玻璃的一般性質(zhì)
玻璃的原料主要是硅砂(SiO2)、硼酸(H3BO3)或硼砂(Na2B4O7、10H2O )、石灰(CaO)、玻璃屑(碎玻璃)、磷酸(P2O5)、堿(Na2O,由Na2CO3、Na2SO4、NaNo3、Na2B4O7等提供)及其他含鉀、鎂、鋅、鋁等氧化物之原料。
玻璃制品對(duì)于水、鹽溶液、酸、堿以及有機(jī)溶劑具有很好的化學(xué)耐性,從這點(diǎn)來看超過大多數(shù)的塑料制品,僅有氫氟酸以及在升溫條件下的強(qiáng)堿或濃磷酸會(huì)攻擊玻璃。玻璃制品的另一個(gè)特點(diǎn)是形狀的穩(wěn)定性(即使在升溫條件下),以及高度透明。
特定玻璃的特殊性質(zhì)
實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用中,有許多不同性質(zhì)不同種類的玻璃可以選擇。
納-鈣玻璃
納-鈣玻璃(比如AR-Glas)具有良好的化學(xué)與物理性質(zhì)。適用于短時(shí)間接觸化學(xué)試劑與有限的熱沖擊的應(yīng)用。
硼硅酸鹽玻璃(BORO3.3、BORO5.4)
硼硅酸鹽玻璃具有出色的化學(xué)與物理性質(zhì)。如國際標(biāo)準(zhǔn)DIN ISO 3585所述,一級(jí)水解玻璃的線性膨脹系數(shù)為3.3,適用于需要出色化學(xué)耐性和熱耐性(包含耐受熱沖擊),以及高機(jī)械穩(wěn)定性的應(yīng)用。是典型的用于化學(xué)器械的玻璃,比如圓底燒瓶與燒杯及計(jì)量產(chǎn)品。
玻璃制品的使用
在使用玻璃的時(shí)候,必需要考慮抵抗熱沖擊與機(jī)械力的耐性。必需遵循嚴(yán)格的安全措施:
不要在熱板上加熱體積計(jì)量儀器、量筒或者試劑瓶。
在進(jìn)行放熱反應(yīng),例如稀釋硫酸或者溶解氫氧化鈉時(shí),一定要進(jìn)行持續(xù)攪拌并冷卻試劑,并且選擇合適的容器,例如錐形瓶,決不可使用刻度量筒或者容量瓶。
玻璃儀器絕不可暴露于突然的劇烈的溫度變化。從熱干燥箱中取出玻璃儀器時(shí),千萬不要立刻放置于冷的或者濕的臺(tái)面上。
對(duì)于承壓應(yīng)用,只能使用設(shè)計(jì)用于此用途的玻璃儀器。例如:抽濾瓶與干燥器,只能在確認(rèn)完好之后才能抽真空使用。
化學(xué)耐性
水或酸與玻璃的化學(xué)相互作用
水或酸與玻璃表面的化學(xué)相互作用小到幾乎可以忽略;只有非常少量的,主要為單價(jià)陽離子會(huì)從玻璃中溶出。在玻璃表面形成非常薄的,幾乎無空隙的硅膠層,阻止進(jìn)一步的侵蝕。氫氟酸與熱磷酸是例外,因?yàn)檫@兩種酸會(huì)抑制保護(hù)層的形成。
堿與玻璃的化學(xué)相互作用
堿會(huì)侵蝕玻璃且隨濃度與溫度升高而增強(qiáng)。硅硼酸鹽玻璃3.3可限制表面侵蝕達(dá)到um的水平。當(dāng)然,隨著接觸時(shí)間的延長,體積變化與/或者刻度損壞仍有可能發(fā)生。
玻璃的水解耐性
一級(jí)水解玻璃可以達(dá)到DIN ISO 719(98℃)5個(gè)水解耐性級(jí)別的第一級(jí)。這意味著顆粒度為300-500um的玻璃暴露于98℃的水中1小時(shí),少于31ug Na2O/克玻璃被水解。此外,一級(jí)水解玻璃也達(dá)到了DIN ISO 720(121℃)3個(gè)水解級(jí)別的第一級(jí)。這意味著暴露于121℃的水中1小時(shí),少于62 ug Na2O/克玻璃被水解。
對(duì)酸的耐性
一級(jí)水解玻璃達(dá)到了DIN 12 116標(biāo)準(zhǔn)酸耐性的4個(gè)級(jí)別的第一級(jí)。一級(jí)水解玻璃也被稱為耐酸硅硼酸鹽玻璃,與6N HCL中煮沸6小時(shí),其表面侵蝕小于0.7 mg/100 cm2。
對(duì)堿的耐性
一級(jí)水解玻璃達(dá)到了DIN ISO 695標(biāo)準(zhǔn)3個(gè)耐堿級(jí)別的第二級(jí)。3小時(shí)相同體積氫氧化鈉(1 mol/L)與碳酸鈉(0.5 mol/L)煮沸產(chǎn)生的侵蝕大約為 134 mg/100 cm2。
化學(xué)耐性 |
水 DIN ISO 719 (HGB Class 1-5) |
酸 DIN 12 116 (Class 1-4) |
堿 DIN ISO 695 (Class 1-3) |
納-鈣玻璃(AR-Glas) |
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硼硅酸鹽玻璃3.3 (A級(jí)水解玻璃) |
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