martes, 8 de diciembre de 2015

1.2 Técnicas elementales de laboratorio

Antes del desarrollo de los conceptos modernos de química y física, los sabios antiguos así como los herreros y farmacéuticos desarrollaron métodos empíricos para la obtención de materiales útiles como medicinas, venenos, materiales nuevos ya sea con aplicaciones técnicas “bronce o hierro forjado” o nuevos materiales preciosos.

Dichas técnicas fueron heredadas desde la alquimia hacia la química, su procedimiento básico uno cambió, la diferencia fue el modo de entender lo que sucedía al interior de los procesos. A manera de introducción describiremos brevemente algunas técnicas elementales de laboratorio.

1.2.1 Presentación de clase


1.2.2 Pulverización

Mediante esta operación se reduce el tamaño de las sustancias que se han de someter a reacción, de esta forma disponiéndolas mejor a la acción de los reactivos o de los disolventes, pues cuanto mayor sea la superficie expuesta, mayor será la velocidad con que se logran tales procesos.

Para esta operación se emplean los morteros y de acuerdo las características del material a reducir se emplean morteros de porcelana, vidrio, hierro, ágata o plata.

A la pulverización se une frecuentemente la técnica de tamizado, para clasificar las partículas molidas o simplemente para regresar al mortero las partículas de mayor tamaño que deben seguir pulverizándose.

El tamizado es una operación de filtrado, pero en este caso los poros del filtro son macroscópicos, es decir pueden apreciarse a simple vista.

1.2.3 Dispersión y Disolución

Por dispersión se entiende la incorporación de un cuerpo en otro. Cada cuerpo puede estar en uno de cualquiera de los tres estados de la materia básicos; de aquí la variedad de dispersiones, pero las más importantes en los laboratorios son aquellas en las que interviene un líquido.

Cuando el líquido disperso es de naturaleza aceitosa, la dispersión recibe el nombre particular de emulsión.

Una disolución consiste en la incorporación de un sólido, un líquido o un gas en otro cuerpo líquido el cual recibe el nombre de disolvente o solvente.

El líquido resultante debe ser homogéneo para que se lo clasifique como una disolución “también llamadas comúnmente como solución”, de lo contrario se lo clasifica como una mezcla heterogénea. El cuerpo que ingresa en menor cantidad a la solución se lo denomina soluto.

Las disoluciones pueden ser diluidas o concentrada, según sea la cantidad de soluto con respecto al solvente. Si existe muy poca cantidad de soluto se las denomina diluida; si la cantidad de soluto es alta hablamos de una solución concentrada.

1.2.4 Precipitación

Mediante esta operación separamos una sustancia de otra, en este caso un soluto disuelto se cristaliza para formar un sólido que cae a la base del recipiente, de allí el nombre de precipitación y precipitado. Esta operación requiere ya sea de cambios en las condiciones físicas de la solución, o la adición de un reactivo adecuado denominado precipitante.

Es una técnica comúnmente empleada para el reconocimiento de las sustancias, y se lleva a cabo en un tubo de ensayo, agregando activamente pequeñas proporciones del precipitante y agitando vigorosamente el tubo en el que tiene lugar la reacción. Otras acciones que logran precipitados son el aumento o la disminución de las condiciones estándar de presión y temperatura.

1.2.5 Filtración

Es el método más simple para separar los componentes de una mezcla, si uno de ellos es líquido y el otro sólido, para hacerlo se emplea una barrera selectiva que atrapa las partículas según su tamaño gracias a una reja microscópica.

El desarrollo tecnológico de los filtros involucra el tamaño de los poros, entre más pequeño el poro más tecnología y más investigación se ha invertido. 

Un ejemplo de este proceso es la obtención del agua ultra pura por filtración, es un proceso tan eficaz que efectivamente deja el agua sin nada, lo cual afecta su sabor, debido a que el sabor a agua se debe a las sustancias iónicas que se encuentran disueltas en ella.


1.2.6 Decantación

La decantación está relacionada con la precipitación, y la filtración. La decantación asegura un mejor proceso de filtración, y funciona mediante la deposición o precipitación del soluto.

Este proceso inicia con la precipitación de parte del soluto disuelto. Lo que sucede en este caso, es que no todo el soluto se cristaliza y precipita, permaneciendo parte de este disuelto en el líquido sobrenadante. 

Luego se extrae el sobrenadante líquido sin mezclarlo con el polvo precipitado en el fondo, y se filtra. Esto permite que el filtro separe solo una fracción del soluto original, evitando que los poros se saturen rápidamente, disminuyendo los costos de comprar más filtros y el tiempo de separación de soluto y solvente.

1.2.7 Evaporación

La evaporación consiste en convertir un material de su estado líquido a un estado gaseoso. 

Para realizar esto frecuentemente se alteran las condiciones físicas de temperatura y presión; dependiendo del material los valores de temperatura y presión serán muy diferentes.

La evaporación se emplea frecuentemente con el objeto de concentrar la solución y en algunos casos para favorecer la cristalización y precipitación de un soluto.

1.2.8 Cristalización

La cristalización surge de la agregación de las moléculas o los átomos de una sustancia cuando va del estado líquido al estado sólido. Todos los sólidos se caracterizan por una estructura cristalina particular, y este hecho es algo bastante complejo pues objeto de estudio principal de la química inorgánica.

Los antiguos alquimistas estuvieron muy interesados en los procesos de cristalización, ya que las gemas preciosas son cristales de diferentes moléculas. Dado lo anterior es posible en condiciones de laboratorio incrementar el peso de una gema o sintetizarla a partir de materiales más económicos.

1.2.9 Destilación

La destilación aplica el principio de la evaporación que establece que cada cuerpo material tiene un diferente punto de evaporación o más formalmente ebullición. De lo anterior se deduce la posibilidad de separar dos sustancias con diferentes puntos de evaporación.

Durante la destilación se aumenta la temperatura para que una de las sustancias se vapore y la otra no, o alternativamente que el vapor de una de las sustancias eleve a una mayor altura que la otra.

Con lo anterior, una de las sustancias queda como residuo en el frasco calentado, mientras que la otra es recuperada por medio de un condensador y trasladada por este al recipiente de destilado

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