Pomožna oprema v laboratorijski praksi

[G.Patton]

Uvod: V tem priročniku so predstavljeni naslednji primeri kemijskih kemikalij, ki jih je treba obravnavati v okviru kemijske zakonodaje.

Laboratorijska oprema - različni instrumenti in oprema, ki jih laboratorijsko osebje uporablja za izvajanje poskusov ali meritev. Laboratorijsko opremo delimo na splošno laboratorijsko opremo, merilno opremo, specializirano opremo, testno opremo in analitično opremo. Vtej temi bomo dodatno obravnavali laboratorijsko opremo, ki ni nič manj pomembna kot laboratorijsko steklo.

Najpogostejša oprema.

Stojalo za retorto.

V kemiji je retortno stojalo, imenovano tudi vpenjalno stojalo, obročno stojalo ali podporno stojalo, del znanstvene opreme, namenjen podpiranju drugih kosov opreme in steklenih izdelkov - na primer biret, epruvet in bučk. Tipično stojalo za retorte je sestavljeno iz težkega podstavka in navpične palice, ki sta običajno kovinska. Na palico je mogoče s pomočjo vijakov pritrditi številne dodatke, kot so različne vrste objemk in železnih obročev, na kateri koli višini in v kateri koli smeri, ki sta potrebni za podporo ciljne opreme.

Spoiler: Stojala za retorte

Stojala za obroče, obroče in objemke: Obročna stojala se uporabljajo za obešanje čaš, bučk itd., običajno nad virom toplote. Za trdno držanje posod se uporabljajo objemke.

Objemke za pritrditev naprav.

Spoiler: Objemke

Ime predmeta.

1. (z in brez vinilnega rokava).
2. Triprstne objemke (z vinilnimi in ognjevarnimi tulci).
3. Obročna objemka (železni obročki).
4. Žična mreža.

Držalo za objemko ali pritrdilo za objemko je del laboratorijske opreme, ki se uporablja za pritrditev laboratorijskih objemk, kot so raztezne uporabne objemke, ali drugih nastavkov na obročno stojalo ali laboratorijski okvir. Material je lahko iz medenine, litega železa, nerjavnega jekla, aluminija ali ponikljanega cinka.

Železen obroč ali obročna sponka je del laboratorijske opreme, ki jo sestavljata spojen kovinski obroč in radialno podaljšana palica. V nekaterih primerih se palica konča z vijačno objemko za pritrditev na stojalo retorte ali drugo podporo; v drugih primerih je palica lahko pritrjena na stojalo s pomočjo držala laboratorijske objemke. Železni obroči se pogosto uporabljajo v kemijskih laboratorijih, na primer za podpiranje aparatur nad delovno površino.

• stožčast predmet, kot je filtrirni lijak ali ločevalni lijak.
• glineni trikotnik, ki sam podpira predmet, kot je lonček.
• žična gaza, ki sama podpira čašo z ravnim dnom ali erlenmajerico.
• Velika in zato težka bučka z okroglim dnom.

V nekaterih primerih je na strani obroča nasproti palice izrezana reža. To omogoča, da se lijak namesti in odstrani z obroča s strani in ne od zgoraj, kar je varnejši postopek.

Žična gaza.

Žična gaza je pločevina iz tanke kovine, ki ima mrežast vzorec ali žično mrežo. Žična gaza se namesti na podporni obroč, ki je pritrjen na stojalo retorte med Bunsenovim gorilnikom in stekleno posodo, da med segrevanjem podpira čaše, bučke ali drugo stekleno posodo. Žična gaza je pomemben del podporne opreme v laboratoriju, saj steklene posode ni mogoče segrevati neposredno s plamenom Bunsenovega gorilnika, zato je treba uporabiti žično gazo, ki razprši toploto in pomaga zaščititi stekleno posodo. Steklena posoda mora imeti ravno dno, da ostane na žični gazi.

Spoiler: Žična gaza

Gorilniki.

Alkoholni gorilnik.

Alkoholni gorilnik ali alkoholna svetilka je del laboratorijske opreme, ki se uporablja za ustvarjanje odprtega plamena. Izdelan je lahko iz medenine, stekla, nerjavnega jekla ali aluminija. Alkoholni gorilniki imajo pri nekaterih uporabah prednost pred Bunsenovimi gorilniki zaradi varnosti in v laboratorijih, kjer ni na voljo zemeljskega plina. Njihov plamen je omejen na približno 5 centimetrov (dva palca) v višino in ima razmeroma nižjo temperaturo od plinskega plamena Bunsenovega gorilnika.
Nekatere žične gaze imajo keramično sredico. Navadna žična gaza lahko učinkovito prenaša toploto, vendar gaza s keramično sredico omogoča tudi enakomernejšo razpršitev toplote. Keramika na sredini žične gaze se pri visokem tlaku opleta, da se ne odlušči.

Spoiler: Gorilnik za alkohol

Bunsenov gorilnik.

Bunsenov gorilnik, poimenovan po Robertu Bunsenu, je vrsta plinskega gorilnika, ki se uporablja kot laboratorijska oprema; ustvarja en sam odprt plinski plamen in se uporablja za ogrevanje, sterilizacijo in izgorevanje. Plin je lahko zemeljski plin (ki je večinoma metan) ali utekočinjen naftni plin, kot sta propan, butan ali mešanica. Dosežena temperatura zgorevanja je delno odvisna od adiabatne temperature plamena izbrane mešanice goriva. Najvišja temperatura plamena lahko doseže 1560 °C.

Spoiler: Bunsenov gorilnik

Ogrevalni plašč.

Grelni plašč ali izomant je del laboratorijske opreme, ki se uporablja za segrevanje posod kot alternativa drugim oblikam ogrevane kopeli. V nasprotju z drugimi grelnimi napravami, kot so kuhalne plošče ali Bunsenovi gorilniki, so lahko posode s steklenimi izdelki v neposrednem stiku z grelnim plaščem, ne da bi se bistveno povečala nevarnost razbitja steklenih izdelkov, saj je grelni element grelnega plašča izoliran od posode, kar preprečuje prevelik temperaturni gradient. Grelni plašči so lahko različnih oblik. Običajno so električne žice vgrajene v trak tkanine, ki se lahko ovije okoli bučke. Tok, ki se dovaja v napravo, in s tem dosežena temperatura se uravnavata z reostatom. Ta vrsta grelnega plašča je zelo uporabna za vzdrževanje predvidene temperature v ločevalnem lijaku, na primer potem, ko je bila vsebina reakcije odstranjena iz primarnega vira toplote.

Druga vrsta grelnega plašča je lahko podobna pločevinki za barvo in je izdelana kot "košara" v valjasti posodi (pogosto izdelani iz plastike ali kovine, na primer aluminija). Trdna kovinska zunanjost podpira "košaro" iz tkanine in vključuje grelne elemente znotraj telesa grelnega plašča. Predmet se segreva tako, da se namesti v košarico grelnega plašča.

V nasprotju z drugimi načini segrevanja bučke, kot sta oljna ali vodna kopel, pri uporabi grelnega plašča ne nastajajo tekoči ostanki, ki bi kapljali iz bučke. Poleg tega grelni plašč običajno enakomerno porazdeli toploto po površini erlenmajerice in je manj nagnjen k ustvarjanju škodljivih vročih točk.

Spoiler: ogrevalni plašči

Laboratorijski termometri.

Laboratorijski termometri so naprave za merjenje temperature. Obstaja veliko vrst laboratorijskih termometrov, kot so diferencialni, mehanski, zapisovalni itd. Laboratorijski termometri imajo vedno več digitalnih prikazovalnikov za odčitavanje podatkov in so za beleženje sposobni vnašanja v računalniške in programske programe. Laboratorijski termometer se lahko uporablja za številne znanstvene namene in ga je mogoče najti v skoraj vseh laboratorijih, zlasti v farmacevtskih, okoljskih, živilskih in naftnih testih. Z laboratorijskim termometrom lahko izmerimo, kako vroč ali hladen je vzorec ali okolje, vendar se lahko merilno območje med modeli zelo razlikuje.

Natančno termometrično testiranje in beleženje določenega vzorca - ali določanje temperature in vlažnosti okolja - je pogosto sestavni del natančnega testiranja materialov. Prav tako je pomembno določiti, katera vrsta terenskega/laboratorijskega termometra najbolje ustreza vašim posebnim potrebam pri preskušanju materialov. Ta prispevek na blogu pomaga odpraviti težave pri tem postopku in ponuja vpogled v živosrebrne termometre Liquid in Glass (LiG), živosrebrne termometre LiG brez živega srebra in digitalne termometre. Vsebuje tudi informacije o omejitvah živosrebrnih termometrov LiG, vključno z laboratorijsko in industrijsko uporabo, ter na koncu premisleke o tem, katera vrsta termometra ustreza vašim potrebam.

ASTM živosrebrni termometri za preskušanje materialov
Živosrebrni termometri so bili nekoč eden najpogostejših termometrov LiG, saj so jih hvalili zaradi visoke stopnje natančnosti in sposobnosti merjenja ekstremnih razponov temperatur. Vsaj zadnji dve desetletji pa so številne državne, lokalne in zvezne agencije uvrstile živo srebro med strupene snovi, številne pa so postopoma ukinile in prepovedale uporabo živega srebra v termometrih in drugih napravah. Prodaja in pošiljanje instrumentov z živim srebrom sta pogosto regulirana in včasih tudi prepovedana v določenem kraju. Nacionalni inštitut za standarde in tehnologijo (NIST) je leta 2011 prenehal umerjati termometre z živim srebrom, zato so se začele uporabljati in tehnološko napredovati alternative brez živega srebra.

Spoiler: Laboratorijski termometri

Cevke in cevi.

V različnih vrstah objektov za opremljanje laboratorijev se pri povezovanju dovodnih ali odvodnih cevovodov iz kovine in plastike uporabljajo gibljive cevi iz gume, polietilena, silikona, polivinilklorida. Laboratorijske cevi, lahko služijo kot nadaljevanje steklenih ovinkov. Lahko jo na primer namestite na izhodni ventil električnega laboratorijskega destilatorja za usmerjanje destilata v pripravljeno steklovino, namestite na izhod hladilnika, črpalko za prenos ali lijak.

Zahteve za laboratorijske cevi.

• Odpornost na kemikalije. Zato so cevi izdelane iz nevtralnih materialov, ki niso v stiku s prelivajočimi se, črpanimi tekočinami. Čeprav se temu ni mogoče popolnoma izogniti.
• Odporne na visoke temperature. Elastične cevi ne smejo razpokati ali se pretirano zmehčati.
• Prilagodljivost. Ni jih mogoče upogniti pod pravim in še bolj ostrim kotom, saj ima ta laboratorijski pripomoček "spomin"; po ostrem upogibu se ne bo vrnil v prvotno obliko in najverjetneje boste morali kupiti novega.

Spoiler: Cevi in cevi

Ime predmeta.

1. Debelostenske vakuumske cevi.
2. Bunsenov gorilnik.
3. Leseni bloki.
4. Gumijaste cevi.

Razvrstitev cevi.

• Zunanji in notranji premer. Ta indikator določa največjo viskoznost raztopin, ki se pretakajo skozi cevko. Manjši kot je premer in večja kot je gostota tekočine, večja je verjetnost, da se bo gibanje preprosto ustavilo zaradi blokade v preseku. Podobno se zgodi s sidrom magnetnega mešala, ki se lahko zatakne v viskozni masi.
• Razvrstitev cevi.
• Zunanji in notranji premer. Ta kazalnik pa določa največjo viskoznost raztopin, ki se pretakajo znotraj cevi. Manjši kot je premer in večja kot je gostota tekočine, večja je verjetnost, da se bo gibanje preprosto ustavilo zaradi zamašitve v prečnem prerezu. Podobno se zgodi s sidrom magnetnega mešala, ki se lahko zatakne v viskozni masi.
• po debelini stene. Debele stene cevi, zlasti ojačane z vlakni, se uporabljajo za črpanje plinov in tekočin pri visokih tlakih. Vtem primeru je treba posebno pozornost nameniti tesnosti priključnih spojev, kjer je gibljiva cev ali laboratorijska odcepna cev povezana z odtokom, pipo, izpustom.
• Po kakovosti gume, silikona in drugih materialov. Pozorni morate biti na 2 vidika. Prvič, jedki reagenti, organska topila, alkalije, kisline, agresivne plinaste sestavine lahko vplivajo na notranjo površino cevi in jo uničijo. Drugič, čistost kemijskega poskusa je lahko kršena, če na primer spojine prodrejo iz gumijaste cevi v raztopino in delujejo kot kontaminant.

Orodja, ki se uporabljajo v vseh laboratorijih.

Spoiler: Orodja, ki se uporabljajo v vseh laboratorijih

Orodja, ki se uporabljajo pri vseh kemijskih predmetih:
Ime predmeta:

1. Ključi za lončke.
2. Držalo za epruvete.
3. Udarna paličica.
4. Klešče.
5. Špatice.
6. Lopatice.
7. Steklena mešalna palica.
8. Pasteurjeva pipeta.
9. Kapalka za kapalke.

Klešče in klešče se uporabljajo za rokovanje, držanje in prijemanje različnih vrst posod. Klešče lahko držijo širše epruvete, klešče pa običajno delujejo na manjših posodah, kot so graduirani valji in epruvete.
Lopatice in zajemalke se uporabljajo za zajemanje kemikalij in trdnih snovi iz posod in na lonček za tehtanje. Včasih se uporabljajo tudi za mešanje kemikalij.

Steklenice za pranje .

Spoiler: Stekleničke za pomivanje

Steklenice za izpiranje so steklenice za stiskanje s šobo, ki se uporabljajo za izpiranje različnih kosov laboratorijske steklovine, kot so epruvete in bučke z okroglim dnom.
Steklenice za izpiranje so zaprte s pokrovom z vijakom. Ko na steklenico pritisnemo z roko, se tekočina v notranjosti stisne in se iz šobe iztisne v ozek curek tekočine. Uporaba steklenic za izpiranje raziskovalcem pomaga nadzorovati in meriti natančno količino uporabljene tekočine. Poleg tega neželene snovi ali delci ne morejo prehajati skozi pralne steklenice. Uporaba steklenic za izpiranje je priročnejša od uporabe čaš in merilnih valjev.

Gumijasti nastavek za nastavek za termometer.

Spoiler: Guma za nastavek za termometer

Uporablja se za namestitev termometra v vrat Kleizinovega spoja ali kogar koli drugega. Omogoča, da je spoj izoliran od atmosfere.

Plastična sponka (Keckova sponka).

Spoiler: Plastična sponka (Keck clip)

Keckove sponke so sponke za posebne namene: skupaj držijo dva kosa standardnega stožčastega stekla. Narejene so izplastike in se stopijo, če se preveč segrejejo, poleg tega se zlahka zlomijo brez kakršne koli provokacije.

Pripenjanje.

Steklena posoda za organsko kemijo je pogosto segmentirana, tako da je mogoče dele razporediti na različne načine in tako ustvariti postavitve za doseganje različnih ciljev. Pomembno je, da so kosi varno pritrjeni v aparaturo, tako da vnetljivi hlapi ne uhajajo in da kosi ne padajo (pri čemer se lahko steklovina razbije ali vsebina razlije). V nekaterih kemijskih laboratorijih je na mizo pritrjena mreža kovinskih palic (slika 1 c), ki se lahko uporablja za vpenjanje aparatov, v drugih laboratorijih pa se uporabljajo obročna stojala (slika 1 a). Obročna stojala morajo biti nameščena tako, da je aparat vpet neposredno nad težko kovinsko podlago in ne v nasprotni smeri od podlage (slika 1 a, ne slika 1 b).

Spoiler: Slika 1

a) Pravilno vpenjanje aparata na obročno stojalo, pri čemer je aparat neposredno nad kovinsko podlago, b) Nepravilna uporaba obročnega stojala, pri kateri aparat ni neposredno nad kovinsko podlago, c) Kovinska rešetka za vpenjanje aparatov.

Kovinske objemke se uporabljajo za pritrditev steklenih aparatov na obročna stojala ali kovinske rešetke. Dve običajni vrsti objemk sta "podaljševalne objemke" in "objemke s tremi prsti" (slika 2 a). Čeprav se lahko v številnih primerih objemki uporabljata izmenično, je treba pri vpenjanju na bučko z okroglim dnom uporabiti podaljševalno objemko (slika 2 b), saj se triprstne objemke ne držijo dobro. Podaljševalna sponka mora varno prijeti vrat bučke z okroglim dnom pod stekleno izboklino (slika 2 b, ne slika 2 c). Triprstne objemke se običajno uporabljajo za držanje kondenzatorjev (slika 1 b), sesalnih bučk in kromatografskih kolon (slika 3).

Spoiler: Slika 2

a) Razširitvena in triprstna objemka, b) pravilna uporaba razširitvene objemke na bučki z okroglim dnom, c) nepravilna uporaba objemke (bučka lahko zdrsne).

Obe vrsti objemk sta pogosto opremljeni z vinilnimi tulci, ki jih lahko po želji odstranite. Vinilni tulci omogočajo nežen oprijem steklenih izdelkov, vendar jih ne smete uporabljati pri vročih izdelkih, saj se lahko stopijo (ali po avtorjevih izkušnjah zažgejo!). Včasih so kot alternativa objemkam priloženi tudi ognjevarni tulci (skrajna desna objemka na sliki 2 a).

Spoiler: Slika 3 Primeri, kjer se za držanje uporabljajo triprste objemke

a) bučke, b) kromatografske kolone, c) pipetne kolone.

V organskem laboratoriju se pogosto uporabljajo tudi obročaste objemke (ali železni obroči). Uporabljajo se za držanje ločevalnih lijakov (slika 4 a), z njimi pa lahko pritrdimo lijake pri filtriranju ali pretakanju tekočin v ozke spoje (slika 4 b). Poleg tega jih lahko skupaj z žično mrežo uporabimo kot platformo za podporo bučk (slika 4 c).

Spoiler: Slika 4 Uporaba obročnih sponk za:

a) držanje ločevalnih lijakov, b) držanje lijakov, c) sestavljanje nastavljive platforme.

Plastične sponke (včasih imenovane "Keckove sponke" ali "Keckove sponke") se pogosto uporabljajo tudi za zavarovanje povezav med spoji (slika 5). Sponke so usmerjene, in če se ne zaskočijo zlahka, so verjetno obrnjene navzdol. Plastičnih sponk ne smete uporabljati na nobenem delu aparata, ki se bo segrel, saj se lahko pri temperaturah nad 140 ˚C stopijo (slika 5 b). Kovinske različice teh sponk se lahko uporabljajo kot alternativa na vročih območjih. Na sponke se ne smemo zanašati, da bodo držale večjo težo, saj lahko zlahka odpovedo (zlasti če so bile segrete). Zato reakcijskih bučk ne smemo držati samo s sponkami, ampak jih moramo vedno podpreti na kakšen pomembnejši način (npr. s podaljševalno sponko, pritrjeno na obročno stojalo).

Spoiler: Slika 5

a) uporaba plastične sponke, b) stopljena sponka

Zaključek.

Opisal sem najpogostejšo laboratorijsko opremo, ki ni bila omenjena v temi Laboratorijska steklovina. Upam, da bodo te informacije koristne in v pomoč vsem obiskovalcem našega foruma. Če imate kakšno vprašanje, se z njim obrnite name.