lab Gebruik en eigenschappen van glaswerk
Glaswerk is een van de meest gebruikte instrumenten in het laboratorium en geen enkel materiaal kan dit voorspellen. Om glaswerk beter te kunnen gebruiken, is het echter naast de basisbedieningsvaardigheden ook belangrijk om de materiaaleigenschappen van glaswerk te begrijpen, waardoor u een dieper inzicht in glaswerk krijgt.
Algemene eigenschappen van glas
De belangrijkste grondstoffen van glas zijn kwartszand (SiO2), boorzuur (H3BO3) of borax (Na2B4O7 · 10H2O), kalk (CaO), glasspaanders (scherven), fosforzuur (P2O5), alkali (Ha2O, geleverd door NaNO3, Na2B4O7, enz.) en andere grondstoffen die oxiden bevatten, zoals kalium, magnesium, zink en aluminium.
Glasproducten hebben een goede chemische bestendigheid tegen water, zoutoplossingen, zuren, basen en organische oplosmiddelen en overtreffen in dit opzicht de meeste kunststofproducten. Alleen fluorwaterstofzuur en sterke base of geconcentreerd fosforzuur tasten bij verhoogde temperaturen het glas aan. Een ander kenmerk van glaswerk is de stabiliteit van de vorm (zelfs bij hoge temperaturen) en de hoge mate van transparantie.
Bijzondere eigenschappen van een bepaald glas
Voor laboratoriumtoepassingen zijn er veel verschillende glassoorten waaruit gekozen kan worden.
Natrium-calciumglas
Natrium-calciumglas (zoals AR-Glas) heeft goede chemische en fysische eigenschappen. Geschikt voor kortdurende blootstelling aan chemische reagentia en beperkte thermische schoktoepassingen.
Borosilicaatglas (BORO3.3, BORO 5.4)
Borosilicaatglas heeft uitstekende chemische en fysische eigenschappen. Zoals beschreven in de internationale norm DIN ISO 3585 heeft het primaire gehydrolyseerde glas een lineaire uitzettingscoëfficiënt van 3.3 en is het geschikt voor toepassingen die uitstekende chemische en thermische weerstand (inclusief thermische schokbestendigheid) en hoge mechanische stabiliteit vereisen. Het is een typisch glas voor chemische instrumenten, zoals rondbodemkolven en bekers en meetproducten.
Gebruik van glasproducten
Bij het gebruik van glas moet rekening worden gehouden met de weerstand tegen thermische schokken en mechanische krachten. Er moeten strikte veiligheidsmaatregelen worden gevolgd:
Meng de verwarmingsvolumemeter, de maatcilinder of de reagensfles niet heet.
Wanneer u een exotherme reactie uitvoert, zoals het verdunnen van zwavelzuur of het oplossen van natriumhydroxide, zorg er dan voor dat u de reagentia blijft roeren en afkoelen, en een geschikte container kiest, zoals een erlenmeyer. Gebruik nooit een maatcilinder of maatkolf.
Glazen instrumenten mogen nooit worden blootgesteld aan plotselinge, intense temperatuurschommelingen. Wanneer u het glazen instrument uit de hete droogoven haalt, plaats het dan niet onmiddellijk op een koud of nat oppervlak.
Voor drukdragende toepassingen mogen alleen daarvoor ontworpen glazen instrumenten worden gebruikt. Zo zijn de filterfles en de droger alleen te gebruiken na het stofzuigen.
Chemische bestendigheid
De chemische interactie van water of zuur met glas is verwaarloosbaar klein; slechts zeer kleine hoeveelheden, voornamelijk eenwaardige kationen, worden uit het glas opgelost. Op het glasoppervlak wordt een zeer dunne, vrijwel holtevrije laag silicagel gevormd om verdere erosie te voorkomen. De uitzondering vormen fluorwaterstofzuur en heet fosforzuur, omdat deze twee zuren de vorming van een beschermende laag remmen.
Chemische interactie tussen alkali en glas
De basis zal op het glas neerkijken en zal groter worden naarmate de concentratie en temperatuur toenemen. Het borosilicaatglas 3.3 beperkt het oppervlak tot een niveau van μm. Naarmate de contacttijd toeneemt, kunnen uiteraard nog steeds volumeveranderingen en/of aanslagschade optreden.
Hydrolysebestendigheid van glas
Het gehydrolyseerde glas van de eerste fase kan de eerste fase van 5 hydrolyseweerstandsniveaus bereiken volgens DIN ISO 719 (98 ° C). Dit betekent dat het glas met een deeltjesgrootte van 300-500 μm gedurende 98 uur wordt blootgesteld aan water van 1 ° C, waarbij minder dan 31 μg Na 2 O / gram glas water wordt opgelost. Bovendien bereikte het primaire hydrolyseglas ook de eerste fase van de drie hydrolyseniveaus van DIN ISO 720 (121 ° C). Dit betekent dat bij blootstelling aan water van 121°C gedurende 1 uur minder dan 62 ug Na 2 O/gram glas wordt gehydrolyseerd.
Tolerantie voor zuur
Het primaire gehydrolyseerde glas voldoet aan het eerste niveau van vier niveaus van de standaardtolerantie DIN 12 116. Het primaire hydrolyseglas, ook bekend als zuurbestendig borosilicaatglas, wordt gedurende 6 uur gekookt in 6N HCL met een oppervlakteflank van minder dan 0.7 mg/100 cm2; Meer Na1776O-verlies volgens DIN ISO 2 is minder dan 100ug Na2O/100cm2.
Weerstand tegen alkali
Het primaire hydrolyseglas voldoet aan de tweede kwaliteit van de drie alkalibestendige kwaliteiten van de norm DIN ISO 695. De erosie veroorzaakt door het gedurende 1 uur koken van hetzelfde volume natriumhydroxide (0.5 mol/l) en natriumcarbonaat (3 mol/l) bedroeg ongeveer 134 mg/100 cm2.
Mechanische weerstand
Thermische spanning
Tijdens de productie en verwerking van het glas kunnen schadelijke thermische spanningen ontstaan. Tijdens het afkoelen van het gesmolten glas vindt de overgang van de plastische toestand naar de harde toestand plaats tussen de hoge en lage gloeitemperatuurpunten. In dit stadium moeten bestaande thermische spanningen worden geëlimineerd via een zorgvuldig gecontroleerd retourproces. Zodra het lage gloeipunt voorbij is, kan het glas de afkoeling versnellen zonder noemenswaardige nieuwe spanningen.
De reactie op het opnieuw verwarmen van glas is vergelijkbaar, bijvoorbeeld door het direct met zijn eigen vlam te verwarmen tot een punt boven de aardingstemperatuur, ongecontroleerde koeling of het veroorzaken van “bevriezen in” hitte, en de weerstand van het glas tegen breuk ernstig te verminderen. Vermogen en mechanische stabiliteit. Om de inherente spanningen weg te nemen, moet het glas gedurende ongeveer 30 minuten worden verwarmd tot een temperatuur tussen de hoge en lage gloeitemperaturen en vervolgens worden afgekoeld met een bepaalde snelheid van temperatuurverlaging.
Weerstand tegen temperatuurveranderingen
Wanneer het glas wordt verwarmd tot een temperatuur onder de lage drukvuurtemperatuur, kunnen slechte thermische geleidbaarheid en slechte thermische geleidbaarheid spanning en druk veroorzaken. Als het glas, als gevolg van een onjuiste verwarmings- of afkoelsnelheid, breekt, gaat de mechanische kracht die kan worden weerstaan te boven. Naast de uitzettingscoëfficiënt varieert de waarde met het type glas, de wanddikte en de vorm van het glas. Er moet rekening worden gehouden met eventuele krassen op het glas. Daarom is het erg moeilijk om een exacte waarde tegen thermische schokken te specificeren. Natuurlijk is de thermische uitzettingscoëfficiënt de moeite waard om te vergelijken met het feit dat eersteklas gehydrolyseerd glas beter bestand is tegen temperatuurveranderingen dan AR-glas.
Mechanische spanning
Vanuit technisch oogpunt zijn de elastische eigenschappen van het glas zeer goed, dat wil zeggen dat wanneer de tolerantie wordt overschreden, de spanning en druk geen vervorming veroorzaken, maar scheuren veroorzaken. De spanning die het glas kan weerstaan is relatief klein en neemt verder af naarmate er een kras of gaatje in het glas zit. Om veiligheidsredenen is het primaire hydrolyseglas dat wordt gebruikt in mechanische en industriële ontwerpen bestand tegen een spanning van 6 N/MM2.
Als u informatie nodig heeft of vragen heeft, kunt u contact opnemen met WUBOLAB, de fabrikant van laboratoriumglaswerk.
