Введение
Среднестатистическая химическая лаборатория оснащена различным оборудованием, которое помогает в анализе и смешивании химикатов, реагентов, тестировании и производстве нескольких важных соединений. Главным из этого лабораторного оборудования являются лабораторные тигли. В этой статье мы рассмотрим их свойства, функции, применение и то, насколько они полезны в химической лаборатории.
Что такое лабораторные тигли?
Лабораторные тигли — это сосуды, которые используются для сжигания, плавления и смешивания химических соединений или металлических веществ над горелкой или печью Бунзена.
Эти сосуды имеют высокую температуру плавления и могут выдерживать очень высокие температуры.
Благодаря своей прочности и цепкости они могут надежно удерживать материалы в течение всего процесса плавления. Это уникальное свойство выделяет их в современной керамической промышленности.
Лабораторные тигли имеют основополагающее значение для надлежащего функционирования химической лаборатории из-за их разнообразных применений и преимущественных возможностей, которыми они обладают. Они имеют форму чаши с соответствующими крышками и держателями. Эти крышки неплотно прилегают, чтобы обеспечить выход газа во время экспериментов.
Благодаря технологическому прогрессу лабораторные тигли теперь изготавливаются из разных материалов, имеют разные формы, размеры и высоту, что позволяет выбирать в зависимости от цели использования.
Материалы, используемые для лабораторных тиглей
Выбор правильных материалов для лабораторных тиглей имеет решающее значение для любых операций, которые вы собираетесь выполнять в лаборатории, и поэтому мы рассмотрим широкий спектр материалов, используемых при производстве лабораторных тиглей, в том числе:
никель
Высокоочищенный никель может использоваться для изготовления лабораторных тиглей с высокополированными поверхностями. Они выдерживают температуру свыше 500°C, что делает их устойчивыми к сильным химикатам, таким как газообразные соляные кислоты и хлор. Однако они, как правило, имеют низкую устойчивость к соляной, серной и органической кислотам.
Поэтому следует учитывать, что при проведении экспериментов с материалами, содержащими эти вещества, нельзя использовать тигли из никеля.
Углеродистая сталь
Эти тигли относительно дешевы и могут быть изготовлены из низколегированной стали. Они выдерживают температуру до 500°C. Однако они подвержены ржавчине.
Политетрафторэтилен (ПФТЕ)
Чистый PFTE может использоваться для изготовления лабораторных тиглей без трещин, которые могут выдерживать температуры от 196°C до 280°C.
PFTE химически инертен и, таким образом, обеспечивает чистую и гладкую поверхность лабораторных тиглей.
Фарфор
Лабораторные тигли из фарфора выдерживают температуру до 1050°C. Они также выдерживают резкие перепады температуры.
Химикаты, такие как кислоты, вряд ли оказывают воздействие на эти фарфоровые лабораторные тигли из-за их сильного состава. Фарфоровые тигли являются одними из самых дешевых тиглей. Однако они несовместимы с солями щелочей и фтористым водородом.
Платина
Платина, как было обнаружено, обладает многими уникальными качествами, связанными с лабораторными тиглями сегодня. Это не оставило производителям иного выбора, кроме как использовать ее для изготовления стандартных лабораторных тиглей, которые могут выдерживать температуру до 1200°C. Лабораторные тигли из платины устойчивы к ржавчине из-за своей химически инертной природы.
Нержавеющая сталь
Нержавеющая сталь — одна из самых хрупких частей лабораторного тигельного оборудования, которое вы можете найти, помимо фарфоровых тиглей. Они лучше всего подходят для криоприменений.
Типы лабораторных тиглей
На сегодняшний день доступны различные типы тиглей, а именно:
-
Роза
Эти лабораторные тигли поставляются без крышки и не покрыты глазурью.
-
Широкая форма
Эти тигли имеют короткие, низкие стенки и неглубокие. Они имеют широкий диаметр на своей внешней поверхности с меньшим диаметром у основания.
-
Гуч
Известно, что тигли Гуча представляют собой диски из фриттованного стекла с хорошо перфорированным дном.
-
Битум
Эти типы тиглей также имеют перфорированное дно. Они покрыты глазурью изнутри наружу, за исключением внешней поверхности основания и обода.
-
Высокая форма
Тигли высокой формы имеют слегка выступающую наружу выпуклость с высокими стенками, отсюда и название высокая форма. Она имеет форму с отверстием, диаметр которого уменьшается по мере сужения к основанию.
-
Пористое дно
Эти тигли имеют впрессованный пористый диск. Этот диск имеет тенденцию обеспечивать стабильную пористость и постоянную скорость потока.
Функции лабораторных тиглей
Лабораторные тигли выполняют разнообразные функции, вот некоторые из них:
-
Гравиметрический анализ: Это процедура, которая включает измерение изменений массы с помощью контейнера тигля. Это аналитическая техника, в которой тигли играют важную роль из-за их стабильности и термостойкости.
-
Реагирующие и нагревающиеся химикаты: Экстремальные температуры являются эталоном различных реакций в химической лаборатории. Поэтому лабораторные тигли пригодятся в качестве соответствующих контейнеров для хранения веществ, чтобы сделать возможными многие из этих реакций и аналитических процедур.
-
Плавка материалов и металлических веществ: Плавка металлов и некоторых сплавов требует больших объемов тепла, и единственными возможными контейнерами для безопасного осуществления этого процесса являются лабораторные тигли. Это связано с тем, что они обладают смехотворно высокими температурами плавления.
Применение лабораторных тиглей
Лабораторные тигли являются ключевым оборудованием, используемым в различных секторах и отраслях промышленности. Мы рассмотрим некоторые из них, а именно:
Металлургическая наука
Лабораторные тигли могут использоваться в металлургии для:
-
Переработка ценных металлов
Ценные металлы, такие как золото и серебро, можно очищать из руд с помощью тиглей, помещенных в чрезвычайно горячие печи. После очистки эти металлы можно использовать в дальнейшем для изготовления ювелирных изделий, электроники, спортивных трофеев и т. д.
-
Производство более прочных сплавов
Лабораторные тигли позволили производить превосходные сплавы, используемые во многих отраслях авиации, строительства и строительства по всему миру. Это связано с их способностью выдерживать очень высокие температуры, необходимые в процессе плавки и соединения различных металлов.
Химические лаборатории
Без тиглей ученые не смогли бы расплавить или смешать элементы или соединения. Контейнеры тиглей необходимы для:
-
Анализ окружающей среды
Образцы окружающей среды можно точно анализировать с помощью тиглей в химических лабораториях. Как? Это контейнеры, в которых хранятся эти образцы. Эксперименты, такие как «Озоление», показывают, насколько важны тигли в химии.
-
Производство новых материалов
Тигли могут использоваться для плавки и смешивания различных элементов и соединений для производства новых сверхпроводниковых или полупроводниковых материалов. Эти сверхпроводники и полупроводники обладают способностью выдерживать высокие температуры.
-
Открытие новых лекарств
Тигли можно использовать для нагревания и взаимодействия различных химикатов, поэтому они играют важную роль в открытии новых лекарств и молекул. Для того, чтобы сделать новые открытия, ученые должны иметь возможность исследовать несколько новых молекул и придумать улучшенные лекарства для борьбы с болезнями, распространенными у человека. Тигли гарантируют, что смешивание этих химикатов для получения новых открытий станет возможным.
Полупроводниковая промышленность
Тигли применяются в:
-
Изучение свойств полупроводников
Высокие температуры и полупроводники являются синонимами. Поэтому для определения свойств и возможностей полупроводникового материала требуются тигли, удерживающие эти материалы на месте во время испытаний и анализа учеными.
-
Разработка передовой керамики
Современные керамические материалы плавятся и формируются соответствующим образом в тиглях, которые удерживают их на месте. Эти современные керамические материалы впоследствии используются для таких целей, как медицинские имплантаты, электроизоляция и производство электронных устройств.
Текущая тенденция рынка
В связи с ростом индустриализации и ростом мирового спроса на лабораторные тигли, размер мирового рынка оценивался в $1,2 млрд в 2023 году и, как ожидается, достигнет $1,8 млрд к 2032 году, с годовым темпом прироста (CAGR) в 4,6% в указанный период. Спрос на высокопроизводительные материалы в различных промышленных приложениях является ключевым фактором, стоящим за бурным ростом рынка тиглей.
Обслуживание лабораторных тиглей
Мы установили, что лабораторные тигли являются важной частью химической лаборатории. Это означает, что за ними необходимо тщательно ухаживать и обслуживать после каждого использования, чтобы сохранить их высокое качество работы. Вот несколько советов, которым вы можете следовать, чтобы поддерживать это важнейшее лабораторное оборудование:
-
Промойте их в холодной воде, чтобы удалить любые остатки, такие как плазма крови.
-
Замочите в хорошем дезинфицирующем средстве
-
Удалите поверхностные материалы с помощью щетки с неабразивной щетиной.
-
Снова замочите тигли на несколько минут.
-
Трижды прополощите в деионизированной воде, чтобы смыть остатки моющего средства.
-
Слейте воду на решетку.
-
Используйте духовку с горячим воздухом или держите в чистом месте для сушки на воздухе.
Часто задаваемые вопросы
Как часто следует чистить лабораторный тигель?
Его всегда следует очищать и хранить в безопасности после каждого использования в эксперименте или тесте. Это помогает сохранить срок его службы и обеспечить эффективность.
Что такое реагент?
Реагент — это вещество, используемое для проведения химической реакции.
Есть ли разница между оборудованием и аппаратом?
Да, в то время как оборудование — это предметы, необходимые для выполнения задачи, аппараты — это набор предметов, необходимых для конкретной задачи.
Заключение
В эту эпоху широкой промышленной тенденции и эволюции в научном мире лабораторные тигли остаются важным элементом оборудования для проведения современных химических открытий и экспериментов. Его важность и разнообразие использования в химической лаборатории сделали его таким ценным.