HERRAMIENTAS Y OPERACIONES BÁSICAS EN EL LABORATORIO

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1 HERRAMIENTAS Y OPERACIONES BÁSICAS EN EL LABORATORIO
TEMA 2: HERRAMIENTAS Y OPERACIONES BÁSICAS EN EL LABORATORIO BIOANALÍTICO En este tema se presentan las herramientas básicas de un laboratorio bioanalítico así como aquellas operaciones que resultan imprescindibles pues, aún cuando su desarrollo data de alrededor de dos siglos, continúan siendo operaciones cotidianas en el laboratorio de análisis. Asignatura: Análisis Químico Grado: Bioquímica Curso académico: 2011/12 N. Campillo Seva

2 1. Trabajo seguro en el laboratorio
2. La balanza analítica. Balanzas auxiliares 3. Material volumétrico. Calibración 4. Filtración 5. Preparación de disoluciones estándar 6. Secado N. Campillo Seva

3 Imprescindible etiquetar
1. Trabajo seguro en el laboratorio !! Medidas de seguridad en el laboratorio !! F2 SEGURIDAD F5 F1 F7 Antes de comenzar a trabajar en un laboratorio analítico, además de conocer el material básico de laboratorio y su manejo, es imprescindible conocer donde se hallan las puertas de emergencia, extintores, lavaojos, etc. Deben utilizarse en todo momento gafas o lentes de seguridad con protectores laterales, así como bata de laboratorio de material no inflamable, además cuando se esté trabajando con materiales corrosivos deben usarse guantes de goma. Las sustancias que producen vapores deben manipularse en todo momento en vitrina. Siempre debe haber disponible un botiquín de primeros auxilios además de conocer los teléfonos para urgencias médicas. Nunca se debe comer en un laboratorio. Resulta imperativo recordar el manejo seguro y ético de las sustancias químicas y los residuos generados, para lo que es imprescindible un etiquetado correcto. Nunca deben almacenarse en el laboratorio productos sólidos o líquidos que no estén debidamente etiquetados, ya que representan un verdadero problema de eliminación. Imprescindible etiquetar F3 Debidamente señalizado F4 F6 N. Campillo Seva

4 (National Fire Protection Association)
ETIQUETA DE RIESGOS PARA SUSTANCIAS QUÍMICAS (National Fire Protection Association) El National Fire Protection Association utiliza un sistema de etiquetado, identificando los riesgos de las sustancias químicas. En la figura vemos cuatro rombos bien diferenciados: - El rombo rojo superior informa del peligro de incendio, indicando el número el grado de peligrosidad (de 0 a 4). - El rombo amarillo de la derecha indica el grado de inestabilidad (de o 4). - El rombo izquierdo azul informa de los riesgos para la salud (de 0 a 4). - El rombo inferior se utiliza para aportar información descriptiva del producto. F1 N. Campillo Seva

5 Contener lo que se observa
Contener lo que se hace Contener lo que se observa Ser inteligible para cualquiera que lo lea Nombres de los archivos de ordenador: Ubicación informática ¿Reproducirías el experimento? El cuaderno de laboratorio es una herramienta esencial para el buen desarrollo del trabajo, dejando constancia de todo lo que se hace y se observa. Es muy importante que sea inteligible para todo aquel que lo revise, por ello no debe contener frases incompletas, ni esquemas incomprensibles. De este modo, se asegura la posibilidad de que otros puedan reproducir las experiencias. En la actualidad prácticamente todos los resultados experimentales se recogen a través de ordenadores, por ello se recomienda anotar en el cuaderno de laboratorio los discos y archivos que contienen la información correspondiente al experimento que se esté describiendo. N. Campillo Seva

6 2. La balanza analítica MACROBALANZAS: hasta 160 ó 200 g
precisión ± 0,1 mg BALANZA SEMIMICROANALÍTICAS: hasta 10 ó 30 g precisión ± 0,01 mg BALANZA MICROANALÍTICA: hasta 1 ó 3 g precisión ± 0,001 mg F1 Pesada por diferencia, ineludible si el sólido es inestable en la atmósfera: Una balanza analítica es un instrumento para pesar, cuya capacidad abarca desde 1 g hasta algunos kilogramos, con una precisión como mínimo de una parte en de su capacidad máxima. Las macrobalanzas son las balanzas analíticas más comunes, y tienen una capacidad máxima de entre 160 y 200 g, pudiendo llevarse a cabo las mediciones con una desviación estándar de ±0,1 mg. Las balanzas semimicroanalíticas tiene una capacidad máxima de entre 10 y 30 g, llevando a cabo las mediciones con una desviación estándar de ±0,01 mg. Las balanzas microanalíticas tienen una capacidad máxima de 1 a 3 g y su precisión es de ±0,001 mg. Para pesar una sustancia química se coloca primero el recipiente (limpio, seco y a temperatura ambiente) en el centro del platillo de la balanza. Se procede a tarar, llamándose tara a la masa del recipiente vacío; la mayoría de las balanzas tienen un botón para ajustar la tara a cero. Si no se dispone de dicho botón, al peso del recipiente conteniendo la sustancia se le resta la tara. El procedimiento de pesada por diferencia resulta ineludible si la sustancia que se va a pesar es inestable; en este caso se pesa el recipiente donde permanece almacenada la sustancia, seguidamente se traspasa una porción de la misma al recipiente donde se vaya a tratar y finalmente se cierra rápidamente el frasco de almacenamiento de donde se ha sacado la porción de la sustancia y se pesa de nuevo. La diferencia es la masa de sustancia tomada. La pesada de líquidos siempre se lleva a cabo por diferencia. Los líquidos no corrosivos y de baja volatilidad se pueden transferir a recipientes pesados previamente, con tapas que ajusten bien, restándose la masa del recipiente de la total. Si el líquido es corrosivo o volátil debe sellarse en una ampolla previamente pesada. La ampolla se calienta y su cuello se sumerge en la muestra conforme se enfría, aspirándose el líquido dentro del tubo. Seguidamente se invierte y se sella el cuello en una pequeña llama, pesándose una vez se haya enfriado a temperatura ambiente. P1: Recipiente lleno: 99,3255 g Recipiente vacío: 50,2345 g TARA: 0 Masa de sólido: 2,0234 g P2: Recipiente una vez extraído el sólido: 98,0240 g Añadimos el sólido sin tarar previamente 52,2579 g Recip. lleno – Recip. vacío = 2,0234 g Material inestable pesado = 1,3015 g N. Campillo Seva

7 Corriente de corrección
FUNCIONAMIENTO BALANZA ANALÍTICA ELECTRÓNICA F1 Masa cero sobre el platillo Fuente de luz Detector de luz Sistema servo: La corriente eléctrica de corrección creada al colocar una masa sobre el platillo, circula por la espira creando un campo magnético que es repelido por el electroimán, haciendo regresar el platillo a su posición nula Detector de punto cero F2 Platillo de la balanza Señal de error Espiral del electroimán En la actualidad la balanza analítica electrónica es la más ampliamente usada en los laboratorios analíticos. El fundamento de su funcionamiento se basa en que el detector de punto cero reciba o no luz de una fuente. Cuando no existe ninguna masa sobre el platillo el detector de punto cero no recibe ninguna señal de la fuente de luz. Cuando se coloca una masa sobre el platillo, éste baja en altura por gravedad, de modo que la fotocelda detector de punto cero sí recibe señal de la fuente de luz, siendo tanto más intensa cuanto mayor sea la masa colocada en el platillo. El detector enviará una señal de error al circuito, que genera una corriente de corrección, que circulará por la espira del electroimán colocada fija en el polo interior de un imán permanente, creándose así un campo magnético que es repelido por el imán situado debajo del platillo y que hace regresar a éste a su posición inicial. La corriente de corrección necesaria para devolver al sistema a su posición inicial es proporcional a la masa depositada sobre el platillo. Un dispositivo como éste en el que una pequeña corriente eléctrica hace que un sistema mecánico mantenga su posición nula, se llama sistema servo. Corriente de corrección: directamente proporcional a la masa sobre el platillo Circuito de control Servomotor Corriente de corrección N. Campillo Seva

8 PRECAUCIONES DURANTE EL USO DE UNA BALANZA
- Centrar la carga sobre el platillo - Protegerla de la corrosión: Material de vidrio, o metales y plásticos no reactivos - Mantenerla escrupulosamente limpia - Colocarla sobre superficies pesadas: evitar vibraciones No pesar sustancias y/o recipientes calientes Utilizar pinzas o almohadillas para coger los recipientes F2 El uso correcto de una balanza analítica implica una serie de precauciones generales: Los productos químicos nunca deben pesarse directamente sobre el platillo de la balanza, pues no solo existe posibilidad de corrosión del material del platillo, sino que además sería muy difícil recuperar toda la sustancia pesada. Además se emplearán recipientes de vidrio, metal o plástico no reactivos. La carga debe centrarse al máximo sobre el platillo. Debe conservarse la balanza escrupulosamente limpia. Suelen emplearse pinceles de pelo de camello para eliminar cualquier material. No deben pesarse nunca sustancias y/o recipientes calientes, debe esperarse a que se encuentren a temperatura ambiente. Se recomienda usar pinzas o almohadillas para los dedos con el fin de no depositar humedad o grasa sobre el recipiente. F4 F3 F1 N. Campillo Seva

9 Calibración periódica de las balanzas
Automática Comprobación por peso de patrones Calibración periódica de las balanzas F1 Tolerancia de las pesas de una balanza de laboratorioa Denominación Tolerancia, mg Gramos Clase 1 Clase 2 Miligramos 500 1,2 2,5 0,010 0,025 200 0,50 1,0 100 0,25 0,5 50 0,12 0,014 20 0,074 0,10 10 0,050 0,74 5 0,034 0,54 2 1 a Las tolerancias están definidas en el estándar E 617 de la ASTM (American Society for Testing and Materials). Las clases 1 y 2 son las más exactas. Las clases 3-6, que no vienen en esta tabla, tienen tolerancias mayores. Análisis Químico Cuantitativo. © 2007 Reverté La calibración periódica de la balanza analítica es otro modo de evitar errores en la pesada. Muchas balanzas llevan incorporadas pesas de calibrado, de modo que es posible llevar a cabo el calibrado automático el instrumento. Si la balanza no dispone del sistema integrado de calibración, puede comprobarse su estado de calibrado pesando una masa patrón. Cada patrón de masa en balanzas de clase 1 y 2 (las más exactas) tiene asociada una tolerancia admitida. Las balanzas de clase 3 a 6 tienen tolerancias mayores. N. Campillo Seva

10 EFECTO BOYA O CORRECIÓN POR FLOTACIÓN
FUENTE DE ERROR EN LA PESADA EFECTO BOYA O CORRECIÓN POR FLOTACIÓN Masa aparente = masa real – masa aire desplazado Masa aparente Densidad del aire = 0,0012 g/mL = da Densidad de la sustancia a pesar = d Densidad de las pesas = 8 g/mL = dp Masa real La masa leída por una balanza para una determinada sustancia no coincide exactamente con la verdadera masa pesada en el vacío, este hecho se halla está directamente relacionado con el efecto boya. El origen de este error radica en que cuando se pesa un objeto que desplaza un volumen determinado de aire, la masa aparente (la que nos indica la balanza) es menor que la masa real en una cantidad que es igual a la masa del aire desplazado por el objeto. Este mismo efecto, por supuesto también tiene lugar cuando se calibra la balanza con las pesas patrón. Se llama efecto boya a la fuerza aparente que disminuye la masa medida, requiriéndose una corrección de masa siempre que la densidad del objeto pesado no sea igual a la densidad de las pesas patrón (que suele ser 8,0 g/mL). Dicha corrección se lleva a cabo mediante la ecuación del efecto boya. F1 Efecto boya: Fuerza aparente que disminuye la masa medida respecto de la real d=1,33 g/mL m´=100 g Masa real = 100,08 g N. Campillo Seva

11 Corrección del efecto boya (m/m´)
d = 1 g/mL d = 2,16 g/mL Agua Corrección del efecto boya (m/m´) d = 4,45 g/mL Cloruro sódico Nitrato de plata La corrección del efecto boya depende de la densidad de la sustancia pesada y disminuye en tanto que la densidad de la sustancia a pesar se acerque a la densidad de las pesas patrón. Densidad del objeto pesado, g/mL La corrección es mínima si la densidad de la sustancia se acerca a la de las pesas patrón N. Campillo Seva

12 BALANZAS AUXILIARES Balanza granataria auxiliar:
- Capacidad máxima: 150 – 200 g Precisión del orden de ±1 mg (10 veces mayor que la balanza macroanalítica) Existen balanzas para cargas de hasta 25 kg y ± 0,05 g de precisión. F1 Las balanzas auxiliares son balanzas de menor precisión que las analíticas, y que resultan muy útiles en el laboratorio bioanalítico cuando no se requiere gran sensibilidad muy alta ni tampoco gran exactitud. Las balanzas auxiliares ofrecen ventajas de rapidez, robustez y gran capacidad. Las balanzas auxiliares de mayor sensibilidad tienen una capacidad máxima de 150 a 200 g, con una precisión próxima a 1 mg, diez veces menor que una balanza macroanalítica. Algunas balanzas auxiliares tienen una capacidad máxima de hasta 25 kg con una precisión de ± 0,05g. Ventajas: rapidez, robustez, gran capacidad… ¿Cuándo usarlas? Cuando no se requiere gran precisión en la pesada Ha de pesarse una masa elevada de sustancia N. Campillo Seva

13 3. Material volumétrico GRADUADO AFORADO MATERIAL DISEÑADO
Exactitud MATERIAL DISEÑADO PARA DESCARGAR, TD PARA CONTENER, TC pipeta graduada aforada y automática bureta matraz Erlenmeyer vaso de precipitados aforado probeta GRADUADO AFORADO Función El material volumétrico básico del laboratorio analítico se clasifica según su función (según haya sido diseñado para descargar o para contener) y según su exactitud (graduado o aforado). El material diseñado para contener suele llevar grabado “TC 20 °C”, que significa contenedor (to contain) a 20 °C. El material diseñado para verter lleva grabado “TD” que significa para verter (to deliver) o “TT” que significa para transferir (to transfer). N. Campillo Seva

14 MATERIAL VOLUMÉTRICO GRADUADO
pipeta graduada probeta vaso de precipitados matraz Erlenmeyer La probeta, el matraz Erlenmeyer, el vaso de precipitados y la pipeta graduada se engloban dentro del grupo de material volumétrico graduado (de baja exactitud en la medida); habiendo sido diseñadas la probeta y la pipeta graduada para descargar líquido y el vaso de precipitados y el matraz Erlenmeyer para contenerlo. F1 F2 F3 F4 N. Campillo Seva

15 MATERIAL VOLUMÉTRICO AFORADO
Pipeta automática pipeta aforada bureta matraz aforado El matraz aforado, la bureta, la pipeta aforada y la pipeta automática se engloban dentro del grupo de material volumétrico aforado (de alta exactitud en la medida); habiendo sido diseñado el matraz para contener y la bureta, la pipeta aforada y la automática para descargar líquido. F1 F4 F2 F3 N. Campillo Seva

16 BURETA Tolerancia de buretas Clase A Clase A: mayor calidad.
Las capacidades más comunes son de 25 y 50 mL, graduadas cada 0,1 mL Clase A: mayor calidad. Química Analítica Tolerancia de buretas Clase A Volumen de la bureta, mL Graduación más pequeña, mL Tolerancia, mL 5 0,01 ± 0,01 10 0,05 ó 0,02 ± 0,02 25 0,1 ± 0,03 50 ± 0,05 100 0,2 ± 0,10 44, ,05 mL La bureta es un tubo generalmente de vidrio fabricado con precisión que tiene una graduación que permite medir el volumen de líquido vertido a través de una llave que controla el flujo. La marca 0 mL siempre está en el extremo superior. Las buretas más comúnmente usadas en el laboratorio son de 25 y 50 mL de capacidad, viniendo graduadas cada 0,1 mL. Las buretas de Clase A son las de calidad más exactas y las que suelen emplearse en los laboratorios de Química Analítica, sus tolerancias se hallan entre ±0,01 y ±0,1 mL correspondiendo a capacidades de 5 y 100 mL, respectivamente. Si la lectura de volumen en una bureta de 50 mL clase A (tolerancia ±0,05 mL) es de 45 mL, el volumen real estará comprendido entre 44,95 y 45,05 mL. Llave F1 N. Campillo Seva

17 ¿Cómo tomar la lectura de volumen?
Se debe estimar siempre la décima entre dos rayas: 9,68 mL Sustancias coloreadas: doble menisco Nivel del menisco Dejar fluir el líquido a velocidad siempre < 20 mL/min Evitamos error de paralaje Para leer el nivel de líquido en una bureta el ojo debe estar a la misma altura que la superficie libre de líquido para evitar el “error de paralaje”. La superficie de la mayoría de los líquidos forma un menisco cóncavo, cuyo nivel determina la lectura de volumen. Las disoluciones muy coloreadas puede parecer que tengan dos meniscos; en estos casos, se puede usar cualquiera de los dos para hacer la medida. La lectura de bureta se debe estimar con una aproximación de la décima de una división entre dos rayas. El líquido debe fluir suavemente por las paredes de la bureta. La tendencia de un líquido a adherirse al vidrio disminuye si el líquido se vierte lentamente (alrededor de 10 mL/min), en cualquier caso nunca debe superar la velocidad de 20 mL/min. Si se observa que quedan gotas adheridas a la pared de la bureta, será necesario limpiarla con detergente y un cepillo adecuado. Si esa limpieza resulta insuficiente, se puede limpiar con disolución mezcla de peroxidisulfato y ácido sulfúrico. Cuando se llena la bureta con una nueva disolución, debe enjuagarse varias veces con pequeñas porciones de dicha disolución y desechar los lavados. Esta técnica debe aplicarse con cualquier otro recipiente. Si quedan gotas de disolución adheridas a la pared interna: Detergente y cepillo (NH4)2S2O8 y H2SO4, con cuidado. F1 Antes de usarla: Enjuagarla varias veces con la disolución con que se vaya a trabajar N. Campillo Seva

18 ¿Burbujas? Líquido Líquido Llave Líquido Líquido Líquido Burbuja de
aire Líquido Líquido Líquido F1 El alojamiento de burbujas de aire debajo de la llave de la bureta ocurre con bastante facilidad, pudiendo resultar una fuente de error si estas burbujas se llenan de líquido. La bajada del nivel del líquido invertida en rellenar la burbuja, se contabilizará como volumen de líquido liberado por la bureta. Por tanto el drenaje de las burbujas resulta imperativo antes de comenzar a trabajar. En el caso en que la burbuja no sea liberada por la punta de la bureta al abrir la llave, se recomienda taponar la salida de la bureta y abrir la llave para que la burbuja fluya hacia arriba. N. Campillo Seva

19 BURETA ELECTRÓNICA Lectura digital
Vierte hasta 99,99 mL en incrementos de 0,01 mL, desde la botella de reactivo Alimentada con batería REACTIVO La bureta electrónica no puede ser catalogada como material básico de laboratorio pues es posible prescindir de ella, sin embargo, se usa en algunos laboratorios de análisis de rutina. Esta bureta, que es alimentada por una batería, se acopla a la botella que contiene el reactivo, vertiendo volúmenes de hasta 99,99 mL en incrementos de 0,01 mL. F1 N. Campillo Seva

20 Parte posterior de la marca Parte frontal de la marca
Tolerancia de matraces volumétricos de clase A Capacidad del matraz, mL Tolerancia, mL 1 ± 0,02 2 5 10 25 ± 0,03 50 ± 0,05 100 ± 0,08 200 ± 0,10 250 ± 0,12 500 ± 0,20 1000 ± 0,30 2000 ± 0,50 MATRACES AFORADOS Se fabrican de capacidades de 1 mL a 5 L Matraces de PP: Análisis de trazas F2 Menisco Parte posterior de la marca Parte frontal de la marca F3 Marca de 500 mL Los matraces aforados se fabrican con capacidades que van de 1 mL a 5 L, y están calibrados para contener un volumen determinado de disolución a 20 °C, cuando la base del menisco toca el centro de la señal de enrase de su cuello. Los matraces se utilizan para la preparación de disoluciones, para ello se disuelve en el matraz la masa deseada del reactivo, empleando algo menos de líquido que el necesario para llegar al enrase, seguidamente se disuelve mediante una suave agitación, ajustando el líquido al enrase cuando todo el sólido haya sido disuelto. El mejor modo de controlar la operación de enrasar a la marca es añadir las últimas gotas del líquido con un cuentagotas o pipeta Pasteur en vez de con el frasco lavador. Los matraces de clase A son los de mayor calidad, garantizando el fabricante tolerancias que van desde ±0,02 a ±0,5 mL para capacidades de 1 y 2000 mL, respectivamente. El vidrio se caracteriza por adsorber trazas de sustancias químicas, especialmente las catiónicas. En determinados procedimientos se recomienda mantener el matraz limpio lleno de una disolución de ácido clorhídrico de 3 a 6 M durante 1 hora, lavándolo con agua destilada antes de volver a usarlo. Los matraces de polipropileno son muy útiles en este sentido, ya que su tendencia a adsorber sustancias químicas es menor que la del vidrio. Vidrio: adsorber trazas de cationes. HCl 3-6 M, 1 h y enjuagar con agua destilada F1 N. Campillo Seva

21 PIPETAS Pipeta aforada Marcas de calibración Pipeta graduada
Si la pipeta es de un único enrase: No soplar para verter la última gota Las pipetas graduadas de 1 y 2 mL tienen tolerancias similares a las aforadas F1 Las pipetas permiten la transferencia de volúmenes medidos de un recipiente a otro. La figura (a) muestra una pipeta aforada de doble enrase, este tipo de pipetas están calibradas para verter el líquido contenido entre las dos marcas de enrase. Aquellas pipetas aforadas que sólo presentan un enrase, están calibradas para verter desde el enrase hasta la punta de la pipeta pero sin soplar la última gota de disolución que queda en su punta. La figura (b) muestra una pipeta graduada, diseñada para descargar volúmenes variables. Una pipeta aforada siempre es más exacta que la graduada, aunque en el caso de las pipetas de 1 y 2 mL, las tolerancias son similares para pipetas aforadas y graduadas. Pipeta graduada Exactitud de la pipeta aforada > Exactitud de la pipeta graduada N. Campillo Seva

22 Tolerancias para pipeta aforada Manejo de una pipeta aforada
Tolerancia de pipetas aforadas de Clase A Volumen, mL Tolerancia, mL 0,5 ± 0,006 1 2 3 ± 0,01 4 5 10 ± 0,02 15 ± 0,03 20 25 50 ± 0,05 100 ± 0,08 - Succionamos líquido por encima del enrase. Nunca con la boca. Lo desechamos y repetimos la operación. Tomamos un tercer volumen (y retiramos el succionador tapando con el dedo índice el extremo superior y enrasando). Se seca el exceso de líquido de la pared externa. Apoyando sobre la pared interna del recipiente donde se va a verter el líquido, se deja fluir hasta: ▪ llegar al segundo enrase ▪ descargar la pipeta, sin soplar la última gota Pera de goma Las pipetas aforadas de clase A presentan tolerancias que van desde ±0,006 a ±0,08 mL para volúmenes de 0,5 y 100 mL, respectivamente. ¿Cómo se maneja una pipeta aforada? En primer lugar se succiona líquido hasta por encima de la señal de enrase, haciendo uso de un succionador o pera de goma, nunca con la boca. Se debe desechar esta primera alícuota y repetir si es necesario. Luego se toma un tercer volumen por encima de la señal de enrase y se retira rápidamente el succionador tapando con el dedo índice el extremo de la pipeta. Mientras se retira el succionador, se apoya la pipeta suavemente contra el fondo del recipiente de donde se tomó el líquido, impidiéndose así que el líquido fluya por debajo de la señal de enrase mientras se coloca el dedo. El exceso de líquido de la pared exterior se seca con papel y se deja drenar el líquido hasta la señal del enrase en un vaso cualquiera. Seguidamente, manteniendo la punta de la pipeta apoyada en la pared interna del recipiente donde se quiere verter el líquido, se deja drenar lentamente por gravedad hasta el segundo enrase (en caso de doble enrase) o hasta el final sin soplar la última gota (en caso de pipeta de un único enrase). Cuando el líquido deja de verter se deja la pipeta unos segundos más apoyada en la pared interna del recipiente para completar el vertido. No se debe dejar nunca que se sequen las disoluciones dentro de la pipeta, después de su uso se debe lavar con agua destilada o dejarla sumergida en agua destilada hasta que se vaya a lavar. F2 Succionador F1 N. Campillo Seva

23 MICROPIPETAS Vierten de 1 a 1000 µL (algunos modelos hasta 5 mL)
Puntas de PP: Estables a la mayoría de disoluciones acuosas y disolventes orgánicos, salvo CHCl3 y ácidos H2SO4 y HNO3 concentrados. Tolerancias de micropipetas, según el fabricante Volumen pipeta, µL Al 10% del volumen de la pipeta Al 100% del volumen de la pipeta Exactitud, % Precisión, % Pipetas ajustable 0,2 – 2 ± 8 ± 4 ± 1,2 ± 0,6 1 – 10 ± 2,5 ± 0,8 ± 0,4 2,5 – 25 ± 4,5 ± 1,5 ± 0,2 10 – 100 ± 1,8 ± 0,7 ± 0,15 30 – 300 100 – 1000 ± 1,6 ± 0,5 ± 0,3 ± 0,12 Pipetas fijas 10 25 100 500 ± 0,18 1000 Datos obtenidos de Hamilton CO, Reno NV. F2 Las micropipetas o pipetas automáticas vierten volúmenes que van desde 1 a 1000 µL, alojándose el líquido en una punta de plástico desechable. Las puntas de polipropileno son las más usadas por su estabilidad frente a la mayoría de las disoluciones acuosas y frente a muchos disolventes orgánicos, excepto al cloroformo y a los ácidos nítrico y sulfúrico concentrados. La precisión de las micropipetas viene dada por el fabricante y oscila entre ±0,6 y ±0,12% para las de volumen variable de 0,2 a 2 µL y de 100 a 1000 µL, respectivamente, y considerando el 100% del volumen de su capacidad. Los valores de precisión aumentan hasta un ±4 y ±0,5% si se considera el 10% de la capacidad de la micropipeta. La exactitud y precisión de las pipetas automáticas dependen de la habilidad y experiencia del operador y se recomienda su calibración periódica. F1 N. Campillo Seva

24 Manejo de una micropipeta
Se coloca la punta Se ajusta el volumen deseado Se aprieta el émbolo hasta el 1er tope Se sumerge en la disolución a tomar: la profundidad depende del volumen a tomar Se libera lentamente el émbolo Se saca la punta del recipiente deslizando la punta por la pared interna del mismo o se seca con papel - Se apoya la punta de la micropipeta la pared interna del recipiente donde se quiere verter la disolución Se presiona el émbolo lentamente hasta el primer tope Esperamos unos segundos a que caiga el líquido por las paredes internas de la punta - Se presiona rápidamente hasta el 2º tope para verter el resto de la disolución F1 Para usar una micropipeta, primero se acopla una punta nueva, ajustando el volumen deseado generalmente con un botón situado en la parte superior de la pipeta. Con estas pipetas se desplaza un volumen conocido y ajustable (en el caso de las pipetas automáticas de volumen variable) de aire de la punta desechable oprimiendo el botón pulsador superior de la pipeta hasta un primer tope. Seguidamente manteniéndola en posición vertical se sumerge unos 3,5 cm en la disolución del reactivo y se suelta el botón pulsador, lo que hace que se aspire el líquido por la punta de plástico. La punta se coloca contra la pared del recipiente donde se quiere liberar el líquido y se oprime de nuevo el botón pulsador hasta el primer tope, y tras un segundo, se oprime otra vez hasta el segundo tope, lo que vacía completamente la punta. N. Campillo Seva

25 MICROJERINGAS Aguja Cuerpo de vidrio Émbolo
Si se le acoplan dispensadores digitales, bajan al 0,5%. Comercializadas de 1 a 500 µL Exactitud y precisión cercanas al 1% Aguja Cuerpo de vidrio Émbolo Las microjeringas se comercializan en tamaños de 1 a 500 µL, con precisión y exactitud próximas al 1%, porcentaje que puede disminuir cuando se les acoplan dispensadores digitales. Cuando se va a usar una microjeringa, deben tomarse y desecharse varios volúmenes de líquido, para limpiar las paredes internas. No deben tomarse ácidos fuertes con microjeringa pues atacan las agujas de acero, pudiendo provocar contaminación por hierro. Uso: se deben tomar y desechar varias alícuotas para limpiar las paredes internas de la jeringa y eliminar burbujas. No usar para ácidos fuertes pues atacan la aguja de acero y aparece contaminación por Fe N. Campillo Seva

26 Calibración del material volumétrico
Medir el volumen real correspondiente a una cantidad indicada Calibración del material volumétrico Certificado del fabricante: Valor verdadero ± Tolerancia Minimización de errores sistemáticos Densidad del agua Volumen de 1 g de agua (mL) T (ºC) Densidad (g/mL) A la T mostradaa Corregido a 20 ºCb 10 0, 1,0014 1,0015 11 0, 1,0016 12 0, 1,0017 13 0, 1,0018 14 0, 1,0019 15 0, 1,0020 16 0, 1,0021 17 0, 1,0023 18 0, 1,0025 19 0, 1,0027 20 0, 1,0029 21 0, 1,0031 22 0, 1,0033 23 0, 1,0035 24 0, 1,0038 25 0, 1,0040 26 0, 1,0043 1,0042 27 0, 1,0046 1,0045 28 0, 1,0048 1,0047 29 0, 1,0051 1,0050 30 0, 1,0054 1,0053 a Corregido por efecto boya b Corregido por efecto boya y la dilatación del vidrio de borosilicato ¿Cómo se calibra? Midiendo la masa de agua contenida o trasvasada por el recipiente y transformándola en volumen por medio de la densidad del agua. Si se requiere gran exactitud Disolución Vidrio Dilatación térmica La calibración del material volumétrico es el proceso de medir la cantidad real de volumen que corresponde a la cantidad indicada en la escala del instrumento en cuestión. La calibración del material volumétrico puede evitar errores sistemáticos en los análisis. Para calibrar el material volumétrico se mide la masa de agua contenida o trasvasada por el recipiente, empleando la densidad del agua para transformar masa en volumen. Si se requiere gran exactitud en la calibración, es necesario considerar la dilatación térmica tanto de las disoluciones como del vidrio si se producen cambios de temperatura. La tabla de la diapositiva muestra el volumen de 1 g de agua a distintas temperaturas corregido por el efecto boya y además de por dicho efecto por la dilatación del vidrio de borosilicato. Se puede observar a través de los datos que el agua se dilata un 0,02% por cada grado centígrado para temperaturas próximas a 20 ºC. El vidrio borosilicatado se dilata un 0,0010% por cada grado a temperaturas próximas a la ambiente. Dilatación del H2O: 0,02%/ºC para T cercanas a 20 ºC Dilatación del vidrio Pyrex y otros vidrios borosilicatados: 0,001%/ºC para T cercanas a la ambiente. En gran parte de los trabajos experimentales NO se considera N. Campillo Seva

27 Crisol de filtración Gooch
SISTEMA DE FILTRACIÓN AL VACÍO Crisol de filtración Gooch Al aire Adaptador de goma A vacío Embudo de vidrio Vidrio poroso Crisol de filtración Gooch F1 La filtración es un proceso básico de separación comúnmente llevado a cabo en el laboratorio cuando se requiere disponer de disoluciones libres de partículas en suspensión o es necesario recoger el producto sólido. Al líquido donde se precipita o cristaliza una sustancia se le llama aguas madres y al líquido que atraviesa el filtro se le llama filtrado. Este proceso suele estar implicado en la etapa de preparación de la muestra en el proceso analítico. Muchos precipitados se pueden recoger en un embudo o crisol de vidrio fritado (también llamado crisol de filtración Gooch). La placa de vidrio poroso permite el paso de líquidos, reteniendo los sólidos. Si se requiere conocer la masa exacta de sólido recogida, se seca el embudo a 110 °C y se pesa, tras recoger el sólido y volver a secarlo junto con el precipitado, se calcula dicha masa por diferencia. F2 Kitasato Trampa N. Campillo Seva

28 FILTRACIÓN POR GRAVEDAD CON EMBUDO CÓNICO
Embudos cónicos F2 Cuando el precipitado recogido va a ser calcinado posteriormente, el filtrado se lleva a cabo en papel de filtro sin cenizas, que es un papel que deja muy poco residuo tras la calcinación. Si se emplea un embudo cónico, el papel se dobla en cuatro cuartos, se corta una esquina y se acopla a éste. Se termina de ajustar el papel al embudo empleando un poco de agua destilada. De forma general para filtrar se pasa al filtro la suspensión del precipitado en el líquido ayudándose de una varilla de vidrio, con el fin de evitar pérdidas por salpicaduras. F1 ¿Cuándo se emplea este tipo de filtración? Si se requiere calcinar el producto sólido recogido N. Campillo Seva

29 5. Preparación de disoluciones patrón
Ej. 250 mL de K2SO4 0,2 M Supuesto 1: Partimos del compuesto químico sólido. ¿Masa de sólido necesaria? 2. ¿Es necesario calentar para disolver el sólido?. Pesada en balanza analítica bien en vaso de precipitados o en matraz aforado. 3. Añadimos agua y disolvemos por agitación o calentando. 4. Si se disolvió en vaso de precipitados, trasvasamos al matraz aforado de 250 mL lavando varias veces el vaso y llevando los líquidos de lavado al matraz. 5. Enrasamos hasta la marca con agua, ayudándonos de un cuentagotas. 6. Se tapa el matraz y se invierte varias veces: homogeneización. 7. Se traspasa a un frasco contenedor, previamente enjuagado con alícuotas de la propia disolución. Etiquetado del recipiente contenedor. La preparación de disoluciones patrón se considera como una operación básica en cualquier laboratorio analítico y de vital importancia pues puede resultar la base de los resultados obtenidos en un determinado proceso analítico. En la diapositiva aparecen reflejados los pasos para la preparación de una disolución a partir de un producto sólido (sulfato potásico). N. Campillo Seva

30 Preparación de disoluciones patrón Ej. 250 mL de K2SO4 0,2 M
Supuesto 2: Partimos de una disolución más concentrada de dicho compuesto químico; por ej. 1 M. ¿Volumen necesario a tomar de la disolución concentrada? 2. Añadimos agua y enrasamos hasta la marca ayudándonos de un cuentagotas. 3. Se tapa el matraz y se invierte varias veces: homogeneización. 4. Se traspasa a un frasco contenedor, previamente enjuagado con alícuotas de la propia disolución. Etiquetado del recipiente contenedor. Vi x Ci = Vf x Cf Es habitual que la disolución patrón se prepare por dilución de otra más concentrada, los pasos a seguir en este caso también aparecen reflejados en la diapositiva. N. Campillo Seva

31 6. Secado DE SUSTANCIAS DESECADORES
Precauciones: Rotular el material a secar Cubrir los sólidos: evitamos contaminaciones Reactivos, precipitados y material de vidrio se secan en estufa a 110 ºC. Las sustancias secadas se mantienen en desecador hasta ser usadas Desecador ordinario Desecador de vacío DESECADORES Engrasado: Cierre hermético En el laboratorio el secado de reactivos, precipitados y material de vidrio en general lleva a cabo en una estufa a 110 °C. Precauciones importantes durante el secado son la rotulación de todo aquello que se introduzca en la estufa, así como cubrir todos los sólidos contenidos en sus recipientes. Para mantener un sólido libre de humedad, debe de mantenerse en un desecador una vez que haya sido secado en la estufa. Un desecador es un recipiente cerrado que contiene un agente de secado llamado desecante. Los bordes de la tapa del desecador se engrasan para conseguir un cierre hermético. Para abrir un desecador se desliza la tapa horizontalmente. Los sólidos se colocan en sus recipientes sobre la placa de porcelana, que presenta una serie de orificios para que el agente desecante, que se halla en la base del desecador, actúe eliminando la humedad de la atmósfera interior del desecador. Placa de porcelana Base: agente desecante F1 N. Campillo Seva

32 Eficiencia de los agentes desecantes
Agente desecante Fórmula Agua remanente en la atmósfera, µg/L Perclorato de magnesio anhidro Mg(ClO4)2 0,2 Anhidrona Mg(ClO4)2 ● 1-1,5H2O 1,5 Óxido de bario BaO 2,8 Alúmina Al2O3 2,9 Pentóxido de fósforo P4O10 3,6 Sulfato de calcio (drierita) CaSO4 67 Gel de sílice SiO2 70 Los agentes desecantes más usados aparecen en la tabla de la diapositiva junto con su fórmula química y el agua residual que permanece en la atmósfera interior del desecador en unidades de µg/L. El perclorato de magnesio anhidro es el agente desecante más eficaz. N. Campillo Seva

33 CRÉDITOS DE LAS ILUSTRACIONES – PICTURES COPYRIGHTS
Logo Portada OCW-UM. Autor: Universidad de Murcia. Dirección web: Página 3, F1. Fuente: “Quantitative Chemical Analysis”, Seventh Edition, © 2007 W.H. Freeman and Company. Página 3, F2. Autor: Jérôme. Dirección web: Página 3, F3. Autor: Cjp.24. Dirección web: Página 3, F4. Autor: Epop. Dirección web: Página 3, F5. Autor: André. Dirección web: Página 3, F6. Dirección web: Página 3, F7. Autor: Deglr6328. Dirección web: Página 4, F1. Fuente: “Quantitative Chemical Analysis”, Seventh Edition, © 2007 W.H. Freeman and Company. Página 6, F1. Autor: Leandro Maranghetti Lourenco. Dirección web: Página 7. F1 y F2. Fuente: “Quantitative Chemical Analysis”, Seventh Edition, © 2007 W.H. Freeman and Company. Página 8, F1. Autor: Leandro Maranghetti Lourenco. Dirección web: Página 8, F2. Autor: Walkerma. Dirección web: Página 8, F3. Dirección web: Página 8, F4. Dirección web: Página 9, F1. Dirección web: Página 10, F1. Autor: Leandro Maranghetti Lourenco. Dirección web: Página 11, F1. Fuente: “Quantitative Chemical Analysis”, Seventh Edition, © 2007 W.H. Freeman and Company. Página 12, F1. Autor: André Luis Carvalho; Leandro Maranghetti Lourenco. Dirección web: Página 14, F1. Autor: Hannes Grove. Dirección web: Página 14, F2. Autor: Hannes Grove. Dirección web: Página 14, F3. Dirección web: Página 14, F4. Dirección web: Página 15, F1. Dirección web: Página 15, F2. Autor: Mysid (original by Quantockgoblin). Dirección web: Página 15, F3. Autor: Gmhofmann. Dirección web: Página 15, F4. Autor: kOchstudiO. Dirección web: Página 16, F1. Fuente: “Quantitative Chemical Analysis”, Seventh Edition, © 2007 W.H. Freeman and Company. Página 17, F1. Fuente: “Quantitative Chemical Analysis”, Seventh Edition, © 2007 W.H. Freeman and Company. N. Campillo Seva

34 CRÉDITOS DE LAS ILUSTRACIONES – PICTURES COPYRIGHTS
Página 18, F1. Fuente: “Quantitative Chemical Analysis”, Seventh Edition, © 2007 W.H. Freeman and Company. Página 19, F1. Fuente: “Quantitative Chemical Analysis”, Seventh Edition, © 2007 W.H. Freeman and Company. Página 20, F1, F2 y F3. Fuente: “Quantitative Chemical Analysis”, Seventh Edition, © 2007 W.H. Freeman and Company. Página 21, F1. Fuente: “Quantitative Chemical Analysis”, Seventh Edition, © 2007 W.H. Freeman and Company. Página 22, F1. Dirección web: Página 22, F2. Dirección web: Página 23, F1. Fuente: “Quantitative Chemical Analysis”, Seventh Edition, © 2007 W.H. Freeman and Company. Página 23, F2. Autor: Retama. Dirección web: -Página 24, F1. Dirección web: Página 27, F1. Fuente: “Quantitative Chemical Analysis”, Seventh Edition, © 2007 W.H. Freeman and Company. Página 27, F2. Autor: Lilly_M. Dirección web: Página 28, F1. Fuente: “Quantitative Chemical Analysis”, Seventh Edition, © 2007 W.H. Freeman and Company. Página 28, F2. Autor: Nickele. Dirección web: Página 31, F1. Fuente: “Quantitative Chemical Analysis”, Seventh Edition, © 2007 W.H. Freeman and Company. N. Campillo Seva