Evaporador rotativo para niños
Un evaporador rotativo es un aparato que se usa en los laboratorios de química para quitar de forma suave y eficiente los líquidos (llamados solventes) de las muestras, usando la evaporación. Cuando se menciona en libros de ciencia, a veces se dice "evaporador rotativo", pero otras veces se describe su uso de otra manera, como "la muestra se evaporó a presión reducida".
Estos evaporadores también se usan en la cocina especial para preparar líquidos concentrados o esencias.
El primer sistema de evaporador rotativo fue inventado por Lyman C. Craig. La empresa suiza Büchi lo vendió por primera vez en 1957. Otras marcas conocidas de evaporadores son EYELA, Heidolph, IKA y KNF. En los laboratorios de investigación, el modelo más común es el de mesa de 1 litro. Las versiones más grandes (de 20 a 50 litros) se usan en fábricas químicas para pruebas a gran escala.
Contenido
¿Cómo funciona un evaporador rotativo?
Un evaporador rotativo funciona porque al bajar la presión sobre un líquido, su punto de ebullición (la temperatura a la que hierve) también baja. Esto es muy útil en química.
¿Por qué es útil bajar el punto de ebullición?
En los laboratorios, a menudo se necesita quitar un solvente de una muestra sin calentarla demasiado. Muchas muestras son delicadas y se pueden dañar con el calor. Al reducir la presión, el solvente hierve a una temperatura mucho más baja, lo que permite separarlo sin dañar la muestra.
Por ejemplo, los solventes que hierven a baja temperatura, como el hexano o el acetato de etilo, se pueden quitar fácilmente de compuestos que son sólidos a temperatura ambiente. También se pueden separar solventes de líquidos si hay una buena diferencia en sus puntos de ebullición y se usa la presión adecuada.
¿Qué pasa con los solventes de alto punto de ebullición?
Solventes que normalmente hierven a temperaturas muy altas, como el agua (100 °C) o el dimetilsulfóxido (189 °C), también se pueden evaporar con un rotavapor si el sistema de vacío es muy potente y logra una presión muy baja. Por ejemplo, el agua puede hervir a menos de 50 °C si la presión se reduce mucho.
Sin embargo, para solventes como el agua, que forman enlaces fuertes y hierven a alta temperatura, a veces se usan otros métodos, como la liofilización (secado por congelación). Esto se debe a que estos solventes pueden "saltar" o "golpear" (hervir de forma brusca) más fácilmente en el rotavapor.
Ventajas del evaporador rotativo
Las principales ventajas de usar un evaporador rotativo son:
- La rotación del matraz crea una capa delgada de solvente caliente sobre una gran superficie. Esto hace que la evaporación sea más rápida.
- Las fuerzas de la rotación ayudan a evitar que el líquido "salte" o "golpee" bruscamente.
Estas características, junto con las comodidades de los aparatos modernos, permiten una evaporación rápida y suave, incluso para personas con poca experiencia.
Desventajas del evaporador rotativo
Una desventaja es que solo se puede trabajar con una muestra a la vez. Además, algunas muestras, como las mezclas de etanol y agua, pueden "saltar" o "golpear", lo que podría hacer que se pierda parte del material. Los científicos experimentados saben qué mezclas son propensas a esto y toman precauciones, como controlar la presión o la temperatura del baño de calentamiento.
Partes de un evaporador rotativo
Los componentes principales de un evaporador rotativo son:
- Una parte que hace girar el matraz o recipiente con la muestra.
- Un tubo por donde pasa el vapor que sale de la muestra. Este tubo también permite que el sistema esté al vacío.
- Un sistema de vacío que reduce mucho la presión dentro del aparato.
- Un baño de líquido caliente (normalmente agua) para calentar la muestra.
- Un condensador, que es un tubo con una espiral por donde pasa un líquido frío, o un "dedo frío" donde se ponen mezclas muy frías (como hielo seco y acetona). Aquí el vapor se enfría y vuelve a ser líquido.
- Un matraz de recogida en la parte de abajo del condensador, para juntar el solvente que se ha evaporado y vuelto a condensar.
- Un mecanismo (manual o motorizado) para levantar rápidamente el matraz de evaporación del baño caliente.
El sistema de vacío puede ser sencillo, como un aspirador de agua, o más complejo, como una bomba de vacío mecánica con un sistema de enfriamiento. Los aparatos modernos suelen tener controles digitales para el vacío, la temperatura y la velocidad de rotación.
Seguridad al usar un evaporador rotativo
Es muy importante tener cuidado al usar un evaporador rotativo:
- Cristalería: Puede haber peligro de que el vidrio se rompa si tiene grietas.
- Sustancias: Algunas sustancias pueden volverse inestables o peligrosas si se concentran demasiado o si se secan por completo.
- Partes giratorias: Hay que evitar que la ropa suelta, el pelo o los collares se enreden en las partes que giran. Si esto ocurre, la persona podría ser arrastrada hacia el aparato, lo que causaría roturas de vidrio, quemaduras o contacto con sustancias químicas.
- Reacciones: Si se trabaja con materiales que reaccionan con el aire, especialmente bajo vacío, una fuga podría permitir que entre aire al aparato y causar una reacción fuerte.
Usos del evaporador rotativo
Los evaporadores rotativos se usan para muchas cosas en el laboratorio, como:
- Separar y purificar sustancias.
- Separar mezclas de líquidos por destilación.
- Medir la cantidad de sustancias en mezclas.
- Preparar nuevos compuestos químicos.
- Quitar solventes de las muestras.
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Aparato de destilación simple.
