معرفی:
ظروف شیشه ای آزمایشگاهی بخشی ضروری از هر مجموعه علمی است، از آزمایشگاه های دبیرستان گرفته تا امکانات تحقیقاتی پیشرفته. چه با لیوان، فلاسک، لوله آزمایش یا بورت، درک نوع شیشه مورد استفاده در تجهیزات آزمایشگاهی می تواند به طور قابل توجهی بر کیفیت آزمایشات شما تأثیر بگذارد.
اما رایج ترین نوع شیشه ای که در آن استفاده می شود دقیقا چیست؟ ظروف شیشه ای آزمایشگاهی? در این راهنمای جامع، موادی را که اکثر ظروف شیشه‌ای آزمایشگاهی را تشکیل می‌دهند، با تمرکز بر خواص، کاربردها و چرایی اهمیت آنها بررسی خواهیم کرد. اگر به دنبال ارتقای عملکرد آزمایشگاه خود هستید، این مقاله تمام بینش های مهمی را که نیاز دارید ارائه می دهد.
1. علم پشت مواد شیشه ای آزمایشگاهی
ظروف شیشه ای آزمایشگاهی عمدتاً از انواع خاصی از شیشه ساخته می شوند که تعادل ایده آلی از استحکام، مقاومت شیمیایی و شفافیت را ارائه می دهند. درک تفاوت بین این مواد می تواند در هنگام انتخاب ابزار مناسب برای آزمایشات خود دنیای متفاوتی ایجاد کند.
شیشه بوروسیلیکاتی وقتی صحبت از ظروف شیشه ای آزمایشگاهی به میان می آید، پادشاه بلامنازع است. اکثریت قریب به اتفاق ظروف شیشه ای علمی را به دلیل خواص منحصر به فردش تشکیل می دهد که به آن اجازه می دهد هم استرس حرارتی و هم واکنش های شیمیایی را تحمل کند. معروف ترین برند شیشه بوروسیلیکات پیرکس است که در آزمایشگاه های دانشگاهی و صنعتی کاربرد فراوانی دارد.
از سوی دیگر، لیوان سودا-آهکاگرچه در آزمایشگاه های با کارایی بالا کمتر رایج است، اما در برخی از کاربردها نیز به طور گسترده استفاده می شود. در مقایسه با بوروسیلیکات در برابر نوسانات دما و مواد شیمیایی مقاومت کمتری دارد اما برای استفاده عمومی آزمایشگاهی ارزانتر و مناسب است.
2. چرا شیشه بوروسیلیکات انتخاب ارجح است؟
شیشه بوروسیلیکات از ترکیب سیلیس و تری اکسید بور ساخته می شود که به آن دوام و مقاومت خاصی می بخشد. این ماده به دلیل موارد زیر بسیار مورد علاقه است:
ویژگی های کلیدی شیشه بوروسیلیکات:
- مقاومت شکن حرارتی: شیشه بوروسیلیکات دارای ضریب انبساط حرارتی پایینی است، به این معنی که می تواند نوسانات دمایی سریع را بدون ترک خوردن یا خرد شدن تحمل کند. این امر آن را برای کاربردهایی مانند کار با صفحه داغ، اتوکلاو و حرارت مستقیم با شعله ایده آل می کند.
- مقاومت شیمیاییترکیب شیمیایی شیشه بوروسیلیکات به آن مقاومت برتر در برابر اسیدها، بازها و طیف وسیعی از حلال‌هایی که معمولاً در آزمایشگاه‌ها استفاده می‌شوند، می‌دهد. این یکپارچگی آزمایش ها را تضمین می کند و خطر آلودگی را به حداقل می رساند.
- دوام: شیشه بوروسیلیکات به طور قابل ملاحظه ای قوی و مقاوم در برابر تنش های مکانیکی است که احتمال شکستگی تصادفی در هنگام جابجایی و استفاده روزمره را کاهش می دهد.
- شفافیت: شیشه بوروسیلیکات شفافیت استثنایی را حفظ می کند و امکان مشاهده واضح و نظارت آسان بر آزمایش ها و فرآیندها را فراهم می کند.
3. شیشه سودا-آهک در کاربردهای آزمایشگاهی
در حالی که شیشه بوروسیلیکات از نظر عملکرد مورد توجه قرار می گیرد، لیوان سودا آهک هنوز معمولاً برای کاربردهای آزمایشگاهی پایه استفاده می شود. شیشه سودا آهک از مخلوط سیلیس با اکسید سدیم و اکسید کلسیم ایجاد می شود و مقرون به صرفه ترین نوع شیشه موجود برای اقلام روزمره مانند ظروف و ظروف شیشه ای همه منظوره است.
اگرچه شیشه سودا-آهک فاقد مقاومت حرارتی و شیمیایی شیشه بوروسیلیکات است، اما استحکام آن آن را به گزینه ای مناسب برای موقعیت هایی که به دقت بالایی نیاز ندارند تبدیل می کند. همچنین شکل دادن و قالب‌گیری آن آسان‌تر است، و آن را به گزینه‌ای مناسب برای تولید انبوه و ارزان‌قیمت آزمایشگاهی تبدیل می‌کند.
4. انواع رایج ظروف شیشه ای آزمایشگاهی و مواد آنها
بیایید انواع شیشه های مورد استفاده در اقلام معمول آزمایشگاهی را بشکنیم:
- فنجان: بیشتر از شیشه بوروسیلیکات برای مقاومت در برابر حرارت و قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی ساخته شده است.
- فلاسک (ارلن مایر، ته گرد): اینها معمولاً بوروسیلیکات هستند زیرا نیاز به کنترل تغییرات دما در هنگام اختلاط یا حرارت دارند.
- لوله های آزمایش: اکثر لوله های آزمایش از شیشه بوروسیلیکات ساخته شده اند، اگرچه ممکن است برخی از آنها از شیشه سودا-آهک برای کارهایی که نیاز کمتری دارند ساخته شوند.
- بورت و پیپت: این ابزار دقیق به دلیل شفافیت و مقاومت در برابر فعل و انفعالات شیمیایی از شیشه بوروسیلیکات ساخته شده است.
- ظروف پتری: اینها معمولاً از شیشه سودا-آهک ساخته می شوند زیرا به تحمل گرمای شدیدی که سایر ظروف آزمایشگاهی نیاز دارند نیاز ندارند.
5. ظروف شیشه ای با پوشش یا مواد افزودنی
برخی از ظروف شیشه‌ای آزمایشگاهی ممکن است دارای پوشش‌ها یا افزودنی‌های خاصی برای افزایش خواص خود باشند. به عنوان مثال، لیوان پیرکس می توان با یک سطح نچسب پوشانده شود تا از تجمع مواد شیمیایی جلوگیری شود. علاوه بر این، سیلیس ذوب شده در کاربردهای علمی پیشرفته که در آن خلوص فوق العاده بالا مورد نیاز است استفاده می شود.
سوالات متداول در مورد ظروف شیشه ای آزمایشگاهی
س: آیا می توان از شیشه بوروسیلیکات در مایکروویو استفاده کرد؟
پاسخ: بله، شیشه بوروسیلیکات به دلیل انبساط حرارتی کم و مقاومت در برابر شوک حرارتی در مایکروویو ایمن است. این امر آن را برای گرم کردن و گرم کردن مجدد نمونه ها در آزمایشگاه مناسب می کند.
س: شیشه بوروسیلیکات از نظر مقاومت در برابر حرارت چگونه با شیشه کوارتز مقایسه می شود؟
پاسخ: در حالی که هر دو شیشه بوروسیلیکات و کوارتز بسیار مقاوم در برابر حرارت هستند، شیشه کوارتز می تواند حتی دماهای بالاتری را نیز تحمل کند و آن را برای کاربردهای تخصصی مانند کوره ها و اجاق های با دمای بالا انتخاب ارجح می کند.
س: آیا می توان شیشه بوروسیلیکات را اتوکلاو کرد؟
ج: قطعا! شیشه بوروسیلیکات یک ماده ایده آل برای اتوکلاو به دلیل توانایی آن در تحمل دما و فشار بالا در فرآیند استریلیزاسیون است.
س: تفاوت بین شیشه بوروسیلیکات و پیرکس چیست؟
پاسخ: پیرکس یک برند خاص از شیشه بوروسیلیکات است که در ابتدا توسط کورنینگ در اوایل قرن بیستم ساخته شد. در حالی که پیرکس نوعی شیشه بوروسیلیکات است، همه شیشه های بوروسیلیکات پیرکس نیستند.
س: چگونه می توانم شیشه بوروسیلیکات را در آزمایشگاه شناسایی کنم؟
پاسخ: شیشه بوروسیلیکات معمولاً با رنگ متمایز آبی روشن یا وجود برچسب "بورو" یا "بوروسیلیکات" روی ظروف شیشه ای مشخص می شود.
