وسایل و لازم کار در آزمایشگاه شیمی

معرفی کامل ابزار و وسایل آزمایشگاهی

در این مطلب کلیه وسایل آزمایشگاهی بطور کامل معرفی خواهند شد و کاربرد هر کدام نیز شرح داده می شود. برای هر یک از وسایل می توانید از صفحه بندی که انجام شده است استفاده کنید و بر روی عنوان وسیله کلیک نمائید . در ضمن می توانید در این صفحه تمام موارد را با هم ببینید . 

امیدوارم مورد استفاده دوستان و کاربران عزیز واقع شود .

بـِشِر : وسیله‌ای است که معمولاً برای همزدن، مخلوط کردن و یا گرم کردن مایعات در آزمایشگاه به کار می‌رود. بشرها عموماً استوانه‌ای شکل با کف تخت ومدرج هستند. بشرها در اندازه‌های مختلف از یکی میلی لیتر تا چندین لیتر موجود هستند.

 

 

بشرها ممکن است از شیشه (اغلب پیرکس) یا پلاستیک ساخته شده باشند. بشرهایی که برای نگه داری مواد خورنده استفاده می‌شوند باید از مواد مقاوم به خورده شدن مانند تفلون ساخته شده باشند.

تفاوت بشر با ارلن در عمود بودن دیواره‌های آن است در صورتی که در ارلن دیواره‌ها مایل است. بشرها بیشتر در شیمی عمومی استفاده می‌شوند.

بشرهای پیرکس برای حرارت دادن محلولها در کوره یا روی شعله آتش استفاده می‌شود. در آزمایشهایی که نیاز به هم زدن باشد، بشر به دلیل ساختار ویژه خود، ظرف آزمایش مناسبی است زیرا ظروف آزمایشگاهی دیگر مانند ارلن یا بالون بدلیل گردن نسبتاً باریک برای این کار مناسب نیستند.

 

لوله آزمایش (  test tube) :  یکی از ابزارهای متداول آزمایشگاهی است که در بیشتر آزمایشگاه‌های شیمی یافت می‌شود.این وسیله که از شیشه یا پلاستیک شفاف ساخته می‌شود به شکل یک لوله بلند است که از یک سر باز و از سر دیگر بسته و به صورت محدب است. لوله‌های آزمایشگاهی بزرگتر که برای جوشاندن مایعات استفاده می‌شود به لوله جوش معروف است.

کاربرد

لوله آزمایش برای نگهداشتن، ترکیب کردن و گرم کردن مواد شیمیایی مایع یا جامد در مقادیر کم استفاده می‌شود. از لوله کشت در آزمایشگاه‌های زیست شناسی برای کشت و نگهداری اورگانهای زنده مانند باکتریها، کپک‌ها و ... استفاده می‌شود و در پزشکی برای نگهداری از نمونه‌های خون استفاده می‌شود.

 

قیف بوخنر :  یکی از وسایل آزمایشگاهی است که برای تصفیه و خالص سازی مواد به وسیله نیروی مکش، به کار برده می‌شود. این قیف معمولاً از پرسلان درست شده ولی نوع شیشه‌ای و پلاستیکی آن نیز موجود می‌باشد. در بالای این وسیله یک سیلندر سوراخ دار وجود دارد که آن را از قیف متمایز می‌سازد.  وسیله فیلتر کننده یک کاغذ صافی است که بر روی ظرف قرار می‌گیرد و ماده مورد نظر روی آن ریخته می‌شود. سپس آب ماده ریخته شده توسط نیروی مکش و خلا به پایین سرازیر می‌شود.

 

این وسیله معمولاً در آزمایشگاه‌های شیمی آلی برای جداسازی رسوبات بلورین مورد استفاده قرار می‌گیرد. نیروی مکش باعث می‌شود که که آب اضافی آنها خارج شده و بلورهای خالص به دست آیند.

همچنین می‌توان برای خالص سازی بیشتر از حرارت و یا دیگر روش‌ها نیز استفاده کرد.

 

بورت : وسیله‌ای شیشه‌ای است که به شکل استوانه‌ای عمودی مدرج با شیری در انتها ساخته می‌شود. این وسیله برای ریختن حجم دقیقی از واکنشگرهای مایع در آزمایشهای شیمی مثل سنجش حجمی (تیتراسیون) مورد استفاده قرار می‌گیرد. بورت‌ها بسیار دقیق درجه بندی شده‌اند.

 

نحوه استفاده

قبل از استفاده از بورت باید ان را دو سه مرتبه و هر بار ۵میلی لیتر از محلول شستشو دادوهر بار صبر کرد تا محلول کاملاً از ان خارج شود. سپس به آهستگی ان را تا بالاتراز علامت صفراز محلول مورد نظر پر کرد. بعد یک بشر زیر ان قرار داده شده و شیر ان کمی باز شود تا هوای محبوس در نوک ان خارج شوده و سطح محلول تا انجایی که امکان دارد دقیقأ در مقابل اولین درجه بورت پاین بیاید. حال ارلن مایر محتوی محلولی را که هدف اندازگیری آن است زیر بورت قرار داده ومعرف قطره قطره از بورت به آن اضافه می‌شود.

 

مبرد (Condenser) :  یکی از ابزارهای آزمایشگاهی می باشد که به منظور سرد کردن بخارات وتبدیل آنها به مایع استفاده می شود.این وسیله بیشتر در فرآیند تقطیر و برای سرد کردن بخارات حاصل از تقطیر مخلوط چند مایع به منظور جداسازی آنها به کار می رود.

عملکرد

این ابزار شیشه ای از دو لوله که با فاصله در داخل هم قرار دارند تشکیل شده است.از لوله داخلی بخار عبر کرده و از فاصله بین دو لوله نیز آب سرد عبور کرده وبا جذب حرارت بخارات آن را مایع می کند. لوله داخلی در بعضی از انواع مبرد فنر مانند ودر بعضی نیز حباب دار است. از ابتدا و انتهای مبرد بخارات وارد وخارج می شود و از دو لوله جانبی روی بدنه آب سرد وارد و خارج می شود.

 

گیلاس مدرج ( Conical measure) : یکی از ابزارهای آزمایشگاهی شیشه ایست که برای برداشتن یا تعیین حجم مایعات استفاده می شود(البته دقت آن از ابزارهایی چون استوانه مدرج و پیپت کمتر است). امروزه استفاده از این ابزار در آزمایشگاه های شیمی منسوخ شده است. و استفاده نمی شود .

دسیکاتور (Desiccator) :  یکی از ابزارهای آزمایشگاهی می‌باشد که برای خشک کردن مواد جامد به خصوص رسوبات از آن استفاده می‌شود.

 

قطره چکان (dropper)  : وسیله‌ای شیشه ای یا پلاستیکی است که یک طرف آن دارای حباب لاستیکی قابل ارتجاع و طرف دیگر آن یک میله شیشه‌ای (یا پلاستیکی) با نوک بسیار باریک است طول لوله قطره چکان با ارتفاع دهانه ظرف محتوای مایع مورد استفاده متناسب می‌باشد و از چند سانتی متر تجاوز نمی‌کند.

 

کاربرد

معمولاً از قطره چکان برای ریختن معرفها (فنل فتالئین، تورنسل، متیل اورانژ) و یا برداشتن محلول‌هایی که بخار سـمی تولید می‌کنند (مانند: اسید کلریدریک غلیظ، آب برم، آمونیاک و…) و یا محلولهایی که احتمال خطر آنها هنگام ریختن به دست و لباس زیاد است (مانند: محلول اسید سولفوریک غلیظ یا اسید نیتریک غلیظ) استفاده می‌کنند.

 

استوانه مدرج  و یا مزور ( Graduated cylinder) : یکی از ابزارهای آزمایشگاهی است که برای اندازه گیری حجم معینی از مایعات مختلف به کار می رود.این ابزار شیشه ای از یک لوله بلند و یک پایه تشکیل شده است که امکان قرار دادن وسیله را روی میز فراهم می سازد.دقت اندازه گیری این ابزار حجم سنجی از بورت و پیپت کمتر است.

 

پیپت(Pipettes) : یکی از ابزارهای آزمایشگاهی می باشد که به منظور برداشتن اندازهٔ دقیقی از مایع در آزمایشگاه از آن استفاده می شود.این وسیله معمولا از شیشه ساخته می شود و برخلاف وسایلی مانند بشر و ارلن نمی تواند در معرض شعله مستقیم قرار گیرد.

 

پیپت ها معمولا در دو نوع پیپت مدرج و پیپت حباب دار(یا پیپت ژوژه) ساخته می شوند. 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.

 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.دراین 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(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.

 

پتری دیش : ظرفی بشقاب مانند از جنس شیشه یا پلاستیک با عمق کم و دردار است که زیست شناسان از آن برای کشت سلول یا خزه‌های ریز استفاده می‌کنند. نام این ظرف آزمایشگاهی از روی نام مخترع آن ژولیوس ریچارد پتری میکروب شناس آلمانی اقتباس شده است که آن را در زمانی که به عنوان دستیار رابرت کخ کار می‌کرد اختراع کرد. پتری دیش‌های شیشه‌ای را می‌توان با استریل کردن دوباره مورد استفاده قرار داد.

 

قیف جداکننده(  Separatory funnel) : یکی از ابزار آزمایشگاهی است که مایعات را بر اساس چگالی از هم جدا می‌کند مثلاً اگر مخلوط روغن و آب را در مخزن این دستگاه بریزیم بر حسب چگالی مواد در داخل این ظرف تفکیک می‌شود اگر شیر زیر ظرف را باز کنیم مایعی که دارای چگالی بالاست در زیر قرار گرفته و از دستگاه خارج می‌گردد تا اینکه به مرز جدایی مایعات (روغن و آب) برسد، در چنین حالتی شیر را می‌بندیم و دستگاه با موفقیت دو مایع مخلوط را از هم جدا می‌کند.

 

دستگاه استخراج سوکسله (Soxhlet extractor) : یکی از ابزارهای آزمایشگاهی است که توسط شیمیدان آلمانی فرانس فون سوکسله(به آلمانی: Franz von Soxhlet) در سال 1879 میلادی اختراع شد.[۱] این وسیله آزمایشگاهی که معمولا از شیشه ساخته می شود، برای جداسازی چربی ها(لیپیدها) از مواد جامد مورد استفاده قرار می گیرد.

این روش در اصل برای استخراج چربی ها از مواد جامد طراحی شده بود با این حال استخراج سوکسیله به استخراج چربی ها محدود نشده است برای انجام سوکسیله نیاز هست که ترکیب مورد نظر حلالیت محدودی در یک حلال داشته باشد و نا خالصی ها در آن حلال نامحلول باشند. درصورتی که ترکیب مورد نظر حلالیت قابل توجهی در یک حلال داشته باشد می توان با یک تصفیه ساده ترکیب را از مواد نامحلول جدا کرد. بطور معمول مواد جامدی که حاوی مقداری از ترکیب مورد نظر هستند در داخل یک انگشتانه که از یک کاغذ صافی ضخیم درست شده است پر شده و در اتاقک اصلی استخراج جا گذاری می شود. سوکسیله استخراج کننده روی یک فلاسک حاوی حلال مورد استفاده قرار می گیرد سوکسیله مجهز به یک کندانسور است حلال در حال برگشت به پایین گرم می شود بخار حلال بوسیله بازوی تقطیر به بالا منتقل می شود و سر ریز آن به اتاقک انگشتانه حاوی مواد جامد می ریزد کندانسور باعث می شود که هر قطره بخار سرد شده حلال به داخل محفظه حاوی ماده جامد برگردد. حلال گرم به آرامی محفظه حاوی ماده جامد را پر می کند. مقداری از ترکیب مورد نظر در حلال گرم حل خواهد شد. وقتی که مخزن سوکسیله بطور کامل پر شد این محفظه ، بصورت خودکار توسط سیفون جانبی تعبیه شده، تخلیه می شود و حلال دوباره به داخل محفظه تقطیر می ریزد. شاید لازم باشد که این چرخه ساعتها و یا روز ها تکرار شود. در هر چرخه بخشی از مواد غیر فرار در حلال حل می گردند. پس از چرخه های زیاد ترکیب مورد نظر در ظرف تقطیر غلیظ می شود. مزیت این سیستم این است که بجای استفاده از مقدرا زیادی از حلال ، همان حلالی که از داخل نمونه عبور کرده دوباره بازیافت می شود . پس از استخراج،حلال با استفاده از یک اواپراتور گردنده حذف می شود و حاصل کار، ترکیب مورد نظر است. بخش غیر محلول از جامد، داخل انگشتانه باقی می ماند که معمولا دور انداخته می شود.

 

شیشه ساعت (  Watch glass) :  یکی از ابزارهای شیشه‌ای مورد استفاده در آزمایشگاه‌های شیمی است. از آنجایی که شکل این وسیله شباهت زیادی به شیشهٔ جلوی ساعت‌های رومیزی قدیمی دارد، این نام بر روی آن گذاشته شده است.

کاربرد

از این وسیله برای خشک کردن مایعات استفاده می شود به این صورت که مایع را روی سطح مقعر آن قرار داده و برای مدتی در هوای آزاد قرار می دهیم.همچنین در هنگام توزین مواد جامد استفاده می شود و نیز به عنوان درپوش بشر مورد استفاده قرار می گیرد.

 

ارلن یا بالن ارلنمایر  (Erlenmeyer Flask) : نوعی ظرف آزمایشگاهی مخروطی شکل است که عموماً در جهت جوشاندن مایعات آزمایشگاهی و جدا سازی گازها به کار می‌رود. نام آن از نام مخترع آن ریچارد ارلنمایر شیمی‌دان آلمانی گرفته شده است و چون دهانه اش باریک است برای مخلوط کردن مایعات نیز به کار می‌رود.

که دارای دو نوع متفاوت می باشند :

·        ارلن معمولی (در اندازه و دهانه‌های مختلف)

·        ارلن تخلیه (اندازه‌ها و دهانه‌های مختلف)

 

بالن ته گرد (Round-bottom flask) :  یکی از ابزارهای شیشه ای آزمایشگاهی می باشد که برای حرارت دادن مایعات در آزمایشگاه از آن استفاده می شود.ویژگی مهم این وسیله ی آزمایشگاهی گرد بودن ته بالن می باشد که موجب رسیدن حرارت شعله به صورت یکنواخت به کل مایع می شود.این نوع بالن از شیشه های مقاوم در برابر حرارت مانند شیشه بوروسیلیکات ساخته می شود.کاربرد عمده این نوع بالن در تقطیر مایعات می باشد.

 

بالن اشلنک ( Schlenk flask) یا لوله اشلنک(  Schlenk tube)  : یک ابزار آزمایشگاهی می باشد که از یک بالن شیشه ای به همراه یک لوله جانبی ساخته شده است و برای تخلیه گاز یا ایجاد خلا از آن استفاده می شود.این ابزار شیشه ای معمولا از جنس شیشه بوروسیلیکاتی ساخته می شود.

 

بالن حجمی یا بالن ژوژه (  Volumetric flask) :  یکی از ابزارهای آزمایشگاهی می‌باشد که برای ساخت محلولها با غلظت معیین از آن استفاده می‌شود.این نوع بالن دارای یک گردن بلند است که بر روی آن خط نشانه‌ای قرار دارد.بالن‌های حجمی دقت بالایی داشته و فقط می‌توان حجم نوشته شده روی آن را به کمک آن از محلول حجم سنجی کرد.برای این نوع بالن در پوش پلاستیکی طراحی شده‌است تا بتوان در هنگام محلول سازی آن را به راحتی تکان داده و محلول را هم زد.

 

 

لوله جوش(  Boiling tube)  : ابزاری آزمایشگاهی است که به صورت لوله ای شیشه ای می باشد و برای حرارت دادن مواد در درجه حرارت های با و بر روی چراغ بونزن به کار می رود.این وسیله شباهت زیادی به لوله آزمایش دارد ولی حدود 50 در صد تمام ابعاد آن از لوله آزمایش بزرگتر است.لوله جوش را معمولا از بوروسیلیکات تولید می کنند تا در برابر درجه حرارت بالا مقاومت کند.

 

لوله ان‌ام‌ار (NMR tube) :  یک وسیله آزمایشگاهی است که به شکل یک لوله شیشه‌ای باریک است که برای قرار دادن نمونه در دستگاه اسپکتروسکوپ ان ام آر استفاده می‌شود. این لوله‌ها معمولاً در قطر ۵ میلی متر ساخته می‌شوند اما در قطر ۳ میلی متر و ۱۰ میلی متر نیز موجود است.

 

لوله تیل ( Thiele tube) :  یکی از ابزار آزمایشگاهی شیشه ای است که معمولا برای تعیین نقطه ذوب و جوش مواد مورد استفاده قرار می گیرد.این ابزار آزمایشگاهی به افتخار شیمیدان آلمانی یوهانس تیل ( Friedrich Karl Johannes Thiele) نامگذاری شده است.این ابزار شباهت زیادی به لوله آزمایش دارد با این تفاوت که یک لوله رابط مانند یک دسته قسمت پایینی و میانی لوله را به هم متصل می کند.

عملکرد

ویژگی مهم این ابزار ایجاد یک حمام روغن یا آب با دمای تقریبا ثابت است به این ترتیب که با حرارت دادن ملایم به دسته لوله یک جریان همرفت ایجاد می شود که باعث ثابت ماندن دما در کل مایع می شود.

 

چراغ بونزن (Bunsen burner) : یکی از ابزار های آزمایشگاهی است که به عنوان منبع تولید حرارت و انرژی گرمایی در آزمایشگاهها از آن استفاده می شود.این وسیله به افتخار روبرت بونزن(  Robert Bunsen) شیمیدان آلمانی نامگذاری شده است. در این وسیله معمولاً از گاز شهری که حاوی هیدروکربن متان است و یا گاز کپسول که از هیدروکربنهای پروپان و بوتان تشکیل شده، به عنوان سوخت استفاده می شود.

ساختار

این ابزار فلزی از یک لوله تشکیل شده است که بر روی یک پایه قرار دارد. یک ورودی گاز بر روی بدنه چراغ تعبیه شده است که باید شلنگ ورودی گاز به آن متصل شود. شیر تنظیم گاز و همچنین سوراخی که برای تنظیم هوای ورودی بر روی بدنه چراغ قرار دارد از دیگر اجزا اصلی این ابزار است.

 

کالریمتر(  Calorimeter) :  دستگاهی است که برای گرما سنجی، اندازه گیری دمای واکنش‌های شیمیایی و تغییرات فیزیکی و همچنین ظرفیت گرمایی ویژه از آن استفاده می‌شود. ریشه واژه کالریمتر لغت لاتین کالر به معنی گرماست. کالریمترهای اسکن تفاضلی، کالریمترهای ایزوترمال (هم دما)، کالریمترهای سنجش حجمی (تیتراسیون) و کالریمترهای افزایش دهنده آهنگ واکنش از معمول ترن انواع کالریمترها هستند. کالریمترهای ساده تنها متشکل از یک دماسنج متصل به ظرف فلزی پر از آب است که در بالای محفظه احتراق قرار دارد.

برای پیدا کردن آنتالپی تغییرات هر مول ماده A در واکنش با B، مایعات به داخل کالریمتر ریخته شده و دمای اولیه و پایانی (پس از پایان واکنش) را یادداشت می‌کنیم. ضرب تغییرات دما با جرم و ظرفیت گرمای ویژه مایع به ما میزان انرژی خارج شده در طول واکنش (با فرض گرمازا بودن واکنش) را می‌دهد. تقسیم تغییرات انرژی به تعداد مولها X که در واکنش حضور داشتند به ما تغییرات آنتاپی واکنش را می‌دهد. از این شیوه در آموزشهای اولیه آکادمیک برای توصیف تئوری گرماسنجی استفاده می‌شود. میزان گرمایی که توسط محفظه از بین می‌رود و یا ظرفیت گرمای ترمومتر و محفظه آنرا در نظر نمی‌گیرند. به علاوه، شئ ای که در داخل کالریمتر قرار می‌گیرد انتقال گرمای شی به کالرمتر و به مایع، و گرمای جذب شده از کالریمتر و مایع برابر با گرمای داده شده از فلز است را نشان می‌دهد.

 

سانتریفیوژ (Centrifuge)  : یا دستگاه مرکزگریز ریزه میزه دستگاهی است که در آن با استفاده از نیروی اصطکاک آسفالت گریز از مرکز مواد را از یکدیگر جدا می‌کنند. در این دستگاه محفظه‌ای که مواد جداشدنی در آن قراردارد معمولاً به کمک یک موتور به سرعت حول یک محور می‌چرخد.

سانتریفوژ دستگاهی است که از آن برای چرخاندن مواد با سرعت بالا استفاده می‌شود. دانشمندان معمولاً دستگاه سانتریفوژ را برای جدا کردن ذرات جامد از یک مایع یا تقسیم مخلوط مایعات به اجزای مختلف آن به کار می‌گیرند. مخلوط را درون لوله‌ای قرار می‌دهند که طوری قرار داده شده‌است که با چرخش دستگاه، به سمت خارج از مرکز حرکت می‌کند و به حالت افقی قرار می‌گیرند. در این حالت، نیروی گریز از مرکز می‌خواهد که مخلوط را برخلاف مرکز سانتریفوژ براندو از این نقطه دور کند و ذرات یا مایع سنگین تر بیش تر به سمت بیرون (یا ته مخلوط) رانده می‌شوند. وقتی سانتریفوژ از حرکت باز می‌ایستد، مواد به همین حالت غیر مخلوط می‌مانند. خون و سایر نمونه‌های بیولوژیکی را معمولاً به وسیله دستگاه سانتریفوژ جدا می‌کنند. سریع‌ترین سانتریفوژ با نام «فرامرکز گریز» با سرعت ۲۰۰۰۰۰ دور در دقیقه می‌چرخد. از دستگاه‌های گریز از مرکز بزرگ برای انجام آزمایش بر روی خلبانان نظامی و فضانوردان استفاده می‌شود تا میزان مقاومت آنان در شتاب‌های بالا معلوم شود.

انواع

انواع دستگاه‌های مرکز گریز برای مصارف گوناگون ساخته شده‌است. نمونه‌های خانگی این دستگاه برای جداکردن آب از سبزی‌ها مثل کاهو و غیره بکار می‌رود. همچنین در ماشین‌های لباسشویی نیز برای خشک کردن لباس استفاده می‌شود. در نمونه‌های آزمایشگاهی برای جداکردن گلوبول‌های خون از پلاسما استفاده می‌شود. دستگاه‌های صنعتی با موتورهای قوی و در ابعاد بزرگ برای جدا کردن مواد بکار می‌رود. در کار غنی‌سازی اورانیوم نیز از دستگاه‌های مرکزگریز گازی استفاده می‌شود.

عملکرد

هر گاه جسمی با سرعت معینی حول یک مرکز با محور دوران کند نیرویی در جسم متحرک و در جهت عمود بر مسیر دوران و به سمت خارج از مرکز ایجاد می‌گردد. که به نیروی فراگریز یا نیروی گریز از مرکز موسوم است که مقدار آن از رابطه F=MRVW2 که در آن R شعاع دوران M جرم جسم و V سرعت خطی و (w) سرعت زاویه‌ای است بدست می‌آید. محور دوران ممکن است به سه حال قائم، افقی یا مایل باشد.

منبع : سایت علمی - آمزشی پردیکا