Présentation et utilisation de la verrerie de laboratoire courante

La verrerie est depuis longtemps un élément central du laboratoire de chimie.

La popularité de longue date du verre est restée élevée car il est relativement inerte, très durable, facilement personnalisable et peu coûteux.

En raison de ces caractéristiques souhaitables, le verre a été utilisé pour créer un large assortiment d’appareils. Ne pas être familier avec cet équipement peut entraîner de la confusion, une mauvaise utilisation et un désastre. Par conséquent, une solide compréhension de la verrerie est nécessaire pour garantir la sécurité et le succès en laboratoire.

Cette vidéo explorera de nombreuses pièces de verrerie courantes trouvées en laboratoire.

La verrerie de laboratoire est fabriquée avec différentes compositions, chacune possédant des propriétés uniques qui sont utiles dans différentes conditions expérimentales.

L’équipement fabriqué à partir de verre de qualité grand public, ou « sodocalcique », est le moins cher et convient à de nombreuses applications. Cependant, des changements rapides de température peuvent provoquer la fissuration de ce verre.

Le verre borosilicaté, qui présente une faible dilatation thermique, est préféré dans des conditions de stress thermique. Ce verre est fabriqué par l’ajout de petites quantités de bore et est souvent utilisé dans les ustensiles de cuisson, tels que le Pyrex.

Cependant, le borosilicate et le verre standard contiennent tous deux des impuretés, ce qui entraîne une réduction de la qualité optique. Par conséquent, un verre composé uniquement de silicium et d’oxygène est utilisé dans les situations qui nécessitent que le verre soit transparent à la lumière UV. C’est ce qu’on appelle la silice fondue ou le quartz fondu.

Maintenant que vous comprenez les différents types de verre utilisés en laboratoire, examinons la verrerie courante, ainsi que l’attirail associé.

Nous commencerons notre enquête par la verrerie utilisée pour l’analyse qualitative. Toutes les mesures, ou graduations, sur cet équipement sont approximatives, et elles sont mieux utilisées pour les procédures qui ne nécessitent pas de hauts niveaux de précision. Tout d’abord, le bécher, l’une des pièces de verrerie les plus courantes, est disponible dans une gamme de tailles. Les béchers sont souvent utilisés pour tenir, mélanger et chauffer les réactifs. La plupart ont une petite lèvre pour verser des liquides.

Les tubes à essai, qui sont des récipients cylindriques relativement petits, sont également utilisés pour stocker, chauffer et mélanger des produits chimiques. Leur conception permet de manipuler, de stocker et d’observer facilement plusieurs échantillons en même temps.

Les verres de montre sont utilisés lorsqu’une grande surface est nécessaire pour un petit volume de liquide. Ceci est courant pour les procédures de cristallisation et d’évaporation. Les lunettes de montre peuvent également être utilisées comme couvre-béchers.

Le plat de cristallisation est similaire au verre de la montre, ce qui prouve une grande surface pour les liquides. Cependant, il est plus couramment utilisé comme récipient pour les processus de bain. Enfin, la fiole. Chaque type de flacon est façonné pour son usage, mais tous sont conçus avec des corps larges et des cols étroits, ce qui permet de mélanger le contenu sans le renverser. Ils sont également facilement équipés de bouchons. L’erlenmeyer est le plus courant. Le fond plat lui permet d’être chauffé directement et utilisé dans des procédures simples d’ébullition et de condensation.

Ensuite, nous passerons en revue la verrerie utilisée pour mesurer avec précision les liquides. Le cylindre gradué est utilisé pour mesurer des volumes semi-précis, et les livrer dans un autre conteneur. La surface de la plupart des liquides forme un ménisque concave dans la verrerie étroite. Le volume doit être lu en bas pour plus de précision.

Bien que le cylindre gradué soit polyvalent, la verrerie volumétrique est utilisée lorsqu’un niveau de précision plus élevé est requis. La verrerie volumétrique peut être d’un ordre de grandeur plus précis qu’un cylindre gradué. Chaque pièce est marquée d’un « TD » ou d’un « TC ». Si l’équipement est calibré pour transporter le volume mesuré, il est marqué « TD » pour « À livrer ». À l’inverse, d’autres pièces de verrerie volumétrique ne sont calibrées que pour être précises tout en maintenant le volume mesuré, et sont marquées « TC » pour « Contenir ».

La fiole jaugée est utilisée pour préparer et contenir des solutions de volumes précis. Pour ce faire, il faut d’abord dissoudre le soluté, puis ajouter du solvant à la graduation pour le diluer au volume prévu.

Contrairement aux appareils qui ne sont précis que pour contenir, la pipette volumétrique est utilisée pour délivrer un volume spécifique avec un haut degré de précision. Une poire est utilisée pour aspirer le liquide, jamais par la bouche.

La burette est utilisée pour délivrer des volumes variables, mais précis, de liquide, contrôlés par le robinet d’arrêt. Il est souvent utilisé dans les expériences de titrage.

Ensuite, notre enquête portera sur la verrerie qui a des utilisations procédurales plus spécifiques.

Tout d’abord, le ballon à fond rond, ou bouillant, est conçu pour permettre un chauffage et une agitation uniformes, afin de provoquer des réactions chimiques. Pour éviter les déversements, il ne doit jamais être rempli à plus de 50 % de son volume total.

Bien que les entonnoirs traditionnels aient une forme familière, il peut y avoir des variations en fonction de l’utilisation prévue. Par exemple, les entonnoirs utilisés pour la filtration par gravité sont équipés de papier filtre plié. Les entonnoirs à poudre ont des tiges plus larges conçues pour la distribution de solides et de liquides visqueux.

L’entonnoir séparateur est utilisé dans les extractions liquide-liquide pour séparer les liquides non miscibles de différentes densités. Il a une forme spécialisée, avec un large sommet pour le mélange et un fond étroit menant à un robinet d’arrêt pour la séparation. La fiole et l’entonnoir Büchner sont utilisés pour la filtration sous vide. L’entonnoir est généralement en céramique, avec des trous de la taille d’une épingle dans son fond plat. Il est monté dans le flacon avec un collier en caoutchouc pour assurer une étanchéité à l’air. La fiole a la forme d’un Erlenmeyer, mais possède un bras latéral barbelé pour le tuyau d’aspiration.

Dans certains procédés chimiques, la verrerie de laboratoire peut avoir besoin d’être scellée, connectée ou soutenue. Le scellement de la verrerie se fait généralement avec un bouchon. Le caoutchouc et le néoprène sont utilisés dans les pièces avec des manches standard. Ils peuvent être fabriqués avec des trous pour permettre l’insertion de tubes, de thermomètres ou d’agitateurs, tout en offrant une étanchéité à l’air.

Les bouchons en verre sont utilisés pour sceller les équipements avec des raccords en verre dépoli. Ceux-ci fournissent une étanchéité solide, mais la possibilité de grippage du verre sur le verre nécessite l’utilisation de graisse à joint. De la graisse à joint doit également être utilisée lors de l’assemblage de deux pièces de verrerie. Cependant, comme ces joints ne sont pas mécaniquement solides, des clips de connecteur en plastique sont utilisés pour les empêcher de se séparer.

Lorsqu’un support structurel supplémentaire est nécessaire, la verrerie est souvent fixée en place. Les pinces fournissent ce support en se connectant au col d’une pièce à une extrémité et à un support d’autoclave à l’autre. Alors que certaines verreries doivent toujours être sécurisées, le serrage peut également être utilisé pour s’assurer que les composants restent droits pendant une procédure.

Maintenant que nous avons passé en revue de nombreuses pièces de verrerie trouvées dans les laboratoires professionnels, nous allons discuter de certaines de leurs nombreuses utilisations.

L’observation de réactions spontanées d’origine naturelle peut être effectuée en laboratoire en reproduisant leurs conditions d’origine. La verrerie est essentielle à ces recherches en raison de sa nature inerte et durable.

Dans l’expérience de Miller-Urey, l’environnement de la Terre primitive a été simulé dans un flacon à fond rond pour étudier la synthèse abiotique de composés organiques. Un grand collecteur de verrerie imbriquée a permis de fournir les gaz atmosphériques nécessaires, qui ont ensuite été déclenchés, simulant l’éclairage. Le produit a été pipeté hors de la fiole pour éviter toute contamination et stocké pour une enquête plus approfondie.

Lors de la synthèse de molécules organiques, il est souvent nécessaire d’appliquer de la chaleur pendant de longues périodes. Dans cet exemple, une réaction de couplage croisé carbone-carbone a été réalisée à l’aide d’un appareil fabriqué à partir de trois pièces de verrerie. L’appareil - composé d’une fiole à fond rond, d’un condenseur à reflux et d’un bulleur d’huile - permet de faire bouillir la solution indéfiniment, sans perte de volume ni changement de pression.

Vous venez de regarder l’introduction de JoVE aux équipements de laboratoire en verre courants et à leurs utilisations. Vous devriez maintenant être familiarisé avec la verrerie utilisée pour les applications qualitatives, de mesure et procédurales.

Merci d’avoir regardé !