به طور کلی برای انتقال مواد مختلف و همچنین تصفیه کردن و جداسازی مواد در آزمایشگاه به وسیله ایی احتیاج است که با تماس با مواد شیمیایی واکنش ندهد. در آزمایشگاه ها برای انتقال مواد از ظرف های بزرگتری نظیر بشر آزمایشگاهی به ظروف کوچکتر مانند بالن ژوژه و غیره از قیف استفاده می شود که نسبت به نیاز و دهانه ظروف کوچکتر از اندازه مورد نظر استفاده می کنند. در مقاله پیش رو قصد داریم به بررسی انواع و کاربردهای این قیف ها بپردازیم.
قیف های آزمایشگاهی انواع مختلفی دارند و در آزمایشگاه ها کاربرد فراوانی دارد. بیشتر کاربرد آنها برای جمع کردن ماده ای خاص درون ظرفی دیگر است.قیف آزمایشگاهی عموما برای استفاده در آزمایشگاه های شیمی ساخته شده است. البته درحال حاضردر تمامی مراکز آزمایشگاهی، صنعتی و حتی منازل جهت جابه جایی و انتقال مایعات و یا ذرات جامد مورد استفاده قرار می گیرد. قیف های متفاوتی وجود دارد که با توجه به نوع کاربرد مورد استفاده قرار می گیرد. حتی تعدادی از قیف ها جهت فیلترسازی مورد استفاده قرار می گیرد. قیف های آزمایشگاهی معمولا با قطر های ۵ سانتی متر و ۸ سانتی متر و ۱۰ سانتی متر تولید می شوند.
.png)
.png)
قیف لوله ای است که در بالا پهن و در پایین باریک است و برای هدایت مایع یا پودر به داخل یک دهانه کوچک استفاده می شود.قیف ها معمولا از فولاد ضد زنگ، آلومینیوم، شیشه یا پلاستیک ساخته می شوند. ماده به کار رفته در ساخت آن باید به اندازه کافی محکم باشد تا وزن ماده در حال انتقال را تحمل کند و با ماده واکنش ندهد. به همین دلیل، فولاد ضد زنگ یا شیشه در انتقال گازوئیل مفید هستند، در حالی که قیف های پلاستیکی در آشپزخانه مفید هستند. گاهی اوقات از قیف های کاغذی یکبار مصرف در مواردی استفاده می شود که تمیز کردن کافی قیف پس از آن دشوار است (مثلاً در اضافه کردن روغن موتور به خودرو). قیف قطره‌ای که به آن قیف قطره‌ای یا قیف شیری نیز گفته میشود، دارای یک شیر است که اجازه آزاد شدن کنترل‌شده مایع را می‌دهد. یک قیف تخت، ساخته شده از پلی پروپیلن، از لولاها و دیوارهای انعطاف پذیر برای تا شدن به صورت صاف استفاده می کند. انواع مختلفی از قیف ها وجود دارد که برای کاربردهای تخصصی در آزمایشگاه اقتباس شده اند. قیف‌های فیلتر، قیف‌های خار (به شکل گل‌های خار) و قیف‌های قطره‌ای دارای شیرهایی هستند که اجازه میدهند مایعات به آرامی به یک فلاسک اضافه شوند. برای جامدات، قیف پودری با ساقه پهن و کوتاه مناسب تر است زیرا به راحتی مسدود نمی شود.هنگامی که با کاغذ صافی استفاده می شود، قیف فیلتر، قیف بوشنر و هیرش می تواند برای حذف ذرات ریز از مایع در فرآیندی به نام فیلتراسیون استفاده شود. برای کاربردهای سخت تر، کاغذ صافی در دو مورد اخیر ممکن است با فریت شیشه ای متخلخل جایگزین شود. از قیف های جداکننده در استخراج مایع-مایع استفاده می شود. قیف Tullgren برای جمع آوری بند پایان از بستر گیاهان یا مواد مشابه استفاده می شود. شیشه بوروسیلیکات به دلیل بی اثر بودن در مقایسه با فلزات یا پلاستیک، یکی از رایج ترین مواد انتخابی برای کاربردهای آزمایشگاهی است. اما برای انتقال محلول های آبی از قیف های پلاستیکی ساخته شده از پلی اتیلن غیر واکنشی استفاده می شود. پلاستیک اغلب برای قیف های پودری استفاده می شود که در استفاده معمولی با حلال ها تماس ندارند.
تنوع قیف آزمایشگاهی بسیار زیاد است که هرکدام برای کاربردهای خاصی مورد استفاده قرار میگیرند. این قیف ها هر کدام برای کاربرد های مختلفی استفاده میشوند. در ادامه به معرفی هرکدام از آنها و بررسی کاربردهایشان خواهیم پرداخت.
.png)
.png)
این وسیله بیشتر برای انتقال پودرهای جامد و مایعات به ظروف مختلف استفاده می شود. از این وسیله برای ریختن مایعات در ظروفی با دهانه ی باریک نیز استفاده می شود. با توجه به اینکه قیف ها دارای جنس های متفاوتی می باشند براساس نوع ماده ی در تماس با آن جنس مورد نظر انتخاب می گردد. به عنوان مثال از قیف شیشه ای برای انتقال گازوئیل استفاده می گردد. در موارد دیگری نیز ممکن است از قیف های با جنس پلاستیکی استفاده شود. این قیف های از دوبخش مخطروطی شکل در قسمت بالا و گردنی باریک آن در قسمت پایین تشکیل شده اند که بسته به طول بخش گردنی، کاربرد این قیف ها متفاوت است. از این قیف ها همچنین برای فیلتر کردن مایعات و جداسازی بخش های جامد از مایع نیز استفاده میشود.بسته به ماده مورد نظر، ممکن است جنس این قیف ها شیشه ای و یا پلاستیکی باشد. مثلا برای موادی که با پلاستیک واکنش میدهند، از قیف های شیشه ای استفاده میشود. قیف های پلاستیکی، از دوام بالاتری برخوردار هستند و نسبت به شکستن نیز مقاومتر هستند. به همین دلیل، برای انتقال حجم زیاد از مایعات، از قیف های پلاستیکی یا دیگر قیف های مقاوم دیگر استفاده می شود.
این نوع قیف برای جداسازی مایعات با چگالی مختلف استفاده می شود. این وسیله ی شیشه ای دارای شیری در پایین و یک درپوش در بالابوده و می توان با باز کردن شیر تا مرز مشترک دو مایع با چگالی مختلف و سپس بستن آنها، دو مایع را از یکدیگر جدا نمود. جنس این شیرها غالبا از PTFE و یا شیشه می باشد.مایعی که در پایین قیف قرار می گیرد دارای چگالی بیشتری است. عموما یکی از فازها، فاز آبی است و دیگری حلال آلی لیپوفیلیک(چربی گریز) مانند اتر، دی کلرومتان، MTBE، کلروفرم یا اتیل استات می باشد. تمامی این حلال ها یک تصویر شفافی بین دومایع تشکیل می دهد. فازهای آلی عموما در بالای فازهای آبی قرار می گیرند البته در این بین استثناهایی هم وجود دارد.برای وارد کردن نمونه ای که قرار است جداسازی صورت بگیرد از بالا نمونه را وارد می کنیم و سپس توسط درپوش که در آن قیمت تعبیه شده درب آن را محکم می کنیم.این وسیله عموما دارای حجم های بین ۱۰۰mL و ۲۰L می باشد. البته نمونه های صنعتی این وسیله دارای حجمهای خیلی بزرگتری است.
.png)
.png)
شکل ظاهری قیف بوخنر با دیگر قیف ها تفاوت دارد و قسمت بالایی آن حالت استوانه ای دارد. از این وسیله بیشتر برای جداسازی و خالص سازی مواد با استفاده از نیروی مکش(بوسیله پمپ خلا) استفاده میشود. جنس این قیف معمولا چینی(پرسلان) میباشد اما نمونه های شیشه ای و پلاستیکی آن نیز موجود است.تفاوت اصلی آن با سایر قیفها، در سوراخهای ریزی است که در بخش بالایی آن قرار دارد. همراه این قیف، از کاغذ صافی برای فیلتر کردن استفاده میشود و ماده ریخته شده روی آن، توسط مکش یا خلا فیلتر میشود. این وسیله بیشتر در آزمایشگاه های شیمی عالی و جهت خالص سازی مواد استفاده میشود. قطر سوراخهای روی این قیف ها، متفاوت است و بسته به کاربرد، فرق میکند.از قیف بوخنر همراه با ارلن خلا هم استفاده میشود تا بتوان فرآیند جداسازی و خالص ساری را به خوبی انحام داد.
بیشتر برای ته نیشینی مواد جامد موجود در مایعات مانند فاضلاب استفاده میشود و دارای دو نوع شیردار و بدون شیر است. جنس این قیف ها بیشتر از شیشه های بوروسیریکاتی هستند که بیشتر هم جهت تصفیه آب موررد استفاده قرار میگیرند. قیف ایمهوف به افتخار مهندس آلمانی کارل ایمهوف به این اسم نامگذاری شده است. مخروطی شیشه ای از جنس بروسیلیکات است که برای اندازه گیری حجم مواد جامد قابل ته نشینی و برای تعیین میزان رسوب در فاضلاب یا پسماندهای صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد. در واقع قیف ایمهوف از شیشه آلات آزمایشگاهی و محفظه ای است که به منظور دریافت و پردازش فاضلاب آزمایشگاهی مورد استفاده قرار می گیرد . امکان دارد ازقیف ایمهوف برای شفاف سازی فاضلاب به وسیله ی تصفیه و رسوب سازی ساده به همراه هضم بی هوازی لجن استخراج شده ، نیزاستفاده شود.قیف ایمهوف متشکل از یک محفظه ی بالایی است که تشکیل رسوب داخل آن اتفاق می افتد و از آن خاک های جمع آوری شده از راه مجرا های شیبی که به یک ورودی ختم می گردد به داخل محفظه ی پایینی راه پیدا می کنند که داخل آن لجن جمع آوری و هضم می شود .این دو محفظه به شکل کاملا متفاوتی از یکدیگر جدا می باشند ، به نحوی که فاضلاب فقط در بین محفظه تشکیل رسوب بالایی جریان داشته و هیچ نوع جریانی از آن درون محفظه هضم پایینی به چشم نمی خورد.حجم جامدات پس از یک
مدت زمان طولانی معین در انتهای یک قیف یک لیتری ،با استفاده از علائم مدرج اندازه گیری می گردد .قیف ایمهوف ابزار بسیار مفید آزمایشگاهی محسوب می گردد . که از آن به منظور مقایسه ی میزان جامدات معلق که به شکل رسوب از مایعات بیرون می آید ، استفاده می شود. به عنوان نمونه ، از قیف ایمهوف به منظور مقایسه ی میزان جامدات رسوب شده در صافی با به کار گیری کاغذ صافی استفاده می گردد.
.png)
.png)
این نوع قیف که با نام قیف Berlese نیز شناخته میشود، ابزاری برای جداسازی ارگانیسم های زنده از خاک است. روش کار آن، ایجاد یک گرادیان گرمایی است که باعث حرکت ارگانیزم های متحرک در جهت دور شدن از منبع حرارت و بخش گرمتر میشود که در نتیجه به سمت لوله جمع کننده هدایت میشوند. در آنجا میمیرند و برای آزمایشهای مختلف، جداسازی و نگهداری میشوند.با حرارت دادن به نمونه(خاک) از طریق یک منبع گرمایشی، این موجودات زنده از خاک فرار میکنند و به سمت خروجی میروند و با افتادن به درون لوله، به سمت یک مخزن که عموما در آن یک مایع قرار دارد، منتقل میشوند و داخل آن می افتند. در نهایت هم از آنها برای آزمایشات یا هر کاربردی که مد نظر است، مورد استفاده قرار میگیرند. آنتونیو برلز این روش نمونه برداری دینامیکی را در سال ۱۹۰۵ با ژاکت آب گرم به عنوان منبع گرما توصیف کرد.در سال ۱۹۱۸ آلبرت تولگرن اصلاحاتی را توصیف کرد که در آن گرمایش از بالا توسط یک لامپ الکتریکی و گرادیان حرارتی توسط یک درام ورق آهنی در اطراف نمونه خاک افزایش می‌یابد. قیف های استخراج امروزی از این نوع معمولاً عناصر هر دو نشریه را ترکیب می کنند و بنابراین باید به عنوان قیف Berlese-Tullgren نامیده شوند.گونه‌ای از قیف برلز از تکه‌های نفتالین یا گلوله‌های سمی معطر مشابه به جای منبع گرما استفاده میکند تا ارگانیسم‌ها را به سمت پایین سوق دهد. این روش در موقعیت‌های بدون نیروی الکتریکی کاربرد پیدا میکند، جایی که ارگانیسم‌ها توسط مواد نگهدارنده فرار در ظرف جمع‌آوری دفع میشوند، یا نمی‌توانند به اندازه کافی سریع به سمت پایین مهاجرت کنند تا از خشک شدن جلوگیری کنند.
قیف قطره چکان ابزاری برای انتقال مایعات میباشد. این نوع قیف ها توسط نوعی والو(valve، stopcock) کنترل میشوند که جریان مایع را کنترل میکند. قیف های قطره چکان برای اضافه کردن آرام آرام و کنترل شده واکنشگرها، مناسب هستند؛ بویژه برای زمانهایی که اضافه شدن سریع واکنشگرها ممکن است نتایج مطلوبی بدست ندهد(مانند انجا شدن واکنش های جانبی و …).این قیف ها معمولا به یک یالن ته گرد متصل میشوند.
.png)
.png)
قیف یا لوله تیستل، یکی از ظروف آزمایشگاهی است که متشکل از یک لوله، مخزن و یک بخش قیف مانند در بالای آن است. این قیف ها معمولا برای اضافه کردن ماده به یک دستگاه یا سیستم موجود استفاده میشود. لوله های تیستل ،لوله هایی هستند که به شیمیدانان اجازه می دهند تا مواد را از طریق یک غشای نیمه تراوا یا درپوش مخصوص طراحی شده اضافه کنند. آنها ساقه های بلندی دارند که به یک لامپ مخزنی با لبه گشاد ختم می شود. لوله های تیستل به طور خاص برای قرار گرفتن در درپوش های مکمل روی ارلن مایر و سایر فلاسک ها طراحی شده اند تا بتوان مواد جدید را به ترکیبات دیگر اضافه کرد.معمولا حجم این قیف ها کم است و برای مقادیر کم استفاده میشوند. این قیف ها ممکن است شیردار یا بدون شیر باشند.این قیف ها معمولا بیشتر برای تزریق یک ماده به یک سیستم از طریق یک سوراخ کوچک استفاده میشوند.
قیف ها انواع مختلفی دارند که هرکدام برای کاربردهای خاصی بکار میروند. در خیلی موارد، در کنار قیف ها از کاغذ صافی و پمپ خلا نیز استفاده میشود. در این مقاله سعی برآن شد که توضیح کاملی در مورد این وسیله ی آزمایشگاهی خدمت شما خواننده ی گرامی بیان شود تا شما، بسته به کاربرد مورد نظر خود، بتوانید قیف مناسب خود را انتخاب کنید.