laboratorija Stikla trauku lietojums un īpašības
Stikla trauki ir viens no visbiežāk izmantotajiem instrumentiem laboratorijā, un neviens materiāls to nevar paredzēt. Taču, lai labāk izmantotu stikla traukus, papildus pamata ekspluatācijas prasmēm ir svarīgi arī izprast stikla trauku materiālu īpašības, kas ļaus dziļāk izprast stikla traukus.
Stikla vispārīgās īpašības
Galvenās stikla izejvielas ir silīcija dioksīda smiltis (SiO2), borskābe (H3BO3) vai boraks (Na2B4O7 10H2O), kaļķis (CaO), stikla skaidas (lomas), fosforskābe (P2O5), sārms (Ha2O, piegādā NaNO3, Na2B4O7 utt.) un citas izejvielas, kas satur oksīdus, piemēram, kāliju, magniju, cinku un alumīniju.
Stikla izstrādājumiem ir laba ķīmiskā izturība pret ūdeni, sāls šķīdumiem, skābēm, bāzēm un organiskajiem šķīdinātājiem, un šajā ziņā tie pārsniedz lielāko daļu plastmasas izstrādājumu. Tikai fluorūdeņražskābe un spēcīga bāze vai koncentrēta fosforskābe paaugstinātā temperatūrā uzbrūk stiklam. Vēl viena stikla trauku iezīme ir formas stabilitāte (pat paaugstinātā temperatūrā) un augstā caurspīdīguma pakāpe.
Konkrēta stikla īpašās īpašības
Laboratorijā var izvēlēties dažādus stikla veidus.
Nātrija-kalcija stikls
Nātrija-kalcija stiklam (piemēram, AR-Glas) ir labas ķīmiskās un fizikālās īpašības. Piemērots īslaicīgai ķīmisko reaģentu iedarbībai un ierobežotam termiskam šokam.
Borosilikāta stikls (BORO3.3, BORO 5.4)
Borsilikāta stiklam ir lieliskas ķīmiskās un fizikālās īpašības. Kā aprakstīts starptautiskajā standartā DIN ISO 3585, primārā hidrolizētā stikla lineārais izplešanās koeficients ir 3.3, un tas ir piemērots lietojumiem, kuriem nepieciešama izcila ķīmiskā un termiskā pretestība (tostarp termiskā triecienizturība) un augsta mehāniskā stabilitāte. Tas ir tipisks stikls ķīmiskiem instrumentiem, piemēram apaļas dibena kolbas un vārglāzes un mērīšanas produkti.
Stikla izstrādājumu izmantošana
Lietojot stiklu, jāņem vērā izturība pret termisko triecienu un mehānisko spēku. Jāievēro stingri drošības pasākumi:
Nejauciet karsti sildīšanas tilpuma mērītāju, mērcilindru vai reaģenta pudeli.
Veicot eksotermisku reakciju, piemēram, atšķaidot sērskābi vai šķīdinot nātrija hidroksīdu, noteikti turpiniet maisīt un atdzesēt reaģentus un izvēlieties piemērotu trauku, piemēram, konisko kolbu, nekad neizmantojiet mērcilindru vai mērkolbu.
Stikla instrumentus nekad nedrīkst pakļaut pēkšņām, intensīvām temperatūras izmaiņām. Izņemot stikla instrumentu no karstās žāvēšanas krāsns, nekavējoties nenovietojiet to uz aukstas vai mitras virsmas.
Spiediena nesošajiem lietojumiem var izmantot tikai šim nolūkam paredzētus stikla instrumentus. Piemēram, filtra pudeli un žāvētāju var izmantot tikai pēc putekļu sūkšanas.
Ķīmiskā izturība
Ūdens vai skābes ķīmiskā mijiedarbība ar stiklu ir niecīgi maza; no stikla tiek izšķīdināti tikai ļoti nelieli daudzumi, galvenokārt vienvērtīgie katjoni. Uz stikla virsmas veidojas ļoti plāns, gandrīz bez tukšumiem silikagela slānis, lai novērstu turpmāku eroziju. Izņēmums ir fluorūdeņražskābe un karstā fosforskābe, jo šīs divas skābes kavē aizsargslāņa veidošanos.
Sārmu un stikla ķīmiskā mijiedarbība
Pamatne skatīsies lejup uz stiklu un palielināsies, palielinoties koncentrācijai un temperatūrai. Borsilikāta stikls 3.3 ierobežo virsmu līdz μm līmenim. Protams, palielinoties kontakta laikam, joprojām var rasties skaļuma izmaiņas un/vai mēroga bojājumi.
Stikla izturība pret hidrolīzi
Pirmās pakāpes hidrolizētais stikls var sasniegt 5 hidrolīzes pretestības līmeņu pirmo pakāpi saskaņā ar DIN ISO 719 (98 ° C). Tas nozīmē, ka stikls ar daļiņu izmēru 300–500 μm tiek pakļauts ūdens iedarbībai 98 ° C temperatūrā 1 stundu, un uz glāzi ūdens tiek izšķīdināts mazāk nekā 31 μg Na 2 O / grams. Turklāt primārais hidrolīzes stikls sasniedza arī pirmo trīs hidrolīzes līmeņu pakāpi saskaņā ar DIN ISO 720 (121 °C). Tas nozīmē, ka, pakļaujot ūdenim 121 ° C temperatūrā 1 stundu, tiek hidrolizēts mazāk nekā 62 ug Na 2 O uz gramu stikla.
Tolerance pret skābi
Primārais hidrolizētais stikls atbilst pirmajam līmenim no četriem DIN 12 116 standarta pielaides līmeņiem. Primāro hidrolīzes stiklu, kas pazīstams arī kā skābes izturīgs borsilikāta stikls, vāra 6N HCl 6 stundas ar virsmas sāniem mazāku par 0.7 mg/100 cm 2 ; Vairāk DIN ISO 1776 Na2O zudumi ir mazāki par 100 ug Na2O/100 cm2.
Izturība pret sārmiem
Primārās hidrolīzes stikls atbilst otrajai klasei no trim sārmu izturīgajām DIN ISO 695 standarta pakāpēm. Erozija, ko izraisīja tāda paša tilpuma nātrija hidroksīda (1 mol/L) un nātrija karbonāta (0.5 mol/L) vārīšana 3 stundas, bija aptuveni 134 mg/100 cm2.
Mehāniskā izturība
Termiskais stress
Stikla ražošanas un apstrādes laikā var rasties kaitīgs termiskais spriegums. Izkausētā stikla dzesēšanas laikā starp augstas un zemas atkausēšanas temperatūras punktiem notiek pāreja no plastmasas stāvokļa uz cieto stāvokli. Šajā posmā esošie termiskie spriegumi ir jānovērš, izmantojot rūpīgi kontrolētu atgriešanas procesu. Kad zemais atkausēšanas punkts ir pagājis, stikls var paātrināt atdzišanu bez būtiskas jaunas spriedzes.
Stikla uzsildīšanas reakcija ir līdzīga, piemēram, tieši karsējot to ar savu liesmu līdz punktam, kas pārsniedz iezemējuma temperatūru, nekontrolētu dzesēšanu vai izraisot “iesalšanu” siltumā un ievērojami samazinot stikla izturību pret plīsumiem. Spēja un mehāniskā stabilitāte. Lai noņemtu raksturīgos spriegumus, stikls apmēram 30 minūtes jāuzsilda līdz temperatūrai starp augstu un zemu atlaidināšanas temperatūru un pēc tam jāatdzesē ar noteiktu temperatūras samazināšanas ātrumu.
Izturība pret temperatūras izmaiņām
Kad stikls tiek uzkarsēts līdz temperatūrai, kas ir zemāka par zemo spiedes uguns temperatūru, slikta siltumvadītspēja un slikta siltumvadītspēja var izraisīt spriedzi un spiedienu. Ja nepareizas sildīšanas vai dzesēšanas ātruma dēļ stikls ir saplīsis, pārsniedzot mehānisko spēku, ko var izturēt. Papildus izplešanās koeficientam vērtība mainās atkarībā no stikla veida, sienas biezuma un stikla formas. Jāņem vērā visi stikla skrāpējumi. Tāpēc ir ļoti grūti norādīt precīzu vērtību pret termisko šoku. Protams, termiskās izplešanās koeficientu ir vērts salīdzināt ar to, ka pirmās klases hidrolizētais stikls ir izturīgāks pret temperatūras izmaiņām nekā AR-Glas stikls.
Mehāniskais spriegums
No tehniskā viedokļa stikla elastības īpašības ir ļoti labas, proti, ja tiek pārsniegta pielaide, spriegums un spiediens neizraisa deformāciju, bet rada plaisāšanu. Spriegums, ko stikls var izturēt, ir salīdzinoši mazs un vēl vairāk samazinās, jo stiklā ir skrāpējums vai sprauga. Drošības apsvērumu dēļ primārais hidrolīzes stikls, ko izmanto mehāniskajā un rūpnieciskajā dizainā, var izturēt 6 N/MM2 spriegojumu.
Ja jums ir nepieciešama informācija vai ir kādi jautājumi, lūdzu, sazinieties ar WUBOLAB, the laboratorijas stikla trauku ražotājs.
