بوته چینی (کروزه) چیست ؟ – و چه کاربردهایی دارد؟

یکی از لوازم آزمایشگاهی که به شکل مخروط ناقص می باشد و برای حرارت دادن مواد تا دماهای بالا مورد استفاده قرار می گیرد، بوته چینی است. این وسیله از جنس های چینی، سرامیکی، سفالی یا گرافیتی می باشد. این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک به معرفی این وسیله آزمایشگاهی و کاربردهای آن می پردازد. وقتی در یک آزمایشگاه می خواهیم یک واکنش شیمیایی انجام دهیم باید با تمام ابزارها و وسایل و طریقه استفاده از آن ها و همچنین مواد آزمایشگاهی و خصوصیات آن ها آشنا شویم. در این حین مهمترین نکته ای که حائز اهمیت است ایمنی در کار است. رعایت نکات ایمنی از پوشیدن مانتو گرفته تا استفاده از دستکش و عینک بسیار مهم است. هر کدام از این لوازم برای آزمایشهای گوناگون، کاربردهای مختلفی دارند. از این وسایل می توان به بشر، ارلن، انواع بالن های آزمایشگاهی، پیست، لوله آزمایش، کاغذ صافی، لوله و پایه و … اشاره کرد. یکی از این لوازم که در آزمایشگاه بیشتر برای گرما دادن استفاده می شود، بوته چینی است.

بوته چینی چیست

بوته چینی ظرفی چینی با ته صاف و به شکل انگشتانه می باشد. بوته ها معمولا از جنس چینی ساخته می شوند ولی بعضی بوته ها از جنس نیکل، گرافیت، پلاتین، آلومینا، تفلون، سرامیک سفالی یا گلی نیز تهیه می شوند. این بوته ها در حجم های مختلفی بین ۱۰ تا ۱۰۰ میلی لیتری و همچنین در قطرهای متفاوتی ساخته می شوند. جداره داخلی و خارجی بوته چینی صیقل داده شده است و این وسیله دارای درپوش می باشد.

نکات مورد توجه در استفاده از بوته برای حرارت دادن مواد

از این وسیله برای حرارت دادن مواد تا دماهای خیلی بالا حتی تا ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد استفاده می شود. وقتی که ماده ای در بوته گرما داده می شود باید آن را با یک گیره در حفره مثلث نسوز (یک مثلث فلزی با روکشی از چینی است)، قرار داد. برای استفاده از بوته برای سنجش وزنی باید بوته، چند بار خالی داخل کوره در یک دمای ثابت و معین گذاشته شده و بعد از سرد شدن وزن آن را گرفت تا برای پختن رسوب ها وزن ثابت و مشخصی داشته باشد. باید برای برداشتن بوته از روی مثلث نسوز از انبر استفاده شود. ضربه زدن به بوته باعث شکستن آن می شود.

نکته: بازها (قلیاها) باعث خوردگی بوته می شوند. همچنین با اسیدها نباید آن ها تمیز کرد.

قیمت و خرید و فروش بوته های چینی

بوته های چینی با توجه به این که در مقابل دماهای بسیار بالا باید مقاومت بسیار بالایی داشته باشند، با توجه به نوع کاربرد آن ها با جنس های مختلف در شرکت های مختلفی عرضه می شوند. بنابراین قیمت این وسیله نیز بستگی به نوع ماده ای دارد که بوته از آن ساخته شده است. این وسیله نیز مانند بسیاری از لوازم آزمایشگاهی دیگر به صورت مستقیم و یا اینترنتی می تواند تهیه شود.

کاربردهای بوته چینی

در آزمایشگاه از بوته چینی برای آزمایشهای زیادی استفاده می شود. در آزمایشاتی مثل اندازه گیری آب تبلور نمک هایی چون کات کبود، زاج سبز، تعیین سختی آب، ذوب قند، پارافین جامد و…کاربرد دارد. همچنین از این بوته ها برای حل کردن برخی نمونه ها که به راحتی در اسیدها و بازها حل نمی شوند استفاده می شود. از این بوته ها در شیمی تجزیه برای سوزاندن نمونه ها و حرارت دادن و پخت آن ها در کوره ها استفاده می شود. مثلا در اندازه گیری آهن، هیدروکسید فریک به دست آمده در بوته داخل کوره سوزانده شده و به اکسید فریک بی آب تبدیل می شود.

کاربرد بوته نیکلی

با توجه به جنس های مختلف، بوته ها کاربردهای مختلفی دارند. به عنوان مثال بوته نیکلی برای ذوب قلیا استفاده می شود. در این روش نمونه همراه با چند تکه هیدروکسیدسدیم جامد داخل بوته روی چراغ، حرارت داده می شود. بعد بوته را به همان شکل داخل آب مقطر قرار می دهند، نمونه در آب حل می شود.

کاربرد بوته پلاتینی

بوته پلاتینی نیز برای ذوب قلیا با ترکیب کربنات سدیم همراه با یک اکسید کننده کاربرد دارد. در این جا نیز مقداری نمونه همراه با مخلوط کربنات سدیم و ماده اکسید کننده در داخل بوته، در کوره الکتریکی تا دمای ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد حرارت داده می شود. سپس مخلوط به داخل آب مقطر ریخته شده و نمونه حل می شود.

کاربرد بوته در تعیین سختی آب

یکی دیگر ازکاربردهای بوته چینی در تعیین سختی آب است. تعیین سختی آب یک معیاری برای تعیین کیفیت آب آشامیدنی است. به تعداد میلی اکی والان گرم های یون های کلسیم و منیزیمی که در یک دسی متر مکعب از آب وجود دارد درجه سختی آب می گویند که به سه نوع موقت، دایم و کل تقسیم بندی می شود.

سختی موقت آب

وقتی آب جوشیده می شود ماده ای که رسوب می کند کربنات های نامحلول است که از بی کربنات های کلسیم و منیزیم موجود در آب به دست آمده است.

سختی دایم آب

به نمک های دیگر کلسیم و منیزیم، به غیر از بی کربنات ها مثل نیترات ها، سولفات و کلرید در آب سختی دایم می گویند. این نمک ها با جوشیدن به رسوب تبدیل نمی شوند و باید با نمک های دیگری چون کربنات سدیم رسوب شوند. به مجموع سختی دایم و موقت آب سختی کل می گویند.

در این آزمایش مقداری آب شیر همراه با کربنات سدیم ۰.۱ نرمال داخل بوته چینی حرارت داده می شود. گرما دادن و جوشیدن تا جایی ادامه می یابد که آب کاملا خشک شود. بعد به آن آب مقطر اضافه می کنند. رسوب بر جای مانده کربنات کلسیم و منیزیم می باشد. محلول ما شاممل کربنات سدیم اضافی است که با اسیدکلریدریک ۰.۲ نرمال تیتر می شود (در مقابل شناساگر متیل اورانژ). مقدار کربنات سدیم اولیه نیز با اسیدکلریدریک ۰.۲ نرمال تیتر می شود. با توجه به تعداد اکی والان گرم ها و میزان حجم های مصرفی در تیتراسیون سختی دایم به دست می آید.

جنس بوته چینی از چیست؟

بوته چینی آزمایشگاهی یک ظرف کوچک و مقاوم در برابر حرارت است که معمولاً از سرامیک یا فلز ساخته می شود. با اینحال جنس این ظرف می تواند از مواد مختلفی باشد که در ادامه شرح داده شده است.

چینی

یک انتخاب محبوب و مقرون به صرفه. پرسلن مقاومت شیمیایی خوبی دارد و توانایی تحمل دما تا ۱۰۵۰ درجه سانتیگراد را دارد. با این حال، بوته های چینی با مواد قلیایی قوی و اسید هیدروفلوئوریک (HF) ناسازگار هستند و در صورت قرار گرفتن در معرض تغییرات سریع دما می توانند شکننده باشند.

کوارتز

به دلیل مقاومت استثنایی خود در برابر دمای بالا که تا ۱۴۵۰ درجه سانتیگراد می رسد شناخته شده است. کوارتز همچنین دارای مقاومت شیمیایی عالی در برابر طیف گسترده ای از مواد شیمیایی است و مقاومت در برابر شوک حرارتی عالی را ارائه می دهد. به این معنی که می توانند تغییرات دمایی ناگهانی را بدون ترک تحمل کنند. با این حال، بوته های کوارتز گران تر از چینی هستند و در صورت افتادن یا استفاده نادرست می توانند در معرض آسیب فیزیکی قرار گیرند.

خاک رس گرافیت

این ماده کامپوزیت مقاومت گرافیت در دمای بالا را با یکپارچگی ساختاری خاک رس ترکیب می کند. خاک رس گرافیت برای ذوب فلزات ایده آل است و مقاومت خوبی در برابر بسیاری از مواد شیمیایی دارد. با این حال، بوته های رسی-گرافیتی به دلیل آلودگی احتمالی از گرافیت برای همه کاربردها مناسب نیستند. آنها همچنین می توانند شکننده تر از گزینه های سرامیکی خالص باشند.

فلزات

فلزات مختلف مانند نیکل و فولاد ضد زنگ خواص منحصر به فردی را برای کاربردهای خاص ارائه می دهند. بوته های نیکل در محیط های با دمای بالا (تا ۶۰۰ درجه سانتیگراد) برتری دارند و در برابر کلر و اسید هیدروکلریک گاز مقاومت می کنند. با این حال، آنها می توانند با برخی از مواد شیمیایی واکنش نشان دهند و برای آزمایش هایی که آلودگی نیکل ممکن است بر نتایج تأثیر بگذارد مناسب نیستند.