Aktualności

Podstawowe rodzaje szkieł laboratoryjnych i ich zastosowanie

Kolby, zlewki i menzurki to wyposażenie, które kojarzy się z laboratorium. W związku z tym, że mają one często kontakt z kwasami i innymi niebezpiecznymi substancjami, są wykonywane z odpowiedniego rodzaju szkła. To tworzywo, które jedynie wygląda na delikatne. Dowiedz się więcej o szkle laboratoryjnym i o tym, jakie naczynia z niego powstają.

Czym wyróżnia się szkło wykorzystywane w laboratoriach?

Jest podgrzewane, ma kontakt z bardzo niskimi i wysokimi temperaturami, a także z zasadami i kwasami – właśnie dlatego szkło laboratoryjne musi cechować się odpowiednimi parametrami. Bez szklanych naczyń, które są odporne na najróżniejsze czynniki fizyczne i chemiczne, nie ma mowy o przeprowadzaniu doświadczeń, analiz i badaniu próbek.

• Odporność chemiczna

Szkło laboratoryjne jest odporne na działanie większości substancji chemicznych. Nie reaguje ani z kwasami, ani z zasadami. Nie niszczy się pod wpływem kontaktu z rozpuszczalnikami, dzięki czemu możliwe jest prawidłowe przeprowadzanie reakcji i badań laboratoryjnych.

• Odporność na wysoką temperaturę

Wyjątkowo odpornym na oddziaływanie wysokich temperatur szkłem laboratoryjnym jest szkło kwarcowe. Z tego powodu wykonane z niego naczynia mogą być wykorzystywane w procesach destylacji do ogrzewania próbek i innych reakcji wymagających podgrzewania substancji.

• Przeźroczystość

Szkło laboratoryjne (w większości przypadków) musi być przezroczyste. Umożliwia to dokładną obserwację tego, co dzieje się w probówkach i kolbach. Zachodzące w nich procesy mogą być dzięki temu przez cały czas analizowane także pod kątem zmian koloru i konsystencji substancji.

• Wytrzymałość mechaniczna

Naczynia ze szkła są wstrząsane, umieszczane w aparaturze i często sterylizowane oraz dezynfekowane, dlatego muszą być wytrzymałe i odporne na uszkodzenia, a zwłaszcza na pęknięcie.

Rodzaje szkła wykorzystywanego w laboratorium – materiał wykonania

Szklany sprzęt laboratoryjny jest niezastąpiony w laboratoriach medycznych, badawczy czy przemysłowych. Jest wykorzystywany na różne sposoby i ma kontakt z czynnikami, które niszczą większość innych tworzyw, dlatego do jego produkcji stosuje się specjalne surowce, za których pomocą można stworzyć wyjątkowo odporne na uszkodzenia szkło.

Szkło borokrzemowe

W laboratoriach wykorzystuje się często szkło borokrzemowe. Jest ono:

• odporne na szereg substancji chemicznych – wykazuje małą reaktywność z kwasami, zasadami i rozpuszczalnikami organicznymi, dlatego powstają z niego naczynia wykorzystywane podczas wielu eksperymentów i analiz;
• odporne na szeroki zakres temperatur – nie szkodzą mu temperatury do nawet 230°C, a także ich szybkie zmiany. Płyny i substancje znajdujące się w naczyniach ze szkła borokrzemowego nagrzewają się i stygną wolniej. Takie kolby czy zlewki mogą być także podgrzewane bezpośrednio nad palnikiem;
• odporne na uszkodzenia – naczynie z tego szkła ma niską rozszerzalność cieplną, dlatego nie pęka, gdy jest gwałtownie ogrzewane;
• przezroczyste – pozwala to oceniać barwę i konsystencję substancji znajdujących się w menzurkach, probówkach i zlewkach. Dzięki temu można też obserwować i analizować zachodzące w nich procesy.

Szkło kwarcowe

W 99,9% składa się z ditlenek krzemu (SiO2) i wyróżniają je wyjątkowe właściwości:

• może mieć kontakt z bardzo wysoką temperaturą wynoszącą nawet 1000°C – dlatego jest wykorzystywane do produkcji tygli, parownic, łódeczek do spalań, wanienek do wyżarzania i naczyń reakcyjnych. To osprzęt laboratoryjny, który służy do przeprowadzania reakcji w najtrudniejszych warunkach;
• jest odporne na większość substancji chemicznych – może mieć kontakt z silnymi kwasami, jednak nie jest odporne na oddziaływanie alkaliów;
• ma niski współczynnik rozszerzalności cieplnej – oznacza to, że nie pęka i nie zmienia kształtu, gdy ma kontakt z wysoką temperaturą;
• ma doskonałą przejrzystość optyczną – dlatego jest wykorzystywane zarówno do produkcji naczyń laboratoryjnych, jak i w optyce.

Szkło sodowo-wapniowe

Szkło to ma znacznie mniej wyśrubowane parametry niż szkło borokrzemowe i kwarcowe. Jest odporne na oddziaływanie kwasu siarkowego, wodorotlenku sodu, soli, ale nie może mieć kontaktu z agresywnymi substancjami. Ma też niską odporność mechaniczną na nagłe zmiany temperatury. Nie ma również imponujących właściwości, jeżeli chodzi o wytrzymałość, dlatego powstają z niego najprostsze naczynia laboratoryjne. Są to probówki, kolby czy szalki Petriego.

Szkło wykorzystywane w laboratorium a jego zastosowanie

Szkło laboratoryjne można podzielić także ze względu na jego zastosowanie. Naczynia, które z niego powstają, służą do przeprowadzania różnych doświadczeń i badań. W laboratoriach wykorzystuje się m.in.:

• szkło do badań elektrochemicznych – produkuje się z niego elektrody szklane, elektrody pH i elektrody jonoselektywne. Umożliwiają one pomiar parametrów elektrochemicznych w próbkach substancji;
• szkło do hodowli komórkowych – jest to np. szkło borokrzemowe. Wyróżnia je niska absorpcja substancji, dlatego umożliwia ono zapewnienie odpowiednich warunków do wzrostu i rozmnażania się komórek;
• szkło do destylacji – które jest odporne na wysoką temperaturę. Wykorzystuje się je do produkcji aparatów destylacyjnych, takich jak kolby destylacyjne. Są one niezbędne m.in. do oddzielania i oczyszczania substancji w laboratoriach.

Jakie naczynia laboratoryjne powstają ze szkła?

Szkło, przede wszystkim borokrzemowe i kwarcowe, jest wykorzystywane do produkcji całego arsenału naczyń laboratoryjnych. Do najpopularniejszych z nich należą:

• probówki – są to wąskie, cylindryczne naczynia, które zwykle mają zaokrąglone dno. Wykorzystuje się je do przechowywania, mieszania i podgrzewania niewielkich ilości próbek chemicznych. Występują w całej gamie modeli – różnią się od siebie pojemnością i wymiarami;
• kolby – mają kulisty kształt i wąską szyjkę. Są stosowane do przygotowywania roztworów chemicznych, reakcji chemicznych, destylacji i innych procesów laboratoryjnych;
• szalki Petriego – to płytkie, okrągłe naczynia z pokrywką używane do hodowli kultur bakterii i grzybów. Są wykorzystywane w laboratoriach medycznych, mikrobiologicznych, genetycznych i biologicznych oraz mykologicznych;
• zlewki – to naczynia stożkowate, z wąską szyjką i płaskim dnem. Wykorzystuje się je do przechowywania, przelewania, podgrzewania niewielkich ilości substancji chemicznych oraz przygotowywania mieszanin;
• pipety – służą do precyzyjnego pobierania i przenoszenia niewielkich ilości substancji. Pipety są produkowane ze szkła, ale coraz częściej w laboratoriach wykorzystuje się ich plastikowe odpowiedniki;
• krystalizatory – przypominają zlewki, ale są niższe i mają szeroką podstawę oraz wylewkę. Są wykorzystywane do krystalizacji;
• cylindry miarowe – to wysokie i wąskie naczynia. Znajduje się na nich precyzyjna podziałka, dzięki czemu mogą służyć do dokładnego odmierzania płynnych substancji.

Jak należy korzystać ze szkła laboratoryjnego?

Szkło laboratoryjne należy myć jak najszybciej po użyciu, ponieważ znajdujące się na nich substancje mogą być coraz trudniejsze do usunięcia. Zwiększa to ryzyko powstawania rys i uszkodzeń podczas ich czyszczenia. Ponadto do usuwania:

• zabrudzeń z substancji smolistych wykorzystuje się rozpuszczalnik;
• zanieczyszczeń organicznych stosuje się aceton, a dopiero potem detergent i wodę;
• substancji nieorganicznych używa się rozcieńczonych kwasów zasadowych, a także zasad sodowych i amonowych;
• resztek kwasów stosuje się rozpuszczalniki zasadowe;
• pozostałości zasad wykorzystuje się kwasy mineralne.

Szkło laboratoryjne powstaje z surowców o wyjątkowych właściwościach i wyśrubowanych parametrach. To właśnie to decyduje, że jest imponująco wytrzymałe i odporne zarówno na czynniki fizyczne, jak i chemiczne. Wykonane z niego naczynia mogą być wykorzystywane do przeprowadzania najbardziej wymagających badań i reakcji.