شیشه یک ماده معدنی شفاف، سفت و سخت، غیر کریستالی و همه کاره است که از مخلوطی از اکسیدهای فلزی در دماهای بالا ذوب و درست شده است. ظروف شیشه ای در سراسر جهان به دلیل سه ویژگی مهم آن شناخته شده هستند: شفافیت، پایداری و بی اثری، و چکش خواری. ماهیت شفاف شیشه کاربر را قادر می سازد تا واکنشی را که در داخل آن رخ می دهد، مشاهده کند. پایداری و بی اثر بودن، از واکنش شیشه به مواد شیمیایی مورد استفاده در آزمایشگاه جلوگیری می کند. شیشه چکش خوار است. همچنین باعث ایجاد طرح ها و اشکال جدید و تعمیر در صورت شکستگی می شود. سال ها توسعه و تمرین، ماهیت، ترکیب و ساختار شیشه‌ای و همچنین اشکال و طرح های ساخته شده از آن را به دست آورده است. ضخامت دیوار، زاویه، ابعاد و نسبت ارتفاع به عرض برای پاسخگویی به چالش ها و نیازهای خاص شیوه های آزمایشگاهی متفاوت است. هر شیشه آلات آزمایشگاهی، با توجه به عملکردی که قرار است انجام دهد طراحی می شود.
خواص فیزیکی و شیمیایی شیشه:
انواع مختلف شیشه بسته به ترکیب شیمیایی و آماده سازی آنها دارای خواص متفاوتی هستند. خارج از خواص فیزیکی و شیمیایی شیشه، خواص انبساط، ضریب شکست، ویسکوزیته و خواص دی الکتریک، مورد توجه دانشمندان آزمایشگاهی است. هیچ نقطه ذوب یا جوش واحدی برای شیشه وجود ندارد. شیشه پس از شروع نرم شدن در دماهای بالا تمایل به حفظ شکل فیزیکی خود دارد. با این حال، در دماهای بالاتر از نقطه نرم شدن، شیشه در زیر وزن خود به دلیل نیروهای خارجی مانند گرانش فرو می رود. با ادامه افزایش دما، سطح شیشه به تدریج شکل خود را از دست می دهد. سپس، در دماهای بالاتر، نیروهای داخلی، مانند کشش سطحی، باعث گرد شدن گوشه های تیز شیشه می شوند و شیشه روی خود شروع به "مهره شدن" می کند. در نهایت، شیشه در یک گودال ضخیم و مایع جمع می شود. ویسکوزیته شیشه با دما رابطه معکوس دارد. هر چه یک "مایع" لیوان داغ تر شود، چسبناک تر می شود. در واقع ویسکوزیته بالای گودال شیشه ای از تبلور جلوگیری می کند. ویسکوزیته بالای شیشه فراتر از دمای تبلور، از تحرک اتمی جلوگیری می کند و از چسبیدن اتم ها به یکدیگر برای ایجاد کریستال جلوگیری می کند. قبل از ساخت و کار با ظروف شیشه ای باید خصوصیات مختلف شیشه در دماهای مختلف را در نظر گرفت تا خواص و عملکردهای مطلوب را بدست آورد.
شیشه با مقاومت شیمیایی بالای خود در برابر بسیاری از مواد از جمله اسیدها، قلیاها، حلال های آلی، محلول های نمکی و آب، عملکرد بهتری از پلاستیک دارد. تنها موادی که می توانند شیشه را از بین ببرند، اسید هیدروفلوئوریک، قلیایی های قوی مورد استفاده در دماهای بالا و اسید فسفریک غلیظ هستند. ظروف شیشه ای در آزمایشگاه ها به وفور یافت می شود و در اشکال و اندازه های مختلف موجود است. در سال‌های اخیر ترجیح داده شده است که ظروف شیشه‌ای را به جای مواد پلاستیکی ارزان تر، بادوام تر و کمتر شکننده تر جایگزین کنیم. در هر حال، برخی از مواد و آزمایش ها یا کاربرد ها هنوز نیاز به استفاده از ظروف شیشه ای دارند. به طور خلاصه می توان گفت که استفاده از شیشه به این دلایل مورد اقبال آزمایشگاه ها قرار گرفته است: شیشه نسبتاً بی اثر است، به این معنی که با مواد شیمیایی یا مواد قرار داده شده در داخل واکنش نشان نمی دهد و در نتیجه نتایج را به هم می زند یا منحرف می کند. همچنین شفاف است و امکان نظارت آسان و مقاوم در برابر حرارت را فراهم می کند و اجازه می دهد دماهای بالا را تحمل کند. علاوه بر این، شکل دادن و قالب گیری آن به هر شکلی که لازم باشد آسان است. برای نگهداری معرف و مواد شیمیایی مناسب است.همچنین پیرکس که نوعی شیشه است، در برابر حرارت بسیار مقاوم است. نحوه ی اختراع پیرکس به این صورت بود که: با شروع جنگ جهانی اول، رابطه آمریکا با اروپا قطع شد. در نتیجه، آمریکایی ها با کمبود جدی ظروف شیشه ای آزمایشگاهی مواجه شدند. با این حال، در مدت کوتاهی، شیشه سازان آمریکایی برندهای شیشه‌ای بوروسیلیکات را ایجاد کردند که قبل از جنگ بی سابقه بود. از جمله ی آنها پیرکس بود. یک سال پس از شروع جنگ، پیرکس برای استفاده در آشپزخانه توسعه یافت و یک سال بعد بازار دیگری در آزمایشگاه پیدا کرد. پیرکس، به دلیل استحکام در برابر مواد شیمیایی، شوک حرارتی و استرس مکانیکی به سرعت به یک برند مورد علاقه در جامعه علمی تبدیل شد. پس از پایان جنگ، دولت ایالات متحده تعرفه هایی را برای محافظت از صنعت رو به رشد شیشه آزمایشگاهی آمریکا در برابر رقابت وضع کرد. نیاز روز افزون دانشمندان آمریکا به ابزار آزمایشگاهی، بازار بزرگی را برای شیشه سازان داخلی فراهم کرد. ظروف شیشه ای اروپایی دیگر هرگز بر بازار آمریکا تسلط نداشتند. به قول مارکو برتا، مورخ علم شیمی که گفته است: مقدر بود که شیشه به شخصیت اصلی آزمایشگاه شیمی مدرن تبدیل شود.
فن آوری باستانی:
شیشه سازی، یک فن آوری بسیار قدیمی و باستانی است. یک فرضیه این است که فرآیند ساخت شیشه به عنوان یک محصول جانبی از عمل متالورژی - علم استخراج فلزات از سنگ معدن آنها در دماهای بالا - کشف شد. این سنگ ها، در کانی هایی یافت می شوند که اغلب از سیلیکات درست می شوند، درست مانند شیشه. برای مثال قدمت ذوب مس به هشت هزار سال قبل از ترکیه امروزی بر می گردد. مس را می توان از مالاکیت در دمای حدود هزار و دویست درجه سانتی گراد استخراج کرد و زغال چوب به عنوان یک عامل کاهنده عمل می کند. برای جدا سازی سنگ معدن از سنگ، شار مانند کربنات سدیم یا کربنات پتاسیم نیز اضافه شد. این منجر به مخلوطی از فلز مذاب و یک لایه ضایعاتی از شار و سنگ ذوب شده به نام سرباره شد. لایه های سرباره و فلز مذاب غیر قابل اختلاط هستند: لایه فلزی متراکم تر است و لایه سرباره سبک تر را می توان جدا کرد. هنگامی که سرباره سرد می شود، نتیجه یک جامد شیشه ای است. شاید قدیم ها یک ماده شگفت انگیز بالقوه جدید را در این زباله های سرباره می دیدند. ست راسموسن، مورخ علم، استدلال کرده است که این فرضیه توسط یافته های باستان شناسی پشتیبانی می شود: ابزار ساخت شمش های برنزی و شیشه‌ای در همان مکان مصری رامساید در قانتیر پیدا شد.
ست راسموسن به چندین ویژگی مهم ظروف شیشه ای اشاره می کند که آنها را برای استفاده در آزمایشگاه ایده آل می کند. مواد اولیه برای شیشه، ماسه و کربنات سدیم، ارزان و فراوان هستند. اما شیشه نیز با دوام، شفاف و همه کاره است. راسموسن توضیح می دهد که شیشه از قرن سیزدهم به بعد، به طور قابل اعتماد در دستگاه های آزمایشگاهی مورد استفاده قرار گرفت. در این زمان بود که شیشه سازان در ونیز و مورانو با استفاده از نمک های کلسیم، منیزیم و پتاسیم بیشتر در مخلوط، فرآیندهای جدیدی را برای بهبود مقاومت حرارتی و شیمیایی شیشه پیدا کردند. در کنار این توانایی برای مقاومت در برابر دماهای بالا و مواد شیمیایی قوی، شفافیت یک مزیت کلیدی شیشه برای آزمایش است. شیشه به شما این امکان را می دهد که در حین پیشرفت یک واکنش را مشاهده کنید. تصور کنید که آزمایش کلاسیک تیتراسیون مدرسه را با نشانگر فنل فتالئین بدون ظروف شفاف انجام دهید. در واقع، مارکو برتا نشان داده است که ماریا هبریکا از ظروف شیشه ای قدردانی می کند، زیرا به آزمایشگر اجازه می دهد "بدون لمس کردن ببیند". هنگامی که کاری را انجام می دهید که قبلاً هرگز انجام نشده است، ممکن است نیاز به ساخت دستگاه سفارشی داشته باشید. شیشه برای این کار مناسب است، زیرا بسیار همه کاره است. می توان آن را با سهولت نسبی تغییر شکل داد. ظروف شیشه ای ظاهری معمولی، در آزمایشگاه شیمی حرفه ای دارند، زیرا هزینه نسبتاً پایین، دوام فوق العاده و سطوح خاصی از دقت دارند. در حالی که برخی از ظروف آزمایشگاهی با مواد پلاستیکی یا حتی مواد روزمره آشپزخانه تکمیل می شوند، شیشه هنوز هم ماده استانداردی است که کار آزمایشگاهی توسط آن انجام می شود. در حالی که قوانین کمی در مورد ظروف شیشه ای وجود دارد، بهترین روش ها برای استفاده وجود دارد که زمینه را برای تکنیک های خوب در آزمایشگاه فراهم می کند.
شیشه در همه جای آزمایشگاه های شیمی وجود دارد، اما همه شیشه ها یکسان نیستند. شیشه استاندارد مصرف کننده به عنوان شیشه "سودا آهک" یا "فلوت" شناخته می شود. برای بسیاری از کاربردها خوب است، اما در اثر گرمایش و سرمایش سریع به دلیل انبساط/انقباض ترک می خورد. برای حل این مشکل در آزمایشگاه از شیشه بورو سیلیکات استفاده می شود. شیشه بورو سیلیکات که با مقدار کمی بور ساخته شده است، دارای ضریب انبساط بسیار پایینی است که از تنش های داخلی جلوگیری می کند. رایج ترین نام تجاری شیشه بورو سیلیکات پیرکس است، همان نوع شیشه ای که در برخی از ظروف پخت آشپزخانه استفاده می شود. در حالی که شیشه بورو سیلیکات از نظر حرارتی مقاوم است، نا خالصی های موجود در شیشه بورو سیلیکات و استاندارد منجر به محدوده دما و کیفیت نوری محدود می شود. سیلیس ذوب شده یا کوارتز، در شرایطی استفاده می شود که شیشه باید بالاتر از چهارصد و پنجاه درجه سانتیگراد گرم شود یا در برابر نور UV شفاف باشد. سیلیس ذوب شده دی اکسید سیلیکون خالص از نظر شیمیایی، بدون نا خالصی و نقطه ذوب بسیار بالا، بیشتر از هزار و ششصد درجه سانتیگراد است. ساده ترین راه برای تشخیص تفاوت بین شیشه بوروسیلیکات و سیلیس ذوب شده در آزمایشگاه، نگاه کردن به محور طولانی یک قطعه شیشه است. رنگ مایل به سبز نشان دهنده نا خالصی های بورو سیلیکات است، در حالی که سیلیس ذوب شده از نظر نوری شفاف و بی رنگ است. چرا ما هنوز به ظروف شیشه ای آزمایشگاهی نیاز داریم؟ چندین نوع مختلف شیشه برای ظروف شیشه ای آزمایشگاهی استفاده می شود، اما همه آنها کیفیت های مشابهی دارند. شاید کمی واضح باشد، شیشه شفاف است و در نتیجه نظارت بر آزمایش ها را آسان تر می کند. شیشه همچنین در برابر حرارت مقاوم است و می تواند در برابر شوک حرارتی مقاومت کند. تا حد زیادی بی اثر است و با مواد مورد استفاده در آزمایش واکنش نشان نمی دهد.در نهایت، قالب گیری و شکل دادن به شیشه آسان است و بنابر این می توان اقلام سفارشی از ظروف شیشه ای علمی را برای آزمایش ها و نیازهای خاص ایجاد کرد.
اگر در آزمایشگاه کار می کنید یا در کلاس آزمایشگاهی شرکت می کنید، با انواع مختلفی از ظروف شیشه ای مواجه خواهید شد که هر کدام دارای ویژگی هایی هستند که آن را به ویژه برای کاربرد های خاص مناسب می کنند. برخی تقریباً دقیق هستند، برخی دیگر دقت بالایی دارند. ظروف شیشه ای که به عنوان دستگاه آزمایشگاهی استفاده می شود، طیف گسترده ای از عملکردهای نگهداری و حمل و نقل محلول ها و سایر مایعات مورد استفاده در آزمایشگاه ها را ارائه می دهند. لازم به ذکر است که بیشتر ظروف شیشه‌ای آزمایشگاهی با شیشه بورو سیلیکات تولید می شوند، شیشه ای بادوام که می تواند به طور ایمن برای نگهداری مواد شیمیایی که روی شعله گرم می شوند و حاوی مواد شیمیایی اسیدی یا خورنده، استفاده شود. اما چند نوع شیشه ی دیگر نیز در ساخت لوازم آزمایشگاهی استفاده می شوند که به این شرح هستند: شیشه کوارتز که در برابر دماهای بالا مقاوم است و در مناطق خاصی از طیف الکترو مغناطیسی شفاف است. شیشه های دیوار سنگین که به‌طور خاص برای استفاده در آزمایش های تحت فشار تقویت می شوند و در نهایت شیشه کهربایی که برای جلوگیری از اشعه ماوراء بنفش و مادون قرمز تیره می شود و در نتیجه برای ذخیره مایعات ایده‌آل می شود.
در این بخش نگاهی دقیق تر به انواع ظروف شیشه ای آزمایشگاهی می اندازیم، زیرا دانستن تفاوت های بین انواع ظروف شیشه ای موجود به شما کمک می کند تا آزمایش ها را به طور مؤثر تری طراحی و انجام دهید. به طور خلاصه انواع شیشه آلات آزمایشگاهی را می توان به این شکل تقسیم بندی نمود. ظروف شیشه ای پایه: این موارد باید برای هر کسی که در یک درس عملی شیمی در مدرسه بوده است، آشنا باشد. لوله های آزمایش تصویر کهن الگوی شیمی هستند، در حالی که لیوان ها نیز مکررا در تمرینات مدرسه ظاهر می شوند. لوله های جوش از نظر ظاهری با لوله های آزمایش تفاوت چندانی ندارند، اما در مواقعی که نیاز به گرمایش است از آنها استفاده می شود. آنها معمولاً از شیشه ضخیم تر ساخته می شوند و کمی بزرگ تر و پهن تر هستند. فلاسک ها: از بین تمام فلاسک های مورد استفاده در شیمی، نمادین ترین آنها، فلاسک مخروطی یا همان ارلن مایر است. این فلاسک که به نام شیمیدان آلمانی، امیل ارلن مایر نامگذاری شده است، به گونه ای طراحی شده است که محتویات آن به راحتی بدون ریختن به بیرون چرخانده شود. آنها برای جوشاندن مایعات مفید می باشند و همچنین گردن آنها می تواند از قیف های فیلتر پشتیبانی کند. فلاسک های حجمی عمدتا در تهیه محلول های استاندارد استفاده می شوند. برای ایجاد محلولی با غلظت خاص، باید حجم محلول را بدانیم. گردن باریک فلاسک حجمی دارای درجه بندی نازکی برای نشان دادن محل رسیدن به یک حجم خاص است. فلاسک های ته گرد و فلاسک فلورانس بسیار شبیه به هم هستند، اما تفاوت جزئی بین این دو وجود دارد. هر دو دارای ته گرد هستند که برای پخش یکنواخت گرما هنگام گرم شدن طراحی شده اند. آنها اغلب توسط شیمیدانان برای واکنش ها و در اواپراتورهای چرخشی استفاده می شوند. در حالی که فلاسک های ته گرد معمولاً دارای یک اتصال شیشه ای زمین بر روی گردن خود هستند تا امکان اتصال به دستگاه های دیگر را فراهم کنند، فلاسک های فلورانس که ظاهراً از فلورانس در ایتالیا نامگذاری شده اند، معمولاً فقط لبه دارند. آنها همچنین می توانند دارای ته صاف باشند به طوری که آزاد باشند یا ته گرد و گردن بلندتری داشته باشند. فلاسک Kjeldahl حتی گردن بلندتری دارد و برای استفاده در روش Kjeldahl ساخته شده است که برای تعیین محتوای نیتروژن در یک ماده استفاده می شود. فلاسک های گلابی شکل معمولاً فلاسک های نسبتاً کوچکی هستند که برای تقطیر در مقیاس کوچک استفاده می شود. شکل آنها امکان بازیابی مواد بیشتری را نسبت به فلاسک های ته گرد فراهم می کند.
فلاسک های توپر با ظاهر نسبتاً عجیب در تقطیر استفاده می شوند، اگر چه استفاده از آنها در درجه اول قبل از ظهور کندانسورها بود. امروزه به ندرت از آنها استفاده می شود.
فلاسک شلنک و فلاسک استراوس دو فلاسک دیگر هستند که تقریباً شبیه به هم هستند. فلاسک های شلنک معمولاً در شیمی حساس به هوا استفاده می شوند، زیرا بازوی جانبی اجازه می دهد تا یک گاز بی اثر، مانند نیتروژن به داخل ظرف پمپ شود. از طرف دیگر، فلاسک Straus برای ذخیره حلال های خشک شده استفاده می شود. گردن اصلی در واقع تا نیمه پر شده و به یک گردن کوچکتر متصل است. این گردن اصلی را می توان به دستگاه های دیگر متصل کرد و به حلال اجازه می دهد تا زمانی که دو شاخه کمی بیرون کشیده شده یا به طور کامل جدا شود، حلال استخراج شود.
در نهایت، فلاسک کلایسن، طراحی شده توسط شیمیدان لودویگ کلایسن، برای تقطیر خلاء طراحی شده است. تقطیر در خلاء، هنگام جوشاندن محلول ها، حباب های مشکل ساز تولید می کند. فلاسک کلایسن شامل یک لوله مویین است که حباب های کوچکی را به مایع وارد می کند و شدت جوش را کاهش می دهد، در حالی که بخش شاخه دار فلاسک میزبان یک دماسنج است. امروزه از فلاسک کلایسن کمتر استفاده می شود.
قیف، تجزیه و تحلیل و جداسازی: انواع دستگاه های مختلف را می توان برای فیلتراسیون استفاده کرد. واضح ترین قیف فیلتر است که می توان کاغذ صافی را درون آن قرار داد و سپس مخلوطی را درون آن ریخت. از قیف خار کوچکتر اصلاً برای فیلتر کردن استفاده نمی شود، بلکه برای افزودن مایعات به دستگاه استفاده می شود. فلاسک بوشنر را می توان همراه با قیف بوخنر در فیلتراسیون خلاء استفاده کرد و فرآیندی بسیار سریعتر از فیلتراسیون گرانشی مورد استفاده در قیف های فیلتر معمولی است. یک لوله خلاء را می توان به بازوی کناری فلاسک چسباند، که به سرعت از طریق حلال مکیده می شود و هر جامد را در قیف بوخنر باقی می گذارد. برای جداسازی محلول ها یا مایعات با چگالی های مختلف می توان از قیف های جدا کننده استفاده کرد. مایعات با چگالی کمتر به سمت بالا شناور می شوند، سپس مخلوط ها را می توان جدا گانه، جدا کرد. قیف قطره ای مشابه برای افزودن مایعات یا محلول ها به یک واکنش استفاده می شود. روش دیگر جدا سازی مخلوط ترکیبات، کروماتو گرافی ستونی است که با استفاده از ستون کروماتو گرافی قابل انجام است. مخلوط از طریق ستونی از دی اکسید سیلیکون یا اکسید آلومینیوم عبور داده می شود و اجزای مختلف مخلوط زمان های متفاوتی را برای عبور از ستون نیاز دارند. در نهایت، لوله Thiele قطعه ای از دستگاه است که برای تعیین نقطه ذوب یک ترکیب جامد استفاده می شود. این لوله، حاوی یک حمام روغن است و خاصیت گرم کنندگی دارد که می توان نمونه ای را همراه با دماسنج در آن قرار داد. سپس حرارت دادن اجازه می دهد تا نقطه ذوب تعیین شود. طراحی فلاسک اجازه می دهد تا روغن گردش کند و گرمایش یکنواخت را تضمین کند.
کندانسورها:
طیف وسیعی از کندانسورهای مختلف را می توان در آزمایشگاه ها به عنوان اجزای مهم دستگاه تقطیر مورد استفاده قرار داد. کندانسور معمولی که در مدارس دیده می شود، کندانسور لیبیگ است که دارای یک لوله داخلی است که بخار از طریق آن جریان می یابد و توسط یک "جلیقه" احاطه شده است که آب خنک از آن عبور می کند و بخار را متراکم می کند. کندانسور گراهام شبیه این است، اما دارای یک مسیر سیم پیچی برای عبور بخار و متراکم شدن آن است. در همین حال، کندانسور Friedrichs آرایش را معکوس می کند، و یک سیم پیچ مارپیچی دارد که مایع خنک کننده از طریق آن جریان می یابد و بخار آن را احاطه کرده است. انواع دیگر کندانسور نیز موجود است، اگر چه در اینجا معرفی نشده است.
یکی دیگر از ظروف شیشه ای که در این دسته قرار می گیرد، ستون شکافی است. این امر به جدا سازی مخلوط در حین تقطیر کمک می کند، زیرا بخارات جمع شده و روی سینی های شیشه ای کوچکی که از ستون بالا می روند، تقطیر می شود. فقط فرار ترین گازها تا بالای ستون بالا می روند تا تقطیر شوند.
دستگاه اندازه گیری:
تعدادی از ظروف شیشه ای شیمی برای اندازه گیری دقیق حجم استفاده می شود. واضح ترین این ابزار، استوانه مدرج یا سیلندر اندازه گیری است که می تواند در اندازه های مختلف باشد.
برای اندازه گیری دقیق تر حجم محلول ها، می توان از پیپت حجمی استفاده کرد. اینها در اندازه های مختلفی هستند که هر کدام حجم ثابتی از محلول را اندازه گیری می کنند. همچنین می توان از پیپت های درجه بندی شده استفاده کرد که امکان اندازه گیری حجم های مختلف کوچک را فراهم می کند. برای اندازه گیری حجم در طول تیتراسیون از بورت ها استفاده می شود. این لوله ها باریک و بلند هستند، با علامت های افزایشی حجم، که اجازه می دهند حجم های دقیقی از محلول ها در محلول دیگری ریخته شوند.
برای اندازه گیری حجم گاز تولید شده در یک واکنش می توان از سرنگ گاز استفاده کرد. این قطعه از دستگاه را می توان از طریق یک قطعه لوله به بالای فلاسک متصل کرد و گاز تولید شده پیستون را از سرنگ بیرون می راند و امکان اندازه گیری حجم گاز را فراهم می کند.
تنها ظروف شیشه ای که در این متن به آن اشاره نکرده ایم، استخراج کننده سوکسله است که برای استخراج مواد شیمیایی از یک نمونه جامد به یک مایع استفاده می شود.
برای تولید ظروف آزمایشگاهی از انواع شیشه استفاده می شود. هر نوع شیشه دارای ویژگی های خاصی است که آن را برای کاربردهای مختلف مناسب می کند.
انواع مختلف شیشه و خواص آنها در زیر مورد بحث قرار گرفته است:
شیشه بورو سیلیکات: شیشه بورو سیلیکات دارای خواص فیزیکی و شیمیایی فوق العاده ای است که استفاده از این شیشه را نه تنها برای تولید ظروف شیشه ای آزمایشگاهی بلکه برای مصارف مختلف از جمله داروسازی، سرنگ های شیشه ای، تولید واحد روشنایی درخشان، شاخه های مختلف میسر می سازد. صنایع نساجی و در سایر روش هایی که درجه حرارت و مقاومت شیمیایی بالاتر ترجیح داده می شود.
خواص شیمیایی:
شیشه بورو سیلیکات نسبت به همه مواد به جز اسید هیدروفلوئوریک، اسید فسفریک و محلول های سوزاننده داغ بی اثر است. همچنین، بورو سیلیکات با آب و اسیدها واکنش نشان نمی دهد. تنها مقدار حداقلی از یونهای تک ظرفیتی ممکن است در ابتدای برخورد آب یا اسید در محیط اطراف آزاد شود. یک لایه غیر متخلخل از سیلیکاژل به تدریج پس از قرار گرفتن در معرض آب روی سطح شیشه ایجاد می شود. این لایه از محیط اطراف جلوگیری می کند تا شیشه را بیشتر تحت تأثیر قرار دهد. فقط اسید هیدروفلوریک و اسید فسفریک داغ می توانند بر شیشه بورو سیلیکات تأثیر بگذارند، زیرا هر دو اسید از ایجاد لایه سیلیکاژل روی سطح شیشه جلوگیری می کنند. افزایش دما و غلظت باعث افزایش تاثیر قلیایی بر روی شیشه می شود. فلس های شیشه حجمی را می توان با اچ کردن سطح جدا کرد.
شیشه سودا آهک: این شیشه به دلیل خواص شیمیایی و فیزیکی عالی نیز شناخته شده است. محصولاتی که به طور لحظه ای و محدود در برابر ضربه محیط شیمیایی و اختلاف دما مقاومت می کنند، عمدتاً از شیشه سودا آهک ساخته می شوند. تقاضای کمتر انرژی و زمان کار طولانی تر، شیشه سودا آهک را به ارزان ترین نوع شیشه برای تولید ظروف شیشه ای آزمایشگاهی تبدیل می کند. همچنین، می توان آن را به راحتی بازیافت کرد. معمولا برای ساخت پیپت از شیشه سودا آهک استفاده می شود.
خواص شیمیایی:
شیشه سودا آهک به اندازه شیشه بورو سیلیکات مقاوم نیست. با این حال، مقداری مقاومت هیدرولیتیکی را نشان می دهد.
شیشه نرم: شیشه های نرم از نظر فیزیکی نرم تر از شیشه های دیگر هستند، زیرا راحت تر ساییده می شوند. علاوه بر این، این شیشه ها تمایل دارند تا خواص نرم کاری خود را در محدوده دمایی بالاتر حفظ کنند. رایج ترین نوع شیشه های نرم، شیشه های سودا آهکی هستند. شیشه سودا آهک مخلوطی از کربنات سدیم یا اکسید سدیم و اکسید کلسیم یا اکسید منیزیم است. به دلیل تقاضای انرژی کمتر و زمان کار طولانی تر، ارزان ترین نوع شیشه برای تولید ظروف شیشه ای آزمایشگاهی است. کیفیت یک شیشه نرم بر اساس نسبت مواد تشکیل دهنده آن است. معمولاً هشت تا دوازده درصد آهک و دوازده تا هفده درصد سودا برای ساخت شیشه نرم استفاده می شود. غلظت بیش از حد آهک ممکن است در طول فرآیند تولید باعث دگرگونی شود. از سوی دیگر، غلظت بسیار کم آهک می تواند شیشه را در معرض هوای طبیعی و حمله آب قرار دهد. علاوه بر شیشه های سودا آهکی، سیلیکات سدیم و شیشه های سربی نمونه هایی از شیشه های نرم هستند.
عیب قابل توجه استفاده از شیشه نرم برای ظروف شیشه ای آزمایشگاهی این است که هر دستگاهی که با این نوع شیشه ساخته شده است، اساساً غیر قابل تعمیر است. همچنین، دستگاه آزمایشگاهی ساخته شده از شیشه نرم احتمالاً وقتی شعله مشعل گاز اکسیژن آنها را لمس می کند، متلاشی می شود، زیرا ضریب انبساط حرارتی آنها نسبتاً بالا است.
شیشه سخت: شیشه سخت به دلیل توانایی آن در مقاومت در برابر سایش بیش از سه برابر سطح شیشه نرم، نام "سخت" را گرفته است. همچنین، در دمای بالاتر تنظیم می شود و سریعتر "سخت تر" می شود. به دلیل ضریب انبساط حرارتی پایین شیشه های سخت، می توانند شوک های حرارتی بسیار بیشتری را نسبت به شیشه های نرم تحمل کنند. علاوه بر این، شیشه های سخت از نظر شیمیایی در برابر محلول های قلیایی و بسیاری از مواد شیمیایی دیگر مقاوم هستند. شیشه بورو سیلیکات رایج ترین نمونه شیشه سخت است.
شیشه های با دمای بالا و انتقال UV: شیشه های با دمای بالا و انتقال UV در آزمایشگاه معمولا به عنوان کوارتز شناخته می شوند. شیشه کوارتز به دلیل توانایی های حرارتی و انتقال اشعه ماوراء بنفش فوق العاده در آزمایشگاه محبوب است. بر خلاف شیشه های دیگر که در دمای بیش از هزار و دویست درجه سانتیگراد تغییر شکل داده و ذوب می شوند، شیشه کوارتز شکل سفت و سختی را حفظ می کند. علاوه بر این، به دلیل ضریب انبساط حرارتی بسیار پایین، می تواند در برابر شوک حرارتی مقاومت کند که احتمالاً تمام شیشه‌های دیگر را خرد می کند. شیشه کوارتز وسیع ترین طیف فرکانس نور را در مقایسه با سایر انواع شیشه منتقل می کند.
کار با شیشه آلات آزمایشگاهی:
هنگامی که با شیشه در آزمایشگاه کار می کنید، مهم است که محدودیت های آن را در رابطه با استرس مکانیکی و شوک حرارتی به خاطر بسپارید. اطمینان حاصل کنید که همیشه اقدامات ایمنی سختگیرانه را انجام می دهید. هنگام القای یک واکنش گرما زا، مانند زمانی که اسید سولفوریک را رقیق می کنید، مطمئن شوید که هم بزنید و سرد کنید و این واکنش در ظرف مناسبی انجام شود.
این می تواند با استفاده از یک فلاسک ارلن باشد. از استفاده از سیلندرهای مدرج و فلاسک های حجمی برای واکنش های گرما زا خود داری کنید. ابزار های حجمی را روی صفحات گرمایش حرارت ندهید، چون در خطر شکستگی قرار دارید.
ابزار های شیشه ای را در معرض تغییرات ناگهانی دما یا تغییرات فشار ناگهانی قرار ندهید. به عنوان مثال، هوا را به سرعت وارد دستگاه شیشه ای تخلیه نکنید و هرگز ظروف با کف صاف را تخلیه نکنید. آنها برای استفاده در خلاء طراحی نشده اند. فقط تلاش را به طور پیوسته و کنترل شده روی ابزارهای شیشه ای خالی اعمال کنید. از وسایل ایمنی مانند عینک، دستکش و صفحه نمایش استفاده کنید.
مقاومت مکانیکی شیشه:
از نظر مقاومت حرارتی، شیشه باید تا دمایی بین نقطه باز پخت پایین و بالایی گرم شود. باید حدود سی دقیقه در آن دما نگهداری شود. سپس باید مطابق با نرخ های خنک کننده تجویز شده، خنک شود.
استحکام کششی شیشه نسبتاً کم است، عاملی که با وجود ترک یا خراش به شدت افزایش می یابد. از نظر مقاومت در برابر تغییرات دما، شیشه باید به خوبی گرم و سرد شود تا از بارهای مکانیکی مجاز بیشتر نشود و از شکستگی جلوگیری شود. انواع مختلف شیشه سطوح متفاوتی از مقاومت در برابر تغییر دما را نشان می دهند.
نحوه مقاومت شیشه در برابر مواد شیمیایی:
شیشه با آب و اسیدها در سطح سطح حداقل واکنش نشان می دهد. فقط مقادیر کمی از شیشه حل می شود که از طریق آن یک لایه سیلیکاژل روی سطح تشکیل می شود تا از حمله بیشتر جلوگیری کند.
اسید هیدروفلوریک و اسید فسفریک داغ از تشکیل چنین لایه ای جلوگیری می کنند. مواد قلیایی در غلظت ها و دما های بالا به سطح شیشه حمله می کنند که گاهی منجر به تخریب درجه بندی ابزار های حجمی یا تغییر در حجم می شود.
نکات ایمنی استفاده از شیشه آلات آزمایشگاهی:
هنگام کار با ظروف شیشه ای آزمایشگاهی از دستکش محافظ، عینک محافظ چشم، پیش بند و روپوش آزمایشگاهی استفاده کنید.
از استفاده کردن از ظروف شیشه ای ترک خورده یا شکسته خودداری کنید، زیرا ممکن است بریده شود.
از سپرهای ایمنی، توری یا روکش استفاده کنید تا از آسیب رساندن به دسته شیشه شکسته جلوگیری کنید.
همیشه ظروف شیشه ای را از نظر آسیب یا شکستن حتی برای ترک یا خراش های کوچک بررسی کنید، زیرا ممکن است استحکام ظروف شیشه ای را کاهش دهند.
هنگام حرارت دادن روی شعله از گاز سیمی استفاده کنید یا هنگام استفاده از صفحه داغ از حرارت متوسط استفاده کنید.
حتی با استفاده از شیشه بورو سیلیکات که ضریب انبساط کمتری دارد، ظروف شیشه ای را به تدریج و به آرامی گرم و سرد کنید. حداکثر دمای کار برای شیشه بورو سیلیکات پانصد درجه سانتیگراد است. با این حال، حتی زمانی که در دمای بالای صد و پنجاه درجه سانتیگراد کار می کنید، باید اقدامات احتیاطی خاصی انجام شود.
ظروف شیشه ای بسیار ضخیم برای کار در خلاء زمانی که به استحکام مکانیکی بالاتری نیاز است ایده آل است. این شیشه در برابر حرارت کمتر مقاوم است پس آن را گرم نکنید.
ظروف شیشه ای معمولی، جدار نازک و آزمایشگاهی نباید تحت فشار یا خلاء قرار گیرند.
ظروف شیشه ای را با لبه های شکننده تر یا بازوهای جانبی بلند نکنید، در عوض ابزار را با بدن یا گردن بلند کنید. محلول را با مکیدن از طریق پیپت نکشید، زیرا ممکن است باعث مسمومیت، سوختن یا آسیب رساندن به نگهدارنده شود.
قطعات گیر کرده را با احتیاط آزاد کنید. به آرامی روی دو طرف اتصالات ضربه بزنید یا تکان دهید تا آزاد شوند.
ظروف شیشه ای را بیش از چهارصد و بیست درجه سانتیگراد گرم نکنید، زیرا ممکن است باعث ایجاد استرس در ظروف شیشه ای شود که در نهایت منجر به شکستگی شود.
تمیز کردن ظروف شیشه ای:
تمیز کردن صحیح ظروف شیشه ای آزمایشگاهی قبل از شروع هر آزمایش ضروری است. تمیز کردن ظروف شیشه ای یک فرآیند چند مرحله ای است. اگر آب و صابون بتواند مواد آلوده کننده را از بین ببرد، حداقل دو مرحله دیگر لازم است: شستشو با آب و سپس آب مقطر. قبل از شروع فرآیند های تمیز کردن، ذرات ریز روی ظروف شیشه ای باید مسواک زده یا پاک شوند. به طور مشابه، چربی با استفاده از حلال های آلی قبل از حذف رسوب نمک با آب حذف می شود.
اصل اساسی تمیز کردن ظروف شیشه ای این است که: هم مانند باعث حل شدن هم مانند خواهد شد. همانطور که محلول های قطبی محلول های قطبی و غیر قطبی محلول های غیر قطبی را حل می کنند. به عنوان مثال، روغن نمی تواند کریستال ها را حل کند و آب نمی تواند چربی ها را تمیز کند. روان کننده های حاوی کلرو فلوئورو کربن برای تمیز کردن به حلال های کلرو فلوئورو کربن نیاز دارند.
توصیه های کلی برای تمیز کردن ظروف شیشه ای عبارتند از:
تجهیزات شیشه ای را در اسرع وقت تمیز کنید تا از سفت شدن باقی مانده ها جلوگیری شود.
ظروف شیشه ای آزمایشگاهی را با یک حلال آلی بشویید یا خیس کنید تا چربی پاک شود و سپس دوباره با آب کاملاً بشویید.
شیشه را به صورت دستی یا در ماشین ظرفشویی ویژه آزمایشگاه های شیمی، تمیز کنید.
تکنیک های تمیز کردن ظروف شیشه ای:
۱- شستشوی دستی: برای شستن ظروف شیشه ای از اسفنج های نرم یا سایر لباس های نرم یا برس های هسته پلاستیکی با پرزهای غیر ساینده استفاده کنید. بسته به باقیمانده هایی که باید شسته شوند، از بین چندین فرمول شوینده ارائه شده توسط متخصصان آزمایشگاه برای شستشوی دستی، انتخاب کنید. فرمولاسیون مواد شوینده را با توجه به نیاز لکه ها بهینه کنید.
۲- ماشین ظرفشویی: فرمول های شوینده را با توجه به باقی مانده هایی که باید حذف شوند انتخاب کنید. این فرمول ها را برای باقی مانده های معمولی آزمایشگاهی بهینه کنید. از مواد غیر ساینده برای پوشش قفسه های ظروف شیشه ای و حمایت از کمدها استفاده کنید، زیرا از خراشیدگی یا شکستگی شیشه به دلیل سطح سخت جلوگیری می کند.
۳- روش های تمیز کردن تخصصی:
* برای لکه های پرمنگنات
مخلوطی از اسید سولفوریک سه درصد و پراکسید هیدروژن سه درصد استفاده می شود.
* برای لکه های آهن، محلولی حاوی حجم مساوی اسید کلریدریک و آب استفاده می شود.
* برای مواد باکتریولوژیکی، ظروف شیشه ای را در محلول ضد عفونی کننده خیس کنید یا تجهیزات شیشه را با بخار آب اتوکلاو کنید. سپس، آن را با مواد شوینده تمیز کنید.
اقدامات احتیاطی هنگام تمیز کردن ظروف شیشه ای:
ظروف شیشه ای را با اسفنج های ساینده تمیز نکنید.
از مواد شوینده یا محلول های پاک کننده حاوی ذرات ساینده استفاده نکنید.
هر گونه اجسام سخت مانند کاردک فلزی، میله های همزن یا برس ها را فورا از بین ببرید، زیرا می توانند شیشه را بشکنند یا آن را خراش دهند.
از شوینده های قلیایی قوی استفاده نکنید، زیرا ممکن است شیشه را حل کرده و باعث شکستگی شوند.
هنگام تمیز کردن ظروف شیشه ای از جواهرات یا انگشتر استفاده نکنید.
اقدامات پیشگیرانه برای ظروف شیشه ای حجمی:
ظروف شیشه ای حجمی را کاملا خیس نکنید. بنابر این، روش تمیز کردن را برای از بین بردن مواد آلی، به ویژه گریس که ممکن است، اجازه خیساندن یکنواخت با آب مقطر را ندهد، انجام دهید. پس از شست و شو، مواد را با آب مقطر کاملا بشویید. اگر قرار است ظروف شیشه ای خشک شوند، اتانول یا استون برای شستشو توصیه می شود. فرآیند خشک کردن ممکن است با عبور هوای خشک از آن کوتاه شود. مطمئن شوید که هوا تمیز و عاری از روغن باشد و کمپرسور هوا مجهز به فیلترهای مناسب باشد. همچنین هیچ گونه آلودگی را با اعمال حرارت مستقیم پاک نکنید، زیرا ممکن است کالیبراسیون ظروف شیشه ای حجمی را تغییر دهد. از مواد ساینده روی ظروف شیشه ای حجمی استفاده نکنید، زیرا خراش ممکن است باعث ایجاد کثیفی شود یا از تخلیه مناسب مایع جلوگیری کند. محلول داخل پیپت را از طریق دهان تخلیه نکنید. خطوط درجه بندی شده به رنگ آبی یا سفید که روی شیشه ذوب شده اند، در برابر مواد قلیایی و اسیدها کاملاً مقاوم هستند اما به اندازه خود ظروف شیشه ای انعطاف پذیر نیستند، بنابر این از غوطه ور شدن در چنین محلول هایی برای مدت طولانی خود داری کنید.
ظروف شیشه ای آزمایشگاهی به‌طور ویژه ساخته شده اند، بنابر این باید با احتیاط فراوان از آنها استفاده کرد و پس از استفاده در محل مناسب نگهداری کرد. آن را به خوبی از لبه های قفسه دور نگه دارید. اجازه ندهید ابزارها در کشوها بچرخند. ظروف شیشه ای را به خوبی در هود یا روی نیمکت ها قرار دهید. همچنین، شیشه های شکسته را در یک ظرف سفت و مقاوم در برابر سوراخ بیندازید.
جست و جو در سایت نرمال لابو برای خرید شیشه آلات آزمایشگاهی، نتایج غیر قابل مقاومتی را تضمین می کند. مجموعه وسیع ما که از انوع شیشه آلات آزمایشگاهی تشکیل شده است، تضمین می کند که هر خریدار مناسب ترین مورد را پیدا کند. این اقلام در اندازه ها، مواد و اشکال متنوعی هستند که آنها را برای هر نوع آزمایشگاهی مناسب می کند. قیمت شیشه آلات آزمایشگاهی و همچنین کیفیت بالای این اقلام در نرمال لابو، معلمان، دانش آموزان و محققانی که در تحقیقات و آزمایشات خود به حداکثر دقت نیاز دارند را ترغیب به خرید می نماید. شیشه آلات آزمایشگاهی که همراه با قیمت رقابتی در نرمال لابو عرضه می شود، دارای علائم کالیبراسیون واضح هستند. این ویژگی آنها را بسیار دقیق و آسان برای استفاده می کند. مواد موجود در این ابزار از نظر شیمیایی مقاوم هستند، بنابر این با مایعاتی که کاربران اندازه گیری می کنند، واکنش نشان نمی دهند. شیشه آلات آزمایشگاهی ما، به‌طور باور نکردنی انعطاف پذیر هستند تا با به حداقل رساندن میزان شکستگی، عمر طولانی داشته باشند. برای این منظور، آنها تقریباً برای تمام اندازه گیری های آزمایشگاهی مناسب هستند. قیمت انواع شیشه آلات آزمایشگاهی در فروشگاه اینترنتی نرمال لابو، رضایت خریداران گرامی را برآورده خواهد کرد. به علاوه تمامی دستورالعمل های نظارتی تجهیزات آزمایشگاهی در محصولات ما رعایت شده است. این باعث می شود استفاده از این ابزار رضایت بخش تر شود. تمیز کردن و نگهداری از ابزار آزمایشگاهی نرمال لابو آسان است. این ویژگی، از درخشان بودن آنها در طول عمر آنها پشتیبانی می کند. مواد آنها شامل شیشه های درجه یک است که به راحتی قابل بازیافت هستند. این به کاربران اجازه می دهد تا در شیوه های سازگار با محیط زیست که پایداری را ارتقا می دهند، شرکت کنند. محدوده های قیمت شیشه آلات آزمایشگاهی، خریداران را قادر می سازد تا به اهداف مورد نظر خود از خرید برسند. سفارش از نرمال لابو، به خصوص برای عمده فروشان و تامین کنندگانی که از معاملات پر سود لذت می برند، ایده آل می باشد.
شیشه آلات آزمایشگاهی از احتیاجات اساسی همه ی آزمایشگاه ها می باشند. این لوازم، در زمان تولید با شیوه هایی نظیر برش خوردن، قالب گیری، دمیده شدن و یا منحنی شدن به اشکال و اندازه های متنوع قابل تبدیل شدن هستند.
ظروف شیشه ای مانند فلاسک های ته گرد، فلاسک های حجمی، فلاسک های مخروطی، لیوان ها، لوله های آزمایش، ویال ها، پیپت ها، بورت ها، سیلندرهای اندازه گیری و پتری دیش ها در هر آزمایشگاهی دیده می شود. شیشه آلات آزمایشگاهی قرنها است که در آزمایشگاه ها مورد استفاده قرار گرفته اند و از این نظر جای خود را در این صنعت باز نموده اند. تعدادی از مزایای استفاده ی شیشه در ابزار آزمایشاهی شامل این موارد است:
* وضوح بالا، باعث مشاهده مطالب و ضبط دقیق حجم ها می شود.
* ظروف شیشه ای مهر و موم شده نسبت به گازهای جوی نفوذ ناپذیر هستند که از تخریب اکسیداتیو محتویات جلوگیری می کند.
* شیشه بی اثر است و به جز برخی از گونه های یونی، به آلودگی ناشی از شست و شو کمک نمی کند.
* ظروف شیشه ای پس از تمیز کردن تجویز شده قابلیت استفاده مجدد را دارند.
* اقلام شیشه ای در مقایسه با اقلام پلاستیکی به راحتی استریل می شوند.
* ساخت ظروف مختلف شیشه ای در آزمایشگاه با استفاده از خدمات دمنده شیشه امکان پذیر است. ظروف پلاستیکی را نمی توان در آزمایشگاه ساخت.
* فنجان ها و فلاسک های شیشه ای را می توان با استفاده از صفحات داغ بدون خطر شکستگی گرم کرد.
شیشه آلات آزمایشگاهی، برای حمل و نقل، مراقبت و اندازه گیری مواد شیمیایی استفاده دارند. امروزه مراکز و موسسات بسیاری در حیطه فروش این نوع شیشه آلات فعالیت دارند. فروشگاه های اینترنتی معتبری در حال حاضر وجود دارند که به ارائه انواع شیشه الات آزمایشگاهی مشغول می باشند و با داشتن تجربه طولانی در این زمینه، به اشخاص در خرید این محصولات یاری می رسانند. نرمال لابو از جمله ی این فروشگاه ها می باشد که فروش انواع این ابزار را در دستور کار خود قرار داده است.
نرمال لابو یک تامین کننده برتر برندهای پیشرو در زمینه ی شیشه آلات آزمایشگاهی است. ما تمام جنبه های نیاز شما را پوشش می دهیم.
شما از طیف صدها هزار محصول ما بهره مند می شوید و انتخاب تقریباً نامحدودی به شما ارائه می شود. علیرغم طیف وسیعی از محصولاتی که در نرمال لابو موجود است، همگی آنها دارای یک عامل مشترک هستند: خرید این محصولات توسط نرمال لابو، فقط از تامین کنندگان معتبر داخلی و خارجی انجام می گردد. دسترسی فوری به ده ها هزار کالای ذخیره شده معمولاً می تواند با زمان تحویل بسیار کوتاه برآورده شود.
فروشگاه اینترنتی ما، شیشه آلات آزمایشگاهی را با قیمت های مقرون به صرفه، به صورت آنلاین به فروش می رساند.
ما یک هدف اساسی داریم که عبارت از روابط موفق و طولانی مدت با مشتریانمان می باشد.