Categoría: Material de laboratorio

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El mechero Bunsen es uno de los elementos de laboratorio más usado desde su desarrollo, permite el calentamiento de sustancias y recipientes a diferentes niveles graduando la intensidad de la llama a través de la cantidad de gas y aire que se mezclan y queman. A lo largo del tiempo, se han desarrollado variantes del mechero Bunsen que han mejorado su desempeño para diversas aplicaciones.

Generalidades de las variantes del mechero Bunsen

Un mechero Bunsen o cualquiera de sus variantes quema de manera segura una corriente continua de un gas inflamable como el gas natural (principalmente metano) o un gas de petróleo licuado como el propano, el butano o una mezcla.

La punta de la manguera está conectada a una boquilla de gas con tubos de goma. La mayoría de los laboratorios están equipados con múltiples boquillas de gas conectadas a una fuente central o a la red local, así como con boquillas de vacío, nitrógeno y vapor. Luego, el gas fluye a través de la base a través de un pequeño orificio en el fondo del barril y se dirige hacia arriba. Hay ranuras abiertas en el costado del fondo del tubo para admitir aire en la corriente usando el efecto Venturi, y el gas arde en la parte superior del tubo una vez encendido por una llama o chispa.

Efecto de la relacion entre gas y aire

La cantidad de aire mezclado con la corriente de gas afecta la reacción de combustión. Menos aire produce una reacción incompleta y, por lo tanto, más fría, mientras que una corriente de gas bien mezclada con aire proporciona oxígeno en una cantidad estequiométrica y, por lo tanto, una reacción completa y más caliente. El flujo de aire puede controlarse abriendo o cerrando las aberturas de la ranura en la base del barril

Si el collar en la parte inferior del tubo se ajusta para que se pueda mezclar más aire con el gas antes de la combustión, la llama se quemará más caliente y, como resultado, aparecerá azul. Si los orificios están cerrados, el gas solo se mezclará con el aire ambiente en el punto de combustión, es decir, solo después de haber salido del tubo en la parte superior. Esta mezcla reducida produce una reacción incompleta, produciendo un amarillo más frío, pero más brillante, que a menudo se denomina «llama de seguridad» o «llama luminosa».

La llama amarilla es luminosa debido a las pequeñas partículas de hollín en la llama, que se calientan hasta la incandescencia. La llama amarilla se considera «sucia» porque deja una capa de carbono sobre lo que se está calentando.

Cuando el quemador está regulado para producir una llama azul caliente, puede ser casi invisible contra algunos fondos. La parte más caliente de la llama es la punta de la llama interna, mientras que la más fría es toda la llama interna. Aumentar la cantidad de flujo de gas combustible a través del tubo al abrir la válvula de aguja aumentará el tamaño de la llama. Sin embargo, a menos que también se ajuste el flujo de aire, la temperatura de la llama disminuirá porque una mayor cantidad de gas ahora se mezcla con la misma cantidad de aire, privando a la llama de oxígeno.

Variantes del mechero Bunsen

Las variantes del mechero Bunsen se han desarrollado en busqueda de aumentar la eficiencia manejando la relacion entre el gas y el aire. Algunas de las variantes son.

Mechero Teclu

En el mechero Teclu, la parte inferior de su tubo es cónica, con una tuerca redonda enroscada debajo de su base. El hueco, fijado por la distancia entre la tuerca y el extremo del tubo, regula la entrada del aire de forma similar a las ranuras abiertas del mechero Bunsen. El quemador Teclu proporciona una mejor mezcla de aire y combustible y puede alcanzar temperaturas de llama más altas que el mechero Bunsen.

Mechero Meker

La parte inferior de un mechero Meker tiene más aberturas con una sección total mayor, admitiendo más aire y facilitando una mejor mezcla de aire y gas. El tubo es más ancho y su parte superior está cubierta por una rejilla de alambre. La rejilla separa la llama en un conjunto de llamas más pequeñas con una envoltura externa común, y también evita el retroceso de la llama hacia el fondo del tubo, que es un riesgo en las altas relaciones aire-combustible y limita la tasa máxima de entrada de aire en un mechero Bunsen convencional. Se pueden alcanzar temperaturas de llama de hasta 1.100-1.200 °C (2.000-2.200 °F) si se utiliza correctamente. La llama también arde sin ruido, a diferencia de los mecheroes Bunsen o Teclu.

Mechero Tirrill

La base del mechero Tirril tiene una válvula de aguja que permite regular la entrada de gas directamente del mechero, en lugar de la fuente de gas. La temperatura máxima de la llama puede alcanzar los 1560 °C.

Para más información The Bunsen Burner

• Mechero Bunsen
• Ensayo a la llama
• Métodos de calentamiento
• Espectroscopio de Kirchhoff

Como citar este artículo:

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El tubo de Thiele, llamado así por el químico alemán Johannes Thiele, es una cristalería de laboratorio diseñada para contener y calentar un baño de aceite. Este sistema se utiliza comúnmente para determinar el punto de fusión de una sustancia. El aparato en sí mismo se parece a un tubo de ensayo de vidrio con un asa adjunta.

¿Como se usa un tubo de Thiele?

Se vierte aceite en el tubo, y luego se calienta el «mango», ya sea por una pequeña llama o algún otro elemento calefactor. La forma del tubo de Thiele permite la formación de corrientes de convección en el aceite cuando se calienta. Estas corrientes mantienen una distribución de la temperatura bastante uniforme en todo el aceite del tubo.

El brazo lateral del tubo está diseñado para generar estas corrientes de convección y así transferir el calor de la llama de manera uniforme y rápida a través del aceite de calefacción. La muestra, empaquetada en un tubo capilar, se sujeta al termómetro y se mantiene mediante una banda de goma o un pequeño trozo de tubo de goma. El tubo de Thiele suele calentarse con un microquemador con una pequeña llama.

Historia del tubo de Thiele

En química, también, algunos indicadores gobiernan el panorama, incluso cuando su origen preciso es difícil de explicar. Preeminente entre ellos es el punto de fusión – un número que, hasta hace poco, se informó para cada uno de los compuestos en la literatura científica.

El primer punto de fusión analítico – el de la benzamida – fue reportado por Justus Liebig y Friederich Wöhler en 1832, junto con los datos en apoyo de su estructura propuesta. Como la composición no ayudaba a la diferenciación de los isómeros, los puntos de fusión se convirtieron en datos de diagnóstico rápidos y fáciles en una época en que no había mucho más que hacer.

Uno de los que codificó un método clave para su determinación fue el químico orgánico Johannes Thiele. Nació en Ratibor, en Prusia Oriental (ahora en Polonia) en 1865, hijo de un librero. Su familia fomentaba sus intereses científicos y sus juguetes favoritos eran los frascos y las réplicas, con los que realizaba experimentos. Empezó a estudiar matemáticas en Breslau, pero se trasladó a Halle, donde Jacob Volhard era profesor, cuando el negocio de su padre se derrumbó. Volhard no tardó en descubrir el talento de Thiele, y después de escribir una disertación sobre métodos para la determinación del antimonio y el arsénico, Thiele se dedicó a la química orgánica, estudiando las nitro y las amino guanidinas y obteniendo su Habilitación.

En 1893, a la edad de 28 años, fue invitado a unirse al personal académico en Múnich, donde Adolf Baeyer estaba construyendo una de las grandes escuelas de química. Thiele continuó su trabajo sobre los compuestos de nitrógeno, pero luego comenzó a estudiar los sistemas insaturados, desarrollando la síntesis de fulvenes a partir de ciclopentadienos y cetonas. Le desconcertaba la forma en que los dobles enlaces se desplazaban cuando los butadienos, por ejemplo, sufrían reacciones de adición. Esto le llevó a su teoría de la valencia residual y a su perfeccionamiento de la estructura de Lohschmidt-Kekulé del benceno; fue el primero en representar los enlaces mediante una serie de puntos dentro del hexágono, aceptando así implícitamente la deslocalización.

Todo esto requería mucha síntesis y por lo tanto la medición de los puntos de fusión para confirmar la identidad y la pureza de cada intermediario. Los puntos de fusión se determinaron usando un capilar, atado a un termómetro, colocado en un matraz de fondo redondo. Éste estaba lleno de ácido sulfúrico concentrado, el único líquido común que tenía un punto de ebullición suficientemente alto y, a diferencia del aceite de parafina, no se oscurecía con el tiempo.

Pero mantener la temperatura uniforme era difícil y requería que el matraz estuviera constantemente agitado. Esto debía hacerse con una varilla de agitación adicional, ya que a todo químico se le enseña que agitar con termómetros es tabú.

Primera descripción del tubo de Thiele

En 1907 Thiele describió un dispositivo que había estado usando durante un par de años – un tubo de vidrio doblado en un lazo como un arco. Después de llenarlo con ácido, el termómetro y el capilar se colocaban en la sección abierta, mientras que el tubo se calentaba suavemente en el arco con una llama. La convección aseguraba una mezcla constante del líquido y el pequeño volumen garantizaba que el aparato pudiera enfriarse de nuevo a temperatura ambiente en minutos para la siguiente determinación.

Para entonces Thiele había pasado a una cátedra en Estrasburgo, sucediendo a Rudolf Fittig. Se quedaría allí, trabajando con máscaras de gas durante la primera guerra mundial, hasta su temprana muerte a la edad de 53 años.

Los bloques calefactores eléctricos han reemplazado al ácido sulfúrico y a los quemadores Bunsen. Pero los puntos de fusión siguen siendo la forma más rápida y barata de comprobar la pureza de nuestros compuestos – un indicador de rendimiento, de hecho.

Determinación del punto de fusión

Una muestra en un capilar sellado, unido a un termómetro con una banda de goma, se sumerge en el tubo. Se inicia el calentamiento, y entonces se pueden observar los rangos de temperatura a los que se derrite la muestra. Durante el calentamiento, el punto en el que se observa la fusión y la constante de temperatura es el punto de fusión de la muestra.

Un método más moderno utiliza un equipo específico, conocido como aparato de punto de fusión. Se necesita una tasa de calentamiento lenta en el punto de fusión para obtener una medición precisa. Registre la temperatura en el termómetro cuando la muestra comience a derretirse y vuelva a registrar la temperatura cuando toda la muestra se haya derretido (esto le da el rango de punto de fusión, que es lo que suele citarse en la literatura química).

Determinación del punto de ebullición

Para hacer la determinación del punto de ebullición de un liquido empleando el tubo de Thiele se puede seguir el siguiente procedimiento. Una muestra en un tubo de fusión se adjunta a un termómetro con una banda de goma, y se sumerge en el tubo. Un capilar sellado, con el extremo abierto apuntando hacia abajo, se coloca en el tubo de fusión.

El tubo de Thiele se calienta; los gases disueltos evolucionan primero a partir de la muestra. Una vez que la muestra comienza a hervir, se detiene el calentamiento, y la temperatura comienza a bajar. La temperatura a la que la muestra líquida es aspirada por el capilar sellado es el punto de ebullición de la muestra.

Para más información Classic Kit: Thiele tube

• Johannes Thiele
• Determinación del punto de fusión – método de Thiele
• Lavado y secado de material de laboratorio
• Termometro (I)
• Propiedades físicas de los enlaces químicos

Como citar este artículo:

APA: (2018-05-24). Tubo de Thiele. Recuperado de https://quimicafacil.net/infografias/material-de-laboratorio/tubo-de-thiele/

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IEEE: , "Tubo de Thiele," https://quimicafacil.net/infografias/material-de-laboratorio/tubo-de-thiele/, fecha de consulta 2024-11-21.

Vancouver: . Tubo de Thiele. [Internet]. 2018-05-24 [citado 2024-11-21]. Disponible en: https://quimicafacil.net/infografias/material-de-laboratorio/tubo-de-thiele/.

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