Material de laboratorio: Clasificación y funciones

Tanto el cine como la televisión han instaurado en el imaginario colectivo la idea de que los laboratorios son lugares donde se agolpan numerosos montajes experimentales y donde gran cantidad de material de laboratorio y líquidos de todos los colores se encuentran en ebullición. Y, aunque esto pueda tener parte de verdad, no deja de ser una parodia de lo que realmente ocurre dentro de un laboratorio. 

Dejando aparte el color de los líquidos, que queda muy bien en la pantalla, si que es cierto que en un laboratorio existe una gran cantidad de material del que el químico se sirve para llevar a cabo tanto la determinación de las sustancias que forman parte de una muestra como las reacciones químicas que dan lugar a la síntesis de diferentes compuestos químicos.

Todos estos materiales de laboratorio básicos, aunque en un principio puedan parecer tener formas extrañas, poseen unas funciones específicas dentro del laboratorio y es parte del técnico de laboratorio conocer cada una de ellas y emplearlas en las funciones para las que ha sido diseñado.

En esta entrada, vamos a describir parte de los materiales de laboratorio de química y los objetos de laboratorio que podemos encontrarnos. Para ello, vamos a distinguir dos grandes grupos, por un lado aquellos derivados de las metodologías clásicas y por otro los derivados de las técnicas instrumentales.

¿Qué instrumentos de laboratorio podemos encontrar?

Materiales de laboratorio derivados de las metodologías clásicas

Aunque el estudio del cambio que sufre la materia es algo que se lleva haciendo desde la antigüedad por mano de estudiosos y alquimistas, no es hasta el siglo XVIII cuando Antoine Lavoisier (1743-1794) revoluciona esta ciencia y la acerca al método científico. Este desarrollo impulsó la creación de gran cantidad de instrumentos de laboratorio que ayudarían desde entonces a los químicos al desarrollo de la ciencia.

El material de vidrio se convertiría a partir de entonces en la base de las operaciones químicas, más si cabe cuando se trabaja con líquidos. Gracias a su baja reactividad frente a gran cantidad de compuestos químicos y la capacidad de aguantar altas temperaturas, se pueden llevar a cabo diversas reacciones químicas en su seno sin que este sufra daño o interfiera en el proceso.

Dentro del material de laboratorio de vidrio más empleado en los laboratorios podemos encontrar:

• Vaso de precipitados: es un elemento ampliamente empleado en el laboratorio para calentar, traspasar o medir líquidos. Hay que tener en cuenta que aunque gran cantidad de ellos poseen una graduación, esta es aproximada, no siendo útil para la preparación de disoluciones de concentración conocidas.
• Matraz Erlemeneyer: se trata de un matraz de forma cónica empleado de forma similar al vaso de precipitados. Su boca, estrecha comparada con el resto del cuerpo del matraz, hace que se pueda agitar el líquido que albergue con facilidad evitando pérdida del mismo. Esto lo convierte en el material más adecuado a la hora de hacer valoraciones.
• Matraz aforado: se trata de un recipiente que permite albergar en su interior un volumen de líquido perfectamente conocido. Esto permite la preparación de disoluciones con una muy buena precisión.
• Probeta: elemento cilíndrico graduado destinado a medir volúmenes de líquidos sin una gran precisión.
• Pipetas: material empleado para el trasvase de líquidos donde se mide con una gran exactitud el volumen tomado. Estas pueden ser graduadas o aforadas.
• Bureta: recipiente cilíndrico, alargado y graduado, de gran precisión, destinado a realizar valoraciones de líquidos.
• Balones de fondo redondo: se trata de un matraz con forma esférica con paredes más gruesas de lo normal, por lo que aguanta bien los cambios bruscos de temperatura. Están destinados al calentamiento de líquidos o como reactor químico.
• Embudo cónico: empleado para el trasvase de líquidos.
• Embudo de decantación: elemento destinado a separar líquidos inmiscibles de posean diferente densidad.
• Tubos de ensayo: tubo de vidrio abierto por uno de los extremos empleados para hacer ensayos y reacciones a pequeña escala, pudiendo soportar calentamientos directamente a la llama.

Estos no son más que unos pocos ejemplos de los materiales de laboratorio de vidrio que podemos encontrarnos.

Por otro lado, el metal también se emplea mucho en el laboratorio. Mientras que el primero se emplea para la realización de ensayos químicos, el segundo forma el esqueleto de los montajes. Los soportes y las pinzas metálicas se emplean para mantener el material de laboratorio de vidrio en la posición adecuada para poder desarrollar la actividad química. 

Los materiales de laboratorio de plástico también están presentes. Muchos de los utensilios de laboratorio producidos tradicionalmente en vidrio también encuentran su análogo en plástico, presentándose así en una alternativa más económica a la hora de montar un laboratorio. El plástico presenta una serie de ventajas respecto al vidrio que lo hace idóneo en determinadas circunstancias:

a. El plástico suele ser mucho más económico que el vidrio.

b. Los materiales de laboratorio de plástico son más resistentes a roturas.

c. El plástico soporta el ataque de disoluciones muy básicas, no siendo así en el caso del vidrio.

Por el contrario, posee también una serie de desventajas claras:

a. El plástico no soporta temperaturas elevadas.

b. En general, las superficies se degradan con mayor velocidad respecto a las de vidrio.

Teniendo todo esto en cuenta, es labor del técnico superior en laboratorio de análisis y control de calidad de valorar en qué condiciones es mejor emplear material de laboratorio de química.

Por último, los equipos cerámicos es el último gran grupo de materiales con el que podemos encontrarnos. Debido a su naturaleza frente a la temperatura, la función principal de los materiales de laboratorio de porcelana es la de servir de recipientes que resistan de forma eficaz los importantes choques térmicos con los que se puede trabajar. Así, los crisoles y las cápsulas cerámicas se emplean a la hora de trabajar a altas temperaturas sin que estos recipientes se fundan o se quiebren.

Materiales de laboratorio derivados de la química instrumental

Con la llegada de la electrónica y la informática, la química ha podido desarrollar utensilios de laboratorio que facilitan mucho el trabajo, abriendo incluso nuevas ramas en la investigación de los procesos químicos que tienen lugar en el seno de una reacción.

La mayoría de estos instrumentos de laboratorio se basan en las propiedades de la luz y la electricidad, y como los reactivos químicos pueden perturbar estas propiedades dependiendo de la concentración en la que se encuentren.

Dentro de esta rama instrumental, podemos encontrar los siguientes instrumentos de laboratorio:

• Polarímetro: equipo destinado a determinar la pureza de las sustancias químicas midiendo la desviación de la luz cuando ésta atraviesa dicha sustancia.
• Refractómetro: mide la desviación del índice de refracción de la luz al atravesar un líquido. Se emplea para la determinación de ciertas características, como puede ser la humedad, la pureza, etc.
• Espectrómetro: estos equipos están destinados a ver cómo afecta la radiación sobre la materia. Dependiendo del tipo de radiación que hagamos incidir sobre los compuestos químicos, podremos determinar la estructura del mismo, la concentración o incluso la masa molecular.
• Cromatografía líquida de alta resolución (HPLC): equipos destinados a la separación de los distintos compuestos que forman una mezcla. Con la llegada de la informatización, además de ser una técnica exclusivamente separativa se ha convertido en una técnica cuantitativa, permitiendo conocer las cantidades presentes de cada uno de los compuestos de una mezcla.
• Cromatografía de gases (CG): metodología similar a la anterior pero que evapora los compuestos para trabajar con ellos en forma gaseosa, dando mejor resolución que en el caso del HPLC.
• Resonancia magnética nuclear (RMN): equipo que es capaz de determinar la configuración espacial de las moléculas orgánicas al enfrentarla a altos campos magnéticos.

Aquí solo se ha visto una pequeña cantidad del conjunto de todos los materiales de laboratorio y su función que podemos encontrarnos en un laboratorio de química. La química es una ciencia viva que evoluciona con el paso del tiempo, por lo que cada vez aparecen más utensilios de laboratorio que permiten la realización de nuevos procesos y análisis.