Boroszilikát üveg 3.3: Tulajdonságok, összetétel, hősokk és laboratóriumi alkalmazások

Sétáljon be szinte bármely működő kémiai laborba, és a padon lévő üvegáru csendben ugyanazt a specifikációt tartalmazza: boroszilikát üveg 3.3. A szám nem márka, tisztasági fokozat vagy marketingcímke. Egyetlen fizikai tulajdonsághoz, az átlagos lineáris tágulási együtthatóhoz kötött anyagmegjelölés, és sokat jósol egy lombik, kondenzátor, palack vagy reaktor viselkedéséről, ha melegítik, hűtik, kiürítik vagy agresszív vegyszerrel megtöltik. A 3.3 eredetének megértése teszi a választást boroszilikát 3.3 laboratóriumi üvegáru sokkal kevésbé találgatás.

Mit jelent valójában a 3.3 a boroszilikát üveg 3.3-ban?

A 3,3 boroszilikát üveget az átlagos lineáris tágulási együtthatója határozza meg: körülbelül 3,3 × 10-6 per kelvin, 20 és 300 °C között mérve. Ez a szám szerepel az ISO 3585 szabványban, amely az üvegcsalád tulajdonságait írja le, és ez az oka annak, hogy az anyagot általában egyszerűen "3.3"-nak nevezik, ahelyett, hogy szabadalmaztatott nevet adnának. A szabvány kelvinenként nagyjából plusz-mínusz 0,1 × 10-6 tűréshatárt tesz lehetővé, ezért a különböző gyártók termékei méretben és termikusan cserélhetők maradnak.

Az alacsony tágulás a kompozícióból adódik. Egy tipikus 3,3-as üveg nagyjából 81% szilícium-dioxidot (SiO2), körülbelül 13% bór-trioxidot (B2O3), körülbelül 4% nátrium-oxidot (Na2O) és néhány százalék alumínium-oxidot (Al2O3) tartalmaz, kis mennyiségű kálium-oxiddal együtt. A bór a kulcsfontosságú kiegészítés: belép a szilícium-dioxid-hálózatba, és korlátozza a szerkezet megnyúlását, amikor felmelegítik. Ha részletesebben szeretné megismerni a kémiát, olvassa el megjegyzésünket boroszilikát üveg kompozíció és a 3,3 ábra egyenként megy át az oxidokon.

Mivel mind az összetétel, mind a tágulás szabványos, a 3,3-as üveg egyszerre több besorolást is kielégít. Megfelel az USP I típusú boroszilikát üvegnek, az ASTM E438 Type I Class A osztálynak és a DIN ISO 3585 szabványban 3.3 boroszilikát üvegnek nevezett anyagnak. A laboratórium számára ez az átfedés inkább praktikus, mint akadémikus: ez egy gyógyszerkönyvi munkához vásárolt mérőlombikot és egy hőkezeléshez vásárolt reakciólombikot jelent, és ugyanazt a szintetizálhatja.

A legfontosabb tulajdonságok egy pillantással

Az alábbi táblázat azokat a számadatokat gyűjti össze, amelyek a leginkább számítanak, amikor kísérletet tervez, módszert ír, vagy megvizsgálja, hogy a szállítói állítás helytálló-e.

Hősokkállóság és miért számít a szám?

Az, hogy egy pohár mennyire bírja túl a hirtelen hőmérséklet-változást, leginkább a tágulási együtthatójától függ, mert a tágulás az, ami belső feszültséget hoz létre, amikor az edény egyik része melegebb, mint a másik. A nátron-mészüveg tágulása nagyjából egyharmadával a boroszilikát 3.3 elviseli az olyan eltéréseket, amelyek egy közönséges ivópoharat megrepednének. Hétköznapi értelemben egy vékony falú 3,3-as edény általában körülbelül 100-120 K-es lépésváltást képes végrehajtani, míg a hasonló vastagságú nátron-mészüveg 40 K-en vagy annál alacsonyabb hőmérsékleten meghibásodhat.

Ahol az egyszerű szám már nem egyszerű

A falvastagság és a geometria éppúgy számít, mint maga az együttható. A hő lassan halad át az üvegen, így egy vastag fal nagyobb belső gradienseket hoz létre, mint a vékony. A hirtelen átmenetek, mint például a vékony oldalfallal érintkező nehéz alap vagy a magas hőmérsékleten összeolvadt kötés, koncentrálják a feszültséget. Éppen ezért két, ugyanabból a 3,3-as csőből készült lombik nagyon eltérően viselkedhet, ha az egyiket hideg csap alatt leöblítjük, a másikat pedig levegőn hagyjuk kihűlni.

A legtöbb „rossz üvegnek” róható törés valójában kezelési probléma: a lombik egyik oldalának felmelegítése csupasz lánggal, hideg oldószer öntése egy forró edénybe, hajlító terhelés alatti kötés rögzítése, vagy egy csiszolt kúpos erőltetése, amely felszívta a szemcsét. A gyári izzítás egyszer megszünteti a gyártási feszültséget; a padon való gyengéd bánásmód eltávolítva tartja.

Vegyi ellenállás és határai

A Borosilicate 3.3 az ISO 719 és ISO 720 szabványok szerint rendkívül ellenálló üvegnek minősül, és megfelel az ISO 1776 savállósági követelményeinek. Mérhető támadás nélkül ellenáll a víznek, a híg és tömény savaknak, a sóoldatoknak és a legtöbb szerves oldószernek, ezért használják reagenstárolásra, térfogatmérésre, finom vegyszeres oszlopokban és kromatográfiás rendszerekben.

Vannak jól ismert kivételek, amelyek figyelmen kívül hagyása költséges:

• A hidrogén-fluorid és bármely fluorid tartalmú keverék gyorsan megtámadja a szilícium-dioxid hálózatot, ezért soha nem szabad üvegben tárolni vagy kezelni.
• A forró tömény foszforsav és a forró tömény lúg, például a nátrium- vagy kálium-hidroxid lassan, de folyamatosan oldja az üveget.
• Az üvegben hónapokig állni hagyott lúgos oldatok kioldják a nátriumot a felületről, és zavaros, maratott filmet hagynak maguk után.
• Az ismételt forró lúgos mosogatóprogramok bepárásítják a térfogatmérő edények felületét, és befolyásolhatják a büretták és pipetták finom furatát.

A rutinszerű tisztításhoz a semleges vagy enyhén savas tisztítószerek, majd a desztillált vizes öblítés kíméletesebbek, mint az erős lúgos fürdők, különösen az A osztályú mérőeszközök esetében, ahol a felület állapota befolyásolja a pontosságot.

Ahol a 3.3 boroszilikát üveget használják a laboratóriumban

Mivel az anyag egyesíti a hőstabilitást, a kémiai tehetetlenséget és az optikai tisztaságot, szinte mindenhol felbukkan egy működő laborban:

• Reakciómunka: egynyakú és többnyakú gömblombikok, burkolatos reakciólombikok, asztali reaktorok és nagyobb kísérleti méretű edények hozzáillő fedővel és keverőadapterekkel.
• Reflux és kondenzáció: Liebig, Allihn, Graham és légkondenzátorok, hideg ujjak és komplett reflux szerelvények.
• Desztilláció és bepárlás: desztillálófejek, frakcionáló oszlopok, töltőanyagok, vákuum-leadó adapterek, fröccsenésgátló izzók és rotációs elpárologtató alkatrészek.
• Szűrés: szinterezett üveg tölcsérek és tégelyek, szűrőlombik és teljes vákuumszűrő szerelvények.
• Tárolás és kezelés: csavaros kupakkal ellátott reagenspalackok, mintatartó fiolák, exszikkátorok, gázmosó palackok és oldószertartályok.
• Mérés és elemzés: mérőlombikok, büretták, mérőpipetták, mérőhengerek, kromatográfiás oszlopok, TLC előhívó tartályok és NMR csövek.
• Folyamat és kísérleti lépték: üvegreaktorrendszerek, átviteli vezetékek és kémlelőüvegek korrozív közegeket kezelő üzemekhez.

Ha a munkája a szintézisre összpontosít, akkor az A 3.3 osztályú üveg háromnyakú, gömbölyű fenekű lombikjához a leggyakrabban fog nyúlni. Egyszerre fogadja a keverőt, hőmérőt vagy adagolótölcsért és kondenzátort, a szabványos kúposok pedig minden mással cserélhetők a kötésrendszerben.

A osztályú háromnyakú gömblombik laboratóriumi szintézishez Egy A osztályú háromnyakú gömblombik szerves szintézishez és szabályozott melegítéshez, 50-2000 ml-es méretben, szabványos csatlakozásokkal. Termék megtekintése →

A tárolási oldalon a 3,3 magas boroszilikát üvegből készült, kék kupakos reagenspalack a polc csendes igáslója: a csavaros kupak zsírmentesen zár, a fal elég vastag a mindennapi kezeléshez, az anyag pedig vállat von a leggyakrabban elérhető távolságban tartott savaktól és oldószerektől.

Kék kupakos menetes reagenspalack 3.3 boroszilikát üvegben Kék kupakú, 3,3-as boroszilikát reagenspalack a laboratóriumi reagensek biztonságos tárolására, 100 ml-től 20000 ml-ig, menetes tömítéssel. Termék megtekintése →

Gyakorlati tanácsok a 3.3-as üvegáruval való munkavégzéshez

Néhány szokás miatt a 3,3-as üvegáruk évekig, nem pedig hónapokig használhatók:

1. A köszörült illesztéseket lehetőleg tisztán és szárazon szerelje össze. Ha egy elzárócsapot kenni kell, használjon PTFE hüvelyeket vagy egy kevés szilikonzsírt, és utána tisztítsa meg.
2. Támassza meg a többnyakú lombikokat és a nehéz kondenzátorokat a csatlakozás felett elhelyezett bilincsekkel. Az üveg soha nem hordhatja ferdén a saját súlyát.
3. Az illesztéseket erőltetés helyett finom forgatással tömítse. A beszorult kúp általában meggörbült, piszkos vagy túlfeszített ízülettel kezdődik.
4. Lassan melegítsen köpennyel, olajfürdővel vagy fűtőtömbbel. Kerülje a közvetlen lángot, és soha ne alkalmazzon helyi hőt vékony helyre vagy javított területre.
5. Fokozatosan hűtsük le. A lombik 200 °C-os fürdőből történő hideg víz alatti öblítése a megmagyarázhatatlan törés leggyakoribb oka.
6. Figyelje a hőmérséklet-különbségeket az abszolút hőmérsékletek helyett. 3.3 üveg fogantyúk 300 °C kényelmesen; néhány centiméteres falon átívelő 150 K-es gradiens ellen irányul.
7. Vákuumos munka előtt ellenőrizze, hogy a felnik és az ízületek nincsenek-e finom repedések. A kiürített üvegedények meglepően sok energiát tárolnak.

A munkájához illő 3.3-as üvegáru kiválasztása

A katalógusok összehasonlításakor a „boroszilikát” szó helyett a bővítési számot kérje. A semleges üveget és más nagy tágulású anyagokat néha lazán boroszilikátként írják le, mégis egészen másként viselkednek egy főzőlapon. Az anyagon kívül ellenőrizze az illesztési méreteket a már birtokolt üvegárukhoz, a falvastagságot az elvárt hőterheléshez, és hogy a mérőeszköz rendelkezik-e A osztályú jelöléssel.

A Shanghai Heqi Glassware 2002 óta gyárt szabványos köszörült fugaüvegeket, saját üveg-, fémmegmunkáló és összeszerelő műhelyeinkkel, és saját darabjainkat és más gyártók műszereit is szállítjuk, hogy egy laboratórium egy megrendeléssel komplett berendezést tudjon felépíteni. Ha nem biztos abban, hogy egy adott lombik vagy palack eredeti 3.3-as verziója, vásárlás előtt szívesen megbeszéljük Önnel a specifikációt.

Még egy egyszerű, alacsony formájú főzőpohárnak is ugyanaz a fegyelem. A vastag falú, lapos talpú, 3,3-as főzőpohár egyenletesen melegszik a főzőlapon, túléli a gyors hidegpadra költözést, és lehetővé teszi, hogy a szem megerőltetése nélkül figyelje a megoldást.

Alacsony formájú boroszilikát üvegpohár laboratóriumi kémiához Alacsony formájú 3,3-as boroszilikát főzőpohár az egyenletes melegítéshez és a reakció tiszta megfigyeléséhez, kiöntőcsővel és lapos alappal a keveréshez. Termék megtekintése →

A boroszilikátüveg 3.3 egyike azon kevés laboratóriumi szabványoknak, amelyek évtizedek óta változatlanok, és ez a stabilitás a lényeg. A szám mutatja a tágulást, a tágulás a termikus viselkedést, a szabvány pedig azt, hogy az egyik gyártó kötése még mindig illeszkedik egy másik gyártó kondenzátorához. Ilyen feltételek mellett válassza ki üvegedényeit, bánjon gyengéden az ízületekkel, tartsa távol a forró lúgos fürdőt, és nagyon sokáig fog működni a padon.