Baño refrigerante

  Un baño refrigerante es una mezcla usada en un laboratorio cuando se necesitan temperaturas bajas, por ejemplo para la realización de reacciones químicas a baja temperatura (como cuando se desea el control cinético de la reacción), cuando se desea recuperar los líquidos altamente volátiles de una destilación, o en trampas frías. Generalmente consiste de un sólido que se funde o sublima a baja temperatura, o de un líquido que hierve a baja temperatura, mezclada con alguna otra sustancia que modula la temperatura del baño o mejora la conducción del calor.

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Tipos

El baño refrigerante más simple y barato es la mezcla hielo/agua, que mantiene una temperatura de 0°C. Para temperaturas menores, es común usar tres tipos de baños refrigerantes:

Hielo

Una mezcla de hielo y una sal inorgánica tal como el cloruro de sodio o cloruro de calcio puede proveer temperaturas cercanas a -40 °C. La temperatura depende de la cantidad y el tipo de sal usada, basado en el efecto de depresión del punto de fusión.

Hielo seco

Una mezcla de hielo seco y un solvente orgánico puede proveer temperaturas de hasta -78 °C.^[1]

Nitrógeno líquido

El nitrógeno líquido, usado tal cual es, o con un solvente orgánico, puede proveer temperaturas hasta el punto de ebullición del N₂ puro, −196 °C. La temperatura depende del punto de fusión del solvente orgánico.

Ventajas y desventajas

Varios factores influyen en la elección de la composición del baño refrigerante. El primero es la disponibilidad — el hielo seco y el nitrógeno son comparativamente baratos, pero frecuentemento el hielo seco puede ser almacenado más fácilmente.

La toxicidad e inflamabilidad de la composición también importa. Por ejemplo, muchos solventes usados con el hielo seco son inflamables. Este problema se mitiga porque, a la temperatura de trabajo, la presión de vapor de la mayoría de estos solventes no es peligrosa.^[2] En muchos casos, se prefiere un solvente relativamente no tóxico, como acetona o éter dietílico en vez que otro más tóxico como el bromometano. Cuando ya no se necesita el baño refrigerante, los solventes de deshecho también necesitan ser almacenados o dispuestos para su descarte.

Generalmente se considera que el nitrógeno líquido es el mejor baño refrigerante, porque no es tóxico, es barato, y no deja residuos. Sin embargo, tiene la desventaja de ser suficientemente frío para condensar al oxígeno del aire. La co-condensación de solventes orgánicos y oxígeno es una mezcla potencialmente explosiva y debe ser evitada.^[2]

Referencias

1. ↑ Do W. Lee, Craig M. Jensen "Dry-Ice Bath Based on Ethylene Glycol Mixtures" Journal of Chemical Education 2000, volume 77, page 629.
2. ↑ ^{a b} Alvin B. Kaufman and Edwin N. Kaufman. Cold Traps. Ohio State University.

• Jonathan M. Percy, Christopher J. Moody, Laurence M. Harwood (1998). Experimental Organic Chemistry: standard and microscale. Blackwell Publishing.
• Wilfred Louis Florio Armarego, Christina Li Lin Chai (2003). Purification of Laboratory Chemicals, 5th Edition, Butterworth-Heinemann.