کلاس بندی شیشه آلات آزمایشگاهی چیست؟
شیشه آلات آزمایشگاهی با تنوع گسترده در شکل، اندازه و جنس، نقش محوری در انجام دقیق و صحیح آزمایش‌ها ایفا می‌کنند. طبقه‌بندی دقیق شیشه آلات بر اساس پارامترهایی چون دقت اندازه‌گیری، مقاومت شیمیایی و حرارتی، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. این طبقه‌بندی نه تنها به انتخاب صحیح ابزار برای هر آزمایش کمک می‌کند، بلکه تضمینی برای دستیابی به نتایج قابل اعتماد و تکرارپذیر است. در این مقاله، به بررسی دقیق کلاس بندی شیشه آلات آزمایشگاهی و معیارهای طبقه‌بندی آن‌ها پرداخته خواهد شد.
علت استفاده گسترده از وسایل شیشه‌ای در آزمایشگاه
قبل از اینکه در مورد کلاس بندی شیشه آلات آزمایشگاهی صحبت کنیم باید در مورد علت استفاده گسترده از وسایل شیشه ای در آزمایشگاه ها را بدانیم. شیشه به دلیل شفافیت، مقاومت شیمیایی بالا در برابر بسیاری از مواد شیمیایی، مقاومت حرارتی مناسب و بی‌اثر بودن در واکنش‌های شیمیایی، انتخابی ایده‌آل برای انجام آزمایش‌ها است. شفافیت شیشه به محققان اجازه می‌دهد تا تغییرات رنگ، رسوب و سایر پدیده‌های شیمیایی را به راحتی مشاهده کنند.
مقاومت شیمیایی بالا نیز باعث می‌شود که شیشه در تماس با بسیاری از مواد شیمیایی خورنده دچار واکنش نشده و نتایج آزمایش را تحت تأثیر قرار ندهد. همچنین، مقاومت حرارتی شیشه امکان گرم کردن مستقیم بسیاری از مواد شیمیایی را فراهم می‌کند. به طور کلی، این ویژگی‌ها شیشه را به یک ماده بسیار کاربردی در ساخت ابزارهای آزمایشگاهی تبدیل کرده است.
جنس این شیشه آلات معمولاً بوروسیلیکات است که به دلیل مقاومت بالا در برابر حرارت و مواد شیمیایی، برای این کاربرد بسیار مناسب است. دقت اندازه‌گیری و مقاومت شیمیایی این شیشه‌ها نیز اهمیت دارد، زیرا در فرآیند فیلتراسیون ممکن است با مواد مختلفی در تماس باشند. ست فیلتراسیون میلی پور، ابزاری حیاتی در آزمایشگاه‌هاست که برای جداسازی جامدات از مایعات به کار می‌رود. این ست شامل قطعات شیشه‌ای آزمایشگاهی مختلفی مانند ارلن مایر، قیف بوخنر، و گیره می‌شود که در کنار هم، امکان فیلتراسیون تحت خلاء را فراهم می‌کنند.
همه چیز در مورد کلاس بندی شیشه آلات آزمایشگاهی
کلاس بندی شیشه آلات آزمایشگاهی بر اساس دقت چیست؟
دقت اندازه گیری یکی از مهم ترین عوامل در انتخاب شیشه آلات آزمایشگاهی است. بر اساس تعیین انجمن مواد و آزمون آمریکا، شیشه آلات به کلاس های مختلفی تقسیم می شوند تا انتخاب مناسب ترین ابزار برای هر آزمایش تسهیل شود. کلاس بندی شیشه آلات آزمایشگاهی به شرح زیر است:
کلاس A: دقیق ترین نوع شیشه آلات آزمایشگاهی هستند. این شیشه آلات معمولاً از جنس بوروسیلیکات ساخته شده و دارای بالاترین دقت در اندازه‌گیری حجم هستند. خطای اندازه گیری در این کلاس بسیار کم بوده و اغلب برای آزمایش‌های دقیق و حساس استفاده می‌شوند. شیشه آلات آزمایشگاهی کلاس A معمولاً دارای گواهی کالیبراسیون هستند که نشان‌دهنده دقت آن‌ها است. از جمله کاربردهای این کلاس از شیشه آلات می‌توان به استفاده در تیتراسیون، تهیه محلول‌های استاندارد و آزمایش‌های کالیبراسیون اشاره کرد.
کلاس B: دقت این کلاس از شیشه آلات نسبت به کلاس A کمتر است. این شیشه آلات معمولاً از جنس سودالایم ساخته شده و برای آزمایش‌هایی که به دقت بسیار بالا نیاز ندارند، مناسب هستند. خطای اندازه‌گیری در این کلاس طبقه بندی ظروف آزمایشگاهی بیشتر از کلاس A بوده و برای استفاده‌های عمومی در آزمایشگاه مناسب است. از جمله کاربردهای این “کلاس بندی شیشه آلات آزمایشگاهی” می‌توان به استفاده در تهیه محلول‌های رقیق، شستشو و انتقال مایعات اشاره کرد.
کلاس‌های دیگر: علاوه بر کلاس‌های A و B، برخی از استانداردها کلاس‌های دیگری را نیز برای شیشه آلات تعریف می‌کنند. برای مثال، استاندارد DIN 12116 شیشه‌های آزمایشگاهی را بر اساس مقاومت هیدرولیتیکی به کلاس‌های S1، S2، S3 و S4 تقسیم می‌کند. این طبقه‌بندی نشان‌دهنده مقاومت شیشه در برابر اسیدها و میزان یون‌های آزاد شده از شیشه در تماس با آب است.
انتخاب کلاس مناسب شیشه آلات برای اطمینان از دقت نتایج آزمایش بسیار مهم است. استفاده از شیشه آلات با دقت کمتر از آنچه که آزمایش نیاز دارد، می‌تواند منجر به خطاهای قابل توجهی در نتایج شود. از طرف دیگر، استفاده از شیشه آلات با دقت بالاتر از آنچه که آزمایش نیاز دارد، می‌تواند هزینه‌های اضافی را به همراه داشته باشد. بنابراین، انتخاب کلاس مناسب شیشه آلات باید بر اساس نوع آزمایش، دقت مورد نیاز و بودجه آزمایشگاه انجام شود.
انواع شیشه های مورد استفاده در ساخت ظروف آزمایشگاهی
شیشه، به دلیل ویژگی‌های منحصر به فردی مانند شفافیت، مقاومت شیمیایی و حرارتی، از دیرباز در ساخت ظروف آزمایشگاهی مورد استفاده قرار گرفته است. با توجه به نیازهای مختلف آزمایشگاه‌ها، انواع مختلفی از شیشه در تولید این ظروف به کار می‌رود.
1. شیشه بوروسیلیکات: این نوع شیشه به دلیل مقاومت بسیار بالا در برابر شوک حرارتی، مواد شیمیایی و تغییرات دمایی، رایج‌ترین نوع شیشه در ساخت ظروف آزمایشگاهی است. شیشه پودری سفید، یکی از انواع شیشه آلات آزمایشگاهی است که به دلیل دهانه گشاد، برای نگهداری و انتقال مواد پودری شکل در آزمایشگاه‌ها بسیار مناسب است. شیشه پودری سفید معمولا از جنس بوروسیلیکات ساخته می‌شود که مقاومت بالایی در برابر حرارت و مواد شیمیایی دارد و می‌تواند در فرآیندهای مختلف آزمایشگاهی مانند اتوکلاو استفاده شود.
این شیشه‌ها به دلیل مقاومت بالا، برای کارهایی که نیاز به حرارت دادن مستقیم یا تغییرات دمایی ناگهانی دارند، بسیار مناسب هستند. از جمله کاربردهای این شیشه می‌توان به ساخت ارلن، بشر، بالن، لوله آزمایش و… اشاره کرد.
2. شیشه سودالایم: این نوع شیشه ارزان‌تر از بوروسیلیکات بوده و مقاومت کمتری در برابر شوک حرارتی و مواد شیمیایی دارد. به همین دلیل، بیشتر برای ساخت ظروفی استفاده می‌شود که در معرض حرارت مستقیم یا مواد شیمیایی خورنده قرار نمی‌گیرند. پیپت پاستور را می توان در دسته شیشه آلات سودالایم قرار داد که مقاومت کمتری نسبت به بوروسیلیکات دارند و معمولا برای ساخت وسایل آزمایشگاهی با دقت کمتر استفاده می شوند. از جمله کاربردهای شیشه سودالایم می‌توان به ساخت بطری‌های معرف، قیف و برخی از انواع لوله‌های آزمایش اشاره کرد.
3. شیشه کوارتز: این نوع شیشه از خالص‌ترین شکل دی‌اکسید سیلیکون ساخته شده و دارای بالاترین نقطه ذوب و کمترین انبساط حرارتی از بین تمام انواع شیشه است. شیشه کوارتز به دلیل مقاومت بسیار بالا در برابر حرارت و مواد شیمیایی، برای کارهایی که نیاز به دمای بسیار بالا دارند، مانند طیف‌سنجی و کوره‌های القایی، استفاده می‌شود. با این حال، به دلیل قیمت بالای آن، استفاده از این شیشه در مقایسه با سایر انواع شیشه محدودتر است.
شیشه آلات آزمایشگاهی ابزار های بسیار ضروری برای انجام آزمایش های دقیق و کنترل شده مختلفی هستند که بالن لوشاتلیه نیز یکی از آن هاست. این بالن، با طراحی خاص خود برای اندازه‌گیری چگالی مواد جامد، در دسته‌بندی شیشه آلات اختصاصی قرار می‌گیرد و از جنس بوروسیلیکات ساخته می‌شود تا در برابر مواد شیمیایی و تغییرات دمایی مقاوم باشد.
رتبه بندی شیشه های آزمایشگاهی بر اساس مقاومت در برابر محلول‌های قلیایی
همانطور که پیش‌تر توضیح داده شد، شیشه های آزمایشگاهی در طبقات مختلفی در دقت تقسم می شوند. همینطور بر اساس مقاومت در برابر محلول های قلیایی به طبقه بندی شیشه آلات آزمایشگاهی های مختلفی تقسیم می‌شوند. این طبقه بندی به منظور اطمینان از انتخاب مناسب ترین ابزار برای کار با محلول های قلیایی انجام می شود.
| کلاس | تاثیر پذیری | میزان کاهش جرم در تماس با محلول |
| A1 | کم | 75 |
| A2 | متوسط | 75 – 175 |
| A3 | بالا | بالاتر از 175 |
علایم درج شده بر روی شیشه آلات آزمایشگاهی چه معنایی دارند؟
علائم درج شده بر روی شیشه آلات آزمایشگاهی، اطلاعات مهمی در مورد جنس، کاربرد و دقت آن ظرف به ما می‌دهند. این علائم به ما کمک می‌کنند تا بتوانیم شیشه آلات مناسب برای هر آزمایش را انتخاب کنیم و از خطاهای احتمالی جلوگیری کنیم.
ظروف TC (To Contain)
- حجم مشخص شده روی این ظروف، حجم کلی مایعی است که ظرف می‌تواند در خود جای دهد. به عبارت دیگر، اگر ظرفی با علامت TC و حجم 100 میلی‌لیتر را پر از آب کنید، دقیقاً 100 میلی‌لیتر آب در آن وجود خواهد داشت. اما اگر بخواهید این آب را به ظرف دیگری منتقل کنید، مقداری از آن به دیواره‌های ظرف می‌چسبد و حجم کمتری به ظرف دیگر منتقل می‌شود.
ظروف TD (To Deliver)
- حجم مشخص شده روی این ظروف، حجم مایعی است که ظرف می‌تواند به طور دقیق به ظرف دیگری منتقل کند. به عبارت دیگر، اگر پیپتی با علامت TD و حجم 10 میلی‌لیتر را پر از آب کنید و آن را به ظرف دیگری تخلیه کنید، دقیقاً 10 میلی‌لیتر آب به ظرف دیگر منتقل می‌شود.
در استفاده از ظروف TC نکات مهم وجود دارد که در ادامه به آن ها اشاره می کنیم:
- توجه به دمای کالیبراسیون: معمولاً دمای کالیبراسیون ظروف شیشه ای 20 درجه سانتی‌گراد است. تغییرات دما می‌تواند بر حجم ظروف تأثیر بگذارد.
- تمیز بودن ظرف: قبل از استفاده از ظرف، اطمینان حاصل کنید که کاملاً تمیز و خشک باشد.
- زیرکش کردن مناسب: برای انتقال حداکثر حجم مایع از ظرف، باید آن را به خوبی زیرکش کرد.
در نهایت، انتخاب نوع ظرف (TC یا TD) به نوع آزمایش و دقت مورد نیاز بستگی دارد. اگر دقت بسیار بالایی در اندازه‌گیری حجم مورد نیاز باشد، بهتر است از ظروف TD استفاده شود. اما برای کارهای عمومی آزمایشگاهی و ذخیره موقت مایعات، ظروف TC نیز مناسب هستند.
طبقه‌بندی شیشه آلات آزمایشگاهی بر اساس پارامترهای مختلفی مانند جنس، دقت، مقاومت شیمیایی و کاربرد انجام می‌شود تا انتخاب مناسب‌ترین ابزار برای هر آزمایش تسهیل شود. این طبقه‌بندی به محققان کمک می‌کند تا با توجه به نوع آزمایش، مواد شیمیایی مورد استفاده و دقت مورد نیاز، بهترین شیشه آلات را انتخاب کنند.
عواملی مانند جنس شیشه (بوروسیلیکات، سودالایم، کوارتز)، دقت اندازه‌گیری (کلاس A، B)، مقاومت در برابر حرارت و مواد شیمیایی و کاربرد خاص هر ظرف (TC، TD) از جمله مهمترین معیارهای طبقه‌بندی هستند. شناخت این طبقه‌بندی‌ها برای اطمینان از دقت و صحت نتایج آزمایش‌ها ضروری است.
