Calentamiento

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¡Estás que ardes! Bienvenido a la sección más caliente de esta web, aquí te vamos a mostrar la importancia de la operación de calentamiento en el laboratorio químico, los tipos de calentamiento que hay y los aparatos de laboratorio especialmente diseñados para llevar a cabo este tipo de trabajo.

¿En qué consiste la operación de calentamiento?

La operación de calentamiento consiste en aumentar la temperatura de un cierto cuerpo, transfiriendo calor desde un elemento con temperatura alta a uno con temperatura baja, que se encuentra situado próximo a éste último.

El calentamiento puede hacerse súbitamente (a llama por contacto) o paulatinamente (por conducción o convección). El calor también se traspasa por medio de las radiaciones, como por ejemplo, cuando tomamos el sol o por medio de materiales, cuando calentamos redomas de laboratorio, frascos o matraces, por ejemplo.

¿Cuáles son las formas en las que se transmite el calor?

  • Conducción: Proceso de transferencia de calor entre dos cuerpos que se encuentran en contacto directo.
  • Convección: Es una forma de transferencia de calor (sin intercambio de materia) que lo traspasa entre zonas de diferente temperatura. Este tipo de transferencia sólo se da por medio de materiales, agua evaporada o algún tipo de fluído.
  • Radiación: La radiación térmica la producen los cuerpos por el mero hecho de estar a una cierta temperatura y está generada por el movimiento de las partículas que hay en la materia.

¿Cuál es la diferencia entre temperatura y calor?

Seguro que más de una vez has oído la típica frase… ¡que calor hace! o ¡que calor tengo!

Bueno pues he de decirte que estas expresiones no son del todo ciertas en el mundo científico, resulta que el calor se transfiere entre dos cuerpos cercanos que están a diferente temperatura.

Siempre se transfiere calor del cuerpo con la temperatura más alta hacia el de más baja temperatura hasta que ambas temperaturas se igualan y se llega al equilibrio térmico.

Concretamente, el calor es el responsable del aumento o bajada de temperatura y depende de la cantidad de materia, es decir, dos masas de agua diferentes pueden tener la misma temperatura, pero la mayor masa tendrá más calor sólo por el hecho de ser mayor, y tendrá una capacidad más grande de transferencia de calor.

Por lo tanto, las expresiones científicamente correctas deberían de ser las siguientes: ¡Cuánto calor se me está transfiriendo del exterior! o ¡que temperatura tan alta tengo!

¡Los científicos hablamos siempre con propiedad! ¡Utilízalas en tu vida habitual o en la discoteca y nos cuentas los resultados!

¿Por qué es tan importante calentar?

Una gran parte de reacciones químicas necesitan calor para vencer la barrera energética que impide que tengan lugar. También se favorece el movimiento de los átomos en las disoluciones, aumentando la probabilidad de choque entre ellos y por tanto la reactividad.

En muchas ocasiones se superan los requerimientos cinéticos al aumentar la temperatura y otras veces esta variación hace que la reacción se vuelva espontánea termodinámicamente.

llama de cerilla

¿Cuáles son los instrumentos para calentar más utilizados en el laboratorio?

Dependiendo del tipo de calentamiento requerido y la temperatura que se desee alcanzar en cada proceso, se utilizan diferentes aparatos como: estufas, hornos de mufla, hornos convencionales, mecheros, desecadores, baños de agua, de aceite, de arena, placas calefactoras, mantas calefactables, autoclaves…

¿Qué tipos de calentamiento existen?

Existe un método de calentamiento convencional dónde el calor se transmite desde fuera del cuerpo hacia dentro, consiguiéndose una temperatura más alta en el exterior del objeto que calentamos (más cerca de la fuente de calor) que en su interior.

Otro tipo de calentamiento es el llamado por microondas, dónde la radiación incide directamente en las moléculas del interior del objeto a calentar, trasmitiéndose esta temperatura hacia la zona de las paredes.

Cabe destacar que este proceso es totalmente independiente de la conductividad térmica del recipiente.

¿Para qué se calienta una reacción química?

Básicamente se pretende influir en la cinética de la reacción. Una posibilidad es que al calentar, se aporta una cierta energía que corresponde a la energía de activación de la reacción para que sea capaz de comenzar. La velocidad a la cual una reacción se lleva a cabo depende estrechamente de la temperatura a la que se encuentre, aumentando proporcionalmente con ésta, ya que se producen más choques efectivos. Se estima que un incremento de 12ºC prácticamente duplica la velocidad de reacción.

¿Cuáles son las partes de una llama?

Uno de los calentamientos más comunes y que conllevan mayor riesgo es el calentamiento a llama.

Es necesario conocer las diferentes partes de la llama ya que en cada una de ellas existe una determinada temperatura.

Así seremos capaces de aportar la temperatura que necesitamos en cada caso, aproximando el objeto a la zona de la llama adecuada.

Veamos a continuación en una imagen estas partes y la temperatura de cada una de ellas.

zonas de la llama y temperaturas

Precauciones a la hora de calentar

A continuación te mostramos una lista de una serie de pautas de seguridad que se recomiendan a la hora de proceder a calentar cualquier cosa en el laboratorio.

  1. Aleja los mecheros de los botes de reactivos durante su uso.
  2. Los líquidos inflamables no se deben de calentar al mechero.
  3. Los recipientes totalmente cerrados no deben calentarse ya que podría aumentar la presión o el volumen del reactivo que contiene en su interior y provocar explosiones violentas.
  4. Al calentar los tubos de ensayo, su boca nunca debe de estar apuntando hacia el operario ni hacia las personas que estén trabajando a su lado.
  5. Al dejar de utilizar el mechero Bunsen o similares es necesario cerrar correctamente la llave del gas.
  6. Si detectas la presencia de gas por el olfato, no enciendas ningún tipo de aparato eléctrico y si alguno estuviera encendido apágalo inmediatamente.
  7. No enciendas ninguna fuente de ignición ante una fuga de gas.
  8. Abre todas las puertas y ventanas, y evacua adecuadamente el laboratorio cerrando la llave general y si no solucionara el problema comunicárselo a las autoridades pertinentes.

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