معرفی و آشنایی با انواع ظروف آزمایشگاهی

 

شیشه آلات آزمایشگاهی طیف وسیعی از ظروف آزمایشگاهی را شامل می شوند که هر آزمایشگاهی از آزمایشگاه های مدارس گرفته تا آزمایشگاه های تشخیص طبی در بیمارستان ها و کنترل کیفیت در کارخانه جات و مراکز تحقیقاتی و نظامی جزء اصلی و ضروری آزمایشگاه محسوب می شوند

در آزمایشگاهها بسیاری از ظروف شیشه ای آزمایشگاهی از جنس شیشه ساخته می شوند ؛ دلیل این امر استحکام ، شفافیت ، تحمل گرمایی ، قابلیت شستشوی آسان و قابلیت استریل شدن شیشه آلات آزمایشگاهی می باشد البته ظروف شیشه ای آزمایشگاهی از نظر جنس در انواع مختلفی تولید می شوند که از مهم ترین آنها می توان به شیشه soda-lime ، شیشه بروسیلیکات ، شیشه آکریلیک ، شیشه شکری، شیشه پیرکس ،، شیشه کوارتز ، شیشه isinglass و آلومینیوم اکسی نیتریل اشاره کرد.

بیشتر شیشه غیر آلی از سیلیکا ساخته می شود و نقطه ذوب سیلیکای خالص (sio2) با ویسکوزیته ی psa 10 بالای ۲۳۰۰ درجه ی سانتی گراد است و از این ماده به شکل خالص برای کاربردهای ویژه مانند ساختن کوارتز در شیشه آلات آزمایشگاهی استفاده می شود برای کم کردن نقطه ذوب سیلیکا مواد دیگری مانند کربنات سدیم na2co3 به آن اضافه می شود برای افزودن این ماده نقطه ذوب سیلیکا به ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد کاهش می یابد

عبارت سودا soda در شیشه آلات آزمایشگاهی soda-lime به منبع کربنات کلسیم اشاره دارد که خاکستر سودا از گیاهان ویزه ای بدست می اید این ماده (سودا) سبب حل شدن شیشه در آب می شود که نامطلوب است .

برای برطرف شده این نقص از lime یا (اکسید کلسیم) حاصل از عمل آوری سنگ آهک استفاده می شود و به همین دلیل شیشه هیدروفوب است

شیشه حاصل از این روش حاوی ۷۰ تا ۷۴ درصد سیلیکا است که به آن شیشه سودا لایم soda-lime می گویند و در برخی موارد از اکسید منیزیم یلا اکسید آلومینیوم نیز برای افزایش پایداری شیمیایی شیشه سودا لایم استفاده می شود در شیشه معمولی از منبع کربنات کلسیم حاصل از معادن (ناخالصی بیشتری دارد) استفاده می شود.

شیشه سودا لایم کیفیت بهتر و قیمت بیشتری نسبت به شیشه معمولی دارد با افزودن مواد دیگر می توان ویژگی های شیشه را تغییر داد با افزودن سرب شیشه ی سربی یا کریستال سربی ایجاد می شود که بسیار درخشنده است و دارای شاخص انکسار زیاد است و جلوه ی براق به وسیله ی ساخته شده از آن می دهد با افزودن اکسید بورون می توان مقاومت گرمایی و ویژگی های الکتریکی شیشه (مانند پیرکس یا دوران) را افزایش داد با افزودن باریوم شاخص انکساری افزایش می یابد.

همچنین این ویژگی با افزودن اکسید توریوم افزایش و تجزیه نور کاهش می یابد از این نوع شیشه برای ساختن لنز های با کیفیت بالا استفاده می شود با توجه به رادیو اکتیو بودن آن امروزه به جای توریوم از اکسید لانتانیوم استفاده می شود با افزودن مقادیر زیاد آهن شیشه جاذب پرتو مادون قرمز می شود و در مواردی مانند فیلترهایی گرما کاربرد دارد در تهیه شیشه عینک های محافظ چشم (از پرتو ماورابنفش) از اکسید سریوم (IV) استفاده می شود با افزودن این ماده به شیشه امواج در دامنه ماورابنفش جذب شیشه خواهد شد .

برای کاهش ایجاد حباب در زمان تهیه شیشه موادی مانند سولفات سدیم ، کلرید سدیم یا اکسید آنتی مونی استفاده می شود.

طبقه بندی انواع شیشه آلات از نظر جنس :

• پیرکس متداول ترین جنس شیشه می‌باشد و این دسته از شیشه آلات دارای مقاومت حرارتی، فیزیکی و شیمیایی می‌باشند.
• بروسیلیکات 
• کوارتز 
• طبقه بندی انواع ظروف شیشه ای آزمایشگاه از نظر کاربرد:
• شیشه‌ آلات حجمی: مزور، پیپت، بورت و بالن ژوژه
• شیشه آلات حرارتی:ارلن، بشر‌ و بالن ته گرد

 

معرفی برخی ار پر کاربردترین ظروف در آزمایشگاه:

قیف ساده-Funnel

از ظروف شیشه ای آزمایشگاهی اصلی و برای ریختن مایعات درون ظروف یا در ست های فیلتراسیون استفاده می شود که بصورت یک مخروط با انتهای لوله ای شکل و در سایزها و زوایای مختلف ساخته می شود.

قیف ساده: به صورت مخروطی شکل است و در انتها به شکل لوله است و برای ریختن مایعات در داخل ظروف یا در ست فیلتراسیون به کار می‌رود.

قیف دکانتور: برای جدا کردن مایعات با چگالی مختلف قادر به حل شدن در داخل هم نیستند مانند آب و روغن به کار می‌رود.

انواع قیف دکانتور عبارتند از:

قیف شیر شیشه‌ای

قیف شیر تفلونی

قیف بوخنر شیشه ای فیلتر دار

 

قیف دکانتور-Separatory funnel

از شیشه آلات آزمایشگاهی اصلی و برای جداسازی مایعاتی که در هم حل نمی شود و دارای چگالی مختلف هستند مانند آب و روغن استفاده می شود و بصورت ظرفی مخروطی با شیر خروجی می باشد.

 

ارلن مایر-Erlenmeyer flask

ارلن مایر یکی از ظروف و شیشه آلات آزمایشگاهی پرکاربرد آزمایشگاه و به شکل مخروطی با گردن باریک مطابق شکل می باشد، از ارلن مایر برای نگهداری، مخلوط کردن محلول ها اندازه گیری مایعات و حرارت دادن محلول ها استفاده می شود.

باریک بودن دهانه ارلن مانع تبخیر زیاد محلول خواهد بود. دهانه ارلن را نیز می توان در صورت لزوم با چوب پنبه بست و محکم کرد.

ارلن ها در انواع مختلف ساخته می شوند. ارلن دهانه تنگ، ارلن دهانه گشاد، ارلن خلا، ارلن درپیچ دار و ... انواع مختلف ارلن ها هستند که برای کاربردهای مختلف ساخته می شوند. همچنین ارلن ها ممکن است ساده و با مدرج باشند. از نوع مدرج آن برای برداشتن حجم معینی از مایع یا تعیین تقریبی حجم مایع استفاده می شود، اما نوع ساده آن برای استفاده در کارهای گوناگون مانند گرم کردن مایع ها است. تقسیم بندی دیگر ارلن ها بر حسب قسمت بالایی آن است که می تواند رداژدار (سر سمباده ای) و یا ساده باشد. برای ارلن های رداژ دار می توان درب قرار داد تا از ریختن مایع جلوگیری کند.

ارلن خلاء-Büchner flask

نوعی از ارلن مایر می باشد که دارای خروجی جانبی و مقاومت بالا در برابر اسید و باز و فشار و حرارت می باشد که در ست های خلاء استفاده می شود.

نحوه استفاده از ارلن خلا

انتهای یک شلنگ پلاستیکی را به قسمت جلو آمده در یک سمت ارلن خلا وصل کنید. سوی دیگر را با قسمت برآمده ی منبع خلاء در ارتباط قرار دهید. یک پیپت و شلنگ پلاستیکی، یک قیف بوخنر با یک صافی، یا دستگاه آزمایشگاهی دیگری را به یک مسدود کننده پلاستیکی متصل کنید که در دهان ارلن خلاء به خوبی جفت و جور شود. مسدود کننده پلاستیکی را در دهان ارلن مکنده قرار دهید. منبع خلا را روشن کنید تا جریان از میان ارلن به بیرون کشیده شود. پیپت یا لوله شیشه ای را در انتهای شلنگ پلاستیکی متصل به مسدود کننده پلاستیکی به داخل محفظه ای که می خواهید تخلیه کنید، متصل کنید. اگر از یک قیف بوخنر و صافی استفاده می کنید، ماده ای را که خواهان صاف کردن آن هستید را درون قیف قرار دهید. شاهد جمع شدن مایع در ارلن باشید. منبع خلاء را هنگامی که مقدار مورد نظر از مایع به درون ارلن کشیده شد یا مایع به طور کامل از صافی قیف بوخنر رد شد، خاموش کنید.

 

بالن-volumetric flask

بالن ها ظروف گلابی شکلی هستند که از آنها برای رقیق سازی، به حجم رساندن، مخلوط کردن و جوشاندن محلول ها استفاده می شود. بالن ها بسته به کاربرد انواع مختلفی مانند بالن های ته صاف، بالن ته گرد، بالن ژوژه و ... دارند.

 

بالن ته گرد-Round-bottom flask

بالن ته گرد یکی از ظروف شیشه ای آزمایشگاهی اصلی و از جنس شیشه بروسیلیکات ۳.۳ در آزمایشگاه ها میباشد که برای حرارت دادن به مایعات و عمل تقطیر به کار می رود.

مهمترین ویژگی بالن ته گرد (بالن تقطیر) گرد بودن ته آن است که منجر به پخش شدن شعله و حرارت در تمام نقاط بالن بصورت یکنواخت می گردد که موجب حرارت دهی مناسب به محلول درون بالن می شود و به همین علت بالن ته گرد از معدود شیشه آلات حرارتی می باشد که می تواند در تماس مستقیم با شعله قرار داشته باشد و دچار شکست نشود.

بالن ژوژه

بالن ژوژه (بالن حجمی) یکی از شیشه آلات آزمایشگاهی حجم سنجی می باشد که که به شکل یک بالن با گردن باریک و بلند و از جنس شیشه بروسیلیکات ۳.۳ ساخته می شود و دارای یک خط نشانه بر روی گردنش است که نمایانگر حجم دقیق بالن می باشد. از بالن ژوژه (بالن حجمی) برای محلول سازی دقیق، به حجم رساندن و رقیق سازی محلولها استفاده می شود.

بالن کجدال

بالن کجدال یک نوع بالن ته گرد با گردن بسیار بلند و دهانه روداژدار است ( مطابق شکل ) که در روش کجدال به کار می رود روش کجلدال روشی در شیمی تجزیه برای اندازه گیری کمی نیتروژن موجود در مواد شیمیایی است که توسط یوهان کجلدال در سال ۱۸۸۳ کشف شد.

بالن خلاء

بالن خلا یا بالن اشلنک ( بالن با لوله جانبی ) نوعی بالن شیشه ای از جنس بروسیلیکات ۳.۳ است که دارای یک لوله جانبی در گردن بالن می باشد و برای تقطیر مایعات، تهیه آب مقطر، آبگیری الکل( تهیه اتیلن ) و گازهای استیلن، هیدروژن، کلر، دی اکسیدگوگرد، دی اکسیدکربن و … به کار می رود.

مزور یا استوانه مدرج-Graduated cylinder

یکی از ظروف شیشه ای آزمایشگاهی حجم سنجی می باشد که بصورت یک استوانه مدرج با پایه برای اندازه گیری حجم محلول ها با دقت بالا به کار می رود.

بشر-Beaker

بـِشِر به فرانسوی (Bécher) وسیله‌ای است که معمولاً برای همزدن، مخلوط کردن یا گرم کردن مایعات در آزمایشگاه به کار می‌رود. که به شکل استوانه ی شیشه ای مدرج با کف تخت و از جنس بروسیلیکات ۳.۳ می باشد که دارای یک لبه (spout) روی دهانه برای ریختن آسان تر مایعات است بشرها دارای حجم و دقت درجه بندی مشخص هستند و در دو نوع فرم بلند و فرم کوتاه ساخته می شوند. بشرها در اندازه‌های مختلف از یکی میلی لیتر تا چندین لیتر موجود هستند و ممکن است از شیشه، پلاستیک و یا فلز ساخته شده باشند. بشرهایی که برای نگه داری مواد خورنده استفاده می‌شوند باید از مواد مقاوم به خورده شدن مانند تفلون ساخته شوند.

بورت-Burette

از شیشه آلات حجم سنجی و برای برداشت یا اضافه کردن حجم دقیق از مایع با دقت بالا استفاده می شود که بصورت یک لوله دراز مدرج با شیر خروجی می باشد. بورت ها در انتهای خود شیر دارند که هنگام به حجم رساندن می توان آن را باز یا بسته کرد.

پیپت-Pipette

از شیشه آلات حجم سنجی و برای برداشت یا اضافه کردن حجم دقیق از مایع با دقتی کمتر از بورت می باشد که بصورت یک لوله دراز مدرج با دو سر باز و بدون شیر خروجی می باشد.

انواع متداول آن عبارتند از:

•   پیپت ساده مدرج
• پیپت حبابدار(ژوژه)
• پیپت سرولوژی
• پیپت سرولوژی فیلتر دار
• پیپت ملانژور سفید
• پیپت ملانژور قرمز

 پیپت ها معمولا در دو نوع پیپت مدرج و پیپت حباب دار(یا پیپت ژوژه) ساخته می شوند. پیپت حباب دار از یک لوله صاف که در میانه آن یک حباب وجود دارد تشکیل شده است و در قسمت بالایی آن یک خط نشانه وجود دارد. در این نوع پیپت بر خلاف پیپت مدرج، فقط مقدار حجم معین تعیین شده روی ابزار، قابل برداشتن است. پیپت ها را به وسیله ابزار دیگری به نام پوآر پیپت یا پیپت پرکن استفاده می کنند. این ابزار که در انتهای لوله پیپت بسته می شود با ایجاد خلاء در داخل پیپت مایعات را به داخل آن می کشد. پیپت مدرج یک لوله شیشه ای صاف می باشد که یک انتهای آن نازک تر است. در این نوع پیپت بدنه وسیله بر حسب حجم های مختلف مدرج شده است ودقت وسیله به کوچکترین واحد تقسیم بندی روی بدنه بستگی دارد.در این نوع پیپت می توان حجم های مختلف و دلخواه را بر اساس ظرفیت پیپت برداشت.

پیکنومتر-pycnometer

پیکنومتر یک ابزار آزمایشگاهی و از گروه شیشه آلات آزمایشگاهی شبیه بالن ژوژه با درب شیاردار شیشه ای می باشد که برای تعیین چگالی مایعات (دانسیته) به کار می رود. این دستگاه تراکم مایع را با استفاده از یک تعادل تحلیلی با ارجاع به یک مایع کار مناسب مانند آب بندی یا جیوه اندازه گیری می کند.

حجم دقیق هر پیکنومتر روی بدنه آن درج شده است و در غیر این صورت نیز در دمایی مشخص با پر کردن پیکنومتر با آب مقطر (توسط پیپت) و با توجه به چگالی آب و نیز اندازه گیری جرم دقیق آب از تفاوت جرم پیکنومتر خالی و پر از آب می توان حجم دقیق پیکنومتر را تعیین کرد و در ادامه می توان با در اختیار داشتن جحم پیکنومتر و تفاوت جرم پیکنومتر پر و خالی از یک محلول خاص ، چگالی آن محلول را بدست آورد.

شیشه مایعی 

شیشه مایعی جز گروه ظرف نگهدارنده نمونه می باشد و معمولا از آنها برای نگهداری محلول ها استفاده می شود. نوع دیگر این شیشه ها، شیشه های پودری می باشند. تفاوت شیشه های پودری و مایعی در قطر دهانه آن می باشد. قطر شیشه های مایعی نسبت به شیشه های پودری تنگ تر است از این رو به آنها شیشه های دهانه تنگ و به شیشه های پودری دهانه گشاد می گویند. شیشه های مایعی نسبت به اسیدها و بازها مقاوم هستند. همچنین این شیشه ها (هم پودری و هم مایعی) دارای درب سمباده ای می باشند که باعث چفت شدن درب و مانع از ریختن محتویات داخل آن می شود ضمن اینکه در مورد مایعات می تواند از تغییرات pH نیز جلوگیری کند.

میکروتیوب -Micro tube

میکروتیوب از ظروف آزمایشگاهی پرکاربرد، ظرفی به شکل استوانه و کوچک و ساخته شده از پلاستیک با انتهای مخروطی شکل و درپوش متصل به بدنه است و در رشته های بیوشیمی و زیست مولکولی کاربرد های فراوانی در نگهداری و سانتریفیوژ مقدار اندک نمونه های مایع دارد. جنس ساخت این لوله ها از پلاستیک از نوع پلی پروپیلن است. میکروتیوب ها در حجم های مختلف از 250 میکرولیتر تا حداکثر 2 میلی لیتر و معمولا 1.5 میلی لیتر وجود دارد . میکروتیوب در رنگ های گوناگونی روانه ی بازار می شود، گرچه نوع شفاف آن بیشتر در محیط های آزمایشگاهی دیده می شود. این لوله ها قیمت اندکی دارند و یک بار مصرف هستند. شرکت اپندرف بزرگترین شرکت سازنده این لوله ها در دنیا محسوب می شود و لوله ی اپندرف اسم تجاری میکروتیوب یا لوله های میکرو سانتریفیوژ یا میکروفیوژ است و در اکثر آزمایشگاه ها این لوله ها را به این اسم می شناسند.

کندانسور شیشه ای-Condenser

از ظروف شیشه ای آزمایشگاهی اصلی و برای خنک کردن و میعان گاز به کار می رود که بصورت دو لوله دراز درون یکدیگر با خروجی جانبی می باشد.

دسیکاتور -Dessiccateur

: این ظرف مانند یک قابلمه از جنس شیشه است و از آن برای نگهداری مواد حساس به رطوبت استفاده می شود. داخل این ظرف مواد خشک کننده (سیلیکاژل) ریخته می شود. این ظرف در دو نوع ساده و شیردار ساخته می شود که مدل شیردار آن قابلیت اتصال به پمپ خلا را دارد.

کریستالیزور-crystallizer

کریستالیزور یکی از ظروف آزمایشگاهی است و در دسته بندی خانواده بشر قرار می گیرد. بشر آزمایشگاهی پر کاریرد دارای دو نوع کوتاه و بلند می باشد اما دسته بندی سومی هم وجود دارد که مربوط به بشر های خیلی کوتاه می شوند و به آن کریستالیزور گفته می شود. در شکل زیر نمونه ای از آن را می توانید مشاهده کنید. از این وسیله آزمایشگاهی معمولا برای تبلور استفاده می شود همچنین بعضی اوقات از آن برای گرم کردن مایعات نیز استفاده می شود از این رو جنس این ظروف معمولا از بروسیلیکات های مقاوم به حرارت می باشد.