Probeta

¿Qué es una probeta?

Una probeta, o cilindro graduado, es un instrumento de medición de volumen que tiene la precisión necesaria para su uso en muchas de las actividades de los laboratorios de docencia, investigación o de la industria. La probeta tiene una gama amplia de uso que está comprendida entre 5 mL y 2.000 mL.

Las probetas pueden ser de vidrio o plástico, dependiendo del empleo que vaya a dársele. Por ejemplo, si la probeta va a ser utilizada con ácido fluorhídrico que ataca al vidrio, es recomendable usar una probeta de material plástico.

En comparación a las pipetas y las buretas, las probetas son instrumentos de medición de volumen de menor precisión. Pero si se las compara con los vasos de precipitados y los matraces de Ernlermeyer, las mediciones de volumen hechas con las probetas tienen un error mucho menor.

Las probetas están siempre a la disposición cuando se debe preparar medios de disolución o de reacción, soluciones buffer, soluciones indicadoras, entre otros. Si bien no son apropiadas para disolver sólidos, como en el caso de los beakers, no dejan de ser uno de los materiales de vidrio más útiles del laboratorio.

Características de la probeta

– Diseño. Es un tubo cilíndrico graduado, de allí el otro nombre con el que se le conoce. Su extremo superior es abierto para ingresar el líquido, y suele terminar en forma de pico para facilitar el vertido del líquido contenido. En la probeta de mezclado, el extremo superior es de vidrio esmerilado para el ajuste de un tapón con las mismas características que garantiza un cierre hermético de su interior. Esto permite que se pueda agitar enérgicamente sin que haya derrames. Desde luego, el extremo inferior es cerrado y termina en una base que garantiza la verticalidad de la probeta. La base suele ser de vidrio, cuando la probeta es de este material. Las probetas tienen una graduación desde 5 ml hasta 2.000 mL.

– Materiales. Además de ser de vidrio, pueden ser principalmente de dos tipos de plástico: polipropileno y polimetilpenteno. Las probetas de polipropileno soportan temperaturas de 120 °C en el autoclave, sin que se produzca una alteración estructural de ellas. Sin embargo, estas probetas se funden a 177 °C. Las probetas de polimetilpropileno se caracterizan por ser muy livianas, tienen gran transparencia y de mayor resistencia a los impactos que las probetas de vidrio. Las probetas de material plástico se usan para la medición de volúmenes grandes de líquido. Por ejemplo, de 1.000 mL o 2.000 mL. Debe tenerse en cuenta que las probetas no son instrumentos de gran precisión, por lo que para una medición de volumen de un líquido que requiere de mayor precisión, siempre que se pueda, es recomendable el uso de las pipetas, las buretas o los balones aforados.

Medición de un volumen con probeta

Es importante seleccionar la probeta a utilizar en función del volumen que se desea medir. Si se desea medir un volumen de 40 mL, no se debe usar una probeta de 1.000 mL porque se comete un error muy grande en la medición. Al usar una probeta de 50 mL el error será mucho menor.

Las probetas tienen una indicación de su capacidad, es decir, del máximo volumen que pueden medir. Además, tienen indicadas su apreciación, es decir, el mínimo volumen que puede medirse con exactitud.

• Apreciación. Si deseamos medir un volumen de 60 mL con una probeta de 100 mL, podemos ver que en ella viene indicado que puede medir hasta un volumen de 100 mL, y que su apreciación es 1 /100 de esta capacidad (1 mL). Una observación más detallada permite ver que hay 10 trazos grandes en esta probeta, entre los cuales existe una diferencia de 10 mL (100 mL / 10), es decir, 1 dL. Los trazos gruesos están identificados, de abajo hacia arriba, como 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 y 100 mL. Entre dos trazos grandes sucesivos hay 10 trazos pequeños, por lo que en esta probeta, entre cada trazo pequeño, hay una diferencia de 1 ml (10 ml /10). Esto corresponde con la apreciación de la probeta.
• Lectura. Para leer el volumen medido en una probeta se procede del mismo modo como se hace con las buretas: observar el fondo del menisco. Dada que la mayoría de las soluciones son acuosas, el menisco es cóncavo, y se imagina una línea tangente en su fondo que coincida con la marca más cercana.

Tipos de probeta

Hay dos tipos de probetas: las de tipo A y las de tipo B.

• Tipo A. Son de alta precisión, por lo que el error que se comete al usar estas probetas es muy bajo. Se usan en los laboratorios de control de calidad, así como en aquellos donde se realiza la validación de métodos analíticos. Se dice que la tolerancia del volumen está dentro de los límites de error fijados por las normas DIN e ISO.
• Tipo B. Son de menor costo que las probetas tipo A y se utilizan en los laboratorios de docencia donde una alta precisión no es necesaria. La tolerancia del volumen está dentro del doble de los límites de error para la clase o tipo A/As.

Significado de las siglas In y Ex en la probeta

La sigla “In” indica que la cantidad de volumen contenido en la probeta se corresponde con el volumen impreso en ella. La sigla “In” equivale a la sigla “TC”. También indica que la cantidad recogida corresponde exactamente a la indicación de volumen impresa en la probeta.

La sigla “Ex” significa que la cantidad de líquido vertida de la probeta corresponde al volumen impreso sobre ella. La sigla “Ex” equivale a la sigla “TD”.

Ejemplos de usos de una probeta

• Medios para los disolutores. Uno de los análisis de estabilidad para verificar la calidad de un lote de medicamentos consiste en analizar cuánto de su agente activo se libera, después de un tiempo preseleccionado de agitación, en un medio determinado, de manera que se mimetiza qué tan rápido se disuelve dentro del organismo. Para realizar esto se recurre a los disolutores. Sus recipientes se llenan con volúmenes de hasta un litro de disolución, los cuales pueden medirse previamente con probetas grandes; de 500 mL, 250 mL, o de 1.000 mL inclusive, para luego mezclar los solventes y reactivos en un matraz voluminoso. Generalmente, las mediciones de estos volúmenes no requieren de demasiada exactitud ni precisión, razón por la que las probetas son muy útiles en estos casos.
• Fases móviles. En cromatografía líquida de alta resolución (HPLC, por sus siglas en inglés: High-performance liquid chromatography) se deben preparar constantemente grandes volúmenes de fases móviles, las cuales consisten en mezclas de alcoholes o solventes orgánicos apolares, dependiendo del compuesto que vaya a analizarse. Nuevamente, aquí son útiles las probetas, pues con ellas podemos medir los volúmenes de los componentes líquidos por separado. Hecho esto, se mezclan en un frasco grande, se rotula e identifica.
• Medios para titulaciones. Hay titulaciones o valoraciones volumétricas que requieren de un pH ácido, de una disolución buffer, o un volumen específico y medible de indicador. Para este propósito se tiene a la mano, antes de comenzar a titular o valorar, estos medios listos en sus respectivas probetas, las cuales se agregan al matraz. El orden y el tiempo dependen del método y del analito.
• Síntesis. Similar a como acaba de explicarse con las titulaciones, sucede con las síntesis, inorgánicas u orgánicas, donde haya que adicionar medios de reacción cuyas cantidades de volumen no pongan en duda el rendimiento de la reacción, es decir, que no deban ser exactas ni precisas. Por ejemplo, supóngase que al medio de reacción tenga que adicionarse 100 mL de ácido acético glacial. Si se cuenta con una probeta de 200 o 250 mL, puede medirse con ella este volumen. Sin embargo, aquí el beaker también es una buena opción, siempre y cuando no se mida mucho más de los 100 mL necesarios.
• Medios de extracción. Asimismo, con las probetas pueden medirse los medios de extracción en los cuales se disolverá, digamos, el aceite de las cáscaras de unos vegetales. Por ejemplo, una vez trituradas y prensadas unas semillas de un fruto hipotético, esta masa se baña en n-hexano para extraer lo que resta de su aceite, ya que se trata de un excelente disolvente de grasas. Aquí otra vez se utilizan las probetas para medir los volúmenes necesarios de n-hexano para verter en el balón extractor.
• Soluciones indicadoras. Con las probetas también pueden medirse los volúmenes necesarios (normalmente menores a 10 mL) para las soluciones indicadoras. Estas, o bien se adicionan a las titulaciones para determinar el punto final de la reacción, o bien para análisis cualitativos o incluso para verificar rangos de pH de una muestra.
• Determinación de volúmenes de sólidos. Supóngase que se tiene una probeta de 50 mL con un volumen de agua enrasado a 10 mL. Si se sumerge en esta una moneda, se observará que el menisco de agua asciende hasta una nueva marca, por ejemplo, 12,5 mL. Esto significa que el volumen desplazado de agua fue de 2,5 mL, el cual corresponde al volumen de la moneda. Este simple método se ha utilizado para determinar el volumen de cuerpos u objetos pequeños. Lo mismo podría hacerse con una canica, un muñeco, una cadena, un lápiz, etc., siempre y cuando pueda deslizarse entre los bordes de la probeta.

Referencias

1. Williams, J. What Is a Graduated Cylinder? – Definition, Uses & Function. Study. Recuperado de study.com.
2. Graduated cylinder. Recuperado de en.wikipedia.org.
3. Beakers vs. Graduated Cylinders: The Pros and Cons of Common Lab Glassware. Recuperado de labproinc.com.
4. Probeta. Recuperado de instrumentosdelaboratorio.org.
5. Probeta. Recuperado de fullquimica.com.