Guia Nº1 Materiales de uso corriente en el Laboratorio, empleo y Prevención de riesgos

GUÍA Nº 1
“MATERIAL DE USO CORRIENTE, SU EMPLEO Y NORMAS PREVENTIVAS A
SEGUIR EN EL LABORATORIO DE QUIMICA”.
1.- Introducción
Un laboratorio de química, correctamente equipado, es el lugar más apropiado,
imprescindible y seguro para la investigación, la docencia o ambas cosas a la vez.
En este, se descubre objetiva y metódicamente la evidencia experimental, a través
de la observación directa de las reacciones químicas.
La investigación experimental en química, involucra el montaje de sistemas físicos,
manipulación de reactivos peligrosos, utilización de diversos equipos para la
medición y el debido entrenamiento teórico-práctico, que permite, primero: llegar a
resultados ciertos y segundo: con la máxima seguridad posible, evitando
accidentes. Lo primero se logra, aplicando las técnicas o métodos a seguir
correctamente y lo segundo, conociendo y respetando todas las normas
preventivas, de los riesgos inherentes al manejo de sustancias químicas, para la
salud y el medio ambiente. En la presente guía, se desglosan: las principales
normas para la prevención de accidentes en el trabajo de laboratorio y luego, la
descripción y utilización básica del material de uso corriente en el mismo. Las
actividades a desarrollar en este laboratorio pueden ser hechas en dos sesiones de
90 minutos, cada una.
Es importante recalcar, que el alumno debe mantener una conducta responsable y
respetuosa del trabajo propio y de los demás, evitando todo tipo de bromas físicas
(empujones, manipulación indebida de los materiales y reactivos, etcétera), ya que
puede ser extremadamente peligroso para la integridad propia y la de todos los
asistentes al trabajo práctico.
“Normas preventivas de seguridad en el laboratorio de química”
Las siguientes normas deben ser aprendidas de memoria y aplicadas
eficientemente, por todos los asistentes, en toda actividad de laboratorio, por muy
simple que esta sea. Esto se debe, al gran riesgo que conlleva el contacto directo,
ingestión o inhalación de sustancias químicas, que en la mayoría de los casos son
tóxicas o provocan quemaduras y/o reacciones alérgicas, pudiendo estar en juego,
hasta la vida. Recuerde que todo accidente es evitable.
1.- Usar delantal apropiado, debidamente abotonado y sin ningún tipo de tela u
objeto colgante, para evitar enganches accidentales que pudieran ser perjudiciales.
2.- Mantener una conducta responsable y atenta dentro del laboratorio. Evite
distraerse, no juegue, ni manipule innecesariamente los materiales o reactivos.
3.- No tocar, oler directamente o probar el sabor de los reactivos químicos y/o
materiales, ya que pudieran estar contaminados con alguna sustancia tóxica o
corrosiva.
4.- El alumno debe informarse acerca de la toxicidad y propiedades reactivas de
las sustancias químicas que se utilizarán en cada sesión de laboratorio. Para ello, se
debe disponer en el laboratorio de cualquier Index o catálogo de reactivos, que
distribuyen los laboratorios comerciales de sustancias químicas, como: Merck,
Sudelab, Equilab u otro similar.
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5.- No intentar ninguna acción que no esté debidamente estipulada para su
realización o sin la supervisión o autorización de su profesor.
6.- Se debe utilizar protección apropiada, dependiendo de la naturaleza química de
las sustancias a utilizar y mediante qué técnicas, para proteger: manos, ojos,
cabello, nariz, boca o pies, si es necesario.
7.- Toda sustancia química peligrosa, ya sea líquida, sólida o gaseosa, debe ser
manipulada con mucho cuidado bajo la Campana extractora de vapores,
mantenerse bien tapada y en un lugar seguro dentro de la misma Campana. Estas
sustancias no deben ser sacadas desde la Campana, por ningún motivo.
8.- En caso de que algún reactivo químico bañe o se deposite sobre la piel, ojos o
cabello, se debe alertar a su profesor (quien sabe que hacer), aplicar los primeros
auxilios apropiados y recurrir al centro asistencial más cercano, de acuerdo a la
gravedad de las lesiones o de la intoxicación.
9.- Al término del laboratorio, se debe limpiar, secar y entregar el material
utilizado, al igual que el puesto de trabajo, al profesor. Cuide de dejar bien
apagados, todos los instrumentos eléctricos que haya usado.
10.- No se debe fumar ni comer en el laboratorio, para evitar el riesgo de incendio
e intoxicación.
Primeros auxilios generales
Los primeros auxilios son las medidas y precauciones que deben adoptarse
inmediatamente, para socorrer a la víctima de un accidente, hasta que llegue la
asistencia médica.
Ante una situación de emergencia es importante seguir las siguientes
acciones:
1°.- Mantener la calma. Esto ayuda mucho al afectado desde el punto de vista
emocional.
2°.- Examinar las lesiones de la víctima.
3°.- Pensar qué hacer. Si se conocen los primeros auxilios pertinentes, aplicarlos.
4°.- Llamar al médico o ambulancia.
Quemaduras con ácidos fuertes, cloro o bromo.
Si las quemaduras han sido causadas por ácidos fuertes (excepto ácido
sulfúrico o fluorhídrico), se debe lavar la zona afectada con abundante agua fría y,
después, con una solución acuosa de bicarbonato de sodio al 5 %. Luego se cubre
con gasa esterilizada impregnada con picrato de butesina, ungüento bórico o
gelatina de petróleo esterilizada.
Si la quemadura es con ácido sulfúrico, se debe secar, sin frotar, la zona
afectada cuidadosamente con gasa o con papel absorbente, y luego proceder como
se indicó anteriormente con los ácidos fuertes.
Si la quemadura es con ácido fluorhídrico, se debe lavar la zona afectada con
abundante agua fría y, después, con una solución acuosa de bicarbonato de sodio al
5 %. Luego se debe agregar ácido bórico puro y cubrir con gasa humedecida con
una solución saturada de ácido bórico.
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Quemaduras por bases fuertes, peróxido de sodio, sodio o potasio
metálicos.
Se recomienda lavar de inmediato con abundante agua fría y luego con una
solución acuosa de ácido acético al 5 % o vinagre (contiene 4 % de ácido acético).
En seguida se debe cubrir la zona afectada con gasa embebida en picrato de
butesina o equivalente.
“Materiales y técnicas de uso corriente en el laboratorio de química y su
empleo”
El material de uso corriente en un laboratorio de química, exceptuando a los
reactivos o sustancias químicas, es tan variado como numeroso. Es fundamental
que el estudiante aprenda a reconocer y utilizar correctamente aquellos materiales
de uso más frecuente. Para este efecto, se desglosará a continuación una
clasificación muy general del tipo y uso de los materiales para el manejo de
líquidos, sólidos, mediciones gravimétricas, calentamiento, montaje de aparatos y
otros imprescindibles en un laboratorio.
2.- Aprendizajes Esperados
Utiliza material de uso corriente, su empleo y normas preventivas a seguir en el
laboratorio de química
2.1.- Criterios de Evaluación
• Utiliza la implementación básica, respetando normas preventivas mínimas de
seguridad, para un correcto desempeño en el laboratorio de química.
• Describe el material de vidrio y otros implementos necesarios para el
montaje de sistemas experimentales, de uso corriente en un laboratorio de
química.
• Aplica las técnicas básicas para el buen uso de los instrumentos que
corrientemente se manipulan en un laboratorio de química.
3.-Materiales
3.1.- Material de vidrio para manejo de líquidos y medición de volúmenes.
a) Graduado: Se utiliza para medir volúmenes.
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Probetas: Medición aproximada de volúmenes (± 0,5 mL, en el mejor de
los casos). Las hay de 10 a 1000 mL.
Pipetas graduadas: Medición de volúmenes pequeños (± 0,2 mL).
Pipetas volumétricas o totales: Presentan dos marcas (una en el extremo
aguzado y otra al comienzo) que delimitan un volumen exacto de líquido.
Matraz volumétrico o de aforo: Poseen una marca en el cuello que indica
un volumen preciso de líquido.
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b) No graduado: Se utiliza para almacenar temporalmente líquidos, preparar
soluciones, calentar líquidos, etcétera.
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Matraces de fondo plano: Existen de diferentes capacidades. No se usan
para medir.
Matraces de fondo redondo o balones: Muy útiles en destilación y
procesos similares.
Vasos de precipitado (vasos pp.): Los hay desde 10 a 1000 mL. Se utiliza
frecuentemente en la preparación de soluciones o como receptáculos
momentáneos.
Matraces Erlenmeyer: Cumplen las mismas funciones de los anteriores,
pero su forma es triangular.
Tubos de ensayo: Son tubos de pequeña capacidad (hasta 20,0 mL
aprox.). Se utilizan para la manipulación de pequeñas cantidades de
líquidos y la realización de ensayos y pruebas cualitativas.
Botellas o frascos: Las hay de boca ancha (para guardar sólidos) y boca
angosta (para líquidos). Corrientemente poseen un tapón de vidrio
esmerilado. Cuando el líquido a guardar ataca químicamente al vidrio
(por ejemplo, la solución de hidróxido de sodio) se utiliza un tapón de
goma. Si la solución o líquido a guardar reacciona con la luz, entonces se
ocupan botellas de color oscuro y si no, incoloras.
3.2.- Materiales para separación y purificación de sustancias
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Embudos: Pueden ser corrientes o analíticos. Son de diverso tamaño.
Embudos de decantación: Se emplean en la separación de líquidos no
miscibles. Poseen una tapa de vidrio esmerilado y una llave que permite
el vaciado del líquido más denso. Para ello tienen una llave al comienzo
del vástago, que por lo general, es bastante largo.
Matraz de Kytasatto: Es semejante al Erlenmeyer, pero provisto de una
salida lateral en su parte superior. Se usa para filtras sustancias a
presión reducida.
Varillas de agitación: Son de vidrio macizo y de variado tamaño. Un
extremo puede ser aplastado y en el otro acostumbra ponerse un trozo
de manguera de goma para facilitar su utilización. Se utilizan para
acelerar la disolución de sólidos, homogeneizar soluciones o mezclas y
como elemento auxiliar en la filtración.
Materiales filtrantes: El más utilizado es el papel filtro, que existe en
variadas calidades de acuerdo al tipo de poro (grueso, medio, fino, etc.)
que presenta. También se emplea lana de vidrio, cuando el líquido a
filtrar ataca el papel.
Embudos de Buchner: Son de porcelana y presentan un disco cribado. Se
les emplea para filtraciones rápidas acoplados a un matraz de kytasatto.
Refrigerantes: Usados en la destilación de líquidos volátiles, ya que al
pasar por su interior se condensan por enfriamiento. Existen de variado
diseño, dependiendo de su uso.
Balones de destilación: Balones provistos de una salida lateral que se
conecta al refrigerante. Estos aparatos se utilizan principalmente en
Química Orgánica.
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3.3.- Materiales para determinar masa (gravimetría)
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Balanzas: Las hay de diferentes tipos dependiendo de su precisión y
tecnología. Las granatarias con una precisión de 0,1 g y las analíticas
hasta 0,0001 g.
Vidrios de reloj: Pequeño platillo utilizado para pesar pequeñas
cantidades de sólidos.
Espátulas: Deben ser resistentes al ataque de agentes corrosivos. Las
hay de acero inoxidable, hueso, porcelana, plástico, etc. Sirven para
remover sustancias sólidas y/o trasvasijarlas. Corrientemente se utiliza
también una simple cuchara de plástico.
3.4.- Calentamiento y combustión de sustancias
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Mecheros: El más corriente es el mechero Bunsen, que proporciona una
temperatura máxima de 700 °C. Para temperaturas de 900 °C se utilizan
los mecheros Mecker, Teclu, Fisher, etc.
Rejillas de asbesto: Se emplean entre la llama y el recipiente que
contiene el material a calentar para que esta se distribuya
uniformemente.
Crisoles y cápsulas de porcelana: Se utilizan para ser calentados directo
sobre la llama.
Pinzas para crisol: Son de metal y, como su nombre lo indica, usadas
para el transporte de crisoles o cápsulas a elevada temperatura.
3.5.- Materiales de soporte y/o montajes de sistemas
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Soporte universal: Consiste en una barra montada sobre una base que le
da estabilidad, que se utiliza para el montaje de los más variados
sistemas o equipos. Son de fierro forjado.
Trípode: Es de metal y se utiliza para colocar una rejilla de asbesto sobre
sí, en el calentamiento de sustancias.
Triángulo de arcilla o porcelana: Se colocan sobre un trípode y permiten
sostener crisoles o cápsulas para calentamiento directo.
Pinzas: Por lo general son de madera o metal. Se utilizan para sostener y
manipular tubos de ensayo, frascos y otros materiales que no puedan ser
tocados con los dedos. También existen pinzas fijas para soporte
universal, que se utilizan para sostener balones, matraces y equipo en
general.
Soporte de embudos: Aro de madera sobre una base metálica con
adaptación para fijarla al soporte universal. Sirve para sostener embudos
de filtración y/o de decantación.
Gradillas: Permiten sostener tubos de ensayo. Pueden ser de madera,
plástico o metal.
3.6.- Otros materiales imprescindibles
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Termómetros: Los más comunes van desde –10 °C a 110 °C, graduados
en grados. También existen otros sensores térmicos como las
termocuplas, asociadas a sistemas de adquisición computarizada.
Mangueras de goma o plástico, tapones de goma, corchos, limas tijeras
cuchillo, sacabocados (para horadar tapones), tubos de vidrio de
diferentes tamaños, etc.
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Instrumentos de los que se dispone en el laboratorio para medir y
observar: peachímetros, calefactores, agitadores magnéticos,
densímetros, etcétera.
3.7.- Material con el que deben contar los alumnos
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1 Delantal blanco.
Contenido teórico-práctico de la Guía de Laboratorio N° 1: “Normas
preventivas de seguridad, para el trabajo en el laboratorio de química” y
“Materiales y técnicas de uso corriente en el laboratorio de química y su
empleo”.
Lápices para dibujar.
1 cuaderno para laboratorio.
4.- Actividades
4.1.- Técnicas de manipulación básicas para un buen trabajo experimental
Toda actividad posee métodos y técnicas básicas que son imprescindibles
para realizar una buena labor, libre de accidentes (que en un laboratorio de química
son muy peligrosos, frecuentes y costosos) y con la rigurosidad exigida a la
investigación o la docencia. Es fundamental, entonces, dominar ciertos
procedimientos elementales que siempre deben aplicarse, como la medición de
volúmenes líquidos, masas, utilización de mecheros y otros.
A continuación se describen algunas técnicas, sin las cuales, no se podría realizar
un buen práctico de laboratorio.
4.1.1.- Medición de volúmenes líquidos
Independientemente del material de medición a emplear, se deben seguir
las siguientes normas, destinadas a cuidar la seguridad personal, procedimiento,
instrumentos de medición y materiales:
a) El traspaso de líquido de un recipiente a otro y la lectura de volúmenes, debe
siempre realizarse a la altura de los ojos del operador. El químico lleva siempre
el material a su altura, no debiendo nunca agacharse a la altura de estos.
b) La superficie de un líquido en un recipiente, presenta siempre una concavidad o
menisco, debido a la tensión superficial. Mientras más angosto sea el recipiente
mayor será la concavidad del menisco. La lectura del volumen se realiza
observando el extremo inferior o curva del menisco, cuidando que esta coincida
tangencialmente con la graduación deseada.
c) Para el manejo de las pipetas, se las llena mediante succión bucal. Jamás los
líquidos a pipetear o sus vapores deben llegar a la boca o ser inhalados. La
manipulación del líquido encerrado y el vaciado de este, se realiza tomando la
pipeta con los dedos (sin encerrarla en la palma de la mano) y cerrando su
extremo superior con el dedo índice (no use el dedo pulgar para esto). Para
vaciar la pipeta, basta con disminuir levemente la presión del índice sobre el
extremo superior de la pipeta. Si el líquido a pipetear no se puede ingerir o
inhalar, por ser peligroso (como sucede normalmente), se utiliza un artefacto de
goma para producir diferencias de presión manualmente, denominado Propipeta
y bajo la Campana Extractora de aire. La propipeta consta de tres válvulas para
la entrada y salida del aire atmosférico, que se manipulan presionándolas con
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los dedos y una prolongación para ser ajustada al extremo superior de la pipeta.
Para lograr hacerlo bien sólo se debe practicar.
4.1.2.- Balanza y técnica para masar
La descripción y manejo adecuado de cada tipo de balanza se hará en el
laboratorio. No obstante se deben respetar las siguientes normas generales:
a) Las sustancias químicas a pesar, si son sólidas, no deben nunca ser colocadas
directamente sobre el plato de la balanza. Para tal efecto se debe utilizar un
vidrio reloj o un papel filtro limpio y seco. Lo único que puede pesarse
directamente son los vasos, cápsulas, crisoles, etc. Siempre que estén secos y
fríos.
b) Todo material a pesar debe hallarse a temperatura ambiente.
c) No se debe colocar en el platillo de la balanza materiales cuyo peso pudiera ser
superior a su capacidad.
d) El operador debe trabajar sentado frente a la balanza a no ser que el
instrumento lo permita.
e) Antes de realizar una pesada, se debe asegurar que la balanza este calibrada,
luego verificar que esté correctamente nivelada y ajustar el punto cero.
f) Una vez hecha la pesada, la balanza debe ser devuelta a su posición cero y
bloquear su platillo si es necesario (balanzas analíticas tradicionales). Para las
balanzas digitales el bloqueo del platillo después de cada pesada no es
necesario.
g) Las balanzas de precisión deben mantenerse en un recinto con ambiente
controlado (temperatura y humedad óptimas), especialmente preparado para su
uso y lejos de los mesones de trabajo químico.
4.1.3.- Descripción y uso del mechero Bunsen
Este tipo de mechero de común uso en el laboratorio, utiliza hidrocarburos
gaseosos de bajo peso molecular como el gas licuado (mezcla de propano, C3H8 y
butano, C4H10, etc.) y el gas de cañería (mezcla de monóxido de carbono, CO,
hidrógeno, H2, metano, CH4, etc.) como combustibles. El mechero Bunsen es el
más simple: consta de un tubo de hierro inserto en una base metálica, en cuya
parte inferior está provisto de una entrada regulable de aire y un tubo lateral que
sirve para conectar una manguera por donde se encausa el gas utilizado como
combustible (dibujo 1).
Para el uso de este mechero se deben considerar las siguientes
recomendaciones:
a) Para el encendido correcto del mechero se debe hacer lo siguiente:
•
•
•
Cerrar completamente la entrada de aire.
Luego, abrir la llave del gas e inmediatamente encender el gas que sale del
mechero, moviendo el fuego de un fósforo verticalmente y en forma paralela
al tubo del mechero. La llama flameará amplia y fuliginosa (color amarillo
con emisión de humos de carbón no combustionado).
A continuación se abre la entrada de aire, con lo que la llama se tornará
violácea (mientras más abierta esté la entrada de aire mayor es su
temperatura).
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b) La llama consta de dos regiones claramente distinguibles (ver figura 1):
•
•
la zona reductora, que corresponde al cono interior de color azul, en donde
no hay llama y corresponde a los gases no combustionados,
la zona oxidante, que corresponde a la parte exterior de la llama de color
violáceo, cuya temperatura es mayor en la cúspide que en los costados. Sin
embargo, la mayor temperatura se encuentra en el extremo superior del
cono interior.
c) Cuando se trabaja con un mechero se debe tener especial cuidado con
las siguientes situaciones:
•
•
Se dice que el mechero está calado, cuando la llama se inicia desde la base
del mechero, en el interior del tubo y no sobre la salida superior de este. Por
otro lado la llama es de color verdoso, el tubo del mechero se calienta y se
produce un silbido pronunciado y característico. En estos casos se debe
apagar el mechero cortando el paso de gas y volviéndolo a encender, como
ya se indicó anteriormente.
La llama queda separada de la parte superior del tubo del mechero, esto
sucede cuando al encenderse el mechero con su entrada de aire abierta al
máximo, se coloca el fósforo encendido por encima del extremo superior del
tubo. En estos casos hay que apagar y encender nuevamente en forma
correcta el mechero.
Máxima
temperatura
Zona
oxidant
Zona
reductora
Conducto
de gas
Entrada
de aire
Dibujo 1: Esquema de mechero Bunsen y zonas de la llama
4.2.- Procedimiento experimental
4.2.1.- Actividad 1: El profesor de laboratorio dispondrá sobre los mesones todos
los materiales ya indicados y cada alumno procederá a dibujar uno por uno estos
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materiales, poniendo especial énfasis en su denominación y uso, que será
demostrado por el mismo profesor.
4.2.2.- Actividad 2: Forme un grupo de tres personas y realice un Esquema
Resumen con toda la información teórico-práctica, que aparece en la introducción
de esta guía de laboratorio, bajo los subtítulos: “Normas preventivas de
seguridad, para el trabajo en el laboratorio de química” y “Materiales y
técnicas de uso corriente en el laboratorio de química y su empleo”. Debe
ser exhaustivo, incluyendo todas las técnicas y descripciones referentes a las
normas preventivas y al uso de los materiales. Utilice una hoja amplia para la
elaboración del o los esquemas que resulten de su trabajo.
4.3.- Análisis de datos
o
Realice un Informe del Laboratorio N°1 en conjunto con su grupo de trabajo
(formado en la actividad 2 y constituido por tres alumnos), para los dibujos
hechos en la actividad 1. Siga las instrucciones de su profesor para la
confección de este.
o
Anexe al mismo informe anterior, que entregará a su profesor, el o los
Esquemas Resumen, con toda la información teórico-práctica, ya referida.
Utilice una hoja amplia para la elaboración de el o los esquemas que resulten de
su trabajo, que debiera ser hecho por el mismo grupo y entregado al profesor
para su posterior evaluación.
4.3.- Investigación Previa al Experimento:
a) Averigüe cómo funcionan y con que objetivo: un laboratorio de Química
General asistido por computadora, un laboratorio de Química Analítica y uno
de Química Orgánica y discuta con respecto a las diferencias y semejanzas
que tienen entre sí.
5.- Bibliografía
-
D.A. Skoog y D.N. West, Fundamentos de Química analítica Ed. Reverté S.A.
Barcelona
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