کاربرد و خواص ظروف آزمایشگاهی
ظروف شیشه ای یکی از ابزارهای پرکاربرد در آزمایشگاه است و هیچ ماده ای نمی تواند آن را پیش بینی کند. با این حال، برای استفاده بهتر از ظروف شیشه ای، علاوه بر مهارت های اولیه عملیاتی، درک خواص مواد شیشه ای نیز مهم است که به شما درک عمیق تری از ظروف شیشه ای می دهد.
خواص عمومی شیشه
مواد اولیه اصلی شیشه عبارتند از: شن سیلیس (SiO2)، اسید بوریک (H3BO3) یا بوراکس (Na2B4O7 10H2O)، آهک (CaO)، براده های شیشه (کولت)، اسید فسفریک (P2O5)، قلیایی (Ha2O، عرضه شده توسط NaNO3، Na2B4O7 و غیره) و سایر مواد خام حاوی اکسیدهایی مانند پتاسیم، منیزیم، روی و آلومینیوم.
محصولات شیشه ای مقاومت شیمیایی خوبی در برابر آب، محلول های نمک، اسیدها، بازها و حلال های آلی دارند و از این نظر از اکثر محصولات پلاستیکی فراتر می روند. فقط اسید هیدروفلوریک و باز قوی یا اسید فسفریک غلیظ در دماهای بالا به شیشه حمله می کنند. یکی دیگر از ویژگی های ظروف شیشه ای پایداری شکل (حتی در دمای بالا) و شفافیت بالای آن است.
خواص ویژه یک شیشه خاص
در کاربردهای آزمایشگاهی، انواع مختلفی از شیشه وجود دارد که می توان آنها را انتخاب کرد.
شیشه سدیم کلسیم
شیشه سدیم-کلسیم (مانند AR-Glas) خواص شیمیایی و فیزیکی خوبی دارد. مناسب برای مواجهه کوتاه مدت با معرف های شیمیایی و کاربردهای شوک حرارتی محدود.
شیشه بوروسیلیکات (BORO3.3، BORO 5.4)
شیشه بوروسیلیکات دارای خواص شیمیایی و فیزیکی عالی است. همانطور که در استاندارد بین المللی DIN ISO 3585 توضیح داده شده است، شیشه هیدرولیز شده اولیه دارای ضریب انبساط خطی 3.3 است و برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت شیمیایی و حرارتی عالی (از جمله مقاومت در برابر شوک حرارتی) و پایداری مکانیکی بالا دارند، مناسب است. این یک شیشه معمولی برای ابزارهای شیمیایی است، مانند فلاسک های ته گرد و فنجان و محصولات اندازه گیری.
استفاده از محصولات شیشه ای
هنگام استفاده از شیشه، لازم است مقاومت در برابر شوک حرارتی و نیروی مکانیکی در نظر گرفته شود. اقدامات ایمنی شدید باید رعایت شود:
حجم سنج گرمایشی، سیلندر اندازه گیری یا بطری معرف را گرم نکنید.
هنگام انجام یک واکنش گرمازا، مانند رقیق کردن اسید سولفوریک یا حل کردن هیدروکسید سدیم، حتماً به هم زدن و خنک کردن معرف ها ادامه دهید و یک ظرف مناسب مانند فلاسک مخروطی انتخاب کنید، هرگز از استوانه مدرج یا فلاسک حجمی استفاده نکنید.
ابزارهای شیشه ای هرگز نباید در معرض تغییرات ناگهانی و شدید دما قرار گیرند. هنگام خارج کردن ابزار شیشه ای از کوره خشک کن داغ، آن را بلافاصله روی سطح سرد یا مرطوب قرار ندهید.
برای کاربردهای تحمل فشار، فقط می توان از ابزارهای شیشه ای که برای این منظور طراحی شده اند استفاده کرد. به عنوان مثال، بطری فیلتر و خشک کن فقط پس از جاروبرقی قابل استفاده هستند.
مقاومت شیمیایی
برهمکنش شیمیایی آب یا اسید با شیشه بسیار ناچیز است. فقط مقادیر بسیار کمی، عمدتاً کاتیونهای تک ظرفیتی، از شیشه حل می شود. برای جلوگیری از فرسایش بیشتر، یک لایه بسیار نازک و تقریباً بدون خالی از سیلیکاژل روی سطح شیشه تشکیل می شود. استثناء اسید هیدروفلوریک و اسید فسفریک داغ است زیرا این دو اسید از تشکیل یک لایه محافظ جلوگیری می کنند.
برهمکنش شیمیایی بین قلیایی و شیشه
پایه به شیشه نگاه می کند و با افزایش غلظت و دما افزایش می یابد. شیشه بوروسیلیکات 3.3 سطح را به سطح میکرومتر محدود می کند. البته، با افزایش زمان تماس، تغییرات حجم و/یا آسیب مقیاس همچنان ممکن است رخ دهد.
مقاومت در برابر هیدرولیز شیشه
شیشه هیدرولیز شده مرحله اول می تواند به مرحله اول 5 سطح مقاومت هیدرولیز مطابق با DIN ISO 719 (98 درجه سانتیگراد) برسد. به این معنی که شیشه ای با اندازه ذرات 300-500 میکرومتر به مدت 98 ساعت در معرض آب در دمای 1 درجه سانتیگراد قرار می گیرد و کمتر از 31 میکروگرم Na 2 O / گرم لیوان آب حل می شود. علاوه بر این، شیشه هیدرولیز اولیه نیز به مرحله اول از سه سطح هیدرولیز DIN ISO 720 (121 درجه سانتیگراد) رسید. این بدان معناست که قرار گرفتن در معرض آب در دمای 121 درجه سانتیگراد به مدت 1 ساعت، کمتر از 62 ug Na 2 O / گرم شیشه هیدرولیز می شود.
تحمل اسید
شیشه هیدرولیز اولیه اولین سطح از چهار سطح تحمل استاندارد DIN 12 116 را برآورده می کند. شیشه هیدرولیز اولیه، همچنین به عنوان شیشه بوروسیلیکات مقاوم در برابر اسید شناخته می شود، در 6N HCL به مدت 6 ساعت با سطحی کمتر از 0.7 میلی گرم در 100 سانتی متر مربع جوشانده می شود. تلفات بیشتر DIN ISO 2 Na1776O کمتر از 2 گرم Na100O/2cm100 است.
مقاومت در برابر قلیایی
شیشه هیدرولیز اولیه با درجه دوم از سه درجه مقاوم در برابر قلیایی استاندارد DIN ISO 695 مطابقت دارد. فرسایش ناشی از جوشاندن همان حجم هیدروکسید سدیم (1 مول در لیتر) و کربنات سدیم (0.5 مول در لیتر) به مدت 3 ساعت حدود 134 میلی گرم در 100 سانتی متر مربع بود.
مقاومت مکانیکی
استرس گرمایی
تنش های حرارتی مضر ممکن است در طول تولید و پردازش شیشه وارد شود. در طول خنک شدن شیشه مذاب، انتقال از حالت پلاستیکی به حالت سخت بین نقاط دمای بالا و پایین بازپخت رخ می دهد. در این مرحله، تنش های حرارتی موجود باید از طریق یک فرآیند برگشت کنترل شده با دقت حذف شوند. هنگامی که نقطه بازپخت پایین سپری شود، شیشه می تواند خنک شدن را بدون هیچ گونه تنش جدید قابل توجهی تسریع کند.
واکنش گرم کردن مجدد شیشه مشابه است، به عنوان مثال، با گرم کردن مستقیم آن با شعله خود، تا یک نقطه بالاتر از دمای زمین، سرد شدن کنترل نشده یا ایجاد "یخ زدن در" گرما، و کاهش شدید مقاومت شیشه در برابر شکستن. توانایی و پایداری مکانیکی. برای حذف تنشهای ذاتی، شیشه باید حدود 30 دقیقه تا دمایی بین دمای بازپخت بالا و پایین گرم شود و سپس با نرخ مشخص کاهش دما خنک شود.
مقاومت در برابر تغییرات دما
هنگامی که شیشه تا دمایی کمتر از دمای فشار فشار پایین گرم می شود، هدایت حرارتی ضعیف و هدایت حرارتی ضعیف می تواند باعث کشش و فشار شود. اگر به دلیل سرعت گرمایش یا سرمایش نامناسب، شیشه شکسته شود، فراتر از نیروی مکانیکی قابل تحمل است. علاوه بر ضریب انبساط، مقدار آن با نوع شیشه، ضخامت دیواره و شکل شیشه متفاوت است. هر گونه خط و خش روی شیشه باید در نظر گرفته شود. بنابراین، تعیین مقدار دقیق در برابر شوک حرارتی بسیار دشوار است. البته ضریب انبساط حرارتی با این واقعیت قابل مقایسه است که شیشه هیدرولیز شده درجه یک نسبت به شیشه AR-Glas در برابر تغییرات دما مقاومت بیشتری دارد.
استرس مکانیکی
از نظر فنی، خاصیت ارتجاعی شیشه بسیار خوب است، یعنی وقتی از تلورانس فراتر رود، کشش و فشار باعث تغییر شکل نمی شود، بلکه باعث ایجاد ترک می شود. کششی که شیشه می تواند تحمل کند نسبتاً کم است و با ایجاد خراش یا شکاف در شیشه بیشتر کاهش می یابد. به دلایل ایمنی، شیشه هیدرولیز اولیه مورد استفاده در طراحی های مکانیکی و صنعتی می تواند کشش 6 N/MM2 را تحمل کند.
اگر به اطلاعات نیاز دارید یا سؤالی دارید، لطفاً با WUBOLAB تماس بگیرید تولید کننده ظروف آزمایشگاهی.
