1.4: Métodos de calentamiento y enfriamiento
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- 1.4A: Métodos e Inflamabilidad
- Como la seguridad es un factor importante para tomar decisiones de laboratorio, es importante considerar la inflamabilidad del líquido que se va a calentar. Casi todos los líquidos orgánicos se consideran “inflamables”, lo que significa que son capaces de incendiarse y mantener la combustión (una excepción importante es que los disolventes halogenados tienden a ser no inflamables). Sin embargo, esto no significa que todos los líquidos orgánicos se encenderán inmediatamente si se colocan cerca de una fuente de calor.
- 1.4B: Hervido Controlado
- Las soluciones en ebullición siempre tienen el potencial de “chocar”, donde las burbujas brotan vigorosamente de las áreas sobrecalentadas de la solución: áreas donde la temperatura está por encima del punto de ebullición del solvente, pero las burbujas de gas aún no se han formado debido a la falta de un sitio de nucleación. El golpeo puede salpicar material caliente de un matraz: sobre su mano o sobre una superficie de placa calefactora donde podría iniciar un incendio. El chocar es peligroso, sin mencionar aterrador cuando una burbuja estalla inesperadamente.
- 1.4C: Plataformas Ajustables
- Las plataformas ajustables vienen en muchas formas. Un gato de laboratorio es el más fácil de manipular y se puede ajustar hacia arriba o hacia abajo girando la perilla. Desafortunadamente, los conectores de laboratorio son caros, por lo que es probable que se utilicen en entornos de investigación pero no en laboratorios de enseñanza. Una plataforma simple se puede hacer a partir de cualquier cosa apilable, como bloques de madera o cajas KimWwipe, aunque a cierta altura se pueden volcar fácilmente. Se puede crear una plataforma más segura colocando una malla de alambre encima de una abrazadera de anillo.
- 1.4D: Quemadores Bunsen
- Los quemadores Bunsen se utilizan generalmente para calentar rápidamente líquidos de alto punto de ebullición con baja inflamabilidad (como el agua). Los quemadores tienen su lugar en el laboratorio orgánico. Los quemadores se utilizan a menudo en la destilación de vapor.
- 1.4E: Placas calefactoras
- Las placas calefactoras son quizás la fuente de calor más versátil del laboratorio y se pueden utilizar para calentar vasos de precipitados, matraces Erlenmeyer y varios baños calientes (baños de agua, arena y aceite). También se pueden usar para desarrollar placas TLC teñidas.
- 1.4F: Baños de Vapor
- Un baño de vapor es una forma relativamente segura de calentar líquidos orgánicos inflamables. Están diseñados para calentar vasos de precipitados, matraces Erlenmeyer y matraces de fondo redondo, y tienen una serie de anillos concéntricos que se pueden quitar para ajustarse al tamaño del matraz. Muchos edificios científicos tienen líneas de vapor en sus laboratorios, lo que permite este método conveniente y seguro para calentar varios solventes.
- 1.4G: Mantos calefactores
- Los mantos calefactores son una forma relativamente segura de calentar líquidos orgánicos inflamables en un matraz de fondo redondo. Los mantos tienen forma de copa y están diseñados para diferentes tamaños de matraz de fondo redondo. Si un manto no se ajusta perfectamente a un matraz de fondo redondo, se puede agregar arena para asegurar un buen contacto térmico.
- 1.4H: Baños de Agua, Arena y Aceite
- Los baños de agua, arena y aceite son fuentes de calor relacionadas, ya que envuelven un matraz en un material cálido (líquido o arena). A menudo se usa un termómetro para monitorear la temperatura del baño, y se usa para aproximar la temperatura interna del líquido en un matraz (el baño suele estar ligeramente más caliente que el líquido en el matraz).
- 1.4I: Pistolas de Calor
- Las pistolas de calor son herramientas económicas para entregar calor fuerte de una manera más flexible que otros métodos de calentamiento. El calor se puede dirigir desde todas las direcciones, y la pistola puede agitarse manualmente para disipar la intensidad del calentamiento.
- 1.4J: Baños de enfriamiento
- En ocasiones una solución puede necesitar ser enfriada: para minimizar la evaporación de líquidos volátiles, inducir la cristalización, o para favorecer cierto mecanismo de reacción. Para ciertas aplicaciones se utilizan varios baños fríos, siendo el más simple un baño de hielo. Al preparar un baño de hielo, es importante usar una mezcla de hielo y agua, ya que una suspensión de hielo-agua tiene mejor contacto superficial con un matraz que el hielo solo.
- 1.4K: Reflujo
- Una configuración de reflujo permite que el líquido hierva y se condense, y el líquido condensado regresa al matraz original. Una configuración de reflujo es análoga a una destilación, siendo la principal diferencia la colocación vertical del condensador. El líquido permanece en el punto de ebullición del disolvente (o solución) durante el reflujo activo.