A Vidraria é há muito um componente central do laboratório de química.
A popularidade de longa data da Vidraria tem permanecido elevada porque é relativamente inerte, altamente durável, facilmente personalizável, e barata.
Por causa destas características desejáveis, o vidro tem sido utilizado para criar um vasto sortido de aparelhos. Não estar familiarizado com este equipamento pode levar a confusão, má utilização e catástrofe. Portanto, é necessário um sólido entendimento dos objectos de vidro para garantir a segurança e o sucesso no laboratório.
Este vídeo irá explorar muitas das peças comuns de vidro encontradas no laboratório.
O vidro de laboratório é fabricado com diferentes composições, cada uma possuindo propriedades únicas que são úteis em diferentes condições experimentais.
Equipamento feito a partir de vidro de grau de consumo, ou “soda-cal”, o vidro é o menos caro, e é adequado para muitas aplicações. No entanto, mudanças rápidas de temperatura podem causar a rachadura deste vidro.
O vidro borosilicato, que exibe pouca expansão térmica, é preferido em condições de stress térmico. Este vidro é fabricado através da adição de pequenas quantidades de boro, e é frequentemente utilizado em panificação, tais como Pyrex.
No entanto, tanto o borosilicato como o vidro padrão contêm impurezas, resultando numa qualidade óptica reduzida. Por conseguinte, um vidro composto de puro silício e oxigénio é utilizado em situações que requerem que o vidro seja transparente à luz UV. Isto é conhecido como sílica fundida ou quartzo fundido.
Agora que compreende os diferentes tipos de vidro utilizados no laboratório, vejamos os vidros comuns, bem como as parafernálias relacionadas.
Comecemos o nosso estudo com os vidros utilizados para análise qualitativa. Quaisquer medições, ou graduações, neste equipamento são aproximadas, e são melhor utilizadas para procedimentos que não requerem altos níveis de precisão. Em primeiro lugar, o copo, uma das peças de vidro mais comuns, está disponível numa gama de tamanhos. Os copos são frequentemente utilizados para segurar, misturar e aquecer reagentes. A maioria tem um pequeno lábio para derramar líquidos.
Test tubes, que são recipientes cilíndricos relativamente pequenos, são também utilizados para armazenar, aquecer e misturar produtos químicos. A sua concepção permite que múltiplas amostras sejam facilmente manipuladas, armazenadas e observadas de uma só vez.
Os vidros de relógio são utilizados quando é necessária uma grande área de superfície para um pequeno volume de líquido. Isto é comum para os procedimentos de cristalização e evaporação. Os vidros de relógio também podem ser utilizados como coberturas para copos.
A placa de cristalização é semelhante ao vidro do relógio, provando uma grande área de superfície para líquidos. No entanto, é mais comummente utilizado como recipiente para processos de banho. Finalmente, o frasco. Cada tipo de frasco é moldado para a sua finalidade, mas todos são concebidos com corpos largos e pescoços estreitos, permitindo que o conteúdo seja misturado sem derramar. São também facilmente equipados com rolhas. O frasco de Erlenmeyer é o mais comum. O fundo plano permite que seja directamente aquecido e utilizado em procedimentos simples de fervura e condensação.
P>Próximo, iremos rever os vidros utilizados para a medição precisa de líquidos. O cilindro graduado é utilizado para medir volumes semi-precisos, e entrega a outro recipiente. A superfície da maioria dos líquidos forma um menisco côncavo em vidraria estreita. O volume deve ser lido na parte inferior para maior precisão.
Embora o cilindro graduado seja versátil, os objectos de vidro volumétricos são utilizados quando é necessário um nível de precisão mais elevado. Os objectos de vidro volumétricos podem ser uma ordem de grandeza mais precisa do que um cilindro graduado. Cada peça é marcada ou com “TD” ou “TC”. Se o equipamento for calibrado para transportar o volume medido, é marcado com “TD” para “To deliver”. Inversamente, outras peças de vidro volumétrico só são calibradas para serem precisas enquanto se segura o volume medido, e são marcadas “TC” para “To Contain”.
O frasco volumétrico é utilizado para fazer e conter soluções de volumes precisos. Isto é feito dissolvendo primeiro o soluto, e depois adicionando solvente à graduação para diluir ao volume pretendido.
Embora os aparelhos que são precisos apenas para conter, a pipeta volumétrica é utilizada para fornecer um volume específico com um elevado grau de precisão. Uma lâmpada é utilizada para extrair o líquido, nunca por boca.
A bureta é utilizada para fornecer volumes variáveis, mas precisos, de líquido, controlados com a torneira. É frequentemente utilizada em experiências de titulação.
P>Próximo, o nosso estudo abrangerá objectos de vidro com usos processuais mais específicos.
P>Primeiro, o fundo redondo, ou balão a ferver, é concebido para permitir um aquecimento e agitação uniformes, para conduzir reacções químicas. Para evitar derramamentos, nunca deve ser enchido a mais de 50% do seu volume total.
Embora os funis tradicionais tenham uma forma familiar, pode haver variações dependendo do seu uso pretendido. Por exemplo, os funis utilizados para filtração por gravidade são equipados com papel de filtro dobrado. Os funis em pó têm hastes mais largas concebidas para dispensar sólidos e líquidos viscosos.
O funil separador é utilizado em extracções líquido-líquido para separar líquidos imiscíveis de diferentes densidades. Tem uma forma especializada, com um topo largo para mistura, e um fundo estreito que conduz a uma torneira para a separação. O balão e o funil de Büchner são utilizados para filtração a vácuo. O funil é tipicamente de cerâmica, com orifícios do tamanho de um alfinete no seu fundo plano. É encaixado no frasco com um colar de borracha para fornecer uma vedação hermética. O frasco assemelha-se a um Erlenmeyer em forma, mas tem um braço lateral farpado para a mangueira de vácuo.
Em alguns processos químicos, os vidros de laboratório podem precisar de ser selados, ligados, ou suportados. A selagem dos objectos de vidro é normalmente feita com uma rolha. Borracha e neopreno são utilizados em peças com pescoços padrão. Podem ser fabricados com furos para permitir a inserção de tubos, termómetros, ou agitadores, ao mesmo tempo que ainda fornecem uma vedação hermética.
Bujões de vidro são utilizados para vedar equipamentos com acessórios de vidro moído. Estes fornecem uma forte vedação, mas a possibilidade de se fixar vidro a vidro requer a utilização de massa lubrificante para juntas. A massa lubrificante para juntas também deve ser utilizada quando se ligam duas peças de vidro. No entanto, uma vez que estas juntas não são mecanicamente fortes, são utilizados grampos de ligação de plástico para evitar a sua separação.
Quando é necessário um suporte estrutural adicional, os objectos de vidro são frequentemente fixados no lugar. Os grampos fornecem este suporte ligando-se ao pescoço de uma peça numa extremidade, e um suporte de retorta na outra. Embora alguns objectos de vidro devam ser sempre fixados, o grampo também pode ser utilizado para assegurar que os componentes se mantêm na vertical durante um procedimento.
Agora que já examinámos muitas das peças de vidro encontradas em laboratórios profissionais, discutiremos algumas das suas muitas utilizações.
Observação de reacções espontâneas de ocorrência natural podem ser realizadas no laboratório, replicando as suas condições originais. Os objectos de vidro são vitais para estas investigações devido à sua natureza inerte e durável.
Na experiência Miller-Urey, o ambiente da terra primitiva foi simulado num frasco de fundo redondo para investigar a síntese abiótica de compostos orgânicos. Um grande colector de vidro entrelaçado ajudou a fornecer os gases atmosféricos necessários, os quais foram depois deflagrados, simulando a iluminação. O produto foi pipetado para fora do frasco para evitar contaminação, e armazenado para posterior investigação.
Quando se sintetizam moléculas orgânicas, é frequentemente necessário aplicar calor durante longos períodos de tempo. Neste exemplo, uma reacção de acoplamento cruzado carbono-carbono foi realizada utilizando um aparelho feito a partir de três peças de vidro. O aparelho – feito a partir de um frasco de fundo redondo, um condensador de refluxo, e um borbulhador de óleo – permite que a solução seja fervida indefinidamente, sem perder volume ou alterar a pressão.
Acabou de assistir à introdução de JoVE ao Equipamento de Laboratório de Vidro Comum e suas Utilizações. Deve agora estar familiarizado com os vidros utilizados para aplicações qualitativas, de medição, e processuais.
Agradecimentos para observar!