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實(shí)驗(yàn)器皿
日期：2025-02-08 23:16
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摘要：
實(shí)驗(yàn)器皿
化學(xué)實(shí)驗(yàn)室所用的試驗(yàn)器皿是用各種各樣的材料制成的，主要的是化學(xué)玻璃，其它材料有化學(xué)瓷、石英、塑料以及金屬等。
2.1玻璃器皿
化學(xué)實(shí)驗(yàn)室所用的玻璃器皿均用化學(xué)玻璃制成。就成分而論，大多數(shù)是含有少量堿金屬的硼硅酸鹽。化學(xué)玻璃對(duì)于酸堿及其它化學(xué)試劑有一定的耐腐蝕性能，并且具有一定的耐熱性能。例如硼硅鋅玻璃和硼硅玻璃等，進(jìn)行痕量元素分析時(shí)，應(yīng)按照測(cè)定元素的種類來(lái)選擇適用的玻璃器皿。
化學(xué)玻璃的耐酸耐堿和耐化學(xué)試劑侵蝕的性能并不一致，必要時(shí)在使用前應(yīng)加以檢驗(yàn)?；瘜W(xué)玻璃的耐熱性能有重要意義。例如耐熱性能較強(qiáng)的硼硅玻璃一般在500一600℃間軟化，436℃以上發(fā)生長(zhǎng)久性的變形。所以化學(xué)玻璃只能在100一300℃間加熱，不應(yīng)加約到400℃以上。假若需要加熱的溫度高于400℃時(shí)，應(yīng)使用石英器皿，石英器皿可以加熱到1000℃而不變形或破裂。
2. 2石英器皿
石英器皿廣泛地應(yīng)用于痕量元素分析，具有很高的耐酸與耐熱性能，遠(yuǎn)較一般化學(xué)型璃制造的器皿優(yōu)越，但不耐堿。石英中含二氧化硅99.8%左右，有透明與不透明兩種，后者殘留部分氣泡，因而影響透明度、比重較小（透明石英的比重是2.21，不透明石英是2.07-2.15），二者的耐酸性能與物理性質(zhì)相同。
石英的膨脹系數(shù)很小，約為54x l0-7左右，驟冷驟熱不易破裂。石英的耐熱性能為一般化學(xué)玻璃所不及。透明的石英耐1050℃的高溫。超過(guò)此溫度逐漸改變玻璃狀而晶化，1250℃以上晶化加速。石英失去玻璃狀以后機(jī)械強(qiáng)度受損，并且能夠透過(guò)氣體。在軟化的溫度下，石英無(wú)揮發(fā)現(xiàn)象。
石英具有良好的耐酸性能，除了氫氟酸和磷酸（高于200℃）以外，不受其它酸的侵蝕。除堿以外，石英也不容易受化學(xué)試劑的侵蝕。有機(jī)物在石英器皿中灰化時(shí)，灰分中堿土金屬能侵蝕石英。水在高溫高壓下也不侵蝕石英。
鐵、銅、鉛、鈣、鎂的氧化物在800一900℃能夠與硅結(jié)合成硅酸鹽。在石英器皿加熱上述化合物時(shí)，不能夠超過(guò)800℃。有鉀或埋鹽、某些釩及鎢的化合物、氟化銨、磷酸鹽以及放射性物質(zhì)存在時(shí)，石英在較低溫度也會(huì)晶化，部分或全部成為不透明。在1000℃以上碳使二氧化硅還原，若有氯存在，二氧化硅的還原溫度更低。
常用的石英器皿有蒸發(fā)皿、坩堝、過(guò)濾坩堝、燒杯、燒瓶、容量瓶、蒸餾器等。石英坩堝能夠代替鉑坩堝用于灼燒，冷卻后重量不發(fā)生改變。假若不測(cè)定硅時(shí)，還可代替鉑坩堝用焦硫酸鉀來(lái)熔融試樣。
2. 3瓷器皿
化學(xué)實(shí)驗(yàn)室所用的瓷器皿，用化學(xué)瓷制成?；瘜W(xué)瓷比化學(xué)玻璃更耐侵蝕，尤其是耐酸性?；瘜W(xué)瓷約含有48%SiO2和49%Al2O3，瓷釉的質(zhì)量影響化學(xué)瓷的耐侵蝕性。一種典型的化學(xué)瓷瓷釉的成分如下： SiO273%，Al2O3 9%，CaO 11%；Na2O +K2O 6％。
化學(xué)瓷有良好的耐熱性能。有釉的和素?zé)幕瘜W(xué)瓷可以加熱到1100℃和1400℃，在1200℃以下加熱時(shí)，重量一般沒(méi)有顯著變化。但是在需要稱重時(shí)，*好不要加熱到800一900℃以上。化學(xué)瓷的耐酸性較強(qiáng)而耐堿性較差，但是對(duì)氫氟酸和磷酸來(lái)說(shuō)則是不穩(wěn)定的。
*常用的化學(xué)瓷器皿有坩堝、蒸發(fā)皿，帶柄瓷蒸發(fā)皿、平板漏斗等。測(cè)定微量元素時(shí)（若不加熱），可以使用化學(xué)瓷而不致污染。
2. 4塑料器皿
在化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)室中常應(yīng)用聚乙烯、聚氨乙烯及聚四氟乙烯制成的器皿，塑料器皿價(jià)廉耐用，尤其是聚乙烯塑料制作的試劑瓶等容器十分普遍。與低密度聚乙烯不同，高密度聚乙烯中不含無(wú)機(jī)催化劑，因此是在中等溫度下（達(dá)60一70℃）進(jìn)行痕量分析的良好器皿材料，但它也有吸附的性質(zhì)，例如已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在約百萬(wàn)分之一濃度的溶液中，它對(duì)堿金屬有明顯的吸附。
聚四氟乙烯是*耐化學(xué)腐蝕、熱穩(wěn)定性*好的材料，蒸發(fā)濃硫酸對(duì)它也無(wú)腐蝕作用，它只被氟和熔融的堿金屬侵蝕。目前，聚四氟乙烯是制造痕量分析設(shè)備的*佳材料。
常用的塑料制品有試劑瓶、洗瓶、燒杯、坩堝、蒸發(fā)皿、漏斗、量筒、瓶塞、滴定管與軟管等。一些塑料的耐熱性能，見(jiàn)下表。
塑料種類 | 使用的*高溫度（℃） | 開(kāi)始分解時(shí)溫度（℃） |
低壓聚乙烯 | 80 | 360 |
高壓聚乙烯 | 60 | 360 |
聚氯乙烯 | 60 | 145 |
聚苯乙烯 | 70 | 300 |
聚氯三氟乙烯 | 160 | 350 |
聚四氟乙烯 | 220 | 450 |
尼龍 | 90 | >300 |
對(duì)于微量元素的測(cè)定來(lái)說(shuō)，塑料制的器皿是很合用的，因?yàn)樗旧硪话阆潞薪饘俪煞?，水不能沾濕它的表面，與溶液長(zhǎng)期接觸沒(méi)有堿金屬離子釋出，發(fā)生污染的可能性較小。聚四氟乙烯對(duì)有機(jī)和無(wú)機(jī)溶劑是很穩(wěn)定的。故用塑料瓶貯存酸或堿溶液時(shí)所溶解的雜質(zhì)極少。
2. 5金屬器皿
2. 5.1鉑器皿
鉑器皿，例如鉑蒸發(fā)器和鉑坩堝也是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室不可缺少的設(shè)備。大多數(shù)化學(xué)試劑不侵蝕。鉑的導(dǎo)熱性優(yōu)良，熔點(diǎn)很高（達(dá)1770℃）。但因較軟而常與銥、佬或金制成合金以增加硬度。鉑合金具有鉑的優(yōu)點(diǎn)，但是在1100℃以上稍有揮發(fā)。
2. 5.2其它金屬器皿
由于鉑器皿的價(jià)格昂貴，應(yīng)當(dāng)盡可能以其它金屬制品來(lái)代替鉑器皿。例如用氫氧鈉或氫氧化鉀來(lái)熔融試樣時(shí)，應(yīng)使用銀坩堝或鎳坩堝。
銀器皿：銀的耐堿性稍低于金，對(duì)于非含氧酸也有一定的耐蝕性，在常溫下濃鹽酸、氫溴酸對(duì)銀的侵蝕并不嚴(yán)重。各種濃度的磷酸與氫氟酸，中等濃度的有機(jī)酸都不侵蝕銀。
鎳器皿：常用鎳坩堝來(lái)代替鉑坩堝作氫氧化鈉熔融，但因?yàn)槿菀籽趸允褂闷谳^短。
不銹鋼制品：不銹鋼制品，例如鑷子、坩堝鉗、小刀、剪刀等工具或其它設(shè)備，是微量元素分析中*常用的金屬制品。不銹鋼除含有鉻、鎳之外，有時(shí)還含有鉬或錳等，表面上的鉻氧化成為氧化膜，極薄而緊密，稱為惰性膜，保護(hù)不銹鋼使之具有防銹性能。但是長(zhǎng)期受酸氣侵蝕后也是會(huì)生銹的。鉻的含量愈高其防銹住能愈強(qiáng)，一般鉻的含量在12一30%之間。不銹鋼對(duì)酸堿等化學(xué)品等都有一定的耐侵蝕性，但一般說(shuō)它的耐堿性能較耐酸性能良好。
