Manejo de sólidos y líquidos en el laboratorio

El manejo de sólidos y líquidos en el laboratorio debe seguir unos protocolos para hacerlo de manera segura y adecuada para el experimentador. A menudo es necesario transferir productos químicos de un recipiente a otro en los laboratorios de química. El enfoque adecuado a adoptar depende de la naturaleza de lo que se necesita transferir

Manejo de reactivos solidos

Un reactivo sólido puede ser dispensado de su frasco directamente en un recipiente o en un bote de pesaje o en un pedazo de papel doblado. Si se va a transferir un sólido a un recipiente que contenga una boca estrecha (como un balón de fondo redondo), puede utilizarse un “embudo para polvo” o un embudo de boca ancha (Imagen 1a). Alternativamente, el sólido puede ser dispensado de un pedazo de papel arrugado en porciones con la ayuda de una espátula (Imagen 1 b+c).

Imagen 1. a) Transferencia de un reactivo sólido utilizando un embudo de polvo, b+c) Transferencia de un reactivo sólido utilizando un trozo de papel brillante arrugado.
Imagen 1. a) Transferencia de un reactivo sólido utilizando un embudo de polvo, b+c) Transferencia de un reactivo sólido utilizando un trozo de papel brillante arrugado.

Si el sólido es el reactivo limitante en una reacción química, lo ideal es dispensarlo del frasco de reactivos directamente en el recipiente (Imagen 2a). Sin embargo, si se utiliza un barco o vaso de pesaje, el residuo debe enjuagarse con el disolvente que se utilizará en la reacción (sólo si el vaso no reacciona con el disolvente) a fin de transferir el reactivo en su totalidad.

Los residuos que se adhieren a las juntas de vidrio esmerilado también se deben desalojar con la ayuda de un paño de laboratorio o enjuagar en el balón con disolvente para evitar que se peguen las juntas esmeriladas de vidrio, y para asegurarse de que todo el reactivo llegue al recipiente de reacción.

Ciertos compuestos sólidos (por ejemplo, hidróxido de potasio, carbonato de potasio, cloruro de calcio) son pegajosos o higroscópicos (absorben fácilmente el agua del ambiente), y estos reactivos deben ser dispensados en papel de pesaje brillante (como el usado en la Imagen 2b). Este papel de pesaje tiene un recubrimiento de cera para que los reactivos pegajosos se deslicen más fácilmente de su superficie.

Para la transferencia a recipientes con bocas muy estrechas (por ejemplo, tubos de RMN), a veces es más fácil disolver los reactivos sólidos en su disolvente final y transferir la solución por medio de una pipeta (Imagen 2 b+c).

Imagen 2. a) Estudiantes transfiriendo reactivos sólidos en balanzas, b+c) Pipetear una solución en un tubo de vidrio estrecho (tubo de RMN).
Imagen 2. a) Estudiantes transfiriendo reactivos sólidos en balanzas, b+c) Pipetear una solución en un tubo de vidrio estrecho (tubo de RMN).

Algunos reactivos solidos son altamente explosivos (como por ejemplo los fulminatos) y su transferencia debe realizarse con la mayor precaución posible, evitando golpear bruscamente el reactivo o los recipientes que lo contienen.

Manejo de reactivos líquidos y soluciones

Vertido de líquidos

Cuando se transfieren líquidos con volúmenes superiores a 5 ml, se pueden verter directamente en los recipientes. Los cilindros o probetas graduadas y los vasos de precipitados tienen una hendidura en la boca, por lo que pueden verterse de forma controlada siempre que las dos piezas de vidrio se toquen entre sí (Imagen 3a).

Si se vierte desde un matraz Erlenmeyer o se transfiere un líquido a un recipiente con una boca estrecha (por ejemplo, un balón de fondo redondo), deberá utilizarse un embudo. Los embudos pueden sujetarse con seguridad con una pinza de aro (Imagen 3b), o con una mano mientras se vierte con la otra (Imagen 3c).

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Para determinar el rendimiento de manera precisa para una reacción química, es importante tener mediciones precisas del reactivo limitante. Es menos importante ser preciso cuando se manipula un reactivo en exceso, especialmente si el exceso de reactivo es varias veces mayor.

Una porción del líquido medido en una probeta graduada siempre se adhiere a las paredes del recipiente después del vertido, lo que significa que el volumen real dispensado nunca es equivalente a las marcas en la probeta.

Por lo tanto, se pueden utilizar cilindros graduados para dispensar disolventes o líquidos en exceso, mientras que se deben utilizar métodos más precisos (por ejemplo, masa, pipetas calibradas o jeringas) al dispensar o medir el reactivo limitante. Se puede utilizar una probeta graduada para dispensar un reactivo limitante si se determina la masa posterior para encontrar la cantidad exacta realmente dispensada.

Imagen 4. a) Soporte de corcho en una balanza analítica, b) Vaso en una balanza de plataforma.
Imagen 4. a) Soporte de corcho en una balanza analítica, b) Vaso en una balanza de plataforma.

Al determinar la masa de un recipiente en una balanza, es necesario medir con antelación la masa de un soporte de corcho (Imagen 4a) u otro soporte (por ejemplo, el vaso de precipitados en la Imagen 4b). Un soporte de corcho puede mojarse, derramar reactivos sobre él o desprenderse trozos de corcho, lo que provoca cambios en la masa que no se pueden explicar, por lo que no es una alternativa confiable.

Los vasos de precipitados utilizados como soporte de los frascos pueden mezclarse o confundirse, y cada vaso de precipitados de 100 ml no tiene la misma masa. También es mejor transportar los recipientes que contienen productos químicos a la balanza en contenedores sellados, a fin de minimizar los vapores y evitar posibles derrames durante el transporte.

Uso de Pipetas Pasteur

Las pipetas Pasteur (o pipetas) son la herramienta más utilizada para transferir pequeños volúmenes de líquidos (< 5 ml) de un contenedor a otro. Se consideran desechables, aunque en algunos laboratorios optan por limpiarlos y reutilizarlos si disponen de un método para evitar que se rompan las frágiles puntas.

Imagen 5. a) pipetas cortas y largas, b) 1mL marcado en una pipeta con un marcador permanente
Imagen 5. a) pipetas cortas y largas, b) 1mL marcado en una pipeta con un marcador permanente

Las pipetas Pasteur vienen en dos tamaños (Imagen 5a): cortas (5.75″) y largas (9″). Cada uno puede contener aproximadamente 1,5 ml de líquido, aunque el volumen suministrado depende del tamaño de la bombilla o goma del gotero.

La pauta general de que “1mL equivale a 20 gotas” no siempre es válida para las pipetas Pasteur, y puede ser inconsistente entre diferentes pipetas. La relación de caída para una determinada pipeta y solución puede determinarse contando las gotas hasta que se acumulen 1mL en una probeta graduada. Alternativamente, una pipeta puede calibrarse aproximadamente retirando 1mL de líquido de una probeta graduada y marcando la línea de volumen con un marcador permanente (Imagen 5b).

Imagen 6. a+b) Creando succión con una pipeta Pasteur, c) Expulsión de líquido de una pipeta Pasteur, d) Expulsión incorrecta del reactivo (el líquido no debe tocar los lados del vaso).
Imagen 6. a+b) Creando succión con una pipeta Pasteur, c) Expulsión de líquido de una pipeta Pasteur, d) Expulsión incorrecta del reactivo (el líquido no debe tocar los lados del vaso).

Para usar una pipeta, conecte un bulbo gotero y coloque la punta de la pipeta en un líquido. Apretar y luego soltar el bulbo para crear succión, lo que hará que el líquido se retire hacia la pipeta (Imagen 6 a+b).

Manteniendo la pipeta en posición vertical, llevarla al matraz donde se va a transferir y colocar la punta de la pipeta debajo de la junta del matraz, pero sin tocar los lados antes de presionar el bulbo para llevar el material al matraz (Imagen 6c). La bombilla se puede apretar varias veces para “soplar” el líquido residual de la pipeta.

Si el balón receptor tiene una junta esmerilada de vidrio, la punta de la pipeta debe estar por debajo de la junta mientras se suministra, de modo que el líquido no salpique sobre la junta, lo que a veces provoca que las piezas se atasquen al conectarse.

Si la pipeta va a ser reutilizada (por ejemplo, es la pipeta designada para una botella de reactivo), se debe mantener la pipeta de manera que no toque las paredes o el fondo del recipiente, ya que puede contaminarse con otros reactivos en el frasco (Imagen 6d).

Uso de pipetas calibradas

Pipetas calibradas de plástico

Cuando se necesita cierta precisión en la dosificación de pequeños volúmenes de líquido (1 – 2mL), una probeta graduada no es ideal ya que la acción de vertido provoca una pérdida significativa de material. Las pipetas de plástico calibradas tienen marcas en incrementos de 0.25mL para una pipeta de 1mL, y son formas económicas de dispensar volúmenes relativamente precisos.

Imagen 7. a) Pipeta calibrada de plástico de 1mL, b) Aspiración de líquido, c) Pulsar el bulbo hasta el volumen requerido (la flecha apunta a la marca de 1mL), d+e) Transferencia de líquido
Imagen 7. a) Pipeta calibrada de plástico de 1mL, b) Aspiración de líquido, c) Pulsar el bulbo hasta el volumen requerido (la flecha apunta a la marca de 1mL), d+e) Transferencia de líquido

Para usar una pipeta calibrada de plástico, retire parte del líquido que se va a transferir a la bombilla como de costumbre (Imagen 7b). A continuación, apriete la bombilla lo suficiente para que el líquido drene hasta alcanzar el volumen deseado (Imagen 7c) y mantenga su posición. Mientras se mantiene la bombilla presionada para que el líquido siga leyendo al volumen deseado, mueva rápidamente la pipeta al matraz de transferencia (Imagen 7d), y presione más la bombilla para llevar el líquido al balón (Imagen 7e).

Pipetas calibradas de vidrio

Cuando se necesita un alto nivel de precisión en la dosificación de líquidos, se pueden utilizar pipetas de vidrio calibradas (volumétricas o graduadas). Las pipetas volumétricas tienen un bulbo de vidrio en la parte superior del cuello y son capaces de dispensar sólo un volumen determinado (por ejemplo, la pipeta superior de la imagen 8 es una pipeta de 10,00 mL).

Las pipetas graduadas (pipetas Mohr) tienen marcas que les permiten entregar muchos volúmenes. Ambas pipetas deben conectarse a un pipeteador de bulbo o propipeteador para proporcionar succión.

Imagen 8. Pipetas volumétricas, graduadas y pipeteador de bulbo.
Imagen 8. Pipetas volumétricas, graduadas y pipeteador de bulbo.

Las marcas de volumen en una pipeta graduada indican el volumen suministrado, que al principio puede parecer un poco “al revés”. Por ejemplo, cuando una pipeta graduada se mantiene en posición vertical, la marca más alta es de 0,0 ml, lo que indica que no se ha entregado ningún volumen cuando la pipeta aún está llena. A medida que el líquido se drena en un recipiente, las marcas de volumen aumentan en la pipeta, siendo a menudo la más baja la capacidad total de la pipeta (por ejemplo, 1,0 mL para una pipeta de 1,0 mL).

Las pipetas graduadas pueden suministrar cualquier volumen de líquido que sea posible gracias a las diferencias en las marcas de volumen. Por ejemplo, una pipeta graduada de 1.0mL para entregar 0.4mL de líquido de la siguiente manera: a) Retirar el líquido hasta la marca de 0.0mL, luego drenar y entregar el líquido hasta la marca de 0.4mL, o b) Retirar el líquido hasta la marca de 0.2mL y drenar y entregar el líquido hasta la marca de 0.6mL (o cualquier combinación en la que la diferencia en volumen sea de 0.4mL).

Es importante observar cuidadosamente las marcas en una pipeta graduada. Tres diferentes 1mL se muestran en la imagen 9a. La pipeta más a la izquierda tiene marcas cada 0.1mL, pero ninguna marca intermedia, por lo que es menos precisa que las otras dos pipetas de la imagen 9a.

Las otras dos pipetas difieren en las marcas en la parte inferior. La marca más baja en la pipeta del medio es 1mL, mientras que la marca más baja en la pipeta del extremo derecho es 0.9mL. Para entregar 1.00mL con la pipeta central, el líquido debe ser drenado desde 0.00mL hasta la marca de 1.00mL, y la última pulgada de líquido debe ser retenida.

Para entregar 1.00mL con la pipeta más a la derecha, el líquido debe ser drenado de la marca de 0.00mL completamente fuera de la punta, con la intención de entregar su capacidad total.

Imagen 9. Tres pipetas graduadas de 1mL con diferentes marcas: a) Parte inferior de las pipetas, b) Parte superior de las pipetas
Imagen 9. Tres pipetas graduadas de 1mL con diferentes marcas: a) Parte inferior de las pipetas, b) Parte superior de las pipetas

Las pipetas se calibran “para entregar” (To Deliver – TD) o “para contener” (To Contain – TC) el volumen marcado. Las pipetas se marcan con T.C. o T.D. para diferenciar entre estos dos tipos, y las pipetas de entrega también se marcan con un anillo doble cerca de la parte superior (Imagen 9b).

Después de drenar una pipeta “para entregar”, se debe tocar la punta al costado del matraz para retirar cualquier gota adherida, y una pequeña cantidad de líquido residual permanecerá en la punta. Una pipeta “para entregar” se calibra para entregar sólo el líquido que drena libremente de la punta.

Sin embargo, después de drenar una pipeta “para contener”, el líquido residual en la punta debe ser “soplado” con la presión de un bulbo de pipeta. Las pipetas “para contener” pueden ser útiles para dispensar líquidos viscosos, donde se puede usar disolvente para lavar todo el contenido.

Imagen 10. a+b) Aplicando succión a la pipeta, c) Líquido retirado por encima del volumen deseado, d) Se suelta el bulbo y se sella la punta de la pipeta con un dedo para mantener la posición del líquido.
Imagen 10. a+b) Aplicando succión a la pipeta, c) Líquido retirado por encima del volumen deseado, d) Se suelta el bulbo y se sella la punta de la pipeta con un dedo para mantener la posición del líquido.

En esta sección se describen los métodos para utilizar una pipeta de vidrio calibrada. Estos métodos se utilizan con una pipeta limpia y seca. Si hay líquido residual en la punta de la pipeta debido al agua o al uso anterior con una solución diferente, se debe usar una pipeta nueva.

Alternativamente, si el reactivo no es particularmente caro o reactivo, la pipeta puede “acondicionarse” con el reactivo para eliminar el líquido residual. Para acondicionar una pipeta, enjuague la pipeta dos veces con un volumen completo del reactivo y recoja el enjuague en un recipiente de desechos.

Después de dos enjuagues, cualquier líquido residual en la pipeta será reemplazado por el reactivo. Cuando el reactivo se retira a la pipeta, no se diluye ni se altera de ninguna manera.

Utilizar una pipeta de vidrio calibrada:

A continuación, se especificará un procedimiento básico para el manejo de una pipeta calibrada de vidrio empleando un pipeteador o propipeta de bulbo. Existen modelos de pipeteador que permiten succionar y servir el liquido sin necesidad de retirarlo de la pipeta, facilitando la labor.

  • Coloque la punta de la pipeta en el reactivo, apriete el bulbo y conéctelo a la parte superior de la pipeta (Imagen 10 a+b).
  • Libere parcialmente la presión sobre el bulbo para crear succión, pero no suelte completamente la mano o podría crear un vacío demasiado grande, causando que el líquido sea retirado violentamente hacia el bulbo de la pipeta. Se debe aplicar succión hasta que el líquido suba justo por encima de la marca deseada (Imagen 10c).
  • Rompa el sello de vacío y retire el bulbo de la pipeta, luego coloque rápidamente el dedo encima de la pipeta para evitar que el líquido drene (Imagen 10d).
  • Con un ligero movimiento de meneo o una ligera liberación de presión de su dedo, permita que pequeñas cantidades de aire entren en la parte superior de la pipeta para drenar lenta y controladamente el líquido hasta que el menisco esté en el volumen deseado (la imagen 11a muestra un volumen de 0.00mL).
  • Sujetando firmemente la parte superior de la pipeta con el dedo, lleve la pipeta al balón o recipiente donde se va a entregar el líquido y permita de nuevo que entren pequeñas cantidades de aire en la parte superior de la pipeta para drenar lentamente el líquido hasta la marca deseada (Imagen 11b; Imagen 11c muestra que el volumen suministrado está ligeramente por debajo de 0.20mL).
  • Toque la punta de la pipeta a un lado del recipiente para desalojar las gotas colgantes y retire la pipeta.
  • Si el líquido se drenó al fondo de la pipeta con una pipeta de T.C., utilice la presión de un bulbo de pipeta para soplar la gota residual. No sople la gota residual cuando utilice una pipeta T.D.
  • Si se utiliza una pipeta volumétrica, el líquido debe retirarse con succión a la línea marcada por encima de la ampolla de vidrio (indicada en la Imagen 11d). El líquido se puede drenar en el nuevo recipiente con el dedo completamente liberado desde arriba. Cuando el líquido deja de drenar, se debe tocar la punta al costado del matraz para retirar las gotas adheridas, pero no se debe forzar la gota residual (similar a una pipeta T.D.).
Imagen 11. a) Líquido rojo hasta la marca de 0 ml, b) reactivo de entrega, c) volumen final, d) pipeta volumétrica (la flecha indica la marca de llenado)
Imagen 11. a) Líquido rojo hasta la marca de 0 ml, b) reactivo de entrega, c) volumen final, d) pipeta volumétrica (la flecha indica la marca de llenado)

Dosificación de líquidos altamente volátiles

Al intentar dispensar líquidos altamente volátiles (p. ej. éter dietílico) mediante una pipeta, es muy común que el líquido gotee de la pipeta incluso sin la presión de la bombilla del gotero. Esto ocurre cuando el líquido se evapora en el espacio libre de la pipeta, y el vapor adicional hace que la presión del espacio libre exceda la presión atmosférica.

Para evitar que una pipeta gotee, retire y elimine el líquido en la pipeta varias veces. Una vez que el espacio libre está saturado de vapores de disolvente, la pipeta ya no goteara.

Manejo de líquidos calientes

Puede ser difícil manipular un recipiente de líquido caliente con las manos desnudas. Si se vierte un líquido caliente de un vaso de precipitados, se puede utilizar un protector de silicona para manos caliente (Imagen 12a) o pinzas para vasos de precipitados (Imagen 12 b+c).

Imagen 12. Vertido de líquidos calientes con: a) protector de manos caliente, b+c) pinza para vasos de precipitados, d) toallero de papel.
Imagen 12. Vertido de líquidos calientes con: a) protector de manos caliente, b+c) pinza para vasos de precipitados, d) toallero de papel.

Cuando se vierte un líquido caliente de un matraz Erlenmeyer, también se pueden utilizar protectores de manos, pero no se debe sujetar la forma incómoda del matraz de manera muy segura. El vertido de los frascos calientes de Erlenmeyer puede realizarse utilizando un “toallero de papel” improvisado.

Una sección larga de toalla de papel se dobla varias veces en una dirección con un grosor de aproximadamente una pulgada (y se asegura con cinta de laboratorio si se desea, Imagen 13a). Esta toalla de papel doblada puede enrollarse alrededor de la parte superior de un vaso de precipitados o de un matraz Erlenmeyer y asir para sujetar el matraz (Imagen 13d + 13b).

Cuando se vierte líquido caliente de un matraz Erlenmeyer, el toallero de papel debe ser lo suficientemente estrecho como para que la toalla no llegue a la parte superior del matraz. Si lo hace, el líquido se moverá hacia el papel a medida que se vierte, debilitando así el soporte y eliminando también una posible solución valiosa (Imagen 13c). Cuando la toalla de papel está a una distancia de la parte superior del matraz, puede verterse líquido de este sin absorberlo (Imagen 13d).

Imagen 13. a) Toallero de papel, b) Sujetar un Erlenmeyer con un toallero de papel, c) Un toallero demasiado ancho, lo que hace que el líquido se absorba sobre el papel a medida que se vierte, d) Un toallero más estrecho, que se vierte sin que se absorba.
Imagen 13. a) Toallero de papel, b) Sujetar un Erlenmeyer con un toallero de papel, c) Un toallero demasiado ancho, lo que hace que el líquido se absorba sobre el papel a medida que se vierte, d) Un toallero más estrecho, que se vierte sin que se absorba.

Para más información Transferring Methods