La verrerie est depuis longtemps un élément essentiel du laboratoire de chimie.
La popularité de longue date du verre est restée élevée parce qu’il est relativement inerte, très durable, facilement personnalisable et peu coûteux.
En raison de ces caractéristiques souhaitables, le verre a été utilisé pour créer un large assortiment d’appareils. Ne pas être familier avec cet équipement pourrait conduire à la confusion, à une mauvaise utilisation et à un désastre. Par conséquent, une solide compréhension de la verrerie est nécessaire pour assurer la sécurité et le succès dans le laboratoire.
Cette vidéo explorera plusieurs des pièces courantes de la verrerie que l’on trouve dans le laboratoire.
La verrerie de laboratoire est fabriquée avec différentes compositions, chacune possédant des propriétés uniques qui sont utiles dans différentes conditions expérimentales.
Les équipements fabriqués à partir de verre de qualité grand public, ou » soda-lime « , sont les moins coûteux et sont adéquats pour de nombreuses applications. Cependant, les changements rapides de température peuvent provoquer la fissuration de ce verre.
Le verre borosilicate, qui présente une faible expansion thermique, est préféré dans les conditions de stress thermique. Ce verre est fabriqué par l’ajout de petites quantités de bore, et est souvent utilisé dans les produits de cuisson, comme le Pyrex.
Cependant, le verre borosilicate et le verre standard contiennent tous deux des impuretés, ce qui entraîne une réduction de la qualité optique. Par conséquent, un verre composé purement de silicium et d’oxygène est utilisé dans les situations qui exigent que le verre soit transparent à la lumière UV. C’est ce que l’on appelle la silice fondue ou le quartz fondu.
Maintenant que vous comprenez les différents types de verre utilisés en laboratoire, examinons la verrerie courante, ainsi que l’attirail connexe.
Nous commencerons notre enquête par la verrerie utilisée pour l’analyse qualitative. Toutes les mesures, ou graduations, sur ce matériel sont approximatives, et il est préférable de les utiliser pour des procédures qui ne nécessitent pas un haut niveau de précision. Tout d’abord, le bécher, l’une des pièces de verrerie les plus courantes, est disponible en plusieurs tailles. Les béchers sont souvent utilisés pour contenir, mélanger et chauffer des réactifs. La plupart ont un petit rebord pour verser les liquides.
Les tubes à essai, qui sont des récipients cylindriques relativement petits, sont également utilisés pour stocker, chauffer et mélanger des produits chimiques. Leur conception permet de manipuler, stocker et observer facilement plusieurs échantillons à la fois.
Les verres de montre sont utilisés lorsqu’une grande surface est nécessaire pour un petit volume de liquide. Cela est courant pour les procédures de cristallisation et d’évaporation. Les verres de montre peuvent également être utilisés comme couvercles pour les béchers.
Le plat de cristallisation est similaire au verre de montre, prouvant une grande surface pour les liquides. Cependant, il est plus couramment utilisé comme récipient pour les procédés de bain. Enfin, le flacon. Chaque type de flacon est façonné en fonction de son utilisation, mais tous sont conçus avec un corps large et un col étroit, permettant de mélanger le contenu sans le renverser. Ils peuvent également être facilement équipés de bouchons. La fiole Erlenmeyer est la plus courante. Son fond plat permet de le chauffer directement et de l’utiliser dans des procédures simples d’ébullition et de condensation.
Puis, nous passerons en revue la verrerie utilisée pour mesurer précisément les liquides. L’éprouvette graduée est utilisée pour mesurer des volumes semi-précis, et les délivrer dans un autre récipient. La surface de la plupart des liquides forme un ménisque concave dans la verrerie étroite. Le volume doit être lu au fond pour être précis.
Alors que l’éprouvette graduée est polyvalente, la verrerie volumétrique est utilisée lorsqu’un niveau de précision plus élevé est requis. La verrerie volumétrique peut être un ordre de grandeur plus précis qu’une éprouvette graduée. Chaque pièce est marquée de la mention « TD » ou « TC ». Si l’équipement est étalonné pour transporter le volume mesuré, il est marqué « TD » pour « To deliver ». À l’inverse, d’autres pièces de verrerie volumétrique sont uniquement étalonnées pour être précises lorsqu’elles contiennent le volume mesuré, et sont marquées » TC » pour » To Contain « .
La fiole jaugée est utilisée pour fabriquer et contenir des solutions de volumes précis. Cela se fait en dissolvant d’abord le soluté, puis en ajoutant du solvant à la graduation pour diluer jusqu’au volume prévu.
À la différence des appareils qui ne sont précis que pour contenir, la pipette volumétrique est utilisée pour délivrer un volume spécifique avec une grande précision. On utilise une poire pour aspirer le liquide, jamais par la bouche.
La burette sert à délivrer des volumes de liquide variables, mais précis, contrôlés par le robinet d’arrêt. Elle est souvent utilisée dans les expériences de titrage.
Après, notre enquête portera sur la verrerie qui a des usages procéduraux plus spécifiques.
Tout d’abord, le ballon à fond rond, ou ballon d’ébullition, est conçu pour permettre un chauffage et une agitation homogènes, afin de conduire les réactions chimiques. Pour éviter les déversements, il ne doit jamais être rempli à plus de 50 % de son volume total.
Si les entonnoirs traditionnels ont une forme familière, il peut y avoir des variations en fonction de leur utilisation prévue. Par exemple, les entonnoirs utilisés pour la filtration par gravité sont équipés de papier filtre plié. Les entonnoirs à poudre ont des tiges plus larges conçues pour distribuer des solides et des liquides visqueux.
L’ampoule à décanter est utilisée dans les extractions liquide-liquide pour séparer des liquides non miscibles de différentes densités. Elle a une forme spécialisée, avec un haut large pour le mélange, et un bas étroit menant à un robinet d’arrêt pour la séparation. La fiole et l’entonnoir de Büchner sont utilisés pour la filtration sous vide. L’entonnoir est généralement en céramique, avec des trous de la taille d’une épingle dans son fond plat. Il est fixé dans la fiole à l’aide d’un col en caoutchouc pour assurer l’étanchéité. Le flacon ressemble à un Erlenmeyer dans sa forme, mais possède un bras latéral barbelé pour le tuyau à vide.
Dans certains processus chimiques, la verrerie de laboratoire peut avoir besoin d’être scellée, connectée ou soutenue. L’étanchéité de la verrerie se fait généralement avec un bouchon. Le caoutchouc et le néoprène sont utilisés dans les pièces à col standard. Ils peuvent être fabriqués avec des trous pour permettre l’insertion de tubes, de thermomètres ou d’agitateurs, tout en assurant un joint étanche à l’air.
Les bouchons en verre sont utilisés pour sceller les équipements avec des raccords en verre rodé. Ceux-ci fournissent un joint solide, mais la possibilité d’un grippage verre contre verre nécessite l’utilisation de graisse pour joints. La graisse pour joints doit également être utilisée pour raccorder deux pièces de verrerie entre elles. Cependant, comme ces joints ne sont pas mécaniquement solides, des clips de connexion en plastique sont utilisés pour les empêcher de se séparer.
Lorsqu’un support structurel supplémentaire est nécessaire, la verrerie est souvent serrée en place. Les pinces fournissent ce support en se connectant au col d’une pièce à une extrémité, et à un support d’autoclave à l’autre. Bien que certains articles en verre doivent toujours être fixés, le serrage peut également être utilisé pour s’assurer que les composants restent debout pendant une procédure.
Maintenant que nous avons passé en revue un grand nombre de pièces de verrerie que l’on trouve dans les laboratoires professionnels, nous allons aborder quelques-unes de leurs nombreuses utilisations.
L’observation de réactions naturelles et spontanées peut être effectuée en laboratoire en reproduisant leurs conditions d’origine. La verrerie est essentielle à ces investigations en raison de sa nature inerte et durable.
Dans l’expérience de Miller-Urey, l’environnement de la terre primitive a été simulé dans un ballon à fond rond pour étudier la synthèse abiotique des composés organiques. Un grand collecteur de verrerie emboîtée a contribué à fournir les gaz atmosphériques nécessaires, qui ont ensuite été étincelés, simulant l’éclairage. Le produit a été retiré du ballon à l’aide d’une pipette afin d’éviter toute contamination, et stocké pour des recherches ultérieures.
Lors de la synthèse de molécules organiques, il est souvent nécessaire d’appliquer de la chaleur pendant de longues périodes. Dans cet exemple, une réaction de couplage croisé carbone-carbone a été réalisée à l’aide d’un appareil composé de trois pièces de verre. L’appareil – composé d’un ballon à fond rond, d’un condenseur à reflux et d’un barboteur d’huile – permet de faire bouillir la solution indéfiniment, sans perdre de volume ni changer de pression.
Vous venez de regarder l’introduction de JoVE au matériel de laboratoire en verre commun et à leurs utilisations. Vous devriez maintenant être familier avec la verrerie utilisée pour les applications qualitatives, de mesure et de procédure.
Merci d’avoir regardé !
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