Labor-Glaswaren und deren Verwendung

Glaswaren sind seit langem ein zentraler Bestandteil des Chemielabors.

Die langjährige Beliebtheit von Glas ist nach wie vor hoch, da es relativ inert, sehr langlebig, leicht anpassbar und kostengünstig ist.

Aufgrund dieser wünschenswerten Eigenschaften wurde Glas zur Herstellung einer breiten Palette von Apparaten verwendet. Wenn Sie mit diesem Gerät nicht vertraut sind, kann dies zu Verwirrung, Missbrauch und Katastrophen führen. Daher ist ein solides Verständnis von Glaswaren notwendig, um die Sicherheit und den Erfolg im Labor zu gewährleisten.

In diesem Video werden viele der gebräuchlichsten Glaswaren untersucht, die im Labor gefunden werden.

Laborglaswaren werden mit unterschiedlichen Zusammensetzungen hergestellt, die jeweils einzigartige Eigenschaften besitzen, die unter verschiedenen Versuchsbedingungen nützlich sind.

Geräte aus Consumer-Grade-Glas oder "Kalk-Natron"-Glas sind am kostengünstigsten und für viele Anwendungen geeignet. Schnelle Temperaturänderungen können jedoch dazu führen, dass dieses Glas reißt.

Borosilikatglas, das eine geringe Wärmeausdehnung aufweist, wird unter thermisch belasteten Bedingungen bevorzugt. Dieses Glas wird durch Zugabe kleiner Mengen Bor hergestellt und wird häufig in Backformen wie Pyrex verwendet.

Sowohl Borosilikatglas als auch Normalglas enthalten jedoch Verunreinigungen, was zu einer verminderten optischen Qualität führt. Daher wird ein Glas, das aus reinem Silizium und Sauerstoff besteht, in Situationen verwendet, in denen das Glas für UV-Licht transparent sein muss. Dies wird als Quarzglas oder Quarzglas bezeichnet.

Nachdem Sie nun die verschiedenen Arten von Glas verstanden haben, die im Labor verwendet werden, schauen wir uns gängige Glaswaren sowie verwandte Utensilien an.

Wir beginnen unsere Umfrage mit Glaswaren, die für die qualitative Analyse verwendet werden. Alle Messungen oder Graduierungen an diesem Gerät sind ungefähre Angaben und eignen sich am besten für Verfahren, die kein hohes Maß an Genauigkeit erfordern. Erstens ist der Becher, eines der gebräuchlichsten Glaswaren, in verschiedenen Größen erhältlich. Becher werden häufig zum Halten, Mischen und Erhitzen von Reagenzien verwendet. Die meisten haben eine kleine Lippe zum Ausgießen von Flüssigkeiten.

Reagenzgläser, bei denen es sich um relativ kleine zylindrische Gefäße handelt, werden auch zum Lagern, Erhitzen und Mischen von Chemikalien verwendet. Ihr Design ermöglicht es, mehrere Proben gleichzeitig zu manipulieren, zu lagern und zu beobachten.

Uhrengläser kommen zum Einsatz, wenn eine große Oberfläche für ein kleines Flüssigkeitsvolumen benötigt wird. Dies ist bei Kristallisations- und Verdampfungsverfahren üblich. Uhrengläser können auch als Abdeckungen für Becher verwendet werden.

Die Kristallisationsschale ähnelt dem Uhrglas und bietet eine große Oberfläche für Flüssigkeiten. Es wird jedoch häufiger als Behälter für Badprozesse verwendet. Zuletzt die Flasche. Jede Art von Kolben ist für ihren Zweck geformt, aber alle sind mit breiten Körpern und schmalen Hälsen ausgestattet, so dass der Inhalt gemischt werden kann, ohne zu verschütten. Sie lassen sich auch leicht mit Stopfen ausstatten. Der Erlenmeyerkolben ist der gebräuchlichste. Der flache Boden ermöglicht es, es direkt zu erhitzen und in einfachen Siede- und Kondensationsverfahren zu verwenden.

Als nächstes werden wir uns mit Glaswaren befassen, die zur genauen Messung von Flüssigkeiten verwendet werden. Der Messzylinder wird verwendet, um halbgenaue Volumina zu messen und in einen anderen Behälter zu liefern. Die Oberfläche der meisten Flüssigkeiten bildet bei schmalen Gläsern einen konkaven Meniskus. Das Volumen sollte aus Gründen der Genauigkeit unten abgelesen werden.

Während der Messzylinder vielseitig einsetzbar ist, werden volumetrische Glaswaren verwendet, wenn ein höheres Maß an Genauigkeit erforderlich ist. Volumetrische Glaswaren können eine Größenordnung präziser sein als ein Messzylinder. Jedes Stück ist entweder mit "TD" oder "TC" gekennzeichnet. Wenn das Gerät für den Transport des gemessenen Volumens kalibriert ist, ist es mit "TD" für "Zu liefern" gekennzeichnet. Umgekehrt werden andere volumetrische Glaswaren nur so kalibriert, dass sie genau sind, während sie das gemessene Volumen halten, und sind mit "TC" für "To Contain" gekennzeichnet.

Der Messkolben wird verwendet, um Lösungen mit präzisem Volumen herzustellen und zu enthalten. Dies geschieht, indem zuerst der gelöste Stoff aufgelöst und dann Lösungsmittel zur Graduierung hinzugefügt wird, um auf das beabsichtigte Volumen zu verdünnen.

Im Gegensatz zu den Geräten, die nur bis zum Fassungsvermögen präzise sind, wird die volumetrische Pipette verwendet, um ein bestimmtes Volumen mit einem hohen Maß an Genauigkeit zu liefern. Ein Kolben wird verwendet, um die Flüssigkeit zu ziehen, niemals mit dem Mund.

Die Bürette wird verwendet, um variable, aber präzise Flüssigkeitsmengen zu fördern, die mit dem Absperrhahn gesteuert werden. Es wird häufig in Titrationsexperimenten verwendet.

Als nächstes wird sich unsere Umfrage mit Glaswaren befassen, die spezifischere verfahrenstechnische Anwendungen haben.

Erstens ist der Siedekolben mit rundem Boden so konzipiert, dass er gleichmäßig erhitzt und gerührt werden kann, um chemische Reaktionen in Gang zu setzen. Um ein Verschütten zu vermeiden, sollte es nie zu mehr als 50 % seines Gesamtvolumens gefüllt werden.

Während traditionelle Trichter eine vertraute Form haben, kann es je nach Verwendungszweck zu Abweichungen kommen. So werden beispielsweise Trichter, die für die Schwerkraftfiltration verwendet werden, mit gefaltetem Filterpapier ausgestattet. Pulvertrichter haben breitere Schäfte, die für die Abgabe von Feststoffen und viskosen Flüssigkeiten ausgelegt sind.

Der Scheidetrichter wird bei Flüssig-Flüssig-Extraktionen eingesetzt, um nicht mischbare Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte zu trennen. Er hat eine spezielle Form, mit einer breiten Oberseite zum Mischen und einer schmalen Unterseite, die zu einem Absperrhahn für die Trennung führt. Der B?chner-Kolben und der Trichter werden für die Vakuumfiltration verwendet. Der Trichter ist in der Regel aus Keramik mit stecknadelgroßen Löchern im flachen Boden. Er ist mit einem Gummimanschetten in den Kolben eingebaut, um einen luftdichten Verschluss zu gewährleisten. Der Kolben ähnelt in seiner Form einem Erlenmeyerkolben, hat aber einen mit Widerhaken versehenen Seitenarm für den Vakuumschlauch.

In einigen chemischen Prozessen müssen Laborgläser möglicherweise versiegelt, verbunden oder abgestützt werden. Das Versiegeln von Gläsern erfolgt in der Regel mit einem Stopfen. Gummi und Neopren werden in Teilen mit Standardhälsen verwendet. Sie können mit Löchern hergestellt werden, um das Einführen von Rohren, Thermometern oder Rührern zu ermöglichen und gleichzeitig einen luftdichten Verschluss zu gewährleisten.

Glasstopper werden verwendet, um Geräte mit geschliffenen Glasbeschlägen abzudichten. Diese bieten eine starke Abdichtung, aber die Möglichkeit des Festfressens von Glas zu Glas erfordert die Verwendung von Fugenfett. Fugenfett muss auch verwendet werden, wenn zwei Glasteile miteinander verbunden werden. Da diese Verbindungen jedoch nicht mechanisch stabil sind, werden Verbindungsclips aus Kunststoff verwendet, um ein Trennen zu verhindern.

Wenn zusätzliche strukturelle Unterstützung benötigt wird, werden Glaswaren oft festgeklemmt. Klemmen bieten diese Unterstützung, indem sie an einem Ende mit dem Hals eines Stücks und am anderen Ende mit einem Retortenständer verbunden werden. Während einige Glaswaren immer gesichert werden sollten, kann die Klemmung auch verwendet werden, um sicherzustellen, dass die Komponenten während eines Eingriffs aufrecht bleiben.

Nachdem wir nun viele der Glaswaren untersucht haben, die in professionellen Labors zu finden sind, werden wir einige ihrer vielen Verwendungsmöglichkeiten besprechen.

Die Beobachtung von natürlich vorkommenden, spontanen Reaktionen kann im Labor durchgeführt werden, indem ihre ursprünglichen Bedingungen repliziert werden. Glaswaren sind für diese Untersuchungen von entscheidender Bedeutung, da sie inert und langlebig sind.

Im Miller-Urey-Experiment wurde die Umgebung der frühen Erde in einem Rundkolben simuliert, um die abiotische Synthese organischer Verbindungen zu untersuchen. Ein großer Verteiler aus ineinandergreifenden Glaswaren trug dazu bei, die notwendigen atmosphärischen Gase bereitzustellen, die dann entzündet wurden und die Beleuchtung simulierten. Das Produkt wurde aus dem Kolben pipettiert, um eine Kontamination zu vermeiden, und für weitere Untersuchungen gelagert.

Bei der Synthese organischer Moleküle ist es oft notwendig, Hitze über lange Zeiträume anzuwenden. In diesem Beispiel wurde eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Kreuzkupplungsreaktion mit einer Vorrichtung durchgeführt, die aus drei Glaswaren hergestellt war. Die Vorrichtung - bestehend aus einem Kolben mit rundem Boden, einem Rückflusskondensator und einem Ölsprudler - ermöglicht es, die Lösung unbegrenzt zu kochen, ohne an Volumen zu verlieren oder den Druck zu verändern.

Sie haben gerade die Einführung von JoVE in gängige Glaslaborgeräte und ihre Verwendung gesehen. Sie sollten jetzt mit den Glaswaren vertraut sein, die für qualitative, Mess- und Verfahrensanwendungen verwendet werden.

Danke fürs Zuschauen!