معرفی استوانه مدرج؛ ابزار مهم برای اندازه گیری در آزمایشگاه

استوانه مدرج (Graduated cylinder)، یکی از ابزارهای مهم برای اندازه گیری حجم دقیق مایعات و محلول ها در آزمایشگاه های مختلف است. این وسیله آزمایشگاهی از جنس شیشه های بادوام و پلاستیک های باکیفیت و مقاوم ساخته می شود و همان طور که از نام آن پیدا است، به شکل استوانه ای ساخته شده است. در طول این استوانه می توانید نشانه گذاری هایی را مشاهده کنید که برای خوانش حجم در نظر گرفته شده است.

نشانه ها و علامت های روی استوانه مدرج در آزمایشگاه، به دانشمندان و محققان این امکان را می دهد تا حجم مایعات را به دقت بخوانند و اگر لازم است محلول هایی را تهیه کنند، مواد اولیه را به دقت اندازه گیری کنند. استوانه مدرج شیشه ای و پلاستیکی، ابزار کاربردی برای انجام بسیاری از واکنش های شیمیایی است چرا که برداشتن حجم دقیق، بسیار اهمیت دارد.

انواع استوانه مدرج در اندازه های مختلف وجود دارند؛ از حجم ۱۰ میلی لیتر تا ۲۰۰۰ میلی لیتر در دسترس هستند و با توجه به نوع کاربردها باید از آنها استفاده کرد. برای محلول ها در حجم کم، باید استوانه های مدرج کوچک تر را برداشت و برای محلول های بیشتر، از استوانه های بزرگ تر استفاده نمود.

بیشتر بخوانید: استخراج فاز جامد؛ مزایا، کاربردها و روش کار

مهم ترین کاربردهای استوانه مدرج شیشه ای و پلاستیکی در آزمایشگاه

استوانه مدرج شیشه ای و پلاستیکی به طور گسترده در آزمایشگاه های مدارس، دانشگاه ها، شرکت های تحقیقاتی و کارخانه ها و صنایع برای اهداف متنوع استفاده می شوند. کاربردهای انواع استوانه های مدرج را به صورت زیر معرفی می کنیم:

۱- اندازه گیری حجم مایعات

کاربرد اصلی استوانه های مدرج، اندازه گیری حجم مایعات، با دقت بالا است. وقتی محققان نیاز داشته باشند تا حجم دقیق مایعات را برای انجام واکنش های شیمیایی اندازه گیری کنند، محلول سازی را انجام دهند، از این ابزار استفاده می کنند. هنگامی که دقت، در اولویت قرار داشته باشد، استوانه های مدرج، نسبت به انواع دیگر وسایل شیشه ای آزمایشگاهی نظیر ارلن، بالون ته گرد و بالون ته صاف یا بشر، ارجحیت دارند.

۲- محاسبات چگالی

علاوه بر اندازه گیری حجم دقیق مایعات، از انواع استوانه های مدرج برای محاسبه چگالی یک جسم نیز استفاده می شود! این نوع کاربرد، بسیار جالب است! روش کار به این صورت است؛ ابتدا تا حجم معین آب را در استوانه مدرج می ریزید؛ سپس جسمی را که می خواهید چگالی آن را اندازه گیری کنید، داخل آب می اندازید و افزایش حجم آب را از روی درجه بندی روی استوانه، می خوانید. این تفاوت حجم اولیه و حجم نهایی آب، حجم اشغال شده توسط جسم را نشان می دهد. از فرمول چگالی استفاده کنید و وزن و حجم جسم را داخل فرمول گذاشته و چگالی را محاسبه نمایید.

۳- محلول سازی – آماده سازی محلول ها

در تحقیقات شیمی، فیزیک، زیست شناسی، داروسازی، آزمایش های محیط زیستی، و نظایر این ها، اندازه گیری دقیق مایعات اهمیت زیادی دارد. بنابراین، استوانه های مدرج، بهترین ابزارها برای این کار هستند. گاهی حتی ۱ میلی لیتر از محلول می تواند مسیر واکنش ها را تغییر دهد.

۴- تیتراسیون و حجم سنجی

انواع استوانه مدرج برای انجام واکنش های تیتراسیون نیز کاربرد دارند. وقتی قرار است در طول این واکنش ها، حجم دقیق از محلول به محلول دیگری اضافه شود، تا واکنش های کنترل شده انجام گیرند، استوانه های مدرج، ابزارهای مفیدی خواهند بود. خوانش حجم مایعات از روی نشانه های درج شده روی ستون استوانه، با دقت بالا، امکان پذیر است.

بیشتر بخوانید: انواع تجهیزات پالایشگاهی

روش صحیح خوانش حجم مایعات در استوانه مدرج چگونه است؟

اندازه گیری دقیق حجم مایعات و محلول ها در انواع استوانه مدرج، فوت و فن های خاص خودش را دارد. برای این کار باید دستورالعمل های زیر را دنبال کنید:

۱- استوانه را روی یک سطح صاف قرار دهید: اطمینان حاصل کنید که سطح زیرین استوانه، صاف و بدون ناهمواری است. استوانه شیشه ای یا پلاستیکی نباید کوچک ترین انحراف از سطح صاف داشته باشد چون منجر به خوانش نادرست اعداد روی نشانه های بدنه استوانه می شود.

۲- چشم خود را همراستای سطح مایع داخل استوانه تنظیم کنید: سر خود را به گونه ای قرار دهید که چشمان تان همراستای سطح مایع داخل استوانه مدرج قرار بگیرد. عدد بالا یا پایین سطح مایع را نباید بخوانید؛ عددی را در نظر بگیرید که درست در سطح مایع قرار گرفته است.

نکته مهم که جزو مهارت خوانش حجم مایعات داخل استوانه های مدرج محسوب می شود این است که، هر مایعی که داخل این ظروف بریزید، به خاطر تعامل با دیواره های استوانه، سطح منحنی و مقعر را تشکیل می دهد. روش درست این است که عددی را بخوانید که درست در زیر سطح مایع، در قسمت مقعر قرار گرفته است.

نکته مهم بعدی، درباره اندازه گیری سطح جیوه در داخل استوانه های مدرج است. جیوه، قواعد استثنا دارد. این فلز مایع وقتی داخل ظروف استوانه ای ریخته شود، سطح محدب پیدا می کند، پس باید سطح بالای این مایع را روی نشانه گذاری های استوانه مدرج، در نظر بگیرید.

بیشتر بخوانید: اسیدهای مهم در شیمی

جمع بندی و نتیجه گیری

انواع استوانه مدرج شیشه ای و پلاستیکی از مهم ترین وسایل آزمایشگاهی هستند که برای اندازه گیری دقیق حجم مایعات به کار می روند. این ظروف برای سنجش مایعات، محاسبه چگالی و محلول سازی کاربرد دارند. استوانه های مدرج در راستای سایر ظروف شیشه ای آزمایشگاهی دارای اهمیت هستند.

ترجمه تخصصی: اولتراشیمی