Un horno de tubo es un dispositivo de calentamiento eléctrico utilizado para realizar síntesis y purificaciones de compuestos inorgánicos y ocasionalmente en síntesis orgánica . Un diseño posible consiste en una cavidad cilíndrica rodeada de bobinas de calentamiento que están incrustadas en una matriz térmicamente aislante. La temperatura se puede controlar mediante retroalimentación de un termopar . Los hornos de tubo más elaborados tienen dos (o más) zonas de calentamiento útiles para experimentos de transporte . Algunos controladores de temperatura digitales proporcionan una interfaz RS-232 y permiten al operador programar segmentos para usos como rampa, remojo, sinterización y más. Los materiales avanzados en los elementos de calentamiento, como el disiliciuro de molibdeno (MoSi 2 ) ofrecido en ciertos modelos, ahora pueden producir temperaturas de trabajo de hasta 1800 °C. Esto facilita aplicaciones más sofisticadas. [1] Los materiales comunes para los tubos de reacción incluyen alúmina , Pyrex y cuarzo fundido , o en el caso de materiales corrosivos, se pueden utilizar tubos de molibdeno o tungsteno .
El horno de tubo fue inventado en la primera década del siglo XX y se utilizó originalmente para fabricar filamentos cerámicos para lámparas y focos Nernst . [2]
Un ejemplo de un material preparado utilizando un horno de tubo es el superconductor YBa 2 Cu 3 O 7 . Una mezcla de CuO, BaO e Y 2 O 3 finamente pulverizados , en la proporción molar adecuada, contenidos en un "barco" de platino o alúmina, se calienta en un horno de tubo a varios cientos de grados bajo un flujo de oxígeno . De manera similar, el disulfuro de tantalio se prepara en un horno de tubo seguido de una purificación, también en un horno de tubo utilizando la técnica de transporte de vapor químico . [3] Debido a la disponibilidad de hornos de tubo, el transporte de vapor químico se ha convertido en una técnica popular no solo en la industria (ver proceso de van Arkel–de Boer ) sino también en el laboratorio de investigación.
Los hornos de tubo también se pueden utilizar para reacciones de termólisis , que involucran reactivos orgánicos o inorgánicos. Un ejemplo de ello es la preparación de cetenos , que puede emplear un horno de tubo en la "lámpara de cetenos". La pirólisis al vacío instantánea a menudo utiliza un tubo de cuarzo fundido, generalmente lleno de perlas de cuarzo o cerámica, que se calienta a altas temperaturas.