第二節(jié)　化學實驗室使用的非玻璃器皿及其他用品

一、塑料器皿

塑料是高分子材料的一類，在實驗室中常作為金屬、木材、玻璃等材料的代用品。

1.聚乙烯和聚丙烯器皿

聚乙烯可分為低密度、中密度、高密度三種。低密度聚乙烯軟化點為100℃，中密度為127～130℃，高密度為125℃。聚乙烯短時間可使用到100℃，能耐一般酸堿腐蝕，不溶于一般有機溶劑，但能被氧化性酸慢慢侵蝕，與脂肪烴、芳香烴和鹵代烷長時間接觸能溶脹。聚丙烯塑料比聚乙烯硬，熔點約170℃，最高使用溫度約130℃，120℃以下可以連續(xù)使用，與大多數(shù)介質(zhì)不起反應，但受濃硫酸、濃硝酸、溴水及其他強氧化劑慢慢侵蝕，硫化氫和氨會被吸附。實驗室常用聚乙烯和聚丙烯器皿儲存蒸餾水、標準溶液和某些試劑溶液，比玻璃容器優(yōu)越，尤其多用于微量元素分析。

聚乙烯和聚丙烯實驗用器皿見表2-11。

2.氟塑料器皿

實驗室用氟塑料器皿是氟樹脂擠出吹塑加工成的容器，它們具有耐高低溫、耐腐蝕、耐有機溶劑、防粘、透明、高純度、無毒、不易破碎等特點。聚四氟乙烯的電絕緣性能好，并能切削加工。在415℃以上急劇分解，并放出有毒的全氟異丁烯氣體。

氟塑料器皿主要用作低溫實驗、微量金屬分析和儲存超純試劑。廣泛用于地質(zhì)、冶金、原子能、環(huán)保、電子、生物、醫(yī)學、化學、化工等超純化學分析實驗室。

氟塑料器皿可反復進行高氣壓或化學消毒，但消毒前應松開或擰下瓶蓋以防容器變形，不能超過使用溫度范圍，也絕不能在明火或熱板上加熱。

氟塑料實驗室器皿如表2-12所示。

①B為棒型；A為棗核型。

二、濾紙、濾膜與試紙

1.濾紙

濾紙主要分為定性濾紙和定量濾紙兩種。定量濾紙經(jīng)過鹽酸和氫氟酸處理，灰分很少，小于0.1mg，適用于定量分析。定性濾紙灰分較多，供一般的定性分析和分離使用，不能用于定量分析。此外還有用于色譜分析的層析濾紙。表2-13中列出了國產(chǎn)濾紙型號與性質(zhì)。

2.濾膜

濾膜是由醋酸纖維、硝酸纖維或聚乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚丙烯、聚四氟乙烯等高分子材料制作的。聚四氟乙烯濾膜耐熱、耐堿、耐有機溶劑，性能最好。用濾膜代替濾紙過濾水樣，有如下優(yōu)點。

①孔徑較小，且均勻。

②孔隙率高，流速快，不易堵塞，過濾容量大。

③濾膜較薄，是惰性材料，過濾吸附少。

④自身含雜質(zhì)少，對濾液影響較小。

目前，國際上通常采用孔徑為0.45μm濾膜作為分離可過濾態(tài)與顆粒態(tài)（不可過濾態(tài)）的介質(zhì)。能通過孔徑為0.45μm濾膜的定義為可過濾態(tài)，它包括水樣中的真溶液和部分膠體成分；被阻留在濾膜上的部分定義為顆粒態(tài)。試驗表明，國產(chǎn)濾膜的性能與國外產(chǎn)品性能無顯著差異。濾膜一般呈圓形，其直徑有2cm、5cm、7cm、9cm等。表2-14中列出了部分常用濾膜的種類、型號、規(guī)格。

3.試紙

在檢驗分析中經(jīng)常使用試紙來代替試劑，這能給操作帶來很大的方便。通常使用的試紙有pH試紙、指示劑試紙及試劑試紙。

（1）pH試紙　國產(chǎn)pH試紙分為廣域pH試紙和精密pH試紙兩種，見表2-15和表2-16。

（2）指示劑試紙和試劑試紙　常用的指示劑試紙和試劑試紙的制備方法和用途見表2-17。

三、金屬器皿

1.鉑器皿

鉑又稱白金，價格比黃金貴，由于它有許多優(yōu)良的性質(zhì)，盡管出現(xiàn)了各種代用品，但許多分析工作仍然離不開鉑。鉑的熔點高達1774℃，化學性質(zhì)穩(wěn)定，在空氣中灼燒后不起化學變化，也不吸收水分，大多數(shù)化學試劑對它無侵蝕作用，耐氫氟酸性能好，能耐熔融的堿金屬碳酸鹽。因而常用于沉淀灼燒稱重、氫氟酸溶樣以及碳酸鹽的熔融處理。鉑坩堝適用于灼燒沉淀。鉑制小舟、鉑絲圈用于有機分析灼燒樣品。鉑絲、鉑片常用于電化學分析中的電極，以及鉑銠電熱電偶等。

鉑器皿的使用應遵守下列規(guī)則：

（1）鉑的領(lǐng)取、使用、消耗和回收都要有嚴格的制度。

（2）鉑質(zhì)軟，即使含有少量銥銠的合金也軟，所以拿取鉑器皿時勿太用力，以免變形。不能用玻璃棒等尖銳物體從鉑器皿中刮出物料，以免損傷其內(nèi)壁，也不能將熱的鉑器皿驟然放入冷水中冷卻。

（3）鉑器皿在加熱時，不能與任何其他金屬接觸，因為在高溫鉑易于與其他金屬生成合金。所以，鉑坩堝必須放在鉑三腳架上或陶瓷、黏土、石英等材料的支持物上灼燒，也可放在墊有石棉板的電熱板或電爐上加熱，不能直接與鐵板或電爐絲接觸。所用的坩堝鉗子應該包有鉑頭，鎳的或不銹鋼的鉗子只能在低溫時使用。

（4）下列物質(zhì)能直接侵蝕或在其他物質(zhì)共存下侵蝕鉑，在使用鉑器皿時，應避免與這些物質(zhì)接觸。

①易被還原的金屬和非金屬及其化合物，如銀、汞、鉛、鉍、銻、錫和銅的鹽類在高溫下易被還原成金屬，與鉑形成合金；硫化物和砷及磷的化合物可被濾紙、有機物或還原性氣體還原，生成脆性磷化鉑及硫化鉑等。

②固體堿金屬氧化物和氫氧化物、氧化鋇、堿金屬的硝酸鹽、亞硝酸鹽、氰化物等，在加熱或熔融時對鉑有腐蝕性。碳酸鈉、碳酸鉀和硼酸鈉可以在鉑器皿中熔融，但碳酸鋰不能。

③鹵素及可能產(chǎn)生鹵素的混合溶液，如王水、鹽酸與氧化劑（高錳酸鹽、鉻酸鹽、二氧化錳等）的混合物，三氯化二鐵溶液能與鉑發(fā)生作用。

④碳在高溫時，與鉑作用形成碳化鉑，鉑器皿用火焰加熱時，只能用不發(fā)光的氧化焰，不能與帶煙或發(fā)亮的還原火焰接觸，以免形成碳化鉑而變脆。

⑤成分和性質(zhì)不明的物質(zhì)不能在鉑器皿中加熱或處理。

⑥鉑器皿應保持內(nèi)外清潔和光亮。經(jīng)長久灼燒后，由于結(jié)晶的關(guān)系，外表可能變灰，必須及時注意清洗，否則日久會深入內(nèi)部使鉑器皿變脆。

（5）鉑器皿清洗　若鉑器皿有了斑點，可先用鹽酸或硝酸單獨處理。如果無效，可用焦硫酸鉀于鉑器中在較低溫度熔融5～10min，把熔融物倒掉，再將鉑器皿在鹽酸溶液中浸煮。若仍無效，可再試用碳酸鈉熔融處理，也可用潮濕的細砂輕輕摩擦處理。

2.其他金屬（金、銀、鎳、鐵等）器皿

（1）金器皿　它不受堿金屬氫氧化物和氫氟酸的侵蝕，價格較鉑便宜，故常用來代替鉑器皿，但它的熔點較低（1063℃），故不能耐高溫灼燒，一般須低于700℃。硝酸銨對金有明顯的侵蝕作用，王水也不能與金器皿接觸。金器皿的使用注意事項，與鉑器皿基本相同。

（2）銀器皿　價廉，它也不受氫氧化鉀（鈉）的侵蝕，在熔融此類物質(zhì)時僅在接近空氣的邊緣處略有腐蝕。銀的熔點960℃，不能在火上直接加熱。加熱后表面生成一層氧化銀，在高溫下不穩(wěn)定，在200℃以下穩(wěn)定。銀易與硫作用，生成硫化銀，故不能在銀坩堝中分解和灼燒含硫的物質(zhì)，不許使用堿性硫化試劑。熔融狀態(tài)的鋁、鋅、錫、鉛、汞等金屬鹽都能使銀坩堝變脆。銀坩堝不可用于熔融硼砂。浸取熔融物時不可使用酸，特別不能用濃酸。銀坩堝的質(zhì)量經(jīng)灼燒會變化，故不適于沉淀的稱量。

（3）鎳坩堝　鎳的熔點1450℃，在空氣中灼燒易被氧化，所以鎳坩堝不能用于灼燒和稱量沉淀。它具有良好的抗堿性物質(zhì)侵蝕的性能，故在實驗室中主要用于堿性熔劑的熔融處理。

氫氧化鈉、碳酸鈉等堿性熔劑可在鎳坩堝中熔融，其熔融溫度一般不超過700℃。氧化鈉也可在鎳坩堝中熔融，但溫度要低于500℃，時間要短，否則侵蝕嚴重。酸性熔劑和含硫化物熔劑不能用鎳坩堝。若要熔融含硫化合物時，應在過量的過氧化鈉氧化環(huán)境下進行。熔融狀態(tài)的鋁、鋅、錫、鉛等金屬鹽能使鎳坩堝變脆。銀、汞、釩的化合物和硼砂等也不能在鎳坩堝中灼燒。

新的鎳坩堝在使用前應在700℃灼燒數(shù)分鐘，以除去油污并使其表面生成氧化膜，處理后的坩堝應呈暗綠色或灰黑色。以后，每次使用前用水煮沸洗滌，必要時可滴加少量鹽酸稍煮片刻，用蒸餾水洗滌烘干使用。

（4）鐵坩堝　鐵坩堝的使用與鎳坩堝相似，它沒有鎳坩堝耐用，但價格便宜，較適用于過氧化鈉熔融，以代替鎳坩堝。鐵坩堝中常含有硅及其他雜質(zhì)，也可用低硅鋼坩堝代替。鐵坩堝或低硅鋼坩堝在使用前應進行鈍化處理，先用稀鹽酸，然后用細砂紙輕擦，并用熱水沖洗，放入5％硫酸-1％硝酸混合溶液中浸泡數(shù)分鐘，再用水洗凈、干燥，于300～400℃灼燒10min。

常用熔劑所適用的坩堝列于表2-18中。

注：“+”表示適用；“-”表示不適用。

四、瓷器皿與剛玉器皿

1.瓷器皿

實驗室所用瓷器皿，實際上是上釉的陶器，它的熔點較高（1410℃），可耐高溫灼燒，如瓷坩堝可以加熱至1200℃，灼燒后其質(zhì)量變化很小，故常用于灼燒沉淀與稱量。

它的熱膨脹系數(shù)為（3～4）×10-6。厚壁瓷器皿在高溫蒸發(fā)和灼燒操作中，應避免溫度的突然變化和加熱不均勻現(xiàn)象，以防破裂。瓷器皿對酸堿等化學試劑的穩(wěn)定性較玻璃器皿為好，然而同樣不能和氫氟酸接觸。瓷器皿機械性能較強，而且價格便宜。因此實驗室中應用了不少化學瓷器皿。根據(jù)它的功能大體可分為四類：耐高溫器皿、過濾器皿、研磨器皿和比色器皿。現(xiàn)將它們的名稱、規(guī)格、主要用途、使用注意事項列于表2-19。

2.剛玉器皿

剛玉坩堝。天然的剛玉幾乎是純的三氧化二鋁。人造剛玉是由純的三氧化二鋁經(jīng)高溫燒結(jié)而成。它耐高溫，熔點2045℃，可耐溫1500～1550℃，硬度大，對酸堿有相當?shù)目垢g能力。剛玉坩堝可用于某些堿性熔劑的熔融和燒結(jié)，但溫度不應過高，且時間要盡量短，在某些情況下可以代替鎳、鉑坩堝，但在測定鋁和鋁對測定有干擾的情況下不能使用。

五、實驗室常用的其他用品（燈、架、夾、塞、管、刷、浴、篩等）

（1）煤氣燈　煤氣燈是以天然氣或石油氣為燃料的加熱器具。煤氣燈溫度可達1000～1200℃，可供加熱、灼燒、焰色試驗、簡單玻璃加工等。

煤氣燈的式樣多種，但構(gòu)造原理基本相同。都是由燈座、燈管組成。燈管上部有螺紋和幾個圓孔，螺紋用來與燈座連接，圓孔是空氣入口，用橡膠管與煤氣源相連。

正常的燈焰分三層：內(nèi)層為焰心，溫度最低；中層顯藍色，稱還原焰，溫度較高；外層為氧化焰，溫度最高。

使用注意事項如下：

①點火時，先關(guān)閉空氣，邊通煤氣邊點火。點火后再調(diào)節(jié)空氣量，使火焰分為三層。

②煤氣量太大時，火焰呈黃色，煤氣燃燒不完全，火焰中含有炭粒，火焰溫度不高。煤氣量太小，則會發(fā)生火焰入侵至燈管內(nèi)，將燈管燒紅，遇到這種情況，應及時關(guān)閉煤氣，待燈管冷卻后，重新點火調(diào)節(jié)。

③煤氣中通常含有一氧化碳，有毒。應注意經(jīng)常檢查煤氣管道等設(shè)備有無漏氣現(xiàn)象。檢查時，用肥皂水涂在可疑處，看是否有肥皂泡產(chǎn)生。絕不可用直接點火試驗的方法。

④用燈時，周圍不得有易燃、易爆等危險物品。使用煤氣燈的臺面最好是水磨石材質(zhì)，若在木臺面上用燈，必須墊石棉布或石棉板。

⑤點燃煤氣燈后實驗室不能離開人。煤氣管禁止與地線連接。

（2）酒精燈和酒精噴燈　酒精燈結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，但溫度較低。酒精噴燈有坐式、吊式和立式三種，溫度達800～900℃，按加熱方式可分為直熱式和旁熱式兩種。在沒有煤氣設(shè)備的實驗室，常用酒精燈和酒精噴燈代替。

使用注意事項如下：

①酒精燈和酒精噴燈都以乙醇為燃料，燈內(nèi)的乙醇量不能超過其總?cè)莘e的2/3。加乙醇時一定要先滅火，并且等冷卻后再進行，周圍絕不可有明火。如不慎將乙醇灑在燈的外部，一定要擦拭干凈后才能點火。

②點火時絕不允許用一個燈去點另一個燈。

③噴燈點火時，先在引火碗內(nèi)加入少量的乙醇，點燃，以使燈內(nèi)乙醇氣化。當引火碗內(nèi)的乙醇快燃盡時，噴嘴處即開始噴火，然后用上下調(diào)火調(diào)節(jié)，待合適后將其固定。

④滅火時，酒精燈一定要用燈帽蓋滅，不要用嘴去吹。蓋滅后，把蓋子打開一下，再蓋好即可。噴燈滅火是用打開閥門的辦法，等燈滅了并全部冷卻后，再將閥門關(guān)緊。

⑤噴燈在正常工作時，罐內(nèi)乙醇蒸氣壓強最高可達60kPa。燈身各部位耐壓一般達190kPa，可保證正常安全工作。使用過程中若噴嘴堵塞，點不著火，則應檢查原因，以免引起燈身崩裂，造成事故。如果發(fā)現(xiàn)乙醇罐底部鼓起時，應立即停止使用。

⑥燈芯一般每年更換一次。

（3）水浴鍋　當被加熱的物體要求受熱均勻，溫度不超過100℃時，可用水浴加熱。水浴鍋通常用銅或鋁制作，有多個不同大小的套圈和小蓋，適于放置不同規(guī)格的器皿。注意不要把水浴鍋燒干，也不要把水浴鍋作沙盤使用。多孔電熱恒溫水浴使用更為方便。水浴鍋還可用于油浴。

（4）鐵臺架、鐵環(huán)和鐵三腳架　鐵臺架和鐵環(huán)用于固定和放置反應容器，鐵環(huán)上放石棉網(wǎng)可用于放被加熱的燒杯等。在鐵三腳架上，墊石棉網(wǎng)或泥三角，可用于加熱或灼燒操作。

（5）泥三角和石棉網(wǎng)　泥三角由套有瓷管或陶土管的鐵絲彎成，用于灼燒坩堝。

石棉網(wǎng)是一塊鐵絲網(wǎng)，中間鋪有石棉，有大小之分。由于石棉是熱的不良導體，它能使物體受熱均勻，不至于造成局部加熱。使用時注意不能與水、酸、堿接觸。規(guī)格有14×14、15×15、20×20、25×25等。

（6）雙頂絲和萬能夾　雙頂絲用來把萬能夾固定在鐵架臺的垂直圓鐵桿上。萬能夾用來夾住燒瓶或冷凝管等玻璃儀器。萬能夾頭部可以旋轉(zhuǎn)不同角度，便于調(diào)節(jié)被夾物的位置。其頭部套有耐熱橡膠管或墊有石棉繩，以免夾碎玻璃儀器。自由夾頭部不能旋轉(zhuǎn)。

（7）燒杯夾　用于夾取熱的燒杯，由不銹鋼制成，頭部繞有石棉繩。

（8）試管夾　主要用來夾住試管進行加熱。

（9）坩堝鉗　主要用于夾持坩堝及鉗取蒸發(fā)皿。長柄坩堝鉗用于在高溫爐內(nèi)取放坩堝。坩堝鉗多為鐵制，表面常鍍鉻。使用坩堝鉗時要注意不要沾上酸等腐蝕性物質(zhì)。為了保持頭部清潔，放置時鉗頭應朝上。

（10）滴定臺和滴定管夾　滴定臺又稱滴定管架，在底板中央有支桿。鐵制底板上常鋪有乳白色玻璃面或大理石板面，以便滴定時容易觀察顏色變化。

滴定管夾又稱蝴蝶夾，它可緊固在滴定臺的支桿上，依靠彈簧的作用可以方便夾住滴定管。滴定管夾與滴定管接觸處要套上橡膠管。滴定管要調(diào)整到合適的高度及垂直位置。

（11）移液管架　用木、塑料或有機玻璃等制成，有多種形狀，如橫放的梯形移液管架，豎放的圓形移液管架，用于放置各種規(guī)格洗凈的移液管和吸量管。

（12）漏斗架　為木或塑料制品，包括底座、支桿、漏斗隔板和固定螺絲等幾部分。隔板的高度可以任意調(diào)節(jié)，有兩孔和四孔之分。

（13）試管架和比色管架　試管架為木制或金屬制成。比色管架為木制。有不同孔徑及孔數(shù)規(guī)格的制品，供放置不同規(guī)格的試管與比色管用。有的比色管架底板上裝有玻璃，易于比色。

（14）螺旋夾和彈簧夾　有金屬鍍鋅的、不銹鋼的或有機玻璃的等。一般用于夾緊橡膠管，螺旋夾用于需要調(diào)節(jié)流出液體或氣體流量的場合。

（15）打孔器　為一組直徑不同的金屬管，分四支套和六支套兩種。一端有柄便于緊握與擠壓旋轉(zhuǎn)，另一端是邊緣鋒利的金屬管，用于橡膠塞或軟木塞鉆孔。鉆孔時用手按住手柄，邊旋轉(zhuǎn)邊往下鉆，可涂些水或肥皂水以增加潤滑。軟木塞在鉆孔前，先用壓塞機壓一下。大批塞子的鉆孔，可用手搖鉆孔器。打孔器不可用錘子敲打鉆孔。

（16）橡膠塞和軟木塞塑料塞　表2-20中列出常用橡膠塞和軟木塞的規(guī)格。

（17）橡膠管　表2-21中列出常用橡膠管和醫(yī)用乳膠管的規(guī)格。

（18）毛刷　表2-22中列出常用毛刷的品種和規(guī)格。

（19）常用維修工具　表2-23中列出常用的維修工具。

（20）水浴、油浴、空氣浴與砂浴。

（21）標準篩　常用標準篩對照數(shù)據(jù)見表2-24。

①1in（即英寸）=0.0254m；No.100即100目。