Verwendung und Wartung der verschiedenen Tiegel

Tiegel sind unentbehrliche Werkzeuge in Laboratorien und industriellen Anwendungen und spielen eine wichtige Rolle beim Erhitzen, Schmelzen und bei chemischen Reaktionen bei hohen Temperaturen. Die Wahl des richtigen Tiegels hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter Temperaturbeständigkeit, chemische Verträglichkeit und Haltbarkeit. Dieser Artikel befasst sich mit den verschiedenen Tiegeltypen, ihren Eigenschaften und den besten Verfahren für die Handhabung und Wartung.

Metalltiegel

1. Platin-Tiegel

Platin ist ein wertvolles Metall mit einem Schmelzpunkt von etwa 1770°C. Es ist weich und erfordert eine sorgfältige Handhabung, um Verformungen zu vermeiden. Die folgenden Punkte sind bei der Verwendung von Platintiegeln wichtig:

• Vermeiden Sie den direkten Kontakt mit den Händen, um Verformungen zu vermeiden.
• Kratzen Sie nicht mit einem Glasstab an den Innenwänden, um Beschädigungen zu vermeiden.
• Vermeiden Sie das schnelle Abkühlen eines glühenden Tiegels durch Eintauchen in kaltes Wasser.
• Das Erhitzen sollte auf einem Elektroofen oder einer mit Asbest ausgekleideten Keramikplatte oder in einer oxidierenden Flamme eines Gasbrenners erfolgen.
• Der Tiegel darf nicht mit Eisen, reduzierenden Flammen oder bestimmten reaktiven Verbindungen wie Pb, Bi, Sb, Sn, Ag, Hg-Verbindungen, Sulfiden, Phosphaten und Arsenverbindungen in Berührung kommen, da diese mit Platin Legierungen bilden.
• Vermeiden Sie den Kontakt mit Halogenen, Königswasser, Salzsäure und einigen oxidierenden Gemischen, da sie korrosiv wirken.
• Alkalioxide, Hydroxide, Nitrate, Nitrite, Cyanide und Bariumoxid können den Tiegel bei hohen Temperaturen erodieren, während Natrium- und Kaliumcarbonat sicher sind.
• Halten Sie die Innen- und Außenflächen sauber und blank, indem Sie mit einer 1:1-HCl-Lösung kochen. Falls erforderlich, verwenden Sie zum Reinigen K2S2O7-Schmelze, Na2CO3 oder Borax-Schmelze.
• Verwenden Sie zum Hantieren mit heißen Tiegeln stets eine Platin-Zange.
• Ist der Tiegel verformt, kann er durch Rollen auf einer hölzernen Unterlage unter Druck mit einem Hornlöffel wieder in Form gebracht werden.

Weitere Lektüre: Edelmetalltiegel: Arten und Anwendungen

2. Nickel-Tiegel

Nickel hat einen Schmelzpunkt von 1455°C und ist beständig gegen alkalische und korrosive Umgebungen. Er eignet sich zum Schmelzen von Eisenlegierungen, Schlacken, Tonen und feuerfesten Materialien.

• Die Temperatur sollte 700°C nicht überschreiten, um Oxidation zu vermeiden.
• Nicht geeignet für die Entzündung von Ausscheidungen.
• Funktioniert gut mit NaOH, Na2O2, Na2CO3, NaHCO3 und basischen Lösungsmitteln, die KNO3 enthalten, aber nicht mit KHSO4, NaHSO4, K2S2O7, Na2S2O7 oder schwefelhaltigen Flussmitteln.
• Geschmolzene Al-, Zn-, Pb-, Sn- und Hg-Salze können den Schmelztiegel verspröden. Auch Borax sollte vermieden werden.
• Neue Tiegel sollten in einem Muffelofen vorgewärmt werden, bis sie sich blau-violett verfärben, und dann in 1:20 HCl gekocht werden, bevor sie mit Wasser gespült werden.

3. Tiegel aus Eisen

Eisen hat einen Schmelzpunkt von 1300°C und wird üblicherweise für kostengünstige Anwendungen verwendet.

• Es muss vor der Verwendung passiviert werden, indem es mit verdünnter HCl gereinigt, abgeschliffen, mit heißem Wasser gewaschen und dann in einer Mischung aus 5% H2SO4 und 1% HNO3 eingeweicht wird.
• Die Verwendungsregeln sind ähnlich wie bei Nickeltiegeln.
• Kann mit kalter verdünnter HCl gereinigt werden.

4. Silber-Tiegel

Silber schmilzt bei 960°C, mit einer empfohlenen Heizgrenze von 700°C.

• Neue Tiegel sollten bei 300-400°C vorgewärmt und dann mit heißer verdünnter HCl gewaschen werden.
• Geeignet für Flussmittel auf NaOH-Basis, aber nicht für Na2CO3.
• Sollte nicht zur Ausfällung von Schwefel oder zum Verbrennen von Schwefelverbindungen verwendet werden.
• Schnelles Abkühlen ist zu vermeiden, um Risse zu vermeiden.

Keramische Tiegel

5. Porzellan-Tiegel

Keramiktiegel können Temperaturen von bis zu 1200°C standhalten.

• Geeignet zum Schmelzen saurer Substanzen wie K2S2O7.
• Alkalische Flussmittel wie NaOH, Na2O2 und Na2CO3 sollten vermieden werden, um Korrosion zu vermeiden.
• Darf nicht mit Flusssäure in Berührung kommen.
• Mit kochender verdünnter HCl reinigen.

Weitere Lektüre: Überblick über verschiedene keramische Tiegel

6. Quarz-Tiegel

Quarzglastiegel sind bis zu 1700 °C stabil, werden aber oberhalb von 1100 °C undurchsichtig. Die empfohlene Schmelztemperatur liegt unter 800 °C.

• Sie sollten nicht mit HF oder alkalischen Substanzen hoher Temperatur in Berührung kommen.
• Geeignet für die Verwendung mit den Flussmitteln K2S2O7, KHSO4 und Na2S2O7.
• Quarz ist spröde und muss vorsichtig behandelt werden.
• Kann mit üblichen verdünnten anorganischen Säuren gereinigt werden, ausgenommen HF.

7. Korund-Tiegel

Korundtiegel bestehen aus porösem Schmelzkorund und sind robust und hitzebeständig.

• Geeignet für schwach alkalische Flussmittel wie wasserfreies Na2CO3.
• Nicht empfohlen zur Verwendung mit stark alkalischen oder sauren Flussmitteln wie Na2O2, NaOH und K2S2O7.

Andere Tiegel

8. PTFE-Tiegel (Polytetrafluorethylen)

PTFE-Tiegel haben eine Hitzebeständigkeit von bis zu 400 °C, werden aber in der Regel bei Temperaturen unter 200 °C verwendet, wobei die sichere Höchstgrenze bei 280 °C liegt.

• Beständig gegen Säuren und Basen, einschließlich HF.
• Ideal für Auflösungsprozesse auf HF-Basis, wie z. B. HF-HClO4-Gemische.
• Sollte nicht mit rauchenden HF-H2SO4-Lösungen verwendet werden.
• Sein Hauptvorteil ist die Vermeidung von Metallkontaminationen in Proben.
• Verfügt über eine glatte, verschleißfeste Oberfläche und hohe mechanische Festigkeit.

Fazit

Die Wahl des richtigen Tiegels hängt von der chemischen Beschaffenheit der Materialien, den erforderlichen Heizbedingungen und den möglichen Reaktionen ab. Eine ordnungsgemäße Verwendung und Wartung gewährleisten die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit der Tiegel. Wenn die spezifischen Richtlinien für jeden Tiegeltyp befolgt werden, können die Benutzer ihre Effizienz und Sicherheit in Labor und Industrie maximieren.

Zusammenfassende Tabelle: Instandhaltung und Handhabung verschiedener Tiegel

Diese Tabelle fasst die wichtigsten Eigenschaften, kompatiblen Materialien und Handhabungsrichtlinien für verschiedene Tiegel zusammen.

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