Un horno de tubo es un dispositivo de calentamiento eléctrico que se utiliza para realizar síntesis y purificaciones de compuestos inorgánicos y, ocasionalmente, en síntesis orgánica . Un diseño posible consiste en una cavidad cilíndrica rodeada por bobinas calefactoras que están incrustadas en una matriz térmicamente aislante. La temperatura se puede controlar mediante la 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 un RS-232interfaz y permite al operador programar segmentos para usos como rampa, remojo, sinterización y más. Los materiales avanzados en los elementos calefactores, como el disilicida de molibdeno que se ofrece en ciertos modelos, ahora pueden producir temperaturas de trabajo de hasta 1800 ° C. Esto facilita aplicaciones más sofisticadas. [1] El material común para los tubos de reacción incluye alúmina , Pyrex y cuarzo fundido , o en el caso de materiales corrosivos se pueden utilizar tubos de molibdeno o tungsteno .
El horno de tubo se inventó en la primera década del siglo XX y se utilizó originalmente para fabricar filamentos cerámicos para lámparas y radiadores Nernst . [2]
Aplicaciones ilustrativas
Un ejemplo de 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 apropiada, contenida en un "bote" de platino o alúmina, se calienta en un horno tubular 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 purificación, también en un horno de tubo utilizando la técnica de transporte de vapor químico . [3] Debido a la disponibilidad de hornos tubulares, el transporte de vapores químicos se ha convertido en una técnica popular no solo en la industria (ver proceso de van Arkel ) 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 cetenas que puede emplear un horno de tubo en la "lámpara de cetena". Las pirolisis de vacío instantáneo a menudo utilizan un tubo de cuarzo fundido, generalmente lleno de perlas de cuarzo o cerámica, que se calienta a altas temperaturas.
Referencias
- ^ JD Corbett "Síntesis de materiales de estado sólido" en química de estado sólido: técnicas, AK Cheetham y P. Day, Eds. Clarendon, Oxford, 1987. ISBN 0-19-855165-7 .
- ^ Harker, JA (diciembre de 1905). "En un nuevo tipo de horno eléctrico, con una redeterminación del punto de fusión del platino" . Proceedings of the Royal Society A . 76 (507): 235–249. Código bibliográfico : 1905RSPSA..76..235H . doi : 10.1098 / rspa.1905.0023 .
- ^ JF Revelli, "Disulfuro de tantalio (TaS 2 ) y sus compuestos de intercalación" Inorganic Syntheses 1995, volumen 30, págs. 155. doi : 10.1002 / 9780470132616.ch32