Uso e propriedades de vidrarias de laboratório
A vidraria é um dos instrumentos mais utilizados no laboratório e nenhum material pode prever isso. Porém, para melhor utilizar a vidraria, além das habilidades operacionais básicas, também é importante compreender as propriedades do material da vidraria, o que lhe dará uma compreensão mais profunda da vidraria.
Propriedades gerais do vidro
As principais matérias-primas do vidro são areia de sílica (SiO2), ácido bórico (H3BO3) ou bórax (Na2B4O7 10H2O), cal (CaO), aparas de vidro (casco), ácido fosfórico (P2O5), álcali (Ha2O, fornecido por NaNO3, Na2B4O7, etc.) e Outras matérias-primas contendo óxidos como potássio, magnésio, zinco e alumínio.
Os produtos de vidro têm boa resistência química à água, soluções salinas, ácidos, bases e solventes orgânicos e, neste aspecto, excedem a maioria dos produtos plásticos. Somente ácido fluorídrico e base forte ou ácido fosfórico concentrado em temperaturas elevadas atacam o vidro. Outra característica da vidraria é a estabilidade da forma (mesmo sob temperaturas elevadas) e seu alto grau de transparência.
Propriedades especiais de um determinado vidro
Em aplicações de laboratório, existem muitos tipos diferentes de vidro que podem ser selecionados.
Vidro de sódio-cálcio
O vidro de sódio-cálcio (como AR-Glas) possui boas propriedades químicas e físicas. Adequado para exposição de curto prazo a reagentes químicos e aplicações limitadas de choque térmico.
Vidro borossilicato (BORO3.3, BORO 5.4)
O vidro borossilicato possui excelentes propriedades químicas e físicas. Conforme descrito na norma internacional DIN ISO 3585, o vidro hidrolisado primário possui coeficiente de expansão linear de 3.3 e é adequado para aplicações que exigem excelente resistência química e térmica (incluindo resistência ao choque térmico) e alta estabilidade mecânica. É um vidro típico para instrumentos químicos, como frascos de fundo redondo e copos e produtos de medição.
Uso de produtos de vidro
Ao utilizar vidro, é necessário considerar a resistência ao choque térmico e às forças mecânicas. Medidas de segurança rigorosas devem ser seguidas:
Não misture a quente o medidor de volume de aquecimento, o cilindro medidor ou o frasco de reagente.
Ao realizar uma reação exotérmica, como diluir ácido sulfúrico ou dissolver hidróxido de sódio, certifique-se de continuar agitando e resfriando os reagentes e selecione um recipiente adequado, como um frasco cônico, nunca use um cilindro graduado ou balão volumétrico.
Os instrumentos de vidro nunca devem ser expostos a mudanças bruscas e intensas de temperatura. Ao retirar o instrumento de vidro do forno de secagem quente, não o coloque imediatamente sobre uma superfície fria ou molhada.
Para aplicações sujeitas a pressão, somente instrumentos de vidro projetados para essa finalidade podem ser usados. Por exemplo, o frasco do filtro e o secador só podem ser usados após aspiração.
Resistência química
A interação química da água ou ácido com o vidro é insignificantemente pequena; apenas quantidades muito pequenas, principalmente cátions monovalentes, são dissolvidas do vidro. Uma camada muito fina e quase livre de sílica gel é formada na superfície do vidro para evitar maior erosão. A exceção é o ácido fluorídrico e o ácido fosfórico quente porque esses dois ácidos inibem a formação de uma camada protetora.
Interação química entre álcali e vidro
A base ficará voltada para o vidro e aumentará com o aumento da concentração e da temperatura. O vidro borossilicato 3.3 limita a superfície a um nível de μm. É claro que, à medida que o tempo de contato aumenta, ainda podem ocorrer alterações de volume e/ou danos à escala.
Resistência à hidrólise do vidro
O vidro hidrolisado de primeiro estágio pode atingir o primeiro estágio de 5 níveis de resistência à hidrólise de acordo com DIN ISO 719 (98 ° C). Isto significa que o vidro com um tamanho de partícula de 300-500 μm é exposto à água a 98°C durante 1 hora, e menos de 31 μg Na2O/grama de vidro de água é dissolvido. Além disso, o vidro de hidrólise primária também atingiu o primeiro estágio dos três níveis de hidrólise da DIN ISO 720 (121°C). Isto significa que a exposição à água a 121 ° C durante 1 hora, menos de 62 ug Na 2 O / grama de vidro são hidrolisados.
Tolerância ao ácido
O vidro hidrolisado primário atende ao primeiro nível de quatro níveis de tolerância da norma DIN 12 116. O vidro de hidrólise primária, também conhecido como vidro de borosilicato resistente a ácidos, é fervido em HCL 6N durante 6 horas com um flanco superficial inferior a 0.7 mg/100 cm2; Mais perda de Na1776O DIN ISO 2 é inferior a 100ug Na2O/100cm2.
Resistência a álcalis
O vidro de hidrólise primária atende ao segundo grau dos três graus resistentes a álcalis da norma DIN ISO 695. A erosão causada pela fervura do mesmo volume de hidróxido de sódio (1 mol/L) e carbonato de sódio (0.5 mol/L) durante 3 horas foi de cerca de 134 mg/100 cm2.
Resistência mecânica
Estresse térmico
Tensões térmicas prejudiciais podem ser introduzidas durante a produção e processamento do vidro. Durante o resfriamento do vidro fundido, a transição do estado plástico para o estado duro ocorre entre os pontos de alta e baixa temperatura de recozimento. Nesta fase, as tensões térmicas existentes devem ser eliminadas através de um processo de retorno cuidadosamente controlado. Uma vez passado o ponto baixo de recozimento, o vidro pode acelerar o resfriamento sem qualquer nova tensão significativa.
A reação de reaquecimento do vidro é semelhante, por exemplo, aquecendo-o diretamente com sua própria chama, até um ponto acima da temperatura de aterramento, resfriando descontroladamente ou causando “congelamento” no calor e reduzindo severamente a resistência do vidro à quebra. Capacidade e estabilidade mecânica. A fim de remover as tensões inerentes, o vidro deve ser aquecido a uma temperatura entre as temperaturas de recozimento alta e baixa durante cerca de 30 minutos e depois arrefecido a uma taxa especificada de redução de temperatura.
Resistência a mudanças de temperatura
Quando o vidro é aquecido a uma temperatura abaixo da baixa temperatura de disparo, a baixa condutividade térmica e a baixa condutividade térmica podem causar tensão e pressão. Se, devido a uma taxa inadequada de aquecimento ou resfriamento, o vidro se quebrar, além da força mecânica que pode ser suportada. Além do coeficiente de expansão, o valor varia com o tipo de vidro, a espessura da parede e o formato do vidro. Quaisquer arranhões presentes no vidro precisam ser considerados. Portanto, é muito difícil especificar um valor exato contra choque térmico. É claro que vale a pena comparar o coeficiente de expansão térmica com o fato de que o vidro hidrolisado de primeira classe é mais resistente às mudanças de temperatura do que o vidro AR-Glas.
Tensão mecânica
Do ponto de vista técnico, as propriedades elásticas do vidro são muito boas, ou seja, quando a tolerância é ultrapassada, a tensão e a pressão não provocam deformação, mas provocam fissuras. A tensão que o vidro pode suportar é relativamente pequena e diminui ainda mais à medida que há um arranhão ou fenda no vidro. Por razões de segurança, o vidro de hidrólise primária utilizado em projetos mecânicos e industriais pode suportar uma tensão de 6 N/MM2.
Se precisar de informações ou tiver alguma dúvida, entre em contato com WUBOLAB, o fabricante de vidraria de laboratório.
