Un burbujeador de gas es un elemento de vidrio de laboratorio que consiste en un bulbo de vidrio lleno de una pequeña cantidad de líquido, generalmente aceite mineral o de silicona , y con menos frecuencia mercurio. La entrada del bulbo está conectada a una junta de vidrio esmerilado , mientras que la salida está ventilada al aire.
Los burbujeadores de gas se utilizan para excluir el aire de una reacción o de un sistema. En el primer caso, el burbujeador de gas se instala en el condensador del sistema de reacción. En el segundo caso, se suele instalar un burbujeador de aceite al final del colector de gas inerte en una línea Schlenk para evitar la contaminación por oxígeno atmosférico y agua .
Un burbujeador de gas actúa como una válvula unidireccional: los gases (aire caliente, gases desprendidos, vapores de disolventes) de la entrada burbujearán a través del fluido antes de ser expulsados a la atmósfera. Si hubiera una presión negativa en el recipiente de reacción (por ejemplo, cuando se elimina el calor y los gases se contraen), se succiona algo de fluido hacia un sumidero para igualar la presión, en lugar de aire. Siempre que sea posible, se debe evitar esta "retracción" llenando el aparato de reacción con gas inerte, ya que una presión excesivamente baja hará que el aceite sea succionado hacia el recipiente de reacción, contaminándolo. [1]
Las burbujas permiten al trabajador confirmar visiblemente que el sistema se está limpiando con gas inerte; la velocidad a la que se forman las burbujas permite al trabajador ajustar la presión de entrada.
Los burbujeadores de aceite se rellenan con aceite mineral o de silicona . Ambos son bastante resistentes a los ataques químicos. Los burbujeadores de aceite son los más utilizados; el aceite es económico y no tóxico.
Una desventaja es que debido a la menor densidad del aceite, en caso de que haya una presión insuficiente en el recipiente de reacción, puede succionarse suficiente aceite a través del cárter hacia el sistema de gas inerte como para contaminarlo. Por la misma razón, la presión dentro del sistema de gas inerte siempre permanecerá cerca de la atmosférica. Esto es una desventaja cuando se intentan transferencias con cánulas utilizando la presión del gas inerte para forzar un reactivo líquido a entrar en otro utilizando una cánula.
Los burbujeadores de mercurio son muy similares en construcción a los burbujeadores de aceite. Por lo general, tienen un cuerpo más largo para evitar que el mercurio salpique a través de la salida del burbujeador, y la conexión de entrada generalmente tiene un disco de vidrio sinterizado para evitar que el mercurio sea succionado nuevamente hacia el sistema de gas inerte cuando se rellena un recipiente evacuado.
La ventaja más importante del mercurio sobre el petróleo es que se puede mantener una cantidad considerable de presión dentro del sistema de gas inerte (equivalente a la altura de la columna de mercurio). Se pueden utilizar columnas altas para aprovechar esto aún más. Al aumentar la presión dentro del sistema de gas inerte, se aumentan los puntos de ebullición, lo que permite que las reacciones a reflujo se realicen a una temperatura más alta. Además, las transferencias con cánulas se realizan más fácilmente debido a la mayor presión de gas disponible para empujar un reactivo líquido desde un recipiente, a través de una cánula, a otro recipiente.
Los burbujeadores de mercurio se evitan siempre que sea posible, debido a la dificultad y el gasto que supone lidiar con los derrames de mercurio. Además, el mercurio puede reaccionar con diversos productos químicos, como el amoníaco y los acetilenos , con resultados potencialmente peligrosos. [1] [2] En el contexto de la transferencia de cánulas, los burbujeadores de mercurio se pueden evitar tirando (en lugar de empujar) líquidos a través de la cánula mediante vacío. Alternativamente, el burbujeador de aceite se puede cerrar de la línea de gas inerte con una llave de paso, lo que permite que el gas inerte empuje el reactivo a través de la cánula. El exceso de presión se purga desde un burbujeador instalado directamente sobre el recipiente receptor.