Unidad de medición de gas
Dependiendo de la reacción que se mida, el dispositivo puede adoptar diversas formas. En general, es similar a una probeta graduada y se suele encontrar en dos tamaños: 50 mL y 100 mL. Se cierra por el extremo superior y el inferior se sumerge en agua o mercurio. El líquido atrapa una muestra de gas en el cilindro, y la graduación permite medir el volumen del gas.
Para algunas reacciones, se colocan dos alambres de platino (elegidos por su no reactividad) en el extremo sellado para que se pueda crear una chispa eléctrica entre ellos. La chispa eléctrica puede iniciar una reacción en la mezcla de gases y la graduación de la botella puede leerse para determinar el cambio de volumen resultante de la reacción. El uso del dispositivo es bastante similar al del barómetro original, salvo que el gas del interior desplaza parte del líquido que se utiliza.
En 1772, Joseph Priestley[1] comenzó a experimentar con diferentes “aires” utilizando su propia artesa neumática rediseñada en la que el mercurio, en lugar de agua, atrapaba gases que normalmente eran solubles en agua. Gracias a estos experimentos, Priestley descubrió muchos gases nuevos, como el oxígeno, el cloruro de hidrógeno y el amoníaco. También descubrió una forma de hallar la pureza o “bondad” del aire mediante la “prueba del aire nitroso”. El eudiómetro funciona gracias a la mayor solubilidad del NO2 en el agua con respecto al NO, y a la reacción de oxidación del NO en NO2 por el oxígeno del aire:
Cómo medir el volumen de un gas
Como demostramos a continuación, estas variables no son independientes (es decir, no pueden variarse arbitrariamente). Si conocemos los valores de cualquiera de estas tres magnitudes, podemos calcular la cuarta y obtener así una descripción física completa del gas. La temperatura, el volumen y la cantidad se han tratado en capítulos anteriores. Ahora hablaremos de la presión y sus unidades de medida.
Cualquier objeto, ya sea su ordenador, una persona o una muestra de gas, ejerce una fuerza sobre cualquier superficie con la que entre en contacto. El aire de un globo, por ejemplo, ejerce una fuerza contra la superficie interior del globo, y un líquido inyectado en un molde ejerce una fuerza contra la superficie interior del molde, del mismo modo que una silla ejerce una fuerza contra el suelo debido a su masa y a los efectos de la gravedad. Si el aire de un globo se calienta, el aumento de la energía cinética del gas acaba por hacer que el globo estalle debido al aumento de la presión (\(P\)) del gas, la fuerza (\(F\)) por unidad de superficie (\(A\)):
Instrumento utilizado para medir la presión del gas
Se trata de un tipo especial de dispositivo que se utiliza para calcular la cantidad de gas que puede fluir en un sistema industrial concreto. Existen varios tipos de correctores de volumen de gas y estas herramientas suelen estar diseñadas para permitir una integración cómoda en los sistemas que requieren mediciones. Además, el corrector de gas está diseñado para tener en cuenta diversos factores, como la temperatura y la presión, con el fin de proporcionar los mejores resultados de corrección de volumen. Es importante tener en cuenta que, sin utilizar este dispositivo, es imposible realizar mediciones de volumen adecuadas. Esto puede dar lugar a resultados incoherentes, lo que incluso podría acarrear grandes facturas, que podrían comprometer las operaciones de la industria o la empresa. Estos dispositivos están diseñados para funcionar en base a normas específicas, que son importantes cuando se trata de medir materiales que tienen grandes volúmenes.
Es importante tener en cuenta que hay varios tipos de correctores de volumen de gas disponibles en la actualidad. En la mayoría de los casos, suelen estar disponibles con varios tipos de opciones de montaje, especialmente cuando se trata de aplicaciones industriales. Esto incluye el montaje estándar en contador, el montaje en soporte de tubería y también el montaje en pared. Los usuarios pueden configurar y conectarse fácilmente a los correctores utilizando dispositivos especiales como ordenadores portátiles y de sobremesa, entre otros muchos tipos de dispositivos inteligentes.
Herramientas de medición para sólidos
ResumenLos libros de texto de química física parten del tratado del gas ideal. Los compuestos gaseosos son importantes reactivos y productos de las reacciones (bio)químicas, por lo que sus cantidades absolutas son necesarias para establecer balances de masas. Sin embargo, a diferencia de los sólidos, en el caso de los compuestos disueltos y líquidos, su análisis cualitativo y, sobre todo, cuantitativo está menos extendido en los laboratorios biológicos y químicos. Esto puede atribuirse principalmente a la naturaleza química aparentemente simple de los compuestos gaseosos, que contrasta con el esfuerzo necesario para su cuantificación precisa. En este artículo, guiaremos al lector a través de las consideraciones y pasos necesarios para realizar un análisis significativo de mezclas de gases multicomponentes, que son reactantes para o productos de reacciones (bio)químicas en soluciones acuosas en el entorno y escala del laboratorio. Tras una breve introducción, se prestará especial atención a los métodos de cuantificación y a los cálculos necesarios para obtener cantidades absolutas de gases en una mezcla. El concepto general se ejemplificará con la producción de biogás, así como con una reacción electroorgánica (electrólisis de Kolbe del ácido n-hexanoico), y se pondrán de relieve las dificultades generales.