坩(gan)堝(guo)是(shi)化(hua)學(xue)儀(yi)器的重要(yao)組成(cheng)部(bu)分,它是熔(rong)化(hua)和(he)精煉金(jin)屬液體(ti)以及(ji)固液加熱、反應(ying)的容器,是(shi)保(bao)證化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)順利進行(xing)的基礎。
坩(gan)堝(guo)可分為(wei)石(shi)墨(mo)坩(gan)堝(guo)、粘(zhan)土坩(gan)堝(guo)和(he)金屬(shu)坩(gan)堝(guo)三(san)大類(lei)。
石(shi)墨(mo)坩(gan)堝(guo)
石(shi)墨(mo)坩(gan)堝(guo)的主體(ti)原(yuan)料(liao),是結晶形(xing)天(tian)然石墨(mo)。故它保持(chi)著天(tian)然石墨(mo)原有(you)的各種(zhong)理化(hua)特性。
石(shi)墨(mo)坩(gan)堝(guo)具(ju)有良好(hao)的熱導(dao)性和(he)耐(nai)高溫性,在(zai)高(gao)溫使(shi)用過程(cheng)中,熱膨脹系(xi)數(shu)小,對急(ji)熱、急(ji)冷(leng)具有(you)壹定(ding)抗(kang)應變(bian)性能。對酸,堿性溶(rong)液的抗腐(fu)蝕(shi)性較強,具(ju)有優良的化(hua)學(xue)穩(wen)定(ding)性。
石(shi)墨(mo)坩(gan)堝(guo),因(yin)具(ju)有(you)以上(shang)優良的性能,所以在(zai)冶金、鑄(zhu)造、機械(xie)、化(hua)工(gong)等(deng)工(gong)業部(bu)門,被(bei)廣(guang)泛(fan)用於合金工(gong)具鋼(gang)的冶煉和(he)有色金(jin)屬(shu)及(ji)其合金的熔(rong)煉。並有(you)著較好(hao)的技術經(jing)濟效(xiao)果。
碳(tan)化(hua)矽坩(gan)堝(guo)
碳(tan)化(hua)矽坩(gan)堝(guo)為(wei)壹陶(tao)瓷(ci)深(shen)底的碗狀容器。當(dang)有(you)固(gu)體(ti)要(yao)以大火(huo)加(jia)熱時(shi),就必(bi)須使(shi)用坩(gan)堝(guo)。因(yin)為(wei)它比(bi)玻(bo)璃器皿(min)更(geng)能承(cheng)受(shou)高(gao)溫。坩(gan)堝(guo)使(shi)用時(shi)通(tong)常(chang)不會(hui)把熔(rong)化(hua)的東西放(fang)的太(tai)滿(man),以防(fang)止(zhi)受(shou)熱物(wu)跳(tiao)出(chu),並讓(rang)空(kong)氣能自由進(jin)出(chu)以進(jin)行可能的氧(yang)化(hua)反(fan)應(ying)。坩(gan)堝(guo)因(yin)其(qi)底部(bu)很小,壹般(ban)需(xu)要(yao)架(jia)在(zai)泥三(san)角(jiao)上(shang)才(cai)能以火(huo)直接加熱。坩(gan)堝(guo)在(zai)鐵三角(jiao)架(jia)上(shang)用正(zheng)放(fang)或(huo)斜放(fang)皆(jie)可,視實(shi)驗(yan)的需求(qiu)可以自(zi)行安置。坩(gan)堝(guo)加(jia)熱後不可立刻(ke)將其置於(yu)冷(leng)的金屬桌(zhuo)面(mian)上(shang),以避(bi)免(mian)它因(yin)急(ji)劇冷(leng)卻而破裂(lie)。也(ye)不可立即放(fang)在(zai)木(mu)質(zhi)桌(zhuo)面(mian)上(shang),以避(bi)免(mian)燙(tang)壞(huai)桌(zhuo)面(mian)或(huo)是(shi)引起(qi)火(huo)災(zai)。正(zheng)確的作法為(wei)留(liu)置在(zai)鐵三(san)角架(jia)上(shang)自然冷(leng)卻,或(huo)是(shi)放(fang)在(zai)石棉網(wang)上(shang)令(ling)其慢(man)慢冷(leng)卻。坩(gan)堝(guo)的取用請閱(yue)坩(gan)堝(guo)鉗(qian)。
白金(jin)坩(gan)堝(guo)
用金屬(shu)鉑制(zhi)作,是差熱分析儀(yi)的備件,用於加(jia)熱非金(jin)屬材(cai)料(liao)。如;玻璃纖(xian)維(wei)地生產(chan),玻璃拉(la)絲(si)等。
不可接觸(chu):①固(gu)體(ti)K2O、Na2O、KNO3、NaNO3、KCN、NaCN、Na2O2、Ba(OH)2、LiOH等(deng);
②王(wang)水、鹵素(su)溶(rong)液或(huo)能產(chan)生鹵素(su)的溶(rong)液;
③易還原金屬的化(hua)合物(wu)及(ji)這些(xie)金屬(shu);
④含(han)碳的矽酸(suan)鹽、磷、砷(shen)、硫及(ji)其化(hua)合物(wu)。
鎳坩(gan)堝(guo)
鎳(nie)的熔(rong)點(dian)為1455攝氏度,用鎳坩(gan)堝(guo)熔(rong)樣(yang)溫度(du)不宜超過(guo)700℃,因(yin)為(wei)在(zai)高溫時(shi),鎳易(yi)被(bei)氧(yang)化(hua)。
鎳(nie)的抗堿性和(he)抗侵(qin)蝕(shi)能力都較強,故(gu)鎳坩(gan)堝(guo)常(chang)用於熔(rong)融(rong)鐵合金、礦(kuang)渣、粘(zhan)土、耐(nai)火材料(liao)等。鎳坩(gan)堝(guo)適(shi)用於NaOH、Na2O2、NaCO3以及(ji)含(han)有KNO3的堿性熔(rong)劑(ji)熔(rong)融(rong)樣(yang)品,不能用KHSO4、NaHSO4、K2S2O7或(huo)Na2S2O7以及(ji)含(han)硫的堿性硫化(hua)物(wu)熔(rong)劑(ji)熔(rong)融(rong)樣(yang)品。
熔(rong)融(rong)態的Al、Zn、Pb、Sn、Hg等金屬鹽,都能使鎳坩(gan)堝(guo)變(bian)脆。鎳坩(gan)堝(guo)不能用於沈(chen)澱(dian)的灼燒。硼砂(sha)也(ye)不能在鎳坩(gan)堝(guo)中(zhong)熔(rong)融(rong)。
鎳坩(gan)堝(guo)中(zhong)常含(han)有微(wei)量(liang)的鉻,使(shi)用時(shi)應該註意(yi)。新(xin)的鎳坩(gan)堝(guo)應(ying)先在馬佛爐(lu)中灼(zhuo)燒成藍(lan)紫(zi)色,以除(chu)去(qu)表面(mian)的油汙(wu),然後用1:20(體(ti)積(ji)比(bi))鹽酸煮(zhu)沸(fei)片(pian)刻(ke),再(zai)用水沖洗(xi)幹(gan)凈(jing)。
金(jin)坩(gan)堝(guo)
金(jin)也(ye)是(shi)貴金屬,耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性很(hen)強(qiang),但因(yin)其(qi)熔(rong)點(dian)較低(1063℃),限(xian)制(zhi)了它的使用範圍(wei)。熔(rong)融(rong)的堿金屬氫(qing)氧(yang)化(hua)物(wu)對金不侵(qin)蝕(shi),做這種(zhong)熔(rong)融(rong)用金坩(gan)堝(guo)較好(hao)。
註意(yi):金在(zai)高溫煤氣燈(deng)上(shang)加熱會(hui)熔(rong)化(hua)
銀坩(gan)堝(guo)
銀比(bi)金(jin)價(jia)廉(lian),它也(ye)不受(shou)氫(qing)氧(yang)化(hua)鉀(jia)或(huo)鈉(na)的侵(qin)蝕(shi),在熔(rong)融(rong)狀態下(xia)僅在(zai)接近空(kong)氣的邊緣略起(qi)作用。但銀的熔(rong)點(dian)為960℃,不能在火上(shang)直接加熱,銀加熱後表面(mian)生(sheng)成(cheng)壹層氧(yang)化(hua)銀,氧(yang)化(hua)銀在高(gao)溫下(xia)不穩(wen)定(ding),在(zai)200℃以下(xia)穩定(ding)。銀易與(yu)硫作用生成(cheng)硫化(hua)銀,不可在銀坩(gan)堝(guo)中(zhong)分解和(he)灼燒含(han)硫的物(wu)質,不許(xu)使(shi)用堿性硫化(hua)熔(rong)劑(ji)。熔(rong)融(rong)狀態時(shi)鋁、鋅(xin)、錫、鉛、汞等(deng)金(jin)屬鹽都能使銀坩(gan)堝(guo)變(bian)脆。銀坩(gan)堝(guo)不可用於熔(rong)融(rong)硼砂(sha),浸(jin)取熔(rong)融(rong)物(wu)時(shi)不可使用酸,特別(bie)是不可接觸(chu)濃酸,銀坩(gan)堝(guo)的質量(liang)經(jing)灼燒會(hui)變(bian)化(hua),故(gu)不適(shi)於沈澱(dian)的稱(cheng)量(liang)。
鐵坩(gan)堝(guo)
在(zai)熔(rong)融(rong)NaOH等強堿性物(wu)質時(shi)會(hui)用到鐵(tie)坩(gan)堝(guo),但(dan)因(yin)易(yi)生(sheng)銹和(he)氧(yang)化(hua)等(deng)問題,使(shi)用並不廣(guang)泛(fan),仍然以不活潑金屬(shu)坩(gan)堝(guo)為(wei)主。
鑄(zhu)鐵坩(gan)堝(guo)
鑄(zhu)鐵坩(gan)堝(guo)是(shi)生鐵翻(fan)鑄(zhu)而成,用於熔(rong)化(hua)鋁(lv)合金、鋅(xin)合金、鉛(qian)合金、錫合金、銻(ti)合金等(deng)金屬(shu)的皿器,比(bi)鐵(tie)坩(gan)堝(guo)更(geng)加耐(nai)用。
石英坩(gan)堝(guo)
1.石(shi)英坩(gan)堝(guo)可在1650度(du)以下(xia)使用,分透(tou)明和(he)不透(tou)明兩(liang)種(zhong)。用電(dian)弧(hu)法制(zhi)的半(ban)透(tou)明石英坩(gan)堝(guo)是(shi)拉制(zhi)大直(zhi)徑(jing)單晶矽,是(shi)發(fa)展大規(gui)模集(ji)成電(dian)路的基礎材料(liao)。當(dang)今(jin),世(shi)界半(ban)導(dao)體(ti)工(gong)業(ye)發達(da)國(guo)家(jia)已用此(ci)坩(gan)堝(guo)取(qu)代(dai)了小的透明石英坩(gan)堝(guo)。它具有高純(chun)度、耐(nai)溫性強(qiang)、尺(chi)寸大、精(jing)度(du)高、保(bao)溫性好(hao)、節約(yue)能源、質量(liang)穩定(ding)等(deng)優點(dian)。
2、不能和(he)HF接觸(chu),高(gao)溫時(shi),極易和(he)苛性堿及(ji)堿金屬的碳酸鹽反應(ying)。
3.石英坩(gan)堝(guo)適(shi)於用K2S2O7,KHSO4作熔(rong)劑(ji)熔(rong)融(rong)樣(yang)品和(he)用Na2S207(先在(zai)212度烘(hong)幹)作熔(rong)劑(ji)處(chu)理樣(yang)品。
4.石(shi)英質(zhi)脆,易破(po),使(shi)用時(shi)要(yao)註(zhu)意(yi)。
5.除HF外(wai),普通(tong)稀(xi)無(wu)機酸可用作清洗(xi)液。
瓷(ci)坩(gan)堝(guo)
主(zhu)要(yao)成(cheng)分(fen):氧(yang)化(hua)鋁(lv)(45-55%)、二氧(yang)化(hua)矽
1.可耐(nai)熱1200度左(zuo)右使(shi)用
2.適(shi)用於K2S2O7等(deng)酸性物(wu)質熔(rong)融(rong)樣(yang)品。
3.壹般(ban)不能用於以NaOH、Na2O2、Na2CO3等(deng)堿性物(wu)質作熔(rong)劑(ji)熔(rong)融(rong),以免(mian)腐(fu)蝕(shi)瓷(ci)坩(gan)堝(guo)。瓷(ci)坩(gan)堝(guo)不能和(he)氫(qing)氟(fu)酸(suan)接觸(chu)。
4.瓷(ci)坩(gan)堝(guo)壹般(ban)可用稀(xi)鹽酸煮(zhu)沸(fei)洗(xi)滌(di)。
剛(gang)玉(yu)坩(gan)堝(guo)
氧(yang)化(hua)鋁(lv)含(han)量(liang)超過95%以上(shang)的坩(gan)堝(guo)稱(cheng)為(wei)剛(gang)玉(yu)坩(gan)堝(guo)。
1.剛(gang)玉坩(gan)堝(guo)是(shi)由多(duo)孔(kong)熔(rong)融(rong)氧(yang)化(hua)鋁(lv)組成(cheng),質堅而耐(nai)熔(rong)。
2.剛(gang)玉(yu)坩(gan)堝(guo)適(shi)於用壹些(xie)弱堿性物(wu)質作熔(rong)劑(ji)熔(rong)融(rong)樣(yang)品,不適(shi)於用Na 202、NaOH等強(qiang)堿性物(wu)質和(he)酸性物(wu)質作熔(rong)劑(ji)(如(ru)K2S 207等(deng))熔(rong)融(rong)樣(yang)品。