Предназначение, материалы и классификация посуды для лаборатории

Для чего используется разнообразная лабораторная посуда и что входит в ее перечень? Посудой для лаборатории являются специализированные ёмкости и приспособления, обладающие высокой устойчивостью перед воздействием разной агрессивной среды и используемые для исследовательского процесса и научных опытов.

Виды и назначение лабораторной посуды

Требования к лабораторной посуде определяют ее характеристики. Изделия, используемые в современной лаборатории, должны обладать следующими физико-химическими свойствами:

• устойчивость перед воздействием высоких температур;
• небольшой коэффициент теплового расширения;
• устойчивость перед воздействием используемых реагентов и разнообразных химических препаратов;
• прозрачность;
• высокая устойчивость перед повышенным давлением.

Перед использованием посуда обязательно тщательно моется, просушивается или при необходимости подвергается длительной стерилизации, при этом к наиболее распространенным видам таких предметов относятся следующие:

• мерная посуда, используемая для работы с растворами: небольшие по размеру мензурки, пипетки, специальные колбы с наличием шкал;
• немерная посуда, которая применяется для необходимой работы с разнообразными веществами при выполнении самых разных химических реакций: разные виды пробирок, колбы, небольшие воронки для жидкостей и многое другое, что требуется работающим лаборантам;
• лабораторная посуда, которая требуется для выполнения какой-либо одной конкретной задачи: дистилляторы, устройства для охлаждения, капельницы, чашки Петри.

Также существует более подробный перечень предназначения лабораторной посуды.

1. Банки с широким отверстием сверху и бутыли с длинной горловиной и узким отверстием, закрывающиеся на крышку. Изделия используются для хранения химических реагентов, изготавливаются прозрачными, непрозрачными или затемнёнными.
2. Бюксы с притёртой пробкой, созданные в виде маленьких баночек. Изделия используются для взвешивания разного сыпучего материала после его полного высушивания. Благодаря особой конструкции этой ёмкости вес вещества не увеличивается из-за возможного впитывания паров воды из воздуха.
3. Воронки, используемые для удобного пересыпания разных порошков. Некоторые изделия могут иметь гладкие и складчатые фильтры. Делительные устройства разделяют разновидности жидкостей, которые не могут смешиваться между собой.
4. Колбы, созданные в стеклянных сосудах, имеющие широкое дно и узкий верх. В этой посуде протекают химические реакции.
5. Кристаллизаторы, изготовленные в виде широких чаш, используемых для выпаривания химических растворов с помощью осуществляемого процесса перекристаллизации. Изделия изготавливаются обычными и термоустойчивыми, бывают с носиком и без него. Равномерное охлаждение раствора происходит благодаря их большому диаметру и созданному плоскому дну.
6. Ложки, шпатели и лопатки, с помощью которых берутся сыпучие и твёрдые вещества или перемешиваются жидкости.
7. Пробирки, созданные в виде цилиндра и имеющие плоское, полукруглое или коническое дно. Изделия используются для удобного отбора разнообразных проб и выбираются для изучения протекающих химических реакций.
8. Стеклянные склянки, обладающие цилиндрической формой, имеющие плоское дно и горловину под пробку. Приборы используются для хранения летучих и пахучих химических веществ, причём герметичность обеспечивается благодаря наличию притёртой пробки. Светочувствительные препараты могут храниться в затемненных склянках янтарного цвета.
9. Ступки с наличием носика или без него являются устройствами, позволяющими измельчать или перемешивать разные твёрдые вещества.
10. Штативы, которые являются лабораторными стойками и используются для размещения небольших по размеру пробирок, бюреток и остальной посуды на определенной высоте. Изделия состоят из-за штанги и прочного металлического основания, а также используются для нагревания, перегонки разных веществ и осуществления химического синтеза.

Фиксирующие приспособления штатива должны размещаться с точным расчётом, что обеспечивает быстрый доступ к посуде и оставляет свободное пространство для разных манипуляций.

Какие емкости применяют для сохранения биологических и химических проб

• Банки и бутыли: цилиндрические сосуды с крышкой, где банки отличаются широким верхним отверстием, а бутыли — удлиненной горловиной и узким проходом; используются для хранения химических реактивов и готовых препаратов.
• Склянки: стеклянные емкости цилиндрической формы с плоским дном и горловиной, закрывающейся пробкой; подходят для содержания химических веществ, включая летучие и с резким запахом.
• Чаши Петри: невысокие прозрачные цилиндрические сосуды с крышкой, напоминающие блюдца; в биологии применяются для выращивания микроорганизмов, а в химии — для временного хранения мелких фрагментов образцов и выпаривания жидкостей.
• Эксикаторы: толстостенные стеклянные емкости с притертой стеклянной крышкой, обеспечивающей полную герметичность; служат для высушивания веществ и их последующего хранения.

Мерная посуда

К этим предметам относится современная лабораторная посуда, с помощью которой точно определяется объём химических веществ или рассматриваемых жидкостей.

Список химической лабораторной посуды:

1. Бюретки, созданные в виде узких градуированных сосудов и используемые для определения объемов газовой смеси или жидкости. На стенках тонких стеклянных трубок присутствуют деления, а на одном конце находится установленный зажим или специальный запорный кран. Приборы позволяют измерять объём раствора какой-либо известной концентрации.
2. Мерные колбы, имеющие сферическое основание и плоское дно. Приборы используются для разбавления приготовленных растворов и могут иметь особую или обычную точность. Маркировкой термоустойчивых колб является матовый квадрат, расположенный на стенке этого элемента. Материалом, из которого изготовлена лабораторная посуда такого типа, чаще всего является высокопрочное стекло.
3. Мензурки, имеющие коническую форму и сужающееся основание. Приборы бывают разными по объёму и используются для измерения жидкостей или сыпучих веществ.
4. Мерные цилиндры объемом от 5 до 2000 мл, обладающие цилиндрической формой и нанесённой равномерной шкалой делений.
5. Пипетки, созданные в виде небольших дозирующих сосудов с наконечником, который ограничивает скорость вытекания жидкости. Изделия могут быть оснащены резиновыми грушами и присутствующими механическими регуляторами.

Классы точности мерной лабораторной посуды определяются в соответствии с ГОСТ 29169-91 и обозначаются как "А" - высокий и "Б" - низкий. 

Материалы для изготовления лабораторной посуды

Лабораторная посуда изготавливается из термоустойчивых высокопрочных материалов, которые позволяют работать с разными химическими соединениями без возникновения реакции между исследуемыми препаратами и присутствующими компонентами самой выбранной посуды.

Чаще всего современная посуда для лабораторных комплексов изготавливается из следующих материалов:

• высококачественное стекло;
• фарфор;
• пластик, который является недорогим по стоимости.

Изделия являются самым распространённым видом, позволяющим выполнять нагрев веществ до 1200 градусов при полном сохранении своей формы. Разные виды лабораторной посуды обладают следующими преимуществами:

• прозрачность материала;
• инертность по отношению к разным реактивом и исследуемым химическим препаратам;
• небольшое тепловое расширение;
• термоустойчивость;
• доступная цена.

Стекло с наличием в составе специальных компонентов, прошедшее дополнительное закаливание, обладает улучшенными показателями.

В основном для изготовления разнообразной посуды используется полипропилен, который является простым в использовании. Пластиковая посуда применяется в исследовательской деятельности в разных современных лабораториях.

Преимущества разных видов лабораторной посуды из пластика:

• механическая прочность;
• возможность одноразового использования для соблюдения стерильности;
• высокая химическая устойчивость;
• безопасное использование в отличие от стеклянной посуды, оставляющей острые осколки;
• низкие цены.

Недостатком такой посуды является возможность её использования в достаточно узком температурном диапазоне. Предметы не могут нагреваться выше 130° и охлаждаться ниже 35°. Прозрачность пластиковых устройств является не такой высокой, как у стеклянных предметов. Ещё одним существенным минусом является очень медленное разложение пластика в природе.

Применяется также фарфоровая посуда. Преимущества разных видов химической лабораторной посуды из фарфора – устойчивость даже перед самыми высокими температурами и высокая химическая инертность. В основном из фарфора изготавливаются небольшие пестики, компактные ступки, специальные тигли с небольшими ложками, с помощью которых отбираются химические вещества. Недостатком фарфоровой посуды считается непрозрачность, неустойчивость перед механическими повреждениями и достаточно высокая стоимость.

Также в настоящее время существует смешанная посуда и предметы, созданные из металлов. Например, это фарфоровые, малахитовые или металлические тигли, которые используются для плавки, качественной прокалки или необходимого золения разных исследуемых веществ.

Не стоит забывать и о том, что любую посуду нужно регулярно мыть в соответствующих мойках.

Почему стеклянная посуда востребована в лабораториях?

• Химическая нейтральность: материал не взаимодействует с подавляющим большинством реагентов — от кислот и щелочей до органических растворителей, что делает его безопасным для реакций и хранения веществ.
• Устойчивость к нагреву: изделия из боросиликатного стекла выдерживают температуры до 500–600 °C и не боятся резких перепадов температур, что критично для многих экспериментов.
• Полная прозрачность: позволяет визуально контролировать процесс в реальном времени — фиксировать изменение цвета, выпадение осадка или смену фаз без остановки работы.
• Лёгкость очистки: гладкая поверхность не задерживает загрязнения и остатки реактивов, что сводит к минимуму риск случайного загрязнения проб.
• Долговечность и многоразовое использование: в отличие от пластика, стеклянная посуда рассчитана на многократное применение, что сокращает текущие расходы лаборатории.

Металл

Сегодня это распространённый, дешёвый и доступный металл, используемый для производства разнообразной лабораторной посуды. Но такие предметы быстро окисляются из-за реакции с некоторыми реагентами, что приводит к значительному сужению спектра их применения.

Благородные виды металлов

Для выполнения задач с особыми требованиями необходимая лабораторная посуда может изготавливаться из платины, золота, высококачественного серебра, меди и её сплавов. Изделия могут использоваться в лабораториях благодаря своей пониженной активности. К примеру, в платиновом резервуаре может размещаться плавиковая кислота.

Что касается других материалов: кварцевая посуда имеет высокие физико-механические свойства, является устойчивой перед едкими веществами и кислотами. Преимуществом кварца является стойкость перед резким нагреванием и охлаждением, а также прозрачность, что актуально для некоторых исследований. Лаборанты пользуются предметами из кварца для необходимых опытов при высокой температуре, повышенном давлении или радиационном излучении.

Боросиликатное стекло конкурирует с кварцем. Посуда является достаточно дешёвой и обладает определенным уровнем проницаемости для разных соединений в процессе нагревания.

Какой должна быть лабораторная посуда?

Подготовка необходимого проекта лабораторного комплекса не завершается после создания плана. В это время также определяется необходимая посуда, которая должна находиться в зонах проведения работы. Благодаря этому подходу определяется возможное размещение оборудования на указанной площади, ее расширение или необходимость закупки дополнительной мебели.

После определения с оборудованием уточняется перечень необходимой лабораторной посуды. Раньше такие предметы изготавливались прежде всего из стекла, но нехватка прочности этого материала стала очевидной с развитием технологий. Подходящим вариантом при условии работы с повышенными температурами считается применение металлической и кварцевой посуды. Стекло не оказывает влияния на результаты выполняемых исследований, а также не вступает в сильную реакцию с химическими ядовитыми веществами.

Используемая лабораторная посуда обязательно должна соответствовать заявленным условиям:

• наличие поверхностной маркировки с высокой контрастностью, что позволяет работать с окрашенными химическими растворами.
• присутствие на выполненной маркировке чёткой шкалы, указанной в повсеместно используемых единицах измерения.
• наличие на посуде клейма изготовителя и символа, с помощью которого обозначается марка использованного стекла.

В настоящее время также является распространенной посуда для оснащения лабораторий, изготовленная из пластика. Изделия используются для разведения разных концентрированных кислот и щелочей. Посуда быстро очищается от загрязнений и сушится, является прочной и легкой.

Лабораторная посуда, созданная из качественного фарфора, имеет практически все качества стеклянных изделий, но обладает достаточно большим весом и непрозрачностью, что значительно ограничивает её в широком применении.

Критерии подбора лабораторной посуды в зависимости от эксперимента

Основные аспекты выбора:

• Сначала определяют цели экспериментов: для аналитических исследований нужен один тип посуды, а для смешивания, нагрева или хранения реагентов — другой.
• Затем учитывают материал изготовления (стекло, пластик, металл, керамика), который должен обеспечивать химическую стойкость к реактивам и переносить требуемые температурные режимы.
• Обязательно проверяют безопасность: посуда не должна вступать в реакцию с веществами, выделять токсичные соединения и быть устойчивой к агрессивным средам.
• Сверяют соответствие стандартам качества и безопасности, принятым для лабораторного оборудования.
• Подбирают объем и размеры исходя из количества образцов или реактивов, чтобы избежать переполнения или нехватки места.
• Оценивают температурные условия: если планируется нагрев или охлаждение, выбирают посуду с соответствующей термостойкостью.

Практические рекомендации:

• Изучите химические свойства всех реагентов и подберите материал посуды, устойчивый именно к их воздействию.
• Заранее определите максимальную рабочую температуру, чтобы посуда не разрушилась при нагреве.
• Выбирайте точный объем: слишком малый приведет к переполнению, а излишне большой — к неудобству и неточности.
• Для особо точных измерений используйте мерную посуду класса А, которая имеет минимальные погрешности.
• Соблюдайте меры безопасности: работайте в защитных очках и перчатках, а перед каждым использованием осматривайте посуду на трещины и сколы.