Equipos de refrigeración para laboratorios

nevera de laboratorio

La refrigeración utilizando refrigerantes de laboratorio es una tarea imprescindible, ya que recrea las condiciones necesarias para que se lleve a cabo una reacción o protege a ciertos compuestos de la descomposición.

¿En qué consiste la operación de refrigerar?

La operación de refrigeración no es más que la retirada de calor de un cuerpo, o el descenso de temperatura en el mismo. Esta operación debe de estar estratégicamente pensada para obtener un beneficio ya que muchas veces un enfriamiento puede ser contraproducente.

¿Cuáles son los tipos de sistemas de refrigeración?

Los sistemas de refrigeración son unas mezclas de diferentes componentes que mantienen una temperatura baja constante. Los sistemas de refrigeración más comunes son: Mezcla hielo-agua, mezcla hielo-sal inorgánica, hielo seco, líquidos criogénicos o la técnica del dedo frío entre otros.

Éstas mezclas se introducen generalmente en recipientes del tipo de un vaso Dewar (Contenedor con doble capa de vidrio o similar) para conservar sus propiedades refrigerantes.

Los instrumentos más utilizados en las operaciones de refrigeración del laboratorio son los tubos refrigerantes o de condensación de cristal, neveras, congeladores, columna Vigreux…

A continuación vamos a explicar cómo se aplican las técnicas de refigeración descritas anteriormente:

  1. Mezcla agua-hielo: Es la mezcla más sencilla, manteniendo en contacto una fase líquida y una sólida, se consigue mantener la temperatura en torno a los 0-5ºC.
  2. Mezcla hielo-sal inorgánica: Dependiendo del tipo de sal y la proporción de la mezcla, se pueden conseguir temperaturas de entre -10 y -40ºC.
  3. El hielo seco no es más que dióxido de carbono sólido, su temperatura de sublimación ronda los -78ºC y es por ello por lo que permite bajar la temperatura a esas cifras.
  4. Los líquidos criogénicos son compuestos generalmente inertes por seguridad, que se encuentran en estado gas a temperatura ambiente, pero son tratados con altas presiones que los condensan hasta líquidos. Un ejemplo es el nitrógeno líquido, el cual es capaz de enfriar hasta los -196ºC siendo unos de los mejores líquidos criogénicos por su poder refrigerante su baja toxicidad y además es económico.
  5. Dedo frío: Se trata de serpentines metálicos con los que se enfrían los recipientes por inmersión, alcanzando temperaturas de alrededor de -50ºC.

¿Por qué es tan importante enfriar?

El proceso de refrigeración toma una suma importancia en las tareas de laboratorio, ya que se utiliza para conservar ciertos productos que pierden sus propiedades a elevadas temperaturas o pierden su composición.

Otras veces es necesario llevar a cabo las reacciones a baja temperatura para que tengan lugar, si queremos obtener un producto cinético o por ejemplo si una reacción es fuertemente exotérmica, este efecto de desprendimiento de calor puede contrarrestarse en cierta medida con refrigeración.

¿Cuál es la temperatura más baja del universo?

La temperatura más baja que existe en el universo es el denominado cero absoluto que coincide en la escala de temperaturas con el 0 en grados Kelvin.

Éste cero absoluto corresponde a unos -273,14 ºC, un valor que todavía nunca se ha llegado a obtener, aunque ya se han hecho experimentos en la actualidad a un picogrado kelvin, tan sólo una billonésima parte de grado por encima del cero absoluto.

Según las predicciones de Einstein-Bose a principios del siglo XX y las actuales investigaciones, a esa temperatura, los átomos no tienen energía para moverse y actúan de forma extraña y asemejándose a partículas cuánticas. De esta forma es posible estudiar los átomos en condiciones extremas para obtener datos hasta estos tiempos imposibles de conseguir.

Precauciones para evitar quemaduras por congelación

Hay que tener especial cuidado con los líquidos criogénicos como el hielo seco o el nitrógeno líquido, por lo que se deben de manipular utilizando guantes protectores y almacenarlos en recipientes sin tapa para evitar explosiones por expansión.

Éstos líquidos se evaporan muy rápidamente en contacto con la atmósfera de laboratorio, por lo que nunca deben ser manipulados en zonas sin la suficiente ventilación.

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