Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Три мензурки , колбы Эрленмейера , А мерный цилиндр и мерная колба

Лабораторная посуда относится к разнообразному оборудованию, используемому в научной работе и традиционно сделанному из стекла . Стекло можно выдувать, гнуть, резать, формовать и придавать ему множество размеров и форм, поэтому оно широко используется в химических , биологических и аналитических лабораториях . Во многих лабораториях есть программы обучения, чтобы продемонстрировать, как используется стеклянная посуда, и предупредить начинающих пользователей об опасностях, связанных с использованием стеклянной посуды.

История [ править ]

Лабораторная посуда конца XVII века на картине Корнелиса де Мана ( Национальный музей в Варшаве ).

История стеклянной посуды восходит к финикийцам, которые сплавляли обсидиан в кострах, создавая первую стеклянную посуду. Стеклянная посуда развивалась по мере того, как другие древние цивилизации, включая сирийцев, египтян и римлян, совершенствовали искусство изготовления стекла. Искусство изготовления стекла в Венеции 16 века было усовершенствовано до такой степени, что можно было создавать замысловатые формы. Незадолго до рубежа 19 века в Германии начали производство лабораторного стекла из натронной извести . Большая часть лабораторной посуды производилась в Германии до начала Первой мировой войны.. Перед Первой мировой войной производители стекла в Соединенных Штатах испытывали трудности с конкуренцией с немецкими производителями лабораторной посуды, поскольку лабораторная посуда классифицировалась как учебный материал и не облагалась налогом на импорт. Во время Первой мировой войны поставки лабораторной посуды в США были прекращены. [1]

В 1915 году Corning Glassworks разработала боросиликатное стекло , которое стало благом для войны в Соединенных Штатах. Хотя после войны многие лаборатории вернулись к импорту, исследования в области улучшения стеклянной посуды процветали. Стеклянная посуда стала более устойчивой к тепловому удару , сохранив при этом химическую инертность . К другим важным технологиям, повлиявшим на развитие лабораторной посуды, относится разработка политетрафторэтилена , и в некоторых случаях лабораторную посуду дешевле выбросить, чем повторно использовать. [2]

Подбор лабораторной посуды [ править ]

Лабораторная посуда обычно выбирается лицом, ответственным за конкретный лабораторный анализ, в соответствии с потребностями данной задачи. Для выполнения задания может потребоваться стеклянная посуда, сделанная из определенного типа стекла. Эту задачу можно легко выполнить, используя недорогую стеклянную посуду серийного производства , или для этого может потребоваться специальная деталь, созданная стеклодувом . Задача может потребовать управления потоком жидкости . Задача может иметь особые требования к обеспечению качества.

Тип стекла [ править ]

Коричневые стеклянные банки с прозрачной лабораторной посудой на заднем плане

Лабораторная посуда может быть изготовлена ​​из нескольких видов стекла , каждый из которых имеет разные возможности и используется для разных целей. Боросиликатное стекло является прозрачным и может выдерживать тепловую нагрузку . Кварцевое стекло может выдерживать очень высокие температуры и прозрачно в определенных частях электромагнитного спектра . Темно-коричневое или янтарное (актиническое) стекло может блокировать ультрафиолетовое и инфракрасное излучение. Стекло с толстыми стенками может выдерживать нагрузки под давлением. Стекло фриттованноепредставляет собой мелкопористое стекло, через которое может проходить газ или жидкость. Стеклянная посуда с покрытием специально обрабатывается, чтобы уменьшить вероятность поломки или поломки. Силанизированная (силиконизированная) стеклянная посуда специально обрабатывается, чтобы предотвратить прилипание органических образцов к стеклу. [3]

Научное выдувание стекла [ править ]

Выдувание стекла в научных целях, которое практикуется в некоторых более крупных лабораториях, представляет собой специализированную область выдувания стекла. Научное выдувание стекла включает в себя точное управление формой и размерами стекла, ремонт дорогой или трудно заменяемой стеклянной посуды и соединение различных частей стекла. Многие детали могут быть соединены со стеклянной трубкой для создания узкоспециализированной лабораторной посуды.

Управление потоком жидкости [ править ]

Цельностеклянный обратный клапан
Эрленмейер и фильтровальная колба. Обратите внимание на зазубренный ствол на фильтрующей колбе.
Стеклянный адаптер с заусенцем шланга слева и разъемом для заземленного стекла справа
Пробка для конического соединения с уплотнительным кольцом из ПТФЭ . Обратите внимание на оптическую прозрачность узкого уплотнительного кольца, прижатого к стыку стекла справа.
Пробковый клапан с Т-образным отверстием с резьбой, используемый в качестве бокового рычага на колбе Шленка .
Обычный стеклянный кран с прямым отверстием, прикрепленный с помощью пластикового фиксатора пробки к боковому рычагу колбы Шленка .

При использовании стеклянной посуды часто необходимо контролировать поток жидкости. Обычно его останавливают пробкой . Жидкость может перемещаться между соединенными предметами стекла. Типы соединительных компонентов включают стеклянные трубки , тройники, тройники и стеклянные переходники. Для герметичного соединения используется стык с матовым стеклом (возможно, усиленный с помощью зажима, например, зажимов Keck ). Другой способ соединения стеклянной посуды - с помощью зазубрины для шланга и гибкой трубки . Поток жидкости можно переключать выборочно с помощью клапана , из которых запорный кран- это обычный вид, приваренный к стеклянной посуде. Клапаны, полностью сделанные из стекла, могут использоваться для ограничения потоков жидкости . Жидкость или любой материал, который течет, можно направить в узкое отверстие с помощью воронки .

Обеспечение качества [ править ]

Метрология [ править ]

Лабораторная посуда может использоваться для высокоточных объемных измерений. При высокоточных измерениях, например, в испытательной лаборатории, метрологический класс стеклянной посуды становится важным. В этом случае метрологический класс может быть определен как по доверительному интервалу вокруг номинального значения отметок измерения, так и по прослеживаемости калибровки к стандарту NIST. Периодически может потребоваться проверка калибровки лабораторной посуды. [4]

Растворенный кремнезем [ править ]

Лабораторная посуда состоит из кремнезема. Кремнезем считается нерастворимым в большинстве веществ, за некоторыми исключениями, такими как плавиковая кислота . Несмотря на то, что он нерастворим, небольшое количество кремнезема будет растворяться, что может повлиять на высокую точность и низкие пороговые значения измерения кремнезема в воде. [5]

Очистка [ править ]

Иногда требуется очистка лабораторной посуды, и это можно сделать несколькими способами. Стеклянную посуду можно смочить в растворе моющего средства, чтобы удалить жир и удалить большинство загрязнений. Эти загрязнения затем очищаются щеткой или губкой для чистки, чтобы удалить частицы, которые нельзя смыть. Прочная стеклянная посуда может выдержать обработку ультразвуком в качестве альтернативы чистке. Для некоторых чувствительных экспериментов стеклянную посуду можно пропитать растворителями, такими как царская водка или слабые кислоты, чтобы растворить следовые количества определенных загрязнений, которые, как известно, мешают проведению эксперимента. По окончании очистки обычно трижды ополаскивают стеклянную посуду перед тем, как поставить ее вверх дном на сушилки. [6]

Примеры [ править ]

Есть много разных видов лабораторной посуды:

Примеры стеклянной посуды включают:

  • Стаканы представляют собой простые емкости цилиндрической формы, используемые для хранения реагентов или образцов .
  • Колбы представляют собой стеклянные контейнеры с узким горлышком, обычно конической или сферической формы, используемые в лаборатории для хранения реагентов или образцов. Примеры включают в себя флаконы колбу Эрленмейера , Флоренс колбу и колбу Шленка .
  • Бутылки - это контейнеры с узкими отверстиями, которые обычно используются для хранения реагентов или образцов. Бутылочки называют флаконами .
  • Банки представляют собой цилиндрические емкости с широкими отверстиями, которые можно запечатать. Колокольные сосуды используются для вакуумирования.
  • Пробирки используются химиками для хранения, смешивания или нагрева небольших количеств твердых или жидких химикатов, особенно для качественных экспериментов и анализов.
  • Эксикаторы стеклянной конструкции используются для сушки материалов или сохранения материала в сухом состоянии.
  • Стеклянные чашки для испарения , такие как стаканы для часов , в основном используются в качестве поверхности для испарения (хотя их можно использовать для покрытия стакана).
  • Стеклянные чашки Петри используются для культивирования живых клеток.
  • Предметные стекла микроскопа - это тонкие полоски, которые используются для удерживания предметов под микроскопом.

Примеры стеклянной посуды, используемой для измерений, включают:

  • Градуированные цилиндры представляют собой цилиндрические емкости, используемые для измерения объема.
  • Мерные колбы предназначены для измерения определенного объема жидкости.
  • Бюретки используются для диспергирования точных количеств жидких реагентов.
  • Стеклянные пипетки используются для переноса точных количеств жидкостей.
  • Стеклянные эбуллиометры используются для точного измерения температуры кипения жидкостей.

Другие примеры стеклянной посуды включают:

  • Стержни перемешивания используются для смешивания химикатов.
  • Конденсаторы используются для охлаждения горячих жидкостей или паров.
  • Стеклянные реторты используются для дистилляции.
  • Пистолеты для сушки используются для очистки образцов от следов воды или других примесей.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Дженсен, Уильям (2006). «Происхождение пирекса». Журнал химического образования . 83 (5): 692. Bibcode : 2006JChEd..83..692J . DOI : 10.1021 / ed083p692 .
  2. ^ Доннелли, Алан (март 1970). «История лабораторной посуды». Лабораторная медицина .
  3. ^ Бхаргава, Hemendra (1977). «Улучшенное восстановление морфина из биологических тканей с помощью силиконизированной посуды». Журнал фармацевтических наук . 66 (7): 1044–1045. DOI : 10.1002 / jps.2600660738 . PMID 886442 . 
  4. ^ Castanheira, И. (2006). «Контроль качества мерной посуды для определения витаминов в продуктах питания». Пищевой контроль . 17 (9): 719–726. DOI : 10.1016 / j.foodcont.2005.04.010 .
  5. ^ Чжан, Цзя-Чжун (1999). «Лабораторная посуда как загрязнитель при силикатном анализе проб природных вод». Исследования воды . 33 (12): 2879–2883. DOI : 10.1016 / s0043-1354 (98) 00508-9 .
  6. ^ Campos, MLAM (2007). «Растворенный органический углерод в дождевой воде: обеззараживание стеклянной посуды и консервация проб и летучий органический углерод». Атмосферная среда . 41 (39): 8924–8931. Bibcode : 2007AtmEn..41.8924C . DOI : 10.1016 / j.atmosenv.2007.08.017 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Смитсоновская наука под стеклом
  • Посуда для химической лаборатории на сайте About.com
  • Проект Гутенберг - о лабораторных искусствах Ричарда Трелфолла (1898)
  • Проект Гутенберг - Лабораторное руководство по выдуванию стекла Фрэнсиса К. Фрари (1914)
  • Проект Гутенберг - Справочник по лабораторному выдуванию стекла Бернарда Д. Боласа (1921)