¿Cómo funciona un evaporador rotativo de laboratorio?

- Nov 04, 2019-

Un evaporador rotativo, o "rotovap" en la jerga de laboratorio, es un instrumento utilizado en un laboratorio de química para eliminar un solvente volátil de una mezcla líquida. En un entorno de cannabis, el uso más común es eliminar el etanol de un extracto de invierno.

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El evaporador rotativo funciona bajo el supuesto general de que el punto de ebullición del solvente es mucho más bajo que el del líquido que lo rodea. También supone que los compuestos en el líquido son térmicamente sensibles; de lo contrario, podría hervir el solvente.


Un rotovap funciona creando un vacío en un matraz giratorio de vidrio. ¿Qué logra eso? Volvamos a la física y química de la escuela secundaria.


Toda la materia en el universo existe en tres (técnicamente cuatro) estados: sólido, líquido, gaseoso y plasma. En qué estado de la materia se encuentra una molécula co-depende de A) las condiciones físicas del sistema en el que se encuentra, y B) sus propiedades químicas intrínsecas. De las variables físicas, las más importantes para nosotros son los cambios de temperatura y presión. La mayoría de los procedimientos de extracción industrial tienen lugar dentro de contenedores sólidos cuyas paredes no se expanden o contraen (esperamos); por lo tanto, los cambios en el volumen se consideran insignificantes.


La presión y la temperatura están relacionadas entre sí de manera lineal; duplicar la temperatura (en la escala de cero absoluto, o escala Kelvin) dará como resultado una duplicación de la presión (siempre que el volumen se mantenga constante). En efecto, eso significa que reducir la presión al encender el vacío también reduce el punto de ebullición requerido para que el solvente volátil se evapore.


El disolvente evaporado es capturado por un "dedo frío", una superficie enfriada en la que las moléculas de gas pueden encontrarse y condensarse. La forma más común de hacer un dedo frío es mezclar alcohol isopropílico y hielo seco. El hielo seco debe agregarse continuamente, pero no es lo suficientemente frío como para congelar el alcohol y, a diferencia del hielo, se evapora en gas cuando se gasta.


Simultáneamente a todo lo anterior, el matraz se coloca en un baño de agua caliente y gira continuamente. Esto crea una película delgada dentro del matraz que aumenta el área de superficie desde la cual las moléculas de gas pueden evaporarse. También sirve para conducir el calor directamente al sistema, por lo que la temperatura permanece constante incluso cuando las moléculas se evaporan.


A medida que se establece el vacío y las moléculas de gas recién formadas comienzan a condensarse en el dedo frío, las condiciones del sistema son tales que la evaporación se produce simultáneamente desde todas las superficies, incluso desde el interior del líquido mismo. Esto conduce a la formación de burbujas, que es la tercera razón por la cual el matraz se evapora en un motor rotativo.


Usar un rotovap es simple y efectivo, y es una herramienta que verá a lo largo de su carrera como químico o como técnico de extracción de cannabis.