Física y Química 3.º ESO · El laboratorio: material e instrumentos de medida
Recuerda: el material básico del laboratorio
Objetivo: Al terminar, sabrás nombrar el material básico del laboratorio, decir para qué sirve cada pieza y elegir el instrumento adecuado para cada medida.
Recuerda
El material de laboratorio
En el laboratorio cada pieza tiene una función. Casi todo el material es de vidrio (resistente al calor y a muchos productos químicos), aunque también hay piezas de metal, porcelana, madera y plástico.
Para contener, mezclar y calentar
| Material | Para qué sirve |
|---|---|
| Vaso de precipitados | Contener, mezclar y calentar líquidos. Sus marcas son aproximadas: no sirve para medir volúmenes con precisión. |
| Matraz Erlenmeyer | Mezclar y agitar sin salpicar (es cónico, con cuello estrecho). |
| Tubo de ensayo (con gradilla y pinzas de madera) | Hacer reacciones con poca cantidad de sustancia. |
| Cápsula de porcelana | Evaporar líquidos calentando. |
| Vidrio de reloj | Pesar sólidos o tapar un vaso. |
| Cristalizador | Dejar que una disolución se evapore despacio para obtener cristales. |
Para medir volúmenes (de menos a más precisión)
Probeta → bureta y pipeta (se llena con una pera o propipeta, nunca con la boca) → matraz aforado (mide un único volumen exacto, marcado con un aforo).
Otro material
Embudo (con papel de filtro, para filtrar), varilla de vidrio (agitar), frasco lavador (agua destilada), espátula (coger sólidos), cuentagotas, mortero (triturar), mechero Bunsen o placa calefactora (calentar), soporte con nuez, pinza y aro, trípode y rejilla (sujetar y calentar), embudo de decantación (separar dos líquidos que no se mezclan, como agua y aceite), matraz de fondo redondo o balón (calentar líquidos durante mucho tiempo, por ejemplo en una destilación).
De qué está hecho cada material
- Vidrio (casi todo): es transparente, se limpia bien y no reacciona con la mayoría de las sustancias. El que se calienta es un vidrio especial resistente al calor.
- Porcelana (cápsula, mortero, crisol): aguanta temperaturas muy altas.
- Metal (soporte, nuez, aro, trípode, espátula): sujeta y aguanta peso y calor.
- Madera (pinzas para tubos, gradilla): no conduce bien el calor, así que no quema la mano.
- Plástico (frasco lavador, algunas probetas): ligero e irrompible, pero no se puede calentar.
Cómo se calienta en el laboratorio
- Un vaso o un matraz: sobre una rejilla apoyada en un trípode (o en un aro sujeto al soporte), con el mechero debajo; o directamente sobre una placa calefactora.
- Un tubo de ensayo: sujeto con una pinza de madera, inclinado, moviéndolo suavemente sobre la llama y con la boca apuntando hacia donde no haya nadie.
- El material de medida (probeta, pipeta, bureta, matraz aforado) nunca se calienta: el calor lo deforma y deja de medir bien.
Instrumentos de medida
| Magnitud | Instrumento |
|---|---|
| Longitud | regla, cinta métrica, calibre |
| Masa | balanza |
| Volumen de un líquido | probeta, pipeta, bureta |
| Tiempo | cronómetro |
| Temperatura | termómetro |
| Fuerza | dinamómetro |
| Magnitudes eléctricas | polímetro |
Hoy también se mide con sensores (los del móvil, por ejemplo) y se practica con laboratorios virtuales (simuladores en el ordenador).
Puntos clave
- El vaso de precipitados sirve para contener y calentar, no para medir con precisión.
- Para medir volúmenes: probeta; con más precisión, pipeta, bureta o matraz aforado.
- La pipeta se llena con pera o propipeta, nunca con la boca.
- Cada magnitud tiene su instrumento: balanza (masa), termómetro (temperatura), dinamómetro (fuerza), cronómetro (tiempo)…
- El material de vidrio es transparente y no reacciona con casi nada; la porcelana aguanta mucho calor; la madera no quema la mano.
- Un vaso se calienta sobre rejilla y trípode (o placa calefactora); un tubo de ensayo, con pinza de madera, inclinado y sin apuntar a nadie.
- El material de medida no se calienta nunca.
Errores frecuentes
ErrorMedir un volumen con el vaso de precipitados porque «tiene rayitas».
Cómo corregirloSus marcas son orientativas. Para medir, usa la probeta (o la pipeta si necesitas más precisión).
ErrorConfundir el matraz Erlenmeyer con el matraz aforado.
Cómo corregirloEl Erlenmeyer es cónico y sirve para mezclar; el aforado tiene el cuello largo con una sola marca (el aforo) y sirve para medir un volumen exacto.
ErrorLlamar «peso» a la balanza o «medidor» al dinamómetro.
Cómo corregirloUsa los nombres correctos: la balanza mide masas (g, kg) y el dinamómetro, fuerzas (N).
ErrorCalentar un vaso de precipitados directamente sobre la llama, sin rejilla.
Cómo corregirloPon siempre una rejilla entre la llama y el vidrio: reparte el calor y evita que el vaso se rompa.
Ejemplos resueltos
Ejemplo 1. Separar arena y sal situación real (elegir material)
Tenemos una mezcla de arena y sal. Queremos disolver la sal en agua, separar la arena por filtración y recuperar la sal evaporando el agua. ¿Qué material necesitamos en cada paso?
Resolución
- Disolver: vaso de precipitados, agua (frasco lavador) y varilla de vidrio para agitar.
- Filtrar: embudo con papel de filtro, sujeto con un aro a un soporte, y otro vaso de precipitados (o un Erlenmeyer) debajo para recoger el líquido.
- Evaporar: cápsula de porcelana sobre una rejilla y un trípode, y un mechero (o una placa calefactora). Si queremos cristales grandes, mejor un cristalizador y dejar evaporar despacio.
Ejemplo 2. ¿Vaso o probeta? comparación de precisión
Necesitamos 40 mL de agua para un experimento. Sobre la mesa hay un vaso de precipitados de 250 mL con marcas cada 50 mL y una probeta de 50 mL con marcas cada mililitro. ¿Cuál usamos?
Resolución
La probeta: aprecia 1 mL y su capacidad (50 mL) es algo mayor que lo que queremos medir. En el vaso, 40 mL quedarían entre las marcas de 0 y 50 mL, así que solo podríamos «calcular a ojo». El vaso sirve después para contener o calentar el agua ya medida.
Ejercicios
De menos a más. Intenta cada uno antes de mirar la solución.
1. Fácil
Relaciona cada material con su uso:
- Pipeta 2. Matraz aforado 3. Mortero 4. Vidrio de reloj 5. Gradilla 6. Nuez
a) Sujetar tubos de ensayo. b) Medir con precisión un volumen pequeño de líquido. c) Unir una pinza al soporte. d) Triturar sólidos. e) Pesar una pequeña cantidad de sólido. f) Preparar un volumen exacto de una disolución.
Ver solución
1-b, 2-f, 3-d, 4-e, 5-a, 6-c.
- Pipeta → b) medir con precisión un volumen pequeño.
- Matraz aforado → f) volumen exacto de una disolución.
- Mortero → d) triturar sólidos.
- Vidrio de reloj → e) pesar sólidos.
- Gradilla → a) sujetar tubos de ensayo.
- Nuez → c) unir la pinza al soporte.
2. Fácil
¿Qué instrumento usarías para medir…? a) La masa de una goma de borrar. b) El tiempo que tarda una bola en bajar por un plano inclinado. c) La temperatura del agua de un vaso. d) 25 mL de alcohol. e) El peso (una fuerza) de un estuche. f) El diámetro de un lápiz.
Ver solución
a) Balanza. b) Cronómetro. c) Termómetro. d) Probeta. e) Dinamómetro. f) Calibre (o regla, con menos precisión).
a) Balanza (masa). b) Cronómetro (tiempo). c) Termómetro (temperatura). d) Probeta (volumen de un líquido). e) Dinamómetro (fuerza, en newtons). f) Calibre; con regla se puede, pero aprecia solo 1 mm y el lápiz mide unos 7 mm.
3. Media
Dibuja el montaje para filtrar una mezcla de agua y arena y rotula cada pieza.
Ver solución
Soporte con aro, embudo con papel de filtro, vaso de precipitados debajo (y varilla para verter).
Debe aparecer: soporte vertical; aro sujeto al soporte (con su nuez, si lo dibujas con pinza); embudo apoyado en el aro con el papel de filtro doblado en cono; un vaso de precipitados debajo, con el extremo del embudo tocando su pared para que no salpique; y una varilla de vidrio para guiar el líquido al verterlo.
Para practicar más
1. Fácil
Corrige las frases que estén mal: a) «Medí 30 mL de agua con el vaso de precipitados.» b) «Llené la pipeta aspirando con la boca.» c) «Calenté el agua en una probeta.» d) «Agité la mezcla en un matraz Erlenmeyer.»
Ver solución
a) Mejor con probeta. b) Con pera o propipeta. c) En un vaso de precipitados (la probeta no se calienta). d) Correcta.
a) El vaso no mide con precisión: hay que usar una probeta. b) Nunca se pipetea con la boca: se usa una pera o propipeta. c) El material de medida (probeta, pipeta, bureta) no se calienta: el calor lo deforma y deja de medir bien. Se calienta en un vaso de precipitados o en un Erlenmeyer. d) Correcta: su forma cónica evita salpicaduras al agitar.
2. Media
Busca en tu cocina tres objetos que hagan el mismo trabajo que un material o instrumento de laboratorio (por ejemplo, el vaso medidor). Para cada uno di a qué material se parece y si crees que es más o menos preciso.
Ver solución
Respuesta abierta. Por ejemplo: vaso medidor ↔ probeta (menos preciso); báscula de cocina ↔ balanza (menos sensible); colador ↔ embudo con filtro; termómetro de cocina ↔ termómetro.
Ejemplos válidos: vaso medidor ↔ probeta o vaso de precipitados (sus marcas suelen ir de 50 en 50 mL o de 25 en 25 mL: menos preciso que una probeta); báscula de cocina ↔ balanza (suele apreciar 1 g, frente a 0,1 g o 0,01 g de la del laboratorio); colador o filtro de café ↔ embudo con papel de filtro; mortero de cocina ↔ mortero; termómetro de horno o de cocina ↔ termómetro; cucharilla ↔ espátula.
3. Fácil
Escribe el nombre del material: a) Cilindro de vidrio graduado, con base, para medir volúmenes de líquidos. b) Tubo largo graduado con llave en la parte de abajo. c) Recipiente de porcelana, poco hondo, para evaporar. d) Pieza metálica que une una pinza o un aro al soporte. e) Recipiente de plástico con tubo que sirve para echar agua destilada.
Ver solución
a) Probeta. b) Bureta. c) Cápsula de porcelana. d) Nuez. e) Frasco lavador.
a) Probeta. b) Bureta (la llave deja salir el líquido gota a gota). c) Cápsula de porcelana. d) Nuez. e) Frasco lavador (o frasco lavador de agua destilada).