Volumen: Materiales volumétricos

Introducción

El material volumétrico es sin duda una herramienta clave para múltiples industrias como la textil, la farmacéutica, alimenticia y muchas otras más.

Existen múltiples instrumentos que nos ayudan a realizar tareas de alta precisión y exactitud, pero también a transportar, contener o entregar sustancias.

En este artículo daremos un repaso a los diferentes instrumentos con los que podemos contar, además de los materiales de construcción y otros detalles importantes.

Algo de historia

Como toda la ciencia, el material volumétrico sin duda tiene orígenes mucho antes de lo que podríamos imaginarnos, pues no sólo la modernidad se ha encargado de crear herramientas que nos faciliten las tareas.

En la antigüedad solían utilizar recipientes más burdos quizá, pero cumplían un fin específico y eso los vuelve antepasados históricos de lo que conocemos actualmente como material volumétrico. Reconociendo que las grandes culturas antiguas de todo el mundo también utilizan alguna u otra forma de material volumétrico, daremos un salto hasta el siglo XVII, hasta Francis Home, quien en 1756 bajo la necesidad de teñir tejidos, realiza múltiples experimentos con potasa y ácido sulfúrico, en sus ensayos describe todo su proceso y menciona que contaba con “la solución estándar, un dispositivo para medir el volumen de la solución (que en esa ocasión fue una cucharilla de té) y un medio para medir el cese de la efervescencia.

Más adelante encontramos al químico francés Descroizilles quien le da nombre a las pipetas y las buretas. La primera bureta con llave, hecha de metal, fue desarrollada por Etienne Henry en 1846. Diez años más tarde se introducen las buretas con llave de vidrio con Friedrich Mohr.

Así podemos seguir enlistando los grandes científicos que nos dejaron sus aportaciones y fueron añadiendo más y más instrumentos para que así las tareas se vuelvan cada vez más sencillas, precisas y exactas.

Algunos conceptos básicos

En la actualidad la industria exige procesos cada vez más confiables y esto impacta directamente en los instrumentos que utilizamos. Los fabricantes de instrumentos nos ayudan a comprender las características de los instrumentos que empleamos a través de ciertos conceptos que explicaremos a continuación.

Precisión

Se trata de la capacidad que tiene un instrumento de otorgar el mismo resultado en mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones. Para un instrumento de volumetría es la cantidad de líquido que puede medir.

Exactitud

La exactitud es la capacidad que tiene un instrumento volumétrico o material de volumetría de otorgar una medida muy cercana al valor de la magnitud real. La exactitud depende de los errores sistemáticos que intervienen en la medición, y en los materiales de laboratorio está representado por un error relativo que se encuentra rotulado en el material de volumetría.

Ajuste

El ajuste nos indica el uso que se le debe dar a cada instrumento. Estos ajustes vienen de fábrica y se encuentran tabulados en el instrumento. Se expresan mediante abreviaturas:

  • TD (Ex): Indica que el instrumento es para transferir o entregar.
  • TC (In): Indica que el instrumento es para contener.

Temperatura

Es la temperatura recomendada que debe tener el líquido que se va a medir y se encuentra impresa en el instrumento.

Tiempo de expulsión

Es el tiempo que tarda el líquido en salir del material de volumetría (TEx). Se encuentra registrado en el instrumento. Se expresa como un número sumado a la sigla Ex (Ex+TEx). En algunos instrumentos se representa con la letra S que indica vaciado rápido.

Tolerancia

La tolerancia representa la clase de exactitud que tiene el instrumento de volumetría. Se encuentra especificada con una marca en la rotulación del material de volumetría. Estas marcas pueden ser:

  • Clase A/AS: Expresa que la tolerancia del volumen está dentro de los límites fijados por las normas DIM e ISO.
  • Clase B: Expresa que la tolerancia del volumen está dentro del doble de los límites de error para la clase A/AS.

Rotulación

Es una etiqueta impresa en el instrumento donde se detalla toda la información del instrumento, como su volumen, el error de medida, la tolerancia, el tiempo de expulsión, el país de origen y la unidad de medida.

Capacidad

Es el volumen de un fluido que puede contener un material.

Categorización del material volumétrico

En realidad, existe una gran cantidad de material volumétrico y lo podríamos agrupar de distintas maneras. En esta ocasión describiremos cuatro categorías.

Por exactitud:

  • Materiales volumétricos de precisión: usualmente son utilizados para transferir muestras y soluciones estándar.
  • Materiales volumétricos graduados: utilizados para medir reactivos y otras operaciones.

Según el tipo de medida:

  • Graduado: cuenta con marcas rotuladas en el instrumento que indican el volumen a medir.
  • Aforado: cuenta con una o dos marcas que indican hasta donde se debe llenar de líquido para obtener la medida deseada.
    • Aforo simple: cuentan con un solo aforo o marca para indicar el volumen.
    • Aforo doble: cuentan con dos aforos.

Según el tipo de uso:

  • Para contener: Instrumentos que como lo dice su categoría sirven únicamente para contener líquidos y son de gran exactitud en esta tarea. Sin embargo, si se utilizan para entregar, podremos encontrar errores en las mediciones.
  • Para entregar: estos instrumentos nos ayudan a trasladar líquidos de un contenedor a otro con gran exactitud.

Material volumétrico

Ya que analizamos las categorías en las que se puede dividir el material, ahora es tiempo de enlistar algunos de los instrumentos más comunes.

Vasos de precipitado

Instrumentos de baja precisión, usualmente empleados para contener líquidos, tratar muestras, etc.

Vienen en distintos tamaños desde 5 mL hasta 5 L y los podemos encontrar de vidrio o plástico.

Probetas

Estos instrumentos son útiles para medir volúmenes, pero también para contener y entregar diferentes sustancias.

Encontramos probetas de plástico y vidrio y en cuanto a capacidad existen probetas menores a los 10 mL hasta 2 L.

Matraz Erlenmeyer

Estos instrumentos tienen un cuello angosto, pero un fondo amplio y por lo regular son empleados en circuitos de reacciones o para contener sustancias por periodos prolongados de tiempo.

Podemos encontrarlos en diferentes capacidades como 50 mL, 100 mL, 250 mL, 500 mL, etc.

Buretas

Tubos de longitud considerable, se encuentran graduadas y son empleadas en mediciones volumétricas. Algunas de ellas cuentan con llaves en la parte inferior para dispensar líquido controlado.

Existen diferentes capacidades desde los 5 mL, hasta los 100 mL o más.

Podemos encontrar dos tipos de buretas:

  • Geissler:  vidrio esmerilado y una llave en la parte inferior. Estas buretas no deberán contener líquidos por mucho tiempo pues puede deteriorar su funcionamiento.
  • Mohr: Cuentan con un tubo de goma en la parte inferior en lugar de la llave.

Pipetas

Estos instrumentos son de forma cilíndrica, u se usan normalmente para extraer líquidos de recipientes. Son de vidrio y las podemos dividir en dos categorías:

  • Volumétricas: cuentan con un aforo y son utilizadas para extraer un volumen específico con gran exactitud. Igualmente podemos encontrarlas de diferentes capacidades desde 0,5 mL hasta 200 mL.
  • Graduadas: cuentan con marcas de graduación para trasladar cantidades específicas y retener líquido. Las hay de vaciado parcial o total.

Micropipetas

Estos instrumentos transfieren volúmenes conocidos de pocos microlitros y mililitros. Utilizan puntas de plástico desechables. En sí son como jeringas para desplazar volúmenes.

Matraces aforados

Este instrumento es utilizado para realizar medidas de gran exactitud de soluciones. El volumen debe medirse hasta la marca del aforo que se encuentra en el cuello del matraz. Existen los matraces clase A y clase B.  los encontramos con y sin tapón y en capacidades que van desde los 5 mL hasta los 2 L.

Matraz Kitasato

En ocasiones también llamado matraz Buchner, este instrumento es muy similar al Erlenmeyer, la única diferencia es una pequeña salida lateral. Estos matraces son ideales para procesos de reacciones químicas. En cuanto a capacidad existen desde 250 mL hasta 2 L.

Jarras graduadas

Estos instrumentos suelen emplearse para contener líquidos, además cuentan para contener picos para transferir líquidos y poseen una graduación impresa.

Conclusiones

Como ya vimos existe una gran variedad de instrumentos volumétricos que nos ayudan a realizar tareas de medición, contención, transferencia y más. Aunque es importante recalcar que estos instrumentos pueden presentar errores y tienen especificaciones y tolerancias que varían, por lo que es importante tener calibraciones periódicas de los mismos para que podamos corregir estos errores y realizar mediciones más confiables y asegurar la calidad en nuestros procesos

Bibliografía    

            IMNC (2009) NMX-Z-055-IMNC-2009 Vocabulario Internacional de Metrología. México: IMNC

            Garibay, G. (2019) Conocimiento y manejo de material de laboratorio parte I. Recuperado el 19/12/22. Disponible en: https://productosdelaboratorio.com/blogs/noticias/material-de-cristaleria-mas-comun

Noguera, B. (2020) Material volumétrico. Recuperado el 19/12/22. Disponible en: https://www.ingenieriaquimicareviews.com/2020/07/material-de-volumetria.html

            BRAND (2022) Trabajar con material volumétrico en vidrio. Recuperado el 19/12/22. Disponible en: https://www.brand.de/es/aplicaciones/trabajar-con-material-volumetrico-en-vidrio

            Martín, Y; Torres, S. (2022) Material de uso frecuente en el laboratorio. Recuperado el 19/12/22. Disponible en: https://www.uv.es/gammmm/Subsitio%20Operaciones/3%20material%20de%20uso%20frecuente%20COMPLETO.htm#:~:text=3.1.2%20Material%20volum%C3%A9trico&text=En%20este%20grupo%20se%20incluyen,A%20y%20de%20clase%20B.

            Pradillo, B. (2017) Historia del material de un laboratorio químico. Recuperado el 19/12/22. Disponible en: https://www.orbitalesmoleculares.com/historia-del-material-laboratorio-quimico/#:~:text=La%20titulometr%C3%ADa%20(volumetr%C3%ADa)%20comenz%C3%B3%20en,de%20la%20industria%20textil%20mecanizada.

Si estás interesado en el área de volumen o tienes alguna duda, en LACE podemos ayudarte. No dudes en contactarnos a los teléfonos: 5553611185, 55 5504 6793 y al correo: cotiza@lacecalibracion.com

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *