Wstęp
Przeciętne laboratorium chemiczne jest wyposażone w różnorodny sprzęt, który pomaga w analizie i mieszaniu chemikaliów, odczynników, testach i produkcji kilku ważnych związków. Głównym z tych sprzętów laboratoryjnych są tygle laboratoryjne. W tym artykule prześwietlimy ich właściwości, funkcje, zastosowania i ich przydatność w laboratorium chemicznym.
Czym są tygle laboratoryjne?
Tygle laboratoryjne to naczynia służące do spalania, topienia i mieszania związków chemicznych lub substancji metalicznych nad palnikiem Bunsena lub piecem.
Naczynia te mają wysoką temperaturę topnienia i mogą wytrzymać bardzo wysokie temperatury.
Ze względu na swoją wytrzymałość i wytrzymałość mogą bezpiecznie utrzymywać materiały przez cały proces topienia. Ta wyjątkowa właściwość wyróżnia je w nowoczesnym przemyśle ceramicznym.
Tygle laboratoryjne są podstawą prawidłowego funkcjonowania laboratorium chemicznego ze względu na różnorodność zastosowań i korzystne właściwości, jakie posiadają. Mają kształt miski z odpowiednimi pokrywkami i uchwytami. Pokrywy te są luźno dopasowane, aby umożliwić ucieczkę gazu podczas eksperymentów.
Dzięki postępowi technologicznemu tygle laboratoryjne są obecnie dostępne w różnych materiałach, kształtach, rozmiarach i wysokościach, aby spełnić Twoje potrzeby.
Materiały używane do tygli laboratoryjnych
Wybór odpowiednich materiałów na tygle laboratoryjne ma zasadnicze znaczenie dla wszelkich operacji, jakie zamierzasz wykonywać w laboratorium. W związku z tym przyjrzymy się szerokiej gamie materiałów stosowanych w produkcji tygli laboratoryjnych, w tym:
Nikiel
Wysoce oczyszczony nikiel może być używany do produkcji tygli laboratoryjnych o wysoce polerowanych powierzchniach. Mogą one wytrzymać temperatury powyżej 500°C, co czyni je odpornymi na silne substancje chemiczne, takie jak gazowe kwasy solne i chlor. Jednak mają tendencję do niskiego poziomu odporności na kwasy solne, siarkowe i organiczne.
Należy pamiętać, że podczas przeprowadzania eksperymentów z materiałami zawierającymi te związki, nie wolno używać tygli niklowych.
Stal węglowa
Tygle te są stosunkowo tanie i mogą być wykonane ze stali niskostopowej. Mogą wytrzymać temperatury do 500°C. Są jednak podatne na rdzę.
Politetrafluoroetylen (PFTE)
Czysty PFTE może być stosowany do produkcji tygli laboratoryjnych bez pęknięć, wytrzymujących temperatury od 196°C do 280°C
PFTE jest chemicznie obojętny, dzięki czemu zapewnia czystą i gładką powierzchnię tygli laboratoryjnych.
Porcelana
Tygle laboratoryjne wykonane z porcelany wytrzymują temperatury sięgające około 1050°C. Mogą również wytrzymać nagłe zmiany temperatury.
Substancje chemiczne, takie jak kwasy, nie mają praktycznie żadnego wpływu na te porcelanowe tygle laboratoryjne ze względu na ich silny skład. Porcelanowe tygle są jednymi z najtańszych tygli dostępnych na rynku. Nie są jednak kompatybilne z solami alkalicznymi i fluorowodorem.
Platyna
Odkryto, że platyna ma wiele unikalnych właściwości związanych z dzisiejszymi tyglami laboratoryjnymi. To nie pozostawiło producentom innego wyboru, jak tylko jej użycie do produkcji standardowych tygli laboratoryjnych, które mogą wytrzymać temperatury do 1200°C. Platynowe tygle laboratoryjne są odporne na rdzę ze względu na ich chemicznie obojętną naturę.
Stal nierdzewna
Stal nierdzewna jest jednym z najbardziej delikatnych elementów wyposażenia tygli laboratoryjnych, jakie można znaleźć, oprócz tygli porcelanowych. Są one najbardziej odpowiednie do zastosowań kriogenicznych.
Rodzaje tygli laboratoryjnych
Obecnie dostępne są różne rodzaje tygli, a są to:
-
Róża
Tego typu tygle laboratoryjne nie mają pokrywy i nie są szkliwione.
-
Szeroka forma
Tygle te posiadają krótkie, niskie ścianki i są płytkie. Mają szeroką średnicę na swojej zewnętrznej powierzchni i mniejszą średnicę u podstawy.
-
Gooch
Tygle Goocha są znane z tego, że mają dyski ze szkła spiekanego z dobrze perforowanym dnem.
-
Bitum
Tego typu tygle mają również perforowane dno. Są one szkliwione od wewnątrz na zewnątrz, poza zewnętrzną powierzchnią podstawy i krawędzią.
-
Wysoka forma
Tygle o wysokiej formie mają lekko wystające na zewnątrz wybrzuszenie z wysokimi ścianami, stąd nazwa wysoka forma. Mają kształt z otworem o średnicy, która staje się mniejsza w miarę zwężania się do podstawy.
-
Dno porowate
Tygle te posiadają uformowany porowaty dysk. Dysk ten ma tendencję do zapewniania stabilnej porowatości i stałego natężenia przepływu.
Funkcje tygli laboratoryjnych
Tygle laboratoryjne mają różne funkcje, niektóre z nich to:
-
Analiza wagowa: Jest to procedura obejmująca pomiar zmian masy za pomocą pojemnika tygla. Jest to technika analityczna, w której tygle odgrywają główną rolę ze względu na ich stabilność i odporność na ciepło.
-
Reakcja i ogrzewanie substancji chemicznych: Ekstremalne temperatury są punktem odniesienia dla różnych reakcji w laboratorium chemicznym. Dlatego tygle laboratoryjne są przydatne jako odpowiednie pojemniki do przechowywania substancji, aby możliwe było przeprowadzenie wielu z tych reakcji i procedur analitycznych.
-
Topienie materiałów i substancji metalowych: Topienie metali i kilku stopów wiąże się z dużymi wymiarami ciepła, a jedynymi możliwymi pojemnikami, w których można to bezpiecznie przeprowadzić, są tygle laboratoryjne. Wynika to z faktu, że posiadają one absurdalnie wysokie temperatury topnienia.
Zastosowania tygli laboratoryjnych
Tygle laboratoryjne są kluczowym sprzętem stosowanym w różnych sektorach i gałęziach przemysłu. Przyjrzymy się kilku z nich, a mianowicie:
Nauka metalurgiczna
Tygle laboratoryjne mogą być stosowane w metalurgii do:
-
Rafinacja cennych metali
Cenne metale, takie jak złoto i srebro, można było rafinować z ich rud za pomocą tygli umieszczonych w niezwykle gorących piecach. Po oczyszczeniu tych metali można je następnie wykorzystać do wyrobu biżuterii, elektroniki, trofeów sportowych itp.
-
Produkcja mocniejszych stopów
Tygle laboratoryjne umożliwiły produkcję doskonałych stopów stosowanych w wielu gałęziach przemysłu lotniczego, budowlanego i budowlanego na całym świecie. Wynika to z ich zdolności do wytrzymywania bardzo wysokich temperatur wymaganych w procesie topienia i łączenia różnych metali.
Laboratoria chemiczne
Bez tygli naukowcy nie byliby w stanie stopić ani wymieszać pierwiastków lub związków. Pojemniki tyglowe są niezbędne w:
-
Analiza środowiskowa
Próbki środowiskowe można analizować precyzyjnie za pomocą tygli w laboratoriach chemicznych. Jak? Są to pojemniki, w których przechowywane są te próbki. Eksperymenty takie jak „Ashing” pokazują, jak ważne są tygle w chemii.
-
Produkcja nowych materiałów
Tygle mogą być używane do topienia i mieszania różnych pierwiastków i związków w celu wytworzenia nowych materiałów nadprzewodnikowych lub półprzewodnikowych. Te nadprzewodniki i półprzewodniki mają zdolność wytrzymywania wysokich temperatur.
-
Odkrycie nowych leków
Tygle mogą być używane do podgrzewania i reagowania ze sobą różnych chemikaliów, dlatego odgrywają ważną rolę w odkrywaniu nowych leków i cząsteczek. Aby dokonać nowych odkryć, naukowcy muszą być w stanie zbadać kilka nowych cząsteczek i opracować ulepszone leki do zwalczania chorób powszechnych dla człowieka. Tygle zapewniają, że mieszanie tych chemikaliów w celu uzyskania nowych odkryć jest możliwe.
Przemysł półprzewodnikowy
Tygle mają zastosowanie w:
-
Badanie właściwości półprzewodników
Wysokie temperatury i półprzewodniki są synonimami. Dlatego też, aby określić właściwości i możliwości materiału półprzewodnikowego, konieczne są tygle, aby utrzymać te materiały na miejscu podczas testów i analiz przeprowadzanych przez naukowców.
-
Rozwijanie zaawansowanej ceramiki
Zaawansowane materiały ceramiczne są topione i odpowiednio kształtowane dzięki tyglom, które je utrzymują na miejscu. Te zaawansowane materiały ceramiczne są następnie wykorzystywane do celów takich jak implanty medyczne, izolacje elektryczne i produkcja urządzeń elektronicznych.
Aktualny trend rynkowy
Ze względu na wzrost industrializacji i rosnące globalne zapotrzebowanie na tygle laboratoryjne, globalny rozmiar rynku szacowano na $1,2 miliarda w 2023 r. i oczekuje się, że osiągnie $1,8 miliarda do 2032 r., przy skumulowanej rocznej stopie wzrostu (CAGR) wynoszącej 4,6% w tym czasie. Popyt na materiały o wysokiej wydajności w różnych zastosowaniach przemysłowych jest kluczowym czynnikiem stojącym za dynamicznym wzrostem rynku tygli.
Konserwacja tygli laboratoryjnych
Ustaliliśmy, że tygle laboratoryjne są ważną częścią laboratorium chemicznego. Oznacza to, że należy o nie dokładnie dbać i konserwować po każdym użyciu, aby zachować ich wysoką jakość działania. Oto kilka wskazówek, których możesz przestrzegać, aby utrzymać ten niezwykle ważny sprzęt laboratoryjny:
-
Wyczyść je w zimnej wodzie, aby usunąć wszelkie pozostałości, takie jak osocze krwi
-
Namocz w dobrym środku dezynfekującym
-
Usuń materiały powierzchniowe za pomocą szczotki z włosiem nieściernym
-
Ponownie namocz tygle na kilka minut
-
Płucz trzy razy w wodzie dejonizowanej, aby wypłukać wszelkie pozostałości detergentu
-
Odcedź na kratce
-
Wysuszyć na powietrzu, używając suszarki z gorącym powietrzem lub przechowując w czystym miejscu.
Często zadawane pytania
Jak często należy czyścić tygiel laboratoryjny?
Należy go zawsze czyścić i przechowywać w bezpiecznym miejscu po każdym użyciu w eksperymencie lub teście. Pomaga to zachować jego żywotność i zapewnić skuteczność.
Czym jest odczynnik?
Odczynnik to substancja stosowana w celu wywołania reakcji chemicznej.
Czy istnieje różnica między sprzętem a aparatem?
Tak, podczas gdy sprzęt to przedmioty niezbędne do wykonania zadania, aparaty to zbiór przedmiotów niezbędnych do wykonania określonego zadania.
Wniosek
W tej erze szeroko zakrojonego trendu przemysłowego i ewolucji w świecie naukowym tygle laboratoryjne pozostają ważnym elementem wyposażenia w dokonywaniu nowoczesnych odkryć i eksperymentów chemicznych. Ich znaczenie i różnorodność zastosowań w laboratorium chemicznym sprawiły, że stały się tak cenne.