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• Jorge Luis Barrios

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PRACTICA N° 2 MATERIALES, INSTRUMENTOS Y EQUIPOS DE LABORATORIO OBJETIVOS El estudiante aprenderá que el trabajo en el laboratorio exige un conocimiento de la función, uso y posibilidades de cada material de laboratorio o equipo, y por lo tanto es necesario adquirir una familiarización y destreza en la manipulación de los mismos, a fin de darles la utilidad adecuada. El estudiante deberá conocer, describir, comprender la estructura y materiales empleados en la fabricación de los instrumentos y equipos de laboratorio.

PRINCIPIOS TEORICOS Los equipos y materiales que se usan en el laboratorio de Química, constituyen los elementos, con los cuales se hacen experimentos y se investiga. Para trabajar con eficiencia en el laboratorio, es necesario conocer los nombres de los diferentes utensilios, y conocer sus usos, ya que su manejo inadecuado deriva en errores en la obtención de los resultados de los experimentos. En el ámbito de la investigación se emplea el concepto de material de laboratorio, para referirse a aquel que se emplea en distintos tipos de laboratorios y que se compone de diversos instrumentos que cumplen con funciones determinadas. Cabe definir previamente que un laboratorio es un espacio físico donde se desarrolla investigación en torno a un tema preciso para ampliar los conocimientos que en una determinada ciencia se tiene sobre un fenómeno o tema particular. En un laboratorio los materiales deben ser de buena calidad pues allí se realizarán investigaciones que, en muchos casos son de vital importancia para ampliar los conocimientos en un área específica de la ciencia; por ende, el lugar donde se sitúen debe ser apropiado, contar con una ventilación e iluminación adecuada y los instrumentos y materiales que hagan propicio el normal funcionamiento del lugar. VIDRIOS TECNICOS USADOS PARA EL MATERIAL DE LABORATORIO Propiedades Generales: El vidrio se distingue por su muy buena resistencia química frente al agua, soluciones salinas, ácidos, bases y disolventes orgánicos, superando en este aspecto a la mayoría de los plásticos. Únicamente es atacado por ácido fluorhídrico y, a elevados temperaturas, por bases fuertes y ácido fosfórico concentrado. Otras ventajas del vidrio son la estabilidad de la forma, incluso a elevadas temperaturas, y su alta transparencia. Para el laboratorio se dispone de varios vidrios técnicos con diferentes propiedades. Vidrio de Soda: El vidrio de soda (por ej. vidrio AR-Glas®) presenta buenas propiedades químicas y físicas. Es adecuado para productos que normalmente sólo tienen que resistir esfuerzos químicos por corto tiempo y no deben soportar cargas térmicas altas (por ejemplo pipetas, tubos para cultivo, etc.). Vidrio Borosilicato (BORO 3.3, BORO 5.4): El vidrio borosilicato presenta muy buenas propiedades químicas y físicas. El vidrio de borosilicato es un tipo particular de vidrio, más conocido con los nombres comerciales de DURAN, Pyrex ó Kimax. Fue desarrollado por primera vez por el vidriero alemán Otto Schott a finales del siglo XIX y vendido bajo el nombre de “Duran” en 1893. Después, cuando Corning Glass Works desarrolló Pyrex en 1915, éste se convirtió en un sinónimo de vidrio borosilicatado en el mundo de habla inglesa. Además del silicio, el carbonato de sodio y el carbonato de calcio usado tradicionalmente en la fabricación de vidrio, el boro es usado en la manufactura de este vidrio. Normalmente su composición es: 70% sílice, 10% óxido bórico, 8% óxido de

sodio, 8% óxido de potasio, y 1% óxido de calcio. Se utiliza para campos de aplicación en los que junto a una muy buena resistencia química se exige una muy alta resistencia al calor y a los cambios de temperatura, así como una alta resistencia mecánica (por ejemplo elementos de montaje de equipos químicos, matraces fondo redondo, vasos de precipitados, etc.).En general, al trabajar con vidrio se deben tener en cuenta las limitaciones de este material frente a cambios de temperatura o esfuerzos mecánicos y se han de tomar estrictas medidas de precaución: - No calentar material volumétrico, como por ejemplo matraces aforados y probetas graduadas, sobre placas calefactoras. - Realizar las reacciones exotérmicas, como diluir ácido sulfúrico o disolver hidróxidos alcalinos sólidos siempre bajo agitación y refrigeración, por ejemplo en un matraz Erlenmeyer y nunca en un matraz aforado o una probeta graduada. - No someter nunca los aparatos de vidrio a cambios bruscos de temperatura. Por tanto, no retirarlos todavía calientes de la estufa de secado ni colocarlos calientes sobre una superficie fría o húmeda. - Para aplicaciones bajo presión sólo deben utilizarse aparatos de vidrio previstos especialmente para esta aplicación; kitasatos y desecadores, por ejemplo, sólo deben evacuarse tras comprobar su buen estado.

Resistencia Química del Vidrio Efecto químico del agua y de ácidos sobre el Vidrio: El efecto de las actuaciones del agua y de ácidos sobre la superficie del vidrio es despreciable. Se disuelven desde el vidrio sólo en muy pequeñas cantidades iones preferentemente monovalentes. Con ello se forma una capa de gel de sílice, muy delgada y poco porosa, sobre la superficie del vidrio, que inhibe un ataque posterior. Una excepción la constituyen el ácido fluorhídrico y el ácido fosfórico concentrado y caliente, que evitan la formación de la capa pasiva. Efecto químico de las bases sobre el vidrio: Las bases atacan la superficie del vidrio con concentración y temperaturas elevadas. La pérdida de vidrio en el vidrio borosilicato 3.3 sólo está en la gama de μm; pero esto puede ya provocar– después de un tiempo de actuación determinado– la destrucción de la graduación por ejemplo en material volumétrico.

LOS PLASTICOS USADOS PARA EL MATERIAL DE LABORATORIO Junto al vidrio, los plásticos desempeñan una función muy importante en los laboratorios. En general los plásticos se pueden dividir en los siguientes tres grupos: Elastómeros: Polímeros con enlaces moleculares sueltos, siendo elásticos como caucho a temperatura normal, después de calentarlos se efectúa su endurecimiento (vulcanización) irreversible. Los elastómeros más populares son el caucho natural y el caucho de silicona. Duroplásticos: Se trata de polímeros con enlaces moleculares fuertemente unidos, siendo muy duros y rígidos a temperatura ambiente; después de un calentamiento se efectúa el endurecimiento irreversible. Estos plásticos no se suelen usar muy frecuentemente en aparatos de laboratorio. Los duroplásticos más populares son las resinas de melamina. La resina de melanina es el producto de la policondensación de melamina y formaldehído. Termoplásticos: Polímeros con estructura molecular lineal, con o sin cadenas laterales que al ser transformados en objetos no cambian sus propiedades termoplásticas durante el moldeamiento. Los termoplásticos son los materiales generalmente usados en aparatos de laboratorio de plástico. Los termoplásticos más populares son las poliolefinas como

polietileno y polipropileno. CLASIFICACION DEL MATERIAL DE LABORATORIO El Material de Laboratorio puede ser clasificado de acuerdo a: A. DE ACUERDO AL USO: Tenemos:

1. Materiales de Sostén: Estos permiten sujetar otros equipos de laboratorio. 2. Materiales de Recipiente o Conservación: Son usados como contenedores de sustancias. 3. Materiales de Medición: Nos permiten realizar diferentes tipos de medición de manera exacta o aproximada. 4. Materiales para Separación: Nos permiten la separación delos componentes de una mezcla sea en fase acuosa orgánica e inorgánica o fase solida. 5. Materiales de Calentamiento: Son aquellos que facilitan y permiten la operación de calentar diferentes soluciones o material solido. 6. Materiales Variados: Son aquellos que sirven para las reacciones de combinación, reacción y mezclas. 7. Materiales de Uso Diverso: Con ellos se realizan operaciones diversas. B. DE ACUERDO AL MATERIAL DEL QUE SE COMPONE: Tenemos: 1. Madera 2. Porcelana 3. Acero o Metal 4. Vidrio 5. Plástico

PARTE EXPERIMENTAL PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL: A. MATERIAL DE LABORATORIO 1. El profesor mostrará a los estudiantes los diferentes materiales disponibles en el laboratorio precisando sus nombres y sus usos específicos, también hará una demostración del uso de algunos instrumentos (tubos de ensayo, probetas, pipetas, etc.) 2. El profesor pasara por cada mesa y le preguntara a los estudiantes los nombres de los materiales que se utilizan en los experimentos del laboratorio. 3. El alumno tomara nota de las especificaciones del material de laboratorio utilizado para operaciones de medición (especialmente volumen), indicando y explicando en el informe de laboratorio respectivo el significado y el uso que se da de estas especificaciones. En cada material volumétrico anotara los siguientes datos: Material, Marca, Volumen del Material, Capacidad del Material, División mínima del material, Tipo de Material (IN o EX), Clase del Material (A o B), tolerancia, estado de conservación del material, Material de Fabricación (Vidrio, Plástico o Metal) y otras observaciones que el estudiante considere conveniente.

1. Rejilla metálica. 2. Gancho de presión. 3. Mechero de Bunsen. 4. Trípode. 5. Soporte Universal.

6. Crisol de porcelana. 7. Pinzas. 8. Aro metálico. 9. Pinzas Sujetadoras. 10. Gradilla para tubos de ensayo. 11. Aro con sujetador. 12. Desecador. 13. Termómetro de Vidrio.

14. Rejilla con Asbesto. 15. Desecador. 16. Pera de Separación. 17. Pipeta Graduada. 18. Espátula metálica. 19. Luna de reloj. 20. Capsula de Porcelana.

21. Escobilla para tubos de ensayo. 22. Pinzas para tubo. 23. Mortero con Pilón. 24. Matraz de Erlenmeyer. 25 Balón de Fondo Plano. 26. Gancho de Presión. 27. Espátula 28. Pinzas de madera. 29. Matraz Kitasato. 30. Tubo en U. 31. Tubo de Ensayo. 32 Gradilla Metálica para tubos de ensayo. 33. Nuez. 34. Fiola o Matraz Graduado 35. Pipeta Volumétrica 36. Vaso de Precipitado o beaker. 37. Probeta Graduada. 38. Bureta.

39. Pizeta. 40. Pera de Separación. 41. Embudo Buncher 42 Embudo Simple de vástago largo 43. Gotero. B. EQUIPOS DE LABORATORIO 1. El profesor mostrará a los estudiantes algunos equipos que se encuentran disponibles en el laboratorio precisando sus nombres y sus usos específicos. 2. El alumno tomara nota de las especificaciones de los equipos de laboratorio utilizado para las diversas operaciones. Para cada equipo el estudiante anotara los siguientes

datos: Equipo, Marca, Una breve descripción de su función, Voltaje de operación, Amperaje de operación, Frecuencia de operación (Hz), Lote de fabricación del equipo, país de procedencia, estado de conservación del equipo y otras observaciones que el estudiante considere conveniente. CUESTIONARIO 1. ¿Qué diferencia existe entre un material tipo A y tipo B? Explique. Para una pipeta de 10 ml, cite el error asociado para la de clase A y la de clase B. Si no figuran en las pipetas revisadas en el laboratorio, busque en la bibliografía o la internet. 2. ¿Qué material posee mayor exactitud, una pipeta graduada o una pipeta volumétrica? Explique. 3. De todos los materiales observados en el laboratorio ¿Hay alguno que pueda representar un peligro potencial para la salud? Explique. 4. ¿Qué diferencia existe entre un material tipo IN y tipo EX? Explique y de 3 ejemplos de cada uno. 5. Grafique las micropipetas observadas en el laboratorio indicando sus partes. Indique ¿Cuál es la forma adecuada de tomar volúmenes con una micropipeta? Explique detalladamente.

Micropipeta y Modo de Utilización.