Bezpieczne ogrzewanie szkła laboratoryjnego

Autor artykułu: DWK Life Sciences

Ogrzewanie szkła w laboratorium wymaga zachowania ostrożności, nawet jeśli wybrano produkty opracowane specjalnie do użytku w takim środowisku. Jest to spowodowane kilkoma czynnikami.

Po pierwsze, nie wszystkie szklane naczynia laboratoryjne mają taką samą charakterystykę. Na przykład szkło laboratoryjne borokrzemowe ma znacznie niższy współczynnik rozszerzalności niż inne rodzaje szkła, takie jak szkło sodowo-wapniowe, które również jest powszechnie stosowane w laboratorium. Choć produkty z tej drugiej grupy nadal znajdują wiele zastosowań, przy poddawaniu ich działaniu ciepła należy uwzględnić ich przydatność chemiczną.

Po drugie, nie wszystkie szklane naczynia laboratoryjne są produkowane według tych samych standardów. Nawet w obrębie takiej kategorii, jak szkło borokrzemowe, jakość użytych surowców i kluczowe czynniki, takie jak jednolita grubość szkła, mogą się różnić, przy czym marki wysokiej jakości szkła laboratoryjnego i naukowego, takie jak DURAN, WHEATON, PYREX i KIMBLE, zapewniają bardziej niezawodną odporność na ciepło.

I wreszcie istotny wpływ na bezpieczeństwo ma sposób ogrzewania szkła laboratoryjnego, bez względu na produkt. Oto kilka wskazówek na temat bezpiecznego ogrzewania szklanych naczyń w laboratorium.

1) Uwzględnij zjawisko rozszerzania i kurczenia się w wysokich temperaturach

Niski współczynnik rozszerzalności szkła borokrzemowego (3,3x10-6K-1) powoduje bardzo małe rozszerzanie się lub kurczenie przy ogrzewaniu bądź chłodzeniu, jednak nawet w przypadku tego rodzaju szkła należy zachować ostrożność.

Gdy temperatura przekroczy 150°C, należy zachować szczególną ostrożność, aby ogrzewanie lub chłodzenie szkła odbywało się powoli i jednorodnie. Podstawą jest zadbanie o właściwy sprzęt, warunki i, co ważne, czas stopniowego zwiększania, a następnie obniżania temperatury.

2) Wyeliminuj ryzyko szoku termicznego

Nawet jeśli szkło nie jest narażone na nadmiernie wysokie temperatury, należy unikać jakichkolwiek nagłych zmian. Szok termiczny wynikający z nagłego ogrzania lub schłodzenia może spowodować rozbicie lub pęknięcie szkła. Szkło należy ogrzewać delikatnie i stopniowo, w tym również na początku procesu. Chłodzenie także powinno przebiegać stopniowo, w miejscu osłoniętym przed chłodnymi przeciągami.

3) Unikaj ogrzewania punktowego poprzez równomierny rozkład ciepła

Skoncentrowane lub bezpośrednie nagrzewanie jednej części szkła może powodować powstawanie gorących punktów. Należy tego unikać, ponieważ różne szybkości nagrzewania mogą powodować naprężenia, które osłabiają szkło i powodują jego pęknięcia. Używając palnika Bunsena, należy stosować łagodny płomień i używać drucianej gazy z ceramicznym środkiem do rozpraszania płomienia. W ten sposób ciepło będzie rozłożone równomiernie.

Zastosowanie płyty grzewczej również pomaga zapewnić równomierne rozłożenie ciepła, ale ważne jest, aby górna część płyty była większa niż podstawa podgrzewanego naczynia. Dzięki temu ciepło rozłoży się równomiernie u podstawy naczynia, zmniejszając prawdopodobieństwo pęknięcia z powodu gorących punktów. Przed umieszczeniem naczynia na płycie grzewczej należy ogrzać je do temperatury pokojowej. Jeśli naczynie będzie zimne, może wystąpić zjawisko szoku termicznego.

4) Ostrożnie korzystaj z kuchenki mikrofalowej

Nie każdy rodzaj szkła laboratoryjnego nadaje się do bezpiecznego ogrzewania w kuchence mikrofalowej. Przykładowo naczynia ze szkła sodowo-wapiennego są nieodporne na nagłe zmiany temperatury. Z kolei szkło borokrzemowe można bezpiecznie ogrzewać w kuchence mikrofalowej, ale podobnie jak w przypadku każdego naczynia, przed włożeniem go do kuchenki należy upewnić się, że w naczyniu znajduje się materiał pochłaniający mikrofale.

Ważne jest również sprawdzenie części lub akcesoriów dołączonych do szkła i upewnienie się, że materiał, z którego zostały wykonane, nadaje się do użytku w kuchence mikrofalowej. Niektóre produkty mają plastikowe zakrętki lub złącza – aby móc ogrzewać je w kuchence mikrofalowej, powinny być wykonane z polipropylenu lub PTFE.

5) Zachowaj ostrożność przy autoklawowaniu, aby uniknąć uszkodzeń

Większość rodzajów szkła laboratoryjnego można bezpiecznie sterylizować w autoklawie. Jest jednak kilka elementów, o których należy pamiętać, aby uniknąć uszkodzenia szkła w sposób wpływający na możliwość korzystania z niego w przyszłości. Przede wszystkim przed rozpoczęciem procesu należy poluzować zakrętki. Autoklawowanie szkła z mocno dokręconymi zakrętkami może doprowadzić do powstania różnicy ciśnień, co z kolei może uszkodzić pojemnik, skutkując natychmiastowym pęknięciem lub pęknięciem przy kolejnym ogrzewaniu. Można też użyć jednoportowego złącza ze sterylnym odpowietrznikiem lub zakrętki ze sterylną membraną odpowietrzającą, aby osiągnąć automatyczną, sterylną wymianę gazową. Pozwoli to bezpiecznie wyrównywać ciśnienie podczas procesu autoklawowania przy jednoczesnym zapewnieniu sterylizacji zawartości butelki. Po drugie, pamiętaj, aby nie przeładowywać autoklawu. Pozwoli to zapewnić wystarczające odległości elementów od siebie, co z kolei umożliwi cyrkulację pary pod wysokim ciśnieniem, ograniczając ryzyko uszkodzeń, które uniemożliwiłyby ogrzewanie tego szkła w przyszłości.