La vetreria in laboratorio è disponibile in una gamma di forme e dimensioni diverse, e viene utilizzato per una serie di scopi. Non conosci il tuo pallone a fondo rotondo dal tuo pallone di Firenze, o le tue pipette dalle tue burette? Questo grafico ti copre. Sotto c’è anche un piccolo dettaglio sull’uso di ciascuno.
Basic Glassware
Questi articoli dovrebbero essere familiari a chiunque abbia seguito una lezione pratica di chimica a scuola. Le provette sono l’immagine archetipica della chimica, mentre i becher fanno anch’essi frequenti apparizioni nelle pratiche scolastiche. Le provette per l’ebollizione non sono molto diverse dalle provette nell’aspetto, ma sono usate quando è richiesto il riscaldamento – tendono ad essere fatte di vetro più spesso, e sono leggermente più grandi e larghe.
Flaconi
Tra tutti i flaconi usati in chimica, il più iconico è quello conico (Erlenmeyer). Prende il nome dal chimico tedesco Emil Erlenmeyer, che creò il pallone nel 1860, ed è progettato in modo che il suo contenuto possa essere agitato facilmente senza fuoriuscire. Questo li rende anche utili per l’ebollizione dei liquidi, e inoltre il loro collo può sostenere imbuti filtranti.
I matracci volumetrici sono utilizzati principalmente nella preparazione di soluzioni standard. Per creare una soluzione di una specifica concentrazione, abbiamo bisogno di conoscere il volume della soluzione; il collo stretto del matraccio volumetrico avrà una sottile graduazione per mostrare dove viene raggiunto un volume specifico.
I matracci a fondo rotondo e i matracci di Firenze sembrano molto simili, ma c’è una leggera differenza tra i due. Entrambi hanno il fondo rotondo, progettato per diffondere il calore in modo uniforme quando vengono riscaldati. Sono frequentemente usati dai chimici per le reazioni e negli evaporatori rotanti. Mentre i matracci a fondo rotondo di solito hanno un giunto di vetro smerigliato sul loro collo, per consentire il collegamento ad altri apparecchi, i matracci di Firenze, che si suppone prendano il nome da Firenze in Italia, tendono ad avere semplicemente un labbro. Possono anche avere un fondo piatto in modo da essere indipendenti, o un fondo arrotondato, e hanno colli più lunghi.
Il pallone Kjeldahl ha un collo ancora più lungo, ed è stato sviluppato per l’uso nel metodo Kjeldahl, che viene utilizzato per determinare il contenuto di azoto in una sostanza.
I palloni a forma di pera sono solitamente palloni piuttosto piccoli, utilizzati per distillazioni su piccola scala. La loro forma permette il recupero di più materiale rispetto alle beute a fondo rotondo.
Le beute a storta, dall’aspetto piuttosto strano, sono usate nelle distillazioni, anche se il loro uso era principalmente prima dell’avvento dei condensatori. Oggi, sono usati molto raramente.
Il pallone di Schlenk e il pallone di Straus sono altri due che sembrano abbastanza simili. I palloni di Schlenk sono comunemente usati nella chimica sensibile all’aria, poiché il braccio laterale permette di pompare un gas inerte come l’azoto nel recipiente. Il pallone di Straus, d’altra parte, è usato per conservare solventi secchi. Il collo principale è in realtà riempito a metà, e collegato a un collo più piccolo tappato; questo collo principale può essere collegato ad altri apparati, e permette al solvente di essere estratto quando il tappo è leggermente ritirato o rimosso interamente.
Infine, il pallone di Claisen, progettato dal chimico Ludwig Claisen, è progettato per la distillazione sotto vuoto; la distillazione sotto vuoto produce quantità problematiche di bolle quando le soluzioni sono bollite. Il pallone di Claisen include un tubo capillare che inserisce piccole bolle nel liquido, facilitando la ferocia dell’ebollizione, mentre la parte ramificata del pallone ospita un termometro. Oggi, il pallone di Claisen è meno usato.
Funnel, Analisi & Separazione
Per la filtrazione si possono usare diversi apparati. Il più ovvio è l’imbuto filtrante, in cui si può mettere della carta da filtro, e attraverso cui si può versare una miscela. L’imbuto di cardo più piccolo non è usato per filtrare, ma per aggiungere liquidi nell’apparato.
Il pallone Buchner può essere usato insieme all’imbuto Buchner nella filtrazione sotto vuoto, ed è un processo molto più veloce della filtrazione per gravità usata con i normali imbuti filtranti. Un tubo per il vuoto può essere fissato all’arma laterale del pallone, che aspira rapidamente il solvente, lasciando qualsiasi solido nell’imbuto Buchner.
Per separare soluzioni o liquidi di densità diverse, si possono usare imbuti separatori. I liquidi di densità inferiore galleggeranno in cima, quindi le miscele possono essere spillate separatamente. L’imbuto a caduta dall’aspetto simile viene usato per aggiungere liquidi o soluzioni a una reazione.
Un altro metodo per separare miscele di composti è la cromatografia su colonna, che può essere effettuata usando una colonna cromatografica. La miscela viene fatta passare attraverso una colonna di diossido di silicio o di ossido di alluminio, con diversi componenti della miscela che impiegano diversi tempi per passare attraverso la colonna.
Infine, il tubo di Thiele è un pezzo di apparato utilizzato per determinare il punto di fusione di un composto solido. Contiene e riscalda un bagno d’olio, in cui si può mettere un campione insieme a un termometro. Il riscaldamento permette poi di determinare il punto di fusione. Il design del pallone permette all’olio di circolare, assicurando un riscaldamento uniforme.
Condensatori
Una gamma di diversi condensatori possono essere utilizzati nei laboratori come componenti importanti degli apparecchi di distillazione. Il condensatore più comunemente visto nelle scuole è il condensatore Liebig, che ha un tubo interno attraverso il quale scorre il vapore, circondato da una ‘camicia’ attraverso la quale passa l’acqua fredda e condensa il vapore. Il condensatore Graham è simile a questo, ma ha un percorso a spirale attraverso il quale il vapore scorre e condensa. Nel frattempo, il condensatore di Friedrichs inverte la disposizione, avendo una bobina a spirale attraverso la quale il refrigerante scorre, con il vapore che lo circonda. Sono disponibili anche altre varietà di condensatori, anche se non sono mostrati qui.
Un altro pezzo di vetro che rientra vagamente in questa categoria è la colonna di frazionamento. Questa aiuta a separare una miscela durante la distillazione, poiché i vapori si raccolgono e distillano sui piccoli “vassoi” di vetro che salgono nella colonna. Solo i gas più volatili saliranno fino alla cima della colonna per essere distillati.
Apparecchiature di misura
Per misurare accuratamente i volumi si usano diversi oggetti in vetro per la chimica; il più ovvio è il cilindro graduato, o cilindro di misura, che può essere di varie dimensioni.
Per misurare i volumi delle soluzioni con maggiore precisione, si può usare una pipetta volumetrica. Queste sono disponibili in una varietà di dimensioni, ognuna delle quali misura un volume fisso di soluzione. Si possono usare anche pipette graduate, che permettono di misurare vari piccoli volumi. Per la misurazione dei volumi durante le titolazioni (l’aggiunta di una soluzione ad un’altra per determinare una concentrazione sconosciuta) si usano le burette. Si tratta di tubi lunghi e stretti, con marcature incrementali di volume, che permettono di far cadere volumi precisi di soluzioni in un’altra soluzione.
Per misurare il volume di gas prodotto in una reazione, si può usare una siringa per gas. Questo pezzo di apparecchiatura può essere attaccato alla parte superiore di un pallone tramite un pezzo di tubo, e il gas prodotto spinge lo stantuffo fuori dalla siringa, permettendo di misurare il volume di gas.
L’unico pezzo di vetreria che non abbiamo menzionato è l’estrattore Soxhlet. Questo è usato per estrarre sostanze chimiche da un campione solido in un liquido. Puoi vederlo in azione in questo video che descrive in dettaglio l’estrazione della caffeina dal caffè.
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