1.1: Cristalería de laboratorio y usos comunes

1. material de vidrio para usos cualitativos

1. Vasos de precipitado
   1. El vaso es una de las piezas más comunes de vidrio en el laboratorio. Es un envase cilíndrico simple que se utiliza para contener líquidos y sólidos con tamaños que van desde muy pequeño (10 mL) a muy grande (4.000 mL). Tiene un labio para la facilidad de verter y de trasiego de líquidos. Las graduaciones son aproximados, pero muy útil cuando no se necesitan volúmenes exactos.
2. Frascos
   1. Frascos están diseñados para que el contenido puede ser arremolinaba sin derramar. También fácilmente equipadas con tapones y a menudo tienen el tamaño de tapón escrito directamente en el frasco.
   2. Matraz de Erlenmeyer
      1. El más común de todos los matraces Erlenmeyer matraz tiene un fondo plano con aproximado de graduaciones. El fondo plano permite que el matraz de Erlenmeyer directamente calentado y utilizado en procedimientos de condensación y reflujo simple (ebullición).
   3. Matraz Florencia
      1. El frasco de Florencia es un híbrido entre el fondo redondo, matraz Erlenmeyer y rangos de cien mililitros a litros unos en tamaño. Frascos de Florencia pueden tener un fondo plano o fondo redondo, para que aplicaciones varían de calefacción directa al uso de un manto de calefacción. No tiene un vidrio común, por lo que se utiliza un tapón para sellar el contenedor. La forma redondeada es mejor para aplicaciones que involucran hirviendo.
3. Tubos de ensayo
   1. Tubos de ensayo son relativamente pequeños recipientes cilíndricos utilizados para almacenar, calentar y mezclar sustancias químicas. Mientras que el tubo de ensayo viene en tamaños específicos, se utiliza normalmente en procedimientos observacionales cualitativos.
4. Vidrio de reloj
   1. El vidrio de reloj se utiliza cuando se necesita una superficie para un volumen pequeño de líquido. Esto es común para la cristalización y evaporación, así como otros procedimientos cualitativos. Vidrios de reloj puede utilizarse también como tapas para vasos de precipitado y matraces no.
5. Plato de cristalización
   1. El plato de la cristalización es un híbrido entre un vidrio de reloj y el plato de Petri (común en procedimientos biológicos). Tiene una proporción baja de altura a anchura, que significa que los lados son muy bajos en comparación con la anchura de la nave. Esto permite altas superficies de evaporación, pero el plato de cristalización es más comúnmente usado como un depósito a corto plazo para los líquidos en una variedad de procesos de baño (agua, ácido o aceite).

2. material de vidrio para medir

1. Cilindro graduado
   1. El cilindro graduado se utiliza para medir un volumen semi exacto de líquido. Aunque no es tan precisa como cristalería volumétrica, es mucho más preciso y exacto que un vaso de precipitados o matraz (para dentro de 1%). Volúmenes se miden en la parte inferior del menisco para soluciones acuosas y la parte superior del menisco para soluciones no-acuosas hidrofóbicos. Cilindros graduados son piezas de uso general de cristalería "TD", donde el volumen de entrega es importante. Niveles más altos de exactitud requieren cristalería volumétrica.
2. Cristalería volumétrica
   1. Utiliza para hacer soluciones estandarizadas (alta precisión), donde la precisión se conoce a cuatro cifras significativas.
   2. Frascos
      1. Matraces aforados son un pilar fundamental al preparar cualquier solución estandarizada. Puesto que los volúmenes no son necesariamente aditivos, el matraz aforado se utiliza para hacer soluciones de volúmenes precisos. La marca grabada en el cuello de la cristalería significa el volumen de alta precisión a la temperatura especificada. Se prepara una solución agregando suficiente solvente para disolver el soluto, entonces el soluto añadido y disuelto. La solución entonces se diluye hasta la marca con el solvente. La solución se mezcla en todo el proceso de dilución y a veces requiere ser colocado en un baño de hielo en el caso de disolución exotérmica (típicamente ácidos o bases fuertes). Gama de matraces aforados en tamaño desde 1 mL hasta 4.000 mL y más grandes.
3. Pipetas
   1. Pipetas volumétricas son conocidos por la alta precisión, como matraces aforados, pero se utilizan para dispensar líquidos, normalmente en la preparación de soluciones en un matraz aforado. La pipeta también tiene una marca grabada que denota un volumen exacto, y la solución se dibuja dentro de la pipeta con un bulbo de la pipeta, nunca por la boca.
4. Micropipetas
   1. Micropipetas son una clase especializada de pipetas volumétricos utilizados para volúmenes muy pequeños de 1 μl a 1000 μl. La micropipeta utiliza puntas desechables de plástico, pero estos pueden volver a ser utilizados en situaciones apropiadas. La mayoría Micropipetas tienen un rango ajustable de volúmenes utilizando diferentes retirar y distribuir las acciones en el cuerpo de la pipeta. El mecanismo de ajuste, determinar límites de volumen y expulsión de puntas desechables varía según el fabricante.
5. Buretas
   1. La bureta es un análisis de material de vidrio utilizado para dispensar volúmenes variables (pero exacta) de líquidos. Comúnmente en química analítica, la bureta se utiliza en una variedad de experimentos de titulación.

3. procedimiento cristalería

1. (Hirviendo) matraces de fondo redondo
   1. Matraces fondo redondo, o frascos de ebullición, normalmente se encuentran en experimentos de síntesis, ya que la forma redonda permite incluso la calefacción y agitación. El cuello generalmente tiene una Junta de vidrio esmerilado hembra y puede conectarse condensadores y otras piezas de la cristalería. Para evitar derrames, el volumen de solución no debe exceder 50% del volumen del matraz. Gama de tamaños de 50 mL a 20.000 mL.
2. Embudo de Separatory
   1. Mientras más común en el laboratorio de química orgánica, el matraz se utiliza para separar líquidos de diferentes densidades y solubilidades. La parte inferior del embudo separatory es muy estrecha y conduce a una llave de paso, permitiendo separaciones precisas de líquidos, mientras que la parte superior es muy amplia para facilitar la agitación y mezcla.
3. Matraz de filtración (Büchner) (utilizado para la filtración de vacío)
   1. El matraz de filtración se parece a un matraz de Erlenmeyer, pero tiene una lengüeta de la manguera en la parte superior para colocar una manguera de vacío. El frasco tiene típicamente las paredes más gruesas que un Erlenmeyer debido a la presión reducida (vacío) con el frasco. Vacío (Büchner) embudos encajan en el cuello del matraz con un collar de goma o un tapón de goma 1 orificio.
4. Embudos (utilizados para filtrar y transferir)
   1. Embudos tradicionales utilizados para la filtración de gravedad tienen un cuerpo ancho en forma de cono, para agregar y soluciones y un tallo largo y estrecho, para la entrega en un matraz de filtración. Papel de filtro es doblado en forma de cono, inserta en el embudo y humedecido con un solvente (normalmente agua). El embudo de polvo tiene un tallo más amplia diseñado para la dosificación de sólidos y líquidos viscosos. Papel de filtro es utilizado en conjunto con el embudo de filtro.
5. Cerámica
   1. Embudo Büchner
      1. El embudo de Büchner cerámica encaja en el matraz de filtración (Büchner) usando un cono de goma o el tapón de goma 1 orificio. El embudo se hace típicamente de cerámica con agujeros de tamaño de perno en la parte inferior plana. Papel de filtro se coloca sobre los orificios y humedecido con un solvente (agua) para evitar que sólidos en el papel de filtro.
   2. Crisol
      1. Un crisol es de cerámica y tiene pequeñas cantidades de productos químicos durante el calentamiento a altas temperaturas. Dependiendo del tipo específico, el crisol puede soportar temperaturas sobre 1.000 ° C y se utiliza junto con un mechero de Bunsen o un horno. Usos comunes incluyen calefacción un sólido hidratado para eliminar agua o combustión de un compuesto para determinar el contenido de materia orgánica.
   3. Mortero y Maja
      1. Mientras que el mortero y Maja se originaron en los laboratorios de química (y la alquimia), es más común en farmacología, biología y aplicaciones culinarias. Hecho de cerámica o piedra, los materiales se colocan en el mortero en forma de cuenco y molido y triturado con la mano del mortero.

La cristalería ha sido durante mucho tiempo un componente central del laboratorio de química.

La popularidad del vidrio se ha mantenido alta porque es relativamente inerte, muy duradero, fácilmente personalizable y económico.

Debido a estos rasgos deseables, el vidrio se ha utilizado para crear una amplia variedad de aparatos. No estar familiarizado con este equipo podría llevar a confusión, mal uso y desastre. Por lo tanto, es necesario un sólido conocimiento de la cristalería para garantizar la seguridad y el éxito en el laboratorio.

Este video explorará muchas de las piezas comunes de cristalería que se encuentran en el laboratorio.

La cristalería de laboratorio se fabrica con diferentes composiciones, cada una de las cuales posee propiedades únicas que son útiles en diferentes condiciones experimentales.

Los equipos hechos de vidrio de grado de consumo, o "cal sódica", son los menos costosos y son adecuados para muchas aplicaciones. Sin embargo, los cambios rápidos de temperatura pueden hacer que este vidrio se agriete.

El vidrio de borosilicato, que exhibe poca expansión térmica, es preferible en condiciones de estrés térmico. Este vidrio se fabrica mediante la adición de pequeñas cantidades de boro y se usa a menudo en utensilios para hornear, como Pyrex.

Sin embargo, tanto el borosilicato como el vidrio estándar contienen impurezas, lo que reduce la calidad óptica. Por lo tanto, un vidrio compuesto puramente de silicio y oxígeno se utiliza en situaciones que requieren que el vidrio sea transparente a la luz ultravioleta. Esto se conoce como sílice fundida o cuarzo fundido.

Ahora que comprende los diferentes tipos de vidrio que se usan en el laboratorio, echemos un vistazo a la cristalería común, así como a la parafernalia relacionada.

Comenzaremos nuestra encuesta con la cristalería utilizada para el análisis cualitativo. Todas las mediciones, o graduaciones, de este equipo son aproximadas y se utilizan mejor para procedimientos que no requieren altos niveles de precisión. En primer lugar, el vaso de precipitados, una de las piezas más comunes de cristalería, está disponible en una variedad de tamaños. Los vasos de precipitados se utilizan a menudo para retener, mezclar y calentar reactivos. La mayoría tiene un pequeño labio para verter líquidos.

Los tubos de ensayo, que son recipientes cilíndricos relativamente pequeños, también se utilizan para almacenar, calentar y mezclar productos químicos. Su diseño permite manipular, almacenar y observar fácilmente varias muestras a la vez.

Las gafas de reloj se utilizan cuando se necesita una gran superficie para un pequeño volumen de líquido. Esto es común para los procedimientos de cristalización y evaporación. Las gafas de reloj también se pueden utilizar como fundas para vasos de precipitados.

El plato de cristalización es similar al cristal del reloj, lo que demuestra una gran superficie para líquidos. Sin embargo, se usa más comúnmente como recipiente para los procesos de baño. Por último, el matraz. Cada tipo de matraz tiene la forma adecuada a su propósito, pero todos están diseñados con cuerpos anchos y cuellos estrechos, lo que permite que el contenido se mezcle sin derramarse. También se pueden equipar fácilmente con tapones. El matraz Erlenmeyer es el más común. El fondo plano permite calentarlo directamente y utilizarlo en procedimientos simples de ebullición y condensación.

A continuación, revisaremos la cristalería utilizada para medir líquidos con precisión. El cilindro graduado se utiliza para medir volúmenes semiprecisos y entregarlos a otro contenedor. La superficie de la mayoría de los líquidos forma un menisco cóncavo en una cristalería estrecha. El volumen debe leerse en la parte inferior para mayor precisión.

Si bien el cilindro graduado es versátil, la cristalería volumétrica se utiliza cuando se requiere un mayor nivel de precisión. La cristalería volumétrica puede ser un orden de magnitud más precisa que un cilindro graduado. Cada pieza está marcada con "TD" o "TC". Si el equipo está calibrado para transportar el volumen medido, se marca como "TD" para "Entregar". Por el contrario, otras piezas de cristalería volumétrica solo están calibradas para ser precisas mientras se mantiene el volumen medido, y están marcadas como "TC" para "Contener".

El matraz aforado se utiliza para hacer y contener soluciones de volúmenes precisos. Esto se hace primero disolviendo el soluto y luego agregando solvente a la graduación para diluir hasta el volumen previsto.

A diferencia de los aparatos que solo son precisos para contener, la pipeta volumétrica se utiliza para administrar un volumen específico con un alto grado de precisión. Se utiliza una bombilla para extraer el líquido, nunca por la boca.

La bureta se utiliza para suministrar volúmenes de líquido variables, pero precisos, controlados con la llave de paso. A menudo se utiliza en experimentos de valoración.

A continuación, nuestra encuesta cubrirá la cristalería que tiene usos de procedimiento más específicos.

En primer lugar, el matraz de fondo redondo, o matraz hirviendo, está diseñado para permitir un calentamiento y agitación uniformes, para impulsar las reacciones químicas. Para evitar derrames, nunca debe llenarse a más del 50% de su volumen total.

Si bien los embudos tradicionales tienen una forma familiar, puede haber variaciones según el uso previsto. Por ejemplo, los embudos utilizados para la filtración por gravedad están equipados con papel de filtro doblado. Los embudos de polvo tienen tallos más anchos diseñados para dispensar sólidos y líquidos viscosos.

El embudo separador se utiliza en extracciones líquido-líquido para separar líquidos inmiscibles de diferentes densidades. Tiene una forma especializada, con una parte superior ancha para mezclar y una parte inferior estrecha que conduce a una llave de paso para la separación. El matraz y el embudo Büchner se utilizan para la filtración al vacío. El embudo es típicamente de cerámica, con agujeros del tamaño de un alfiler en su parte inferior plana. Se instala en el matraz con un collar de goma para proporcionar un sello hermético. El matraz tiene una forma similar a la de un Erlenmeyer, pero tiene un brazo lateral con púas para la manguera de vacío.

En algunos procesos químicos, es posible que sea necesario sellar, conectar o apoyar el material de vidrio de laboratorio. El sellado de la cristalería generalmente se realiza con un tapón. El caucho y el neopreno se utilizan en piezas con cuellos estándar. Pueden fabricarse con orificios para permitir la inserción de tubos, termómetros o agitadores, sin dejar de proporcionar un sello hermético.

Los tapones de vidrio se utilizan para sellar equipos con accesorios de vidrio esmerilado. Estos proporcionan un sellado fuerte, pero la posibilidad de agarrotamiento de vidrio a vidrio requiere el uso de grasa para juntas. También se debe usar grasa para juntas cuando se conectan dos piezas de cristalería entre sí. Sin embargo, debido a que estas uniones no son mecánicamente fuertes, se utilizan clips de conexión de plástico para evitar que se separen.

Cuando se necesita un soporte estructural adicional, la cristalería a menudo se sujeta en su lugar. Las abrazaderas proporcionan este soporte conectándose al cuello de una pieza en un extremo y a un soporte de retorta en el otro. Si bien algunos artículos de vidrio siempre deben estar asegurados, también se puede usar la sujeción para garantizar que los componentes permanezcan en posición vertical durante un procedimiento.

Ahora que hemos examinado muchas de las piezas de cristalería que se encuentran en los laboratorios profesionales, discutiremos algunos de sus muchos usos.

La observación de las reacciones espontáneas que ocurren naturalmente se puede realizar en el laboratorio replicando sus condiciones originales. La cristalería es vital para estas investigaciones debido a su naturaleza inerte y duradera.

En el experimento de Miller-Urey, se simuló el entorno de la Tierra primitiva en un matraz de fondo redondo para investigar la síntesis abiótica de compuestos orgánicos. Un gran colector de cristalería entrelazada ayudaba a proporcionar los gases atmosféricos necesarios, que luego se encendían, simulando la iluminación. El producto se pipeteó fuera del matraz para evitar la contaminación y se almacenó para su posterior investigación.

Al sintetizar moléculas orgánicas, a menudo es necesario aplicar calor durante largos períodos de tiempo. En este ejemplo, se realizó una reacción de acoplamiento cruzado carbono-carbono utilizando un aparato hecho de tres piezas de vidrio. El aparato, hecho de un matraz de fondo redondo, un condensador de reflujo y un burbujeador de aceite, permite hervir la solución indefinidamente, sin perder volumen ni cambiar la presión.

Acabas de ver la introducción de JoVE a los equipos de laboratorio de vidrio comunes y sus usos. Ahora debería estar familiarizado con la cristalería utilizada para aplicaciones cualitativas, de medición y de procedimiento.

¡Gracias por mirar!