PRECAUCIONES EN EL LABORATORIO
El laboratorio de Física y Química es un lugar de trabajo potencialmente peligroso, en el que es necesario tomar precauciones para evitar accidentes.
Algunas normas importantes son:
– Aclarar con el profesor las dudas y mantenerle informado de cualquier hecho que ocurra.
– Antes de empezar una práctica debes conocer y entender los procesos que vas a realizar.
– Evita los desplazamientos innecesarios y nunca corras.
– Mantén silencio y procura estar concentrado en lo que haces.
– Coloca los aparatos y reactivos lejos del borde de la mesa.
– No pipetees nunca líquidos corrosivos o venenosos.
– Mantén las sustancias inflamables lejos de las llamas de los mecheros, y no las calientes o destiles directamente con el mechero.
– Nunca mires por la boca de los tubos de ensayo o matraces cuando se está realizando una reacción, en previsión de salpicaduras.
– En general, todos los productos deben mezclarse en pequeñas cantidades y despacio.
– Si por descuido tocas o te cae algún producto, lávate con abundante agua la zona afectada, y comunícalo al profesor.
– Utiliza la campana en las prácticas donde se desprendan gases venenosos.
– Tira los residuos sólidos a la papelera.
– Abre el grifo antes de tirar por la pila los restos de una reacción o reactivo.
– Al acabar, deja limpio y seco el material y puesto de trabajo.
MATERIAL DE LABORATORIO
Balones
Son recipientes de vidrio, esféricos, provistos de un cuello. Algunos tienen marcada una determinada capacidad (aforados).
Vitrina
Permite efectuar reacciones en las que se desprenden gases tóxicos. Para evacuarlos están provistas de un extractor.
Vaso de precipitados
Son de vidrio delgado. Permiten ser calentados sobre la rejilla. Se utilizan para trasvasar líquidos.
Viscosímetro
Se utilizan para medir la viscosidad de los fluídos.
Los hay capilares, de bola descendente, de Couette, de Engler, de Ostwald, de tipo de par, etc. Este ultimo, por ejemplo, mide la viscosidad en función del par necesario para hacer girar una paleta vertical sumergida en el líquido.
Balanza
Es un instrumento utilizado para medir las masas de los cuerpos.
La balanza clasica se compone de una barra metálica llamada cruz, provista de tres prismas de acerro llamados cuchillos. Sobre las aristas de los cuchillos de las extremidades se cuelgan los platillos. El central descansa sobre una columna vertical.
Cuando la balanza es exacta, la masa de los cuerpos se puede determinar por simple pesada. En caso contrario, se utiliza el método de doble pesada o de Borda.
Las balanzas de precisión se colocan dentro de cajas de cristal para protegerlas del polvo y evitar pesadas incorrectas por corrientes de aire.
Es posible apreciar hasta 10-6 g.
Actualmente son muy utilizadas las balanzas electrónicas.
Autoclave
Es un recipiente de paredes gruesas y cierre hermético, en el que se realizan reacciones a altas presiones y temperaturas
Buretas
Son tubos de vidrio, calibrados, que suelen terminar en una llave. Se utilizan para medir líquidos. Por ejemplo en las valoraciones.
Hay otros tipos, como la de Mohr, que acaba con un tubo de goma que se cierra con una pinza, y la inglesa, que acaba con un remate especial.
Pipetas
Son tubos estrechos de vidrio, graduados o aforados, a veces con un ensanchamiento en la parte superior. Se utilizan para medir, líquidos. Para ello se succiona por la parte superior, tapando la abertura con la llema del dedo índice. Levantando suavemente éste, se consigue enrasar al volumen deseado. Nunca se deben succionar directamente líquidos corrosivos o venenosos. Hay pipetas automáticas que facilitan el proceso.
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.
Buchner
Es un embudo con la base agujereada. Se acopla por su extremo inferior mediante un corcho taladrado al matraz kitasato. Encima de los orificios se coloca un papel de filtro.
Se utiliza para filtrar sustancias pastosas.
Cápsulas
Son casquetes esféricos, normalmente de porcelana, que sirven para evaporar líquidos.
Se calientan a fuego directo.
Nuez
La nuez y la doble nuez permiten sujetar diversos aparatos al soporte, efectuando así los montajes necesarios para los experimentos.
Frasco lavador
Son frascos cerrados con un tapón atravesado por dos tubos. Por uno de ellos se sopla, saliendo el agua por el otro. Se utilizan para enjuagar el material de laboratorio. También los hay de plástico, con un sólo orificio de salida, por el que sale el agua al presionar el frasco
Destilador
La destilación es un método de separación y purificación de sustancias.
El líquido se hierve en un matraz de destilación, pasando sus vapores a través de un refrigerante, por el que circula agua fría en contracorriente. En él se condensa el vapor, que cae en un erlenmeyer. Cuando se quieren separar líquidos de temperatura de ebullición similar, se utiliza la destilación fraccionada.
A veces, se realiza la destilación a vacío, conectando una trompa de agua.
Es también usada la destilación con arrastre de vapor.
Los antiguos alambiques y los modernos aparatos de destilación, siguen los mismos principios.
Termómetros
Se utilizan para determinar la temperatura a la que ocurre una reacción.
Los hay de diferentes tipos, tos basados en la variación que experimenta alguna propiedad termométrica con la temperatura.
Alcoholímetro
Miden la cantidad de alcohol contenida en un líquido.
Se introducen en el líquido y se lee la escala graduada por el punto que sobresale del mismo.
Aro
Se sujeta al soporte, y sobre él se coloca la rejilla, sosteniendo al recipiente que queremos calentar.
Embudos
Se utilizan para trasvasar líquidos o llenar recipientes de boca estrecha. Por ejemplo, para llenar las buretas.
También para filtrar sustancias, colocando en ellos un embudo de papel, de forma cónica.
Frasco de Woulf
Consiste en una botella de vidrio, de dos o tres cuellos. A veces tiene otro en la base.
Sirve para disolver gases en líquidos.
Cartuchos de extracción
Se utilizan para extraer determinadas sustancias de los compuestos que las contienen.. Para ello se introduce el producto dentro del cartucho, y mediante un disolvente adecuado que se hace pasar a través de él se consigue su separación. Por ejemplo, para extraer la cafeína del café.
Crisol
Suele ser de porcelana, de un metal inerte o de algún tipo de material refractario. Se utiliza para calcinar o fundir sustancias. Se calienta a fuego directo. Es similar a las cápsulas
Probetas
Tienen forma cilíndrica, y suelen estar graduadas.
Se utilizan para medir líquidos cuando no es necesaria una gran precisión.
Soporte
Suele ser de metal, constituido por una larga varilla enroscada en una base.
A él se sujetan los recipientes que se necesitan para realizar los montajes experimentales.
Cronómetros
Se utilizan para medir tiempos
Cubetas
Pueden ser de vidrio o plástico.
Se utilizan para contener líquidos.
Ebullómetro
Se utiliza para determinar el punto de ebullición de disoluciones.
Se denomina también ebulloscopio.
Escobilla
Se utiliza para la limpieza del material de laboratorio.
Baños termostáticos
Mantienen una temperatura constante y uniforme. Suelen basarse en la circulación, por convección, de un fluido caliente.
Polarímetro
Mide la rotación del plano de polarización de la luz polarizada al pasar por una substancia.
Refractómetro
Mide el índice de refracción de una sustancia, es decir, el cambio en la dirección de propagación de la luz al pasar por ella.
Refrigerante
Se utiliza para condensar el vapor en las destilaciones. Para ello se hace circular agua, en contracorriente, por la camisa exterior. Para ofrecer un mayor superficie y aumentar el intercambio de calor, el vapor circula a través de unos ensanchamientos (bolas). En otros modelos, es a través de un serpentín, y a veces, simplemente un tubo recto.
Pinzas
Permiten la sujección de diversos aparatos en los montajes experimentales. Mediante una doble nuez se sujetan al soporte.
Desecador
Suelen ser de vidrio. Se utilizan para desecar sustancias o bien para preservarlas de la humedad ambiental. Para ello contienen una sustancia muy higroscópica, como la gel de sílice, el ácido sulfúrico, etc.
Cuando se necesita un mayor grado de desecación se utilizan desecadores a vacío, extrayendo el aire de su interior
Aparato de Kipp
Consta de dos piezas de cristal, la superior en forma de pera de largo cuello que entra a esmeril en la inferior. Ésta se compone de dos cavidades esféricas unidas por una garganta. La superior tiene una tubuladura que se cierra con un tapón y un tubo con llave o pinza para regular el desprendimiento de los gases. La inferior suele tener también otro tubo al pie para la limpieza del aparato.
Kitasato
Es un matraz de pared gruesa, con una tubuladura lateral. En la boca se acopla, mediante un corcho agujereado el butchner, y a la tubuladura, mediante una goma, la trompa de agua (o trompa de vacío). De esta forma se consigue filtrar sustancias pastosas.
Varilla
Es de vidrio.
Se utiliza para agitar las disoluciones.
Con las varillas huecas, mediante su calentamiento con el mechero y posterior estiramiento, se consiguen capilares. Hay que tener cuidado con el vidrio caliente, ya que por su aspecto no se diferencia del frío y se pueden producir quemaduras.
Thiel
Es de vidrio. Se utiliza para la determinación de puntos de fusión.
Para ello se llenan de una sustancia de elevado punto de ebullición, como la parafina. Por las prolongaciones laterales se introduce el/los capilares con la sustancia cuyo punto de ebullición queremos determinar. Por la abertura superior, mediante un corcho agujereado se acopla un termómetro, cuyo bulbo debe quedar junto al extremos del capilar con la sustancia. Con el mechero, suavemente, vamos calentando por la parte inferior, observando cuando la sustancia empieza a fundirse, momento en el que anotamos la temperatura marcada por el termómetro.
Trípode
Es de hierro. Sobre él se coloca la rejilla y el vaso o erlenmeyer que queramos calentar. El mechero se coloca debajo.
Triángulo
Es metálico, recubierto de una sustancia refractaria.
Sobre él se coloca el recipiente que acabamos de retirar del fuego, protegiendo así la mesa de trabajo.
Gradilla
Pueden ser de metal, madera o platico. Se utilizan para sostener los tubos de ensayo.
Probeta de decantación
Se denomina también tubo de bromo.
Es de vidrio. Se utiliza para separar líquidos inmiscibles y para efectuar extracciones. Para ello se deja en reposo, y cuando las dos fases están separadas, se va dejando caer la inferior, cerrando la llave cuando ésta ha pasado.
Papel de filtro
Se utiliza para filtrar disoluciones, reteniendo los precipitados o impurezas.
Para utilizarlos con el butchner, se recortan al tamaño de éste, cuidando de que todos los agujeros queden tapados. Si es para filtrar con un embudo, se les da forma cónica, debiendo quedar en contacto con las paredes de éste y no superar su altura.
Equipo de electrofóresis
Consiste en una cubeta en la que se introducen dos electrodos. El campo eléctrico provoca la migración hacia el electrodo de signo opuesto de las partículas coloidales o macromoléculas con carga, existentes en la disolución.
Se denomina también cataforesis.
Trompa de vacío
Se denomina también trompa de agua. Se utiliza cuando necesitamos obtener vacíos (disminuciones de presión pequeñas).
Su fundamento es el rápido paso del agua, a través de un estrechamiento, entre dos tubos que hay en el interior. El efecto Venturi provoca una succión. Se suele utilizar acoplada al kitasato y butchner.
Phmetro
Se utiliza para la medida precisa del pH de las disoluciones.
Cuando sólo interesa una medida aproximada se utiliza el papel indicador.
Tenazas
Son metálicas. Se utilizan para retirar los crisoles de la estufa, o para sujetar otros utensilios calientes.
Pinzas
Son metálicas. Con ellas se toman las pesas para la balanza analítica.
Morteros
Suelen ser de porcelana.
Se utilizan para disgregar sustancias, mediante la presión ejercida con la mano del mortero.
Tubo de seguridad
Se utilizan cuando se calientan sustancias volátiles, alejando sus vapores de la llama, evitando así que éstos puedan inflamarse.
También cuando se calientan líquidos, para evitar proyecciones.
Cromatógrafo de iones
Dispositivo que efectúa la separación de los iones de una disolución, mediante la fijación por parte de una resina intercambiadora, de alguno de ellos.
Tubo capilar
Son pequeños tubos de vidrio, muy estrechos, cerrados por un extremo.
Se suelen utilizar para determinar puntos de fusión con el thiel.
Se pueden realizar fácilmente a partir de las varillas, calentándolas a la llama del mechero y estirándolas rápidamente.
Estufas
Permiten el calentamiento y desecación de sustancias
Rejilla
Son metálicas y recubiertas de un material refractario. Se suelen colocar encima del mechero, apoyadas en un aro sujeto al soporte. Sobre ellas se coloca el matraz o recipiente que queremos calentar, evitando así que la llama le de directamente.
Erlenmeyer
Son matraces de paredes rectas, muy usados para las valoraciones. Se pueden calentar directamente sobre la rejilla.
Matraz
Son de vidrio. Suelen estar aforados, es decir, tienen una determinada capacidad, indicada por una señal. Se utilizan para realizar disoluciones. La sustancia que disolvemos (soluto), de disuelve en una cantidad menor de disolvente, pudiéndose así agitar, con lo que facilitamos el proceso. Posteriormente enrasamos al volumen deseado. Nunca debemos verter agua sobre los ácidos, para evitar salpicaduras, sino con precaución, el ácido sobre el agua.
Vidrio de reloj
Se utiliza para tapar momentáneamente disoluciones, evitando que les caiga polvo, para pesar, cuando no hay peligro de que las corrientes de aire vuelen la sustancia, para recoger sublimados, etc.
Espectrografos
Permiten el estudio de los espectros electromagnéticos, de absorción o emisión, de las sustancias.
Ello permite su identificación, el estudio la estructura de los compuestos, conocer su composición, etc.
Mechero de alcohol
Se utliza cuando no se necesita un gran poder calorífico.
Poseen una mecha impregnada de alcohol, que es la que arde.
Potenciómetro
Mide la fuerza electromotriz por comparación con una diferencia de potencial conocida. Son usados en electroquímica.
Cucharilla
Las espátulas y cucharillas se utilizan para coger de los frascos las cantidades que necesitemos de los productos.
Son de aleaciones resistentes a la corrosión o de plástico.
Rmn
Equipo que realiza la resonancia magnética nuclear. Ésta consiste en someter los núcleos de los átomos a un campo magnético, lo cual hace que aquellos absorban energía de radiofrecuencia, a ciertas frecuencias características.
Agitadores
Permiten agitar los reactivos, para que la reacción se lleve a cabo de forma más rápida y uniforme. Los agitadores magnéticos tienen una pieza metálica que gira y mueve un pequeño imán introducido en el matraz o recipiente donde se lleva a cabo la reacción, situado encima de la plataforma.
Conductímetro
Dispositivo que mide la conductividad de las disoluciones.
Las cargas son transportadas, bajo la acción de un campo eléctrico, por los iones en disolución.
Matraz de reacción
Poseen varias bocas. Por ellas se puede introducir reactivos, recoger gases producidos en la reacción, introducir un termómetro, acoplar columnas de distilación, etc.
Matraz de destilación
Poseen una tubuladura lateral en su cuello, a la que se acopla el refrigerante. En ellos se introduce la disolución que se va a destilar. La boca se tapa con un tapón agujereado por el cual se introduce un termómetro y en ocasiones un tubo de seguridad.
Cristalizador
Son recipientes de fondo plano y anchos.
Permiten efectuar la cristalización de sustancias, es decir, la obtención de cristales a partir de sus disoluciones..
Frasco gotero
Se utilizan para contener reactivos o pequeñas muestras de disoluciones.
Tubo de centrífuga
Son pequeños tubos, más delgados por el extremo. Se utilizan en las centrifugadoras, para separar de sus disoluciones partículas en suspensión.
Cápsula de Petri
Son utilizadas en bioquímica para llevar a cabo cultivos de microorganismos.
VALORACIÓN ÁCIDO-BASE.
1. Calculamos el volumen que hay que tomar del HCl concentrado de la botella (R = 36,5 % , r=1,19 g/cm3 , Pm=36,46) para conseguir 100 ml de disolución 0,3 N de ácido clorhídrico. El volumen restante hasta los 100 ml será el agua que deberemos añadir.
2. Lavamos la bureta, llenándola de agua, que recogemos en un vaso de precipitados.
3. Con la bureta limpia medimos el agua que calculamos en el paso nº 1 y la echamos en un frasco.
4. Pipeteamos con precaución el HCl concentrado, introduciendo la pipeta en la botella, y tapándo la pipeta con la yema del dedo pulgar, hasta conseguir el volumen que calculamos en el paso nº 1 y lo añadimos al frasco, que tapamos y etiquetamos como HCl 0,3 N. Esta es la disolución valorada, cuya concentración conocemos.
5. En un frasco disolvemos 3 lentejas de NaOH (cuidado, es corrosiva) en unos 200 ml de agua. Ésta es la disolución problema cuya concentración queremos calcular.
6. En un erlenmeyer tomamos 40 ml de la disolución de NaOH.
7. Añadimos 1 gota de indicador.
8. Llenamos la bureta con la disolución de HCl, y enrasamos, abriendo la llave y dejando caer gota a gota HCl, sobre un frasco, hasta que el nivel de la disolución quede al comienzo de la escala. La parte de la bureta por debajo de la llave debe estar llena de líquido.
9. Valoramos, abriendo la llave de la bureta y dejando caer poco a poco la disolución de HCl sobre la disolución de NaOH. La llave se sujeta con la mano izquierda, mientras con la derecha vamos agitando el erlenmeyer. Cuando parece que el color va a cambiar, añadimos gota a gota la disolución de HCl, y nos detenemos cuando el cambio de color se produzca. Este se observa mejor colocando una papel blanco debajo del erlenmeyer.
10. Anotamos los ml de HCl consumidos.
11. Repetimos la valoración 2 veces más, es decir, volvemos a realizar los pasos 8 a 10, sin condicionarnos por el valor obtenido en la primera valoración.
12 Calculamos la media de HCl consumido en las tres valoraciones. Si alguna medida se aleja de las otras dos, la despreciamos.
13 Calculamos la masa de NaOH de la disolución problema, sabiendo que su Pm es 40.
14 En la memoria de la práctica debe figurar: el material y los reactivos utilizados, el fundamento teórico, el procedimiento, los cálculos y el resultado.
OXIDACIÓN-REDUCCIÓN.
En todas las prácticas debes ajustar las semirreacciones, indicando si son de oxidación o reducción, así como el oxidante y reductor.
1.- Introduce durante 10 minutos en la solución de CuSO4 unas virutas o un clavo de hierro y anota los cambios observados.
2.- Añade a 3 ml de KI un volumen igual de agua de cloro. ¿Por qué cambia el color de la disolución?. ¿Cuál es la sustancia que motiva la coloración amarilla?
3.- Adiciona a 2 ml de disolución de ác. sulfúrico diluído 3 gotas de KIO3 y 3 gotas de KI. ¿A qué se debe la coloración amarilla que aparece?
4.-Agrega 2 ml de la solución de Na2SO3 a un volumen igual de sulfúrico diluído y 1 ml de KMnO4. ¿Por qué desaparece el color violeta de este último?
5.-Añade a 2 ml de la solució de NaNO2 igual volumen de sulfúacute;rico y 2 ml de la solución de K2Cr2O7. Caliéntalo. ¿Por qué desaparece el color amarillo del dicromato?
6.- EL GAS QUE SE DESPRENDE ES VENENOSO. REALÍZALA EN VITRINA. Introduce en un tubo de ensayo con hilos de cobre 2 ml de HNO3 concentrado. Observa el desprendimiento de un gas. ¿De qué color es?
7.-Introduce en un tubo de ensayo unas virutas de hierro y añade 2 ml de HNO3 concentrado. Caliéntalo y observa la reacción. Repite con nítrico diluído.?
8.- Coloca en un tubo de ensayo varios cristales de KMnO4 y adiciónales 1 ml de nítrico concentrado. Añade 1 ml de H2SO4 y caliéntalo. Observa el gas desprendido.