Aanvullende apparatuur in de laboratoriumpraktijk

[G.Patton]

Inleiding.

Laboratoriumapparatuur - Diverse instrumenten en apparatuur die door laboratoriumpersoneel worden gebruikt om experimenten of metingen uit te voeren. Laboratoriumapparatuur wordt onderverdeeld in algemene laboratoriumapparatuur, meetapparatuur, gespecialiseerde apparatuur, testapparatuur en analytische apparatuur. In dit onderwerp behandelen we bovendien laboratoriumapparatuur, die niet minder belangrijk is dan laboratoriumglaswerk.

De meest gebruikte apparatuur.

Retortstandaard.

In de scheikunde is een retortstandaard, ook wel klemstandaard, ringstandaard of steunstandaard genoemd, een wetenschappelijk apparaat dat bedoeld is om andere apparaten en glaswerk te ondersteunen, zoals buretten, reageerbuizen en kolven. Een typische retortstandaard bestaat uit een zware basis en een verticale staaf, beide meestal gemaakt van metaal. Een aantal accessoires, zoals verschillende soorten klemmen en ijzeren ringen, kunnen met duimschroeven aan de stang worden bevestigd, op elke hoogte en in elke richting die nodig is om de beoogde apparatuur te ondersteunen.

Spoiler: Retortstandaards

Ringstatieven, ringen en klemmen: Ringstatieven worden gebruikt om bekers, kolven, enz. op te hangen, meestal boven een warmtebron. Klemmen worden gebruikt om de bekers stevig vast te houden.

Klemmen voor het vastzetten van apparaten.

Spoiler: Klemmen

Naam artikel.

1. Verlengklemmen (met en zonder vinylhulzen).
2. Drievingerklemmen (vinyl en brandwerende hulzen).
3. Ringklem (ijzeren ringen).
4. Gaas.

Een klemhouder of klembevestiging is een laboratoriumapparaat dat wordt gebruikt om laboratoriumklemmen, zoals verlengklemmen, of andere hulpstukken vast te zetten op een ringstatief of labframe. Het materiaal kan bestaan uit messing, gietijzer, roestvrij staal, aluminium of vernikkeld zink.

Een ijzeren ring of ringklem is een laboratoriumapparaat dat bestaat uit een samengevoegde metalen ring en een radiaal verlengde staaf. In sommige gevallen eindigt de staaf in een schroefklem voor bevestiging aan een retortstandaard of andere steun; in andere gevallen kan de staaf aan een standaard worden bevestigd door middel van een laboratoriumklemhouder. IJzeren ringen worden bijvoorbeeld vaak gebruikt in scheikundelaboratoria om apparaten boven het werkoppervlak te ondersteunen.

• Een taps toelopend voorwerp zoals een filtertrechter of scheitrechter.
• Een driehoek van klei, die zelf een voorwerp zoals een kroes ondersteunt.
• Een gaasje, dat zelf een bekerglas met platte bodem of een erlenmeyer ondersteunt.
• Een grote en dus zware erlenmeyer met ronde bodem.

In sommige gevallen wordt er een gleuf gemaakt in de kant van de ring tegenover de staaf. Hierdoor kan een trechter aan de zijkant op de ring worden geplaatst en eruit worden gehaald in plaats van van bovenaf, wat veiliger is.

Draadgaas.

Een gaasje is een plaat dun metaal met netachtige patronen of een gaasje. Draadgaas wordt op de steunring geplaatst die is bevestigd aan de retortstandaard tussen de bunsenbrander en het glaswerk om de bekers, kolven of ander glaswerk te ondersteunen tijdens het verwarmen. Draadgaas is een belangrijk onderdeel van de ondersteunende apparatuur in een laboratorium, omdat glaswerk niet direct met de vlam van een bunsenbrander verwarmd kan worden en het gebruik van draadgaas nodig is om de hitte te verspreiden, waardoor het glaswerk beschermd wordt. Glaswerk moet een platte bodem hebben om op het gaas te blijven liggen.

Spoiler: Draadgaas

Branders.

Alcohol brander.

Een alcoholbrander of spirituslamp is een laboratoriumapparaat dat wordt gebruikt om een open vlam te produceren. Het kan gemaakt zijn van messing, glas, roestvrij staal of aluminium. Alcoholbranders hebben voor sommige toepassingen de voorkeur boven bunsenbranders om veiligheidsredenen en in laboratoria waar geen aardgas beschikbaar is. Hun vlam is beperkt tot ongeveer 5 centimeter (twee inch) hoog, met een relatief lagere temperatuur dan de gasvlam van de bunsenbrander.
Sommige gaasjes hebben een keramische kern. Gewoon gaas kan warmte efficiënt overbrengen, maar gaas met een keramische kern zorgt er ook voor dat de warmte gelijkmatiger wordt verspreid. Het keramiek in het midden van het gaas wordt onder hoge druk omhuld om te voorkomen dat het afschilfert.

Spoiler: Alcoholbrander

Bunsenbrander.

Een bunsenbrander, genoemd naar Robert Bunsen, is een soort gasbrander die gebruikt wordt als laboratoriumapparatuur; hij produceert een enkele open gasvlam en wordt gebruikt voor verwarming, sterilisatie en verbranding. Het gas kan aardgas zijn (dat voornamelijk uit methaan bestaat) of vloeibaar petroleumgas, zoals propaan, butaan of een mengsel. De bereikte verbrandingstemperatuur hangt gedeeltelijk af van de adiabatische vlamtemperatuur van het gekozen brandstofmengsel. De maximale vlamtemperatuur kan oplopen tot 1560 °C.

Spoiler: Bunsenbrander

Verwarmingsmantel.

Een verwarmingsmantel, of isomantel, is een laboratoriumapparaat dat wordt gebruikt om hitte toe te passen op containers, als alternatief voor andere vormen van een verwarmd bad. In tegenstelling tot andere verwarmingsapparaten, zoals kookplaten of bunsenbranders, kunnen recipiënten met glaswerk in direct contact worden gebracht met de verwarmingsmantel zonder dat het risico dat het glaswerk versplintert aanzienlijk toeneemt, omdat het verwarmingselement van een verwarmingsmantel van de recipiënt geïsoleerd is om overmatige temperatuurgradiënten te voorkomen. Verwarmingsmantels kunnen verschillende vormen hebben. In een gangbare opstelling zijn elektrische draden ingebed in een strook stof die om een kolf gewikkeld kan worden. De stroom die aan het apparaat wordt geleverd, en dus de bereikte temperatuur, wordt geregeld door een regelweerstand. Dit type verwarmingsmantel is heel handig voor het handhaven van een beoogde temperatuur in een scheitrechter, bijvoorbeeld nadat de inhoud van een reactie is verwijderd van een primaire warmtebron.

Een andere soort verwarmingsmantel kan lijken op een verfblik en is opgebouwd als een "mandje" in een cilindervormig omhulsel (vaak gemaakt van plastic of metaal, zoals aluminium). De onbuigzame metalen buitenkant ondersteunt een "mandje" van stof en bevat verwarmingselementen in het lichaam van de verwarmingsmantel. Om een voorwerp te verwarmen, wordt het in de mand van de verwarmingsmantel geplaatst.

In tegenstelling tot andere methoden om warmte toe te passen op een kolf, zoals een oliebad of waterbad, genereert het gebruik van een verwarmingsmantel geen vloeistofresten die van de kolf druipen. Ook verspreiden verwarmingsmantels de warmte over het algemeen gelijkmatig over het oppervlak van de kolf en hebben ze minder de neiging om schadelijke hotspots te veroorzaken.

Spoiler: Verwarmingsmantels

Laboratoriumthermometers.

Laboratoriumthermometers zijn apparaten om de temperatuur te meten. Er zijn vele soorten laboratoriumthermometers zoals differentiële, mechanische, logging, enz. Laboratoriumthermometers worden steeds vaker voorzien van digitale aflezingen en zijn geschikt voor invoer in computer- en softwareprogramma's voor registratiedoeleinden. Een laboratoriumthermometer kan gebruikt worden voor een aantal wetenschappelijke toepassingen en is te vinden in bijna alle laboratoria, vooral in farmaceutische, milieu-, voedsel- en petroleumtesten. Hoewel een laboratoriumthermometer kan meten hoe warm of koud een monster of omgeving is, kan het meetbereik per model sterk verschillen.

Het nauwkeurig thermometrisch testen en registreren van een bepaald monster - of het bepalen van de omgevingstemperatuur en -vochtigheid - is vaak een integraal onderdeel van het nauwkeurig testen van materialen. Hetzelfde geldt voor het bepalen welk type veld-/laboratoriumthermometer het beste past bij uw specifieke behoeften voor het testen van materialen. Deze blogpost helpt om het proces te vereenvoudigen en biedt inzicht in LiG-thermometers (Liquid in Glass), LiG-thermometers zonder kwik en digitale thermometers. Er wordt ook informatie gegeven over de beperkingen van LiG-thermometers met kwik, onder andere voor laboratorium- en industrieel gebruik, en tot slot worden er overwegingen gegeven om te bepalen welk type thermometer aan je behoeften voldoet.

ASTM Kwikthermometers voor materiaaltesten
Kwikthermometers waren ooit een van de meest gebruikte LiG-thermometers en werden geprezen om hun hoge nauwkeurigheid en hun vermogen om extreme temperatuurbereiken te meten. De afgelopen twintig jaar echter hebben talloze staats-, lokale en federale instanties kwik als giftig geclassificeerd, waardoor veel instanties het gebruik van kwik in thermometers en andere apparaten geleidelijk hebben afgeschaft en verboden. De verkoop en verzending van kwikinstrumenten is vaak ook plaatselijk gereguleerd en soms verboden. Het National Institute of Standards and Technology (NIST) stopte in 2011 met het kalibreren van kwikthermometers en het gebruik en de technologische vooruitgang van niet-kwikhoudende alternatieven namen toe.

Spoiler: Laboratoriumthermometers

Buizen en slangen.

In verschillende soorten faciliteiten voor het uitrusten van laboratoria worden bij het aansluiten van inlaat- of uitlaatleidingen van metaal en kunststof flexibele buizen van rubber, polyethyleen, siliconen, polyvinylchloride gebruikt. Laboratoriumbuis kan dienen als voortzetting van glazen bochten. Hij kan bijvoorbeeld op de uitlaatklep van een elektrische laboratoriumdestilleerder worden geplaatst om het destillaat in bereid glaswerk te leiden, op de uitlaat van de koelkast, transferpomp of trechter worden geplaatst.

Vereisten voor laboratoriumslangen.

• Bestand tegen chemicaliën. Daarom zijn de slangen gemaakt van neutrale materialen die geen interactie hebben met overlopende, gepompte vloeistoffen. Hoewel dit niet volledig kan worden vermeden.
• Bestand tegen hoge temperaturen. Elastische slangen mogen niet barsten of overmatig zacht worden.
• Flexibiliteit. Ze kunnen niet in een rechte of nog scherpere hoek worden gebogen, omdat dit laboratoriumaccessoire een "geheugen" heeft; na een scherpe bocht keert het niet terug naar zijn oorspronkelijke vorm en moet je waarschijnlijk een nieuwe kopen.

Spoiler: Buizen en slangen

Naam artikel.

1. Dikwandige vacuümslang.
2. Bunsenbrander.
3. Houten blokken.
4. Rubber slang.

Buisclassificatie.

• Buiten- en binnendiameter. Deze indicator bepaalt op zijn beurt de maximale viscositeit van de oplossingen die door de buis gaan. Hoe kleiner de diameter en hoe hoger de dichtheid van de vloeistof, hoe waarschijnlijker het is dat de beweging simpelweg stopt door verstopping in de doorsnede. Hetzelfde gebeurt met een anker van een magneetroerder, dat vast kan komen te zitten in een viskeuze massa.
• Buisclassificatie.
• Buiten- en binnendiameter. Deze indicator bepaalt op zijn beurt de maximale viscositeit van de oplossingen die in de buis passeren. Hoe kleiner de diameter en hoe hoger de dichtheid van de vloeistof, hoe waarschijnlijker het is dat de beweging simpelweg stopt door een verstopping in de doorsnede. Hetzelfde gebeurt met een anker van een magneetroerder, dat vast kan komen te zitten in een viskeuze massa.
• Door wanddikte. Dikwandige buizen, vooral met vezels, worden gebruikt voor het verpompen van gassen en vloeistoffen onder hoge druk. In dit geval moet speciale aandacht worden besteed aan de dichtheid van de koppelingen, waar een flexibele slang of aftakking van een laboratoriumleiding wordt aangesloten op een uitlaat, kraan, uitlaat.
• Door de kwaliteit van rubber, siliconen en ander materiaal. Je moet aandacht besteden aan 2 aspecten. Ten eerste kunnen bijtende reagentia, organische oplosmiddelen, alkaliën, zuren en agressieve gasvormige bestanddelen een wisselwerking aangaan met het binnenoppervlak van de buis en deze vernietigen. Ten tweede kan de zuiverheid van een chemisch experiment geschonden worden wanneer er bijvoorbeeld verbindingen uit een rubberen buis in een oplossing terechtkomen en als contaminant werken.

Gereedschap dat in alle laboratoria wordt gebruikt.

Spoiler: Gereedschap dat in alle laboratoria wordt gebruikt

Gereedschap dat in alle scheikundelessen wordt gebruikt:
Naam item:

1. Kroegtang.
2. Reageerbuishouder.
3. Steker.
4. Pincet.
5. spatels.
6. Schepjes.
7. Glazen roerstaaf.
8. Pasteurpipet.
9. Druppelbol.

Tangen en pincetten worden gebruikt om verschillende soorten containers te hanteren, vast te houden en vast te pakken. Tangen kunnen bredere buizen vasthouden, terwijl tangen meestal werken op kleinere containers zoals maatcilinders en reageerbuizen.
Spatels en schepjes worden gebruikt om chemicaliën en vaste stoffen uit containers te scheppen en op een kroes te doen om te wegen. Ze worden soms ook gebruikt om chemicaliën te mengen.

Wasflessen .

Spoiler: Wasflessen

Een wasfles is een knijpfles met een mondstuk die wordt gebruikt om verschillende stukken laboratoriumglaswerk, zoals reageerbuizen en rondbodemkolven, om te spoelen.
Wasflessen worden afgesloten met een schroefdeksel. Wanneer er met de hand druk wordt uitgeoefend op de fles, komt de vloeistof binnenin onder druk te staan en wordt deze in een smalle vloeistofstroom uit het mondstuk geperst. Het gebruik van wasflessen helpt onderzoekers om de precieze hoeveelheid gebruikte vloeistof te controleren en te meten. Bovendien kunnen ongewenste stoffen of deeltjes niet door wasflessen heen. Het gebruik van wasflessen is handiger dan het gebruik van bekers en maatcilinders.

Rubberen fitting voor thermometeradapter.

Spoiler: Rubberen fitting voor thermometeradapter

Wordt gebruikt om een thermometer te installeren in de hals van de Kleizin-verbinding of iemand anders. Hiermee kan de verbinding geïsoleerd worden gehouden van de atmosfeer.

Plastic clip (Keck clip).

Spoiler: Kunststof clip (Keck clip)

Keck clips zijn speciale clips: ze houden twee stukken standaard conisch glaswerk bij elkaar. Ze zijn gemaakt van plastic en smelten als ze te heet worden, en ze breken gemakkelijk zonder enige provocatie.

Klemmen.

Organisch scheikundig glaswerk is vaak gesegmenteerd zodat de stukken op verschillende manieren gerangschikt kunnen worden om opstellingen te maken die verschillende doelen bereiken. Het is belangrijk dat de stukken stevig worden vastgezet in een apparaat zodat er geen ontvlambare dampen ontsnappen en de stukken niet vallen (waardoor het glaswerk kan breken of inhoud kan worden gemorst). Sommige scheikundelaboratoria hebben een rasterwerk van metalen staven (Afb.1 c) die aan het werkblad bevestigd zijn en die gebruikt kunnen worden om apparaten vast te klemmen, en andere laboratoria vertrouwen op ringstandaards (Afb.1 a). Ringstatieven moeten zo geplaatst worden dat het apparaat direct over de zware metalen basis wordt geklemd, niet in de tegenovergestelde richting van de basis (Fig.1 a, niet Fig.1 b).

Spoiler: Fig.1

a) Correct klemmen van een apparaat op een ringstatief, met het apparaat direct boven de metalen basis, b) Verkeerd gebruik van een ringstatief, waarbij het apparaat niet direct boven de metalen basis staat, c) Metalen traliewerk voor het klemmen van apparaten.

Metalen klemmen worden gebruikt om glaswerk te verbinden met ringstatieven of het metalen traliewerk. Twee veel voorkomende soorten klemmen zijn "verlengklemmen" en "drievingerklemmen" (Fig.2 a). Hoewel de klemmen in veel situaties door elkaar gebruikt kunnen worden, moet een verlengklem gebruikt worden bij het klemmen op een erlenmeyer met ronde bodem (Fig.2 b), omdat klemmen met drie vingers niet goed houden. De verlengklem moet de hals van een rondbodemkolf stevig vastpakken onder het glasuitsteeksel (Fig.2 b, niet Fig.2 c). Drievingerklemmen worden over het algemeen gebruikt om condensors (Fig.1 b), afzuigkolven en chromatografiekolommen (Fig.3) vast te houden.

Spoiler: Fig.2

a) Verlengklemmen en drievingerklemmen, b) Correct gebruik van een verlengklem op een rondbodemkolf, c) Verkeerd klemmen (kolf kan wegglijden).

Beide soorten klemmen worden vaak geleverd met vinyl hulzen die desgewenst verwijderd kunnen worden. De vinylhulzen bieden een zachte grip voor glaswerk, maar mogen niet gebruikt worden met hete stukken, omdat ze kunnen smelten (of in de ervaring van de auteur vlam kunnen vatten!). Soms zijn brandwerende hulzen ook voorzien van klemmen als alternatief (meest rechtse klem in Fig. 2 a).

Spoiler: Fig.3 Voorbeelden waarbij klemmen met drie vingers worden gebruikt om

vast te houden

a) Kolven, b) Chromatografiekolommen, c) Pipetkolommen.

Ringklemmen (of ijzeren ringen) worden ook vaak gebruikt in het organische laboratorium. Ze worden gebruikt om scheitrechters vast te houden (Fig. 4 a) en kunnen worden gebruikt om trechters vast te zetten bij het filteren of gieten van vloeistoffen in nauwe voegen (Fig. 4 b). Bovendien kunnen ze samen met een gaas gebruikt worden om als platform te dienen voor het ondersteunen van kolven (Fig. 4 c).

Spoiler: Fig.4 Ringklemmen gebruiken voor:

a) Scheitrechters vasthouden, b) Trechters vasthouden, c) Montage van een verstelbaar platform.

Plastic klemmen (soms "Keck-clips" of "Keck-klemmen" genoemd) worden ook vaak gebruikt om de verbindingen tussen verbindingen vast te zetten (Fig. 5). De clips zijn richtingsgevoelig en als ze niet gemakkelijk vastklikken, zitten ze waarschijnlijk ondersteboven. Plastic clips mogen niet worden gebruikt op een onderdeel van een apparaat dat heet wordt, omdat ze kunnen smelten bij temperaturen boven 140 ˚C (Fig. 5 b). Metalen versies van deze clips kunnen als alternatief worden gebruikt in hete omgevingen. Clips mogen niet gebruikt worden om een substantieel gewicht te dragen, omdat ze gemakkelijk kunnen breken (vooral als ze opgewarmd zijn). Daarom moeten reactiekolven niet alleen met klemmen vastgehouden worden, maar altijd op een meer significante manier ondersteund worden (bijvoorbeeld met een verlengklem aan een ringstatief).

Spoiler: Fig.5

a) Met een plastic klem, b) Gesmolten klem

Conclusie.

Ik heb de meest voorkomende laboratoriumuitrusting beschreven die niet werd genoemd in het thema Laboratoriumglaswerk. Ik hoop dat deze informatie nuttig is voor alle bezoekers van ons forum. Als je vragen hebt, aarzel dan niet om contact met me op te nemen.