प्रयोगशाला कांच के बने पदार्थ
प्रयोगशाला कांच के बने पदार्थ वैज्ञानिक कार्यों में प्रयोग होने वाले विभिन्न प्रकार के उपकरणों को संदर्भित करते हैं, और पारंपरिक रूप से कांच से बने होते हैं। कांच को फोड़ा जा सकता है, मोड़ा जा सकता है, काटा जा सकता है, ढाला जा सकता है, और कई आकारों और आकृतियों में बनाया जा सकता है, और इसलिए यह रसायन विज्ञान, जीव विज्ञान और विश्लेषणात्मक प्रयोगशाला में सामान्य है। कई प्रयोगशालाओं में यह प्रदर्शित करने के लिए प्रशिक्षण कार्यक्रम होते हैं कि कांच के बर्तनों का उपयोग कैसे किया जाता है और पहली बार उपयोगकर्ताओं को कांच के बर्तनों के उपयोग से जुड़े सुरक्षा खतरों के प्रति सचेत किया जाता है।
इतिहास
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प्राचीन युग
कांच के बर्तनों का इतिहास फोनीशियन के समय का है, जिन्होंने ओब्सीडियन को कैम्पफ़ायर में एक साथ मिलाकर पहला कांच का बर्तन बनाया था। कांच के बर्तन अन्य प्राचीन सभ्यताओं के रूप में विकसित हुए, जिनमें सीरियाई, मिस्रवासी और रोमन सम्मलित थे, जिन्होंने कांच बनाने की कला को परिष्कृत किया। पहली शताब्दी ईस्वी के दौरान अलेक्जेंड्रिया में एक रसायन बनानेवाला मैरी द ज्यूस को केरोटैकिस जैसे रसायन के लिए कुछ पहले कांच के बने पदार्थ बनाने का श्रेय दिया जाता है जिसका उपयोग गर्म सामग्री से धुएं के संग्रह के लिए किया जाता था।[1] इन रचनाओं के बावजूद, प्रयोग के लिए आवश्यक कम तापीय स्थिरता के कारण इस समय के दौरान रासायनिक उपयोग के लिए कांच के बने पदार्थ अभी भी सीमित थे और इसलिए मुख्य रूप से तांबे या सिरेमिक(चीनी मिट्टी) सामग्री का उपयोग करके बनाया गया था।[1]
प्रारंभिक आधुनिक युग
वेनिस में कांच निर्माताओं के कौशल और ज्ञान से 14वीं-16वीं शताब्दी के दौरान कांच के बर्तनों में एक बार फिर सुधार हुआ। इस समय के दौरान, विनीशियन ने सीरिया और बीजान्टिन साम्राज्य से आने वाली जानकारी के साथ पूर्व से कांच बनाने के बारे में ज्ञान इकट्ठा किया।[1] कांच निर्माण के बारे में ज्ञान के साथ-साथ, वेनिस में कांच निर्माताओं को पूर्व से उच्च गुणवत्ता वाले कच्चे माल भी प्राप्त हुए जैसे कि आयातित पौधों की राख जिसमें अन्य क्षेत्रों से पौधों की राख की तुलना में सोडा की मात्रा अधिक होती थी।[1] पूर्व से बेहतर कच्चे माल और मिली जानकारी के इस संयोजन ने स्पष्ट और उच्च तापीय और रासायनिक स्थायित्व का उत्पादन किया, जिससे प्रयोगशालाओं में कांच के बर्तनों के उपयोग में बदलाव आया।[1]
आधुनिक युग
1830 के दशक में बड़ी मात्रा में उत्पादित किए गए कई कांच कम गुणवत्ता वाले कांच के उपयोग के कारण जल्द ही अस्पष्ट और गंदे हो जाते थे। [2] 19वीं शताब्दी के दौरान, अधिक रसायनज्ञों ने इसकी पारदर्शिता और प्रयोगों की स्थितियों को नियंत्रित करने की क्षमता के कारण कांच के बर्तनों के महत्व को पहचानना शुरू किया।[3] जोन्स जैकब बर्ज़ेलियस, जिन्होंने परखनली का आविष्कार किया था, और माइकल फैराडे दोनों ने रासायनिक कांच उड़ानेवाला के उदय में योगदान दिया। फैराडे ने 1827 में केमिकल जोड़-तोड़ प्रकाशित किया, जिसमें कई प्रकार के छोटे नली कांच के बर्तन बनाने की प्रक्रिया और नली रसायन विज्ञान के लिए कुछ प्रायोगिक तकनीकों का विवरण दिया गया था।[3][4] बर्ज़ेलियस ने केमिकल ऑपरेशंस एंड अप्लायन्सेज नामक एक समान पाठ्यपुस्तक लिखी, जिसमें विभिन्न प्रकार की रासायनिक कांच उड़ानेवाला तकनीकें प्रदान की गईं।[3] इस रासायनिक कांच उड़ानेवाला के बढ़ने से रासायनिक प्रयोग की उपलब्धता बढ़ गई और प्रयोगशालाओं में कांच के बर्तनों के प्रमुख उपयोग की ओर बदलाव आया। प्रयोगशालाओं में कांच के बर्तनों के उद्भव के साथ, संगठन और मानकों की आवश्यकता उत्पन्न हुई। उद्योग की उन्नति के लिए प्रुशियन सोसाइटी(प्रशिया समाज) उपयोग किए गए कांच की गुणवत्ता में सहयोगात्मक सुधार का समर्थन करने वाले शुरुआती संगठनों में से एक थी।[5]
प्रथम विश्व युद्ध की शुरुआत तक अधिकांश प्रयोगशाला कांच के बर्तनों का निर्माण जर्मनी में किया जाता था। प्रथम विश्व युद्ध से पहले, संयुक्त राज्य अमेरिका में कांच के उत्पादकों को जर्मन प्रयोगशाला कांच के बने पदार्थों के निर्माताओं के साथ प्रतिस्पर्धा करने में कठिनाई होती थी क्योंकि प्रयोगशाला कांच के बने पदार्थ को शैक्षिक सामग्री के रूप में वर्गीकृत किया गया था और यह आयात के कर अधीन नहीं था। कर। प्रथम विश्व युद्ध के दौरान, संयुक्त राज्य अमेरिका को प्रयोगशाला कांच के बर्तनों की आपूर्ति काट दी गई थी।[6]
1915 में कॉर्निंग ग्लासवर्क्स ने बोरोसिल कांच विकसित किया, जिसे पाइरेक्स नाम से पेश किया गया, और यह संयुक्त राज्य अमेरिका में युद्ध के प्रयासों के लिए एक वरदान था।[6] यद्यपि युद्ध के बाद, कई प्रयोगशालाएं वापस आयात की ओर मुड़ गईं, बेहतर कांच के बने बर्तनों पर अनुसंधान फला-फूला। रासायनिक रूप से निष्क्रिय बनाए रखते हुए कांच के बने पदार्थ तापीय झटके के प्रति अधिक प्रतिरोधी बन गए। प्रयोगशाला कांच के बने पदार्थ के विकास को प्रभावित करने वाली अन्य महत्वपूर्ण तकनीकों में पॉलीटेट्राफ्लोरोएथिलीन, एक संक्षारण प्रतिरोधी सामग्री का विकास सम्मलित है, और प्रयोगशाला कांच के बने पदार्थ की कीमत में गिरावट, कुछ कारको में, पुन: उपयोग की तुलना में फेंकने के लिए अधिक किफायती है।[7]
प्रयोगशाला कांच के बर्तनों का चयन
प्रयोगशाला कांच के बर्तनों का चयन समान्यता किसी विशेष प्रयोगशाला विश्लेषण के प्रभारी व्यक्ति द्वारा किसी दिए गए कार्य की आवश्यकताओं से मेल खाने के लिए किया जाता है। इस कार्य के लिए एक विशिष्ट प्रकार के कांच से बने कांच के बर्तन के टुकड़े की आवश्यकता हो सकती है। यह कार्य को कम लागत, बड़े पैमाने पर उत्पादित कांच के बर्तनों का उपयोग करके आसानी से किया जा सकता है, या इसके लिए वैज्ञानिक कांच उड़ानेवाला द्वारा निर्मित एक विशेष टुकड़े की आवश्यकता हो सकती है। कार्य को द्रव के प्रवाह को नियंत्रित करने की आवश्यकता हो सकती है। कार्य में विशिष्ट गुणवत्ता आश्वासन आवश्यकताएं हो सकती हैं।
कांच का प्रकार
प्रयोगशाला कांच के बर्तन कई प्रकार के कांच से बनाए जा सकते हैं, प्रत्येक की अलग-अलग क्षमताएं होती हैं और विभिन्न प्रयोजनों के लिए उपयोग की जाती है। बोरोसिलिकेट कांच एक प्रकार का पारदर्शी कांच है जो बोरॉन ऑक्साइड और सिलिका से बना होता है, इसकी मुख्य विशेषता तापीय विस्तार का कम गुणांक है जो इसे अधिकांश अन्य कांच की तुलना में तापीय शॉक के प्रति अधिक प्रतिरोधी बनाता है।[8] क्वार्ट्ज कांच बहुत अधिक तापमान का सामना कर सकता है और विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के कुछ हिस्सों में पारदर्शी है। गहरा भूरा या एम्बर (एक्टिनिक) कांच पराबैंगनी और अवरक्त विकिरण को रोक सकता है। भारी-दीवार वाला कांच दबाव वाले अनुप्रयोगों का सामना कर सकता है। झालरदार गिलास बारीक झरझरा कांच होता है जिसके माध्यम से गैस या तरल गुजर सकता है। लेपित कांच के बर्तनों को टूट-फूट या विफलता की घटना को कम करने के लिए विशेष रूप से उपचारित किया जाता है। कार्बनिक नमूनों को कांच से चिपके रहने से रोकने के लिए सिलनीकरण (सिलिकॉनयुक्त) कांच के बर्तनों का विशेष रूप से उपचार किया जाता है।[9]
वैज्ञानिक कांच उड़ाना
वैज्ञानिक कांच उड़ाना, जो कुछ बड़ी प्रयोगशालाओं में प्रचलित है, कांच उड़ानेवाला का एक विशेष क्षेत्र है। वैज्ञानिक कांच उड़ानेवाला में कांच के आकार और आयाम को सटीक रूप से नियंत्रित करना, महंगे या मुश्किल-से-बदलने वाले कांच के बर्तनों की मरम्मत करना और विभिन्न कांच के हिस्सों को एक साथ जोड़ना सम्मलित है। प्रयोगशाला कांच के बने पदार्थ के अत्यधिक विशिष्ट टुकड़े बनाने के लिए कई हिस्से कांच टयूबिंग(कांच की नली) की लंबाई तक जुड़े हुए उपलब्ध हैं।
द्रव प्रवाह को नियंत्रित करना
कांच के बने पदार्थ का उपयोग करते समय द्रव के प्रवाह को नियंत्रित करना प्रायः आवश्यक होता है। इसे समान्यता स्टॉपर(डाट) से रोका जाता है। कांच के बर्तनों के जुड़े टुकड़ों के बीच द्रव का परिवहन किया जा सकता है। आपस में जुड़े हुए घटकों के प्रकारों में कांच टयूबिंग, T-कनेक्टर्स, Y-कनेक्टर्स और कांच एडेप्टर(अनुकूलक) सम्मलित हैं। रिसाव-रोधी संयोजन के लिए एक ज़मीन कांच जोड़ का उपयोग किया जाता है (संभवतः क्लैम्पिंग विधि जैसे केक क्लिप का उपयोग करके प्रबलित किया गया है)। कांच के बने पदार्थ को जोड़ने का दूसरा तरीका एक नली कंटिया और लचीली नली(द्रव संवहन) का उपयोग करना है। द्रव प्रवाह को एक वाल्व का उपयोग करके चयनात्मक रूप से स्विच किया जा सकता है, जिसमें से एक स्टॉपकॉक(जल निकलने की टोंटी) कांच के बने पदार्थ से जुड़ा हुआ एक सामान्य प्रकार है। द्रव प्रवाह को प्रतिबंधित करने के लिए पूरी तरह कांच से बने वाल्व का उपयोग किया जा सकता है। द्रव, या कोई भी सामग्री जो बहती है, एक फ़नल (प्रयोगशाला) का उपयोग करके एक संकीर्ण उद्घाटन में निर्देशित की जा सकती है।
एक एर्लेनमेयर और एक छनन कुप्पी। छनन कुप्पी पर कांटेदार भुजा पर ध्यान दें।
बाईं ओर होज़ बार्ब वाला एक काँच एडाप्टर और दाईं ओर एक ज़मीनी काँच संबंधक है।
PTFE मुद्रण वलय के साथ एक टेपर जोड़ स्टॉपर। दाईं ओर कांच के जोड़ द्वारा दबाए गए संकीर्ण मुद्रण वलय की प्रकाशीय पारदर्शिता पर ध्यान दें।
एक धागा T-बोर प्लग वाल्व श्लेनक फ्लास्क पर पार्श्व भुजा के रूप में उपयोग किया जाता है।
एक सामान्य सीधा बोर ग्लास स्टॉपकॉक एक श्लेनक फ्लास्क के पार्श्व भुजा में एक प्लास्टिक प्लग अनुचर के साथ जुड़ा हुआ है।
गुणवत्ता का आश्वासन
मेट्रोलॉजी
प्रयोगशाला कांच के बने पदार्थ का उपयोग उच्च परिशुद्धता मात्रात्मक माप के लिए किया जा सकता है। उच्च परिशुद्धता माप के साथ, जैसे परीक्षण प्रयोगशाला में किए गए, कांच के बने पदार्थ का मेट्रोलॉजिकल श्रेणी महत्वपूर्ण हो जाता है। मेट्रोलॉजिकल श्रेणी तब माप चिह्नों के नाममात्र मूल्य के आसपास विश्वास अंतराल और NIST मानक के अंशांकन की पता लगाने की क्षमता दोनों द्वारा निर्धारित किया जा सकता है। समय-समय पर प्रयोगशाला कांच के बर्तनों के अंशांकन की जांच करना आवश्यक हो सकता है।[10]
घुलित सिलिका
प्रयोगशाला कांच के बर्तन सिलिका से बने होते हैं। हाइड्रोफ्लोरिक अम्ल जैसे कुछ अपवादों के साथ सिलिका को अधिकांश पदार्थों में अघुलनशील माना जाता है। यद्यपि अघुलनशील सिलिका की एक मिनट की मात्रा विघटन (रसायन विज्ञान) होगी जो जल में सिलिका की उच्च परिशुद्धता, कम संदर्भ सीमा माप को प्रभावित कर सकती है।[11]
सफाई
प्रयोगशाला कांच के बर्तनों की सफाई कभी-कभी आवश्यक होती है और इसे कई तरीकों का उपयोग करके किया जा सकता है। कांच के बर्तनों को चिकनाई हटाने और अधिकांश संदूषणों को ढीला करने के लिए कांच के बर्तनों को डिटर्जेंट के घोल में भिगोया जा सकता है। फिर इन संदूषणों को तब ब्रश या शोधन पैड से साफ किया जाता है ताकि उन कणों को हटाया जा सके जिन्हें धोया नहीं जा सकता। स्क्रबिंग(रगड़ना) के विकल्प के रूप में कठोर कांच के बने पदार्थ सोनिकेशन का सामना करने में सक्षम हो सकते हैं। कुछ संवेदनशील प्रयोगों के लिए कांच के बर्तनों को एक्वा रेजिया या हल्के अम्ल जैसे विलायकों में भिगोया जा सकता है, ताकि प्रयोग में हस्तक्षेप करने के लिए जाने जाने वाले विशिष्ट संदूषण की थोड़ी मात्रा को घोला जा सके। जब सफाई समाप्त हो जाती है तो सुखाने वाले रैक पर उल्टा लटकाने से पहले कांच के बर्तनों को तीन बार धोना(खंगालना) सामान्य बात है।[12]
उदाहरण
प्रयोगशाला के कांच के बर्तन कई प्रकार के होते हैं:
कांच के बर्तनों के उदाहरणों में सम्मलित हैं:
- बीकर (कांच के बर्तन) सरल बेलनाकार आकार के कंटेनर होते हैं जिनका उपयोग अभिकर्मक या नमूना (सामग्री) को रखने के लिए किया जाता है।
- प्रयोगशाला कुप्पी संकीर्ण गर्दन वाले कांच के कंटेनर होते हैं, जो समान्यता शंक्वाकार या गोलाकार होते हैं, जिनका उपयोग प्रयोगशाला में अभिकर्मकों या नमूनों को रखने के लिए किया जाता है। कुप्पी के उदाहरणों में एर्लेनमेयर कुप्पी, फ्लोरेंस कुप्पी और श्लेनक कुप्पी सम्मलित हैं।
- अभिकर्मक बोतलें समान्यता अभिकर्मकों या नमूनों को संग्रहीत करने के लिए उपयोग किए जाने वाले संकीर्ण उद्घाटन वाले कंटेनर होते हैं। छोटी बोतलों को शीशी कहा जाता है।
- जार चौड़े खुलेपन वाले बेलनाकार कंटेनर होते हैं जिन्हें सील किया जा सकता है। बेल जार का उपयोग निर्वात रखने के लिए किया जाता है।
- टेस्ट ट्यूब(नलीका) उपयोग रसायनज्ञों द्वारा ठोस या तरल रसायनों की छोटी मात्रा को रखने, मिश्रण करने या गर्म करने के लिए किया जाता है, विशेष रूप से गुणात्मक प्रयोगों और परख के लिए
शीशा निर्माण के जलशुष्कक का उपयोग सामग्री को सुखाने या सामग्री को सूखा रखने के लिए किया जाता है।
- कांच को वाष्पित करने वाले बर्तन, जैसे घड़ी के गिलास, मुख्य रूप से वाष्पित करने वाली सतह के रूप में उपयोग की जाती है (यद्यपि उनका उपयोग बीकर को ढंकने के लिए किया जा सकता है।)
- पेट्री डिश एक पौष्टिक जिलेटिन से भरा एक सपाट डिश है जो सूक्ष्मजीवों को जल्दी से बढ़ने की अनुमति देता है, इसका नाम 1880 के दशक में इसके आविष्कारक जूलियस पेट्री के नाम पर रखा गया था।
- सूक्ष्मदर्शी की स्लाइड पतली पट्टियाँ होती हैं जिनका प्रयोग सूक्ष्मदर्शी के तहत वस्तुओं को रखने के लिए किया जाता है।
माप के लिए उपयोग किए जाने वाले कांच के बर्तनों के उदाहरणों में सम्मलित हैं:
- अंशांकित सिलिंडर पतले और लम्बे बेलनाकार पात्र होते हैं जिनका उपयोग आयतन मापन के लिए किया जाता है।
- वॉल्यूमेट्रिक कुप्पी द्रव की एक विशिष्ट मात्रा को मापने के लिए होते हैं।
ब्यूरेट अंशांकित सिलिंडरों के समान होते हैं, लेकिन अंत में एक वाल्व होता है जिसका उपयोग प्रायः अनुमापन के लिए तरल अभिकर्मकों की सटीक मात्रा को फैलाने के लिए किया जाता है।[13]
- कांच विंदुक का उपयोग तरल पदार्थों की सटीक मात्रा को स्थानांतरित करने के लिए किया जाता है।
- तरल पदार्थ के क्वथनांक को सटीक रूप से मापने के लिए काँच एबुलियोमीटर का उपयोग किया जाता है।[14]
कांच के बने पदार्थ के अन्य उदाहरणों में सम्मलित हैं:
- हिलाने वाली छड़ें कांच की छड़ें होती हैं जिनका उपयोग रसायनों को मिलाने के लिए किया जाता है।
- संघनित्र (प्रयोगशाला) का उपयोग वाष्पों को ठंडा करके उन्हें द्रवों में बदलने के लिए संघनित करने के लिए किया जाता है।[15]
- काँच प्रत्युत्तर का उपयोग गर्म करके आसवन के लिए किया जाता है, उनके पास एक लंबी घुमावदार टोंटी वाला बल्ब होता है।[16]
- एबरहेल्डेन की सुखाने वाली पिस्तौल का उपयोग नमूनों को जल, या अन्य अशुद्धियों के निशान से मुक्त करने के लिए किया जाता है।[17]
संदर्भ
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बाहरी संबंध
- Smithsonian Science Under Glass
- Chemistry Laboratory Glassware at About.com
- Project Gutenberg - On Laboratory Arts by Richard Threlfall (1898)
- Project Gutenberg - Laboratory Manual of Glass-Blowing by Francis C. Frary (1914)
- Project Gutenberg - A Handbook of Laboratory Glass-Blowing by Bernard D. Bolas (1921)
