Sticlă borosilicată 3.3: proprietăți, compoziție, șoc termic și aplicații de laborator

Intrați în aproape orice laborator de chimie care funcționează, iar sticlăria de pe bancă împărtășește în liniște o singură specificație: sticlă borosilicată 3.3. Numărul nu este o marcă, un grad de claritate sau o etichetă de marketing. Este o desemnare a materialului legată de o singură proprietate fizică, coeficientul de dilatare liniară medie, și prezice multe despre modul în care un balon, un condensator, o sticlă sau un reactor se comportă atunci când este încălzit, răcit, evacuat sau umplut cu chimie agresivă. Înțelegerea de unde vine 3.3 face alegerea sticla de laborator borosilicat 3.3 mult mai puțin o presupunere.

Ce înseamnă de fapt 3.3 din sticlă borosilicată 3.3

Sticla borosilicată 3.3 este definită de coeficientul său de dilatare liniară medie: aproximativ 3,3 × 10-6 per kelvin, măsurat între 20 și 300 °C. Această cifră este scrisă în ISO 3585, standardul care descrie proprietățile acestei familii de sticlă și este motivul pentru care materialul este de obicei numit pur și simplu „3.3” în loc să i se dea un nume de proprietate. Standardul permite o toleranță de aproximativ plus sau minus 0,1 × 10-6 per kelvin, motiv pentru care produsele de la diferiți producători rămân interschimbabile dimensional și termic.

Expansiunea scăzută vine din compoziție. Un pahar tipic 3,3 conține aproximativ 81% dioxid de siliciu (SiO2), aproximativ 13% trioxid de bor (B2O3), aproximativ 4% oxid de sodiu (Na2O) și câteva procente oxid de aluminiu (Al2O3) împreună cu cantități mici de oxid de potasiu. Borul este adaosul cheie: intră în rețeaua de silice și limitează cât de mult se întinde structura când este încălzită. Dacă doriți chimia mai detaliată, nota noastră despre compoziția sticlei borosilicate și figura 3.3 trece prin oxizi unul câte unul.

Deoarece atât compoziția cât și expansiunea sunt standardizate, sticla 3.3 satisface mai multe clasificări simultan. Corespunde sticlei borosilicate USP Tip I, ASTM E438 Tip I Clasa A și materialului desemnat ca sticlă borosilicată 3.3 în DIN ISO 3585. Pentru un laborator, această suprapunere este mai degrabă practică decât academică: înseamnă că un balon cotat cumpărat pentru lucru în farmacopee și un balon de reacție poate împărtăși același material de sinteză cu același material de bază cumpărat pentru un recipient de sinteză. comportament.

Proprietățile cheie dintr-o privire

Tabelul de mai jos colectează cifrele care contează cel mai mult atunci când planificați un experiment, scrieți o metodă sau verificați dacă revendicarea unui furnizor este valabilă.

Rezistența la șocul termic și de ce contează numărul

Cât de bine supraviețuiește un pahar unei schimbări bruște de temperatură depinde în principal de coeficientul său de expansiune, deoarece expansiunea este ceea ce creează stres intern atunci când o parte a unui vas este mai fierbinte decât alta. Cu aproximativ o treime din expansiunea sticlei soda-calcice, borosilicatul 3.3 tolerează diferențele care ar sparge un pahar de băut obișnuit. În termeni de zi cu zi, un vas cu pereți subțiri de 3,3 poate face, de obicei, o schimbare în trepte de aproximativ 100 până la 120 K, în timp ce sticla soda-calcică de grosime similară poate eșua la 40 K sau mai puțin.

Unde numărul simplu nu mai este simplu

Grosimea peretelui și geometria contează la fel de mult ca și coeficientul în sine. Căldura se mișcă lent prin sticlă, astfel încât un perete gros dezvoltă gradiente interne mai mari decât unul subțire. Tranzițiile bruște, cum ar fi o bază grea care întâlnește un perete lateral subțire sau o îmbinare topită la temperatură ridicată, concentrează stresul. De aceea, două baloane realizate din același tub 3.3 se pot comporta foarte diferit atunci când unul este clătit sub un robinet rece, iar celălalt este lăsat să se răcească în aer.

Majoritatea spargerii puse pe seama „sticlă proastă” este într-adevăr o problemă de manipulare: încălzirea unei părți a balonului cu o flacără goală, turnarea solventului rece într-un vas fierbinte, fixarea unei îmbinări sub sarcină de încovoiere sau forțarea unei conici șlefuite care a preluat nisip. Recoacerea în fabrică îndepărtează stresul de fabricație o singură dată; manevrarea blândă la bancă o menține îndepărtată.

Rezistența chimică și limitele sale

Borosilicatul 3.3 este clasificat ca o sticlă foarte rezistentă conform ISO 719 și ISO 720 și îndeplinește cerințele de rezistență la acizi ale ISO 1776. Rezistă la apă, acizi diluați și concentrați, soluții sărate și majoritatea solvenților organici fără atac măsurabil, motiv pentru care este utilizat pentru depozitarea reactivilor, măsurarea volumetrică, sistemele cromatografice și reactoare chimice în coloane fine și farmaceutice.

Există excepții bine cunoscute, iar ignorarea lor este costisitoare:

• Acidul fluorhidric și orice amestec care conține fluor atacă rapid rețeaua de silice și nu trebuie niciodată depozitate sau manipulate în sticlă.
• Acidul fosforic concentrat fierbinte și alcalii concentrați fierbinți, cum ar fi hidroxidul de sodiu sau potasiu, dizolvă sticla lent, dar constant.
• Soluțiile alcaline lăsate într-o sticlă luni de zile scurg sodiu de la suprafață și lasă o peliculă tulbure, gravată.
• Ciclurile alcaline repetate ale mașinii de spălat vase încețoșează suprafața vaselor volumetrice și pot afecta orificiul fin al biuretelor și pipetelor.

Pentru curățarea de rutină, detergenții neutri sau ușor acizi, urmați de o clătire cu apă distilată, sunt mai buni decât băile alcaline puternice, în special pentru articolele de măsurare din clasa A, unde starea suprafeței influențează precizia.

Unde se utilizează sticla borosilicată 3.3 în laborator

Deoarece materialul combină stabilitatea termică, inerția chimică și claritatea optică, apare aproape peste tot într-un laborator de lucru:

• Lucrări de reacție: baloane cu un singur gât și cu mai multe gâturi cu fund rotund, baloane de reacție cu manta, reactoare de banc și vase mai mari la scară pilot, cu capace potrivite și adaptoare pentru agitare.
• Reflux și condensare: Liebig, Allihn, Graham și condensatoare de aer, degete reci și ansambluri complete de reflux.
• Distilare și evaporare: capete de distilare, coloane de fracționare, materiale de ambalare, adaptoare de aspirare în vid, becuri anti-stropire și componente pentru evaporator rotativ.
• Filtrare: pâlnii și creuzete din sticlă sinterizată, baloane filtrante și ansambluri de filtrare în vid complet.
• Depozitare și manipulare: sticle de reactiv cu capac filetat, flacoane de probă, desicatoare, sticle de spălare cu gaz și rezervoare de solvenți.
• Măsurare și analiză: baloane cotate, biurete, pipete gradate, cilindri gradați, coloane de cromatografie, rezervoare de dezvoltare TLC și tuburi RMN.
• Proces și scară pilot: sisteme de reactoare de sticlă, linii de transfer și vizor pentru instalațiile care manipulează medii corozive.

Dacă munca ta se concentrează pe sinteză, balonul cu trei gâturi cu fund rotund din sticlă clasa A 3.3 este piesa la care vei ajunge cel mai des. Acceptă un agitator, un termometru sau o pâlnie de adiție și un condensator în același timp, iar conicele standard îl mențin interschimbabil cu orice altceva din sistemul de îmbinare.

Balon cu trei gâturi de clasă A cu fund rotund pentru sinteză în laborator Un balon cu trei gâturi de clasă A cu fund rotund pentru sinteza organică și încălzire controlată, disponibil în dimensiuni de la 50 ml până la 2000 ml cu îmbinări standard. Vizualizare produs →

Pe partea de depozitare, o sticlă de reactiv cu capac albastru din sticlă borosilicată de 3,3 înălțime este calul de lucru liniștit al raftului: capacul filetat se etanșează fără grăsime, peretele este suficient de gros pentru manipularea zilnică, iar materialul ridică din umeri acizii și solvenții cel mai frecvent ținuți la îndemână.

Flacon de reactiv cu capac albastru din sticlă borosilicată 3.3 O sticlă de reactiv borosilicat 3.3 cu capac albastru pentru depozitarea sigură a reactivului de laborator, disponibilă de la 100 ml până la 20000 ml cu sigiliu filetat. Vizualizare produs →

Note practice de bancă pentru lucrul cu sticlărie 3.3

Câteva obiceiuri mențin sticlăria 3.3 în funcțiune ani de zile și nu luni:

1. Asamblați îmbinările de pământ curate și uscate acolo unde este posibil. Dacă un robinet necesită lubrifiere, utilizați manșoane din PTFE sau o atingere moderată de unsoare siliconică și curățați-l ulterior.
2. Sprijină baloane cu mai multe gâturi și condensatoare grele cu cleme plasate deasupra îmbinării. Sticla nu ar trebui să-și poarte niciodată propria greutate într-un unghi.
3. Sigilați îmbinările prin rotire ușoară, mai degrabă decât prin forță. O conicitate prinsă începe de obicei cu o îmbinare îndoită, murdară sau prea strânsă.
4. Se încălzește încet cu o manta, baie de ulei sau bloc de încălzire. Evitați flacăra directă și nu aplicați niciodată căldură locală pe un loc subțire sau pe o zonă reparată.
5. Se răcește treptat. Clătirea unui balon direct dintr-o baie la 200 °C sub apă rece este cea mai frecventă cauză a spargerii inexplicabile.
6. Urmăriți diferențele de temperatură mai degrabă decât temperaturile absolute. 3.3 mânere din sticlă 300 °C confortabil; obiectează la un gradient de 150 K pe câțiva centimetri de perete.
7. Verificați jantele și îmbinările pentru fisuri fine înainte de orice lucrare de aspirare. Sticlăria evacuată stochează o cantitate surprinzătoare de energie.

Alegerea articolelor din sticlă 3.3 care se potrivesc cu munca dvs

Când comparați cataloagele, cereți cifra de expansiune mai degrabă decât cuvântul „borosilicat”. Sticla neutră și alte materiale cu expansiune mare sunt uneori descrise vag ca borosilicați, dar se comportă destul de diferit pe o plită. Dincolo de material, verificați dimensiunile îmbinărilor față de sticlăria pe care o dețineți deja, grosimea peretelui pentru sarcina termică la care vă așteptați și dacă articolele de măsurat poartă un marcaj de Clasa A.

Shanghai Heqi Glassware produce articole din sticlă standard șlefuite din 2002, cu propriile noastre ateliere de sticlă, prelucrare a metalelor și asamblare, și furnizăm atât piese proprii, cât și instrumente ale altor producători, astfel încât un laborator să poată construi o configurație completă într-o singură comandă. Dacă nu sunteți sigur dacă un anumit balon sau o sticlă este original 3.3, suntem bucuroși să discutăm despre specificații cu dvs. înainte de a cumpăra.

Chiar și un pahar simplu de formă joasă beneficiază de aceeași disciplină. Un pahar de 3,3 cu un perete gros și o bază plată se încălzește uniform pe o plită, supraviețuiește unei mișcări rapide pe o bancă rece și vă permite să urmăriți soluția fără a vă încorda ochii.

Pahar din sticlă borosilicată de formă joasă pentru chimie de laborator Un pahar de borosilicat 3,3 de formă joasă pentru încălzire uniformă și observare clară a reacției, cu un gura de turnare și bază plată pentru amestecare. Vizualizare produs →

Sticla borosilicată 3.3 este unul dintre puținele standarde de laborator care a rămas neschimbată de zeci de ani, iar stabilitatea este esențiala. Numărul vă spune expansiunea, dilatarea vă spune comportamentul termic, iar standardul vă spune că o îmbinare de la un producător se va potrivi în continuare la un condensator de la altul. Alegeți sticlăria în acești termeni, tratați articulațiile cu grijă, țineți băile alcaline fierbinți departe de ele și va continua să funcționeze la banca dvs. pentru o perioadă foarte lungă de timp.