Tubo refrigerante (química) para niños
Un tubo refrigerante o condensador es una herramienta de laboratorio hecha de vidrio. Se usa para enfriar y convertir en líquido los vapores que salen de un recipiente de destilación. Esto se logra haciendo circular un líquido frío, como agua, a través del condensador.
Contenido
¿Cómo funciona un condensador?
Un condensador está formado por dos tubos de vidrio, uno dentro del otro.
- El tubo interior es por donde pasan los vapores calientes que queremos enfriar.
- El tubo exterior es por donde circula el líquido frío, que generalmente es agua.
Los extremos del tubo interior suelen tener conexiones especiales de vidrio para unirlos fácilmente con otros equipos de laboratorio. La parte de arriba puede estar abierta al aire o conectada a un sistema para evitar que entre aire o humedad.
El tubo exterior tiene dos conexiones para mangueras. Por una entra el líquido frío (como agua del grifo) y por la otra sale. Para que funcione mejor, el líquido frío suele entrar por la conexión de abajo y salir por la de arriba. Así, el vapor se enfría de manera más eficiente.
El líquido frío debe circular constantemente en dirección opuesta a los vapores. Esto asegura que siempre haya una temperatura adecuada para que el vapor se convierta en líquido. No se necesita un flujo muy rápido de agua para que el enfriamiento sea correcto.
¿Cómo se calcula el calor?
En un condensador, el calor se transfiere del vapor caliente al líquido frío. Esto se puede entender con una idea sencilla: el calor que pierde el vapor es el mismo que gana el líquido frío.
La cantidad de calor que se intercambia se calcula con una fórmula: 
Donde:
- Q es el calor que se intercambia.
- m es la masa (la cantidad) de la sustancia.
- ce es el calor específico (cuánto calor necesita una sustancia para cambiar su temperatura).
- tf es la temperatura final.
- ti es la temperatura inicial.
Usos principales de los condensadores
Los condensadores se usan mucho en el laboratorio para dos procesos importantes:
Reflujo
En el proceso de reflujo, un líquido se calienta en un recipiente. Los vapores calientes que se forman suben al condensador, donde se enfrían y vuelven a convertirse en líquido. Este líquido gotea de nuevo al recipiente. Esto es útil para calentar una mezcla durante mucho tiempo sin que se pierda el líquido, ya que el vapor se recicla constantemente.
Destilación
En la destilación, los condensadores enfrían los vapores calientes de una mezcla para convertirlos en líquido y poder recogerlos por separado. En la destilación fraccionada, que sirve para separar líquidos con puntos de ebullición cercanos, se usa un condensador especial (como el de aire o Vigreux) para que los vapores suban más lentamente. Esto ayuda a que la separación de los diferentes líquidos sea mejor.
Para experimentos muy pequeños, existen equipos que combinan el recipiente de calentamiento y el condensador en una sola pieza. Esto hace que el proceso sea más eficiente y evita problemas de contaminación.
Tipos de condensadores
Existen varios tipos de condensadores, diseñados para diferentes necesidades:
Condensadores enfriados por aire
Condensador de aire
El condensador de aire es el más sencillo. Consiste en un solo tubo. El calor del vapor se disipa a través del vidrio y es enfriado por el aire de alrededor. Este tipo de condensador se usaba incluso en la alquimia. Se utiliza para la destilación fraccionada y para enfriar vapores a altas temperaturas. A veces se rellena con materiales como bolitas de vidrio para aumentar la superficie de enfriamiento.
Condensador Vigreux
El condensador Vigreux es una versión mejorada del condensador de aire. Se usa principalmente como una columna para la destilación fraccionada. A diferencia de los tubos rectos, el condensador Vigreux tiene unas hendiduras internas que aumentan mucho la superficie donde el vapor puede enfriarse. Esto lo hace más efectivo para separar líquidos. Fue nombrado por el químico Henri Vigreux.
Condensadores enfriados por agua
Condensador Liebig
El condensador Liebig es el tipo más simple de condensador enfriado por agua. Su tubo interior es recto, lo que lo hace más fácil de fabricar. Aunque lleva el nombre del químico alemán Justus von Liebig, él no lo inventó, pero sí lo hizo muy popular. Otros científicos lo habían desarrollado antes, como Christian Ehrenfried Weigel en 1771.
El condensador Liebig es mucho más eficiente que otros métodos antiguos porque usa agua para enfriar. El agua puede absorber mucho más calor que el aire, y al circular constantemente, mantiene el condensador frío. Por eso, puede enfriar una mayor cantidad de vapor.
Condensador Graham
Un condensador Graham tiene una espiral interna que recorre todo el largo del condensador. Hay dos formas de usarlo:
- En una, el líquido frío circula por la espiral y el vapor se condensa por fuera de ella. Esto permite que pase mucho vapor.
- En la otra, el líquido frío está en el tubo exterior y el vapor se condensa dentro de la espiral. Esta forma es mejor para recoger todo el líquido condensado, ya que el vapor tiene más contacto con la superficie fría.
Condensador Dimroth
El condensador Dimroth, nombrado por Otto Dimroth, es parecido al Graham. Tiene una doble espiral interna por donde pasa el líquido frío, y tanto la entrada como la salida del líquido están en la parte de arriba. Los vapores suben por el tubo exterior. Los condensadores Dimroth son muy eficientes y se usan a menudo en equipos llamados evaporadores rotatorios.
Condensador Allihn
El condensador Allihn, también conocido como condensador de bulbos o condensador de reflujo, fue nombrado por Félix Richard Allihn. Consiste en un tubo de vidrio largo con una camisa de agua exterior. El tubo interior tiene una serie de abultamientos y estrechamientos que aumentan la superficie donde los vapores pueden condensarse. Es ideal para el proceso de reflujo en el laboratorio.
Condensador Friedrichs
Un condensador Friedrichs (también llamado condensador en espiral o serpentín) tiene una gran espiral interna dentro de un cilindro más grande. El líquido frío fluye por el tubo interno, y los vapores que suben se enfrían y condensan sobre este tubo. Es más eficiente que un condensador Graham de tamaño similar porque ofrece una superficie de enfriamiento mucho mayor. Fue inventado por Fritz Walter Paul Friedrichs en 1912.
Otros líquidos para enfriar
Además del agua, los condensadores pueden enfriarse con otros líquidos, como el etanol refrigerado. Esto es útil cuando se necesita enfriar el condensador a temperaturas por debajo de 0 °C, por ejemplo, si el líquido que se va a condensar hierve a una temperatura muy baja.
También se pueden usar sólidos como hielo seco o mezclas (como acetona con hielo seco) en condensadores especiales llamados "dedos fríos". Estos también permiten enfriar a temperaturas muy bajas.
Galería de imágenes
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Uno de los tipos más simples — el condensador Liebig.
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Las dos configuraciones del condensador Graham.
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El condensador Dimroth.
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El condensador Allihn.
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El condensador Friedrich.
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Dos condensadores Liebig y un condensador Allihn
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El condensador Graham
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Dedos fríos
Véase también
En inglés: Condenser (apparatus) Facts for Kids
- Condensador de dedo frío
- Condensador (transferencia de calor)
