Das Erhitzen von Glasprodukten im Labor erfordert auch dann noch Sorgfalt,
selbst wenn die Produkte speziell für die Verwendung im hohen Temperaturbereich konzipiert sind. Hierfür gibt es einige Gründe.
Erstens weisen nicht alle Laborglaswaren die gleichen Spezifikationen auf.
So bietet Borosilikatglas beispielsweise einen deutlich niedrigeren Ausdehnungskoeffizient
als andere Glasarten, wie zum Beispiel Kalk-Soda-Glas, das ebenfalls häufig im Labor verwendet wird.
Auch wenn die Produkte der letzteren Gruppe nach wie vor für eine Reihe von Anwendungen geeignet sind,
ist es dennoch wichtig, die chemische Eignung des Glases bei der Wärmeeinwirkung zu berücksichtigen.
Zweitens werden nicht alle Laborgläser nach den gleichen Qualitätsstandards hergestellt.
Selbst innerhalb einer Kategorie wie Borosilikatglas kann die Qualität der verwendeten Rohstoffe und Schlüsselfaktoren wie die Glasdickenkonstanz variieren, wobei Hersteller hochwertiger Labor- und wissenschaftlicher Glaswaren wie DURAN®, WHEATON®, PYREX® und KIMBLE® stets eine zuverlässigere Hitzebeständigkeit bieten.
Und schließlich hat auch die Art und Weise, wie die Laborglaswaren erhitzt werden, einen großen Einfluss auf die Sicherheit, unabhängig vom verwendeten Produkt. Hier einige Tipps zum sicheren Erhitzen von Glaswaren im Labor.
1) Expansion und Kontraktion bei hohen Temperaturen berücksichtigen
Während der niedrige Ausdehnungskoeffizient von Borosilikatglas (3,3×10-6K-1) bei Erwärmung oder Abkühlung zu einer sehr geringen Expansion oder Kontraktion führt, ist auch bei dieser Glasart Vorsicht geboten.
Sobald die Temperatur 150 °C überschreitet, muss besonders darauf geachtet werden, dass die Glaswaren langsam und gleichmäßig erwärmt und abgekühlt werden. Unbedingt einkalkuliert werden müssen auch die erforderlichen Geräte, die Konditionen und vor allem die Zeit für eine allmähliche Temperaturerhöhung und -senkung.
2) Dem Risiko eines Temperaturschocks entgegenwirken
Selbst wenn die Glaswaren keinen überhöhten Temperaturen ausgesetzt werden, sollten plötzliche Veränderungen dennoch vermieden werden. So kann ein Temperaturschock durch plötzliches Erhitzen oder Abkühlen zu einem Bruch oder Riss im Glas führen. Erwärmen Sie das Glas stattdessen bereits zu Beginn des Prozesses langsam und allmählich und lassen Sie heiße Gläser an einem Ort ohne kalte Zugluft allmählich abkühlen.
3) Heißpunkte durch gleichmäßige Verteilung der Wärme vermeiden
Konzentrierte oder direkte Wärmeeinwirkung auf einen Bereich des Glases kann zu Heißpunkten führen und sollte vermieden werden, da unterschiedliche Aufheizgeschwindigkeiten zu Belastungen führen können, die das Glas schwächen und Bruchstellen verursachen. Beim Arbeiten mit einem Bunsenbrenner wird der Einsatz einer weichen Flamme und eines Drahtgewebes mit Keramikzentrum zur Diffusion der Flamme dazu beitragen, die aufgebrachte Wärme zu verteilen.
Der Einsatz einer Heizplatte trägt ebenfalls zur effektiven Wärmeverteilung bei. Es ist jedoch wichtig, dass die obere Platte größer als die Unterseite des zu erwärmenden Behälters ist. Dies ermöglicht eine gleichmäßige Wärmeverteilung durch den Boden der Glaswaren, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Glasbruchs durch Heißpunkte verringert wird. Erwärmen Sie die Glaswaren immer auf Umgebungstemperatur, bevor Sie diese auf die Heizplatte stellen, da kalte Behälter einen Temperaturschock erleiden können.
4) Beim Erhitzen in der Mikrowelle Vorsicht walten lassen
Nicht alle Laborglaswaren können sicher in der Mikrowelle verwendet werden. Kalk-Soda-Produkte halten beispielsweise keinen plötzlichen Temperaturänderungen stand. Borosilikatglas hingegen ist mikrowellengeeignet. Wie bei jedem Mikrowellengefäß ist es jedoch wichtig, vorher sicherzustellen, dass es mikrowellendurchlässiges Material enthält.
Außerdem ist es wichtig, alle am Glas angebrachten Teile oder Zubehörteile zu prüfen und sicherzustellen, dass das Material, aus dem sie bestehen, in der Mikrowelle erwärmt werden kann. Einige Produkte verwenden Schraubkappen und Schraubverbinder aus Kunststoff. Dabei sollte es sich um Polypropylen oder PTFE handeln, damit er mikrowellengeeignet ist.
5) Mit Vorsicht autoklavieren, um Schäden vor dem folgenden Erwärmen zu vermeiden
Die meisten Laborglaswaren können sicher autoklaviert werden. Es gibt jedoch ein paar Dinge zu beachten, um eine Beschädigung der Glaswaren zu vermeiden, die eine zukünftige Erwärmung beeinträchtigen würde. Zunächst sollten Sie vor dem Beginn des Prozesses stets alle Schraubkappen lösen. Das Autoklavieren von Glaswaren mit einer fest verschraubten Kappe kann zu Druckunterschieden führen, die den Behälter sofort oder beim späteren Erhitzen beschädigen können. Alternativ sorgt der Gebrauch einer Steckolive mit einem sterilen Belüftungsfilter oder eines sterilen Membran-Schraubverschluss mit Belüftung für einen automatischen sterilen Gasaustausch und lässt somit einen sicheren Druckausgleich während des Autoklavierzyklus zu. Gleichzeitig wird die Sterilität des Flascheninhalts gewährleistet. Zudem sollten Sie den Autoklav nicht zu voll beladen. Dadurch wird sichergestellt, dass zwischen den Elementen ausreichend Platz für die Zirkulation des Hochdruckdampfs bleibt. Außerdem besteht eine geringere Gefahr, dass die Glaswaren für die spätere Erwärmung unbrauchbar werden.