Пластиковая лабораторная посуда / Laboratory plasticware

Как известно, в Советском Союзе не было не только секса [1], но и хорошего пластика. Причина тому - проблемы с внедрением высокотехнологичных производств, которые требуют умных сотрудников, а не послушных. У нас любили и любят именно послушных и терпеть не могут умных. Вторая причина - объективная состоит в том, что раньше химия и технология высокомолекулярных соединений (ВМС) была развита гораздо хуже, чем сейчас.

Поэтому лабораторную посуду делали преимущественно из стекла, некоторую - из фарфора. Медицинские шприцы для инъекций (которые используют не только медики, но иногда и химики) также были стеклянными и многоразовыми. Бутылочки для лекарств часто также были стеклянными, иногда - металлическими (например, упаковка таблеток валидола).

Из пластика делали в основном винтовые пробки банок с реактивами, да и те часто трескались. А если не трескались - проявлялись другие проблемы. Например, см. фото ниже: краситель из пробки перешел на горлышко пластиковой бутылки с раствором серной кислоты - некритично, но показательно.

_______________________________

¹Если верить одной комсомольской активистке, которая прославилась во время телемоста с американской аудиторией ("Ленинград - Бостон: Женщины говорят с женщинами"). Сейчас такими конфузами никого не удивишь, но в 1986 году реалии были другими. Тогда не было массового интернета, мобильной связи, далеко не у всех стояли стационарные телефоны, было всего 2-3 канала телевидения. Поэтому бездумно сказанная фраза: "В СССР секса нет" стала нарицательной.

Иногда пластиковыми были сами банки с реактивами, но не часто. "В пластике" продавалась в основном бытовая химия (как серная кислота на фото выше), а если реактивы - то преимущественно импортные.

Сейчас, когда удалось наладить экономические связи со всем миром, - по принципу экономической целесообразности, а не политической идеологии, разнообразная пластиковая посуда появилась и в наших лабораториях.

Кроме пластиковых банок для реактивов появились пластиковые стаканы, пипетки, колбы (в том числе и мерные), воронки, пробирки и даже - бюретки. В отличие от стеклянной и фарфоровой посуды, посуда из пластика не бьется и не ломается при нажиме (по крайней мере - так просто).

Большая проблема при работе со стеклом как раз состоит в его хрупкости. Например, слово "пробирка" часто ассоциировалась со словом "пробить". На самом деле название "пробирка" происходит от немецкого "probieren" - "пробовать" (сравните "пробирная палата"), но созвучие слов здесь как раз кстати. При мытье стеклянных пробирок, манипуляциях со стеклянной палочкой и т.п. дно пробирок часто оказалось пробитым (особенно для тонких пробирок). Пробирки - еще ничего, но разбить что-то большое и дорогое (например, многогорлую колбу со шлифами) - это действительно обидно.

Другое преимущество пластика - цена. Пластиковая посуда, как правило, стоит существенно дешевле, чем аналогичная стеклянная (разумеется, это зависит от марки: одно дело - полипропилен, другое - фторопласт-4 [тефлон]).

В ряде случаев пластиковую посуду можно использовать как одноразовую - что снимет проблему с ее мытьем. Особенно это актуально при работе с токсичными веществами, биологическими патогенами, дурнопахнущими веществами и веществами, которые образуют трудносмываемые загрязения и т.п.

Лабораторный пластик устойчив к щелочам и фтористоводородной кислоте, которые разрушают стекло.

Разумеется, кроме преимуществ есть и недостатки. Многие сорта лабораторного пластика имеют невысокую термическую устойчивость - в этом отношении они несравнимы со стеклом. Будучи устойчивыми к кислотам и щелочам, они неустойчивы к органическим растворителям и окислителям. Приятное исключение - тефлон, но он недешевый и не всегда доступен, кроме того - фторопласт-4 не так просто обрабатывать.

Если пластиковую посуду приходится мыть, то мыть ее, как правило, гораздо труднее, чем стеклянную.

Мерная посуда из пластика менее точная, чем аналогичная посуда из стекла.

Ниже дано немного примеров пластиковой посуды, с которой я столкнулся в лаборатории.

Пластиковые пробирки для центрифуги - это хорошо. А еще - пластиковые пипетки. Ними удобно набирать небольшие количества жидкостей, когда не требуется точность. Не знал, что именно такие пластиковые пипетки продаются под названием "пипетка Пастера". Пробирки и пипетки не бьются. Но центрифужные пробирки из полиэтилена (полипропилена?) трудно отмыть от масла. А мне пришлось работать с растительными маслами. Потом пробирки и пипетки приходится мыть (в идеале они одноразовые, просто покупать ее не так дешево - приходится мыть). Расходуется много воды, моющих и труда. А пластиковые пипетки отмыть от масла вообще почти невозможно. К стеклу растительное масло так не пристает. А тут неполярное масло и неполярный полимер (подобное тянется к подобному). Зато стеклянные конические пробирки при попытке отмыть сужение дна ершиком часто бьются.

Пластиковые чашки Петри. По идее - одноразовые. В данной лаборатории мы их не использовали, но в запасах чашки Петри были. Как они в работе - не знаю. Работал только со стеклянными чашками Петри (химия и микробиология).

Пластиковые микропробирки фирмы Eppendorf, коллеги называют их "эппендорфами". Иногда мы их использовали, но редко. Для образцов на ИК-спектры, например. Такие пробирки - это больше для клинического анализа или биологических лабораторий.

Дозатор пипеточный и пластиковые наконечники к нему. Предназначен для быстрого отбора небольших объемов жидкости. Можно выставить на нужный объем в определенном диапазоне. Разные дозаторы рассчитаны на разные диапазоны. Соответственно, под них идут разные пластиковые наконечники.

Наконечники - теоретически одноразовые. Реально - там, где возможно, их используют по многу раз. Иногда к бутылочкам прикрепляют изолентой наконечник дозатора или пипетку Пастера, предназначенную для отбора именно этой жидкости.

Как уже отмечалось, химики иногда используют медицинские шприцы - для отбора проб и дозирования жидкостей. Раньше это были стеклянные многоразовые шприцы (других попросту не было), теперь - одноразовые пластиковые шприцы (аналогично - выбора нет: старые стеклянные еще можно встретить, но это уже раритет). Разумеется, медицинский шприц для химических работ не идеален - его назначение другое.

На фотографиях ниже показаны шприцевые дозаторы, предназначенные именно для лабораторных работ. Фирмы Eppendorf, кстати. Конкретные шприцы используются для работ с радиоактивными веществами.

Выпарные чашки, стаканы и воронка из политетрафторэтилена (тефлон, фторопласт-4). В отличие от многих других пластмасс, фторопласт-4 обладает термостойкостью (примерно до 270°C, иногда выше - это зависит от марки), плохо смачивается не только водой, но также - жирами и большинством органических растворителей. Обладает очень низкой адгезией. А самое главное - отличная химическая стойкость тефлона. Не удивительно, что посуду из тефлона высоко ценят химики.

Разумеется, данный материал имеет и ряд недостатков. Обрабатывать тефлон - непростая задача, в частности, склеивание и сварка тефлона возможны, но это - целая наука.

Ниже показаны выпарные чашки из политетрафторэтилена.

Про пластиковые ведра упоминать не стоит (хотя, оказалось, что много какие реактивы "Х.Ч.", которые вы покупаете на фирмах, получены или очищены именно в них). Зато перевернутая емкость справа - реактор из политетрафторэтилена объемом литров 15. Если использовать его по назначению это - большая ценность (был бы у него еще нижний слив...) В данной лаборатории он использовался в качестве подставки для ног: чтобы на его можно было стать и посмотреть показания термометра в перегонной установке. Нет табуретки, зато есть тефлоновый реактор.

Тефлоновая палочка (точнее - палка) в процессе получения химических реактивов. Верхние четыре фото - очистка сульфата меди, последнее фото - синтез дигидрофосфата натрия.

Мешалки из тефлона. Такие часто используются в органическом синтезе и не только. С мешалкой, показанной на первых трех фото, связана интересная история. Дело было на фирме - в мой первый рабочий день. Технологом работал я, но в комнате отаборился дедушка лет 70. Толку от него было меньше, чем ноль (химию дед не знал, зато сознательно мешал работать другим). Он раньше был ТБ-ников в институте. Зачем держали этого дедушку - вопрос риторический (чей-то протеже).

Так вот. Пришел в лабу директор и спросил, не видели ли мы тефлоновую мешалку? Стали искать - не нашли. Директор ушел. Примерно через час посмотрел я на шкаф и увидел, что мешалка висит на стене. На самом видном месте - как всегда. Сказал деду. Дед схватил мешалку и побежал к директору с видом довольного пса, который несет хозяину палку. Показательно...

На двух нижних фото - мешалка более сложной конструкции.

Самодельные мешалки. Одна из них сделана из женских бигуди, другая - из пластикового дюбеля. В работе еще не испытаны.

Заключительное фото не мое. Слева - лабораторная посуда из фторопласта-4 (тефлон, политетрафторэтилен). Справа - из фторопласта-3 (политрифторэтилен). Он немного менее стоек, но зато термопластичен - изделия льются под давлением, как полипропилен, например.

Комментарии

^К1 Тефлон имеет свойство обратимо абсорбировать некоторые вещества, например, диоксид азота и галогены. В этих примерах меняется его окраска.

Фильтрование (некоторые забавные случаи) / Filtration (some interesting cases)

Ниже вы найдете фотографии нескольких - не совсем обычных - случаев фильтрования, с которыми я столкнулся в технологической лаборатории.

Подсолнечное масло - изначально оно было интенсивно окрашено. Для многих технологических целей такое сырье неприемлемо. Обработка пергидролем помогла, но подсолнечное масло содержит много ненасыщенных жирных кислот, а действие пероксида, по-видимому, вызвало их полимеризацию. В результате вязкость осветленного масла увеличилась насколько, что несколько миллилитров масла фильтровалось целые сутки (фото ниже).

Другой случай: менее интересный, но более показательный, чем предыдущий. Партия подсолнечного масла другая, проблема - та же: слишком интенсивная окраска. Один из способов обесцвечивания растительных масел - обработка горячей водой и/или паром. Поставил масло с водой на магнитную мешалку, включил нагрев, накрыл часовым стеклом, чтобы не "плевалось" в случае, если прозеваю перегрев. В результате слой масла посветлел, а слой воды выглядел так, словно в нем образовался белый хлопьеобразный осадок. Отлично. Отделил масло от воды с "осадком" - насколько это возможно. Сосед посоветовал профильтровать масло от твердых частиц сквозь стеклоткань. В этот раз фильтровалось с божеской скоростью, но... стало очевидно, что "белые хлопья" - всего лишь эмульсия "масло в воде". Твердой фазы там нет. Данная эмульсия прекрасно прошла сквозь фильтр. А само масло после центрифугирования (чтобы разрушить эмульсию "вода в масле") оказалось таким же темным, как и ДО обработки горячей водой.

Попытка осветлить масло нагреванием с концентрированной фосфорной кислотой. Масло, вроде бы, стало светлее, а фосфорная кислота стала черной и приобрела довольно неприятный запах (туалета). Использовать центрифугу, чтобы разделить жидкости, поленился. Просто вылил на бумажный фильтр в воронку для фильтрования. Расчет простой: масло пропитает фильтр и сделает бумагу гидрофобной: масло будет сквозь нее фильтроваться, а капли кислоты, которые попадут в воронку вместе с маслом, там и останутся. Почти сработало: сначала фильтровалось только масло, но потом кислота проела фильтр и попала в колбу с отфильтрованным маслом. Пришлось-таки центрифугировать: трудоемко, зато надежно.

...Хотя... я немного поспешил употребить эпитет "надежно" по отношению к центрифуге. Следующий случай фильтрования. Масло с запахом хвои, все прошлые манипуляции с ним совершал не я. По незнанию решил, что это какая-то парфюмерная композиция, но позже убедился, что такой или подобный запах имеет место после обработки подсолнечного масла разбавленной серной кислотой. В конце масло обработали активированным углем. Уголь не отделился на центрифуге - только крупные гранулы, но не пыль. Прошло и сквозь стекленный пористый фильтр №16. Последний аргумент - бумага для медленного фильтрования. Угольную пыль отделить удалось.

А это результат реакции переэтерефикации триглицеридов (жиров) с целью получить моноглицериды. Процедура проста: в качестве жира использовался магазинный маргарин, к нему добавляли глицерин (2 моля на 1 моль триглицерида) и катализатор (по-моему, ZnO/KOH), после чего нагревали - в токе азота или так... на воздухе. На воздухе шло окисление, и реакционная смесь темнела. Потом надо было отфильтровать реакционную смесь от катализатора. Проблема в том, что при охлаждении жидкая смесь застывала. Первый образец удалось без проблем отфильтровать, используя предварительно нагретый фильтр Шотта (стеклянный пористый фильтр) и миниатюрную установку для вакуумного фильтрования. Со вторым образцом начались проблемы: он фильтровался медленно и застывал во время фильтрования, частично проблему удалось решить с помощью термопистолета.

Позже мы обнаружили, что этот маргарин - не совсем маргарин: он желтеет при хранении. Желтеть должно сливочное масло, но не маргарин. Т.е., в маргарин подмешали масло, естественно - просроченное (т.к. масло дороже). "Эпоха бедности закончилась" - у людей стало меньше денег, они меньше стали покупать. Просроченные продукты никто не выкидает: их "перерабатывают", подмешивают к не просроченным продуктам, либо просто переклеивают этикетку с датой производства. Учитывая, что образец неопределенного состава дает неопределенные результаты, мы решили прекратить эксперименты с маргарином.

Но перед тем, как мы "завязали" с маргарином, в голову пришла идея простой установки для фильтрования с подогревом: фильтр с колбой в стакане я просто поставил на электроплитку, включенную на слабый нагрев, и накрыл большим стаканом - дешево и сердито.

В заключение - пару фоток принадлежностей для фильтрования.

<Химическая лаборатория. Посуда. Реактивы. Лабораторные операции>

<Химические фотографии и лабораторное видео (Обсудить на форуме)> <Фильтрование. Центрифугирование (Обсудить на форуме)> [Отправить Комментарий / Сообщение об ошибке]