Хімічний посуд для роботи в лабораторіях і наукових центрах

Хімічний посуд різних форм, матеріалів і призначення – першочерговий інвентар для всіляких досліджень, аналізів, експериментів. Завдяки йому, якісному і безпечному, можливе здійснення безлічі робочих процесів. Якщо загалом, то забезпечується функціонування установи. Якщо зокрема, то зберігаються реактиви і хімікати, виконуються різнотипні аналізи, аналітичні дослідження, здійснюється вивчення хімічних і біологічних реакцій, органічний та неорганічний синтез, досягаються точність й ефективність результатів, спрощується робота лаборанта/дослідника, а також підвищується безпека.

Вимоги до хімічного посуду

У різних лабораторіях і наукових центрах знаходить застосування чималий перелік спеціального хімічного посуду. Головна вимога, якій він повинен відповідати – хімічна інертність (здатність протистояти руйнівній дії лужних і кислотних середовищ, інших агресивних, сильно діючих розчинів). Додаткова, але часто не менш важлива – термічна стійкість (здатність витримувати різкі температурні стрибки і критичні температури). Для деяких виробів має значення витримування стерилізації. У випадку необхідності отримання точних цифр стосовно обсягів речовин, хімічні лабораторні ємності не повинні змінювати свої розміри при змінах температури навколишнього середовища. А при нагріванні/охолодженні зразків, реактивів і т.і. матеріал посуду має надійно запобігати ймовірності руйнування в результаті теплового удару. Все це пояснює, чому хім. лаб. вироби переважно виробляють зі скла, порцеляни й деяких видів пластику – матеріалів, що відповідають особливим вимогам.

Скляний хімічний посуд для лабораторій і наукових центрів

В аналітичних, дослідних та інших лабораторіях, де має місце залучення хімічних речовин, найчастіше в роботу беруть скляні ємності. З їхньою допомогою проводять досліди, здійснюють аналіз, синтезують речовини, очищають тощо. Звичайне, хімічно і/або термічно стійке скло (з відповідним маркуванням ХС, ТС, ТХС) – найпоширеніший матеріал для виготовлення мензурок, склянок, циліндрів, бюреток, пробірок, колб, піпеток, трубок, лійок, чашок, пляшок, крапельниць, бюксів, наконечників, тиглів, кристалізаторів, ексикаторів та низки інших видів лабораторного посуду.

Скляні ємності бувають тонко- і товстостінними, прозорими й непрозорими, здатними поглинати УФ-промені. Всі вони високоміцні, зручні в застосуванні, добре протистоять руйнівним властивостям їдких розчинів, кислот, лугів та ін., забезпечують збереження реактивів, запобігають руйнуванням від теплового удару, не дозволяють матеріалу впливати на результат дослідження, тим самим сприяючи максимальній ефективності виконання аналізів, а ще дають можливість працювати зі шкідливими й токсичними сполуками без ризиків для здоров’я.

На сьогодні лабораторний посуд може бути виготовлений з таких видів скла:

- кварцове. Такі ємності використовують, якщо необхідно працювати при значних температурах (до 1000-1200 °С, а то і вищих), оскільки t розм’якшення кварцового скла – 1600 °С. Це однокомпонентний матеріал, сформований чистим оксидом кремнію (99,95 %). Для порівняння: кількість головного компонента в звичайному лабораторному склі не перевищує 70 %.

Кварцовий хіміко-лабораторний посуд не тільки володіє високою хім. і термостійкістю, не боїться температурних коливань, не тріскається внаслідок їхньої дії, але й майже не розширюється при нагріванні. Він несприйнятливий до кислот, за винятком фтористоводневої та ортофосфорної в певних концентраціях. Як і годиться, йому характерна кислототривкість, чудова оптична гемогенність, стійкість до іонізуючого та лазерного випромінювання, до високого тиску і вібрацій, майже абсолютне непоглинання світла й тривала експлуатація;

- боросилікатне (пірексне). Хімпосуд з тугоплавкого пірексу вважається одним з найкращих варіантів, оскільки відповідає всім необхідним вимогам, плюс характеризується малим коефіцієнтом терморозширення. Він дуже зручний у застосуванні, термостійкий і з високою механічною міцністю. Йому не так страшні раптові охолодження, як низці інших сортів скла. Але варто враховувати його меншу стійкість до лугів, особливо до поєднання концентрований їдкий луг + висока t, боязнь концентрованої фосфорної та плавикової кислот.

У складі пірексного скла – 80 % діоксиду кремнію. Це силікатний матеріал, який містить не тільки оксиди кальцію, кремнію, соду кальциновану, але й окис бору, що, власне, і відбивається в його назві. Саме за B₂O₃ – реалізація стійкості до низьких та високих температур (-80+525 °С) і потрібної інертності до кислот, лугів, солей та безлічі органічних сполук. Т розм’якшення матеріалу дорівнює приблизно 620 °С. З цього різновиду скла виготовляється чимало хім.-лаб. посуду, на що, як ви вже зрозуміли, є достатньо вагомих причин.

Також   виготовляють зі шоттовського, або ієнського, скла (основа для високоякісних лабораторних виробів), дюробаксу (примітний тугоплавкістю), фіолаксу (має максимальну хім. стійкість) і переліку інших спеціальних сортів. Такі вироби задіюють для особливо відповідальних робіт, використовуючи в кожному з них найсильніші сторони. Логічна їх більш висока вартість, у порівнянні з поширеним скляним посудом – вона повністю виправдовує себе в конкретних ситуаціях. Але переплачувати, якщо немає певної потреби в тій або іншій якості, не варто. Кварцове та боросилікатне скло – добротні варіанти для виробництва хімпосуду в більшості випадків.

Порцеляна як чудовий матеріал для виготовлення хімічного посуду

На особливому місці в сегменті, який розглядається, стоїть унікальний за своїми властивостями порцеляновий посуд, що відрізняється максимальною хімічною та термостійкістю, а також високоміцністю. Його використовують у багатьох хіміко-аналітичних і клініко-діагностичних лабораторіях різних галузей при виконанні основних і додаткових процесів. Він на ура справляється там, де ємності з інших матеріалів, зокрема й зі скла, впоратися не можуть.

Порцеляна – матеріал, який створюється з низки складників. У його структурі – каолін, кварц, польовий шпат та інші алюмосилікати. Порцеляновий хім. посуд добре підходить для роботи з кислотами (в т.ч. гарячими) і лугами. Виняток – фосфорна і фтористоводнева к-ти, що руйнують порцеляну. Також її здатні руйнувати нагріті концентровані лужні розчини.

Порцеляновий посуд можна нагрівати до 1200 °С. Він – найкращий інструмент для термогравіметричного аналізу знаходження сухих компонентів у рідинах у стаціонарних умовах. Його застосовують для випалу сухого осаду й інших небезпечних процесів. Але варто враховувати, що вироби з порцеляни важчі та завжди непрозорі, тобто їх експлуатація, на загал, вузькоспеціалізована.

Форма і призначення порцелянового посуду бувають різні. Найчастіше з цього матеріалу виробляють випарні чаші, високі та низькі тиглі з покришками і без, лійки Бюхнера, сітки, ступки і пести (товкачі), човники прямокутні й для спалювання, склянки, кухлі, каструлі, ложки, шпателі та ін.

У зв’язку зі здатністю порцелянових тонкостінних ємностей (перш за все, випарних чаш) витримувати різкі стрибки температури, вони з успіхом задіюються для випарювання на піщаних і водяних банях, азбестових сітках. Разом з тим, випарювати на відкритому вогні не варто, оскільки в таких умовах порцеляна може тріснути.

Ті вироби, призначення яких полягає в нагріванні та зберіганні речовин, часто з внутрішньої сторони покривають спеціальною поливою, від характеристик якої великою мірою залежить рівень опору хім. впливам. Ця полива збільшує абразивну міцність і стійкість до агресивних кислотних та лужних речовин.

У випарних чашах і каструлях кристалізують матеріали й здійснюють випарювання рідких середовищ. Стінки таких каструль, як правило, товсті, тому нагрівання слід здійснювати поступово, без поспіху.

У човниках спалюють органічні речовини. Плюс їх використовують для встановлення вмісту вуглецю в складі сталей.

Порцелянові склянки затребувані для нагрівання і виконання елементарних операцій. Лійки Бюхнера – для фільтрації осаду і роз’єднання твердих та рідких речовин у холодному й гарячому вигляді. Тиглі Розе – для плавлення і нагрівання з фіксуванням газів, що випаровуються.

Пластиковий хімічний посуд для лабораторних процесів

Лабораторний хімічний посуд із пластику – це вироби, виготовлені з різних інертних промислових полімерів, зокрема з полістиролу, поліпропілену, поліетилену, тефлону та ін. Кожен із застосовуваних полімерних матеріалів володіє необхідними для роботи в лабораторії властивостями. Взяти хоча б поліпропілен... Він чудово витримує температуру до 135 °С. Посуд з нього напівпрозорий, підходить для тривалої стерилізації газами і всілякими хім. сполуками, в тому числі формаліном і етанолом. Легкий та міцний, поліпропілен ще й високостійкий до хімікатів: сильно концентрованих кислот, лугів, спиртів та альдегідів.

Пластиковий посуд, загалом, характеризується легкістю і міцністю, тривалим експлуатаційним періодом, зручністю застосування й гігієнічністю, абсолютною безпекою при виконанні дослідів, і має специфічні хім. властивості. Він зручний у транспортуванні, не б’ється, не провокує складнощів при митті та оперативно висихає. Також сприяє дотриманню стерильних умов під час експерименту. Температурний інтервал його використання – переважно досить широкий без трансформацій рівня хімічної стійкості на крайніх (високому і низькому) показниках температури. Хоча в деяких випадках при високій хім. стійкості термостійкість низька, тому такі ємності рекомендовані для робіт, які не передбачають нагрівання. Полімери проявляють стійкість до кислот, лугів та інших агресивних сполук. Тому частина реактивів допускається для зберігання лише в полімерній тарі.

Вагома перевага лабораторного пластику – його доступність. Невисоку вартість пояснює простота виготовлення. Також з ним набагато легше дотримуватися санітарно-епідеміологічних умов. Пружність пластику – запорука його значних протиударних властивостей.

Пластиковий лабораторний посуд буває багато- і одноразовим. Завдяки останньому можна позбавити робочий процес від необхідності чистити ємності від реактивів після завершення експериментів, тим самим заощаджуючи час.

З різних видів пластику виробляють мірні склянки, крапельниці, колби, мензурки, кухлі, циліндри, банки, пляшки, флакони, кришки, чашки Петрі, промивалки, піпетки, лійки для рідких і сипких речовин, контейнери, судки та інший лабпосуд для переміщення й зберігання хім. реактивів, пробірки для центрифугування, піпет-дозатори, наконечники, набори для переливання крові тощо.

Дуже корисні в лабораторіях пластикові колби. Фізична структура їх матеріалу відкидає слабкості, характерні скляним аналогам. Колби з пластику ідеальні для пересувних лабораторій. Завдяки їх застосуванню можна не турбуватися про збереження небезпечних реактивів.

Пластикові лійки також примітні. За рахунок витримування широкого температурного діапазону, вони підходять для роботи з гарячими рідинами без найменшого ризику пошкодження поверхні. Фільтрацію і переливання рідких середовищ за допомогою лійок із пластику сьогодні здійснюють у багатьох хімічних лабораторіях.

Пластикові пробірки... Не переоцінити їх значення для медичної сфери, де надважливими завданнями є збір, зберігання та аналіз різних біологічних зразків. Так ось, довго була актуальна проблема ймовірності розбивання і недостатньої герметичності, яку повністю вирішили сучасні вакуумні пробірки з пластику. Ці ємності абсолютно герметичні та, як слід, запобігають контакту зразка з повітрям. А ще вони легкі й пружні – пошкодити такі майже нереально при будь-яких типах транспортування.

З урахуванням усього сказаного вище, можна зробити висновок, що скло, порцеляна і пластик заслужено визнані найкращими матеріалами для виробництва хіміко-лабораторного посуду. Але заради справедливості зазначимо: коли в певних ситуаціях недостатньо хімічної, термічної стійкості або ж актуалізується потреба в якихось інших специфічних властивостях, перевага може віддаватися ємностям з альтернативних матеріалів, наприклад металевим.

Догляд за лабораторним посудом: основні правила

Лабораторний посуд завжди повинен бути чистим і повністю готовим до застосування. Відтак мити його необхідно відразу після задіяння. Якісне миття робочих ємностей – важлива передумова для досягнення правдивих і точних результатів хімічних аналітичних досліджень. Неякісне ж провокує зайві витрати часу, псування витратних матеріалів і недостовірність висновків.

Миття хімічного посуду здійснюється в мийках. Як варіанти – на лабораторних столах або в витяжних шафах, в яких мийка присутня як конструктивний елемент.

Мити хіміко-лабораторні вироби необхідно, дотримуючись таких моментів:

• з урахуванням специфіки речовин, що забруднили посуд;
• орієнтуючись в ступені розчинності у воді певної температури, а також у кислотах, лугах і сольових розчинах;
• знаючи, як миття хім. посуду прискорюють, полегшують окислювачі та розчинники, здатні розщеплювати забруднення мінерального характеру;
• не використовуючи сильні окислювачі для пластику;
• для миття скляного та лабораторного посуду можна застосовувати ПАР;
• йоржик – чудове пристосування для очищення скляних виробів, завдяки йому механічним способом можна позбуватися твердих і закипілих забруднень навіть на віддалених точках вузьких ємностей;
• після основних маніпуляцій слід здійснювати ополіскування проточною водою, доречне і додаткове миття водою дистильованою;
• хім.-лаб. посуд з токсичними речовинами потрібно мити у витяжній шафі;
• сушити при правильній температурі, наприклад, товстостінні посудини – при t 65-70 °С, пластмасові – максимум при 45 °С, а ще в належному положенні, як ось склянки тільки перевернутими.

Зберігати матеріали, використовувані при митті, найкраще поблизу лабораторної мийки, щоб вони завжди в потрібний момент були під рукою і сприяли дотриманню правильної послідовності дій. А сам посуд необхідно розкладати в шафи і ящики, щоб запобігти биттю. У випадку з виробами зі спеціальних сортів скла, що потребують підвищеної обережності, зберігання найкраще здійснювати окремо від іншого посуду. Крихкі ємності, наприклад, колби К’єльдаля, перед подальшим застосуванням рекомендовано проварювати півгодини-годину в концентрованому р-чині кухонної солі. Крихкий тонкостінний посуд, застосовуваний для робіт без нагрівання, можна доповнювати спеціальним покриттям, що запобігає поломкам від ударів.

Мега важливо дотримуватися техніки безпеки. Миття хімічного посуду, зокрема з поліпропілену, нерідко відбувається з залученням їдких хімікатів. Є ризик обпектися, виконуючи знезараження. Крім того, існують й інші можливі негативи, які реалізуються при недотриманні запобіжних заходів.

Хімічний посуд для роботи в лабораторіях і наукових центрах різноманітний та незамінний. При використанні за призначенням він забезпечує безліч експлуатаційних переваг, а у випадку недбалого/неправильного поводження здатний призвести до негативних наслідків. Проте останнє вам не загрожує, тому що ви тепер знаєте, що і як слід робити. Будуть додаткові запитання – звертайтеся!