1. Wyroby szklane do zastosowań jakościowych
2. Szkło do pomiaru
3. Wyroby ze szkła proceduralnego
Źródło: Laboratorium dr Neala Abramsa — SUNY College of Environmental Science and Forestry
Wyroby szklane często pojawiają się w profesjonalnych laboratoriach chemicznych, ponieważ charakteryzują się stosunkowo niskim kosztem, ekstremalną trwałością i określonym poziomem precyzji. Podczas gdy niektóre przybory laboratoryjne są uzupełniane plastikiem, a nawet codziennymi materiałami kuchennymi, szkło jest nadal standardowym materiałem, za pomocą którego wykonuje się prace laboratoryjne. Chociaż istnieje kilka zasad dotyczących wyrobów szklanych, istnieje kilka najlepszych praktyk użytkowania, które stanowią podstawę dobrych technik w laboratorium.
Szkło jest wszechobecne w laboratorium chemicznym, ale nie każde szkło jest takie samo. Standardowe szkło klasy konsumenckiej jest znane jako szkło "sodowo-wapniowe" lub "float". Jest dobry do wielu zastosowań, ale pęka pod wpływem szybkiego nagrzewania i chłodzenia z powodu rozszerzania/kurczenia się. Do rozwiązania tego problemu w laboratorium stosuje się szkło borokrzemianowe. Szkło borokrzemowe, wykonane przy wprowadzeniu niewielkich ilości boru, ma bardzo niski współczynnik rozszerzalności, co zapobiega powstawaniu naprężeń wewnętrznych. Najczęstszą nazwą handlową szkła borokrzemianowego jest Pyrex, ten sam rodzaj szkła, który jest używany w niektórych naczyniach kuchennych.
Podczas gdy szkło borokrzemianowe jest wytrzymałe termicznie, zanieczyszczenia znajdujące się w szkle borokrzemianowym i standardowym prowadzą do ograniczonego zakresu temperatur i jakości optycznej. Topiona krzemionka lub kwarc jest stosowana w sytuacjach, gdy szkło musi być podgrzane powyżej 450 °C lub aby było przezroczyste dla światła UV. Topiona krzemionka to chemicznie czysty dwutlenek krzemu bez zanieczyszczeń i o bardzo wysokiej temperaturze topnienia powyżej 1 600 °C. Najłatwiejszym sposobem odróżnienia szkła borokrzemianowego od stopionej krzemionki w laboratorium jest spojrzenie w dół na długą oś kawałka szkła. Zielonkawy kolor wskazuje na zanieczyszczenia borokrzemianowe, podczas gdy stopiona krzemionka jest optycznie przezroczysta i bezbarwna.
1. Wyroby szklane do zastosowań jakościowych
2. Szkło do pomiaru
3. Wyroby ze szkła proceduralnego
Wyroby szklane od dawna są kluczowym elementem laboratorium chemicznego.
Wieloletnia popularność szkła utrzymuje się na wysokim poziomie, ponieważ jest stosunkowo obojętne, bardzo trwałe, łatwe do dostosowania i niedrogie.
Ze względu na te pożądane cechy, szkło zostało wykorzystane do stworzenia szerokiego asortymentu aparatów. Nieznajomość tego sprzętu może prowadzić do zamieszania, niewłaściwego użycia i katastrofy. Dlatego solidne zrozumienie wyrobów szklanych jest niezbędne, aby zapewnić bezpieczeństwo i sukces w laboratorium.
W tym filmie przyjrzymy się wielu typowym kawałkom szkła znalezionym w laboratorium.
Szkło laboratoryjne jest produkowane w różnych składach, z których każdy posiada unikalne właściwości, które są przydatne w różnych warunkach eksperymentalnych.
Sprzęt wykonany ze szkła klasy konsumenckiej lub szkła "sodowo-wapniowego" jest najtańszy i nadaje się do wielu zastosowań. Jednak gwałtowne zmiany temperatury mogą spowodować pęknięcie tego szkła.
Szkło borokrzemowe, które wykazuje małą rozszerzalność cieplną, jest preferowane w warunkach stresu termicznego. Szkło to jest wytwarzane przez dodanie niewielkich ilości boru i jest często używane w naczyniach do pieczenia, takich jak Pyrex.
Jednak zarówno szkło borokrzemianowe, jak i standardowe zawierają zanieczyszczenia, co skutkuje obniżoną jakością optyczną. Dlatego szkło składające się wyłącznie z krzemu i tlenu jest wykorzystywane w sytuacjach, które wymagają, aby szkło było przezroczyste dla światła UV. Jest to znane jako stopiona krzemionka lub stopiony kwarc.
Teraz, gdy rozumiesz różne rodzaje szkła używanego w laboratorium, przyjrzyjmy się zwykłym wyrobom szklanym, a także powiązanym akcesoriom.
Nasze badanie rozpoczniemy od szkła używanego do analizy jakościowej. Wszelkie pomiary lub podziałki na tym sprzęcie są przybliżone i najlepiej nadają się do procedur, które nie wymagają wysokiego poziomu dokładności. Po pierwsze, zlewka, jeden z najpopularniejszych elementów szkła, jest dostępna w różnych rozmiarach. Zlewki są często używane do przechowywania, mieszania i podgrzewania odczynników. Większość z nich ma małą wargę do nalewania płynów.
Probówki, które są stosunkowo małymi cylindrycznymi naczyniami, są również używane do przechowywania, podgrzewania i mieszania chemikaliów. Ich konstrukcja pozwala na łatwe manipulowanie, przechowywanie i obserwację wielu próbek jednocześnie.
Szkła do zegarków są używane, gdy potrzebna jest duża powierzchnia na niewielką objętość płynu. Jest to powszechne w przypadku procedur krystalizacji i odparowywania. Szkiełka do zegarków mogą być również używane jako osłony zlewek.
Naczynie krystalizacyjne jest podobne do szkła zegarkowego, co zapewnia dużą powierzchnię dla cieczy. Jednak częściej jest używany jako pojemnik do procesów kąpielowych. Wreszcie kolba. Każdy rodzaj kolby jest ukształtowany zgodnie z jego przeznaczeniem, ale wszystkie są zaprojektowane z szerokimi korpusami i wąskimi szyjkami, co pozwala na mieszanie zawartości bez rozlewania. Można je również łatwo wyposażyć w stopery. Najczęściej spotykana jest kolba Erlenmeyera. Płaskie dno pozwala na bezpośrednie podgrzewanie i stosowanie w prostych procedurach gotowania i kondensacji.
Następnie przyjrzymy się szklanym naczyniom używanym do dokładnego odmierzania cieczy. Cylinder z podziałką służy do odmierzania półprecyzyjnych objętości i dostarczania do innego pojemnika. Powierzchnia większości płynów tworzy wklęsły menisk w wąskim szkle. Objętość powinna być odczytywana na dole, aby zapewnić dokładność.?
Podczas gdy cylinder z podziałką jest wszechstronny, szkło wolumetryczne jest używane, gdy wymagany jest wyższy poziom dokładności. Szkło wolumetryczne może być o rząd wielkości bardziej precyzyjne niż cylinder z podziałką. Każda sztuka jest oznaczona symbolem "TD" lub "TC". Jeśli urządzenie jest skalibrowane do transportu mierzonej objętości, jest oznaczone jako "TD" dla "To deliver". I odwrotnie, inne kawałki szkła wolumetrycznego są kalibrowane tylko tak, aby były dokładne podczas utrzymywania zmierzonej objętości i są oznaczone jako "TC" od "To Contain".
Kolba miarowa służy do sporządzania i przechowywania roztworów o precyzyjnych objętościach. Odbywa się to poprzez rozpuszczenie substancji rozpuszczonej, a następnie dodanie rozpuszczalnika do podziałki w celu rozcieńczenia do zamierzonej objętości.
W przeciwieństwie do aparatów, które są dokładne tylko do przechowywania, pipeta wolumetryczna służy do dostarczania określonej objętości z dużą dokładnością. Do pobierania płynu używa się żarówki, nigdy ustami.
Biureta służy do dostarczania zmiennych, ale precyzyjnych objętości cieczy, kontrolowanych za pomocą kurka. Jest często używany w eksperymentach miareczkowych.
Następnie nasza ankieta obejmie wyroby szklane, które mają bardziej konkretne zastosowania proceduralne.
Po pierwsze, kolba okrągłodenna, czyli wrząca, została zaprojektowana tak, aby umożliwić równomierne podgrzewanie i mieszanie w celu wywołania reakcji chemicznych. Aby zapobiec rozlaniu, nigdy nie należy napełniać go do więcej niż 50% jego całkowitej objętości.
Podczas gdy tradycyjne lejki mają znajomy kształt, mogą występować różnice w zależności od ich przeznaczenia. Na przykład lejki używane do filtracji grawitacyjnej są wyposażone w składaną bibułę filtracyjną. Lejki proszkowe mają szersze trzpienie przeznaczone do dozowania ciał stałych i lepkich cieczy.
Lejek separatora jest stosowany w ekstrakcjach ciecz-ciecz do oddzielania niemieszających się cieczy o różnej gęstości. Ma specjalistyczny kształt, z szeroką górą do mieszania i wąskim dnem prowadzącym do kranu do separacji. Kolba i lejek B?chnera służą do filtracji próżniowej. Lejek jest typowo ceramiczny, z otworami wielkości szpilki w płaskim dnie. Jest on zamontowany w kolbie za pomocą gumowego kołnierza, aby zapewnić hermetyczne uszczelnienie. Kolba przypomina kształtem kolbę Erlenmeyera, ale ma kolczaste ramię boczne do węża próżniowego.
W niektórych procesach chemicznych szkło laboratoryjne może wymagać uszczelnienia, połączenia lub podparcia. Uszczelnianie naczyń szklanych odbywa się zwykle za pomocą korka. Guma i neopren są używane w kawałkach ze standardowymi szyjkami. Mogą być produkowane z otworami umożliwiającymi włożenie rurek, termometrów lub mieszadeł, zapewniając jednocześnie hermetyczne uszczelnienie.
Korki szklane służą do uszczelniania urządzeń ze szlifowanymi łącznikami szklanymi. Zapewniają one mocne uszczelnienie, ale możliwość zatarcia szkła o szkło wymaga użycia smaru do połączeń. Smar do stawów należy również stosować przy łączeniu ze sobą dwóch kawałków szkła. Ponieważ jednak połączenia te nie są wytrzymałe mechanicznie, stosuje się plastikowe zaciski łączące, aby zapobiec ich rozdzielaniu.
Gdy potrzebne jest dodatkowe wsparcie konstrukcyjne, szkło jest często zaciskane na miejscu. Zaciski zapewniają to wsparcie, łącząc się z szyjką elementu z jednej strony, a stojakiem na retortę z drugiej. Podczas gdy niektóre naczynia szklane powinny być zawsze zabezpieczone, można również użyć mocowania, aby zapewnić, że elementy pozostaną w pozycji pionowej podczas zabiegu.
Teraz, gdy zbadaliśmy wiele kawałków szkła znalezionych w profesjonalnych laboratoriach, omówimy niektóre z ich wielu zastosowań.
Obserwacja naturalnie występujących, spontanicznych reakcji może być prowadzona w laboratorium poprzez odtworzenie ich pierwotnych warunków. Wyroby szklane mają kluczowe znaczenie dla tych badań ze względu na ich obojętny i trwały charakter.
W eksperymencie Millera-Ureya środowisko wczesnej Ziemi zostało zasymulowane w kolbie okrągłodennej w celu zbadania abiotycznej syntezy związków organicznych. Duża różnorodność zazębiających się naczyń szklanych pomagała w dostarczaniu niezbędnych gazów atmosferycznych, które następnie były iskierowane, symulując oświetlenie. Produkt został odpipetowany z kolby w celu uniknięcia zanieczyszczenia i przechowywany do dalszych badań.
Podczas syntezy cząsteczek organicznych często konieczne jest stosowanie ciepła przez długi czas. W tym przykładzie reakcję sprzężenia krzyżowego węgiel-węgiel przeprowadzono przy użyciu aparatury wykonanej z trzech kawałków szkła. Aparat - wykonany z kolby okrągłodennej, kondensatora zwrotnego i bełkotki olejowej - pozwala na gotowanie roztworu w nieskończoność, bez utraty objętości i zmiany ciśnienia.
Właśnie obejrzałeś wprowadzenie JoVE do powszechnego szklanego sprzętu laboratoryjnego i jego zastosowań. Powinieneś teraz zapoznać się ze szkłem używanym do zastosowań jakościowych, pomiarowych i proceduralnych.
Dzięki za oglądanie!
Chociaż istnieje kilka zasad dotyczących tego, jak należy używać szkła, każdy kawałek szkła został zaprojektowany z myślą o ogólnym zestawie procedur. Wyjątkowe sytuacje stwarzają pewną elastyczność w zastosowaniu, a prawie wszystkie wyroby szklane można dalej dostosowywać i dostosowywać z pomocą profesjonalnej dmuchawy do szkła.
Chapters in this video
0:00
Overview
0:52
Principles of Glassware Composition
2:03
Qualitative Glassware
3:47
Quantitative Glassware
5:31
Procedural Glassware
6:53
Supporting Equipment
8:07
Applications
9:27
Summary
Videos from this collection:
Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. All rights reserved