У кожній лабораторії є ковша, чи знаєте ви, як ним користуватися?

Плавильня — це сосуд або плавильна чаша, виготовлена з екстремально високотермічних матеріалів (наприклад, глини, кварцу, фарфорової глини або металів, які важко розплавити). Вона головним чином використовується для випарювання, концентрації або кристалізації розчинів та спалення твердих речовин.

Плавильня та її метод використання

Коли тверді речовини потрібно гріти на сильному вогні, необхідно використовувати крucer. При використанні крucerу кришку зазвичай ставлять під кутом, щоб запобігти вискакуванню розгріту об'єкта і дозволити повітряму вільно входить і виходити для можливих окислювальних реакцій. Через те, що дно крucerу дуже маленьке, його зазвичай ставлять на глиняний трипод, щоб безпосередньо гріти вогнем. Крucer можна поставити вертикально або під кутом на металевий трипод, і розмістити за потребами експерименту. Після того як крucer був розгорячений, його не слід відразу ставити на холодний металевий стіл, щоб уникнути його тріщи через швидке охолодження. Також його не слід відразу ставити на дерев'яний стіл, щоб уникнути опалення столу або викликання вогню. Правильним способом є залишити його на металевому триподі, щоб він охолоджувався природньо, або поставити його на асbestову мережку, щоб повільно охолоджуватися. Будь ласка, використовуйте пинцет для крucерів, щоб забрати крucer.

1. Головне призначення:

(1) Випарювання, концентрація або кристалізація розчинів.

(2) Спалах твердих речовин.

2. Заходи безпеки при використанні:

(1) Його можна нагріти безпосередньо, але після нагріву не можна резко охолоджувати, його можна вилучити за допомогою щипців для коробель.

(2) Покладіть коробель на залізний трripod під час нагріву.

(3) Мешайте під час випарювання; використовуйте залишковий теплопри випарюванні, коли майже все випариться.

3. Коробелі можуть бути розділені на три категорії: графітovі коробелі, глиняні коробелі та металеві коробелі.

Детальний опис коробелів, які часто використовуються в лабораторіях

01 Платиновий коробель

Платина, також відома як білий золото, дорожча за золото. Її часто використовують через багато чудових властивостей. У платини температура плавлення досягає 1774°C і вона має стійкі хімічні властивості. Вона не піддається хімічним змінам після спалаху в повітрі, а також не вбертає вологу. Більшість хімічних реагентів не мають корозійного впливу на неї.

1. Характеристики:

Здатність супротивлятися корозії гідрофлоридною кислотою та розплавленими карбонатами щелочних металів є важливою властивістю платини, яка відрізняє її від скла та фарфору. Тому її часто використовують для спалення осадів при вагомих аналізах, розплавлення проб гідрофлоричною кислотою та обробки розплавлення карбонатами. Платина незначно волатильна при високих температурах і потребує корекції після довгого спалювання. Платина з площою 100 см2 втрачає близько 1 мг, коли спалається при температурі 1200℃ протягом години. Платина фактично не волатильна нижче 900℃.

2. Використання платинових приладів має відповідати наступним правилам:

(1) Потрібно встановити строгі системи для збору, використання, витрат та переробки платини.

(2) Платина є м'якою, навіть сплави, що містять невелику кількість родію та ірідію, відносно м'які, тому не використовуйте занадто велику силу, беручи платинові прилади, щоб уникнути деформації. При знятті розплаву не використовуйте гострі предмети, такі як скляні палички, щоб не пошкоджувати внутрішню стіну платинових приладів; не опускайте гарячі платинові прилади до холодної води, щоб уникнути тріщин. Деформовані платинові крещики або сосуди можна виправити за допомогою водяної моделі, що відповідає їхньому формату (але хрупкі частини карбіду платини треба виправляти рівномірною силою).

(3) При грівні платинових посудів вони не повинні зходитися з будь-яким іншим металом, оскільки платина легко утворює сплави з іншими metallами при високих температурах. Тому платинові кропляні чашки треба покладати на платиновий треног або підставку з кераміки, глини, кварцу тощо для спалювання. Їх також можна покласти на електричну гріyalну пластину або електричну печку з асбестової дошки для грівні, але вони не можуть мати прямого контакту з жалезними пластинами або проводами електричної печки. Пінцет, який використовується, має бути обкладений платиновими головками. Нікелевий або нержавіючий стальовий пінцет можна використовувати лише при низьких температурах.

3. Методи очищення платинових посудів:

Якщо у платинових посудинах є плями, їх можна обробити солідною кислотою або азотною кислотою самостійно. Якщо це не дає результату, в платинову посудину можна розчинити калійний піросульфат при нижчій температурі на 5-10 хвилин, розплавлену масу можна вилити, а потім платинову посудину можна закипятити в розчині солідної кислоти. Якщо це все ще не допомагає, ви можете спробувати розплавлення з карбонатом натрію, або слабко протерти мокрою тонкою пісочницею (пройшовши через сітку 100-го меш, тобто сітку 0,14 мм).

02 Золотий крucer

Золото дешевше за платину і не піддається корозії щодо щелочей та гідрофлоридної кислоти, тому його часто використовують для заміни платинового приладдя. Проте золото має нижчий температурний пункт розплавлення (1063°C), тому воно не може витримувати високотемпературне спалювання і повинно загалом використовуватися нижче 700°C. Аміак нітрат має значну корозійну дію на золото, а мішанка кроплі не повинна мати контакту з золотими приладами. Засади використання золотих приладдь практично такі ж як і для платинових.

03 Срібний крucer

1. Характеристики

Срібні прилади відносно дешеві і не піддаються корозії від поташу (соди) гідроксиду. У розплавленому стані вони лише трохи корозуються у частині, що знаходиться ближче до повітря.

Точка плавлення срібла становить 960°C, а температура експлуатації, як правило, не перевищує 750°C. Його неможливо гріти безпосередньо на вогні. Після нагріву на поверхні утворюється шар срібної оксиду, який є нестійким при високих температурах, але стійким нижче 200°C. Срібний крещенець, щойно знятий з високої температури, не можна охолоджувати холодною водою, щоб уникнути тріщин.

Срібло легко реагує з сіркою для утворення срібного сульфіду, тому речовини, що містять сірку, не можуть бути розкладені та спалені у срібному крещенці, і не дозволяється використовувати алкальні сульфідні агенти.

Розплавлені металеві солі алюмінію, цинку, олова, свинцю, ртуті тощо можуть зробити срібний крещенець хрупким. Срібні крещенці не використовуються для розплавлення бораксу.

При використанні натрієвого пероксиду як флюса він придатний лише для спекання, а не для розплавлення.

2. Видобування та промивання

Не використовуйте кислоти під час екстракції розплавленого матеріалу, особливо концентрованої кислоти. При чистці срібних приладів можна використовувати трохи закипялу розбавлену соляну кислоту (1+5), але не слід довго гріти прилади в кислоті.

Маса срібного стаканчика зміниться після спалювання, тому вона не підходить для вагомої процедури опадів.

04 Нікелевий стаканчик

Точка плавлення нікелю становить 1450℃, і він легко окислюється під час спалювання у повітрі, тому нікелеві стаканчики не можна використовувати для спалювання та ваги опадів.

Нікель має хорошу стійкість до дії щодечих речовин, тому його головне застосування - це розчинення щодечих флюсів у лабораторії.

1. Контроль температури

Щелочні флюси, такі як гідроксид натрію і карбонат натрію, можуть розплавлюватися у никелевому крucerеблі, а їхня температура плавлення зазвичай не перевищує 700°C. Оксид натрію також можна розплавити у никелевому крucerеблі, але температура має бути нижчою за 500°C, а час коротким, інакше корозія буде сильною, що збільшить вміст никелевих солей, що потрапляють у розчин, стаючи забруднювачами під час визначення.

2. Особлива увага

Кислотні розчинники, такі як піросульфат калію та сульфат гідроксиду калію, а також розчинники, що містять суперекиси, не можуть використовуватися в никелевих стаканчиках. Якщо потрібно розплавлювати склади, що містять сірку, це слід робити у окислюючому середовищі з надлишком пероксиду натрію. Металеві солі алюмінію, цинку, олова, свинцю тощо у розплавленому стані можуть зробити никелеві стаканчики хрупкими. Срібло, ртуть, склади ванадію та боракс не можна спалювати у никелевих стаканчиках. Нові никелеві стаканчики перед використанням слід спалювати при 700°C декілька хвилин для вилучення олійних забруднень і формування оксидної плівки на їх поверхні, щоб продовжити термін їхньої служби. Оброблені стаканчики мають бути темно-зеленими або сіро-чорними. Після цього, перед кожним використанням, промийте їх кип'ячою водою. За потреби додайте невелику кількість соляної кислоти, закипятіть трохи, потім промийте дистилованою водою і просуште перед використанням.

05 Жалезний стаканчик

Використання чавунного крucerу схоже на використання никелевого крucerу. Він не такий стійкий, як никелевий крucer, але він дешевший і більш придатний для плавлення натрієвого пероксиду, що може замінити никелевий крucer.

Чавунний крucer або крucer з сталі низької силіцію повинен бути пасивований перед використанням. Спочатку замочте його у розчині разючої солі, потім легенько протерти його м'якою шлифувальною папіркою, спливайте гарячою водою, потім замочте його у сумішенні 5% сірчаної кислоти + 1% азотної кислоти на декілька хвилин, потім промийте водою, просуште його і спаліть при температурі 300~400℃ протягом 10хв.

06 Політетрафторетиленевий крucer

1. Характеристики

Політетрафторетилен - це термопластичний пластик білого кольору, має восковий відчуття, стабільні хімічні властивості, добре опорується до тепла, має хорошу механічну міцність та максимальну температуру роботи 250℃.

Зазвичай використовується нижче 200℃, може замінити платинову посуду для обробки фтористого водню.

Крім розплавленого натрію та рідинного фтору, він витримує корозію всіх концентрованих кислот, щелей і сильних окислювачів. Навіть у киплячому царському сполукові він не змінюється. У термінах стійкості до корозії його можна назвати "королем" пластмас.

Криниці з політетрафлоретену з накриттями з нержавіючої сталі використовуються при зведенні під тиском мінеральних проб і розщепленні біологічних матеріалів. Політетрафлоретен має хороші електричні властивості істотного матеріалу і його можна розрізати та обробляти.

2. Особлива увага

Але він швидко розкладається при температурі вище 415℃ і викидає токсичний газ перфторизобутilen.

07Криниця з фарфору

Фарфорові прилади, які використовуються в лабораторіях, насправді є глянетованою керамікою. Вони мають високу температуру плавлення (1410℃) і можуть витримувати спалювання при високих температурах. Наприклад, фарфорові крucerки можна нагріти до 1200℃. Після спалювання їх маса майже не змінюється, тому вони часто використовуються для спалювання та ваги осаду. Високі фарфорові крucerки можуть обробляти зразки у умовах герметичності від повітря.

Примітки:

Коефіцієнт термічного розширення фарфорових приладів, які використовуються в лабораторіях, становить (3~4)×10-6. Товстостінковим фарфоровим посудам слід уникати різких змін температури та нерівномірного нагріву під час операцій високотемпературної еваопації та спалювання, щоб уникнути тріщин.

Фарфоровий посуд більш стійкий до хімічних реагентів, таких як кислоти та щелочі, ніж скляний посуд, але він не повинен знаходитися у контакті з гідрофлоридною кислотою. Фарфорові крucerки не володіють стійкістю до корозії каустичною содою та карбонатом натрію, особливо під час їх плавильних операцій.

Використання речовин, які не реагують з фарфором, таких як MgO і порошок C, як наповнювачів, а також використання квантової фільтрувальної паперової обгортки для щелочного флюса у фарфоровому крucerі для розплавлення та обробки силикатних проб може частково замінити платинову продукцію. Фарфорова посудина має сильні механічні властивості і є дешевою, тому широко використовується.

08Корундовый крucer

Природний корунд майже чистий оксид алюмінію. Штучний корунд виготовляється методом високотемпературного спекання чистого оксиду алюмінію. Він володіє стійкістю до високих температур, має точку плавлення 2045℃, високу твердість і значну корозійну стійкість до кислот і щелоків.

Осторожність

Корундові крucери можна використовувати для розплавлення та спекання деяких щелочних флюсів, але температура не повинна бути занадто високою, а час повинен бути якомога коротшим. У деяких випадках вони можуть замінити никелеві та платинові крucери, але їх не можна використовувати при вимірюванні алюмінію, коли алюміній заважає вимірюванню.

09Корундові крucери

Прозоре кварцове скло виготовляється шляхом високотемпературного плавлення природного колірного і прозорого кристалу. Полупрозорий кварц виготовляється з природного чистого жилового кварцу або кварцевого піску. Він є полупрозорим через те, що містить багато пузырів, які не вичерпаються під час плавлення. Фізичні та хімічні властивості прозорого кварцевого скла кращі, ніж у полупрозорого кварцу. Його головним чином використовують для виготовлення лабораторних скляних приладів та оптичних приладів.

Коефіцієнт термічного розширення кварцевого скла дуже малий (5.5×10-7), що становить лише одну п'ятину від супертвердого скла.

Отже, воно може витримувати швидке нагрівання та охолодження. Після того, як прозоре кварцеве скло нагрівається до червоного жару, воно не вибухне, коли його покладуть у холодну воду.

Температура м'якнення кварцевого скла становить 1650℃, що має високу температурну стійкість.

Кварцеві крекілі часто використовуються для розплавлення кислотних флюсів і тiosульфату натрію, а температура використання не повинна перевищувати 1100℃. Вони мають чудовий опір до кислот. Крім гідрофторової і фосфорної кислот, будь-яка концентрація кислоти майже не реагує з кварцевим склом навіть при високих температурах.

Кварцеве скло не стійке до корозії гідрофторовою кислотою, але фосфорна кислота також може з ним реагувати при температурі вище 150℃. Сильні щелочі, включаючи карбонати металів-щелочей, також можуть корозіювати кварц, але корозія йде повільно при кімнатній температурі, і прискорюється з підвищенням температури.

Кварцеві прилади зовні схожі на скляні, вони колерні і прозорі, але дорожчі, більш хрупкі і легше ламаються за скляні. Потрібно дбати про них особливо. Зазвичай їх зберігають окремо від скляних приладів і уміщують відповідним чином.

Використання крекілів у аналітичній хімії

Фарфорові стаканчики ємністю від 10 до 15 мл часто використовуються у кількісному аналізі аналітичної хімії. Зазвичай вони використовуються для того, щоб аналіт повністю зреагував при високій температурі, а потім його кількісно вимірюють за допомогою різниці в масі до і після обробки.

Фарфор абсорбує вологу, тому, щоб зменшити помилки, стаканчик слід строга сушити перед використанням і вагати на аналітичній вагі. Іноді аналіт фільтрується через безпепельну фільтр-папір і разом із ним поміщається до стаканчика; цей фільтр-папір повністю розкладається у високотемпературній середовищі і не впливає на результат. Після високотемпературної обробки, стаканчик і його вміст сушаться і охолодаються у спеціальному сушарці, а потім вагаються, використовуючи чисті фарфорові щипці протягом всього процесу.