Reconocimiento del material de laboratorio

Objetivos

• Reconocer el material utilizado en el laboratorio.

• Determinar la masa de un cuerpo mediante el uso de la balanza.

• Medir volúmenes usando probetas, pipetas, matraces, buretas y vasos de recipientes.

Fundamentos teòricos

Hay constancia de que en el Antiguo Egipto ya se conocía el proceso de curtir pieles, el mortero de cal, el vidrio y los cosméticos. Sin embargo, el comienzo de la química como hoy la conocemos puede tener su origen en la alquimia. Numerosos cuadros de los siglos XVI al XIX representan escenas de laboratorios alquímicos propios de la época. En ese momento fue cuando estos laboratorios comenzaron a verse como lugares especializados para la práctica de la química y los crisoles, matraces, frascos y balanzas comenzaron a ocupar las mesas y estanterías.

Sin embargo hay algo que no ha cambiado con el paso de los años. Para poder disponer de un laboratorio bien equipado hay que tener financiación. Ya desde el siglo XII muchos laboratorios estaban subvencionados por reyes y otros nobles. Sin embargo, muchos científicos a lo largo de la historia han sufragados los gastos de sus investigaciones, como Lavoisier, Davy, Berthollet y Lord Rayleigh.

Durante los siglos XVIII y XIX era habitual que los profesores pagaran con su propio salario los equipos y aparatos, y la existencia de laboratorios financiados por mecenas. Algunos casos son verdaderamente curiosos, como el de Justus von Liebig. La Universidad de Giessen no financió su laboratorio y junto a sus socios se estableció de manera privada. Cuando su laboratorio comenzó a ser solicitado por numerosos estudiantes pidió ayuda económica hasta el punto de amenazar con trasladarse a Darmstadt con todo su laboratorio. Su petición fue al fin atendida y pudo realizar las obras de ampliación para atender a todos los demandantes.

Johannes Hartmann montó el primer laboratorio de docencia en 1615 tras ocupar la primera cátedra de química europea en 1609 y el primer gran laboratorio industrial para la investigación aplicada fue fundado por Thomas Alva Edison. Estos son algunos de los laboratorios que tienen un nombre propio en la historia de la Química.

Con el aumento del número de laboratorios creció la necesidad de establecer unos criterios de organización y gestión acordes con las necesidades de los investigadores. Así, Michael Faraday describió en su libro Chemical Manipulation cómo deber ser un laboratorio.

Algunos científicos sintieron la necesidad de salir del laboratorio y analizar lo que les rodeaba en su propio hábitat. Así nacieron los laboratorios portátiles. Ya en 1783, Guyton de Morveau describió un "neceser químico" con diversos materiales. Y de nuevo, el gran Humphry Davy pudo realizar varios ensayos con su laboratorio portátil durante un viaje que realizó en 1813 por Francia e Italia. Esto le permitió comprobar el comportamiento químico de una sustancia violeta descubierta por Courtois con propiedades semejantes al cloro y al bromo. Esta sustancia era el yodo.

Los laboratorios contemporáneos poco tienen que ver con aquellas primeras estancias habilitadas para el trabajo de los químicos, fundamentalmente por la aparición de la analítica instrumental y los ordenadores. Sin embargo aún se siguen utilizando matraces, frascos y crisoles para muchas de las actividades rutinarias dentro de un laboratorio de Química.

Lo que sí es cierto, es que a pesar del avance de la ciencia y de la tecnología que inunda los laboratorios de hoy en día, seguimos teniendo mucho en común con nuestros antepasados científicos. Seguimos teniendo la misma ilusión por la experimentación, la inquietud por avanzar y la emoción del nuevo descubrimiento.

Richard August Carl Emil Erlenmeyer y fue profesor en el Instituto Politécnico de Munich entre 1863 y 1883. En el año 1861 diseñó el matraz Erlenmeyer. Por su forma troncocónica es útil para realizar mezclas por agitación y para la evaporación controlada de líquidos, ya que se evita en gran medida la pérdida del líquido; además, su abertura estrecha permite la utilización de tapones. Es empleado en lugar del clásico vaso de precipitados cuando contienen un medio líquido que debe ser agitado constantemente (como en el caso de las titulaciones) sin riesgo de que se derrame su contenido, o cuando se debe trabajar con reacciones químicas violentas.

Las pipetas han existido desde que la investigación científica requirió la medición y el transporte de pequeñas cantidades de líquidos. El primer registro de una pipeta de mano en la oficina de patentes de E.U se remonta a 1925. Esta patente es para una pipeta utilizada para diluir la sangre para la prueba de azúcar. La pipeta no tenía componentes mecánicos, y requería que el usuario fijara el extremo afilado a un paciente y realizara la succión. Aunque las pipetas existían desde 1790, hay muy poca información disponible sobre los primeros modelos.

Dos de las primeras y más exitosas pipetas fueron las pipetas Rodrigues, patentadas en 1961, y los modelos de Gilson Pipetman, disponibles a partir de 1974. Los segundos fueron los primeros diseños que permitían el ajuste de volumen. Las unidades creadas en esta época eran pesadas y requerían que el usuario ejerciera una fuerte presión al apretarlas en un extremo con el pulgar y el índice. Debido a que estas pipetas no pueden soportar altas temperaturas al calentarse, estos diseños no son suficientes para los laboratorios actuales.

Los desarrollos más avanzados en pipetas se iniciaron en la década de 1970. Suovaniemi obtuvo una patente para la reducción del efecto de calentamiento de la mano en 1975. Esto evita que la sustancia aumente su la temperatura al entrar en contacto con la mano del científico. Otros avances posteriores incluyen mecanismos que constan de un sistema de resorte y palanca, para reducir las presiones de expulsión en el pulgar y la punta, como el Armed Tip Ejection (expulsión de punta mediante palanca) desarrollado por Beckman en 1981. La compañía Rainin creó un ensamble de punta reemplazable en 1985.

En 1855, donde procede a un estudio crítico de los distintos protocolos, y en Guía práctica para la determinación química venenos a Mohr se le considera como el "padre del análisis volumétrico" Por necesidades de sus investigaciones, construyó o mejoró algunos aparatos. Así, inventó, la bureta con pinzas y la pinza que lleva su nombre, el refrigerante que se asigna erróneamente a Liebig y contribuyó al desarrollo de la balanza hidrostática de Mohr-Westphal.

John Joseph Griffin comenzó su actividad en Glasgow como librero, editor y distribuidor de aparatos químicos Griffin ideó muchas formas nuevas de aparatos químicos, incluyendo el estilo común del vaso de precipitados en la década de 1860. Se esforzó en sus intentos de popularizar el estudio de la química.

Balanza: Aproximadamente en el año 3.500 antes de Cristo el comercio era una de las actividades más relevantes, especialmente en todo lo referente al intercambio de los productos. Debido a esta evolución en dicha comercialización, el pueblo egipcio se vio forzado a pesar y medir esos productos destinados a la venta.

Por esta razón, el surgimiento de un nuevo instrumento que colaborara en este aspecto resultaba esencial. Estos son los inicios de la historia de la balanza egipcia. Este tipo de instrumento primitivo de medición consistía de una columna con un astil atado con una cuerda en cuyos extremos, a su vez, se sostenían unas bandejas mediante otras cuerdas. En dichas bandejas era donde se colocaban, por un lado, la mercancía que se quería pasar y, por el otro, una pesa de un valor que debía ser convenido. Con el transcurso de los años, los egipcios fueron paulatinamente modificando su invento, por lo cual ya cerca del 1.500 agregaron una plomada que permitía verificar si el instrumento en sí se encontraba o no nivelado según los requerimientos. Los romanos también se permitieron crear su propio sistema de medición del peso, mientras los egipcios se enriquecían con su propio invento porque lo perfeccionaban continuamente. De hecho, a la plomada luego le sumaron una aguja – más popularmente conocida como fiel – que indica el equilibrio entre los platos del operador de medición, que además es el momento exacto para el realizar el cálculo del peso. Pero la civilización romana, como ya adelantábamos, no se quedó atrás. Cerca del año 200 a.C. lograron darle a forma a lo que luego se conoció como romana de gancho. La historia de la balanza creció y dicho instrumento fue ampliamente difundido durante el imperio. Su sistema el siguiente: la romana de gancho tiene un astil pero de constitución asimétrica.

Procedimiento experimental

TABLA DE DATOS

Tabla de datos 1: Medición de masa

Tabla de datos 2:

Medición de volumen

TABLA DE RESULTADOS

Tabla 1:

Medición de volumen

Tabla 2:

Medición de masa

Materiales y equipos.

Equipos

• Balanza digital.

• Balanza mecánica.

Materiales

• Matraz.

• Vaso precipitado.

• Cilindro.

• Pipeta.

Discusiòn de resultados

Para determinar el % error relativo entre un cilindro, matraz, vaso precipitado y una pipeta, arrojando los resultados esperados que se encuentran en la tabla. La desviación estándar, fue utilizada como un parámetro para determinar cuan precisa era un instrumento con respecto al otro. Estos cálculos dieron como resultado que la pipeta es mucho más precisa que el cilindro, matraz y vaso precipitado, ya que su desviación fue menor, esto se debe a que el diámetro de la pipeta es más reducido y el menisco se puede observar con mucha facilidad, esto ayuda en gran magnitud al realizar una lectura correcta y más precisa, mientras que el cilindro, matraz y vaso precipitado es más inexacto.

Para obtener el % error relativo de ambas balanza donde los resultandos se encuentran en la tabla. Fue donde más cuenta nos dimos de cuan precisa era una balanza con respecto a la otra. Estos cálculos dieron como resultado que la balanza digital es más precisa que la mecánica, ya que en la digital su cálculo fue menor, esto se debe a que los platillos de medición de una balanza digital están dentro de una caja transparente provista de puertas para que no se acumule el polvo y para evitar que cualquier corriente de aire en la habitación afecte al funcionamiento y el peso de la balanza.

Conclusiones

Podemos decir que en el laboratorio se emplean diferentes tipos de materiales para la realización de experimentos. Es importante que los materiales y equipos de uso común en el laboratorio se identifiquen por su nombre correcto y uso específico que tiene cada uno, pero más importante es saber manejarlo correctamente en el momento oportuno, teniendo en cuenta que cada material tiene una función específica y deben ser utilizados correctamente de aquellos que así lo requieran.

La experiencia realizada fue plenamente satisfactoria ya que para los instrumentos volumétricos obtuvimos su apreciación. Donde también observamos su % error relativo en el cual la pipeta arrojo menos desviación que los otros instrumentos. Por lo tanto la pipeta es más precisa que los demás instrumentos que se utilizaron y se compararon.

Para los resultados de la medición de la masa se utilizaron dos tipos de balanza para así comparar su apreciación y % error relativo. En el cual se pesaron en ambas balanza el vacío y lleno para determinar sus muestras, y obteniéndose sus muestras y teniendo la apreciación de cada una de ellas se pudo calcular su % error relativo. Donde se obtuvo así resultados esperados la balanza digital es más precisa que la mecánica, debido a que tal vez la masa de la mecánica pudo se afectado por el viento en donde el peso podría variar, en cambio la digital sus platillos de medición están dentro de una caja transparente provista de puertas para evitar que cualquier corriente de aire en la habitación afecte el peso de la balanza.

Bibliografìa

• Wikipedia.org (2011). Instrumentos de medición [Documento en línea] Disponible: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Instrumento_de_medici%C3%B3n&oldid=42864285. (Consulta, 2017, Febrero, 17).

• Monografías.com (s/f). Instrumentos de laboratorio de química [Documento en línea]. Disponible:http://www.monografias.com/trabajos72/instrumentos-laboratorio-quimica/instrumentos-laboratorio-quimica2. (Consulta, 2017, Febrero 17).

• Wikipedia.org (2011). Instrumentos de laboratorio [Documento en línea] Disponible: https://www.wikiteka.com/apuntes/los-instrumentos-de-laboratorio/. (Consulta, 2017, Febrero 17).

Anexos

Muestra de cálculos

Haciendo uso de la ecuación número 1 se calculó la apreciación para cada uno de los instrumentos que se disponían en la práctica. Ejemplo se realizara para la pipeta.

NOTA: De esta misma forma haciendo uso de la misma ecuación se calculó la apreciación para el matraz, cilindro y vaso precipitado encontrándose sus resultados en la tabla de resultados 1. También utilizando esta misma ecuación se hizo el cálculo para la apreciación de la balanza mecánica y la balanza digital ya contaba con su apreciación escrita en un costado.

Haciendo uso de la ecuación número 2 se calculó el % error relativo para cada uno de los distintos instrumentos que se disponían en la práctica. Ejemplo se realizara para la pipeta.

NOTA: De esta misma forma haciendo uso de la misma ecuación se calculó el % Error relativo para el matraz, cilindro y vaso precipitado encontrándose sus resultados en la tabla de resultados 1. También utilizando esta misma ecuación se hizo el cálculo para él % Error de la balanza mecánica y la balanza digital en el cual se encuentra sus resultados en la tabla de resultados 2.

Autor:

Glennys Ruiz.