Utilisation et propriétés de la verrerie de laboratoire
La verrerie est l’un des instruments les plus fréquemment utilisés en laboratoire et aucun matériau ne peut le prédire. Cependant, afin de mieux utiliser la verrerie, en plus des compétences opérationnelles de base, il est également important de comprendre les propriétés matérielles de la verrerie, ce qui vous permettra de mieux comprendre la verrerie.
Propriétés générales du verre
Les principales matières premières du verre sont le sable siliceux (SiO2), l'acide borique (H3BO3) ou borax (Na2B4O7·10H2O), la chaux (CaO), les copeaux de verre (calcin), l'acide phosphorique (P2O5), les alcalis (Ha2O, apportés par NaNO3, Na2B4O7, etc.) et d'autres matières premières contenant des oxydes tels que le potassium, le magnésium, le zinc et l'aluminium.
Les produits en verre ont une bonne résistance chimique à l’eau, aux solutions salines, aux acides, aux bases et aux solvants organiques et, à cet égard, dépassent la plupart des produits en plastique. Seuls l'acide fluorhydrique et les bases fortes ou l'acide phosphorique concentré à des températures élevées attaquent le verre. Une autre caractéristique de la verrerie est la stabilité de sa forme (même à des températures élevées) et son haut degré de transparence.
Propriétés particulières d'un verre particulier
Dans les applications de laboratoire, de nombreux types de verre peuvent être sélectionnés.
Verre sodium-calcium
Le verre sodium-calcium (comme l'AR-Glas) possède de bonnes propriétés chimiques et physiques. Convient pour une exposition à court terme à des réactifs chimiques et pour des applications limitées de chocs thermiques.
Verre borosilicaté (BORO3.3, BORO 5.4)
Le verre borosilicate possède d'excellentes propriétés chimiques et physiques. Comme décrit dans la norme internationale DIN ISO 3585, le verre hydrolysé primaire a un coefficient de dilatation linéaire de 3.3 et convient aux applications nécessitant une excellente résistance chimique et thermique (y compris la résistance aux chocs thermiques) et une stabilité mécanique élevée. C'est un verre typique pour les instruments chimiques, tels que flacons à fond rond et béchers et produits de dosage.
Utilisation de produits en verre
Lors de l’utilisation du verre, il est nécessaire de prendre en compte la résistance aux chocs thermiques et aux forces mécaniques. Des mesures de sécurité strictes doivent être respectées :
Ne mélangez pas à chaud le compteur de volume de chauffage, l'éprouvette de mesure ou le flacon de réactif.
Lorsque vous effectuez une réaction exothermique, telle que la dilution de l'acide sulfurique ou la dissolution de l'hydroxyde de sodium, assurez-vous de continuer à remuer et à refroidir les réactifs, et sélectionnez un récipient approprié, tel qu'une fiole conique, n'utilisez jamais d'éprouvette graduée ou de fiole jaugée.
Les instruments en verre ne doivent jamais être exposés à des changements brusques et intenses de température. Lorsque vous retirez l'instrument en verre de l'étuve chaude, ne le placez pas immédiatement sur une surface froide ou humide.
Pour les applications sous pression, seuls les instruments en verre conçus à cet effet peuvent être utilisés. Par exemple, le flacon filtrant et le sèche-linge ne peuvent être utilisés qu'après avoir passé l'aspirateur.
résistance chimique
L'interaction chimique de l'eau ou de l'acide avec le verre est négligeable ; seules de très petites quantités, principalement des cations monovalents, sont dissoutes du verre. Une couche de gel de silice très fine, presque sans vide, se forme à la surface du verre pour empêcher une érosion supplémentaire. L’acide fluorhydrique et l’acide phosphorique chaud font exception car ces deux acides inhibent la formation d’une couche protectrice.
Interaction chimique entre l'alcali et le verre
La base dominera le verre et augmentera avec l'augmentation de la concentration et de la température. Le verre borosilicaté 3.3 limite la surface à un niveau de µm. Bien entendu, à mesure que le temps de contact augmente, des changements de volume et/ou des dommages causés par le tartre peuvent toujours se produire.
Résistance à l'hydrolyse du verre
Le verre hydrolysé de première étape peut atteindre la première étape de 5 niveaux de résistance à l'hydrolyse selon la norme DIN ISO 719 (98°C). Cela signifie que le verre ayant une granulométrie de 300 à 500 μm est exposé à l'eau à 98°C pendant 1 heure, et moins de 31 μg de Na 2 O/gramme de verre d'eau sont dissous. De plus, le verre d'hydrolyse primaire a également atteint la première étape des trois niveaux d'hydrolyse de la norme DIN ISO 720 (121°C). Cela signifie qu'une exposition à l'eau à 121°C pendant 1 heure, moins de 62 ug Na 2 O/gramme de verre est hydrolysé.
Tolérance à l'acide
Le verre hydrolysé primaire répond au premier niveau des quatre niveaux de tolérance standard DIN 12 116. Le verre d'hydrolyse primaire, également connu sous le nom de verre borosilicaté résistant aux acides, est bouilli dans du HCL 6N pendant 6 heures avec une surface de flanc inférieure à 0.7 mg/100 cm 2 ; Une perte de Na1776O plus DIN ISO 2 est inférieure à 100 ug Na2O/100 cm2.
Résistance aux alcalis
Le verre d'hydrolyse primaire répond à la deuxième qualité des trois qualités résistantes aux alcalis de la norme DIN ISO 695. L'érosion provoquée par l'ébullition du même volume d'hydroxyde de sodium (1 mol/L) et de carbonate de sodium (0.5 mol/L) pendant 3 heures était d'environ 134 mg/100 cm2.
Résistance mécanique
Stress thermique
Des contraintes thermiques nocives peuvent être introduites lors de la production et du traitement du verre. Lors du refroidissement du verre fondu, le passage de l'état plastique à l'état dur se produit entre les points de température de recuit haut et bas. A ce stade, les contraintes thermiques existantes doivent être éliminées grâce à un processus de retour soigneusement contrôlé. Une fois le point de recuit bas dépassé, le verre peut accélérer le refroidissement sans nouvelle contrainte significative.
La réaction de réchauffage du verre est similaire, par exemple en le chauffant directement avec sa propre flamme, jusqu'à un point supérieur à la température de fondre, en refroidissant de manière incontrôlée ou en provoquant un « gel » de la chaleur, et en réduisant considérablement la résistance du verre à la casse. Capacité et stabilité mécanique. Afin d'éliminer les contraintes inhérentes, le verre doit être chauffé à une température comprise entre les températures de recuit haute et basse pendant environ 30 minutes, puis refroidi à un taux spécifié de réduction de température.
Résistance aux changements de température
Lorsque le verre est chauffé à une température inférieure à la basse température de poussée, une mauvaise conductivité thermique et une mauvaise conductivité thermique peuvent provoquer des tensions et des pressions. Si, en raison d'une vitesse de chauffage ou de refroidissement inappropriée, le verre se brise, au-delà de la force mécanique qui peut être supportée. Outre le coefficient de dilatation, la valeur varie en fonction du type de verre, de l'épaisseur de la paroi et de la forme du verre. Toute rayure présente sur le verre doit être prise en compte. Il est donc très difficile de préciser une valeur exacte contre les chocs thermiques. Bien entendu, le coefficient de dilatation thermique mérite d'être comparé au fait que le verre hydrolysé de première classe est plus résistant aux changements de température que le verre AR-Glas.
Stress mécanique
D'un point de vue technique, les propriétés élastiques du verre sont très bonnes, c'est-à-dire que lorsque la tolérance est dépassée, la tension et la pression ne provoquent pas de déformation, mais provoquent des fissures. La tension à laquelle le verre peut résister est relativement faible et diminue encore à mesure qu'il y a une rayure ou un espace dans le verre. Pour des raisons de sécurité, le verre d'hydrolyse primaire utilisé dans les conceptions mécaniques et industrielles peut résister à une tension de 6 N/MM2.
Si vous avez besoin d'informations ou avez des questions, veuillez contacter WUBOLAB, le fabricant de verrerie de laboratoire.
