بالن حجمی (بالن ژوژه) چیست؟ و چه کاربردهایی دارد؟
بالن حجمی یکی از لوازم آزمایشگاهی برای ساختن محلول ها با غلظت معین و دقیق و رقیق کردن محلول هاست. این بالن ها بیشتر در شیمی تجزیه کاربرد دارد و در حجم های ۵، ۲۵، ۵۰، ۱۰۰، ۲۵۰ و همچنین حجم های بالاتر دیگر ساخته می شود و بسته به میزان مورد احتیاج یکی از این بالن ها استفاده می شود. این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک به معرفی و کاربرد این بالن حجم سنجی می پردازد.
بالن حجمی چیست؟
بالن ژوژه از بالن های آزمایشگاهی مهم برای تهیه محلول ها با غلظت معین و مشخص است. این بالن مثل اکثر بالن های دیگر دارای انتهای کروی با گردنی بلند است که روی گردن آن خط نشانه ای کشیده شده است. دقت این بالن ها بسیار زیاد بوده و فقط می توان حجمی از محلول ها به مقدار آن عددی که روی آن نوشته شده است را به دست آورد. برای این بالن ها درپوش پلاستیکی یا چوب پنبه ای وجود دارد که بتوانیم هنگام ساختن محلول آن را با تکان دادن هم بزنیم. بالن های حجمی که به بالن های حباب دار نیز معروف هستند، از مقاومت شیمیایی بالایی برخوردارند.
میزان دقت این بالن ها از نظر اندازه گیری حجمی، خطایی بین ۰.۰۵ و ۰.۲ درصد کل ظرفیت این بالن دارند. این عدد حداکثر خطا (تلورانس) روی هر بالنی نوشته می شود.
ساخت محلول ها در بالن ژوژه و به حجم رساندن آن ها
به عنوان مثال برای ساخت ۱۰۰۰ سی سی هیدروکسید سدیم ۱ مولار، در یک بالن ژوژه ۱۰۰۰ میلی لیتری مقدار ۴۰ گرم هیدروکسید سدیم خشک را می ریزیم. بعد با پیست به آن آب مقطر اضافه می کنیم. افزودن آب تا خط نشانه ادامه پیدا می کند. افزودن آب به بالن را اصطلاحا به حجم رساندن می گویند. در هنگام ساخت محلول ها، حلال باید تاخط نشانه پر شود به طوری که انتهای سطح مقعر محلول روی خط نشانه مماس باشد.
چون گردن بالن حجمی باریک است، کوچکترین تغییر در حجم باعث تغییر زیاد در ارتفاع محلول در قسمت گردنی می شود. هم این که فاصله خط نشانه تا دهانه بالن ژوژه باید زیاد باشد که وقتی بعد از ریختن حلال در بالن بسته می شود جا برای هم زدن و تکان دادن آن باشد.
قبل از ریختن ماده داخل بالن، اول آن را داخل بشر می ریزیم و مقداری حلال به آن اضافه می کنیم و هم زده حلش می کنیم. بعد آن را داخل بالن ریخته به حجم می رسانیم. چون اگر محلول بدون هم زدن به خط نشانه برسونیم ممکن است به خاطر انقباض یا انبساط سطح محلول به با خط نشانه مماس نشود.
اگر محلول سرد یا داغی در دمای اتاق به حجم رسانده شود، باید صبر کنیم تا این محلول به دمای اتاق برسد سپس سطح محلول را به خط نشانه برسانیم. بعد با هم زدن محلول دمای محلول، یکنواخت می شود و با دماسنج دمای ان را می خوانیم.
برای ریختن محلول داخل بالن حجمی می توان از یک قیف شیشه ای استفاده کرد. همچنین برای ریختن محلول در انتهای کار که راحت بتوان آن را به حجم رساند، از یک قطره چکان استفاده می شود. وقتی محلول تهیه شد آن را به ظرف تمیز و خشک دیگر برای نگه داری منتقل می کنیم.
کاربرد های بالن حجمی
از بالن ژوژه برای ساخت محلول های استاندارد و همچنین برای رقیق کردن محلول ها با غلظت معین استفاده می شود. از این بالن گاها برای نگهداری محلول ها در حجم معین در دمای خاص استفاده می شود.
رقیق کردن محلول ها با استفاده از بالن ژوژه
به عنوان مثال می خواهیم ۱۰۰ سی سی محلول کلرید سدیم با غلظت ۲ مولار را از محلول ۴ مولار آن به دست آوریم. برای این کار طبق معادله زیر به ۵۰ سی سی کلرید سدیم ۴ مولار نیاز داریم.
N۱V۱ = N۲V۲
۵۰ سی سی نمک ۴ مولار را داخل بالن حجم سنجی ۱۰۰ میلی لیتری می ریزیم. سپس تا خط نشانه به آن آب مقطر اضافه می کنیم. با هم زدن محلول یکنواخت می شود. حال ۱۰۰ سی سی محلول ۲ مولاری کلرید سدیم داریم. در هنگام استفاده از بالن ژوژه برای رقیق کردن نباید آن را کر داد.
قیمت بالن های ژوژه و جنس آن ها
در شرکت های مختلف بالن های حجمی در اندازه های مختلف از ۵ سی سی گرفته تا حتی بالن های ۲۰۰۰ سی سی، در کیفیت های مختلف با قیمت های متفاوت عرضه می شود. این بالن ها از جنس شیشه یا پلاستیک با رنگ های مختلفی ساخته می شوند. بالن های ژوژه شیشه ای از بوروسیلیکات ساخته شدند که ضریب انبساط پایین ولی مقاومت بالا دارند. این بالن ها به طور عمده بی رنگ هستند ولی برای مواد حساس به نور مانند نیترات نقره از بالن هایی به رنگ کهربایی استفاده می شود.
شستشوی بالن ژوژه
هر وسیله آزمایشگاهی باید اول با مایع ظرفشویی و آب معمولی شسته شده سپس با آب مقطر کر داده شود و سپس خشک شده مورد استفاده قرار گیرد. از حرارت دادن بالن های حجمی و شستشو با آب گرم خودداری کنید چون گرما باعث تغییر حجم آن ها و ایجاد خطا می کند.
بالن ژوژه ته گرد
بالن ژوژه انواع مختلفی دارد و برای اهداف و مقاصد مختلف در آزمایشگاه مورد استفاده قرار می گیرد. بالن ژوژه ته گرد برای حرارت دادن و گرم کردن مایعات مورد استفاده قرار می گیرد و گرد بودن ته آن اجازه می دهد حرارت به صورت یکنواخت کل مایع را گرم کند. از آنها به عنوان تجهیزات آزمایشگاهی می توان جهت نگه داری مایعات و انتقال آنها نیز استفاده کرد. انتقال و تخلیه مایعات از این ظرف ها به دلیل ته گرد آنها بسیار راحت است. این بالون ها برای تقطیر نیز مورد استفاده قرار می گیرند.
آنها به دلیل حرارت و فشار یکنواختی که در ظرف ایجاد می کنند برای بسیاری از واکنش های شیمیایی استفاده می شوند. آنها از شیشه های مقاوم به حرارت ساخته می شوند و در آزمایشگاه های شیمی، بیوشیمی، کشاورزی و بسیاری از رشته های دیگر کاربرد دارند. این ظروف را شما می توانید در بیشتر آزمایشگاه ها مشاهده نمایید زیرا کاربرد بسیاری دارند. ته گرد آنها مراقبت بیشتری را می طلبد و باید در استفاده و نگهداری از آنها دقت بالایی داشته باشید. بالن ژوژه ته گرد در حجم های مختلف تولید و به بازار عرضه می شود و شما می توانید هر یک را تهیه کرده و مورد استفاده قرار دهید.
