Borosilikat Cam 3.3: Özellikleri, Bileşimi, Termal Şok ve Laboratuvar Uygulamaları

Çalışan hemen hemen her kimya laboratuvarına girdiğinizde tezgahtaki cam eşyaların sessizce aynı özelliği paylaştığını görürsünüz: borosilikat cam 3.3. Numara bir marka, netlik derecesi veya pazarlama etiketi değildir. Bu, tek bir fiziksel özelliğe, yani ortalama doğrusal genleşme katsayısına bağlı bir malzeme tanımıdır ve bir şişenin, yoğunlaştırıcının, şişenin veya reaktörün ısıtıldığında, soğutulduğunda, boşaltıldığında veya agresif kimyayla doldurulduğunda nasıl davranacağı hakkında büyük ölçüde öngörüde bulunur. 3.3'ün nereden geldiğini anlamak, borosilikat 3.3 laboratuvar cam eşyaları çok daha az tahmin.

Borosilikat Cam 3.3'teki 3.3 Aslında Ne Anlama Geliyor?

Borosilikat cam 3,3, ortalama doğrusal genleşme katsayısıyla tanımlanır: 20 ila 300 °C arasında ölçülen, kelvin başına yaklaşık 3,3 × 10-6. Bu rakam, bu cam ailesinin özelliklerini tanımlayan standart olan ISO 3585'te yazılıdır ve malzemeye özel bir isim vermek yerine genellikle basitçe "3.3" olarak adlandırılmasının nedeni budur. Standart, kelvin başına kabaca artı veya eksi 0,1 × 10-6 toleransa izin verir, bu nedenle farklı üreticilerin ürünleri boyutsal ve termal olarak birbirinin yerine kullanılabilir kalır.

Düşük genleşme kompozisyondan kaynaklanmaktadır. Tipik bir 3,3 cam, kabaca %81 silikon dioksit (SiO2), yaklaşık %13 bor trioksit (B2O3), yaklaşık %4 sodyum oksit (Na2O) ve yüzde birkaç alüminyum oksit (Al2O3) ile birlikte az miktarda potasyum oksit içerir. Bor önemli bir katkıdır: silika ağına girer ve ısındığında yapının ne kadar esneyeceğini sınırlar. Kimyayı daha ayrıntılı olarak öğrenmek isterseniz, notumuz borosilikat cam bileşimi ve 3.3 şekli oksitlerin içinden birer birer geçer.

Hem bileşim hem de genişleme standartlaştırıldığı için 3,3 cam aynı anda birçok sınıflandırmayı karşılar. USP Tip I borosilikat cama, ASTM E438 Tip I Sınıf A'ya ve DIN ISO 3585'te borosilikat cam 3.3 olarak tanımlanan malzemeye karşılık gelir. Bir laboratuvar için bu örtüşme akademik olmaktan ziyade pratiktir: bu, farmakope çalışması için satın alınan hacimsel bir şişe ile bir sentez tezgahı için satın alınan bir reaksiyon şişesinin aynı temel malzemeyi ve aynı termal davranışı paylaşabileceği anlamına gelir.

Bir Bakışta Temel Özellikler

Aşağıdaki tablo, bir deney planlarken, bir yöntem yazarken veya bir tedarikçinin iddiasının geçerli olup olmadığını kontrol ederken en çok önem taşıyan rakamları toplamaktadır.

Termal Şok Direnci ve Sayı Neden Önemli?

Bir camın ani bir sıcaklık değişimine ne kadar iyi dayanabildiği çoğunlukla genleşme katsayısına bağlıdır, çünkü kabın bir kısmı diğerinden daha sıcak olduğunda iç gerilimi yaratan şey genleşmedir. Soda-kireç camının kabaca üçte biri oranında genleşen borosilikat 3.3, sıradan bir içme bardağını kırabilecek farklılıkları tolere eder. Günlük anlamda, ince duvarlı 3,3'lük bir kap genellikle yaklaşık 100 ila 120 K'lik bir adım değişikliği alabilirken, benzer kalınlıktaki soda-kireç camı 40 K veya daha düşük bir sıcaklıkta başarısız olabilir.

Basit Sayının Basit Olmayı Durdurduğu Yer

Katsayının kendisi kadar duvar kalınlığı ve geometrisi de önemlidir. Isı camdan yavaşça hareket eder, bu nedenle kalın bir duvar, ince bir duvardan daha büyük iç eğimlere neden olur. Ağır bir tabanın ince bir yan duvarla buluşması veya yüksek sıcaklıkta kaynaşmış bir bağlantı gibi ani geçişler stresi yoğunlaştırır. Bu nedenle aynı 3.3 borudan yapılmış iki şişeden biri soğuk musluk altında durulandığında ve diğeri havada soğumaya bırakıldığında çok farklı davranabilir.

"Kötü cam"a atfedilen kırılmaların çoğu aslında bir kullanım problemidir: bir şişenin bir tarafını çıplak alevle ısıtmak, soğuk solventi sıcak bir kaba dökmek, bir eklemi bükülme yükü altında sıkıştırmak veya kum toplayan bir zemin konikini zorlamak. Fabrikada tavlama, üretim stresini bir kez ortadan kaldırır; Tezgahta nazik tutuş, onu ortadan kaldırır.

Kimyasal Direnç ve Sınırları

Borosilikat 3.3, ISO 719 ve ISO 720 kapsamında yüksek dirençli bir cam olarak sınıflandırılır ve ISO 1776'nın asit direnci gereksinimlerini karşılar. Suya, seyreltik ve konsantre asitlere, tuz çözeltilerine ve çoğu organik çözücüye ölçülebilir bir saldırı olmadan direnç gösterir, bu nedenle ince kimyasallarda ve farmasötiklerde reaktif depolama, hacimsel ölçüm, kromatografik kolonlar ve reaktör sistemleri için kullanılır.

İyi bilinen istisnalar vardır ve bunları göz ardı etmek pahalıdır:

• Hidroflorik asit ve florür içeren herhangi bir karışım, silika ağına hızla zarar verir ve asla cam içinde saklanmamalı veya kullanılmamalıdır.
• Sıcak konsantre fosforik asit ve sodyum veya potasyum hidroksit gibi sıcak konsantre alkali, camı yavaş ama istikrarlı bir şekilde çözer.
• Aylarca bir şişede bekletilen alkali çözeltiler yüzeydeki sodyumu süzer ve bulanık, kazınmış bir film bırakır.
• Tekrarlanan sıcak alkali bulaşık makinesi döngüleri hacimsel eşyaların yüzeyini buğulandırır ve büretlerin ve pipetlerin ince deliklerini etkileyebilir.

Rutin temizlik için, nötr veya hafif asidik deterjanlar ve ardından damıtılmış suyla durulama, özellikle yüzey koşulunun doğruluğu etkilediği A Sınıfı ölçüm gereçleri için güçlü alkali banyolardan daha naziktir.

Borosilikat Cam 3.3'ün Laboratuvarda Kullanıldığı Yerler

Malzeme termal stabiliteyi, kimyasal inertliği ve optik berraklığı bir araya getirdiğinden, çalışan bir laboratuvarın hemen hemen her yerinde ortaya çıkar:

• Reaksiyon çalışması: tek boyunlu ve çok boyunlu yuvarlak dipli şişeler, ceketli reaksiyon şişeleri, tezgah üstü reaktörler ve eşleşen kapaklara ve karıştırıcı adaptörlere sahip daha büyük pilot ölçekli kaplar.
• Geri akış ve yoğunlaşma: Liebig, Allihn, Graham ve hava yoğunlaştırıcıları, soğuk parmaklar ve tam geri akış düzenekleri.
• Damıtma ve buharlaştırma: damıtma kafaları, ayırma kolonları, paketleme malzemeleri, vakumlu çıkış adaptörleri, sıçrama önleyici ampuller ve döner buharlaştırıcı bileşenleri.
• Filtreleme: sinterlenmiş cam huniler ve potalar, filtre şişeleri ve tam vakumlu filtreleme düzenekleri.
• Depolama ve taşıma: vidalı kapaklı reaktif şişeleri, numune şişeleri, desikatörler, gaz yıkama şişeleri ve solvent rezervuarları.
• Ölçüm ve analiz: hacimsel şişeler, büretler, dereceli pipetler, dereceli silindirler, kromatografi kolonları, TLC geliştirme tankları ve NMR tüpleri.
• Proses ve pilot ölçek: aşındırıcı ortamlarla çalışan tesisler için cam reaktör sistemleri, transfer hatları ve gözetleme camları.

Çalışmanız sentez odaklıysa, A Sınıfı 3.3 camdan yapılmış üç boyunlu yuvarlak dipli matara en sık ulaşacağınız parçadır. Aynı anda bir karıştırıcı, bir termometre veya ekleme hunisi ve bir kondansatörü kabul eder ve standart konikler onu bağlantı sistemindeki diğer her şeyle değiştirilebilir kılar.

Laboratuvar Sentezi için A Sınıfı Üç Boyunlu Yuvarlak Tabanlı Şişe Organik sentez ve kontrollü ısıtma için A Sınıfı üç boyunlu, yuvarlak tabanlı bir şişe, standart bağlantılarla 50 mL'den 2000 mL'ye kadar boyutlarda mevcuttur. Ürünü Görüntüle →

Depolama tarafında, 3,3 yüksek borosilikat camdan yapılmış mavi kapaklı bir reaktif şişesi, rafın sessiz çalışma atıdır: vidalı kapak gressiz contalar, duvar günlük kullanım için yeterince kalın ve malzeme, genellikle erişilebilen asitlere ve solventlere karşı omuz silkiyor.

3.3 Borosilikat Camdan Mavi Kapaklı Dişli Reaktif Şişesi Güvenli laboratuvar reaktifi depolaması için mavi kapaklı 3,3 borosilikat reaktif şişesi, dişli contayla 100 mL'den 20000 mL'ye kadar mevcuttur. Ürünü Görüntüle →

3.3 Züccaciyeyle Çalışmak İçin Pratik Notlar

Birkaç alışkanlık 3,3 cam eşyanın aylarca değil yıllarca hizmette kalmasını sağlar:

1. Zemin bağlantılarını mümkün olduğunca temiz ve kuru bir şekilde monte edin. Musluğun yağlanması gerekiyorsa, PTFE manşonlar veya az miktarda silikon yağı kullanın ve ardından temizleyin.
2. Çok boyunlu şişeleri ve ağır kondansatörleri bağlantı yerinin üzerine yerleştirilen kelepçelerle destekleyin. Cam hiçbir zaman kendi ağırlığını açılı olarak taşımamalıdır.
3. Bağlantı yerlerini kuvvet kullanmak yerine hafifçe döndürerek kapatın. Sıkışmış bir konik genellikle bükülmüş, kirli veya aşırı sıkılmış bir bağlantıyla başlar.
4. Manto, yağ banyosu veya ısıtma bloğuyla yavaşça ısıtın. Doğrudan ateşten kaçının ve asla ince bir noktaya veya onarılmış bir alana yerel ısı uygulamayın.
5. Yavaş yavaş soğutun. Bir şişenin 200 °C'lik bir banyodan doğrudan soğuk su altında durulanması, açıklanamayan kırılmanın en yaygın nedenidir.
6. Mutlak sıcaklıklar yerine sıcaklık farklarını izleyin. 3,3 cam kulplar 300 °C'de rahatlıkla kullanılır; birkaç santimetrelik duvar boyunca 150 K'lık bir eğime itiraz ediyor.
7. Herhangi bir vakumlama işleminden önce jantlarda ve bağlantı noktalarında ince çatlak olup olmadığını kontrol edin. Boşaltılmış cam eşyalar şaşırtıcı miktarda enerji depolar.

İşinize Uygun 3.3 Züccaciye Seçimi

Katalogları karşılaştırırken "borosilikat" kelimesi yerine genişleme rakamını isteyin. Nötr cam ve diğer yüksek genleşmeli malzemeler bazen kabaca borosilikat olarak tanımlanır, ancak bunlar bir ısıtıcı plaka üzerinde oldukça farklı davranırlar. Malzemenin ötesinde, halihazırda sahip olduğunuz cam eşyalara göre derz boyutlarını, beklediğiniz termal yük için duvar kalınlığını ve ölçü eşyalarının A Sınıfı işareti taşıyıp taşımadığını kontrol edin.

Shanghai Heqi Glassware, 2002 yılından beri kendi cam, metal işleme ve montaj atölyelerimizle standart zemin birleştirme cam ürünleri üretmektedir ve bir laboratuvarın tek siparişte komple bir kurulum oluşturabilmesi için hem kendi parçalarımızı hem de diğer üreticilerin aletlerini tedarik etmekteyiz. Belirli bir şişenin veya şişenin orijinal 3.3 olup olmadığından emin değilseniz, satın almadan önce teknik özellikleri sizinle konuşmaktan memnuniyet duyarız.

Sade, düşük biçimli bir kap bile aynı disiplinden yararlanır. Kalın duvarlı ve düz tabanlı 3,3'lük bir beher, ocakta eşit şekilde ısınır, soğuk bir tezgaha hızlı bir şekilde taşınır ve gözlerinizi yormadan çözümü izlemenize olanak tanır.

Laboratuvar Kimyası için Düşük Formlu Borosilikat Cam Beher Karıştırma için dökme ağzı ve düz tabanı olan, eşit ısıtma ve net reaksiyon gözlemi için düşük formlu 3,3 borosilikat beher. Ürünü Görüntüle →

Borosilikat cam 3.3, onlarca yıldır değişmeden kalan birkaç laboratuvar standardından biridir ve asıl mesele stabilitedir. Sayı size genleşmeyi söyler, genleşme size termal davranışı söyler ve standart size bir üreticinin bağlantısının yine de başka bir üreticinin kondansatörüne uyacağını söyler. Züccaciyenizi bu şartlara göre seçin, bağlantı yerlerine nazik davranın, sıcak alkali banyoları ondan uzak tutun; böylece tezgahınızda çok uzun süre çalışmaya devam edecektir.