Dụng cụ thí nghiệm là gì? Ứng dụng?

Dụng cụ thí nghiệm là gì?

Dụng cụ thí nghiệm là thuật ngữ dùng để chỉ các vật dụng cần thiết, quan trọng cho các hoạt động trong phòng thí nghiệm với vai trò giúp cho người dùng dễ dàng thực hiện các phân tích cũng như tổng hợp những mẫu chất cần nghiên cứu. Từ đó, người thực hiện có thể đưa ra những kết luận khoa học hay tạo ra nhiều sản phẩm mới.

Các loại vật dụng này sẽ thường xuyên tiếp xúc gần với những phản ứng hóa học, vật lý đồng thời bảo đảm đưa ra những kết luận chính xác nhất. Bên cạnh đó, chúng phải đáp ứng được đầy đủ yêu cầu về tuổi thọ nhất là mang đến sự an toàn tuyệt đối cho người sử dụng. Do vậy, đòi hỏi các dụng cụ thí nghiệm hóa học luôn luôn phải được đảm bảo về mặt chất lượng, độ bền chắc, đáp ứng các tiêu chuẩn cao để thực hiện tốt các nhu cầu trong phòng thí nghiệm.

Hiện nay, trong ngành công nghệ hiện đại, một số dụng cụ phòng thí nghiệm còn được thiết lập thêm các giao diện tiện ích. Điều này giúp cho các chuyên gian, nhân viên làm việc trong phòng lab có thể sử dụng dễ dàng.

Dụng cụ thí nghiệm là gì

Phân loại dụng cụ thí nghiệm

1. Dựa trên chất liệu tạo ra

- Dụng cụ thí nghiệm thủy tinh

• Nhóm này gồm tất cả những dụng cụ làm bằng thủy tinh như ống nghiệm, ống đong, cốc thủy tinh, pipet, bình định mức,…
• Chúng được sử dụng rất phổ biến và chiếm tỷ lệ cao trong phòng thí nghiệm bởi sự đa dạng về mẫu mã cũng như tính tiện lợi khi dùng lâu dài.
• Vật liệu chủ yếu để sản xuất thường bằng thủy tinh borosilicate, thạch anh hoặc oxit silic nấu chảy do chúng có tính bền vững cùng hệ số giãn nở thấp.
• Các dụng cụ được làm từ thủy tinh trung tính nên có khả năng chịu được hầu hết các loại hóa chất, dung dịch ăn mòn mạnh tại nhiệt độ cao (trừ HF). Bên cạnh đó, chúng còn phải chịu được nhiệt độ cao và sốc nhiệt.

Dụng cụ thủy tinh rất phổ biến tại phòng thí nghiệm

- Dụng cụ thí nghiệm từ chất liệu nhựa

• Nhóm này gồm một số dụng cụ như ca nhựa, tia nhựa, dụng cụ để xúc hóa chất,…
• Chúng cũng là những dụng cụ được sử dụng khá phổ biến. Dụng cụ nhựa được làm bằng các chất liệu có độ bền cao, có khả năng chịu nhiệt. Tuy nhiên, các dụng cụ này thường dùng chỉ sử dụng trong thời gian ngắn do khó vệ sinh và dễ bị ăn mòn.

- Dụng cụ thí nghiệm bằng inox

• Gồm có giá treo dụng cụ, giá đựng ống nghiệm hay kẹp gắp ống nghiệm, kẹp gắp mẫu trong lò nung, chổi rửa,…
• Chỉ có một số lượng ít dụng cụ được làm từ inox, chúng có đặc tính cứng, bền, được sử dụng lắp ráp cố định hoặc dùng trong môi trường chịu nhiệt phù hợp.

Hình ảnh về dụng cụ trong phòng thí nghiệm bằng sứ

- Dụng cụ phòng thí nghiệm hóa học bằng sứ

• Dụng cụ chuyên dụng được làm từ sứ như bát sứ, chén nung sứ,…

 

Bát sứ - dụng cụ dùng trong các thí nghiệm hóa học

 

2. Dựa vào tính năng nổi bật

• Dụng cụ thí nghiệm về hóa phân tích
• Dụng cụ thí nghiệm vật lý
• Dụng cụ thí nghiệm sinh học

Một số loại dụng cụ thí nghiệm tiêu biểu

Các dụng cụ trong phòng thí nghiệm thông dụng có thể kể đến như:

1. Ống nghiệm

1.1. Định nghĩa

Đây là một dụng cụ phổ biến trong phòng thí nghiệm với thiết kế dạng lọ đứng, có nhiều kích cỡ khác nhau, dùng trong nuôi cấy tế bào hay đun nóng dung dịch với lượng nhỏ hoặc đốt hỗn hợp hóa chất, bột,…

2.2. Phân loại và ứng dụng

- Được chia thành ống nghiệm nhựa và ống nghiệm thủy tinh. Trong đó ống nghiệm thủy tinh được sử dụng phổ biến hơn gồm có ống nghiệm truyền thống và loại có nắp vặn.

• Loại truyền thống là loại thường được sử dụng để nuôi cấy tế bào, mô sinh vật, có thể sử dụng trong đốt các chất với thời gian ngắn và hạn chế. Ống nghiệm thủy tinh chất lượng thường được sản xuất từ chất liệu thủy tinh trung tính borosilicate có khả năng chịu nhiệt cao, trong suốt không bọt hay bị vẩn đục, phù hợp để chứa dung dịch có tính ăn mòn như axit.
• Loại có nắp vặn là loại ống nghiệm có nắp vặn đen được sử dụng trong chứa dung dịch và hóa chất. Chúng có ứng dụng tương tự với loại thường nhưng phù hợp cho việc chứa đựng các hóa chất có tính bay hơi cao hay muốn bảo quản mẫu vật.

2. Đèn cồn

2.1. Định nghĩa

Đây là loại dụng cụ với khả năng làm nóng và được dùng trong các phản ứng có liên quan đến nhiệt độ để cung cấp nhiệt

 

Đèn cồn có khả năng cấp nhiệt cho các phản ứng

 

2.2. Cấu tạo

- Bao gồm các bộ phận:

• Bầu đựng cồn: thường được làm từ thủy tinh, là nơi để chứa cồn – nguyên liệu đốt của đèn. Ngoài ra, còn có loại làm từ inox.
• Bấc đèn cồn: loại dây được dệt từ sợi bông. Một phần của chúng sẽ được đặt trong bầu đựng nhúng trong cồn để có thể thực hiện dẫn cồn lên, phần còn lại sẽ nhô lên khỏi bấc đèn. Việc điều chỉnh nó sẽ thông qua núm vặn. Khi dây bấc đã ngấm cồn, nếu châm lửa vào sẽ tạo nên ánh sáng xanh.
• Núm vặn dây bấc: là bộ phần dùng trong chỉnh độ ngắn, dày của dây bấc. Nó được gắn với trục đèn và được làm từ một bánh răng kim loại có gắn sợi bấc đèn.
• Chụp đèn: sản phẩm làm bằng thủy tinh hoặc kim loại. Có công dụng bảo vệ bấc đèn khỏi bụi bẩn và giúp dập tắt ngọn lửa đèn cồn đang cháy bằng việc đậy lại.

2.3. Công dụng

• Dùng cho các thí nghiệm cần đốt nóng và đóng nhiệm vụ là vật cung cấp nhiệt độ
• Thường sử dụng đèn cồn trong thí nghiệm do chúng vừa sạch vừa tiện lợi và an toàn, lại không gây mùi khó chịu giống như xăng hay dầu.
• Khi sử dụng dụng cụ này sẽ không làm cháy bấc đèn và giữ cho nó không bị đen
• Cách dập tắt chúng cũng vô cùng đơn giản và nhanh chóng. Chỉ cần đậy chụp đèn lên, ngọn lửa sẽ nhanh chóng được dập tắt.

3. Bình cầu

3.1. Định nghĩa

Bình cầu là dụng cụ thủy tinh được dùng phổ biến trong các phòng thí nghiệm với đa dạng công dụng và thường được dùng để chưng cất trong các ngành hóa học hay sinh học.

Chúng được chia thành 2 loại: bình cầu đáy bằng hoặc đáy tròn. Cổ của bình cầu có thể dài, ngắn, rộng, hẹp. Có loại bình không nhánh và loại có nhánh. Loại có nhánh được sử dụng để điều chế các chất khí.

3.2. Cấu tạo và công dụng

• Chúng gồm 2 phần: cổ và thân bình cầu. Cổ bình thường để trơn hoặc làm nhám giúp nối với các nhánh khác trong phòng thí nghiệm.
• Bình cầu thường sản xuất từ chất liệu thủy tinh borosilicate, được dùng để đựng và đun nóng chất lỏng, chưng cất trong các thí nghiệm bay hơi, chứa và lưu trữ những phản ứng hóa học,…

4. Cốc thủy tinh

4.1. Định nghĩa

Là những cốc hình trụ, thành mỏng với dung tích khác nhau. Chúng được sử dụng trong đong hay chứa dung dịch trước khi thực hiện thí nghiệm.

4.2. Đặc điểm

- Thường có 2 dạng là loại có mỏ và loại không có mỏ

• Được sản xuất từ vật liệu thủy tinh khó chảy, có khả năng chịu lực tốt nhằm hạn chế tối đa tác dụng của nhiệt độ hay sự va chạm mạnh khiến cho cốc bị nứt, vỡ.
• Trên mỗi cốc đều có các vạch chia thể tích để có thể xác định chính xác thể tích dung dịch cần dùng khi tiến hành đong.

5. Ống ly tâm

5.1. Định nghĩa

Ống ly tâm là các ống dùng trong máy ly tâm được làm từ thủy tinh hoặc nhựa, có hình dáng như các ống nghiệm thu nhỏ với đầu nhọn và thường có hình trụ.

5.2. Đặc điểm và ứng dụng

• Được sử dụng trong các máy ly tâm trong phòng thí nghiệm, máy quay mẫu theo thứ tự để có thể tách chất rắn ra khỏi dung dịch huyền phù. Thiết kế của dụng cụ này có thể thay đổi phụ thuộc vào loại chất rắn – phân tử sinh học và chất không tan,… - trong mẫu hóa học. Chúng còn được gọi là đầu ly tâm được đặt trong các máy ly tâm và quay với vận tốc rất cao trong một khoảng thời gian xác định. Sau khi hết khoảng thời gian đó, kỹ thuật viên sẽ tháo ống và đổ phần chất lỏng nổi phía trên cho vào một thùng chứa, để lại chất rắn hoặc chất kết tủa dành cho các mục đích sử dụng khác.
• Ống ly tâm thường được sản xuất bằng chất liệu polypropylene tinh khiết có khả năng chịu được nhiều loại dung môi, có nắp làm từ nhựa HDPE với độ kín cao, không gây rò rỉ.
• Mỗi loại ống ly tâm đều có một mức tốc độ tối đa, vì vậy khi sử dụng cần lưu ý đặc điểm này, tránh chọn sai mức độ gây hư hỏng máy ly tâm, rôto, mất mẫu.

6. Cân

6.1. Định nghĩa

Cân là dụng cụ dùng trong đo đạc nhằm xác định khối lượng các loại hóa chất, tạp chất có trong vật mẫu.

6.2. Phân loại

Tùy thuộc vào độ chính xác hay giới hạn đo của cân hoặc khoảng thời gian thiết yếu để tiến hành hoạt động cân mà người ta có thể chia thành các loại cân khác nhau.

- Cân thô: sản phẩm cho kết quả với độ chính xác lên đến hàng gam

- Cân kỹ thuật: thường dùng cho các phép đo không đòi hỏi quá cao về độ chính xác. Chúng thường dùng khi cần cân sơ bộ những vật mẫu trước khi mang đi phân tích hoặc đối với các hóa chất không phải là chất gốc như natri hidroxit, kali mangan oxit,… trong pha chế các dung dịch với nồng độ cồn gần đúng rồi xác định lại nồng độ cồn bằng các dung dịch chuẩn gốc

- Cân phân tích

• Cân phân tích thường: có giới hạn đo dao động trong khoảng 0,1mg  – 200g. Ứng dụng trong các phòng thí nghiệm hóa học phân tích khi muốn xác định khối lượng các vật mẫu, chất gốc dùng để pha dung dịch chuẩn độ một cách chính xác.
• Cân bán vị: có độ chính xác đạt đến 10-3 mg
• Cân vi lượng: độ chính xác dao động trong khoảng từ 10-4 – 10-3 mg
• Cân siêu vi lượng: độ chính xác dao động khoảng từ 10-9 – 10-6 mg

- Cân điện tử: là loại rất thông dụng và phổ biến, dùng để cân đo các mẫu vật chất với yêu cầu về độ chính xác.

7. Đũa thủy tinh

7.1. Định nghĩa

Đũa thủy tinh hay que khuấy thủy tinh là một dụng cụ phòng thí nghiệm dạng thanh được làm từ chất liệu thủy tinh rắn gồm thạch anh và borosilicate.

Đũa thủy tinh là một trong những dụng cụ thiết yếu phòng thí nghiệm

7.2. Đặc điểm và công dung

• Có đa dạng các kích cỡ, khả năng chống ăn mòn cao, kháng kiềm cùng axit hiệu quả, chịu được nhiệt lên tới 1200 độ C. Có thể tái sử dụng an toàn và hạn chế cháy nổ, bảo đảm an toàn cho người sử dụng.
• Nó đóng vai trò làm que khuấy giúp tăng tốc quá trình hòa tan hay kết hợp, pha trộn trong phản ứng hóa học và dẫn nhiệt ở quá trình phản ứng.
• Trong ngành công nghiệp, chúng còn được dùng làm ống dẫn thủy tinh.

8. Máy đo độ pH

8.1. Định nghĩa

Là dụng cụ được dùng để kiểm tra độ kiềm, axit của dụng dịch cho ra kết quả đo hiển thị trên màn hình LCD của máy. Dựa trên kết quả đo pH có thể thực hiện điều chỉnh môi trường nước, đất,… sao cho phù hợp.

8.2. Công dụng

• Ứng dụng trong phân tích tại các phòng thí nghiệm, có tác dụng xác định độ pH của môi trường nuôi cấy hay các loại dung dịch hóa chất một cách dễ dàng.