Hjälputrustning i laboratoriepraxis

[G.Patton]

Introduktion.

Laboratorieutrustning - Olika instrument och utrustning som används av laboratoriepersonal för att utföra experiment eller mätningar. Laboratorieutrustning indelas i allmän laboratorieutrustning, mätutrustning, specialutrustning, testutrustning och analysutrustning. I detta ämne kommer vi dessutom att överväga laboratorieutrustning, som inte är mindre viktig än laboratorieglasvaror.

Vanligaste utrustningen.

Retortstativ.

Inom kemin är ett retortstativ, även kallat klämstativ, ringstativ eller stödstativ, en vetenskaplig utrustning som är avsedd att stödja annan utrustning och glasvaror - t.ex. buretter, provrör och kolvar. Ett typiskt retortstativ består av en tung bas och en vertikal stång, båda vanligtvis tillverkade av metall. Ett antal tillbehör, t.ex. olika typer av klämmor och järnringar, kan fästas på stången med hjälp av tumskruvar, på de höjder och i de riktningar som krävs för att stödja målutrustningen.

Spoiler: Retortstativ

Ringstativ, ringar och klämmor: Ringstativ används för att hänga upp bägare, kolvar etc., vanligtvis ovanför en värmekälla. Klämmor används för att säkerställa ett fast grepp om behållarna.

Klämmor för fastsättning av apparater.

Spoiler: Klämmor

Artikelns namn.

1. Förlängningsklämmor (med och utan vinylhylsor).
2. Trefingertvingar (vinyl- och brandskyddade hylsor).
3. Ringklämma (järnringar).
4. Trådnät.

En klämhållare eller ett klämfäste är en del av laboratorieutrustningen som används för att fästa laboratorieklämmor, t.ex. verktygsklämmor av förlängningstyp, eller andra tillbehör på ett ringstativ eller en laboratorieram. Materialet kan bestå av mässing, gjutjärn, rostfritt stål, aluminium eller förnicklad zink.

En järnring eller ringklämma är en laboratorieutrustning som består av en sammanfogad metallring och en radiellt utsträckt stång. I vissa fall avslutas stången med en skruvklämma för fastsättning på ett retortstativ eller annat stöd; i andra fall kan stången fästas på ett stativ med hjälp av en hållare för laboratorieklämmor. Järnringar används ofta i kemilaboratorier, t.ex. för att stödja apparater ovanför arbetsytan.

• Ett avsmalnande föremål, t.ex. en filtertratt eller separeringstratt.
• En lertriangel, som i sig stödjer ett föremål som en degel.
• En trådgaze som i sin tur stöder en bägare med platt botten eller en konisk kolv.
• En stor och därmed tung rundbottnad kolv.

I vissa fall skärs ett spår i den sida av ringen som är motsatt stången. Detta för att tratten skall kunna sättas på och tas av ringen från sidan i stället för uppifrån, vilket är säkrare.

Trådgasbinda.

En trådgasbinda är en tunn metallplatta med nätliknande mönster eller ett trådnät. Trådnätet placeras på stödringen som är fäst vid retortstativet mellan bunsenbrännaren och glasvarorna för att stödja bägarna, kolvarna eller andra glasvaror under uppvärmningen. Trådgas är en viktig del av stödutrustningen i ett laboratorium eftersom glasvaror inte kan värmas direkt med lågan från en bunsenbrännare, utan kräver användning av en trådgas för att sprida värmen och hjälpa till att skydda glasvarorna. Glasvarorna måste vara plattbottnade för att hålla sig kvar på trådnätet.

Spoiler: Trådgaze

Brännare.

Alkoholbrännare.

En alkoholbrännare eller spritlampa är en laboratorieutrustning som används för att producera en öppen låga. Den kan vara tillverkad av mässing, glas, rostfritt stål eller aluminium. Alkoholbrännare föredras för vissa användningsområden framför bunsenbrännare av säkerhetsskäl och i laboratorier där naturgas inte finns tillgänglig. Deras låga är begränsad till cirka 5 centimeter (två tum) i höjd, med en jämförelsevis lägre temperatur än gaslågan i bunsenbrännaren.
Viss trådgas har ett keramiskt centrum. Vanlig trådgas kan överföra värme effektivt, men gasbindning med en keramisk mitt gör också att värmen sprids jämnare. Keramiken i mitten av ståltrådsgasen pressas in under högt tryck för att förhindra att den lossnar.

Spoiler: Alkoholbrännare

Bunsenbrännare.

En bunsenbrännare, uppkallad efter Robert Bunsen, är en typ av gasbrännare som används som laboratorieutrustning; den producerar en enda öppen gasflamma och används för uppvärmning, sterilisering och förbränning. Gasen kan vara naturgas (som huvudsakligen består av metan) eller en flytande petroleumgas, såsom propan, butan eller en blandning. Den förbränningstemperatur som uppnås beror delvis på den adiabatiska flamtemperaturen för den valda bränsleblandningen. Flammans maximala temperatur kan uppgå till 1560 °C.

Spoiler: Bunsenbrännare

Värmemantel.

En värmemantel, eller isomantel, är en del av laboratorieutrustningen som används för att applicera värme på behållare, som ett alternativ till andra former av uppvärmda bad. I motsats till andra värmeanordningar, t.ex. kokplattor eller bunsenbrännare, kan glasbehållare placeras i direkt kontakt med värmemanteln utan att risken för att glaset splittras ökar väsentligt, eftersom värmeelementet i en värmemantel är isolerat från behållaren för att förhindra alltför stora temperaturgradienter. Värmemantlar kan ha olika former. I ett vanligt arrangemang är elektriska ledningar inbäddade i en tygremsa som kan lindas runt en kolv. Den ström som tillförs anordningen, och därmed den temperatur som uppnås, regleras med en reostat. Denna typ av värmemantel är mycket användbar för att upprätthålla en avsedd temperatur i en separeringstratt, t.ex. efter det att innehållet i en reaktion har avlägsnats från en primär värmekälla.

En annan typ av värmemantel kan likna en färgburk och är konstruerad som en "korg" i en cylindrisk behållare (ofta tillverkad av plast eller metall, t.ex. aluminium). Det styva metallhöljet bär upp en "korg" av tyg och innehåller värmeelement inuti värmemanteln. För att värma ett föremål placeras det i korgen på värmemanteln.

I motsats till andra metoder för att tillföra värme till en kolv, t.ex. oljebad eller vattenbad, genererar en värmemantel inga vätskerester som kan droppa av kolven. Dessutom fördelar värmemantlar i allmänhet värmen jämnt över kolvens yta och uppvisar mindre tendens att generera skadliga hotspots.

Spoiler: Uppvärmningsmantlar

Termometrar för laboratorier.

Laboratorietermometrar är apparater som används för att mäta temperatur. Det finns många olika typer av laboratorietermometrar, t.ex. differentialtermometrar, mekaniska termometrar, loggningstermometrar osv. Laboratorietermometrar får allt oftare digitala avläsningsdisplayer och kan matas in i dator- och mjukvaruprogram för loggningsändamål. En laboratorietermometer kan användas för ett antal vetenskapliga tillämpningar och finns i nästan alla laboratorier, särskilt inom läkemedels-, miljö-, livsmedels- och petroleumtestning. En laboratorietermometer kan mäta hur varmt eller kallt ett prov eller en miljö är, men mätområdet kan variera mycket mellan olika modeller.

Exakt termometrisk testning och registrering av ett visst prov - eller bestämning av omgivningstemperatur och luftfuktighet - är ofta en integrerad del av korrekt materialtestning. Detsamma gäller att avgöra vilken typ av fält- eller labbtermometer som bäst matchar dina specifika materialprovningsbehov. Det här blogginlägget hjälper till att ta bort värmen från processen och ger insikt i kvicksilvertermometrar med vätska i glas (LiG), LiG-termometrar utan kvicksilver och digitala termometrar. Den ger också information om begränsningar av LiG-termometrar med kvicksilver, inklusive i laboratorier och industriella användningsområden, och slutligen överväganden för att avgöra vilken typ av termometer som uppfyller dina behov.

ASTM Mercury Thermometers for Materials Testing
Kvicksilvertermometrar var en gång en av de vanligaste LiG-termometrarna och hyllades för sin höga noggrannhet och förmåga att mäta extrema temperaturintervall. Under åtminstone de senaste två decennierna har dock många statliga, lokala och federala organ klassificerat kvicksilver som giftigt, och många har fasat ut och förbjudit användningen av kvicksilver i termometrar och andra enheter. Försäljning och leverans av kvicksilverinstrument är ofta reglerad och ibland även förbjuden på en viss plats. National Institute of Standards and Technology (NIST) slutade kalibrera kvicksilvertermometrar 2011, och kvicksilverfria alternativ började öka i användning och tekniska framsteg.

Spoiler: Termometrar för laboratorier

Rör och slangar.

I olika typer av anläggningar för att utrusta laboratorier, vid anslutning av inlopps- eller utloppsrörledningar av metall och plast, används flexibla rör av gummi, polyeten, silikon, polyvinylklorid. Laboratorierör, kan fungera som en fortsättning av glasböjningar. Den kan till exempel sättas på utloppsventilen på en elektrisk laboratoriedestiller för att leda destillatet till förberedda glasvaror, sättas på kylskåpets utlopp, överföringspump eller tratt.

Krav på laboratorieslangar.

• Motståndskraftig mot kemikalier. Därför är slangarna tillverkade av neutrala material som inte interagerar med överflödiga, pumpade vätskor. Även om detta inte kan undvikas helt.
• Beständig mot höga temperaturer. Elastiska slangar får inte spricka eller mjukna för mycket.
• Flexibilitet. De kan inte böjas i en rät och ännu mer spetsig vinkel, eftersom detta laboratorietillbehör har ett "minne"; efter en skarp böjning kommer den inte att återgå till sin ursprungliga form och troligen måste du köpa en ny.

Spoiler: Rör och slangar

Artikelns namn.

1. Tjockväggiga vakuumrör.
2. Bunsenbrännare.
3. Träklossar.
4. Gummislangar.

Klassificering av rör.

• Utvändig och invändig diameter. I sin tur bestämmer denna indikator den maximala viskositeten för de lösningar som passerar inuti röret. Ju mindre diameter och ju högre densitet vätskan har, desto mer sannolikt är det att rörelsen helt enkelt kommer att stanna på grund av blockering i tvärsnittet. Liknande händer med ett ankare av en magnetisk omrörare, som kan fastna i en viskös massa.
• Klassificering av rör.
• Utvändig och invändig diameter. I sin tur bestämmer denna indikator den maximala viskositeten för de lösningar som passerar inuti röret. Ju mindre diameter och ju högre densitet vätskan har, desto mer sannolikt är det att rörelsen helt enkelt kommer att stanna på grund av blockering i tvärsnittet. Liknande händer med ett ankare av en magnetisk omrörare, som kan fastna i en viskös massa.
• Genom väggtjocklek. Tjockväggiga slangar, särskilt fiberförstärkta, används för att pumpa gaser och vätskor vid höga tryck. I detta fall bör särskild uppmärksamhet ägnas åt tätheten i dockningsfogarna, där en flexibel slang eller ett laboratoriegrenrör är anslutet till ett utlopp, kran, utlopp.
• Av kvaliteten på gummi, silikon och annat material. Du bör vara uppmärksam på två aspekter. För det första kan kaustiska reagenser, organiska lösningsmedel, alkalier, syror, aggressiva gasformiga komponenter interagera med rörets inre yta och förstöra det. För det andra kan renheten i ett kemiskt experiment kränkas, när till exempel föreningar tränger in från ett gummirör till en lösning och fungerar som en förorening.

Verktyg som används i alla laboratorier.

Spoiler: Verktyg som används i alla laboratorier

Verktyg som används i alla kemikurser:
Artikelnamn:

1. Tång för smältdegel.
2. Provrörshållare.
3. Striker.
4. Tång.
5. Spatlar.
6. Skopa.
7. Omrörningsstav i glas.
8. Pasteurpipett.
9. Droppbulb.

Tänger och pincetter används för att hantera, hålla och gripa tag i olika typer av behållare. Tänger kan hålla bredare rör, medan pincetter vanligtvis fungerar på mindre behållare som mätcylindrar och provrör.
Spatlar och skopulor används för att ösa ut kemikalier och fasta ämnen ur behållare och över till en degel för vägning. De används också ibland för att blanda kemikalier.

Tvättflaskor .

Spoiler: Tvättflaskor

En tvättflaska är en klämflaska med ett munstycke som används för att skölja olika delar av laboratorieglas, t.ex. provrör och rundbottnade kolvar.
Tvättflaskor är förseglade med ett skruvlock. När man trycker på flaskan med handen blir vätskan i flaskan trycksatt och pressas ut ur munstycket i en smal vätskeström. Användningen av tvättflaskor hjälper forskarna att kontrollera och mäta den exakta mängden vätska som används. Dessutom kan oönskade ämnen eller partiklar inte passera genom tvättflaskor. Användningen av tvättflaskor är mer praktisk än att använda bägare och graderade cylindrar.

Gummifäste för termometeradapter.

Spoiler: Gummikoppling för termometeradapter

Används för att installera en termometer i Kleizin-ledens hals eller någon annan. Den gör det möjligt att hålla leden isolerad från atmosfären.

Plastklämma (Keck-klämma).

Spoiler: Plastklämma (Keck-klämma)

Keck-klämmor är klämmor för speciella ändamål: de håller ihop två bitar av koniska standardglas. De är tillverkade av plast och smälter om de blir för varma, och de går lätt sönder utan någon provokation.

Fastspänning.

Glasvaror för organisk kemi är ofta segmenterade så att delarna kan arrangeras på olika sätt för att skapa uppställningar som uppnår olika mål. Det är viktigt att delarna är ordentligt fastsatta i en apparat så att brandfarliga ångor inte avges och så att delarna inte faller (varvid glasvarorna kan gå sönder eller innehållet spillas ut). Vissa kemilaboratorier har ett gallerverk av metallstänger (fig. 1 c) fäst på bänkskivan som kan användas för att spänna fast apparater, och andra laboratorier förlitar sig på ringstativ (fig. 1 a). Ringstativ ska placeras så att apparaten kläms fast direkt över den tunga metallbasen, inte i motsatt riktning mot basen (Fig.1 a, inte Fig.1 b).

Spoiler: Fig.1

a) Korrekt fastspänning av en apparat på ett ringstativ, med apparaten direkt över metallbasen, b) Felaktig användning av ett ringstativ, där apparaten inte är direkt över metallbasen, c) Metallgitterverk för fastspänning av apparater.

Metallklämmor används för att fästa glasvarorna vid ringstativen eller metallgallret. Två vanliga typer av klämmor är "förlängningsklämmor" och "klämmor med tre fingrar" (fig. 2 a). Även om klämmorna i många situationer kan användas omväxlande, måste en förlängningsklämma användas när man klämmer fast en rundkolv (fig. 2 b), eftersom klämmor med tre fingrar inte håller bra. Förlängningsklämman ska ha ett säkert grepp om halsen på en rundkolv under glasutsprånget (fig. 2 b, inte fig. 2 c). Klämmor med tre fingrar används i allmänhet för att hålla kondensatorer (Fig.1 b), sugkolvar och kromatografikolonner (Fig.3).

Spoiler: Fig. 2

a) Förlängnings- och trefingerklämmor, b) Korrekt användning av en förlängningsklämma på en kolv med rund botten, c) Felaktig klämma (kolven kan glida).

Båda typerna av klämmor levereras ofta med vinylhylsor som kan tas bort om så önskas. Vinylhylsorna ger ett mjukt grepp om glasvarorna, men bör inte användas med heta föremål eftersom de kan smälta (eller, enligt författarens erfarenhet, fatta eld!). Ibland är de brandsäkra hylsorna också försedda med klämmor som ett alternativ (klämman längst till höger i fig. 2 a).

Spoiler: Fig.3 Exempel där klämmor med tre fingrar används för att hålla

a) Flaskor, b) Kromatografikolonner, c) Pipettkolonner.

Ringklämmor (eller järnringar) används också ofta i det organiska laboratoriet. De används för att hålla separeringstrattar (fig. 4 a) och kan användas för att säkra trattar när man filtrerar eller häller vätskor i smala fogar (fig. 4 b). Dessutom kan de användas tillsammans med ett trådnät för att fungera som en plattform för att stödja kolvar (fig. 4 c).

Spoiler: Fig.4 Användning av ringklämmor för:

a) Hålla separationstrattar, b) Hålla trattar, c) Montering av en justerbar plattform.

Plastklämmor (ibland kallade "Keck-klämmor" eller "Keck-clips") används också ofta för att säkra anslutningarna mellan fogarna (fig. 5). Klämmorna är riktningsbestämda och om de inte går att snäppa fast är de förmodligen upp och ned. Plastklämmor bör inte användas på någon del av en apparat som blir varm, eftersom de kan smälta vid temperaturer över 140 ˚C (fig. 5 b). Metallversioner av dessa clips kan användas som alternativ i varma områden. Man bör inte förlita sig på att klämmorna ska hålla någon större vikt, eftersom de lätt kan gå sönder (särskilt om de har värmts upp). Därför bör reaktionskolvar inte hållas fast med bara clips, utan alltid stödjas på något mer betydande sätt (t.ex. med en förlängningsklämma fäst vid ett ringstativ).

Spoiler: Fig.5

a)

Med

hjälp

av

en plastklämma, b) Smält klämma

Slutsats.

Jag har beskrivit den vanligaste laboratorieutrustningen som inte nämndes i temat Laboratorieglasvaror. Hoppas att denna information kommer att vara användbar och till hjälp för alla besökare på vårt forum. Om du har frågor, tveka inte att kontakta mig med frågor.