Aparelhos e Utensílios Gerais, que Podem ser Usados no Laboratório.

Ramequim
Um Ramequim. Pode ser Usado em Laboratório, como Cápsula de Porcelana ou Cristalizador. Fonte da Imagem, Mercado Livre.

Autor: Alberto Federman Neto, AFNTECH.

Atualizado e ampliado em 8 de Julho de 2019.

Antigamente, muitos equipamentos e instrumentos de tecnologia, eram especiais para laboratórios químicos e custavam bem caro!

Mas agora, muitos pequenos aparelhos, apetrechos e objetos existem, feitos para usar nas casas e nas cozinhas,  de baixo ou moderado custo, e perfeitamente utilizáveis em laboratórios amadores, e até profissionais.

A imagem que ilustra este Artigo é um Ramequim. As vezes, chamado, no Brasil, Ramekim.

Espécie de  tigela refratária para cozinha, alta e canelada. É um formato de origem Francesa, Ramequin, que pode perfeitamente ser usado no laboratório, em substituição a uma cápsula de porcelana ou cristalizador.

1. Reguladores de Corrente Elétrica, “Dimmers”.

História resumida dos Dimmers:

O efeito Tiristor foi descoberto pelo Engenheiro Americano William Bradford Shockley Jr.,  em 1950. Os SCRs (Chaves Controladas de Silício) foram inventadas por Engenheiros da Bell Laboratories, em 1957-1958. Já os TRIACs (Tríodos Para Corrente Alternada), foram desenvolvidos pela General Electric, em 1963.

Os Dimmers a SCR ou TRIAC surgiram no Brasil, a partir de 1971-1972.

Os primeiros reguladores de luminosidade datam do final do século XIX,  e eram baseados em “Reostatos” em série. São potenciômetros para alta corrente.

Eram volumosos, geravam muito calor, gastavam muita energia elétrica e são totalmente obsoletos, a não ser para altíssimas correntes. Pode ver alguns antigos reostatos, aqui.

Modernamente, há muitos “Dimmers” (outro Link) a Tiristor: TRIAC, ou eventualmente, SCR, baratos, para regulagem de luminosidade de lâmpadas incandescentes,  e que podem ser usados para regular a temperatura de fornos e placas de aquecimento, e outras cargas resistivas.

Eles funcionam regulando a corrente, “amperagem” ou mudando a forma de onda da tensão (vulgarmente chamada, mas errôneamente, “voltagem”).

Para um contrôle mais simples, apenas duas temperaturas, até circuitos para luz de dois níveis podem ser usados.

Antigamente, você tinha que montar ou mandar montar (Links: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 8 . 9. 10 , 11, 12) esses equipamentos, mas agora? É só escolher um dos modelos comerciais baratos.

Se você escolher um modelo de potência, poderá inclusive, controlar fornos, furadeiras, aquecedores etc…

Veja que você pode comprar esses aparelhos, de pequena, média , link 2, ou alta potência.

Para laboratório, sugiro que compre um para 500010000 W, ou até para chuveiro. Com ele, poderá controlar o aquecimento de praticamente qualquer forno ou fogão a resistência.

Onde comprar? Mercado Livre, ou lojas de materiais elétricos. Links: 1, 2, 3, 4.

2. Reguladores de Tensão Elétrica, “Voltagem”.

Além dos Dimmers a TRIAC, existem aparelhos para controlar a tensão elétrica, “Voltagem”, entregue à carga.

Eles são feitos para controlar aparelhos elétricos e motores, mas são excelentes para controlar temperaturas de resistências, ebulidores, estufas e placas de aquecimento.

São os “Reguladores de Voltagem” manuais, os VARIACs. “Variable AC Autotransformers” . Foram inventados pelo Engenheiro Austríaco  Eduard Karplus, em 1933. KARPLUS, E. IEEE Elec. Eng. 63, 508, 1944.

Se baseiam em autotransformadores variáveis, com um só enrolamento, ou um transformador com secundários variáveis. Podem variar  a tensão de 0 até o máximo, ex. 250 Volts.

Os de pequena potência tem custo moderado. Maiores, são mais caros.

Eu tenho um de 2 KVA, (tipo o da Figura abaixo) marca Yomim, Zhejiang Yomim Electric Co. Ltd., modelo TDGC2, China.

VARIAC 2 KVA.
Regulador Manual de Tensão, VARIAC. 2 KVA. Fonte da Imagem: Mercado Livre.

Suficiente para controlar o aquecimento de meus fogareiros e fogão a resistência, no laboratório .  Veja Item 3. Também uso para ligar meus  diversos aparelhos de 127 V, em 220 V.

3. Fogões Elétricos, Fogareiros, Placas de Aquecimento,Ebulidores.

Vamos supor que você não tenha gás no recinto onde colocou seu laboratório amador. Terá de recorrer a aquecimento elétrico.

Para aquecer água e Banhos Maria , muito úteis são os ebulidores, chamados “Mergulhões” ou “Rabos Quentes”.

Há vários modelos de baixo custo no mercado, e várias potências, tanto de resistência aberta como blindada. Veja Links: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 , 13 , 14.

Para quem for comprar, para ferver uns 2 ou 3 litros de água, recomendo os de marca Titanium ou AT, de  500 ou de 1000 Watts. São estes. Links 13, 14, 15

Recomendo porque eles tem baixo custo, alta qualidade e eficiência, são muito duradouros, tem prática resistência em espiral (e não circular) e tem resistência blindada (a prova de choque) e niquelada  ou cromada (e não alumínio). Cabo em polipropileno vermelho ou amarelo.

Eu tenho vários (uso na cozinha e no laboratório), e são muito resistentes e duradouros, vários anos, podem durar.

Ebulidor
Ebulidor Mergulhão Marca Titanium, de 1000 Watts. Fonte da Imagem: Mercado Livre.

Para aquecer reações, cadinhos etc… sem bico de Bunsen, você pode usar fogareiros elétricos de resistência aberta (eu tenho 2), como este ou este , ou ainda, este. Ou de 2 bocas.

Fogões elétricos portáteis de resistência blindada, como estes, de uma boca ou duas bocas. Links: 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 , 29. Eu tenho um,  semelhante a este, marca Seven Star.

Também existem os modelos com placa de aquecimento, perfurada, ou  placa inteiriça e fechada (Links: 23, 24, 25, 26, 27, 28). Os de placa inteiriça são mais seguros para aquecer solventes inflamáveis.

De qualquer modo, esses fogões e placas podem substituir as placas de aquecimento  especiais para laboratório (link 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36), sempre mais caras.

Desejando sofisticar, use um fogão cerâmico, como este. Fogões de indução não funcionarão para laboratório químico, pois não aquecerão vidro, nem Pyrex.

4. Prefere Usar Gás ou Álcool.

Você prefere usar gás, mas não tem bico de Bunsen? Em muitos experimentos que não soltam fumaça ou gases tóxicos, seu próprio fogão da cozinha vai servir.

Mas você pode aquecer tubos de ensaio, vidrarias, usando fogareiros a gás portáteis, maçaricos portáteis ou até isqueiros maçarico.

Fogareiros portáteis podem ser comprados, mas são relativamente caros. Já maçaricos portáteis e isqueiros maçarico, tem preço mais em conta.  Eis os meus dois, maçarico e isqueiro maçarico, citados em outro Artigo meu.

 

Maçarico e Isqueiro Maçarico.
Maçarico e Isqueiro Maçarico, Utilizados em Experimentos Diversos,

Veja Item 8, Ensaios de Chama Modificados, em meu Artigo de Experimentos em Química Inorgânica.

Também pode usar lamparinas de álcool. Você pode construir uma (Links: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ).

Mais seguro é comprá-la pronta. Elas pode ser de Inox, alumínio, porcelana ou vidro. Há vários modelos para laboratório químicos e biológicos, ou para Odontologia. Veja Links: 8, 9 , 10, 11, 12 ,13, 14, 15 , 16, 17, 18.

Eu tenho três, de vidro, bonitas porque parecem antigas. São excelentes para aquecer tubos de ensaio. As minhas são como estas: 150 ml e duas, de 250 ml (Link 19).

IMPORTANTE: Segurança das Lamparinas de  Álcool.

Usadas com cuidado, lamparinas de álcool são seguras. Primeira coisa.

Você pode até usar álcool absoluto, mas o álcool de 95-96 G.Lcomercial, é satisfatório. Aquele álcool de supermercado, de 46 G.L.,  para limpeza, não serve, metade dele é água! Também não serve o álcool 70 G.L, desinfetante. Álcool isopropílico , pode ser usado, tem maior capacidade calorífica, mas pode formar fuligem, porque tem mais carbono.

Não use metanol! . A chama dele aquece menos, e ainda, ele é muito volátil e inflamável em demasia. A Lamparina fica perigosa com ele!

Mais coisas para a segurança da sua lamparina de álcool. Mantenha o pavio comprido, indo, ou quase indo, até o fundo do frasco da lamparina. Encha o reservatório só até a metade, não precisa encher tudo.

Finalmente, a lamparina para álcool precisa ter um tubo corta fogo, que se prolongue para o interior do frasco. Como estas: Links: 21, 22, 23, 24, 25, 26 , 34.

Lamparinas cujo pavio sai diretamente abaixo da tampa, como estas: Links: 27, 28. 29. 30, 31, 32, 33, 35, 36, só servem para querosene, óleo diesel ou óleo de cozinha. Elas são perigosas para álcool! O fogo pode “correr” para o interior do frasco.

5. Termômetros Baratos…

Antigamente, químicos sempre precisavam comprar e usar termômetros especiais para Química. Geralmente, termômetros de álcool ou mercúrio. Exemplos, links: 37, 38, 39, 40, 41 , 47.

Breve História do Termômetro:

O primeiro tipo de Termômetro é um invento muito antigo. Foi desenvolvido pelos Filósofos Naturais Italianos Galileo Galilei (também inventou a luneta) e seu aluno, Evangelista Torricelli (também inventou o barômetro).

O Termômetro de álcool, foi inventado por Ferdinando II de Médici, Grão Duque da Toscana, em 1654. O termômetro a álcool foi aperfeiçoado pelo Irlandês Robert Boyle em 1665. O de mercúrio, foi inventado pelo Físico Alemão (naturalizado Holandês) Gabriel Daniel Fahrenheit, em 1712.

Voltemos aos termômetros modernos.

Agora, para você usar no seu laboratório, existem muitos termômetros digitais para cozinha, “termômetros espeto”. Veja Links: 41, 42, 43, 44 , 45, 46.

Eles são baratos e precisos, projetados para cozinha, mas ótimos para o laboratório. Eu tenho um, marca Incoterm, igual a este.

Para proteger a haste, para poder  mergulhar essa haste, em ácidos, bases etc…, medir temperaturas de reações. A haste (em aço inox ou alumínio), com o sensor, em geral tem diâmetro de 4 mm. Pode ser recoberta com uma “capa” feita com um tubo de vidro, fechado em uma das extremidades.

Pode usar tubo de vidro de sódio, ou vidro neutro, mas melhor se borosilicato. Com cuidado para não quebrar, pode até usar um tubo de NMR, (Ressonância Magnética Nuclear), velho. (FEDERMAN NETO, A., 2016).

Cobrindo a haste com esse tubo, você pode até mergulhar em ácido concentrado.

Para estufas, outra opção. Invés do tradicional termômetro de mercúrio, use um termômetro analógico aneróide, para forno. Links: 48, 49, 50, 51 , 52.

Eu tenho um, barato e bom. Igual a este. Marca CLink CK-2056.

Uma outra possibilidade. Há um grande número de termômetros infravermelhos e a laser, capazes de medir a temperatura, à distância e com boa precisão. Veja estes links: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8.

6. Balanças:

Antigamente,  e até os anos 80-90, balanças para Química, de precisão (0,1 g.), semi-analíticas (0,01 ou 0,001 g.) ou analíticas (0,0001 ou 0,00001 g.) eram especiais para laboratórios e eram todas muito caras. Não eram acessíveis aos laboratórios amadores ou caseiros.

Mas agora, de 2006 para cá, existem muitas balanças eletrônicas digitais, pequenas e muito leves, portáteis e muito baratas. São acessíveis a qualquer laboratório amador.

Você pode escolher uma entre os muitos modelos possíveis, com preços muito em conta, baixos ou bastante acessíveis. Para pesar a partir de 0,1 g. , 0.01 g.  e mesmo 0,001 g. Links: 1, 2, 3.

A minha é uma de precisão 0.1 g. , marca Diamond, modelo 500. China. Igual a esta. Links 4 , 5. Se quiser uma “semianalítica” que pese miligramas, esta tem preço e qualidade boa.

Na Figura, uma balança igual a minha:

Balança Diamond
Balança Diamond, modelo 500. Precisão de 0,1 g. Fonte da Imagem: BPF, Balance Précision, França.

Muito similares à minha, são as da Chinesa Dongguan Sincerity & Sucess Electronic Manufacture, Link 6, modelo KL-128 , Link 7, e a Brasileira (fabricada na China, pela Diamond) Tomate MH-501, Link 8.

Breve História da Balança:

As balanças foram inventadas pelos Egípcios, a cerca de 5000 anos, e aperfeiçoadas no Império Romano. Link 2. Link 3. Link 4.

Elas foram melhoradas pelo Filósofo  Arquimedes de Siracusa (também descobridor da densidade, inventor da alavanca, do parafuso e das lentes e espelhos concentradores de calor). Era Grego, mas nasceu em Siracusa, que hoje pertence à Sicília, Itália.

Muito depois, a balança foi modificada pelo Matemático Francês Gilles Personne de Roberval em 1669. Aquelas balanças que você via nas feiras livres, antigamente, são balanças  derivadas do tipo  das de Roberval.

As balanças precisas para laboratório químico e farmacêutico ( balanças  “de pratinho”) foram melhoradas por vários Cientistas, a partir do século XVII:

Dentre eles, os Alquimistas Alemães Andreas Libavius (descobridor do cloreto de estanho (IV)) , Johann Joachim Becker, e  Georg Ernest Stahl (do Flogisto). O Químico Sueco Jons Jacob Berzelius e o  Médico e Filósofo Natural Johann Baptist van Helmont (nascido em Bruxelas, hoje Bélgica, mas na época, pertencente à Holanda)AFONSO, J.C.; SILVA, R.M. Quím. Nova, 27, 1021, 2004.

A primeira balança muito precisa, que já pode ser considerada analítica, foi construída pelo  Químico Escocês Joseph Black, na metade do século XVIII, 1750. Lavoisier também melhorou a balança de Black.

Uma outra descoberta importante de Black é o calor latente de fusão. É dele também a errôneaHipótese do Calórico“, antiflogística  (Link 2 , 3) (ENDRIZZI, F. “História do Conceito Calor.”, 2016) e defendida por Lavoisier. PSILLOS, S. Stud. Hist. Phil. Scienc. 25, 159, 1994. SOUSA & BRITO, A.A. Cienc. Tecnol. Mat. 20, 51, 2008. LAVOISIER, A. “Reflexions sur le Phlogistique.”, 1777, Texto completo em: Mem. Acad. Royal Scienc. 505, 1783. BEST, N.W. Found. Chem. 17, 137, 2015.

As balanças analíticas mecânicas “de contrapeso” , que já tinham um só prato, (eu usei muito, elas eram comuns quando eu comecei a estudar Química), foram patenteadas pela Companhia Suiça  Mettler-Toledo, em 1946-1947. Links: 2, 3, 4, 5. As de “leitura direta”, inventadas em 1950, pela emprêsa Japonesa Shimadzu (o laboratório onde fiz pós-graduação, tinha uma).

As balanças eletrônicas, inicialmente digito-analógicas, também da Shimadzu, evoluíram a partir de 1971. As eletrônicas analógicas, mas já com mostrador digital moderno, só a partir de 1980. Meu laboratório tem uma Mettler PE400.

Vão ficando cada vem mais digitalizadas, após uma Patente Americana, da companhia Alemã Sartorius GMbHOLDENDORF, C.; MELCHER, F.J.; BERG, C. Patente Americana, US4907179A, 1990.

As totalmente digitais apareceram a menos tempo. Só após 2000, da companhia Alemã OHAUS. Meu laboratório tem uma OHAUS AR-2140. De 2004.

Na Figura abaixo, uma balança analítica, eletromecânica, de contrapeso, marca Mettler, modelo H10T, similar às que usei na faculdade e no IPT, nos anos 70.

Balança Mettler.
Balança Analítica Mettler H10T, dos anos 70. Fonte da Imagem: Humbold State University, Califórnia, EUA.

7. pHmetros. 

Muito importantes em Química… Muito usados. pHmetros, medidores de pH. 

Serão objeto de Artigo futuro neste Blog.

8. Não São Coisas Para Laboratório, Mas…

Aqui, objetos e apetrechos que não são para laboratório, mas podem ser úteis no laboratório químico.

Funis de Plástico:

Funis baratos de plástico podem sim, serem usados em laboratório, porque são inatacáveis por muitos produtos químicos, incluindo ácidos fortes e álcalis.

Inclusive, funis de plástico geralmente tem haste mais grossa que os de vidro (especiais para laboratório, como estes: 1, 2, 3, 4, 5).

Pela haste mais grossa, são ótimos como funis de sólido, para transferir sólidos para frascos de boca estreita.

Pode usar tipo estes: 1, 2, 3. 4, 5, 6, 7, 8.

Tiras de Plástico:

Isso é uma invenção minha… (FEDERMAN NETO, 2008)

Tiras de plástico, cortadas de velhas pastas para papel, link 2 , 3 , 4,  fora de uso, são ótimas para pesar sólidos e para transferir sólidos para frascos, e são laváveis. Podem substituir tanto as barquinhas (Link 5), como os papéis de pesagem.

Inclusive, como papéis de pesagem, você pode até usar pedaços cortados de papel manteiga (Link 6), papel colorido para recados, PostIt, e até papel sulfite comum.

Colheres:

Colheres comuns, de café, chá, sobremesa e sopa,  desde que de aço inox, podem substituir espátulas de laboratório (Links: 1, 2, 3, 4, 5, 6).

Às vezes, para grandes quantidades, são até melhores e mais práticas, porque são mais rígidas, são menos flexíveis.

Outros Objetos:

Mais coisas simples. Por exemplo, filtros de papel e funis para café, podem ser usados para filtrar grandes quantidades de sólidos.

Tigelas, ramequins, assadeiras, travessas, baixelas, panelas e sopeiras, xícaras, link 2canecaspratos, pires etc… desde que de porcelana ou aço inox, podem sim, serem usadas no laboratório. De boa qualidade, não serão atacadas por reagentes químicos.

Inclusive, para fazer reações em fornos de microondas domésticos, são as melhores vasilhas, muito melhores que copos de béquer, etc…

Em dois exemplos simples. Uma grande tigela de vidro Pyrex, como estas, pode ser usada como um grande cristalizador. Jarras medidoras, como esta, podem ser usadas em substituição a uma proveta, ou cálice graduado.

Prendedores de Roupa:

Você pode improvisar e substituir uma pinça para tubos de ensaio, de madeira ou metálica, por um prendedor de roupa.

CONTINUA, ARTIGO EM EXPANSÃO.

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