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玻璃儀器常用,這些小常識必知

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玻璃儀器常用,這些小常識必知

發布日期:2019-02-26 11:34 來源:http://www.elhxmoh.buzz 點擊:

         玻璃儀器常用,這些小常識必知

寫在前面


玻璃儀器是實驗室里使用頻率最高的器具之一,沒有任何一種材質能預知媲美。然而,然而想更好的使用玻璃儀器,除了基本的操作技巧外,了解玻璃儀器的材料性能也很重要,可以讓你對玻璃儀器有一個更深層次的了解。



玻璃的一般性質


玻璃的主要原料是硅砂(SiO2)、硼酸(H3BO3)或硼砂(Na2B4O7 10H2O)、石灰(CaO)、玻璃屑(碎玻璃)、磷酸(P2O5)、堿(Ha2O,由NaNO3、Na2B4O7等提供)及其它含鉀、鎂、鋅、鋁等氧化物之原料。

玻璃制品對于水、鹽溶液、酸、堿以及有機溶劑具有很好的化學耐性,從這點來看超過大多數的塑料制品。僅有氫氟酸以及在升溫條件下的強堿或濃磷酸會攻擊玻璃。玻璃制品的另一個特點是形狀的穩定性(即使在升溫條件下),以及高度透明。


特定玻璃的特殊性質


實驗室應用中,有許多不同性質不同種類的玻璃可以選擇。


鈉-鈣玻璃

鈉-鈣玻璃(比如AR-Glas)具有良好的化學與物理性質。適用于短時間接觸化學試劑與有限的熱沖擊的應用。


硼硅酸鹽玻璃(BORO3.3,BORO5.4)

硼硅酸鹽玻璃具有出色的化學與物理性質。如國際標準DIN ISO 3585所述,一級水解玻璃的線性膨脹系數為3.3,適用于需要出色化學耐性與熱耐性(包含耐受熱沖擊),以及高機械穩定性的應用。是典型的的用于化學儀器的玻璃,比如圓底燒瓶與燒杯及計量產品。


玻璃制品的使用


在使用玻璃的時候,必需要考慮抵抗熱沖擊與機械力的耐性。必需遵循嚴格的安全措施:

不要在熱拌上加熱體積計量儀器、量筒或者試劑瓶。

在進行放熱反應,例如稀釋硫酸或者溶解氫氧化鈉時,一定要進行持續攪拌并冷卻試劑,并且選擇合適的容器,比如錐形瓶,決不可使用刻度量筒或者容量瓶。

玻璃儀器絕不可暴露于突然的劇烈的溫度變化。當從熱干燥箱中取出玻璃儀器是,千萬不要立刻放置于冷的或者濕的臺面上。

對于承壓應用,只能使用設計用于此用途的玻璃儀器。列如:抽濾瓶與干燥器,只能確認完好之后才能抽真空使用。


化學耐性


水或酸與玻璃的化學相互作用小到幾乎可以忽略;只有非常少量的,主要為單價陽離子會從玻璃中溶出。在玻璃表面形成非常薄的,幾乎沒有空隙的硅膠層,阻止進一步的侵蝕。氫氟酸與熱磷酸是例外,因為這兩種酸會抑制保護層的形成。

堿與玻璃的化學相互作用


堿會侵蝕玻璃且隨濃度與溫度升高而增強。硅硼酸鹽玻璃3.3可限制表面侵蝕達到μm的水平。當然,隨著接觸時間的延長,體積變化與/或者刻度損壞仍有可能發生。


玻璃的水解耐性


一級水解玻璃可以達到 DIN ISO 719(98℃)5個水解耐性級別的第一級。這意味著顆粒度為300-500μm的玻璃暴露于98℃的水中1小時,少于31μg Na2O/克玻璃杯水溶解。此外,一級水解玻璃也達到了DIN ISO 720(121℃)3個水解級別的第一級。這意味著暴露于121℃的水中1個小時,少于62ug Na2O/克玻璃被水解。


對酸的耐性


一級水解玻璃達到了DIN 12 116標準算耐性的四個級別的第一級。一級水解玻璃也被稱為耐酸硅硼酸鹽玻璃,于6N HCL中煮沸6小時,其表面侵蝕小于0.7mg/100cm2;。更具DIN ISO 1776 Na2O損失小于100ug Na2O/100cm2。


對堿的耐性


一級水解玻璃達到了DIN ISO 695標準3個耐堿級別的第二級。3個小時相同體積氫氧化鈉(1mol/L)與碳酸鈉(0.5mol/L)煮沸產生的侵蝕大約為134mg/100cm2。


機械耐性

熱應力


在生產與處理玻璃時,可能引入有害的熱應力。在熔融玻璃冷卻過程中,從可塑狀態到堅硬狀態的轉變發生在高、低退火溫度點之間。在這個階段,必須通過小心的受控退火過程消除現存的熱應力。一旦過了低退火點,玻璃可以加速冷卻而不會映入任何較大的新應力。

玻璃再加熱式的反應也類似,比如,通過直接用本身火焰加熱,至一個高于地推火溫度點的問題,不能控制的冷卻或導致“凍入”熱效力,而嚴重降低玻璃抵抗破碎的能力與機械穩定性。為了除固有的應力,玻璃必須加熱至介于高、低退火溫度點之間的問題,并維持約30分鐘,然后按照規定的降溫速率進行冷卻。

對溫度變化的抗性


當玻璃加熱至低于低退火溫度點的溫度,熱膨脹與熱的不良導性會導致張麗與壓力。如果,由于不恰當的加熱或冷卻速率,超出了可承受的機械力,玻璃即發生破裂。除了膨脹系數,其值隨著玻璃種類、壁厚、玻璃的集合形狀不同而不同,玻璃上存在的任何刮傷特需要考慮。因此,說明一個確切的抵抗熱沖擊的數值非常困難。當然,熱膨脹系數值得比較現實一級水解玻璃比像AR-Glas玻璃對抗溫度變化的能力強。


機械應力


從技術角度來看,玻璃的彈性表現非常理想,也就是說,當超過承受范圍,張力與壓力并不導致形變,而是導致破裂。玻璃可以承受的張力相對較小,并且隨著玻璃上有刮傷或者縫隙而進一步減小。出于安全考慮,機械與工業設計使用的一級水解玻璃可承受張力為6N/MM2。


(內容來源:網絡 由實驗與分析小析姐整理編輯)

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