Categoría: Material de laboratorio

El material de laboratorio son instrumentos que permiten realizar distintas labores en el laboratorio para el desarrollo científico. Parte esencial del avance científico es el desarrollo de materiales y técnicas que ayudan al investigador a realizar su labor. A través de las infografías mostramos instrumentos de uso común en el laboratorio de química, así como su desarrollo.

El material de laboratorio puede clasificarse según su material (vidrio, madera, metal, plástico, porcelana), sin embargo, hay instrumentos que pueden encontrarse en diferentes materiales, como el caso de las probetas, que pueden encontrarse de vidrio o plásticas.

Los materiales de madera ya son poco comunes en los laboratorios modernos debido a la baja resistencia de este material ante diversos reactivos químicos y al fuego, por lo que materiales como pinzas para tubo de ensayo que eran manufacturadas de madera han sido reemplazadas por pinzas hechas de metal con recubrimientos de goma para no trasmitir calor o plásticos resistentes a la temperatura.

Otros materiales de laboratorio han sido reemplazados por equipos modernos que permiten realizar el mismo proceso, pero de manera más eficaz y segura, un ejemplo de esto son los baños de maría, que hace varias décadas se hacían empleando una estufa de calentamiento o un Bunsen, un recipiente grande con agua y un termómetro para controlar la temperatura. Actualmente hay baños de María con controladores de temperatura integrados que permiten un calentamiento constante o progresivo según se necesite.

Desde sencillos tubos de ensayo hasta los equipos de análisis mas avanzados, todos los equipos y materiales han aportado al avance de la química y la ciencia y lo seguirán haciendo en manos de científicos alrededor del mundo.

Condensador de Liebig

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El condensador Liebig, o tambien conocido como condensador recto es una pieza de equipo de laboratorio, específicamente un condensador que consiste en un tubo de vidrio recto rodeado por una camisa de agua.

En las operaciones típicas de laboratorio, como la destilación, el condensador se sujeta a un soporte universal o a una malla de soporte en orientación vertical u oblicua. El vapor caliente de algún líquido se introduce en el extremo superior del tubo interior y se condensa en contacto con sus paredes más frías. El agua (o algún otro fluido) circula constantemente por la camisa para llevar el calor de la vaporización liberado por el vapor mientras se condensa, manteniendo el tubo por debajo del punto de ebullición del líquido. El líquido condensado gotea por el extremo inferior del tubo interior.

El condensador Liebig también puede utilizarse en operaciones de reflujo o de extracción Soxhlet, aunque otros tipos de condensadores se adaptan mejor a esas tareas. En este uso, el condensador se mantiene verticalmente sobre el recipiente con el líquido en ebullición.

El vapor es admitido en el tubo interior a través del extremo inferior, y el líquido condensado gotea de nuevo a través de la misma abertura, mientras que el extremo superior del tubo suele dejarse abierto a la atmósfera.

Historia del condensador Liebig

Este tipo de condensador lleva el nombre del químico alemán Justus Baron von Liebig, aunque él sólo lo perfeccionó y popularizó. El primer condensador de laboratorio refrigerado por agua fue inventado en 1771 por el químico sueco-alemán Christian Weigel (1748-1831).

El condensador de Weigel consistía en dos tubos coaxiales de estaño, que se unieron en sus extremos inferiores, formando una camisa de agua, y se abrieron en sus extremos superiores. El agua fría entraba en la camisa a través de una entrada en la parte inferior, y se derramaba por el extremo superior abierto de la camisa. Un tubo de vidrio que transportaba los vapores de un matraz de destilación pasaba por el tubo de estaño interior.

Posteriormente Weigel reemplazó el tubo de estaño interior por un tubo de vidrio, y diseñó una abrazadera para sujetar el condensador.

Otros diseños primitivos

Sin embargo, un folleto anónimo publicado en 1781 afirmaba que se había concebido un condensador de contracorriente en 1770 y se había probado en 1773. Las ilustraciones del folleto muestran una réplica en la que se colocó un tubo. El tubo transportaba los vapores de la retorta a través de una caja rectangular, que actuaba como condensador y en la que el agua fría fluía desde el extremo inferior del condensador hasta su extremo superior -un condensador de contracorriente.

En 1794, el farmacéutico alemán Johann Friedrich August Göttling (1753-1809), que fue un antiguo alumno de Weigel, mejoró el diseño sellando ambos extremos de la camisa de agua. En 1778, en lo que parece ser un invento independiente, el farmacéutico finlandés Jakob Gadolin (1719-1802) propuso condensadores para su uso en destilerías y laboratorios, consistentes en una camisa metálica que rodeaba el tubo de descarga de un recipiente de destilación y a través de la cual fluía una contracorriente de agua fría.

También independientemente de Weigel, Pierre-Isaac Poissonnier (1720-1798), médico del rey Luis XV de Francia, publicó en 1779 un diseño de un alambique para producir agua dulce a partir de agua de mar a bordo de un barco. El aparato consistía en una retorta para hervir el agua de mar, un tubo que se extendía desde la retorta a través de una caja rectangular llena de agua fría corriente, alimentada por un tanque separado.

Perfeccionamiento del condensador por Liebig

El mismo Liebig atribuyó incorrectamente el diseño a Göttling. Liebig sustituyó la pared metálica exterior del condensador de Weigel por un tubo de vidrio, y utilizó mangueras de goma, en lugar de tubos metálicos, para transportar el agua hacia y desde el condensador.

Condensador Liebig y sentido del líquido de refrigeración
Condensador Liebig y sentido del líquido de refrigeración

El diseño moderno consiste en dos tubos rectos concéntricos de vidrio, el interior es más largo y sobresale en ambos extremos. Los extremos del tubo exterior están sellados (normalmente por un sello anular de vidrio soplado), formando una camisa de agua, y está provisto de puertos laterales cerca de los extremos para la entrada y salida del fluido de refrigeración. Los extremos del tubo interior, que lleva el vapor y el líquido condensado, están abiertos; a menudo están provistos de juntas de vidrio esmerilado para una conexión segura y hermética con otros equipos.

Eficiencia

Comparado con el simple condensador de tubo refrigerado por aire de una retorta o el cabezal de un alambique, el condensador Liebig es más eficiente en la eliminación del calor de la condensación y en el mantenimiento de una temperatura baja y estable en la superficie de la condensación.

Sin embargo, si se compara con diseños de condensadores más avanzados, su eficiencia baja al tener una menor área de contacto.

Una de sus ventajas consiste en la sencillez de su diseño, que evita que el liquido condensado quede atrapado en su interior y se cree una sobrepresión en el interior del montaje. También su construcción es más sencilla y su costo es menor en comparación a otros tipos de condensadores de laboratorio.

Para más información The Origin of the Liebig Condenser – ResearchGate

Condensador de Liebig

Como citar este artículo:

APA: (2018-06-18). Condensador de Liebig. Recuperado de https://quimicafacil.net/infografias/material-de-laboratorio/condensador-de-liebig/

ACS: . Condensador de Liebig. https://quimicafacil.net/infografias/material-de-laboratorio/condensador-de-liebig/. Fecha de consulta 2025-05-15.

IEEE: , "Condensador de Liebig," https://quimicafacil.net/infografias/material-de-laboratorio/condensador-de-liebig/, fecha de consulta 2025-05-15.

Vancouver: . Condensador de Liebig. [Internet]. 2018-06-18 [citado 2025-05-15]. Disponible en: https://quimicafacil.net/infografias/material-de-laboratorio/condensador-de-liebig/.

MLA: . "Condensador de Liebig." https://quimicafacil.net/infografias/material-de-laboratorio/condensador-de-liebig/. 2018-06-18. Web.

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Material de laboratorio

Filtro de Gooch

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Un filtro de Gooch o crisol de Gooch, llamado así por Frank Austin Gooch, es un dispositivo de filtración para uso en el laboratorio. Es conveniente para recoger un precipitado directamente dentro del recipiente en el que se va a secar, posiblemente lavado, y finalmente pesado en un análisis gravimétrico.

El dispositivo era originalmente un crisol de laboratorio de platino estándar con una base perforada en la que se colocaba la pulpa de amianto para formar la estera filtrante. El crisol se calentaba entonces en un horno para secarse hasta que alcanzaba un peso constante.

El uso de estos materiales significaba que después de la filtración, el crisol y su contenido podían ser sometidos a alta temperatura para secar el filtrado y posiblemente oxidarlo o incinerarlo hasta alcanzar el peso mínimo. Sin embargo, debido al alto costo del platino, en 1882 se introdujeron versiones de porcelana. Algunos crisoles de Gooch, permiten utilizar dos capas de amianto, separadas por una placa de porcelana perforada.

Filtro de Gooch y su empaque original. Marca Kimax
Filtro de Gooch y su empaque original. Marca Kimax

Otras fibras inorgánicas, en particular el vidrio, se han utilizado en lugar del amianto. Los crisoles de Gooch hechos de vidrio de borosilicato con bases de vidrio fritado son más comunes hoy en día. Los crisoles de Gooch hechos de platino pueden seguir siendo necesarios para los materiales más corrosivos, la porcelana se utiliza cuando se requiere la incineración a alta temperatura, y los de vidrio de borosilicato son adecuados para el secado.

También pueden utilizarse para la recogida y el procesamiento de muestras de tejidos biológicos dentro del mismo recipiente.

Historia del filtro de Gooch

Debido a su notable inercia, el amianto, un material barato y maravilloso, fue central, entre otras cosas, para el análisis gravimétrico, gracias al trabajo de Frank Austin Gooch.

Nacido en Watertown, Massachusetts, EE.UU., en 1852, su padre era un comerciante de madera que alimentaba los intereses de su hijo en la ciencia – ayudándole a hacer máquinas eléctricas y tarros de Leyden para almacenar la carga estática. El joven Gooch encontró su escolaridad clásica bastante aburrida, así que, con la cristalería y los productos químicos obtenidos de su tío, comenzó a hacer experimentos caseros. Estos crecieron en escala y ambición, alcanzando su punto máximo con un despliegue cataclísmico en la cocina. Años más tarde recordaría sardónicamente que la llegada de su tía Lucy a la escena de la devastación impidió que se repitiera mi primer experimento químico, más exitoso en cuanto a los resultados esperados que muchos de los realizados desde entonces.

Fue a la Universidad de Harvard, EE.UU., a la edad de 16 años, especializado en química y física. Después de graduarse, se convirtió en asistente de Josiah Cooke – un brillante profesor universitario con el que comenzó a investigar. Deseando desarrollar su interés en los cristales, Gooch pasó un tiempo en Viena, Austria, con el mineralogista Gustav Tschermak. Regresó a Harvard para terminar su doctorado y luego regresó a Europa para una extensa gira de universidades.

La química analítica de la época

Una prestigiosa beca lo llevó de vuelta a Harvard, trabajando con Wolcott Gibbs, quien lo orientó hacia la química analítica. Fue entonces cuando se frustró con los métodos existentes de determinación gravimétrica. La filtración por succión en el papel estaba limitada por la retención de humedad en el papel si se calentaba a temperaturas por debajo de 100ºC, o por carbonización por encima. El antiguo jefe de Gooch, Josiah Cooke, había desarrollado la «filtración inversa», que permitía aspirar el líquido sobrenadante desde arriba de un precipitado; Charles Edward Munroe, también en Harvard, había ideado filtros cónicos de arcilla porosa que eran muy eficaces y podían ser cocidos en un horno, pero tardaban en secarse y tendían a reabsorber rápidamente la humedad del aire; y varios químicos, entre ellos el gran Robert Bunsen, habían intentado fabricar filtros térmica y químicamente robustos a partir de amianto.

Nacimiento del filtro de Gooch

Gooch reunió varias de estas ideas. Tomó un crisol de platino y acribilló su base plana con agujeros. Una mezcla de fibras de amianto lavadas con ácido podía ser vertida en el crisol bajo succión para producir un lecho filtrante «de fieltro». Después de secarse a un peso constante, el crisol estaba listo. Los precipitados podían filtrarse directamente, incluso de licores madre altamente corrosivos, y luego se cocinaban in situ. La técnica requería poca habilidad y pocos materiales de lujo – los crisoles de platino altamente inertes (exóticos para los estándares de hoy en día) fueron una vez un kit fundamental para los químicos.

Filtro de Gooch
Filtro de Gooch

En sus reminiscencias, Gooch fue característicamente modesto acerca de su creación, escribiendo que su dispositivo «demostró ser de tal utilidad general en el análisis que, doblado por el oficio con mi apellido, ha encontrado su camino en el «Diccionario Estándar», arrastrándome con él».

Otros trabajos de Gooch

Después de aventurarse como analista en el Servicio Geológico de los Estados Unidos y jefe químico del Parque Nacional de Yellowstone, en 1886 se convirtió en profesor de química en la Universidad de Yale, Estados Unidos. Reconstruyó el anticuado programa de enseñanza y enseñó todas las ramas de la química para estudiantes universitarios. Era un profesor inspirador, dirigiendo su material a los mejores estudiantes y salpicando sus clases con demostraciones. Su reputación condujo a una expansión constante del número de estudiantes, especialmente en las especialidades no químicas. Supervisó la construcción del laboratorio de Kent y sus posteriores ampliaciones.

El número de posgraduados también aumentó y Gooch supervisó a numerosos estudiantes de investigación, trabajando en Yale hasta su jubilación en 1918, después de lo cual se dedicó principalmente a la genealogía familiar. Murió en 1929 a la madura edad de 78 años.

Para más información Classic Kit: Gooch’s crucible

Como citar este artículo:

APA: (2018-06-11). Filtro de Gooch. Recuperado de https://quimicafacil.net/infografias/material-de-laboratorio/filtro-de-gooch/

ACS: . Filtro de Gooch. https://quimicafacil.net/infografias/material-de-laboratorio/filtro-de-gooch/. Fecha de consulta 2025-05-15.

IEEE: , "Filtro de Gooch," https://quimicafacil.net/infografias/material-de-laboratorio/filtro-de-gooch/, fecha de consulta 2025-05-15.

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Material de laboratorio

Kaliapparat

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Historia

El kaliapparat es uno de los primeros instrumentos de laboratorio dedicado al análisis químico orgánico. Esta cristalería de moda con forma de triángulo no es una decoración de oficina, sino un verdadero vestigio de la química analítica temprana. Se llama kaliapparat, un dispositivo tubular de vidrio hueco utilizado para medir el contenido de carbono de las sustancias en 1830 por el químico alemán Justus Liebig, considerado el padre de la química orgánica.

Después de su aparición, por ser tan fiable, se extendió por los laboratorios de Europa y el norte de África en cuestión de años. Miren este dispositivo de nuevo. ¿Le resulta familiar? No es otro que el logotipo de la Sociedad Química Americana, el mismo que se sigue usando hoy en día más de un siglo después.

Como tal, el kaliapparat es uno de los aparatos químicos y herramientas analíticas más importantes de la historia. También es uno de los más oscuros. Pocos químicos lo conocen. La mayoría de los miembros de la ACS no tienen ni idea de lo que es o de lo que significa el logo.

Fundamento del Kaliapparat

El principio de funcionamiento del kaliapparat es muy simple. Dentro de una cristalería separada se quema una sustancia, y los vapores que transportan los productos de la combustión se dirigen a través del kaliapparat. Primero, los productos pasan a través del cloruro de calcio que absorbe el vapor de agua. Luego, el tren de combustión, desprovisto de agua, pasa por el kaliapparat mismo donde se coloca una solución de hidróxido de potasio. El hidróxido de potasio absorbe el dióxido de carbono quemado de la sustancia.

El hidróxido de potasio se mantiene dentro de los tres bulbos inferiores. Si hay burbujas violentas dentro de los bulbos, significa que el proceso de absorción de CO2 aún tiene lugar. En el tercer bulbo, debería haber poca o ninguna absorción. Simplemente «a ojo», tienes un gran panorama de cómo está funcionando tu experimento.

La delicada pieza de vidrio de la izquierda tiene más de 150 años, el último ejemplo de un Kaliapparat que sobrevivió del laboratorio de Liebig. Se exhibe en el Museo Liebig en Giessen, que es razonablemente llamado "El lugar de nacimiento de la Química Orgánica Moderna", porque es donde Liebig enseñó desde 1824 hasta 1852
La delicada pieza de vidrio de la izquierda tiene más de 150 años, el último ejemplo de un Kaliapparat que sobrevivió del laboratorio de Liebig. Se exhibe en el Museo Liebig en Giessen, que es razonablemente llamado «El lugar de nacimiento de la Química Orgánica Moderna», porque es donde Liebig enseñó desde 1824 hasta 1852

Cuando la operación termina y el producto se quema completamente, un químico simplemente tiene que pesar la muestra de hidróxido. Al restar la masa de post y pre-combustión, se obtiene la masa del CO2. Como conocemos la masa de oxígeno, podemos saber cuánto carbono pesa una muestra.

Evolución del análisis químico

Hoy en día, las muestras también se queman para determinar su contenido de carbono, pero los instrumentos son mucho más sofisticados. El oxígeno puro se quema con la muestra, luego los productos se aceleran, pasan a través de filtros y se leen con precisión atómica por escáneres infrarrojos y espectrómetros. Sin embargo, el kaliapparat sigue siendo competitivo, y excelente para las estimaciones. Lo que le falta en sofisticación, lo compensa en innovación.

En 2005, Alan Rocke, un historiador de la química de la Universidad Case Western Reserve, hizo un estudio en el que puso los experimentos del kaliapparat de Liebig a prueba. «Algunos historiadores pensaron que la mitología del kaliapparat estaba exagerada», dice Rocke, «y había más que un poco de incertidumbre sobre lo que el dispositivo podía hacer en realidad».

Probaron el kaliapparat con ácido tartárico, urea, cinchonina y narcotina, y encontraron que el método analítico era notablemente preciso.  «Es alucinante que un simple aparato pueda dar la calidad de los análisis modernos.» Por supuesto, también hubo algunos percances.

El kaliapparat demostró ser poco fiable para el nitrógeno. Tampoco puede analizar alcaloides complejos como la morfina o la quinina. Liebig sabía esto y eventualmente instruyó a sus estudiantes para introducir la síntesis como un método para investigar la química orgánica. Se puede decir que, inspirado por el kaliapparat, o sus limitaciones para ser más precisos, nació la química orgánica sintética.

«La imagen de un químico, con una bata de laboratorio, frente a un aparato de vidrio burbujeante se remonta al kaliapparat», dice William Brock, profesor emérito de la Universidad de Leicester en Inglaterra y biógrafo de Liebig. «Se convirtió en un símbolo, como la tabla periódica, de lo que hacen los químicos.»

El Kaliapparat de Liebig permaneció en uso durante tres cuartos de siglo y se convirtió en una insignia de honor de la química orgánica. También es una insignia física que aparece en el logo de la Sociedad Química Americana, en la esquina suroeste del Laboratorio de Química Sterling, y como una escultura de madera en la Biblioteca de Química de Yale.

Para más información A Most Important Artifact

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APA: (2018-05-28). Kaliapparat. Recuperado de https://quimicafacil.net/infografias/material-de-laboratorio/kaliapparat/

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Infografías, Material de laboratorio

El termómetro

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Usos generales del termómetro Un termómetro es un dispositivo que mide la temperatura o un gradiente de temperatura (el grado de calor o frío de un objeto). Un termómetro tiene dos elementos importantes: 1) un sensor de temperatura (por ejemplo, el bulbo de un termómetro de mercurio en vidrio o el sensor pirométrico de un…

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Extractor Soxhlet

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Un extractor Soxhlet es un aparato de laboratorio inventado en 1879 por Franz von Soxhlet. Fue diseñado originalmente para la extracción de un lípido de un material sólido. Típicamente, la extracción Soxhlet se utiliza cuando el compuesto deseado tiene una solubilidad limitada en un disolvente, y la impureza es insoluble en ese disolvente. Permite una…

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La bureta

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Una bureta (también llamada bureta de Mohr) es un tubo de vidrio graduado con un grifo en un extremo, para entregar volúmenes conocidos de un líquido, especialmente en las titulaciones. Es un largo tubo de vidrio graduado, con una llave de paso en su extremo inferior y un tubo capilar cónico en la salida de…

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Variantes del mechero Bunsen

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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
Variante de un mechero Bunsen. mechero Teclu

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

Mechero Meker
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.

Mechero Tirril
Mechero Tirril
Infografía sobre diversas variantes del mechero Bunsen
Infografía sobre diversas variantes del mechero Bunsen

Para más información The Bunsen Burner

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APA: (2018-05-24). Variantes del mechero Bunsen. Recuperado de https://quimicafacil.net/infografias/material-de-laboratorio/variantes-del-mechero-bunsen/

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Vancouver: . Variantes del mechero Bunsen. [Internet]. 2018-05-24 [citado 2025-05-15]. Disponible en: https://quimicafacil.net/infografias/material-de-laboratorio/variantes-del-mechero-bunsen/.

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Material de laboratorio

Mechero Bunsen

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El mechero Bunsen, también conocido como quemador 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,…

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Baño de Maria

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El baño de María consiste en un recipiente con agua en su interior donde se coloca un recipiente más pequeño donde se encuentra la sustancia que se necesita calentar. También puede ser un recipiente con pared doble por donde se circula agua.

Un baño de María es un método de calentamiento suave utilizado en el laboratorio para mantener una temperatura constante alrededor de un recipiente que contiene sustancias sensibles al calor. Consiste en un recipiente con agua caliente en su interior, sobre el cual se coloca un recipiente más pequeño con el material que se necesita calentar.

Alternativamente, se puede emplear un contenedor con doble pared por donde circula agua para mantener una temperatura uniforme. Este método es especialmente útil para realizar procesos de destilación y reacciones químicas que requieren un calentamiento controlado sin riesgo de choques térmicos.

El baño de María se utiliza ampliamente en el laboratorio debido a su capacidad para proporcionar un calentamiento suave y uniforme, sin la necesidad de aplicar calor directo a la muestra, lo que ayuda a prevenir la degradación o el sobrecalentamiento del material sensible.

Recipiente metálico para baño de Maria
Recipiente metálico para baño de María, también se puede calentar con vapor

Historia del baño de María

El control de la temperatura es uno de los parámetros fundamentales en los experimentos químicos y no siempre es sencillo. Tales preocupaciones se remontan a las nieblas del tiempo. Para el alquimista, el conjunto de propiedades manifestadas por la materia – su forma – se pensaba que estaba determinado por la interacción de la materia con los espíritus, entidades vaporosas parecidas al aliento que también eran responsables de fenómenos misteriosos como el fuego y la vida misma.

Así pues, la transmutación, a menudo descartada como un intento tonto de convertir el plomo en oro, era el proceso serio de alterar la forma de la materia por pasos juiciosos que iban en paralelo al ciclo de la vida del hombre. Un suave paso de cohobación – a veces llevado a cabo usando estiércol caliente – insuflaría vida al sistema, de la misma manera que una gallina se sienta en sus huevos.

El ennegrecimiento por calentamiento era el análogo de la putrefacción del cuerpo. La calcinación, el blanqueamiento, podría pensarse como el equivalente al blanqueamiento de los huesos. La destilación y la sublimación eran, en efecto, la resurrección del cuerpo después de la muerte, acercando tanto lo material como lo alquimista a la perfección y a la inmortalidad.

Los primeros pasos de la alquimia

El primer tratado de alquimia práctica que ha llegado hasta nosotros fue escrito en el siglo III d.C. por un griego egipcio, Zosimos de Panopolis. Típico de la escritura alquímica, y de algunos químicos modernos, el texto es bastante oscuro y hace amplia referencia a las contribuciones de los primeros trabajadores.

Pero mientras que las revistas modernas presentan los últimos descubrimientos, una de las premisas clave de la alquimia era una profundamente pesimista: que los antiguos habían tenido una vez las llaves del universo pero que este conocimiento se había perdido y tenía que ser redescubierto. 

Baño de Maria electrónico
Baño de Maria electrónico para un calentamiento preciso y uniforme

Zosimos no fue una excepción, y cita extensamente los trabajos de una mujer conocida como María Hebraica – María la Judía – que es descrita por otros escritores como Miriam, la hermana de Moisés. Las fechas precisas de María son inciertas pero parece haber vivido un par de generaciones antes de Zosimos, probablemente también en Egipto. Su parentesco con el profeta del Antiguo Testamento es improbable, pero las leyendas que vinculan las figuras bíblicas y las deidades griegas con la alquimia eran comunes – tales pedigríes sólo agregaban mística y autenticidad a las obras alquímicas. 

La contribución de María la judía

En su tratado, Zosimos atribuye a María tres piezas cruciales de equipamiento. La primera se conoció como el «balneum mariae» o baño de María, un contenedor de doble pared, equipado con pies que podían estar sobre el fuego. Con el recipiente exterior lleno de agua, el material a transmutar podía ser colocado en la cámara interior donde su temperatura se mantendría a no más del punto de ebullición del agua. 

El segundo dispositivo era el kerotakis, un simple dispositivo de reflujo de dos cámaras. Luego estaba el notable tribikos, o alambique de tres cabezas, que permitía recoger un destilado de tres salidas a la vez. 

Baño Maria rotavaporación
El baño de Maria se emplea para el calentamiento en la rotavaporación

Si la destilación ha evolucionado, el baño maría sigue siendo en gran medida lo que era, el método de elección para el calentamiento suave (el estiércol está menos disponible en los laboratorios hoy en día), en particular para las destilaciones en las que existe el riesgo de que se produzcan choques, como en el caso del evaporador rotativo.

En la cocina, un baño maría colocado en el horno permite el delicado fraguado de los pudines y timbales húmedos, mientras que el calor no moderado de la parte superior impulsa las reacciones de Maillard y de caramelización que dan costras sabrosas. Mis amigos mezcladores moleculares Tony y Giles prefieren el baño maría para infundir sus alcoholes de cóctel con sabores exóticos. La gastronomía molecular, también, no es nada sin control.

Infografia Baño de Maria

Para más información Classic Kit: Mary’s bath

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Infografías, Material de laboratorio

Tubo de Thiele

Publicado el Por admin

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.

Tubo de Thiele
Tubo de Thiele

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.

Infografia Tubo de Thiele

Para más información Classic Kit: Thiele tube

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