Kaca Borosilikat 3.3: Sifat, Komposisi, Kejutan Terma dan Aplikasi Makmal
Masuk ke hampir mana-mana makmal kimia yang berfungsi dan barangan kaca di atas bangku berkongsi satu spesifikasi secara senyap: kaca borosilikat 3.3. Nombor itu bukan jenama, gred kejelasan atau label pemasaran. Ia adalah penetapan bahan yang terikat pada satu sifat fizikal, pekali bagi pengembangan linear min, dan ia meramalkan banyak tentang cara kelalang, pemeluwap, botol atau reaktor bertindak apabila ia dipanaskan, disejukkan, dikosongkan atau diisi dengan kimia yang agresif. Memahami dari mana datangnya 3.3 membuat pilihan barangan kaca makmal borosilikat 3.3 jauh kurang meneka.
Apakah Maksud 3.3 dalam Kaca Borosilikat 3.3 Sebenarnya
Kaca borosilikat 3.3 ditakrifkan oleh pekali pengembangan linear min: kira-kira 3.3 × 10-6 setiap kelvin, diukur antara 20 dan 300 °C. Angka itu ditulis ke dalam ISO 3585, piawaian yang menerangkan sifat keluarga kaca ini, dan itulah sebabnya bahan itu biasanya dipanggil hanya "3.3" dan bukannya diberi nama proprietari. Piawaian membenarkan toleransi kira-kira tambah atau tolak 0.1 × 10-6 setiap kelvin, itulah sebabnya produk daripada pengeluar berbeza kekal boleh ditukar ganti secara dimensi dan haba.
Pengembangan rendah berasal dari komposisi. Segelas 3.3 biasa mengandungi kira-kira 81% silikon dioksida (SiO2), kira-kira 13% boron trioksida (B2O3), sekitar 4% natrium oksida (Na2O), dan beberapa peratus aluminium oksida (Al2O3) bersama-sama dengan sejumlah kecil kalium oksida. Boron adalah tambahan utama: ia memasuki rangkaian silika dan mengehadkan berapa banyak struktur terbentang apabila ia dipanaskan. Jika anda ingin kimia dengan lebih terperinci, nota kami mengenai komposisi kaca borosilikat dan angka 3.3 melalui oksida satu demi satu.
Oleh kerana kedua-dua komposisi dan pengembangan adalah diseragamkan, kaca 3.3 memenuhi beberapa klasifikasi sekaligus. Ia sepadan dengan kaca borosilikat USP Jenis I, dengan ASTM E438 Jenis I Kelas A, dan bahan yang ditetapkan sebagai kaca borosilikat 3.3 dalam DIN ISO 3585. Untuk makmal, pertindihan itu adalah praktikal dan bukannya akademik: ia bermakna kelalang volumetrik yang dibeli untuk kerja farmakope dan kelalang tindak balas yang dibeli untuk bangku asas sintesis yang sama dan boleh berkongsi bahan asas sintesis yang sama.
Sekilas Pandang Sifat Utama
Jadual di bawah mengumpul angka yang paling penting apabila anda merancang percubaan, menulis kaedah atau menyemak sama ada tuntutan pembekal bertahan.
| Harta benda | Nilai biasa untuk 3.3 gelas |
|---|---|
| Pekali bagi pengembangan linear min (20-300 °C) | 3.3 × 10-6 K-1 |
| Ketumpatan pada 25 °C | lebih kurang 2.23 g/cm3 |
| Suhu perubahan | lebih kurang 525 °C |
| Titik penyepuhlindapan | lebih kurang 560 °C |
| Titik lembut | lebih kurang 825 °C |
| Suhu kerja jangka pendek maksimum | lebih kurang 450 °C |
| Suhu perkhidmatan jangka panjang yang disyorkan | lebih kurang 230 °C |
| Rintangan kepada perubahan suhu secara tiba-tiba | kira-kira 100-120 K untuk dinding nipis |
| Rintangan hidrolitik | ISO 719 HGB 1 / ISO 720 HGA 1 |
| Transmisi cahaya yang boleh dilihat pada dinding 4 mm | lebih kurang 91-92 % |
| Kekonduksian terma pada 20 °C | lebih kurang 1.2 W/(m K) |
Rintangan Kejutan Terma dan Mengapa Nombor Penting
Sejauh mana kaca bertahan terhadap perubahan suhu yang mendadak bergantung pada pekali pengembangannya, kerana pengembangan ialah apa yang mewujudkan tekanan dalaman apabila satu bahagian kapal lebih panas daripada yang lain. Dengan kira-kira satu pertiga pengembangan gelas soda-limau, borosilikat 3.3 bertolak ansur dengan perbezaan yang akan memecahkan gelas minuman biasa. Dalam istilah harian, kapal 3.3 berdinding nipis biasanya boleh melakukan perubahan langkah kira-kira 100 hingga 120 K, manakala gelas soda-limau dengan ketebalan yang sama mungkin gagal pada 40 K atau kurang.
Di mana Nombor Mudah Berhenti Menjadi Mudah
Ketebalan dinding dan geometri penting sama seperti pekali itu sendiri. Haba bergerak perlahan melalui kaca, jadi dinding tebal menghasilkan kecerunan dalaman yang lebih besar daripada yang nipis. Peralihan mendadak, seperti tapak berat yang bertemu dengan dinding sisi yang nipis atau sambungan yang bercantum pada suhu tinggi, menumpukan tekanan. Itulah sebabnya dua kelalang yang diperbuat daripada tiub 3.3 yang sama boleh berkelakuan sangat berbeza apabila satu kelalang dibilas di bawah paip sejuk dan satu lagi dibiarkan sejuk di udara.
Kebanyakan pecahan yang disebabkan oleh "kaca buruk" sebenarnya merupakan masalah pengendalian: memanaskan satu sisi kelalang dengan nyalaan terbuka, menuang pelarut sejuk ke dalam bekas panas, mengapit sambungan di bawah beban lentur atau memaksa tirus tanah yang telah mengambil pasir. Penyepuhlindapan di kilang menghilangkan tekanan pembuatan sekali; pengendalian lembut di bangku simpanan memastikan ia dikeluarkan.
Rintangan Kimia dan Hadnya
Borosilicate 3.3 diklasifikasikan sebagai kaca tahan tinggi di bawah ISO 719 dan ISO 720, dan ia memenuhi keperluan rintangan asid ISO 1776. Ia tahan air, asid cair dan pekat, larutan garam dan kebanyakan pelarut organik tanpa serangan yang boleh diukur, itulah sebabnya ia digunakan untuk penyimpanan reagen, pengukuran volumetrik dan sistem kromatografi dan lajur halus. farmaseutikal.
Terdapat pengecualian yang terkenal, dan mengabaikannya adalah mahal:
- Asid hidrofluorik dan sebarang campuran yang mengandungi fluorida menyerang rangkaian silika dengan cepat dan tidak boleh disimpan atau dikendalikan dalam kaca.
- Asid fosforik pekat panas dan alkali pekat panas seperti natrium atau kalium hidroksida melarutkan kaca secara perlahan tetapi tetap.
- Larutan alkali yang dibiarkan berdiri dalam botol selama berbulan-bulan melarutkan natrium dari permukaan dan meninggalkan filem yang keruh dan terukir.
- Kitaran mesin basuh pinggan mangkuk beralkali panas berulang mengabus permukaan perkakas isipadu dan boleh menjejaskan lubang halus buret dan pipet.
Untuk pembersihan rutin, detergen neutral atau berasid sedikit diikuti dengan bilas air suling adalah lebih lembut daripada mandian beralkali kuat, terutamanya untuk perkakas pengukur Kelas A di mana keadaan permukaan mempengaruhi ketepatan.
Di mana Kaca Borosilikat 3.3 Digunakan di Makmal
Oleh kerana bahan itu menggabungkan kestabilan terma, lengai kimia dan kejelasan optik, bahan itu muncul hampir di mana-mana dalam makmal kerja:
- Kerja tindak balas: kelalang bahagian bawah bulat leher tunggal dan berbilang leher, kelalang tindak balas berjaket, reaktor atas bangku dan bekas skala pandu yang lebih besar dengan penutup dan penyesuai pengacau yang sepadan.
- Refluks dan pemeluwapan: Liebig, Allihn, Graham dan pemeluwap udara, jari sejuk dan himpunan refluks lengkap.
- Penyulingan dan penyejatan: kepala penyulingan, lajur pembahagian, bahan pembungkus, penyesuai lepas landas vakum, mentol anti percikan dan komponen penyejat berputar.
- Penapisan: corong kaca tersinter dan mangkuk pijar, kelalang penapis dan pemasangan penapisan vakum penuh.
- Penyimpanan dan pengendalian: botol reagen dengan penutup skru, botol sampel, desikator, botol basuh gas dan takungan pelarut.
- Pengukuran dan analisis: kelalang isipadu, buret, pipet bergraduat, silinder bertingkat, lajur kromatografi, tangki pembangunan TLC dan tiub NMR.
- Skala proses dan perintis: sistem reaktor kaca, saluran pemindahan dan cermin mata untuk loji yang mengendalikan media menghakis.
Jika kerja anda tertumpu pada sintesis, kelalang bahagian bawah bulat tiga leher dalam kaca Kelas A 3.3 ialah kepingan yang paling kerap anda capai. Ia menerima pengacau, termometer atau corong tambahan dan pemeluwap pada masa yang sama, dan tirus standard memastikan ia boleh ditukar ganti dengan semua yang lain dalam sistem sambungan.
Kelalang Bawah Bulat Tiga Leher Kelas A untuk Sintesis Makmal Kelalang bahagian bawah bulat tiga leher kelas A untuk sintesis organik dan pemanasan terkawal, tersedia dalam saiz dari 50 mL hingga 2000 mL dengan sambungan standard. Lihat Produk → Di bahagian penyimpanan, botol reagen penutup biru dalam 3.3 kaca borosilikat tinggi adalah tenaga kerja rak yang senyap: penutup skru mengedap tanpa gris, dindingnya cukup tebal untuk pengendalian harian, dan bahan itu tidak mengelak daripada asid dan pelarut yang paling biasa disimpan dalam jangkauan.
Botol Reagen Berulir Cap Biru dalam Kaca Borosilikat 3.3 Botol reagen borosilikat penutup biru 3.3 untuk penyimpanan reagen makmal yang selamat, tersedia dari 100 mL hingga 20000 mL dengan pengedap berulir. Lihat Produk → Nota Bangku Praktikal untuk Bekerja Dengan Barangan Kaca 3.3
Beberapa tabiat mengekalkan 3.3 barang kaca dalam perkhidmatan selama bertahun-tahun dan bukannya berbulan-bulan:
- Pasang sambungan tanah bersih dan kering jika boleh. Jika stopcock memerlukan pelinciran, gunakan lengan PTFE atau sedikit sentuhan gris silikon, dan bersihkannya selepas itu.
- Sokong kelalang berbilang leher dan pemeluwap berat dengan pengapit diletakkan di atas sambungan. Kaca tidak boleh membawa beratnya sendiri pada satu sudut.
- Kedap sendi dengan putaran lembut dan bukannya paksa. Tirus yang dirampas biasanya bermula dengan sendi yang bengkok, kotor atau terlalu ketat.
- Panaskan perlahan-lahan dengan mantel, mandi minyak atau blok pemanas. Elakkan nyalaan terus dan jangan sekali-kali sapukan haba tempatan ke tempat nipis atau kawasan yang dibaiki.
- Sejukkan secara beransur-ansur. Membilas kelalang terus dari tab mandi 200 °C di bawah air sejuk adalah punca paling biasa pecah yang tidak dapat dijelaskan.
- Tonton perbezaan suhu dan bukannya suhu mutlak. 3.3 kaca mengendalikan 300 °C dengan selesa; ia membantah kecerunan 150 K merentasi beberapa sentimeter dinding.
- Periksa rim dan sendi untuk retakan halus sebelum kerja vakum. Barang kaca yang dipindahkan menyimpan sejumlah tenaga yang mengejutkan.
Memilih 3.3 Barangan Kaca Yang Sesuai dengan Kerja Anda
Apabila anda membandingkan katalog, minta angka pengembangan dan bukannya perkataan "borosilikat". Kaca neutral dan bahan pengembangan tinggi lain kadangkala digambarkan secara longgar sebagai borosilikat, namun ia berkelakuan agak berbeza pada plat panas. Di luar bahan, periksa saiz sambungan terhadap barangan kaca yang anda sudah miliki, ketebalan dinding untuk beban terma yang anda jangkakan dan sama ada perkakas pengukur mempunyai tanda Kelas A.
Barangan kaca Shanghai Heqi telah menghasilkan barangan kaca sambungan tanah standard sejak tahun 2002, dengan bengkel kaca, kerja logam dan pemasangan kami sendiri, dan kami membekalkan kedua-dua kepingan kami sendiri dan instrumen pengeluar lain supaya makmal boleh membina persediaan lengkap dalam satu pesanan. Jika anda tidak pasti sama ada kelalang atau botol tertentu adalah tulen 3.3, kami berbesar hati untuk membincangkan spesifikasi dengan anda sebelum anda membeli.
Malah bikar bentuk rendah biasa mendapat manfaat daripada disiplin yang sama. Bikar 3.3 dengan dinding tebal dan tapak rata memanaskan sama rata pada plat panas, bertahan dengan pergerakan pantas ke bangku sejuk dan membolehkan anda menonton penyelesaiannya tanpa membebankan mata anda.
Bikar Kaca Borosilikat Rendah untuk Kimia Makmal Bikar borosilikat 3.3 bentuk rendah untuk pemanasan sekata dan pemerhatian tindak balas yang jelas, dengan muncung tuang dan tapak rata untuk kacau. Lihat Produk → Kaca borosilikat 3.3 adalah salah satu daripada beberapa piawaian makmal yang kekal tidak berubah selama beberapa dekad, dan kestabilan itu adalah perkara utama. Nombor memberitahu anda pengembangan, pengembangan memberitahu anda kelakuan terma, dan piawaian memberitahu anda bahawa sambungan daripada satu pembuat masih akan muat dengan pemeluwap dari yang lain. Pilih barangan kaca anda mengikut syarat tersebut, rawat sendi dengan lembut, jauhkan mandian beralkali panas daripadanya, dan ia akan terus berfungsi di bangku anda untuk masa yang sangat lama.
