共通の実験室ガラス製品と用途

ガラス製品は、長い間、化学実験室の中核的な要素でした。

ガラスの長年の人気は、比較的不活性で耐久性が高く、カスタマイズが容易で、安価であるため、高いままです。

これらの望ましい特性のために、ガラスはさまざまな装置を作成するために使用されてきました。この機器に不慣れな場合、混乱、誤用、災害につながる可能性があります。したがって、ラボでの安全性と成功を確保するためには、ガラス器具をしっかりと理解する必要があります。

このビデオでは、実験室で発見された一般的なガラス製品の多くについて説明します。

実験用ガラス器具は、さまざまな組成で製造されており、それぞれがさまざまな実験条件で役立つ独自の特性を持っています。

消費者向けガラス、または「ソーダライム」ガラスで作られた機器は、最も安価で、多くの用途に適しています。ただし、急激な温度変化により、このガラスにひびが入る可能性があります。

熱膨張がほとんどないホウケイ酸ガラスは、熱ストレスの多い条件下で好まれます。このガラスは、少量のホウ素を添加して製造され、パイレックスなどの耐熱皿によく使用されます。

しかし、ホウケイ酸ガラスと一般的なガラスはどちらも不純物を含んでおり、光学品質が低下します。したがって、純粋にシリコンと酸素で構成されたガラスは、ガラスが紫外線に対して透明である必要がある状況で使用されます。これは、溶融シリカまたは溶融石英として知られています。

実験室で使用されるさまざまな種類のガラスを理解したところで、一般的なガラス製品と関連する道具を見てみましょう。

まずは定性分析に用いるガラス器から調査を進めます。この装置の測定値または目盛りは概算であり、高レベルの精度を必要としない手順に最適です。まず、最も一般的なガラス製品の1つであるビーカーは、さまざまなサイズで利用できます。ビーカーは、試薬の保持、混合、加熱によく使用されます。ほとんどの人は、液体を注ぐための小さな唇を持っています。

比較的小さな円筒形の容器である試験管は、化学物質の保管、加熱、および混合にも使用されます。その設計により、複数のサンプルを一度に簡単に操作、保存、観察することができます。

時計用メガネは、少量の液体に対して大きな表面積が必要な場合に使用されます。これは、結晶化および蒸発の手順で一般的です。時計のメガネは、ビーカーのカバーとしても使用できます。

結晶化皿は時計のガラスに似ており、液体の表面積が大きいことを証明しています。ただし、入浴プロセスの容器としてより一般的に使用されます。最後に、フラスコです。フラスコの種類ごとに目的に合わせた形をしていますが、どれも幅広のボディと細いネックで設計されているため、中身がこぼれることなく混ぜることができます。また、ストッパーも簡単に取り付けることができます。三角フラスコが最も一般的です。底が平らなため、直接加熱して、簡単な沸騰および凝縮手順で使用できます。

次に、液体を正確に測定するために使われるガラス器具についてご紹介します。メスシリンダーは、半精密な体積を測定し、別のコンテナに配送するために使用されます。ほとんどの液体の表面は、狭いガラス製品で凹面のメニスカスを形成します。ボリュームは、精度のために下部で読み取る必要があります。?

メスシリンダーは汎用性がありますが、より高い精度が必要な場合は容積式ガラス製品が使用されます。容積式ガラス製品は、メスシリンダーよりも桁違いに正確です。各ピースには「TD」または「TC」のマークが付いています。測定された量を輸送するように機器が校正されている場合、「TD」とマークされます。逆に、他の容積測定ガラス製品は、測定された体積を保持している間のみ正確になるように校正され、「To Contain」の「TC」とマークされています。

容積式フラスコは、正確な体積の溶液を製造し、封じ込めるために使用されます。これは、最初に溶質を溶解し、次に目盛りに溶媒を加えて目的の体積に希釈することによって行われます。

封じ込めるだけの精度が高い装置とは異なり、容量ピペットは特定の容量を高い精度で供給するために使用されます。液体を吸い込むために電球が使われますが、口から吸うのは決してありません。

ビュレットは、ストップコックで制御される、可変的ではあるが正確な量の液体を供給するために使用されます。滴定実験でよく使用されます。

次に、私たちの調査では、より具体的な手続き上の用途を持つガラス製品を取り上げます。

まず、丸底、または沸騰フラスコは、化学反応を促進するために、加熱と攪拌を均一に行うことができるように設計されています。こぼれを防ぐために、総容量の50%を超えて充填しないでください。

従来のファネルはおなじみの形をしていますが、使用目的によってはバリエーションがあります。例えば、重力ろ過に使用される漏斗には、折り畳まれた濾紙が取り付けられています。パウダーファンネルは、固体や粘性のある液体を分注するために設計された幅広のステムを備えています。

セパリーファンネルは、密度の異なる非混和性液体を分離するために、液液抽出に使用されます。それは特殊な形状をしており、混合用の広い上部と分離用の活栓につながる狭い下部があります。B?chnerフラスコと漏斗は真空ろ過に使用されます。漏斗は通常セラミック製で、平らな底にピンサイズの穴があります。ゴム製のカラーでフラスコに取り付けられ、気密性を確保します。フラスコの形状は三角に似ていますが、バキュームホース用のとげのあるサイドアームが付いています。

一部の化学プロセスでは、実験用ガラス器具を密封、接続、またはサポートする必要がある場合があります。ガラス製品のシーリングは、通常、ストッパーを使用して行われます。ゴムとネオプレンは、標準的なネックでピースで使用されます。チューブ、温度計、またはスターラーの挿入を可能にする穴を開けて製造することができ、気密シールを提供します。

ガラスストッパーは、すりガラスの金具で機器をシールするために使用されます。これらは強力なシールを提供しますが、ガラス同士が焼き付きする可能性があるため、ジョイントグリースを使用する必要があります。ジョイントグリースは、2つのガラス器具を接続するときにも使用する必要があります。ただし、これらのジョイントは機械的に強くないため、プラスチック製のコネクタクリップを使用して分離を防ぎます。

追加の構造的支持が必要な場合、ガラス器具はしばしば所定の位置に固定されます。クランプは、一方の端でピースの首に接続し、もう一方の端にレトルトスタンドを接続することにより、このサポートを提供します。一部のガラス製品は常に固定する必要がありますが、クランプを使用して、手順中にコンポーネントが直立したままであることを確認することもできます。

さて、専門の研究所で発見された多くのガラス製品を調査したので、それらの多くの用途のいくつかについて説明します。

自然に発生する自発的な反応の観察は、元の条件を再現することにより、ラボで実行できます。ガラス製品は、その不活性で耐久性のある性質のため、これらの調査に不可欠です。

Miller-Ureyの実験では、有機化合物の非生物的合成を調べるために、丸底フラスコで初期の地球の環境をシミュレートしました。連動するガラス製品の大きなマニホールドは、必要な大気ガスを提供するのに役立ち、その後、火花を散らして照明をシミュレートしました。製品は、汚染を避けるためにフラスコからピペで取り出し、さらなる調査のために保管しました。

有機分子を合成する際には、長時間の熱を加える必要があることが多いです。この例では、3枚のガラス器具から作られた装置を使用して、炭素-炭素クロスカップリング反応を行いました。この装置は、丸底のフラスコ、還流コンデンサー、オイルバブラーから作られており、体積を失ったり圧力を変えたりすることなく、溶液を無期限に沸騰させることができます。

JoVEの一般的なガラス実験装置とその使用法の紹介をご覧になりました。これで、定性的、測定的、および手続き的なアプリケーションに使用されるガラス製品に精通しているはずです。

ご覧いただきありがとうございます!