Introdução
Um laboratório químico comum está equipado com diversos equipamentos que auxiliam na análise e mistura de produtos químicos, reagentes, testes e na produção de diversos compostos importantes. O principal desses equipamentos de laboratório são os cadinhos de laboratório. Neste artigo, examinaremos suas propriedades, funções, aplicações e sua utilidade no laboratório de química.
O que são cadinhos de laboratório?
Cadinhos de laboratório são recipientes usados para queimar, derreter e misturar compostos químicos ou substâncias metálicas em um bico de Bunsen ou forno.
Esses vasos têm altos pontos de fusão e podem suportar temperaturas muito altas.
Devido à sua resistência e tenacidade, eles podem reter materiais com segurança durante todo o processo de fusão. Essa propriedade única os destaca na indústria cerâmica moderna.
Cadinhos de laboratório são fundamentais para o bom funcionamento de um laboratório químico devido à sua variedade de usos e às suas capacidades vantajosas. Eles têm o formato de uma tigela, com tampas e suportes apropriados. Essas tampas são ajustadas frouxamente para permitir o escape do gás durante os experimentos.
Devido aos avanços tecnológicos, esses cadinhos de laboratório agora estão disponíveis em diversos materiais, formatos, tamanhos e alturas para se adequarem à sua finalidade de uso.
Materiais usados em cadinhos de laboratório
Escolher os materiais certos quando se trata de cadinhos de laboratório é essencial para qualquer operação que você pretenda realizar no laboratório e, como tal, estaríamos olhando para uma ampla variedade de materiais usados na produção de cadinhos de laboratório, que incluem:
Níquel
O níquel altamente purificado pode ser usado para fabricar cadinhos de laboratório com superfícies altamente polidas. Eles podem suportar temperaturas acima de 500 °C, o que os torna resistentes a produtos químicos fortes, como ácidos clorídricos gasosos e cloro. No entanto, tendem a apresentar baixos níveis de resistência a ácidos clorídrico, sulfúrico e orgânicos.
Portanto, você deve observar que ao conduzir experimentos com materiais que contenham estes, os cadinhos de material de níquel não podem ser usados.
Aço carbono
Esses cadinhos são relativamente baratos e podem ser feitos de aço de baixa liga. Podem suportar temperaturas de até 500 °C. No entanto, são propensos à ferrugem.
Politetrafluoretileno (PFTE)
O PFTE puro pode servir ao propósito de fazer cadinhos de laboratório sem rachaduras que podem suportar temperaturas entre 196°C e 280°C
O PFTE é quimicamente inerte e, como tal, garante que os cadinhos de laboratório tenham uma superfície limpa e lisa.
Porcelana
Cadinhos de laboratório feitos de porcelana podem suportar temperaturas de até 1050 °C. Eles também podem suportar mudanças bruscas de temperatura.
Produtos químicos como ácidos dificilmente afetam esses cadinhos de laboratório de porcelana devido à sua composição forte. Os cadinhos de porcelana estão entre os mais baratos disponíveis. No entanto, não são compatíveis com sais alcalinos e fluoreto de hidrogênio.
Platina
Descobriu-se que a platina possui muitas qualidades únicas associadas aos cadinhos de laboratório atuais. Isso não deixou outra opção aos fabricantes a não ser utilizá-la na fabricação de cadinhos de laboratório padrão que podem suportar temperaturas de até 1200 °C. Os cadinhos de laboratório de platina são resistentes à ferrugem devido à sua natureza quimicamente inerte.
Aço inoxidável
O aço inoxidável é um dos equipamentos de cadinho de laboratório mais frágeis que você pode encontrar, além dos cadinhos de porcelana. Eles são mais adequados para aplicações de criogenia.
Tipos de cadinhos de laboratório
Existem vários tipos de cadinhos disponíveis hoje, e eles são:
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Rosa
Esses cadinhos de laboratório vêm sem tampa e não são esmaltados.
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Forma ampla
Esses cadinhos possuem paredes curtas e baixas, além de serem rasos. Possuem um diâmetro amplo na superfície externa e um diâmetro menor na base.
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Gooch
Os cadinhos Gooch são conhecidos por terem discos de vidro fritado com fundo bem perfurado.
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Betume
Esses tipos de cadinhos também possuem fundo perfurado. São esmaltados de dentro para fora, com exceção da superfície externa da base e da borda.
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Forma Alta
Cadinhos de forma alta têm uma protuberância externa ligeiramente saliente com paredes altas, daí o nome "forma alta". São moldados com uma abertura cujo diâmetro diminui à medida que se estreita em direção à base.
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Fundo Poroso
Esses cadinhos possuem um disco poroso moldado, que tende a proporcionar porosidade estável e vazão consistente.
Funções dos cadinhos de laboratório
Os cadinhos de laboratório têm diversas funções, algumas delas são:
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Análise gravimétrica: Este é um procedimento que envolve a medição de variações de massa com o recipiente do cadinho. É uma técnica analítica na qual os cadinhos desempenham um papel importante devido à sua estabilidade e resistência ao calor.
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Reação e aquecimento de produtos químicos: Temperaturas extremas são um parâmetro para diferentes reações no laboratório de química. Portanto, cadinhos de laboratório são úteis como recipientes adequados para armazenar substâncias, permitindo que muitas dessas reações e procedimentos analíticos sejam realizados.
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Fusão de materiais e substâncias metálicas: A fusão de metais e algumas ligas envolve altas dimensões de calor, e os únicos recipientes viáveis para que isso ocorra com segurança são cadinhos de laboratório. Isso se deve ao fato de possuírem pontos de fusão absurdamente altos.
Aplicações de cadinhos de laboratório
Cadinhos de laboratório são equipamentos essenciais empregados em diversos setores e indústrias. Analisaremos alguns deles, que são:
Ciência Metalúrgica
Cadinhos de laboratório podem ser usados em metalurgia para:
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Refinando Metais Valiosos
Metais valiosos como ouro e prata podiam ser refinados a partir de seus minérios com a ajuda de cadinhos colocados em fornos extremamente quentes. Após a purificação, esses metais podiam ser usados posteriormente na fabricação de joias, eletrônicos, troféus esportivos, etc.
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Produção de ligas mais resistentes
Cadinhos de laboratório possibilitaram a produção de ligas de alta qualidade utilizadas em diversas indústrias de aviação, construção e edificação em todo o mundo. Isso se deve à sua capacidade de suportar as altíssimas temperaturas exigidas no processo de fusão e combinação de diversos metais.
Laboratórios de Química
Sem cadinhos, os cientistas não teriam sido capazes de fundir ou misturar elementos ou compostos. Os recipientes dos cadinhos são essenciais para:
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Análise Ambiental
Amostras ambientais podem ser analisadas com precisão com a ajuda de cadinhos em laboratórios de química. Como? Eles são os recipientes dentro dos quais essas amostras são armazenadas. Experimentos como "Ashing" demonstram a importância dos cadinhos na química.
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Fabricação de novos materiais
Cadinhos podem ser usados para fundir e misturar diversos elementos e compostos para produzir novos materiais supercondutores ou semicondutores. Esses supercondutores e semicondutores têm a capacidade de suportar altas temperaturas.
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Descoberta de novos medicamentos
Cadinhos podem ser usados para aquecer e reagir vários produtos químicos, desempenhando, portanto, um papel fundamental na descoberta de novos medicamentos e moléculas. Para que novas descobertas sejam feitas, os cientistas precisam ser capazes de explorar diversas moléculas novas e desenvolver medicamentos mais eficazes para combater doenças comuns à humanidade. Os cadinhos garantem que a mistura desses produtos químicos para obter as novas descobertas seja possível.
Indústria de semicondutores
Os cadinhos são aplicáveis em:
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Explorando Propriedades de Semicondutores
Altas temperaturas e semicondutores são sinônimos. Portanto, para determinar as propriedades e capacidades de um material semicondutor, são necessários cadinhos para mantê-los no lugar durante os testes e análises realizados por cientistas.
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Desenvolvendo Cerâmicas Avançadas
Materiais cerâmicos avançados são fundidos e moldados adequadamente por meio de cadinhos que os mantêm no lugar. Esses materiais cerâmicos avançados são posteriormente utilizados para fins como implantes médicos, isolamentos elétricos e produção de dispositivos eletrônicos.
Tendência atual do mercado
Devido ao aumento da industrialização e à crescente demanda global por cadinhos de laboratório, o tamanho do mercado global foi estimado em $1,2 bilhão em 2023 e deve atingir $1,8 bilhão até 2032, com uma Taxa de Crescimento Anual Composta (CAGR) de 4,6% durante esse período. A demanda por materiais de alto desempenho em diversas aplicações industriais é o fator-chave por trás do forte crescimento do mercado de cadinhos.
Manutenção de cadinhos de laboratório
Estabelecemos que os cadinhos de laboratório são uma parte importante do laboratório de química. Isso significa que eles devem ser cuidadosamente cuidados e mantidos após cada uso para manter seu desempenho de alta qualidade. Aqui estão algumas dicas que você pode seguir para manter este equipamento de laboratório tão importante:
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Limpe-os em água fria para remover quaisquer resíduos, como plasma sanguíneo
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Deixe de molho em um bom desinfetante
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Remova os materiais da superfície usando uma escova de cerdas não abrasivas
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Deixe os cadinhos de molho novamente por alguns minutos
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Enxágue três vezes em água deionizada para remover qualquer resíduo de detergente
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Escorra em uma grelha
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Utilize um forno de ar quente ou mantenha-o em um ambiente limpo para secar ao ar.
Perguntas frequentes
Com que frequência o cadinho do laboratório deve ser limpo?
Ele deve ser sempre limpo e guardado em local seguro após cada uso em experimentos ou testes. Isso ajuda a preservar sua vida útil e garantir sua eficácia.
O que é um reagente?
Um reagente é uma substância usada para produzir uma reação química.
Existe diferença entre equipamento e aparelho?
Sim, enquanto equipamentos são os objetos necessários para executar uma tarefa, aparelhos são o conjunto de objetos necessários para uma tarefa específica.
Conclusão
Nesta era de amplas tendências industriais e evolução no mundo científico, cadinhos de laboratório continuam sendo um equipamento importante para a realização de descobertas e experimentos químicos modernos. Sua importância e variedade de usos em laboratórios de química os tornaram tão valiosos.