lab Uporaba i svojstva staklenog posuđa
Stakleno posuđe jedan je od najčešće korištenih instrumenata u laboratoriju i nijedan materijal to ne može predvidjeti. No, za bolje korištenje staklenog posuđa, osim osnovnih vještina rukovanja, važno je i razumijevanje svojstava materijala staklenog posuđa, što će vam omogućiti dublje razumijevanje staklenog posuđa.
Opća svojstva stakla
Glavne sirovine stakla su kremeni pijesak (SiO2), borna kiselina (H3BO3) ili boraks (Na2B4O7 · 10H2O), vapno (CaO), staklene strugotine (culet), fosforna kiselina (P2O5), alkalije (Ha2O, dobivene NaNO3, Na2B4O7, itd.) i druge sirovine koje sadrže okside kao što su kalij, magnezij, cink i aluminij.
Proizvodi od stakla imaju dobru kemijsku otpornost na vodu, otopine soli, kiseline, baze i organska otapala, te u tom pogledu nadmašuju većinu plastičnih proizvoda. Samo fluorovodična kiselina i jaka baza ili koncentrirana fosforna kiselina na povišenim temperaturama napadaju staklo. Još jedna značajka staklenog posuđa je postojanost oblika (čak i pri povišenim temperaturama) i visok stupanj prozirnosti.
Posebna svojstva pojedinog stakla
U laboratorijskim primjenama postoji mnogo različitih vrsta stakla koje se mogu odabrati.
Natrij-kalcijevo staklo
Natrij-kalcijevo staklo (kao što je AR-Glas) ima dobra kemijska i fizikalna svojstva. Prikladno za kratkotrajnu izloženost kemijskim reagensima i ograničene primjene toplinskog udara.
Borosilikatno staklo (BORO3.3, BORO 5.4)
Borosilikatno staklo ima izvrsna kemijska i fizikalna svojstva. Kao što je opisano u međunarodnoj normi DIN ISO 3585, primarno hidrolizirano staklo ima koeficijent linearne ekspanzije od 3.3 i prikladno je za primjene koje zahtijevaju izvrsnu kemijsku i toplinsku otpornost (uključujući otpornost na toplinski udar) i visoku mehaničku stabilnost. To je tipično staklo za kemijske instrumente, kao što su tikvice s okruglim dnom te čaše i proizvodi za mjerenje.
Upotreba proizvoda od stakla
Kod korištenja stakla potrebno je uzeti u obzir otpornost na toplinski udar i mehaničku silu. Potrebno je pridržavati se strogih sigurnosnih mjera:
Nemojte vruće miješati mjerač volumena zagrijavanja, mjerni cilindar ili bocu s reagensom.
Prilikom izvođenja egzotermne reakcije, kao što je razrjeđivanje sumporne kiseline ili otapanje natrijevog hidroksida, svakako nastavite miješati i hladiti reagense i odaberite odgovarajući spremnik, kao što je konusna tikvica, nikada ne koristite odmjerni cilindar ili odmjernu tikvicu.
Stakleni instrumenti nikada ne smiju biti izloženi naglim, intenzivnim promjenama temperature. Kada vadite stakleni instrument iz vruće pećnice za sušenje, nemojte ga odmah stavljati na hladnu ili mokru površinu.
Za primjene pod pritiskom mogu se koristiti samo stakleni instrumenti dizajnirani za tu svrhu. Na primjer, boca s filterom i sušilica mogu se koristiti samo nakon usisavanja.
Kemijska otpornost
Kemijska interakcija vode ili kiseline sa staklom je zanemarivo mala; iz stakla se otope samo vrlo male količine, uglavnom jednovalentni kationi. Na površini stakla formira se vrlo tanak sloj silikagela gotovo bez šupljina kako bi se spriječila daljnja erozija. Izuzetak su fluorovodična kiselina i vruća fosforna kiselina jer te dvije kiseline sprječavaju stvaranje zaštitnog sloja.
Kemijska interakcija između lužine i stakla
Baza će gledati prema dolje na staklu i povećavat će se s povećanjem koncentracije i temperature. Borosilikatno staklo 3.3 ograničava površinu na razinu od μm. Naravno, kako se vrijeme kontakta povećava, još uvijek može doći do promjena volumena i/ili oštećenja kamenca.
Otpornost stakla na hidrolizu
Hidrolizirano staklo prvog stupnja može doseći prvi stupanj od 5 razina otpornosti na hidrolizu prema DIN ISO 719 (98 °C). To znači da je staklo veličine čestica 300-500 μm izloženo vodi na 98 °C tijekom 1 sata, a otopljeno je manje od 31 μg Na 2 O / gram čaše vode. Osim toga, staklo za primarnu hidrolizu doseglo je i prvu fazu od tri razine hidrolize DIN ISO 720 (121 °C). To znači da se izlaganjem vodi na 121°C tijekom 1 sata hidrolizira manje od 62 ug Na 2 O/gram stakla.
Tolerancija na kiseline
Primarno hidrolizirano staklo zadovoljava prvu razinu od četiri razine DIN 12 116 standardne tolerancije. Staklo za primarnu hidrolizu, također poznato kao borosilikatno staklo otporno na kiseline, kuha se u 6N HCL 6 sati s bočnom površinom manjom od 0.7 mg/100 cm 2 ; Više DIN ISO 1776 gubitak Na2O manji je od 100ug Na2O/100cm2.
Otpornost na alkalije
Primarno hidrolizno staklo zadovoljava drugi stupanj od tri stupnja otpornosti na alkalije standarda DIN ISO 695. Erozija uzrokovana kuhanjem istog volumena natrijevog hidroksida (1 mol/L) i natrijevog karbonata (0.5 mol/L) tijekom 3 sata bila je oko 134 mg/100 cm2.
Mehanička otpornost
Toplinski stres
Tijekom proizvodnje i obrade stakla mogu se pojaviti štetna toplinska naprezanja. Tijekom hlađenja rastaljenog stakla prijelaz iz plastičnog stanja u tvrdo stanje događa se između visoke i niske temperature žarenja. U ovoj fazi, postojeća toplinska naprezanja moraju se eliminirati pažljivo kontroliranim povratnim procesom. Nakon što prođe niska točka žarenja, staklo može ubrzati hlađenje bez ikakvog značajnog novog stresa.
Reakcija ponovnog zagrijavanja stakla je slična, na primjer, izravnim zagrijavanjem s vlastitim plamenom, do točke iznad temperature uzemljenja, nekontroliranog hlađenja ili izazivanja "smrzavanja" u toplinu i ozbiljnog smanjenja otpornosti stakla na lom. Sposobnost i mehanička stabilnost. Kako bi se uklonila inherentna naprezanja, staklo se mora zagrijati na temperaturu između visoke i niske temperature žarenja oko 30 minuta i zatim ohladiti određenom brzinom smanjenja temperature.
Otpornost na promjene temperature
Kada se staklo zagrije na temperaturu ispod niske temperature guranja vatre, slaba toplinska vodljivost i loša toplinska vodljivost mogu uzrokovati napetost i pritisak. Ako se zbog nepravilne brzine zagrijavanja ili hlađenja staklo razbije, izvan mehaničke sile koja se može izdržati. Osim koeficijenta rastezanja, vrijednost varira ovisno o vrsti stakla, debljini stjenke i obliku stakla. Potrebno je uzeti u obzir sve ogrebotine prisutne na staklu. Stoga je vrlo teško odrediti točnu vrijednost protiv toplinskog udara. Naravno, koeficijent toplinskog rastezanja vrijedi usporediti s činjenicom da je prvoklasno hidrolizirano staklo otpornije na temperaturne promjene od AR-Glas stakla.
Mehanički stres
Tehnički gledano, elastična svojstva stakla su vrlo dobra, odnosno kada se prekorači tolerancija, napetost i pritisak ne uzrokuju deformacije, već pucanje. Napetost koju staklo može izdržati je relativno mala i dodatno se smanjuje kako postoji ogrebotina ili pukotina u staklu. Iz sigurnosnih razloga, primarno hidrolizno staklo koje se koristi u mehaničkim i industrijskim dizajnima može izdržati napetost od 6 N/MM2.
Ako su vam potrebne informacije ili imate pitanja, obratite se WUBOLAB-u, proizvođač laboratorijskog stakla.
