Cristalería de laboratorio

El material de vidrio de laboratorio se refiere a diversos recipientes, instrumentos y equipos de vidrio ( vidrio ) utilizados en el laboratorio por químicos y biólogos para experimentos científicos o procedimientos a pequeña escala. Por extensión, también puede designar estos mismos elementos cuando sean de plástico .

Materiales

Dependiendo del uso que se le dé, el material de vidrio de laboratorio se fabrica con diferentes tipos de vidrio o plástico. Es probable que intervengan muchos factores en la elección de los materiales: las condiciones experimentales (naturaleza y concentración de los productos, duración de la exposición, limitaciones térmicas y mecánicas, radiación ultravioleta, etc. ), manipulaciones auxiliares (limpieza con detergentes, fricción, esterilización con vapor ,  etc. )  etc. ), seguridad (vidrios rotos, inflamabilidad, peso de componentes para ensamblajes complejos,  etc. ), precio,  etc.

Gafas

Tradicionalmente se usa vidrio , es adecuado para la mayoría de situaciones. Transparente, indeformable y resistente a altas temperaturas, se desgasta poco y resiste la esterilización en autoclave y la limpieza en fregadora . Es químicamente muy resistente al agua , halógenos , disolventes y compuestos orgánicos y ácidos . A temperatura ambiente, también es resistente a soluciones alcalinas débilmente concentradas. Sin embargo, el vidrio no puede cumplir con todos los requisitos de un laboratorio. Es sensible a los choques térmicos, así como a los choques y tensiones mecánicas. Si se rompe, los fragmentos son peligrosos. Es atacado por el ácido fluorhídrico y determinadas soluciones de fluoruro ( fluoruro de amonio ). A alta temperatura y alta concentración, también es degradado por el ácido fosfórico y las bases .

Vidrio ordinario

El vidrio de química estándar es vidrio blanco ordinario ( vidrio de cal sodada ). Tiene una baja resistencia al choque térmico y puede ser atacado por agentes alcalinos, incluso en bajas concentraciones, en caso de exposición prolongada. El vidrio estándar no es adecuado para artículos que se vayan a calentar o someter a estrés químico durante un período prolongado. Por otro lado, es muy adecuado para usos volumétricos ( pipeta , bureta ) porque se humedece fácilmente (ver tensión superficial y humectación ), lo que permite la formación de meniscos muy claros. También se utiliza para diversos accesorios ( vidrios de reloj , pastilleros , frascos de almacenamiento, vasos experimentales , tubos de cultivo ,  etc. ) porque es barato, pero su fragilidad lleva cada vez más al uso de otros materiales más resistentes (vidrios técnicos, polímeros) .

Vidrio de borosilicato

El vidrio de borosilicato se compone esencialmente de sílice y boro . Soporta altas temperaturas (hasta 500  ° C por poco tiempo) y es más resistente al choque térmico que el vidrio ordinario. También resiste mejor los golpes y tensiones mecánicas. Finalmente, generalmente ofrece una mejor resistencia química que la mayoría de los otros materiales ( metales , polímeros ). Es muy resistente a la hidrólisis , ácidos , halógenos y compuestos orgánicos , incluso bajo exposición prolongada y a altas temperaturas. También ofrece una buena resistencia a los agentes alcalinos si la temperatura y la concentración no son demasiado altas. Sin embargo, es atacado, como otros vidrios, por el ácido fluorhídrico y por el ácido fosfórico concentrado caliente. En el laboratorio se utiliza vidrio de borosilicato 3.3 descrito por la norma industrial DIN / ISO 3585 (como los vidrios Pyrex , Duran o Symax). Es el material más utilizado para montajes experimentales debido a su resistencia y versatilidad.

Capacitación

Existe una formación especial en Francia, que conduce a un bachillerato profesional en sopladores de vidrio , donde se aprende a fabricar, con soplete, dispositivos a medida para laboratorios, directamente aplicados a su investigación. El soplete utilizado permite calentar el vidrio a una temperatura de 1200  ° C y darle todas las formas deseadas.

Vidrio marrón Vidrio sinterizado

El vidrio sinterizado es un vidrio finamente poroso . Se obtiene sinterizando partículas de vidrio en un sólido permeable a líquidos y gases. El vidrio sinterizado se usa con mayor frecuencia como elemento de filtro para reemplazar el papel de filtro porque es reutilizable y químicamente resistente. Por lo tanto, se encuentra en forma de filtro extraíble (disco para embudo Büchner ), o directamente integrado en un embudo de filtro o un elemento de vidrio más complejo.

Se utilizan diferentes fritas para obtener vidrios sinterizados cuyo tamaño de poro se calibra para adaptarse al tamaño de las partículas a filtrar. Existen varios estándares para identificar el tamaño de la frita mediante un código o número. Las siguientes tablas muestran un estándar europeo y un estándar americano:

Calibre de vidrio sinterizado para química según ISO 4793: 1980
Número Codificado Diámetro de poro (µm)
00 P500 250 - 500
0 P250 160 - 250
1 P160 100 - 160
2 P100 40 - 100
3 P40 16 - 40
4 P16 10 - 16
5 P1.6 1 - 1,6
Calibre de vidrio sinterizado para química según ASTM E128 - 99 (2019)
Designacion Diámetro de poro (µm)
Muy grande (extra grueso) 170 - 220
Grasa (gruesa) 40 - 60
Medio (medio) 10 - 15
Multa 4 - 5,5
Muy bien 2 - 2,5
Ultra fino (Ultra fino) 0,9 - 1,4
Vidrio de sílice o vidrio de cuarzo

El cuarzo tiene propiedades diferentes al vidrio y, por lo tanto, encuentra diversas aplicaciones en el laboratorio. Se utiliza por ejemplo como material para reactores de horno microondas , ya que no absorbe este tipo de radiación a diferencia del vidrio que sufre un ligero calentamiento. También se utiliza en reactores fotoquímicos (sometidos a radiación UV).

Materiales plásticos

Los plásticos (fabricados a partir de polímeros ) son vidrios complementarios y tienen algunas ventajas: resistencia a la rotura, densidad reducida, propiedades químicas específicas (bases de resistencia o compuestos de flúor), precios competitivos (especialmente para equipos de un solo uso). El principal inconveniente es que no existe un plástico versátil. Las propiedades físicas y químicas de cada familia de polímeros varían mucho. Es necesario determinar para cada situación cuál es el plástico adecuado.

Platos

La vajilla para cristalería de laboratorio se hace a mano o con fregadora , una especie de lavavajillas mejorado.

En química orgánica , la acetona se usa para lavar platos porque es un solvente que disuelve muchos compuestos orgánicos y es miscible con agua. Esta miscibilidad permite eliminar los restos de agua de la cristalería. El bajo punto de ebullición de la acetona permite que la cristalería se seque muy rápidamente.

Elementos de cristalería de laboratorio

Cristalería en química

Cristalería no graduada

Cristalería graduada

Notas y referencias

  1. Esta enseñanza se entrega en la escuela secundaria Dorian , París 11 ° .
  2. (en) "  Porosidad y tamaños fritos  " en adamschittenden.com (consultado el 19 de febrero de 2020 ) .
  3. ISO 4791-1: 1985 (en) Cristalería de laboratorio - Vocabulario relacionado con aparatos hechos principalmente de vidrio, porcelana o sílice transparente - Parte 1: Nombres de los componentes del aparato .

Fuentes

  • Laboratorios de enseñanza de química , INRS , coll.  "Enseñanza de la prevención de riesgos laborales",2015( leer en línea )
  • Franck Dupin , Ayudando al personal de laboratorio para sus competencias: cristalería en química orgánica y bioquímica , CRDP de Lyon,2007( ISSN  1253-8329 )