Mỗi phòng thí nghiệm đều có một chiếc nồi nung, bạn có biết cách sử dụng nó không? Việt Nam

Lò nung là một bình hoặc nồi nấu chảy được làm bằng vật liệu cực kỳ chịu lửa (như đất sét, thạch anh, đất sét sứ hoặc kim loại khó nóng chảy). Nó chủ yếu được sử dụng để bay hơi, cô đặc hoặc kết tinh dung dịch và đốt cháy các chất rắn.

Nồi nấu chảy và phương pháp sử dụng

Khi cần đun nóng chất rắn bằng lửa lớn, phải sử dụng nồi nấu kim loại. Khi sử dụng nồi nấu kim loại, nắp nồi nấu kim loại thường được đặt xiên trên nồi nấu kim loại để tránh vật nóng nhảy ra ngoài và cho không khí ra vào tự do để phản ứng oxy hóa có thể xảy ra. Vì đáy nồi nấu kim loại rất nhỏ nên thường cần đặt trên chân máy bằng đất sét để đun nóng trực tiếp bằng lửa. Nồi nấu kim loại có thể được đặt thẳng đứng hoặc xiên trên chân máy bằng sắt, và có thể tự đặt theo nhu cầu của thí nghiệm. Sau khi đun nóng nồi nấu kim loại, không nên đặt ngay lên bàn kim loại lạnh để tránh nồi bị vỡ do nguội nhanh. Không nên đặt ngay lên bàn gỗ để tránh làm bỏng bàn hoặc gây cháy. Cách đúng là để nồi trên chân máy bằng sắt để nguội tự nhiên hoặc đặt trên lưới amiăng để nguội từ từ. Vui lòng sử dụng kẹp nồi nấu kim loại để lấy nồi nấu kim loại.

1. Công dụng chính:

(1) Sự bay hơi, cô đặc hoặc kết tinh của dung dịch.

(2) Đốt cháy chất rắn.

2. Lưu ý khi sử dụng:

(1) Có thể đun nóng trực tiếp, không thể làm nguội đột ngột sau khi đun nóng và có thể lấy ra bằng kẹp nồi nấu kim loại.

(2) Đặt nồi nấu kim loại lên giá ba chân bằng sắt khi đã đun nóng.

(3) Khuấy trong quá trình bay hơi; sử dụng nhiệt còn lại để bay hơi khi gần khô.

3. Nồi nấu kim loại có thể được chia thành ba loại: nồi nấu than chì, nồi nấu đất sét và nồi nấu kim loại.

Mô tả chi tiết về các loại nồi nấu kim loại thường được sử dụng trong phòng thí nghiệm

01 Lò nung bạch kim

Bạch kim, còn được gọi là vàng trắng, đắt hơn vàng. Nó thường được sử dụng vì nhiều đặc tính tuyệt vời của nó. Bạch kim có điểm nóng chảy lên đến 1774°C và các đặc tính hóa học ổn định. Nó không bị thay đổi về mặt hóa học sau khi đốt trong không khí, cũng không hấp thụ độ ẩm. Hầu hết các thuốc thử hóa học không có tác dụng ăn mòn nó.

1. Đặc điểm:

Khả năng chống ăn mòn của axit flohydric và cacbonat kim loại kiềm nóng chảy là một tính chất quan trọng của platin phân biệt nó với thủy tinh và sứ. Do đó, nó thường được sử dụng để cân đốt kết tủa, nấu chảy mẫu axit flohydric và xử lý nấu chảy cacbonat. Platin hơi dễ bay hơi ở nhiệt độ cao và cần được hiệu chỉnh sau thời gian đốt lâu. Platin có diện tích 100 cm2 mất khoảng 1 mg khi đốt ở 1200℃ trong 1 giờ. Platin về cơ bản là không bay hơi ở dưới 900℃.

2. Việc sử dụng đồ dùng bằng bạch kim phải tuân thủ các quy tắc sau:

(1) Cần thiết lập hệ thống chặt chẽ để thu gom, sử dụng, tiêu thụ và tái chế bạch kim.

(2) Bạch kim mềm, ngay cả hợp kim chứa một lượng nhỏ rhodium và iridi cũng tương đối mềm, vì vậy không nên dùng quá nhiều lực khi nhấc dụng cụ bằng bạch kim để tránh biến dạng. Khi loại bỏ chất nóng chảy, không nên dùng các vật sắc nhọn như thanh thủy tinh để cạo khỏi dụng cụ bằng bạch kim để tránh làm hỏng thành bên trong; không nên đột ngột cho dụng cụ bằng bạch kim nóng vào nước lạnh để tránh nứt. Có thể hiệu chỉnh các nồi nấu hoặc bình bằng bạch kim bị biến dạng bằng mô hình nước phù hợp với hình dạng của chúng (nhưng các bộ phận cacbua bạch kim giòn nên được hiệu chỉnh bằng lực đồng đều).

(3) Khi đun nóng bình platin, chúng không được tiếp xúc với bất kỳ kim loại nào khác, vì platin dễ tạo thành hợp kim với các kim loại khác ở nhiệt độ cao. Do đó, nồi nấu platin phải được đặt trên giá ba chân platin hoặc giá đỡ làm bằng gốm, đất sét, thạch anh, v.v. để đốt. Chúng cũng có thể được đặt trên tấm gia nhiệt điện hoặc lò điện có tấm amiăng để gia nhiệt, nhưng chúng không được tiếp xúc trực tiếp với tấm sắt hoặc dây lò điện. Kẹp nồi nấu được sử dụng phải được phủ đầu platin. Kẹp niken hoặc thép không gỉ chỉ có thể sử dụng ở nhiệt độ thấp.

3. Phương pháp vệ sinh bình đựng bằng bạch kim:

Nếu bình bạch kim có đốm, có thể xử lý bằng axit clohydric hoặc axit nitric đơn thuần. Nếu cách này không hiệu quả, có thể nấu chảy kali pyrosunfat trong bình bạch kim ở nhiệt độ thấp hơn trong 5 đến 10 phút, đổ vật liệu nóng chảy ra ngoài và đun sôi bình bạch kim trong dung dịch axit clohydric. Nếu vẫn không hiệu quả, bạn có thể thử nấu chảy bằng natri cacbonat hoặc chà nhẹ bằng cát mịn ẩm (lọc qua rây 100 mắt lưới, tức là lưới 0.14 mm).

02 Lò nung vàng

Vàng rẻ hơn bạch kim và không bị ăn mòn bởi hydroxit kim loại kiềm và axit flohydric, vì vậy nó thường được sử dụng để thay thế đồ dùng bằng bạch kim. Tuy nhiên, vàng có điểm nóng chảy thấp hơn (1063°C), vì vậy nó không chịu được nhiệt độ đốt cao và thường phải được sử dụng dưới 700°C. Amoni nitrat có tác dụng ăn mòn đáng kể đối với vàng và nước cường toan không thể tiếp xúc với đồ dùng bằng vàng. Các nguyên tắc sử dụng đồ dùng bằng vàng về cơ bản giống như các nguyên tắc sử dụng đồ dùng bằng bạch kim.

03 Lò nung bạc

1. Đặc tính

Đồ dùng bằng bạc tương đối rẻ và không bị ăn mòn bởi kali (natri) hydroxit. Ở trạng thái nóng chảy, chúng chỉ bị ăn mòn nhẹ ở mép gần không khí.

Điểm nóng chảy của bạc là 960°C, nhiệt độ hoạt động thường không quá 750°C. Không thể nung trực tiếp trên lửa. Sau khi nung, một lớp oxit bạc sẽ hình thành trên bề mặt, không ổn định ở nhiệt độ cao nhưng ổn định dưới 200°C. Cốc đựng bạc vừa lấy ra khỏi nhiệt độ cao không được làm nguội ngay bằng nước lạnh để tránh nứt.

Bạc dễ phản ứng với lưu huỳnh tạo thành bạc sunfua, do đó các chất chứa lưu huỳnh không thể bị phân hủy và đốt cháy trong nồi nấu bạc, và không được phép sử dụng tác nhân sunfua kiềm.

Muối kim loại nóng chảy của nhôm, kẽm, thiếc, chì, thủy ngân, v.v. có thể làm cho nồi nấu bạc giòn. Nồi nấu bạc không được sử dụng để nấu chảy borax.

Khi sử dụng thuốc trợ dung natri peroxide, nó chỉ thích hợp để thiêu kết chứ không thích hợp để nấu chảy.

2. Ngâm và rửa

Không nên sử dụng axit khi rửa sạch vật liệu nóng chảy, đặc biệt là axit đậm đặc. Khi vệ sinh đồ dùng bằng bạc, có thể sử dụng axit clohydric loãng (1+5) đun sôi nhẹ, nhưng không nên đun nóng đồ dùng trong axit trong thời gian dài.

Khối lượng của chén bạc sẽ thay đổi sau khi đốt nên không thích hợp để cân kết tủa.

04 Nồi nấu niken

Điểm nóng chảy của niken là 1450℃ và dễ bị oxy hóa khi đốt trong không khí nên không thể dùng nồi nấu niken để đốt và cân kết tủa.

Niken có khả năng chống ăn mòn bởi các chất kiềm tốt nên chủ yếu được dùng để xử lý nóng chảy các chất trợ dung kiềm trong phòng thí nghiệm.

1. Kiểm soát nhiệt độ

Các chất trợ dung kiềm như natri hiđroxit và natri cacbonat có thể được nấu chảy trong nồi nấu niken, và nhiệt độ nóng chảy của chúng thường không vượt quá 700°C. Natri oxit cũng có thể được nấu chảy trong nồi nấu niken, nhưng nhiệt độ phải thấp hơn 500°C và thời gian phải ngắn, nếu không sự ăn mòn sẽ nghiêm trọng, làm tăng hàm lượng muối niken đưa vào dung dịch và trở thành tạp chất trong quá trình xác định.

2. Sự chú ý đặc biệt

Các dung môi có tính axit như kali pyrosunfat và kali hydro sunfat và các dung môi chứa sulfua không được sử dụng trong nồi nấu niken. Nếu nấu chảy các hợp chất chứa lưu huỳnh, chúng phải được thực hiện trong môi trường oxy hóa với quá nhiều natri peroxit. Các muối kim loại của nhôm, kẽm, thiếc, chì, v.v. ở trạng thái nóng chảy có thể làm cho nồi nấu niken giòn. Các hợp chất bạc, thủy ngân, vanadi và borax không được đốt trong nồi nấu niken. Các nồi nấu niken mới phải được đốt ở 700°C trong vài phút trước khi sử dụng để loại bỏ vết dầu và tạo thành lớp màng oxit trên bề mặt của chúng để kéo dài tuổi thọ sử dụng. Các nồi nấu đã xử lý phải có màu xanh lục đậm hoặc xám đen. Sau đó, rửa bằng nước sôi trước mỗi lần sử dụng. Nếu cần, hãy thêm một lượng nhỏ axit clohydric và đun sôi trong một thời gian, sau đó rửa bằng nước cất và lau khô trước khi sử dụng.

05 Nồi nấu sắt

Việc sử dụng nồi nấu sắt tương tự như nồi nấu niken. Nó không bền bằng nồi nấu niken, nhưng giá thành rẻ và phù hợp hơn để nấu chảy natri peroxide, có thể thay thế nồi nấu niken.

Nồi nấu sắt hoặc nồi nấu thép silic thấp phải được thụ động hóa trước khi sử dụng. Đầu tiên ngâm trong axit clohydric loãng, sau đó nhẹ nhàng lau bằng giấy nhám mịn, rửa sạch bằng nước nóng, sau đó ngâm trong dung dịch hỗn hợp axit sunfuric 5% + axit nitric 1% trong vài phút, sau đó rửa sạch bằng nước, sấy khô và nung ở nhiệt độ 300 ~ 400℃ trong 10 phút.

06 Nồi nấu chảy polytetrafluoroethylene

1. Đặc tính

Polytetrafluoroethylene là một loại nhựa nhiệt dẻo có màu trắng, cảm giác như sáp, tính chất hóa học ổn định, khả năng chịu nhiệt tốt, độ bền cơ học tốt và nhiệt độ làm việc tối đa là 250℃.

Thường được sử dụng ở nhiệt độ dưới 200℃, có thể thay thế đồ dùng bằng bạch kim để đựng axit flohydric.

Ngoại trừ natri nóng chảy và flo lỏng, nó có thể chống ăn mòn từ tất cả các axit, kiềm và chất oxy hóa mạnh. Nó không thay đổi ngay cả khi đun sôi trong nước cường toan. Nó có thể được gọi là "vua" của nhựa về khả năng chống ăn mòn.

Các nồi nấu chảy polytetrafluoroethylene có nắp thép không gỉ được sử dụng trong quá trình xử lý nhiệt áp suất các mẫu khoáng chất và tiêu hóa các vật liệu sinh học. Polytetrafluoroethylene có đặc tính cách điện tốt và có thể cắt và xử lý.

2. Sự chú ý đặc biệt

Nhưng nó phân hủy nhanh chóng ở nhiệt độ trên 415℃ và giải phóng khí perfluoroisobutylene độc ​​hại.

07Lò nung bằng sứ

Đồ dùng bằng sứ dùng trong phòng thí nghiệm thực chất là đồ gốm tráng men. Chúng có điểm nóng chảy cao (1410℃) và có thể chịu được nhiệt độ đốt cao. Ví dụ, nồi nấu bằng sứ có thể được nung đến 1200℃. Sau khi đốt, khối lượng của chúng thay đổi rất ít, vì vậy chúng thường được sử dụng để đốt và cân lượng kết tủa. Nồi nấu bằng sứ loại cao có thể xử lý mẫu trong điều kiện kín khí.

Ghi chú:

Hệ số giãn nở nhiệt của đồ dùng bằng sứ dùng trong phòng thí nghiệm là (3~4)×10-6. Đồ đựng bằng sứ có thành dày nên tránh thay đổi nhiệt độ đột ngột và gia nhiệt không đều trong quá trình bốc hơi và đốt ở nhiệt độ cao để tránh nứt.

Bình sứ bền hơn với các chất phản ứng hóa học như axit và kiềm so với bình thủy tinh, nhưng chúng không thể tiếp xúc với axit flohydric. Nồi nấu bằng sứ không chống lại được sự ăn mòn của xút và natri cacbonat, đặc biệt là quá trình nấu chảy của chúng.

Sử dụng một số chất không phản ứng với sứ như bột MgO và C làm chất độn, và sử dụng giấy lọc định lượng để bọc chất trợ dung kiềm trong nồi nấu sứ để nấu chảy và xử lý mẫu silicat có thể thay thế một phần các sản phẩm platin. Bình sứ có tính chất cơ học mạnh và giá thành rẻ nên được sử dụng rộng rãi.

08Lò nung Corundum

Corundum tự nhiên gần như là alumina tinh khiết. Corundum nhân tạo được tạo ra bằng cách thiêu kết ở nhiệt độ cao alumina tinh khiết. Nó chịu được nhiệt độ cao, có điểm nóng chảy là 2045℃, có độ cứng cao và có khả năng chống ăn mòn đáng kể đối với axit và kiềm.

Biện pháp phòng ngừa

Nồi nấu chảy Corundum có thể được sử dụng để nấu chảy và thiêu kết một số loại thông lượng kiềm, nhưng nhiệt độ không được quá cao và thời gian phải càng ngắn càng tốt. Trong một số trường hợp, chúng có thể thay thế nồi nấu chảy niken và platin, nhưng chúng không thể được sử dụng khi đo nhôm và nhôm sẽ cản trở phép đo.

09Lò nung corundum

Thủy tinh thạch anh trong suốt được làm bằng cách nung chảy ở nhiệt độ cao tinh thể trong suốt và không màu tự nhiên. Thạch anh trong mờ được làm bằng thạch anh mạch nguyên chất tự nhiên hoặc cát thạch anh. Nó trong mờ vì nó chứa nhiều bọt khí không bị thoát ra trong quá trình nung chảy. Tính chất vật lý và hóa học của thủy tinh thạch anh trong suốt tốt hơn thạch anh trong mờ. Nó chủ yếu được sử dụng để sản xuất dụng cụ thủy tinh thí nghiệm và dụng cụ quang học.

Hệ số giãn nở nhiệt của thủy tinh thạch anh rất nhỏ (5.5×10-7), chỉ bằng một phần năm so với thủy tinh siêu cứng.

Do đó, nó có thể chịu được quá trình gia nhiệt và làm nguội nhanh chóng. Sau khi thủy tinh thạch anh trong suốt được nung nóng đến nhiệt độ đỏ, nó sẽ không bị vỡ khi cho vào nước lạnh.

Nhiệt độ hóa mềm của thủy tinh thạch anh là 1650℃, có khả năng chịu nhiệt độ cao.

Nồi nấu thạch anh thường được sử dụng để nấu chảy các chất trợ dung có tính axit và natri thiosunfat, nhiệt độ sử dụng không được vượt quá 1100℃. Nó có khả năng chống axit rất tốt. Ngoại trừ axit flohydric và axit photphoric, bất kỳ nồng độ axit nào cũng hiếm khi phản ứng với thủy tinh thạch anh ngay cả ở nhiệt độ cao.

Thủy tinh thạch anh không chống ăn mòn bởi axit flohydric, nhưng axit photphoric cũng có thể phản ứng với nó ở nhiệt độ trên 150℃. Các dung dịch kiềm mạnh bao gồm cacbonat kim loại kiềm cũng có thể ăn mòn thạch anh, nhưng quá trình ăn mòn chậm ở nhiệt độ phòng và tăng tốc khi nhiệt độ tăng.

Dụng cụ thủy tinh thạch anh có vẻ ngoài tương tự như dụng cụ thủy tinh, không màu và trong suốt, nhưng đắt hơn, giòn hơn và dễ vỡ hơn dụng cụ thủy tinh. Cần đặc biệt cẩn thận khi sử dụng. Chúng thường được cất giữ riêng biệt với dụng cụ thủy tinh và được bảo quản đúng cách.

Sử dụng nồi nấu kim loại trong hóa học phân tích

Các chén nung gốm có dung tích từ 10 đến 15 ml thường được sử dụng trong phân tích định lượng hóa học phân tích. Nó thường được sử dụng để làm cho chất phân tích phản ứng hoàn toàn ở nhiệt độ cao, sau đó định lượng bằng cách đo khối lượng chênh lệch trước và sau.

Gốm sứ hút ẩm, vì vậy để giảm sai số, trước khi sử dụng, cần sấy khô nghiêm ngặt chén nung và cân trên cân phân tích. Đôi khi, chất phân tích được lọc bằng giấy lọc không tro và đặt vào chén nung cùng với giấy lọc; giấy lọc này phân hủy hoàn toàn trong môi trường nhiệt độ cao và không ảnh hưởng đến kết quả. Sau khi xử lý ở nhiệt độ cao, chén nung và các thành phần bên trong được sấy khô và làm nguội trong bình hút ẩm chuyên dụng, sau đó cân, sử dụng kẹp chén nung sạch trong suốt quá trình.