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ソース: 博士ニール エイブラムスの研究室-環境科学および林業のニューヨーク州立大学
比較的低コスト、極端な耐久性と精度の特定のレベルをもっているために、ガラス製品はプロの化学研究室で規則的な出現です。いくつかの実験器具はプラスチックやも毎日台所材料で補われるが、ガラスはまだどの研究室での仕事は標準マテリアルです。ガラス製品についていくつかのルールはありますが、ラボで良い技術のための土台を設定使用するためいくつかのベスト プラクティスがあります。
ガラスは、化学実験室で、ユビキタスですがすべてではないガラスは同じです。消費者グレードの標準は「ソーダ石灰」または"フロート"ガラスとして知られていますいます。それは多くのアプリケーションでは、しかし急速加熱と冷却膨張/収縮によるアプリケーション下でのき裂に適しています。ホウケイ酸ガラスは、演習でこの問題を解決するために使用されます。ホウケイ酸ガラスは、内部応力を防ぐことができます、拡張の非常に低い係数微量ホウ素の導入で作られました。ホウケイ酸ガラスの最も一般的な商標名は、パイレックス、同じ種類のいくつかのキッチンの耐熱皿に使用されるガラスです。
ホウケイ酸ガラスは耐熱性に優れた、ホウケイ酸塩と標準的なガラスは、不純物は限られた温度範囲と光学的品質に します。石英ガラスまたは石英、ガラスが 450 ° C 以上に加熱する、紫外線に対して透過的にする必要がある状況であります。石英ガラスは不純物がないと 1,600 ° C 以上の非常に高い融点を持つ化学的に純粋な二酸化ケイ素です。ラボのホウケイ酸ガラスと石英ガラスとの間の違いを見分ける最も簡単な方法は、ガラス片の長軸を見てすることです。対し、石英ガラスは光学的に明確な無色、緑がかった色はホウケイ酸塩不純物を表しています。
1. 定性用ガラス
2. 測定用ガラス
3 手続き型ガラス
ガラス製品は、化学実験室の主要なコンポーネントをずっと。
ガラスの長年にわたる人気は高止まりしているは、比較的不活性、高耐久性、簡単にカスタマイズ可能な安価だから。
これらの望ましい特性のためには、装置の幅広い品揃えを作成するガラスを使用されています。混乱、誤用、災害この機器に精通している可能性があります。したがって、ガラスの固体理解は安全性とラボでの成功を確保するため必要です。
このビデオは、実験室で見つけたガラスの一般的な作品の多くにいきます。
研究室のガラスは、異なる実験条件で有用なユニークな特性を持つそれぞれ異なる組成で製造されます。
機器は、消費者向けや「ソーダ石灰」から作られたガラスは、少なくとも高価と多くのアプリケーションに適しています。ただし、急激な温度変化は、このガラスを急激に引き起こす可能性が。
硼珪酸ガラス、低熱膨張性を表わす熱ストレスの多い状況にお勧めします。このガラスは、微量添加・ パイレックスなどの耐熱皿に使われます。
ただし、ホウケイ酸塩と標準的なガラスは、光学品質の低下の結果、不純物を含みます。したがって、純粋なケイ素と酸素から成るガラスは紫外線を透過するガラスを必要とする状況で利用されています。これは石英ガラスまたは石英と呼ばれます。
今では研究室で使用されるガラスの種類を理解すると、関連の道具と同様、一般的なガラス製品を見てみましょう。
定性分析に使用のガラス製品に私たちの調査を始めます。任意の測定、または卒業式は、この装置には概算値であり、彼らは、高い精度を必要としない手続に最も適しています。まず、ビーカー、ガラス製品の最も一般的な作品の一つは、サイズの範囲で利用可能です。ビーカーは、保持、ミックス、および試薬を熱に使われます。ほとんどがある液体を注ぐ際の小さな唇。
比較的小さい円筒容器、試験管は格納、熱および化学薬品を混ぜるにも使用されます。彼らのデザインは、複数のサンプルを簡単に操作、保存、および一度に観察することができます。
時計ガラスは、液体の量が少ないため表面の広い領域が必要な場合に使用されます。これは結晶化と、蒸発するプロシージャのために共通です。時計ガラスは、ビーカーのカバーとしても使用できます。
結晶皿時計ガラスは、液体の表面の広い領域を証明するのに似ています。しかし、それはより一般的、浴プロセス、コンテナーとして使用されます。最後に、フラスコ。フラスコの各タイプは形をその目的のため、すべての広いボディと設計されている首、こぼさず混合する内容を絞り込みます。彼らはまた、簡単にストッパーが備わっています。三角フラスコが最も一般的です。底が平らな直接加熱し、単純な沸騰および凝縮のプロシージャで使用することができます。
次に、液体の正確な測定用ガラスを復習します。メスシリンダーは、半精密な体積測定と別のコンテナーに提供されます。ほとんどの液体の表面は、狭いガラスの凹面メニスカスを形成します。ボリュームは、精度の下部にお読みください。
メスシリンダーは汎用性の高い、精度の高いレベルが必要なときに体積ガラスが使用されます。体積ガラス卒業シリンダーよりもより正確な大きさの注文をすることができます。それぞれの作品には"TD"または"TC"が付いています。輸送量を測定する機器が校正され、「提供する」ため"TD"がマークされます。逆に、体積のガラス製品の他の部分は測定のボリュームを保持しながら正確にキャリブレーションされてのみ、「を含む」の"TC"をマークされますしました。
容積測定フラスコは、し正確なボリュームのソリューションが含まれて使用されます。まず、溶質を溶解して目的のボリュームに希釈して卒業まで溶媒を追加して、これです。
含まれてだけ正確な器具とは異なり、ホール ピペットを使用して、精度の高い、特定のボリュームを提供します。口からではなく、液体の描画に電球を使用します。
ビュレットを使用して液体の変数、しかし、正確には、ボリュームを提供、活栓を制御します。滴定実験で使われます。
次に、我々 の調査はより具体的に手続き利用のあるガラス製品をカバーします。
まず、丸底、または沸騰フラスコも加熱と攪拌、化学反応を駆動するために設計します。流出を防ぐために、それは決してその総量の 50% 以上に記入する必要があります。
伝統的な目標到達プロセスには、おなじみの形がありますが、その用途によってバリエーションがあります。たとえば、重力ろ過用漏斗は、折り畳まれたフィルター ペーパーが備わっています。粉の漏斗がある固形物や粘性液体の塗布に最適設計された広い茎。
液-液抽出で, 目標到達プロセスを使用して、別の密度の液体を分離します。混合、全体のトップと分離の活栓につながる狭い下の特殊な形をしています。フラスコを Büchner と目標到達プロセスは、吸引ろ過に使用されます。目標到達プロセスはその平らな底の穴とピン サイズ、通常セラミックです。それは気密のシールを提供するゴム襟付きフラスコに装着です。フラスコは形で三角に似ているが、バキューム ホースの有刺鉄線側アームを持っています。
いくつかの化学プロセスの研究室のガラスは封印、接続されている、またはサポートされている必要があります。通常、ガラスのシールはストッパーを行います。ゴム、ネオプレンは、標準的な首が付いている部分で使用されます。彼らは穴の気密シールを提供しながらスターラーや温度計、チューブの挿入ができるの製造することができます。
ガラスのストッパーは、地面のガラス付属品機器のシールに使用されます。これらは強力なシールを提供するが、ガラスに握りの可能性ジョイント グリスの使用が必要になります。グリスは、ガラスの 2 つの部分を一緒に接続するときにも使用する必要があります。ただし、これらの関節は機械的に強くないので、プラスチックのコネクタ クリップが分離するからそれらを防ぐために使用されます。
その他構造的なサポートが必要な場合ガラスは場所にクランプ頻繁。クランプは、一方の端部分の首や他のレトルト スタンドに接続してこのサポートを提供します。一方、いくつかのガラス製品は、常に保護する必要があります、クランプをコンポーネントが処理中に直立維持して使用もできます。
今、私たちはプロの研究室で発見したガラスの作品の多くを調査した、彼らの多くの用途のいくつかを説明します。
観察する自然発生する、元の状態を複製することによって自発的な反応をラボで実行できます。ガラスは、不活性、耐久性のある性質のためこれらの調査が重要です。
ユーリー-ミラーの実験では、初期の地球の環境は有機物の無生物的合成を調査する丸底フラスコでシミュレートしました。インターロッ キング ガラスの大型マニホールドを巻き起こしたでしたし、照明をシミュレートする必要の大気ガスを提供するために助けた。製品は汚染を避けるためにフラスコから戻、詳しい調査のため格納します。
有機分子を合成する場合は、長時間の熱を適用する必要があります。この例では、炭素-炭素クロス カップリング反応は 3枚のガラスから作られた装置を用いて行った。丸底フラスコ、還流凝縮器と、オイルのバブラー - - 装置は、ボリュームを失うか、または圧力を変更することがなく、いつまでも沸くことソリューション。
一般的なガラス実験装置とその使用のゼウスの概要を見てきただけ。定性、測定、および手続き型アプリケーション用ガラス製品に精通している必要がありますできます。
見てくれてありがとう!
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!
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