เครื่องแก้ววิทยาศาสตร์ อุปกรณ์วัดปริมาตรของเหลวในห้องปฏิบัติการ
หากนึกภาพนักวิทยาศาสตร์ในห้องปฏิบัติการที่กำลังหาสูตรเคมีใหม่ ๆ อุปกรณ์ทดลองทางวิทยาศาสตร์ที่เห็นจนคุ้นตา ไม่ว่าจะเป็นกล้องจุลทรรศน์ บีกเกอร์ ตะเกียงบุนเสน ไปจนถึงแท่งแก้วและหลอดแก้วสีสันต่าง ๆ
อุปกรณ์พื้นฐานที่จำเป็นสำหรับการทำการทดลอง การวิจัย การทดสอบวิเคราะห์ ที่ใช้ในห้องปฏิบัติการ มีหลากหลายประเภทที่ทำจากแก้ว แต่ละประเภทมีลักษณะการใช้งานที่แตกต่างกัน ผู้ใช้จึงจำเป็นต้องศึกษาเกี่ยวกับมาตรฐาน วิธีการใช้อย่างถูกต้อง เพื่อลดความคลาดเคลื่อนในการทดลอง รวมถึงการทำความสะอาด และการดูแลรักษา
เครื่องแก้วในห้องปฏิบัติการแบ่งตามวัตถุประสงค์ของการใช้งานเป็น 2 กลุ่มหลักๆ ดังนี้1.
เครื่องแก้วที่ใช้งานทั่วไป (General Glassware) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับบรรจุสารเคมี ถ่ายเทสารละลาย อุปกรณ์ประกอบการทดลอง เช่น การนำไปต้ม ละลาย ระเหย ตกตะกอน บางชนิดอาจใช้ในการวัดปริมาตรของเหลวที่บรรจุโดยปริมาณ ได้แก่ หลอดทดลอง บีกเกอร์ ขวดรูปชมพู่ แท่งแก้ว หลอดหยด เป็นต้น
2.
เครื่องแก้วที่ใช้วัดปริมาตรของเหลว (Volumetric Glassware) ใช้สำหรับวัดปริมาตรของเหลวที่ต้องการความแม่นยำสูง ซึ่งจะประกอบด้วย ขีดหรือข้อความกำหนดปริมาตรที่วัดค่าได้แน่นอน และกำหนดค่าความคลาดเคลื่อนสูงสุดในการวัดที่ยอมรับได้
ตัวอย่างเครื่องแก้ววัดปริมาตร (Volumetric Glassware) ได้แก่• กระบอกตวง (Measuring Cylinder) อุปกรณ์รูปทรงกระบอก มีฐานสำหรับวางบนพื้นได้ ปากมีจงอยสำหรับถ่ายของเหลวได้สะดวก ใช้ในการถ่ายของเหลวจากภาชนะหนึ่งไปยังอีกภาชนะหนึ่ง ในกรณีที่ไม่ต้องการความแม่นยำสูง
• ขวดกำหนดปริมาตร (Volumetric Flask) ขวดที่มีฐานสามารถวางบนพื้นได้ คอยาว มีขีดกำหนดปริมาตรบนคอขวด ใช้สำหรับเตรียมสารละลายที่ต้องการความเข้มข้นที่แน่นอน หรือถ่ายของเหลวที่ต้องการปริมาตรที่แน่นอนจากภาชนะหนึ่งไปยังอีกภาชนะหนึ่ง
• บิวเรต (Burette) ใช้วัดปริมาตรของเหลวที่มีความแม่นยำสูง มีก๊อกหยุดสำหรับปิด-เปิด เพื่อควบคุมปริมาตรของเหลวให้ไหลออกทางปลายท่อตามต้องการ ใช้ในการไทเทรต (Titration)
• ปิเปตต์วัดปริมาตร (Volumetric Pipette หรือ Transfer Pipette) สำหรับวัดปริมาตรของเหลวมีลักษณะเป็นท่อยาว ส่วนกลางเป็นกระเปาะ ด้านล่างและบนกระเปาะมีขนาดเล็ก มีขีดกำหนดปริมาตรขีดเดียวอยู่ด้านบนเหนือกระเปาะสามารถบรรจุของเหลวได้ปริมาตรมาก ส่วนที่อ่านปริมาตรมีขนาดเล็ก ทำให้ความคลาดเคลื่อนจากการอ่านค่าปริมาตรต่ำใช้ในการถ่ายของเหสวจากภาชนะหนึ่งไปยังอีกภาชนะหนึ่ง ในกรณีที่ต้องการความแม่นยำสูง
ถ้าแบ่งชนิดของเครื่องแก้ววัดปริมาตร โดยใช้วิธีการสอบเทียบ แบ่งได้ 2 ชนิด 1.
เครื่องแก้วสำหรับบรรจุ (To Contain) ใช้ตัวย่อ TC หรือ C หรือ In เช่น ขวดวัดปริมาตร ขวดวัดความถ่วงจำเพาะ
เครื่องแก้ว ชนิดนี้เมื่อใส่ของเหลวเข้าไปจะได้ปริมาตรตามที่ระบุ
2.
เครื่องแก้วสำหรับถ่ายเท (To Deliver) ใช้ตัวย่อ TD หรือ D หรือ Ex เช่น
ปิเปตต์ บิวเรต กระบอกตวง เครื่องแก้วชนิดนี้ เมื่อใส่ของเหลวเข้าไปจะไม่รู้ปริมาตรที่แน่นอน แต่เมื่อถ่ายออกมาปริมาตรที่ถ่ายออกมาจะได้ปริมาตรตามที่ระบุ
เครื่องแก้วบางประเภทออกแบบให้มีทั้ง To Contain และ To Deliver เช่น กระบอกตวง ขวดวัด ปริมาตร ผู้ใช้งานควรเลือกประเภทให้เหมาะสมก่อนนำไปใช้งาน
หากแบ่งตาม ระดับชั้นคุณภาพของเครื่องแก้ว แบ่งเป็น 4 ระดับ ดังนี้1.
Class A เป็นเครื่องแก้วที่มีความแม่นยำสูง มีค่าความคลาดเคลื่อนของปริมาตร (Tolerance) ต่ำ ใช้สำหรับงานทดสอบ งานวิเคราะห์ ที่ต้องการความแม่นยำสูง
2.
Class B มีความแม่นยำต่ำกว่าและมีค่าความคลาดเคลื่อนของปริมาตร (Tolerance) เป็น 2 เท่าของ Class A
3.
General Purpose เป็นเครื่องแก้วที่ไม่จัดรวมใน Class A และ Class B ค่าความคลาดเคลื่อนขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์การใช้งาน
4.
Special Tolerance เป็นเครื่องแก้วที่กำหนดค่าความคลาดเคลื่อนสำหรับการใช้งานเฉพาะด้าน
การผลิตเครื่องแก้ววัดปริมาตรจำเป็นจะต้องมีการควบคุมคุณภาพผลิตภัณฑ์ให้มีคุณลักษณะตามมาตรฐานสากล ซึ่งมาตรฐานที่กำหนดโดยองค์กรที่มีความน่าเชื่อถือและได้รับการยอมรับในระดับนานาชาติ ดังนี้
• American Society for Testing and Materials (ASTM) ของประเทศสหรัฐอเมริกา
• National Institute of Standards and Technology (NIST) ของประเทศสหรัฐอเมริกา
• Internationals Organization for Standardization (ISO) ของประเทศอังกฤษ
• British Standards Institution (BSI) ของประเทศอังกฤษ
• Deutsches Institut fur Normung (DIN) ของประเทศเยอรมัน
โดย ASTM กำหนดมาตรฐานเกี่ยวกับข้อกำหนดคุณลักษณะ (Specification) ของเครื่องแก้ววัดปริมาตรแต่ละชนิดไว้ ดังนี้
• หน่วยวัด ใช้เป็นลูกบาศก์เซนติเมตร (cm3) หรือมิลลิตร (mL)
• อุณหภูมิอ้างอิง (Reference Temperature) กำหนดไว้ที่ 20°C ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่เครื่องแก้ววัดปริมาตรจะให้ปริมาตรตามกำหนด
• คุณสมบัติของวัสดุที่ใช้ทำเครื่องแก้ว ต้องมีความคงทน ทนทานต่อสารเคมีและความร้อน
• ขีดจำกัดของค่าความเคลื่อนของปริมาตร
• ความเสถียรและรูปทรงที่สมบูรณ์ของเครื่องแก้ว
• คุณลักษณะของจุกฝาปิด (Stopper) และจุกก๊อกหยุด (Stopcock)
• ลักษณะของขีดกำหนดปริมาตร (Graduated Line) และตัวเลขแสดงปริมาตร (Capacity Volume)
• รายละเอียดที่เขียนบนเครื่องแก้ว (Inscriptions)
• รหัสสี (Color-Coding Band) หรือแถบฝ้า (Frosting Band)
การดูแลรักษาเครื่องแก้ววัดปริมาตร• ล้างเครื่องแก้วอย่างถูกวิธี ไม่ขัดถูจนเป็นรอย
• ควรเลือก
อุปกรณ์และน้ำยาล้างเครื่องแก้ว ที่เหมาะสม มีประสิทธิภาพและตรวจสอบความสะอาดก่อนการใช้งาน
• ควรล้างให้สะอาด เพื่อป้องกันปัญหาวัดปริมาตรของเหลวไม่ถูกต้อง
• หากเครื่องแก้วสะอาด จะสังเกตเห็นน้ำที่พื้นผิวเครื่องแก้วเปียกสม่ำเสมอ เป็นแบบเดียวกัน แต่ถ้ายังไม่สะอาด จะสังเกตเห็นหยดน้ำมาเกาะข้างเครื่องแก้ว
• หลังจากล้างสะอาดเรียบร้อยแล้ว ควรทำให้แห้งในเตาอบ หรือ แอซีโตน (Acetone) ช่วยดึงอากาศให้ผ่านเข้ามาในเครื่องแก้วทำให้เครื่องแก้วแห้งเร็วขึ้น
เครื่องแก้ววัดปริมาตรเป็นอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ที่มีความสำคัญสำหรับห้องปฏิบัติการวิจัยเป็นอย่างมาก เพราะใช้ในการทดสอบทางเคมีและชีวภาพ รวมถึงในอุตสาหกรรมต่าง ๆ ซึ่งแต่ละประเภทมีวัตถุประสงค์ในการใช้แตกต่างกันไป ผู้ใช้งานจำเป็นต้องศึกษาวิธีการใช้อย่างถูกต้อง เพื่อความปลอดภัยกับการใช้งาน และความแม่นยำสูงสุดในการทดลอง
ขอขอบคุณที่มาโดย :
-
พรพรรณ ผายพิมพ์ หัวหน้าห้องสอบเทียบปริมาตร ฝ่ายบริการสอบเทียบและวิเคราะห์สิ่งแวดล้อม ส.ส.ท. ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับเครื่องแก้ววัดปริมาตร. [เข้าถึงเมื่อ 19 พฤษภาคม 2565]-
ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.วรวิทย์ จันทร์สุวรรณ. เครื่องแก้วในห้องปฏิบัติการ. 2563 [เข้าถึงเมื่อ 19 พฤษภาคม 2565]-
ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.วรวิทย์ จันทร์สุวรรณ. เครื่องแก้ววัดปริมาตรในห้องปฏิบัติการ : มาตรฐานและคุณลักษณะ. 2563 [เข้าถึงเมื่อ 19 พฤษภาคม 2565]-
Modern Lab888. การกำหนดคุณลักษณะของเครื่องแก้ว. 2563 [เข้าถึงเมื่อ 19 พฤษภาคม 2565]ขอขอบคุณภาพโดย :
123RFบทความน่าสนใจ >> ปิเปตต์ (Pipette) เครื่องดูดจ่ายสารละลายในห้องแล็บอ่านบทความเพิ่มเติม >> คลิกที่นี่
