétrico, y de este último, las pipetas.
5.1. Pipetas y material volumétrico. Tipo y mantenimiento
Puede definirse el material volumétrico como aquel que se utiliza para medir o tomar volúmenes de líquidos.
El material volumétrico, atendiendo a su definición, debe poseer marcas grabadas en el mismo para que se pueda medir el volumen del líquido que se encuentra en su interior.
Existen diversos tipos de materiales volumétricos como las pipetas, probetas, buretas y matraz aforado, siendo todos ellos de vidrio o plástico transparente, para permitir la visualización del líquido que se quiere medir sobre las marcas grabadas en el material.
Pipetas
Cuando en un laboratorio se quiere tomar un volumen conocido para pasar de un recipiente a otro, y hacerlo con gran precisión, se utiliza como material volumétrico las pipetas. Existen pipetas con diferentes capacidades, por ejemplo, de 1, 2, 5, 10, 25 ml.
Definición
Pipetas
Son recipientes de vidrio con forma alargada y con una punta inferior por donde entra y sale el líquido, y que se utilizan para medir volúmenes pequeños con gran precisión.
Tipos de pipetas
Los tipos más comunes de pipetas en un laboratorio se muestran a continuación.
Pipeta volumétrica o de enrase
Es un tubo largo y estrecho con un ensanchamiento en la zona central. Su zona superior está abierta al exterior, y además, tiene una línea de medida, aforo o enrase que sirve para indicar hasta donde se debe llenar, y por tanto, el volumen que debe alcanzar la pipeta.
Este tipo de pipeta se utiliza solamente para medir exactamente el volumen indicado en la misma, es decir, se utiliza para un único volumen, y por tanto, para una única medida.
Son más precisas que las pipetas graduadas.
Existen pipetas que miden desde 0,5 hasta 200 ml.
Este tipo de pipeta se divide en dos grupos, pipeta volumétrica simple y pipeta volumétrica doble:
1 Pipeta volumétrica o de enrase simple: su capacidad se indica desde la marca de enrase señalado en el estrechamiento superior hasta el extremo inferior de la pipeta, por donde sale el líquido. Por tanto, para llenar una pipeta de 50 ml, el líquido debe llegar hasta la marca de medida o enrase señalada en el estrechamiento superior.
Pipeta volumétrica o de enrase simple
1 Pipeta volumétrica o de enrase doble: su capacidad se indica entre las dos marcas de enrase, una en el estrechamiento superior y otra en el inferior. Por ejemplo, para una pipeta de 50 milímetros se llenaría esta hasta la marca de medida o enrase señalada en el estrechamiento superior, pero cuando se deje salir el líquido de la pipeta por su zona inferior, se parará la salida del líquido cuando haya llegado este a la marca del enrase señalada en el estrechamiento inferior. Por tanto, la medida de 50 ml está entre los dos enrases, y no hasta el extremo inferior o punta de la pipeta por donde sale el líquido como ocurre con las pipetas volumétricas o de enrase simple.
Pipeta volumétrica o de enrase doble
Pipeta graduada
Es un tubo largo y estrecho abierto en la zona superior y con una graduación o valores grabados en su pared.
Se utiliza para medir cualquier volumen igual o inferior al de su capacidad máxima, pero si este es inferior al de su capacidad máxima, siempre se debe utilizar la pipeta graduada más pequeña con la que se pueda tomar ese volumen, ya que de esa forma la medida será más precisa.
Su volumen máximo oscila entre 0,1 y 25 ml.
Su capacidad se indica en el valor grabado en su pared en la señal donde el líquido se encuentre a más altura.
Pipeta graduadas
Pipeta pasteur
Existen otros tipos de pipetas menos utilizadas como son las pipetas pasteur.
Estas son de plástico, alargadas, con una punta en la zona inferior por donde entra y sale el líquido, y en la zona superior existe un ensanchamiento quedando este cerrado al exterior.
Nota
Están graduadas en sus paredes estrechas.
Su uso es similar a un gotero. Se aprieta la zona superior antes de introducirla en un líquido para quitarle aire. A continuación se introduce la punta en el interior de un líquido, de tal forma que al dejar de apretar, automáticamente succiona este. Para soltar líquido gota a gota se vuelve a apretar en su zona superior y este sale por su punta.
Se utilizan para transvasar cantidades de líquidos muy pequeñas, gotas, de un recipiente a otro.
Pipetas pasteur
Actividades
22. Razonar la respuesta sobre la conveniencia de usar tanto pipetas volumétricas como pipetas graduadas en un laboratorio.
Manipulación de una pipeta
Para succionar un líquido con una pipeta, el primer paso es colocar la pipeta verticalmente introduciendo la punta de esta en el interior líquido y manteniéndola sumergida durante todo el llenado.
Con un aspirador de líquido o aparato de succión, como puede ser una pera de goma o un aspirador con forma de jeringa colocado en su abertura superior, se puede succionar a través de su punta el líquido con suavidad, ascendiendo este a lo largo de la pipeta.
Pera de goma y succionadores con forma de jeringa para pipetas
Cuando el líquido supere un par de centímetros la línea de medida del volumen a tomar se quitará el aparato de succión y rápidamente se colocará el dedo índice en la parte superior de la pipeta (zona abierta de la pipeta) para evitar que el líquido descienda.
Manera de colocar el dedo índice sobre una pipeta
A continuación se debe levantar un poco el dedo índice de manera que se deje salir parte del líquido hasta que la zona inferior del menisco que forma el líquido con la pipeta coincida con la línea o nivel de lectura, entonces se vuelve a colocar el dedo índice en su parte superior para evitar que siga descendiendo líquido. El nivel de lectura se tomará con la pipeta en posición vertical y el ojo de quien realiza la medida a la misma altura que el nivel de lectura.
Nivel de lectura o enrase del menisco de un líquido en un tubo capilar
Definición
Menisco
Es la superficie libre curva de un líquido en un tubo capilar, por ejemplo, la que se produce en una pipeta.
Después se vierte el volumen de líquido medido en el lugar asignado de forma lenta para evitar que el líquido pueda quedar pegado en las paredes de la pipeta. Para verter el líquido, la pipeta debe estar en posición vertical con el recipiente al que se va a transvasar un poco inclinado y la punta de la pipeta tocando la zona alta de la cara interior del recipiente pero sin rozar el líquido del recipiente.
Sabía que...
Cuando se vierte el líquido de una pipeta queda un pequeño volumen de líquido en la punta de la misma. Cuando se fabrican las pipetas se tiene en cuenta este aspecto, por lo que no se debe intentar sacar esta pequeña cantidad de volumen ni soplando ni de ninguna otra forma.
Actividades
22. Tomar un lápiz o un bolígrafo e imaginar que es una pipeta. Intentar manipularla.
23. Imaginar que se rompe la punta de una pipeta mientras está vertiendo el contenido de la misma en un vaso de precipitados. ¿Sería correcto dejar en el vaso de precipitados el volumen tomado si se trata de una pipeta de enrase simple? ¿Y si se trata de una pipeta de enrase doble? Razonar la respuesta.
Material volumétrico
En los laboratorios, además de las pipetas, existe otro material volumétrico como la probeta, la bureta o el matraz aforado.
Probeta
La probeta es un tubo normalmente transparente, de vidrio o plástico, y graduado con pequeñas subdivisiones que se utiliza para medir volúmenes con poca exactitud.
Su zona inferior se encuentra cerrada y tiene una base que se utiliza de apoyo, mientras que su zona superior se encuentra abierta y es por donde se introduce el líquido.
Normalmente se utilizan para medir volúmenes de 25 o 50 ml, aunque existen probetas de diferentes tamaños, incluso de 2.000 ml.
Probetas
Bureta
La bureta es un tubo de vidrio graduado con pequeñas subdivisiones y que en su zona inferior, que tiene forma aguda, tiene una llave de paso para controlar la salida del líquido. Con esta llave se puede controlar el volumen del líquido gota a gota, por lo que se trata de un material volumétrico muy preciso.
El líquido se introduce por la zona superior que se encuentra abierta.
Su utilización principal se produce en volumetrías, y su tamaño habitual es de 25 o 50 ml y graduadas cada 0,1 ml.
Sabía que...
La volumetría es la determinación de la cantidad de sustancia presente en una disolución mediante la utilización de un volumen exacto de otra sustancia en cantidad conocida y que reacciona con la primera. De esa forma, conociendo el volumen de la sustancia en cantidad conocida que reacciona, se puede saber la cantidad de sustancia presente en esa disolución y que se pretende determinar.
Sus medidas van desde el valor cero ml que se encuentra en la zona inferior hasta el valor máximo que se encuentra en la zona superior.
Bureta
Matraz aforado
El matraz aforado es un matraz de fondo plano y cuello muy alargado y estrecho. En el cuello tiene una marca para que, cuando el matraz esté lleno hasta esa marca, se conozca el volumen que contiene.
En los laboratorios existen matraces aforados desde 10 hasta 2.000 ml, y los más comunes son de 20, 50, 100, 250, 500 y 1.000 ml.
Su uso principal es la preparación de disoluciones con una concentración exacta y conocida.
Definición
Concentración
Es la proporción o porcentaje que hay en una disolución entre la cantidad de soluto y la cantidad de disolución.
Los tapones se deben ajustar muy bien y pueden ser de cristal, plástico o caucho.
Matraces aforados
Tipos de material volumétrico
Al igual que se ha estudiado con las pipetas, el material volumétrico se puede clasificar también en función del formato que presentan sus marcas grabadas. Existen varios grupos:
1 Material volumétrico graduado: si posee una graduación o líneas con diferentes valores o medidas de volúmenes. Pueden medir un volumen igual o inferior a su capacidad máxima. Es el caso de la bureta, la probeta y la pipeta graduada.
2 Material volumétrico aforado: si posee uno o dos aforos o marcas de enrase. Este material solo puede tomar una única medida de volumen. Es el caso de las pipetas volumétricas y el matraz aforado.
Recuerde
El material volumétrico está formado por pipetas, probetas, buretas y matraces aforados.
Pero también, tanto el material graduado como el aforado se pueden dividir en dos grupos, en función de si tienen simple o doble enrase:
1 Material volumétrico de simple enrase: si el material no tiene líquido en su interior, la medida es cero mililitros. Para este tipo de material es necesario enrasar una sola vez, y se llevará a cabo cuando el material esté lleno. Es el caso de las pipetas volumétricas de enrase simple, matraz aforado, pipetas graduadas y probetas.
2 Material volumétrico de doble enrase: el material posee una marca para los cero mililitros, y por tanto, tiene líquido en su interior en la medida de cero mililitros. Para este material es necesario enrasar dos veces, una al comienzo de la medición para llenar el material, y otra en la finalización para desalojar el líquido del material y dejarlo en el valor cero (en su marca correspondiente). Es el caso de las pipetas volumétricas de enrase doble y las buretas.
Recuerde
El material volumétrico puede ser graduado o aforado, aunque también puede ser de simple enrase o de doble enrase.
Actividades
25. Indicar para cada material volumétrico si es graduado o aforado, o si tienen simple o doble enrase.
Aplicación práctica
Imagine que trabaja en un laboratorio químico y le piden que tome 50 y 17 ml de ácido clorhídrico (HCl) para mezclarlo con agua (H2O) y así preparar dos disoluciones de HCl con H2O. Indique qué material volumétrico debe utilizar para tomar el HCl. Razone la respuesta.
SOLUCIÓN
Para tomar 50 ml se debe hacer con una pipeta volumétrica o de enrase de 50 ml. Es necesario utilizar una pipeta porque es el material volumétrico más preciso para tomar volúmenes de líquidos. Se utiliza el tipo volumétrico o de enrase porque son más exactas que las graduadas, y para 50 ml existen pipetas volumétricas. Se puede emplear tanto la de simple enrase como la de doble enrase.
La toma de 17 ml se realizará con una pipeta graduada. Se utiliza el tipo graduado y no el volumétrico porque no existe ninguna pipeta volumétrica de 17 ml. Se debe coger una pipeta graduada de 20 ml (que es la pipeta graduada más pequeña) con la que se tomarán 17 ml.
Mantenimiento
La principal actuación de mantenimiento sobre las pipetas y el material volumétrico es la adecuada limpieza después de su uso, debido a que un material sucio puede generar que en una analítica se obtenga un resultado erróneo.
Por tanto, después de ser utilizado o terminar la sesión de trabajo diaria en el laboratorio, se deben limpiar las pipetas y el material volumétrico antes de guardarlo.
Aunque se puede llevar a cabo en una máquina, la limpieza normalmente se realiza a mano.
La forma de realizar el lavado manual del material es la siguiente:
1 Lavar el material volumétrico con agua y jabón frotando muy bien tanto en el interior como en el exterior con un cepillo o escobilla especial de limpieza para evitar el rallado del material de vidrio. Las pipetas y algunos otros materiales, si es complicado su acceso con la escobilla, se pueden sumergir en un recipiente con agua y jabón.Escobilla de limpieza
2 A continuación se enjuaga con agua del grifo.
3 Si el material no se queda limpio del todo y quedan adheridas gotas a sus paredes interiores se deberá limpiar con una mezcla crómica. Esta mezcla es muy corrosiva y se debe tener mucho cuidado para evitar su contacto con la piel y la ropa. Parte de esta mezcla se añade en el interior del material a limpiar y se mueve procurando que resbale por toda la pared interior del mismo. A continuación se devuelve la mezcla crómica a su recipiente ya que se puede utilizar repetidas veces. En caso de las pipetas se puede succionar la mezcla crómica, por ejemplo, con una pera de goma. Existen otros productos que realizan la misma función que la mezcla crómica. Sabía que...: la mezcla crómica consiste en tomar 20 gramos de dicromato sódico (K2Cr2O7) y disolverlo en 15 ml de agua. Seguidamente se añade lenta y cuidadosamente 400 ml de ácido sulfúrico (H2SO4).
4 A continuación se enjuaga con agua del grifo.
5 Enjuagar de nuevo el interior del material volumétrico con agua destilada o desionizada. Esta etapa es la más importante. Se debe tomar un determinado volumen de agua destilada o desionizada y verter en el interior del material. A continuación se agita el material de manera que el agua pueda mojar toda la superficie interior de este. Seguidamente el agua se desecha. Esta operación se debe repetir varias veces.
6 Por último, el material se seca dejándolo escurrir boca abajo, por ejemplo, en un escurridor de plástico.
Después del lavado y secado del material es muy importante colocarlo en su vitrina dejándolo todo correctamente almacenado y ordenado.
Cuando sea necesario material volumétrico seco después de ser limpiado, se debe enjuagar, por ejemplo, con acetona ya que así el proceso de secado del material es mucho más rápido.
Importante
Nunca se debe poner a secar dentro de una estufa ningún material volumétrico.
Actividades
26. Considerar si es solo suficiente la limpieza del material volumétrico con agua y jabón. Razonar la respuesta.
Aplicación práctica
Imagine que trabaja en un laboratorio químico y le piden que limpie una probeta y una pipeta, siendo ambas necesarias con carácter urgente. ¿Cómo debe llevarse a cabo la limpieza?
SOLUCIÓN
La probeta debe seguir los siguientes pasos para su limpieza:
1 Lavarla con agua y jabón frotando con una escobilla de limpieza especial tanto por la cara interior como por la exterior.
2 Enjuagarla con agua del grifo.
3 Si no ha quedado limpia y tiene gotitas en sus paredes interiores se deberán añadir unos mililitros de una mezcla crómica en el interior de la probeta con la que se debe tener mucho cuidado porque es muy corrosiva.
4 Mover mediante giros la probeta para que la mezcla crómica resbale por toda la pared interior de la probeta.
5 Devolver la mezcla crómica a su envase de almacenamiento para que se pueda reutilizar en el futuro.
6 Enjuagar la probeta con agua del grifo.
7 Introducir agua destilada o desionizada en el interior de la probeta para enjuagarla y realizar movimientos similares a los utilizados con la mezcla crómica, para que el agua resbale por toda la pared interior de la probeta.
8 Desechar el agua destilada o desionizada y repetir esta última operación dos veces más.
9 Enjuagar de la misma forma con acetona el interior de la probeta para que se seque antes ya que se quiere utilizar urgentemente.
La pipeta debe seguir los siguientes pasos para su limpieza:
1 Sumergir la pipeta en un recipiente con agua y jabón, de manera que pueda entrar el agua con jabón por la parte superior de la pipeta.
2 Enjuagarla con agua del grifo, dejando que pueda entrar el agua por la zona superior de la pipeta.
3 Si no ha quedado limpia y tiene gotitas en sus paredes interiores se debe succionar la mezcla crómica con una pera de goma, hasta llegar a la zona más alta posible de la pipeta, pero sin alcanzar la pera, ya que la puede estropear. De esa manera habrá contactado la mezcla crómica con toda la pared interior de la pipeta.
4 Devolver la mezcla crómica a su envase de almacenamiento para que se pueda reutilizar en el futuro.
5 Enjuagarla de nuevo con agua del grifo, dejando que pueda entrar el agua por la zona superior de la pipeta.
6 Verter agua destilada o desionizada en el interior de un vaso de precipitados, y succionar esta, por ejemplo, con una pera de goma, hasta llegar a la zona más alta posible de la pipeta. De esa manera el agua resbala por toda la pared interior de la pipeta.
7 Desechar el agua destilada o desionizada y repetir esta última operación dos veces más.
8 Enjuagar de la misma forma con acetona el interior de la pipeta, es decir, succionando el líquido hasta llegar lo más alto posible y sin tocar la pera de goma.
