Equipamiento Básico de Laboratorio

A continuación, se describen algunos de los materiales de vidrio más comunes en un laboratorio:

• Probetas: Recipientes graduados de forma cilíndrica con una base para apoyo en su parte inferior.
• Pipetas:
  • Pipetas graduadas: Tubos de vidrio de sección uniforme que terminan en una punta fina.
  • Pipetas aforadas: Tubos largos de vidrio con un ensanchamiento en su parte central.
  • Micropipetas: Las más comunes miden desde 1 μl hasta 1000 μl (1 mL).
    • Micropipetas manuales: Cuentan con una rueda en la parte superior conectada a un sistema analógico para fijar el volumen a aspirar.
    • Micropipetas automáticas o electrónicas: Poseen una pantalla digital donde se marca el volumen a aspirar y son controladas mediante programación.
• Buretas: Tubo cilíndrico de vidrio que se estrecha en la parte inferior y lleva una llave de paso para regular la salida de líquido. Incluye una escala graduada.
• Matraz aforado: Recipiente con forma de pera, fondo plano o ligeramente convexo, y un cuello largo y estrecho.

Cálculos para la Preparación de Disoluciones

1. Preparación de 100 mL de una disolución acuosa de ácido acético al 5 % v/v

La fórmula para el porcentaje volumen/volumen es:

%v/v = (volumen soluto (ml) / volumen disolución (ml)) · 100

Para una concentración del 5 % v/v en 100 mL:

5 % = (volumen soluto / 100 mL) · 100

Volumen soluto = 5 mL

2. Preparación de 100 mL de una disolución acuosa de NaOH 0,2 M

Primero, calculamos el número de moles de NaOH necesarios:

Nº moles = Molaridad (moles/L) · Volumen (L)

Nº moles = (0,2 moles / L disolución) · 0,10 L disolución = 0,010 moles NaOH

A continuación, transformamos los moles a gramos:

La masa molecular del NaOH es: Na (23) + O (16) + H (1) = 40 g/mol.

Masa NaOH (g) = Nº moles · Masa molecular (g/mol)

Masa NaOH = 0,010 moles · 40 g/mol = 0,4 g NaOH

Se deben pesar 0,4 g de NaOH sólido y disolver en agua hasta un volumen final de 100 mL.

3. Preparación de 250 mL de una disolución acuosa de ácido acético (CH₃COOH) 0,1 M a partir del producto comercial

El producto comercial tiene una densidad de 0,951 g/mL y una pureza del 99 %.

Paso 1: Calcular la concentración molar del producto comercial.

Consideremos 1 L (1000 mL) de disolución comercial:

• Masa de 1 L de disolución: 1000 mL · 0,951 g/mL = 951 g de disolución.
• Masa de CH₃COOH puro en 1 L: 951 g disolución · 0,99 (99%) = 941,49 g CH₃COOH.
• Masa molecular del CH₃COOH: C (12.01)·2 + H (1.01)·4 + O (16.00)·2 ≈ 60 g/mol.
• Molaridad del producto comercial: (941,49 g CH₃COOH / 60 g/mol) / 1 L disolución ≈ 15,69 M.

Paso 2: Calcular el volumen de producto comercial necesario para preparar 250 mL de disolución 0,1 M.

Utilizamos la fórmula de dilución M₁V₁ = M₂V₂:

M₁ (concentración comercial) · V₁ (volumen a tomar) = M₂ (concentración deseada) · V₂ (volumen final)

15,69 M · V₁ = 0,1 M · 250 mL

V₁ = (0,1 M · 250 mL) / 15,69 M

V₁ ≈ 1,59 mL

Se deben tomar aproximadamente 1,59 mL del producto comercial y diluir con agua hasta un volumen final de 250 mL.

Cálculos de Dilución y pH

Dilución de una disolución 0,5 M a 0,05 M

Se desea preparar 100 mL de una disolución 0,05 M a partir de una disolución madre 0,5 M.

Paso 1: Calcular los moles de soluto necesarios en la disolución final.

Nº moles = Molaridad (M) · Volumen (L)

Nº moles = 0,05 moles/L · 0,100 L = 0,005 moles

Paso 2: Calcular el volumen de la disolución madre (0,5 M) que contiene esos moles.

Nº moles = Molaridad (M) · Volumen (L)

0,005 moles = 0,5 moles/L · V (L)

V = 0,005 moles / 0,5 moles/L = 0,01 L = 10 mL

Se deben tomar 10 mL de la disolución 0,5 M y diluir con agua hasta un volumen final de 100 mL.

Determinación del pH

1. pH de una disolución 0,1 M de NaOH

El hidróxido de sodio (NaOH) es una base fuerte y se disocia completamente:

NaOH → Na⁺ + OH⁻

Por lo tanto, la concentración de iones hidroxilo [OH⁻] es 0,1 M.

pOH = -log[OH⁻] = -log(0,1) = 1

pH = 14 – pOH = 14 – 1 = 13

El pH de la disolución es 13.

2. pH de una disolución de NH₄Cl y NH₃

Se mezclan 500 mL de NH₄Cl 1 M con 500 mL de NH₃ 1 M. Se forma un sistema amortiguador (buffer).

La reacción de neutralización parcial ocurre, pero dado que las concentraciones iniciales son iguales y los volúmenes también, la mezcla resultante tendrá concentraciones de NH₃ (base) y NH₄⁺ (ácido conjugado) cercanas a 0,5 M cada una (considerando la dilución).

Para calcular el pH de un sistema buffer, se utiliza la ecuación de Henderson-Hasselbalch:

pH = pKa + log([Base Conjugada] / [Ácido])

En este caso, la base es NH₃ y su ácido conjugado es NH₄⁺.

El valor de pKb para NH₃ es aproximadamente 4,75 (Kb = 1,8 · 10⁻⁵).

Primero, calculamos el pKa a partir del pKb:

pKa = 14 – pKb = 14 – 4,75 = 9,25

Asumiendo que las concentraciones finales de NH₃ y NH₄⁺ son iguales (aproximadamente 0,5 M después de la mezcla):

pH = 9,25 + log(0,5 M / 0,5 M)

pH = 9,25 + log(1)

pH = 9,25 + 0 = 9,25

El pH de la disolución es aproximadamente 9,25.

Métodos de Esterilización y Control de Calidad

Métodos de Esterilización

• Métodos Térmicos:
  • Calor directo: Incineración y llameado.
  • Calor seco: Estufa Poupinel.
  • Calor húmedo: Autoclave.
• Métodos No Térmicos:
  • Filtración: Uso de membranas sintéticas.
  • Gaseado: Cámaras de óxido de etileno.
  • Radiación: Luz ultravioleta.

Tipos de Ensayos con Controles

Los ensayos con controles se utilizan para verificar la fiabilidad de los resultados analíticos:

• Ensayo ciego: El control pasa desapercibido para el analista, quien lo trata como una muestra más.
• Ensayo semiciego: El tubo que contiene el control es reconocible para el analista, pero no sus valores (concentración o resultado esperado).
• Ensayo abierto: El analista puede reconocer el tubo que contiene el control y, además, tiene acceso a sus valores esperados.

Reglas Westgard

Las reglas Westgard son criterios de control de calidad para interpretar los gráficos de control de calidad en laboratorios clínicos:

• Regla 1_3s: Un valor de control excede la media por más de 3 desviaciones estándar (s). Sugiere un error aleatorio.
• Regla R_4s: La diferencia entre dos controles consecutivos es mayor de 4 desviaciones estándar, con cada control en dirección contraria. Sugiere un error aleatorio.

Microscopía

Microscopio Óptico (o de Luz)

La amplificación se obtiene mediante un sistema de lentes ópticas, utilizando ondas luminosas para transmitir la imagen amplificada. Las variantes principales incluyen:

• Microscopía de campo luminoso o claro.
• Microscopía de campo oscuro.
• Microscopía de fluorescencia.
• Microscopía de contraste de fases.

Microscopio Electrónico

Utiliza un haz de electrones en lugar de ondas luminosas para obtener la imagen amplificada. Las variantes más destacadas son:

• Microscopia electrónica de transmisión (TEM).
• Microscopia electrónica de barrido (SEM).

Componentes de un Microscopio de Fluorescencia

Un sistema de microscopía de fluorescencia típicamente incluye:

• Una fuente de luz ultravioleta (lámpara de mercurio, xenón o halógena de cuarzo).
• Uno o varios filtros de excitación (filtros primarios) que seleccionan la longitud de onda de la luz que incide sobre la muestra.
• Un filtro de emisión (filtro secundario o de barrera) que permite pasar solo la luz emitida por la sustancia fluorescente e impide el paso de la luz de excitación.

Preparación de Muestras para Microscopía

Realización de la Extensión o Frotis

Una extensión o frotis consiste en una fina película de la muestra distribuida de forma homogénea sobre un portaobjetos.

Secado

El secado puede realizarse a temperatura ambiente, agitando el portaobjetos repetidamente en el aire hasta que la preparación esté seca.

Fijación

Este proceso asegura que la extensión quede adherida firmemente al portaobjetos sin sufrir alteraciones morfológicas significativas. Se pueden utilizar:

• Sustancias químicas como el etanol o el metanol.
• Calor, pasando la preparación por encima de la llama de un mechero Bunsen.

Coloración o Tinción

Se utilizan sustancias (colorantes naturales o artificiales) capaces de dar color a los diferentes elementos de la preparación, facilitando su visualización al microscopio.