Uso y propiedades de la cristalería de laboratorio.
El material de vidrio es uno de los instrumentos más utilizados en el laboratorio y ningún material puede predecirlo. Sin embargo, para utilizar mejor la cristalería, además de las habilidades operativas básicas, también es importante comprender las propiedades materiales de la cristalería, lo que le brindará una comprensión más profunda de la cristalería.
Propiedades generales del vidrio.
Las principales materias primas del vidrio son arena de sílice (SiO2), ácido bórico (H3BO3) o bórax (Na2B4O7·10H2O), cal (CaO), virutas de vidrio (cullet), ácido fosfórico (P2O5), álcali (Ha2O, aportado por NaNO3, Na2B4O7, etc.) y Otras materias primas que contengan óxidos como potasio, magnesio, zinc y aluminio.
Los productos de vidrio tienen buena resistencia química al agua, soluciones salinas, ácidos, bases y disolventes orgánicos y, en este sentido, superan a la mayoría de los productos de plástico. Sólo el ácido fluorhídrico y una base fuerte o ácido fosfórico concentrado a temperaturas elevadas atacan el vidrio. Otra característica de la cristalería es la estabilidad de la forma (incluso a temperaturas elevadas) y su alto grado de transparencia.
Propiedades especiales de un vidrio en particular.
En aplicaciones de laboratorio, se pueden seleccionar muchos tipos diferentes de vidrio.
Vidrio de sodio-calcio
El vidrio de sodio y calcio (como AR-Glas) tiene buenas propiedades químicas y físicas. Adecuado para exposición a corto plazo a reactivos químicos y aplicaciones de choque térmico limitado.
Vidrio de borosilicato (BORO3.3, BORO 5.4)
El vidrio de borosilicato tiene excelentes propiedades químicas y físicas. Como se describe en la norma internacional DIN ISO 3585, el vidrio hidrolizado primario tiene un coeficiente de expansión lineal de 3.3 y es adecuado para aplicaciones que requieren una excelente resistencia química y térmica (incluida la resistencia al choque térmico) y una alta estabilidad mecánica. Es un vidrio típico para instrumentos químicos, como matraces de fondo redondo y vasos de precipitados y productos de dosificación.
Uso de productos de vidrio.
Cuando se utiliza vidrio, es necesario considerar la resistencia al choque térmico y a la fuerza mecánica. Se deben seguir estrictas medidas de seguridad:
No mezcle en caliente el medidor de volumen de calentamiento, la probeta medidora ni la botella de reactivo.
Al realizar una reacción exotérmica, como diluir ácido sulfúrico o disolver hidróxido de sodio, asegúrese de continuar agitando y enfriando los reactivos y seleccione un recipiente adecuado, como un matraz cónico, nunca use una probeta graduada o un matraz volumétrico.
Los instrumentos de vidrio nunca deben exponerse a cambios de temperatura intensos y bruscos. Al retirar el instrumento de vidrio del horno de secado caliente, no lo coloque inmediatamente sobre una superficie fría o húmeda.
Para aplicaciones que soportan presión, sólo se pueden utilizar instrumentos de vidrio diseñados para este fin. Por ejemplo, la botella con filtro y el secador sólo se pueden utilizar después de pasar la aspiradora.
Resistencia química
La interacción química del agua o del ácido con el vidrio es insignificante; Del vidrio sólo se disuelven cantidades muy pequeñas, principalmente cationes monovalentes. Se forma una capa muy fina, casi sin huecos, de gel de sílice en la superficie del vidrio para evitar una mayor erosión. La excepción es el ácido fluorhídrico y el ácido fosfórico caliente, porque estos dos ácidos inhiben la formación de una capa protectora.
Interacción química entre álcali y vidrio.
La base mirará hacia abajo sobre el vidrio y aumentará al aumentar la concentración y la temperatura. El vidrio de borosilicato 3.3 limita la superficie a un nivel de µm. Por supuesto, a medida que aumenta el tiempo de contacto, aún pueden ocurrir cambios de volumen y/o daños en las incrustaciones.
Resistencia a la hidrólisis del vidrio.
El vidrio hidrolizado de primera etapa puede alcanzar la primera etapa de 5 niveles de resistencia a la hidrólisis según DIN ISO 719 (98°C). Esto significa que un vidrio con un tamaño de partícula de 300-500 µm se expone a agua a 98°C durante 1 hora y se disuelven menos de 31 µg de Na2O/gramo de vaso de agua. Además, el vidrio de hidrólisis primaria también alcanzó la primera etapa de los tres niveles de hidrólisis de la norma DIN ISO 720 (121 °C). Esto significa que la exposición al agua a 121°C durante 1 hora, se hidroliza menos de 62 ug Na 2 O / gramo de vidrio.
Tolerancia al ácido
El vidrio hidrolizado primario cumple con el primer nivel de cuatro niveles de tolerancia estándar DIN 12 116. El vidrio de hidrólisis primaria, también conocido como vidrio de borosilicato resistente a los ácidos, se hierve en HCL 6 N durante 6 horas con un flanco superficial de menos de 0.7 mg/100 cm 2; Más pérdida de Na1776O según DIN ISO 2 es inferior a 100ug Na2O/100cm2.
Resistencia a los álcalis
El vidrio de hidrólisis primaria cumple con el segundo grado de los tres grados resistentes a los álcalis de la norma DIN ISO 695. La erosión causada por la ebullición del mismo volumen de hidróxido de sodio (1 mol/L) y carbonato de sodio (0.5 mol/L) durante 3 horas fue de aproximadamente 134 mg/100 cm2.
Resistencia mecanica
Estrés termal
Durante la producción y el procesamiento del vidrio pueden producirse tensiones térmicas nocivas. Durante el enfriamiento del vidrio fundido, la transición del estado plástico al estado duro se produce entre los puntos de temperatura de recocido alto y bajo. En esta etapa, las tensiones térmicas existentes deben eliminarse mediante un proceso de retorno cuidadosamente controlado. Una vez superado el bajo punto de recocido, el vidrio puede acelerar el enfriamiento sin nuevas tensiones significativas.
La reacción de recalentamiento del vidrio es similar, por ejemplo, calentándolo directamente con su propia llama, hasta un punto por encima de la temperatura de conexión a tierra, enfriándolo descontroladamente o causando "congelación" en calor, y reduciendo severamente la resistencia del vidrio a la rotura. Capacidad y estabilidad mecánica. Para eliminar las tensiones inherentes, el vidrio debe calentarse a una temperatura entre las temperaturas de recocido alta y baja durante aproximadamente 30 minutos y luego enfriarse a una velocidad específica de reducción de temperatura.
Resistencia a los cambios de temperatura.
Cuando el vidrio se calienta a una temperatura por debajo de la temperatura baja de empuje, la mala conductividad térmica y la mala conductividad térmica pueden causar tensión y presión. Si por una velocidad de calentamiento o enfriamiento inadecuado el vidrio se rompe, más allá de la fuerza mecánica que pueda soportar. Además del coeficiente de expansión, el valor varía según el tipo de vidrio, el espesor de la pared y la forma del vidrio. Es necesario tener en cuenta cualquier arañazo presente en el cristal. Por tanto, es muy difícil especificar un valor exacto contra el choque térmico. Por supuesto, vale la pena comparar el coeficiente de expansión térmica con el hecho de que el vidrio hidrolizado de primera calidad es más resistente a los cambios de temperatura que el vidrio AR-Glas.
Estres mecanico
Desde un punto de vista técnico, las propiedades elásticas del vidrio son muy buenas, es decir, cuando se excede la tolerancia, la tensión y la presión no provocan deformación, sino que provocan agrietamiento. La tensión que puede soportar el vidrio es relativamente pequeña y disminuye aún más a medida que hay un arañazo o un hueco en el vidrio. Por razones de seguridad, el vidrio de hidrólisis primaria utilizado en diseños mecánicos e industriales puede soportar una tensión de 6 N/MM2.
Si necesita información o tiene alguna pregunta, comuníquese con WUBOLAB, el fabricante de cristalería de laboratorio.
