实验室常用坩埚及其使用注意事项

祖楠 2015 11 15 整理 1 实验室常用坩埚及其使用注意事项实验室常用坩埚及其使用注意事项 目录目录 一 铂坩埚一 铂坩埚 1 二 金坩埚二 金坩埚 2 三 银坩埚三 银坩埚 3 四 镍坩埚四 镍坩埚 3 五 铁坩埚五 铁坩埚 4 六 聚四氟乙烯坩埚六 聚四氟乙烯坩埚 4 七 瓷坩埚七 瓷坩埚 5 八 刚玉坩埚八 刚玉坩埚 5 九 石英坩埚九 石英坩埚 6 实验室常用坩埚及其使用注意事项实验室常用坩埚及其使用注意事项 一 铂坩埚一 铂坩埚 铂又称白金 价格比黄金贵 因其具有许多优良的性质 故经常使用 铂的熔点高达 1774 化学性质稳定 在空气中灼烧后不发生化学变化 也不吸收水分 大多数化学试剂 对它无侵蚀作用 1 特性 能耐氢氟酸和熔融的碱金属碳酸盐的腐蚀是铂有别于玻璃 瓷等的重要性质 因而常 将其用于沉淀灼烧称重 氢氟酸熔样以及碳酸盐的熔融处理 铂在高温下略有一些挥发性 灼烧时间久后要加以校正 100cm2面积的铂在 1200 灼烧 1h 约损失 1mg 铂在 900 以下基本不挥发 2 铂器皿的使用应遵守下列规则 1 对铂的领取 使用 消耗和回收都要制定严格的制度 2 铂质地软 即使含有少量铑铱的合金也较软 所以拿取铂器皿时勿太用力 以免其变 形 在脱熔块时 不能用玻璃棒等尖锐物体从铂器皿中刮取 以免损伤内壁 也不能将热的 铂器皿骤然放入冷水中 以免发生裂纹 已变形的铂坩埚或器皿可用其形状相吻合的水模进 行校正 但已变脆的碳化铂部分要均匀用力矫正 铂坩埚变形时 可放在木板上 一边滚 动 一边用牛角匙压坩埚内壁整形 祖楠 2015 11 15 整理 2 3 铂器皿在加热时 不能与其它任何金属接触 因为在高温下铂易与其它金属生成合金 所以 铂坩埚必须放在铂三角架上或陶瓷 粘土 石英等材料的支持物上灼烧 也可放在垫 有石棉板的电热板或电炉上加热 但不能直接与铁板或电炉丝接触 因为在高温下铁易与铂 形成合金 还原性气体能与铂形成碳化铂 使铂坩埚变脆 所用的坩埚钳子应该包有铂头 镍或不锈钢的钳子只能在低温时方可使用 滤纸如在铂坩埚中灼烷 应在低温和空气充足的 情况下 让炭化的滤纸完全燃烧后 才能提高温度 4 下列的物质不能直接侵蚀或与其它物质共存下侵蚀铂 在使用铂器皿时应避免与这些 物质接触 易被还原的金属 非金属及其化合物 如银 汞 铅 铋 锑 锡和铜的盐类在高温 下易被还原成金属 可与铂形成低熔点合金 硫化物和砷 磷的化合物可被滤纸 有 机物或还原性气体还原 生成脆性磷化铂及硫化铂 固体碱金属的氧化物和氢氧化物 氧化钡 碱金属的硝酸盐 亚硝酸盐和氰化物等 在加热或熔融时对铂有腐蚀性 碳酸钠 碳酸钾和硼酸钠可以在铂器皿中熔融 但碳 酸锂不能 卤素及可能产生卤素的混合溶液 如王水 溴水 盐酸与氧化剂 高锰酸钾 铬酸盐 和二氧化锰等 的混合物 三氯化铁能与铂发生作用 碳在高温时 能与铂作用形成碳化铂 铂器皿若放在 碳硅棒电炉内 因有必要的通 气装置 若用火焰加热时 只能用不发光的氧化焰 不能与带烟或发黄光的还原火焰 接触 亦不准接触蓝色火焰 以免形成碳化铂而变脆 在铂器皿中灰化滤纸时 不可 使滤纸着火 成分和性质不明的物质不能在铂器皿中加热或处理 铂器皿应保持内外清洁和光亮 经长久灼烧后 由于结晶关系 外表可能变灰 必须 及时注意清洁 否则日久后杂质会深入内部而使铂器皿变脆而破坏 3 铂器皿的清洗方法 铂坩埚内 外壁应经常保持清洁和光亮 使用过的铂坩埚可用 1 1HCl 溶液煮沸清洗 如清洗不净 可用焦硫酸钾于铂器皿中在较低温度熔融 5 10 min 把熔融物倒掉后 再将铂 器皿在盐酸溶液中浸煮 假使用 K2S2O7处理无效 可用 Na2CO3或硼砂熔融 如仍有污点 则可用沙布包潮湿的细砂 通过 100 目筛即 0 149mm 筛孔 轻轻擦拭铂坩埚以恢复其表面 的光泽 二 金坩埚二 金坩埚 祖楠 2015 11 15 整理 3 金的价格较铂便宜 且不受碱金属氢氧化物和氢氟酸的侵蚀 故常用来代替铂器皿 但 金的熔点较低 1063 故不能耐高温灼烧 一般须低于 700 使用 硝酸铵对金有明显的 侵蚀作用 王水也不能与金器皿接触 金器皿的使用原则 与铂器皿基本相同 三 银坩埚三 银坩埚 1 特性 银器皿价格相对低廉 也不受氢氧化钾 钠 的侵蚀 在熔融状态仅在接近空气的边 缘处略有侵蚀 银的熔点为 960 使用温度一般不超过 750 为宜 不 能在火上直接加热 加热后表面会生成一层氧化银 在高温下不稳定 但在 200 以 下稳定 刚从高温中取出的银坩埚不许立即用冷水冷却 以防产生裂纹 银易与硫作用 生成硫化银 故不能在银坩埚中分解和灼烧含硫的物质 不许使用碱 性硫化试剂 熔融状态的铝 锌 锡 铅 汞等的金属盐都能使银坩埚变脆 银坩埚不用于熔融硼砂 使用过氧化钠熔剂时 只宜烧结 不宜熔融 银坩埚适用于 NaOH 作熔剂熔融样品 不能用于以 Na2CO3作熔剂熔融样品 2 浸提和洗涤 浸取熔融物时不可使用酸 特别不能使用浓酸 新银坩埚在 300 400 度马弗炉中灼烧后用热稀 HCl 洗涤 清洗银器皿时 可用微沸的稀盐酸 1 5 但不宜将器皿放在酸内长时间加热 银坩埚的质量经烧灼会变化 故不适宜于沉淀的称量 四 镍坩埚四 镍坩埚 镍的熔点为 1450 在空气中灼烧易被氧化 所以镍坩埚不能用于灼烧和称量沉淀 镍具有良好的抗碱性物质侵蚀的性能 故在化验室中主要用于碱性熔剂的熔融处理 如铁合 金 矿渣 粘土 耐火材料等 1 控温 镍坩埚适用于 NaOH Na2O2 Na2CO3 NaHCO3以及含有有 KNO3的碱性溶剂熔融 样品 其熔融温度一般不超过 700 因在高温时 镍易被氧化 氧化钠也可在镍坩埚中熔融 但温度要低于 500 时间要短 否则侵蚀严重 使带 入溶液的镍盐含量增加 成为测定中的杂质 祖楠 2015 11 15 整理 4 3 特别注意 焦硫酸钾 硫酸氢钾等酸性溶剂和含硫化物的溶剂不能用于镍坩埚 若要熔融含硫化合物时 应在有过量过氧化钠的氧化环境下进行 熔融状态的铝 锌 锡 铅等的金属盐能使镍坩埚变脆 银 汞 钒的化合物和硼砂等也不能在镍坩埚中灼烧 镍易溶于酸 浸取熔块时不可用酸 新的镍坩埚在使用前应在 700 灼烧数分钟 然后用 1 20HCl 煮沸片刻 再用水冲 洗干净 以除去油污并使其表面生成氧化膜 延长使用寿命 处理后的坩埚应呈暗绿 色或灰黑色 以后 每次使用前用水煮沸洗涤 必要时可滴加少量盐酸稍煮片刻 然 后再用蒸馏水洗涤 烘干使用 镍坩埚不能用于沉淀的灼烧 镍坩埚中常含有微量铬 使用时应注意 五 铁坩埚五 铁坩埚 1 铁坩埚的使用与镍坩埚相似 它没有镍坩埚耐用 但价格便宜 较适用于过氧化钠熔融 可代替镍坩埚 2 铁坩埚在使用前应先进行钝化处理 即先用稀 HCl 洗 后用细砂纸将坩埚擦净 再用热 水洗净 然后放入 5 H2SO4和 1 HNO3的混合液中 浸泡数分钟 再用水洗净 烘干后在 300 400 度的马弗炉中灼烧 10 分钟 3 铁的熔点 1300 度 4 清洗铁坩埚用冷的稀 HCl 即可 六 聚四氟乙烯坩埚六 聚四氟乙烯坩埚 1 特性 聚四氟乙烯是热塑性塑料 色泽白 有蜡状感 化学性能稳定 耐热性好 机械强度 好 最高工作温度可达 250 聚四氟乙烯耐热近 400 度 但一般控制在 200 度左右使用 最高不要超过 280 度 可 以代替铂器皿用于处理氢氟酸 除熔融钠和液态氟外 能耐一切浓酸 浓碱以及强氧化剂的腐蚀 在王水中煮沸也不 起变化 在耐腐蚀性上可称为塑料 王 有不锈钢外罩的聚四氟乙烯坩埚在加压加热处理矿样和消解生物材料方面得到应用 聚四氟乙烯的电绝缘性能好 并能切削加工 祖楠 2015 11 15 整理 5 但在 415 以上急剧分解 并放出有毒的全氟异丁烯气体 能耐酸 耐碱 不受 HF 侵蚀 主要用于以氢氟酸作溶剂溶样 如 HF HClO4等 用于以 HF H2SO4作溶剂时不能冒烟 否则损坏坩埚 溶样时不会带入金属杂质 是其最大优点 清洗 置于电热板上 加 1 3 杯硝酸 高氯酸 1 1 溶液 加热至有酸挥发 将酸倒 出冷却以备下次再用 聚四氟乙烯坩埚用自来水冲干净 去离子水润洗 倒扣晾干备 用 七 瓷坩埚七 瓷坩埚 化验室所用瓷器皿 实际上是上釉的陶器 它的熔点较高 1410 可耐高温灼烧 如瓷坩埚可以加热至 1200 灼烧后其质量变化很小 故常用于灼烧与称量沉淀 高型瓷坩 埚可于隔绝空气的条件下处理样品 1 注意事项 化验室所用瓷器皿的热膨胀系数为 3 4 10 6 厚壁瓷器皿在高温蒸发和灼烧操作 中 应避免温度的突然变化和加热不均匀的现象 以防破裂 瓷器皿对酸碱等化学试剂的稳定性比玻璃器皿好 但同样不能和氢氟酸接触 瓷坩埚 均不耐苛性碱和碳酸钠的腐蚀 尤其不能进行它们熔融操作 用一些不与瓷作用的物质如 MgO C 粉作为填充剂 在瓷坩埚中用定量滤纸包住碱 性熔剂熔融处理硅酸盐试样 可部分代替铂制品 瓷器皿机械性能较强 且价格便宜 因此应用较广 可耐热 1200 度左右 适用于 K2S2O7等酸性物质熔融样品 一般不能用于以 NaOH Na2O2 Na2CO3等碱性物质作熔剂熔融 以免腐蚀瓷坩埚 瓷坩埚不能和氢氟酸接触 瓷坩埚一般可用稀 HCl 煮沸清洗涤 八 刚玉坩埚八 刚玉坩埚 天然的刚玉几乎是纯的氧化铝 人造刚玉是由纯的氧化铝经高温烧结而成 它耐高温 熔点为 2045 硬度大 对酸碱有相当的抗腐蚀能力 1 注意事项 刚玉坩埚可用于某些碱性熔剂的熔融和烧结 但温度不宜过高 且时间要尽量短 在 某些情况下可代替镍 铂坩埚 但在测定铝和铝对测定有干扰的情况下不能使用 祖楠 2015 11 15 整理 6 刚玉坩埚是由多孔熔融氧化铝组成 质坚而耐熔 刚玉坩埚适于用无水 Na2CO3等一些弱碱性物质作熔剂熔融样品 不适于用 Na2O2 NaOH 等强碱性物质和酸性物质作熔剂 如 K2S2O7等 熔融样品 九 石英坩埚九 石英坩埚 1 特性 透明石英玻璃是用天然无色透明的水晶高温熔炼而成的 半透明石英是由天然纯净的 脉石英或石英砂制成的 因其含有许多熔炼时未排净的气泡而呈半透明状 透明石英 玻璃的理化性能优于半透明石英 主要用于制造实验室玻璃仪器及光学仪器等 石英玻璃的热膨胀系数很小 5 5 10 7 只为特硬玻璃的五分之一 因此它能耐急热 急冷 将透明石英玻璃烧至红热后 放到冷水中也不会炸裂 石英玻璃的软化温度为 1650 具有耐高温性能 石英坩埚常用于酸性熔剂及硫代硫酸钠的熔融 使用温度不得超过 1100 它的耐酸 性能非常好 除氢氟酸和磷酸外 任何浓度的酸即使在高温下都极少和石英玻璃作用 石英玻璃不耐氢氟酸的腐蚀 磷酸在 150 以上也能与其作用 强碱溶液包括碱金属 碳酸盐也能腐蚀石英 但在常温时腐蚀较慢 而温度升高时腐蚀加快 石英玻璃仪器外表上与