Istnieje kilka laboratoryjnych technik dokładnego czyszczenia szkła. Oto kilka z najczęściej spotykanych, które można dodać do innych odpowiedzi. Prawdopodobnie jest więcej procedur, a także często wykonuje się więcej niż jeden zabieg, aby zmaksymalizować wydajność.

Praktycznie żaden z nich nie ma żadnego zastosowania w domu, ponieważ są zbyt niebezpieczne, zbyt drogie i po prostu niepotrzebne. W 99% przypadków mydlany peeling wystarczy dokładnie wyczyścić wszystko, nawet jeśli woda nadal pozostaje w kroplach.

1 - Ultradźwięki w czystych rozpuszczalnikach lub roztworach detergentów.

Często główne zanieczyszczenia na powierzchni szkła to substancje organiczne, które są obecne przez cały czas w powietrzu poza ściśle czystym środowiskiem , i które silnie przylegają do szkła w kontakcie. Zanurzając je w roztworze z pewnym powinowactwem do substancji organicznych, można je usunąć. Typowe opcje to między innymi zwykły płyn do mycia naczyń (zwykle kwasy sulfonowe z dużymi łańcuchami alkilowymi), roztwory czwartorzędowych soli amoniowych, wodny etanolanime lub czysta woda dejonizowana, etanol, izopropanol, aceton i wiele innych.

To dużo skuteczniejsze jest jednak łączenie wyżej wymienionych związków z ultradźwiękami zamiast zwykłego zanurzania lub szorowania. W ultradźwięku ciecz wibruje z częstotliwościami wyższymi niż 10 \ kHz $. Chociaż makroskopowo ciecz nie wydaje się zmieniać zbytnio, na poziomie mikroskopowym panuje chaos. Drgania o wysokiej częstotliwości lokalnie wytwarzają bardzo szybkie strumienie rozpuszczalnika i pęcherzyki kawitacyjne, które skutecznie piaskują wszystko w pobliżu. Szkło pozostaje w większości nienaruszone ze względu na swoją sztywność i mocne połączenie, ale wszystko, co nie jest mocno przymocowane do jego powierzchni, zostanie odrzucone.

2 - Długotrwałe narażenie na wysokie temperatury

Zwykłe szkło jest stabilne termicznie i może być silnie podgrzewane, zanim zmięknie, więc może przyjąć temperatury, w których wiele innych substancji ulega rozkładowi, parowaniu lub spalaniu (pod wpływem tlenu). Różne rodzaje szkła mają różne maksymalne temperatury w zależności od ich składu. Również rozszerzalność cieplna podczas ogrzewania i kurczenie się podczas chłodzenia mogą być problematyczne w przypadku delikatnych naczyń szklanych.

3 - Moczenie w kąpieli bazowej

Mocne zasady reagują z wieloma substancjami i pomagają je rozpuszczać powierzchnia szkła. Jednak samo szkło, choć bardzo obojętne, będzie również powoli reagować ze stężonymi roztworami zasadowymi w temperaturze pokojowej. Pomaga to również w czyszczeniu, ponieważ jeśli bardzo trwałe plamy zdążą przetrwać podstawowe warunki, otaczające je szkło zacznie się nieznacznie rozpuszczać, a po chwili plama oderwie się od podłoża, ponieważ szkło za nią rozpuści się. Zwykłe opcje to skoncentrowane $ \ ce {NaOH} $ lub $ \ ce {KOH} $ w wodzie lub etanolu.

4 - Moczenie w roztworach silnie utleniających

Szkło jest kompostowane głównie z krzemu już w jego najbardziej utlenionej postaci ($ \ ce {SiO2} $). Dlatego narażenie na warunki silnie utleniające nie uszkodzi powierzchni szkła, podczas gdy wszystko inne, czy to materia organiczna, czy nieorganiczna, prawdopodobnie się rozpuści. Klasyczne opcje zanurzania szkła to kwaśne roztwory piranii (mieszanina czystego $ \ ce {H2SO4} $ i stężonego $ \ ce {H2O2} $), podstawowe roztwory piranii (stężony wodny $ \ ce {NH4OH} $ i stężony $ \ ce {H2O2} $), roztwór sulfokromowy ($ \ ce {H2SO4} $ + $ \ ce {H2Cr2O7} $, nieużywany z powodu toksyczności $ \ ce {Cr ^ {6 +}} $) i roztwór kwasu siarkowego ( $ \ ce {H2SO4} $ + $ \ ce {HNO3} $). To wszystko są dość wytrzymałe mieszanki. Na przykład oto dlaczego roztwory piranii zyskują swoją nazwę.

5 - Leczenie plazmą ozonową / tlenową

To krok naprzód w stosunku do nawet rozwiązań piranii. Jeśli wszystko, co chcesz zrobić, to utleniać materię organiczną na powierzchni szkła, dlaczego nie odciąć pośrednika i bezpośrednio wykąpać szkło w reaktywnym tlenie? Szklaną próbkę umieszcza się najpierw w zamkniętej komorze zawierającej tlen (powietrze działa, ale czysty tlen jest lepszy). Jeśli używany jest ozon, komora jest oświetlana od wewnątrz lampą rtęciową, która wytwarza dużo światła ultrafioletowego. Światło jest zdolne do dysocjacji cząsteczek tlenu i wytwarzania ozonu, który następnie jest bezpośrednio wystawiony na działanie wszystkiego, co znajduje się na powierzchni szkła. W przypadku plazmy tlenowej, komora jest wypompowywana do niskiego ciśnienia czystego gazu tlenowego, zanim cewka wytworzy wewnątrz komory silnie zmieniające się pola elektryczne i magnetyczne, generując wszelkiego rodzaju formy tlenu, takie jak tlen singletowy (elektronicznie wzbudzona forma tlen standardowy, triplet), wolne atomy tlenu oraz kilka jonów i rodników. Oto fajny film o tym, jak ten proces przebiega w praktyce.

Po całej pracy włożonej w czyszczenie szklanej powierzchni, natychmiast zacznie ona adsorbować zanieczyszczenia znajdujące się poza odkurzaczem, oraz może minąć zaledwie kilka minut, zanim będzie zbyt brudny do użycia w bardzo wrażliwych i specjalistycznych zastosowaniach. Zauważyłem, że woda zaczyna się ponownie znacznie spływać mniej niż 10 minut po ostatnim zabiegu.

Nie jestem zbyt zaznajomiony z procedurami czyszczenia, ale „zasada” zakładająca jednolitą warstwę wody bez kropelek wydaje się być łatwym sposobem na sprawdzenie, czy na powierzchni nadal znajdują się zanieczyszczone miejsca. W takim przypadku wystąpi zjawisko zwane zaklinowaniem linii jezdnej, w wyniku którego pojawią się krople. Jednolita folia będzie możliwa tylko wtedy, gdy nie będzie żadnych zabrudzonych plam.

Fakt, że są kropelki, nie musi jednak oznaczać, że szkło nie jest czyste, ponieważ może to być również wynikiem zbyt jest dużo wody. Maksymalna grubość jednolitego filmu wodnego zależy od równowagi między grawitacją a napięciem powierzchniowym jako $ \ sqrt {\ frac {\ gamma} {\ rho g}} $, a dla wody wynosi około 2,7 mm (patrz np. kapilara length czy wspaniałą książkę de Gennes o kapilarności i zjawiskach zwilżania).

Jeśli film wodny stanie się grubszy niż 2,7 mm, również zacznie tworzyć krople. Zatem „zasada czyszczenia” jest przydatna tylko wtedy, gdy z powierzchni usunięto wystarczającą ilość wody. W filmie jestem pewien, że nie usunęli jeszcze wystarczającej ilości wody, więc reguły nie można zastosować.

W twoim przypadku trzymasz naczynie prawdopodobnie tak, że woda zaczyna spływać z jednej strony do z drugiej (ze względu na grawitację), w momencie, gdy warstwa na dnie przekroczy długość kapilary, zaczną pojawiać się krople.

Dodatkowy punkt do rozważenia: suszenie zwilżonego wodą kawałka szkła w piekarnik zapewnia czystą powierzchnię tylko wtedy, gdy używana jest woda dejonizowana (tak jak na filmie). Jeśli używasz zwykłej wody z kranu, będziesz mieć pewne zwapnienia spowodowane solami w wodzie, które dostają się na szklaną powierzchnię.

Spróbuj więc odpowiedzieć na swoje pytania w oparciu o następujące rozważania:

i) Tak, istnieje zakres czasowy, jeśli masz drenaż grawitacyjny filmu. W przypadku wszystkiego, co nie jest całkowicie poziome, zobaczysz to.

ii) Zagęszczanie wody nie jest problemem, o ile jest dejonizowana. Jeśli naprawdę chcesz nieskazitelnie czyste szklanki: użyj wody dejonizowanej po całej procedurze czyszczenia i po prostu wysusz szklankę w ciepłym miejscu. Jeśli nie masz wody dejonizowanej: możesz przygotować dość dobrze zdejonizowaną wodę, gotując wodę z kranu i łapiąc parę w czystym kubku.

„Czystość” zależy od tego, co uważasz za brud. detergent pozostawia plamistą zaadsorbowaną warstwę detergentu. „Oczyść” szkło, usuwając jego powierzchnię. Zacznij od fartucha laboratoryjnego, rękawic chemicznych i pełnej osłony twarzy. Jeśli cię dosięgnie, wykopie dziury. Natychmiastowa ślepota w oku.

Plastikowe (nie winylowe!) Wiadro o pojemności 5 galonów z pokrywką, 4 galony biologicznego denaturatu etanolu, słoik kulkowy z pastylkami wodorotlenku potasu. Wsadź pokruszony lód do słoika, mieszając, aby uzyskać lepką zawiesinę (egzoterma!). Wlej mieszając do alkoholu (prawdopodobnie trzeba to zrobić dwa razy, aby cały KOH się rozpuścił). To jest kąpiel KOH. (Standardowy denaturat zareaguje i stanie się czerwony i śmierdzący, ale nadal będzie działał.)

Namoczyć Pyrex w kąpieli KOH przez noc, aby usunąć wszystko oprócz tłuszczu węglowodorowego i tlenków metali. Moczyć szkło sodowo-wapniowe przez godzinę lub trzy, ponieważ powoli się rozpuszcza. Spłukać wodą dejonizowaną, moczyć w 0,1 M HCl na godzinę [#SiO (-) K (+) do #SiOH], dobrze spłukać wodą dejonizowaną, przechowywać całkowicie zanurzony w wodzie dejonizowanej. Woda będzie doskonale pokrywać się. Jeśli powierzchnia wyschnie, zacznij od nowa. Nigdy nie wkładaj tam ręki. Nosić długie, grube rękawice i dobrą ochronę oczu. Natychmiast dokładnie zmyj kontakt ze skórą.

NIGDY nie pozwól, aby płaskie szklane płaskie powierzchnie układały się płasko pod wodą. Będą się wiązać (mikron warstwy wody to klej wodorowy). Spróbuj rozdzielić je bez stosowania prostopadłego nacisku.

Chromate / conc. kwas siarkowy) pokryć szkło warstwą chromu (VI). Rzeczy takie jak NoChromix działają, ale nadal masz pewność. kwas siarkowy.

Uwaga dodana na dowód: NIGDY nie umieszczaj szklanego naczynia z podziałką w kąpieli podstawowej, ponieważ tracą kalibrację. Matowe cylindry strzykawek są niepewne. Aluminium będzie musiało wodór, korodować i znikać.