Chaque laboratoire possède un creuset, savez-vous comment l'utiliser ?

Le creuset est un récipient ou un creuset fabriqué à partir de matériaux extrêmement réfractaires (tels que l'argile, le quartz, l'argile à porcelaine ou les métaux difficiles à fondre). Il est principalement utilisé pour l'évaporation, la concentration ou la cristallisation de solutions et la combustion de substances solides.

Creuset et son mode d'utilisation

Lorsque des solides doivent être chauffés à feu vif, un creuset doit être utilisé. Lors de l'utilisation d'un creuset, le couvercle du creuset est généralement placé obliquement sur le creuset pour empêcher l'objet chauffé de sauter et permettre à l'air d'entrer et de sortir librement pour d'éventuelles réactions d'oxydation. Comme le fond du creuset est très petit, il doit généralement être placé sur un trépied en argile pour être directement chauffé par le feu. Le creuset peut être placé verticalement ou obliquement sur le trépied en fer, et peut être placé par vous-même selon les besoins de l'expérience. Une fois le creuset chauffé, il ne doit pas être placé immédiatement sur une table en métal froide pour éviter qu'il ne se brise en raison d'un refroidissement rapide. Il ne doit pas être placé immédiatement sur une table en bois pour éviter de brûler la table ou de provoquer un incendie. La bonne façon est de le laisser sur le trépied en fer pour qu'il refroidisse naturellement, ou de le placer sur un filet en amiante pour qu'il refroidisse lentement. Veuillez utiliser des pinces à creuset pour prendre le creuset.

1. Utilisations principales :

(1) Évaporation, concentration ou cristallisation de solutions.

(2) Substances solides brûlantes.

2. Précautions d'emploi :

(1) Peut être chauffé directement, ne peut pas être refroidi soudainement après chauffage et peut être retiré avec des pinces à creuset.

(2) Placez le creuset sur un trépied en fer lorsqu'il est chauffé.

(3) Remuer pendant l'évaporation ; utiliser la chaleur résiduelle pour évaporer lorsqu'elle est presque sèche.

3. Les creusets peuvent être divisés en trois catégories : les creusets en graphite, les creusets en argile et les creusets en métal.

Description détaillée des creusets couramment utilisés dans les laboratoires

01 Creuset en platine

Le platine, également connu sous le nom d'or blanc, est plus cher que l'or. Il est souvent utilisé en raison de ses nombreuses propriétés exceptionnelles. Le platine a un point de fusion allant jusqu'à 1774°C et des propriétés chimiques stables. Il ne subit pas de modifications chimiques après avoir brûlé dans l'air et n'absorbe pas l'humidité. La plupart des réactifs chimiques n'ont aucun effet corrosif sur lui.

1. Caractéristiques:

La capacité de résistance à la corrosion par l'acide fluorhydrique et les carbonates de métaux alcalins fondus est une propriété importante du platine qui le distingue du verre et de la porcelaine. Par conséquent, il est souvent utilisé pour le pesage par précipitation, la fusion d'échantillons à l'acide fluorhydrique et le traitement de fusion des carbonates. Le platine est légèrement volatil à haute température et doit être corrigé après une longue période de combustion. Le platine d'une surface de 100 cm2 perd environ 1 mg lorsqu'il est brûlé à 1200℃ pendant 1 heure. Le platine est fondamentalement non volatil en dessous de 900℃.

2. L'utilisation des ustensiles en platine doit respecter les règles suivantes :

(1) Des systèmes stricts devraient être établis pour la collecte, l’utilisation, la consommation et le recyclage du platine.

(2) Le platine est mou, même les alliages contenant une petite quantité de rhodium et d'iridium sont relativement mous, donc n'utilisez pas trop de force lors de la prise des ustensiles en platine pour éviter toute déformation. Lors du retrait de la fonte, n'utilisez pas d'objets pointus tels que des tiges de verre pour gratter les ustensiles en platine afin d'éviter d'endommager la paroi intérieure ; ne plongez pas soudainement les ustensiles en platine chauds dans de l'eau froide pour éviter les fissures. Les creusets ou récipients en platine déformés peuvent être corrigés avec un modèle d'eau qui correspond à leur forme (mais les pièces cassantes en carbure de platine doivent être corrigées avec une force uniforme).

(3) Lors du chauffage des récipients en platine, ceux-ci ne doivent entrer en contact avec aucun autre métal, car le platine forme facilement des alliages avec d'autres métaux à haute température. Par conséquent, les creusets en platine doivent être placés sur un trépied en platine ou un support en céramique, en argile, en quartz, etc. pour la cuisson. Ils peuvent également être placés sur une plaque chauffante électrique ou un four électrique avec une plaque d'amiante pour le chauffage, mais ils ne doivent pas entrer en contact direct avec des plaques de fer ou des fils de four électrique. Les pinces à creuset utilisées doivent être recouvertes de têtes en platine. Les pinces en nickel ou en acier inoxydable ne peuvent être utilisées qu'à basse température.

3. Méthodes de nettoyage des récipients en platine :

Si les récipients en platine présentent des taches, on peut les traiter uniquement avec de l'acide chlorhydrique ou de l'acide nitrique. Si cette méthode ne donne aucun résultat, on peut faire fondre du pyrosulfate de potassium dans le récipient en platine à une température plus basse pendant 5 à 10 minutes, verser le matériau fondu et faire bouillir le récipient en platine dans une solution d'acide chlorhydrique. Si cela ne fonctionne toujours pas, on peut essayer de faire fondre le matériau avec du carbonate de sodium ou de le frotter doucement avec du sable fin humide (en passant à travers un tamis de 100 mesh, soit 0.14 mm).

02 Creuset d'or

L'or est moins cher que le platine et n'est pas corrodé par les hydroxydes de métaux alcalins et l'acide fluorhydrique, c'est pourquoi il est souvent utilisé pour remplacer les ustensiles en platine. Cependant, l'or a un point de fusion plus bas (1063 °C), il ne peut donc pas résister à une cuisson à haute température et doit généralement être utilisé en dessous de 700 °C. Le nitrate d'ammonium a un effet corrosif important sur l'or, et l'eau régale ne peut pas entrer en contact avec les ustensiles en or. Les principes d'utilisation des ustensiles en or sont fondamentalement les mêmes que ceux des ustensiles en platine.

03 Creuset en argent

1. Caractéristiques

Les ustensiles en argent sont relativement bon marché et ne sont pas corrodés par l'hydroxyde de potassium (sodium). À l'état fondu, ils ne sont que légèrement corrodés sur le bord proche de l'air.

Le point de fusion de l'argent est de 960 °C et la température de fonctionnement ne dépasse généralement pas 750 °C. Il ne peut pas être chauffé directement sur le feu. Après chauffage, une couche d'oxyde d'argent se formera à la surface, qui est instable à haute température mais stable en dessous de 200 °C. Le creuset en argent qui vient d'être sorti de la haute température ne doit pas être refroidi immédiatement à l'eau froide pour éviter les fissures.

L'argent réagit facilement avec le soufre pour former du sulfure d'argent, de sorte que les substances contenant du soufre ne peuvent pas être décomposées et brûlées dans le creuset en argent, et les agents de sulfuration alcalins ne peuvent pas être utilisés.

Les sels métalliques fondus d'aluminium, de zinc, d'étain, de plomb, de mercure, etc. peuvent rendre le creuset en argent cassant. Les creusets en argent ne sont pas utilisés pour faire fondre le borax.

Lors de l'utilisation d'un flux de peroxyde de sodium, il ne convient que pour le frittage et non pour la fusion.

2. Lixiviation et lavage

N'utilisez pas d'acide pour lixivier le matériau fondu, en particulier d'acide concentré. Pour nettoyer les ustensiles en argent, vous pouvez utiliser de l'acide chlorhydrique dilué légèrement bouillant (1+5), mais il n'est pas approprié de chauffer les ustensiles dans l'acide pendant une longue période.

La masse du creuset en argent changera après la combustion, il n'est donc pas adapté à la pesée des précipitations.

04 Creuset en nickel

Le point de fusion du nickel est de 1450℃ et il s'oxyde facilement lorsqu'il est brûlé à l'air, de sorte que les creusets en nickel ne peuvent pas être utilisés pour la combustion et la pesée des précipitations.

Le nickel présente une bonne résistance à l'érosion par les substances alcalines, il est donc principalement utilisé pour le traitement de fusion des flux alcalins en laboratoire.

1. Contrôle de la température

Les fondants alcalins tels que l'hydroxyde de sodium et le carbonate de sodium peuvent être fondus dans un creuset en nickel, et leur température de fusion ne dépasse généralement pas 700°C. L'oxyde de sodium peut également être fondu dans un creuset en nickel, mais la température doit être inférieure à 500°C et le temps doit être court, sinon la corrosion sera grave, augmentant la teneur en sels de nickel introduits dans la solution et devenant des impuretés dans la détermination.

2. Attention particulière

Les solvants acides tels que le pyrosulfate de potassium et l'hydrogénosulfate de potassium et les solvants contenant des sulfures ne peuvent pas être utilisés dans les creusets en nickel. Si des composés contenant du soufre doivent être fondus, ils doivent être effectués dans un environnement oxydant avec un excès de peroxyde de sodium. Les sels métalliques d'aluminium, de zinc, d'étain, de plomb, etc. à l'état fondu peuvent rendre les creusets en nickel cassants. L'argent, le mercure, les composés de vanadium et le borax ne peuvent pas être brûlés dans les creusets en nickel. Les nouveaux creusets en nickel doivent être brûlés à 700 °C pendant plusieurs minutes avant utilisation pour éliminer les taches d'huile et former un film d'oxyde à leur surface pour prolonger leur durée de vie. Les creusets traités doivent être vert foncé ou gris-noir. Après cela, lavez-les à l'eau bouillante avant chaque utilisation. Si nécessaire, ajoutez une petite quantité d'acide chlorhydrique et faites bouillir pendant un certain temps, puis lavez-les à l'eau distillée et séchez-les avant utilisation.

05 Creuset en fer

L'utilisation du creuset en fer est similaire à celle du creuset en nickel. Il n'est pas aussi durable que le creuset en nickel, mais il est bon marché et plus adapté à la fusion du peroxyde de sodium, qui peut remplacer le creuset en nickel.

Le creuset en fer ou en acier à faible teneur en silicium doit être passivé avant utilisation. Trempez-le d'abord dans de l'acide chlorhydrique dilué, puis essuyez-le délicatement avec du papier de verre fin, rincez-le à l'eau chaude, puis trempez-le dans une solution mixte d'acide sulfurique à 5 % + acide nitrique à 1 % pendant plusieurs minutes, puis lavez-le à l'eau, séchez-le et brûlez-le à 300~400℃ pendant 10 minutes.

06 Creuset en polytétrafluoroéthylène

1. Caractéristiques

Le polytétrafluoroéthylène est un plastique thermoplastique de couleur blanche, au toucher cireux, aux propriétés chimiques stables, à la bonne résistance à la chaleur, à la bonne résistance mécanique et à une température de fonctionnement maximale de 250℃.

Généralement utilisé en dessous de 200℃, il peut remplacer les ustensiles en platine pour manipuler l'acide fluorhydrique.

À l'exception du sodium fondu et du fluor liquide, il peut résister à la corrosion causée par tous les acides concentrés, les alcalis et les oxydants puissants. Il ne change pas même lorsqu'il est bouilli dans de l'eau régale. On peut le qualifier de « roi » des plastiques en termes de résistance à la corrosion.

Les creusets en polytétrafluoroéthylène avec couvercle en acier inoxydable sont utilisés dans le traitement thermique sous pression d'échantillons minéraux et la digestion de matières biologiques. Le polytétrafluoroéthylène a de bonnes propriétés d'isolation électrique et peut être coupé et traité.

2. Attention particulière

Mais il se décompose rapidement au-dessus de 415℃ et libère du gaz perfluoroisobutylène toxique.

07Creuset en porcelaine

Les ustensiles en porcelaine utilisés dans les laboratoires sont en fait des poteries émaillées. Ils ont un point de fusion élevé (1410℃) et peuvent résister à une cuisson à haute température. Par exemple, les creusets en porcelaine peuvent être chauffés à 1200℃. Après la cuisson, leur masse change très peu, ils sont donc souvent utilisés pour la cuisson et la pesée des précipitations. Les creusets en porcelaine de type haut peuvent traiter des échantillons dans des conditions d'étanchéité à l'air.

Notes:

Le coefficient de dilatation thermique des ustensiles en porcelaine utilisés dans les laboratoires est de (3~4)×10-6. Les récipients en porcelaine à parois épaisses doivent éviter les changements brusques de température et le chauffage irrégulier pendant les opérations d'évaporation et de cuisson à haute température pour éviter les fissures.

Les récipients en porcelaine sont plus résistants aux réactifs chimiques tels que les acides et les alcalis que les récipients en verre, mais ils ne peuvent pas entrer en contact avec l'acide fluorhydrique. Les creusets en porcelaine ne résistent pas à la corrosion par la soude caustique et le carbonate de sodium, en particulier lors de leurs opérations de fusion.

L'utilisation de certaines substances qui ne réagissent pas avec la porcelaine, telles que la poudre de MgO et de C, comme charges, et l'utilisation de papier filtre quantitatif pour envelopper le flux alcalin dans le creuset en porcelaine pour faire fondre et traiter les échantillons de silicate peuvent remplacer partiellement les produits à base de platine. Les récipients en porcelaine ont de fortes propriétés mécaniques et sont bon marché, ils sont donc largement utilisés.

08Creuset en corindon

Le corindon naturel est de l'alumine presque pure. Le corindon artificiel est fabriqué par frittage à haute température d'alumine pure. Il résiste aux températures élevées, a un point de fusion de 2045℃, a une dureté élevée et présente une résistance considérable à la corrosion par les acides et les alcalis.

Précautions :

Les creusets en corindon peuvent être utilisés pour la fusion et le frittage de certains flux alcalins, mais la température ne doit pas être trop élevée et le temps doit être le plus court possible. Dans certains cas, ils peuvent remplacer les creusets en nickel et en platine, mais ils ne peuvent pas être utilisés lorsque la mesure de l'aluminium est perturbée par l'aluminium.

09Creusets en corindon

Le verre de quartz transparent est fabriqué par fusion à haute température de cristal naturel incolore et transparent. Le quartz translucide est fabriqué à partir de quartz pur veineux naturel ou de sable de quartz. Il est translucide car il contient de nombreuses bulles qui ne s'épuisent pas lors de la fusion. Les propriétés physiques et chimiques du verre de quartz transparent sont meilleures que celles du quartz translucide. Il est principalement utilisé pour la fabrication d'instruments de laboratoire en verre et d'instruments optiques.

Le coefficient de dilatation thermique du verre de quartz est très faible (5.5 × 10-7), soit seulement un cinquième de celui du verre ultra-dur.

Par conséquent, il peut résister à un chauffage et un refroidissement rapides. Une fois le verre de quartz transparent chauffé à la chaleur rouge, il n'éclatera pas lorsqu'il sera placé dans l'eau froide.

La température de ramollissement du verre de quartz est de 1650 ℃, ce qui lui confère une résistance à haute température.

Les creusets en quartz sont souvent utilisés pour la fusion de flux acides et de thiosulfate de sodium, et la température d'utilisation ne doit pas dépasser 1100℃. Il a une très bonne résistance aux acides. À l'exception de l'acide fluorhydrique et de l'acide phosphorique, toute concentration d'acide réagit rarement avec le verre de quartz, même à haute température.

Le verre de quartz ne résiste pas à la corrosion par l'acide fluorhydrique, mais l'acide phosphorique peut également réagir avec lui au-dessus de 150 ℃. Les solutions alcalines fortes, notamment les carbonates de métaux alcalins, peuvent également corroder le quartz, mais la corrosion est lente à température ambiante et s'accélère lorsque la température augmente.

Les instruments en verre de quartz ressemblent aux instruments en verre en apparence, incolores et transparents, mais plus chers, plus cassants et plus faciles à casser que les instruments en verre. Des précautions particulières doivent être prises lors de leur utilisation. Ils sont généralement stockés séparément des instruments en verre et correctement conservés.

Utilisation des creusets en chimie analytique

Les creusets en céramique d'une capacité de 10 à 15 ml sont couramment utilisés dans l'analyse quantitative de la chimie analytique. Ils sont généralement utilisés pour faire réagir complètement l'analyte à haute température, puis le mesurer quantitativement par la différence de masse avant et après.

Les céramiques sont hygroscopiques. Pour réduire les erreurs, le creuset doit être soigneusement séché avant utilisation et pesé sur une balance analytique. Parfois, l'analyte est filtré avec du papier filtre sans cendre et placé dans le creuset avec le papier filtre ; ce papier filtre se décompose complètement dans un environnement à haute température et n'affecte pas le résultat. Après le traitement à haute température, le creuset et son contenu sont séchés et refroidis dans un dessiccateur spécial, puis pesés à l'aide de pinces à creuset propres tout au long du processus.