laboratorio Uso e proprietà della vetreria
La vetreria è uno degli strumenti più utilizzati in laboratorio e nessun materiale può prevederlo. Tuttavia, per utilizzare al meglio la vetreria, oltre alle competenze operative di base, è anche importante comprendere le proprietà dei materiali della vetreria, che ti forniranno una comprensione più profonda della vetreria.
Proprietà generali del vetro
Le principali materie prime del vetro sono sabbia silicea (SiO2), acido borico (H3BO3) o borace (Na2B4O7 · 10H2O), calce (CaO), trucioli di vetro (rotolo di vetro), acido fosforico (P2O5), alcali (Ha2O, forniti da NaNO3, Na2B4O7, ecc.) e altre materie prime contenenti ossidi come potassio, magnesio, zinco e alluminio.
I prodotti in vetro hanno una buona resistenza chimica all'acqua, alle soluzioni saline, agli acidi, alle basi e ai solventi organici e, sotto questo aspetto, superano la maggior parte dei prodotti in plastica. Solo l'acido fluoridrico e una base forte o l'acido fosforico concentrato a temperature elevate attaccano il vetro. Un'altra caratteristica della vetreria è la stabilità della forma (anche a temperature elevate) e il suo elevato grado di trasparenza.
Proprietà speciali di un particolare vetro
Nelle applicazioni di laboratorio è possibile selezionare molti tipi diversi di vetro.
Vetro sodico-calcico
Il vetro sodico-calcico (come AR-Glas) ha buone proprietà chimiche e fisiche. Adatto per esposizione a breve termine a reagenti chimici e applicazioni limitate a shock termico.
Vetro borosilicato (BORO3.3, BORO 5.4)
Il vetro borosilicato ha eccellenti proprietà chimiche e fisiche. Come descritto nello standard internazionale DIN ISO 3585, il vetro primario idrolizzato ha un coefficiente di dilatazione lineare di 3.3 ed è adatto per applicazioni che richiedono un'eccellente resistenza chimica e termica (compresa la resistenza allo shock termico) ed elevata stabilità meccanica. È un tipico vetro per strumenti chimici, come ad es boccette a fondo tondo e bicchieri e prodotti di dosaggio.
Utilizzo di prodotti in vetro
Quando si utilizza il vetro è necessario considerare la resistenza allo shock termico e alla forza meccanica. Devono essere seguite rigorose misure di sicurezza:
Non miscelare a caldo il misuratore del volume riscaldante, il cilindro graduato o il flacone di reagente.
Quando si esegue una reazione esotermica, come la diluizione dell'acido solforico o la dissoluzione dell'idrossido di sodio, assicurarsi di continuare a mescolare e raffreddare i reagenti e selezionare un contenitore adatto, come un matraccio conico, non utilizzare mai un cilindro graduato o un matraccio volumetrico.
Gli strumenti in vetro non devono mai essere esposti a sbalzi termici improvvisi ed intensi. Quando si rimuove lo strumento di vetro dal forno di asciugatura caldo, non posizionarlo immediatamente su una superficie fredda o bagnata.
Per le applicazioni sottoposte a pressione possono essere utilizzati solo strumenti in vetro progettati per questo scopo. Ad esempio, la bottiglia filtrante e l'essiccatore possono essere utilizzati solo dopo l'aspirazione.
Resistenza chimica
L'interazione chimica dell'acqua o dell'acido con il vetro è trascurabile; solo quantità molto piccole, principalmente cationi monovalenti, vengono disciolte dal vetro. Sulla superficie del vetro si forma uno strato molto sottile, quasi privo di vuoti, di gel di silice per prevenire un'ulteriore erosione. L'eccezione è l'acido fluoridrico e l'acido fosforico caldo perché questi due acidi inibiscono la formazione di uno strato protettivo.
Interazione chimica tra alcali e vetro
La base guarderà dall'alto sul vetro e aumenterà con l'aumentare della concentrazione e della temperatura. Il vetro borosilicato 3.3 limita la superficie a un livello di μm. Naturalmente, all'aumentare del tempo di contatto, possono comunque verificarsi variazioni di volume e/o danni alle incrostazioni.
Resistenza all'idrolisi del vetro
Il vetro idrolizzato di primo stadio può raggiungere il primo stadio di 5 livelli di resistenza all'idrolisi secondo DIN ISO 719 (98°C). Ciò significa che il vetro con una dimensione delle particelle di 300-500 μm viene esposto all'acqua a 98 ° C per 1 ora e vengono disciolti meno di 31 μg di Na 2 O / grammo di vetro d'acqua. Inoltre il vetro dell'idrolisi primaria ha raggiunto anche il primo stadio dei tre livelli di idrolisi della norma DIN ISO 720 (121°C). Ciò significa che dopo l'esposizione all'acqua a 121°C per 1 ora, vengono idrolizzati meno di 62 ug Na 2 O/grammo di vetro.
Tolleranza agli acidi
Il vetro idrolizzato primario soddisfa il primo livello di quattro livelli di tolleranza standard DIN 12 116. Il vetro di idrolisi primaria, noto anche come vetro borosilicato resistente agli acidi, viene bollito in HCL 6N per 6 ore con un fianco superficiale inferiore a 0.7 mg/100 cm 2 ; La maggiore perdita di Na1776O secondo DIN ISO 2 è inferiore a 100ug Na2O/100 cm2.
Resistenza agli alcali
Il vetro ad idrolisi primaria soddisfa il secondo grado dei tre gradi resistenti agli alcali della norma DIN ISO 695. L'erosione causata dall'ebollizione dello stesso volume di idrossido di sodio (1 mol/L) e carbonato di sodio (0.5 mol/L) per 3 ore è stata di circa 134 mg/100 cm2.
Resistenza meccanica
Stress termico
Durante la produzione e la lavorazione del vetro possono essere introdotti stress termici dannosi. Durante il raffreddamento del vetro fuso, la transizione dallo stato plastico allo stato duro avviene tra i punti di alta e bassa temperatura di ricottura. In questa fase, gli stress termici esistenti devono essere eliminati attraverso un processo di restituzione attentamente controllato. Una volta superato il punto basso di ricottura, il vetro può accelerare il raffreddamento senza nuove sollecitazioni significative.
La reazione di riscaldamento del vetro è simile, ad esempio, riscaldandolo direttamente con la propria fiamma, fino a un punto superiore alla temperatura di messa a terra, raffreddandolo incontrollato o provocando il “congelamento” del calore e riducendo gravemente la resistenza del vetro alla rottura. Abilità e stabilità meccanica. Per eliminare le tensioni intrinseche, il vetro deve essere riscaldato a una temperatura compresa tra le temperature di ricottura alta e bassa per circa 30 minuti e quindi raffreddato a una velocità specifica di riduzione della temperatura.
Resistenza ai cambiamenti di temperatura
Quando il vetro viene riscaldato a una temperatura inferiore alla bassa temperatura di push-fire, una scarsa conduttività termica e una scarsa conduttività termica possono causare tensione e pressione. Se, a causa di una velocità di riscaldamento o raffreddamento inadeguata, il vetro si rompe, oltre la forza meccanica che può resistere. Oltre al coefficiente di dilatazione, il valore varia in base al tipo di vetro, allo spessore della parete e alla forma del vetro. Da tenere in considerazione eventuali graffi presenti sul vetro. Pertanto, è molto difficile specificare un valore esatto contro lo shock termico. Naturalmente il coefficiente di dilatazione termica è da confrontare con il fatto che il vetro idrolizzato di prima classe è più resistente alle variazioni di temperatura rispetto al vetro AR-Glas.
Sollecitazioni meccaniche
Dal punto di vista tecnico le proprietà elastiche del vetro sono molto buone, vale a dire che quando si supera la tolleranza la tensione e la pressione non provocano deformazioni ma provocano fessurazioni. La tensione che il vetro può sopportare è relativamente piccola e diminuisce ulteriormente in caso di graffi o fessure nel vetro. Per ragioni di sicurezza, il vetro primario ad idrolisi utilizzato nella progettazione meccanica e industriale può sopportare una tensione di 6 N/MM2.
Se hai bisogno di informazioni o hai domande, contatta WUBOLAB, il produttore di vetreria da laboratorio.
