Laborglas kommt regelmäßig mit Säuren, Basen, Salzlösungen, organischen Lösungsmitteln und zahlreichen Reagenzien in Kontakt. Deshalb ist die chemische Beständigkeit neben der thermischen und mechanischen Belastbarkeit ein wichtiges Auswahlkriterium. Chemische Beständigkeit bezeichnet die Fähigkeit des Glases, seine Oberfläche, Struktur und wesentlichen Eigenschaften beim Kontakt mit bestimmten Chemikalien unter definierten Bedingungen zu erhalten. Kein Glas ist jedoch unter allen Bedingungen gegenüber allen Chemikalien unbegrenzt beständig.
Was bedeutet chemische Beständigkeit?
Beim Kontakt zwischen Glas und einer Chemikalie können Wechselwirkungen an der Glasoberfläche auftreten.
Je nach Bedingungen können diese langfristig zu:
- Oberflächenangriff,
- Trübung,
- Oberflächenveränderungen,
- Ionenfreisetzung,
- Korrosion,
- verringerter mechanischer Festigkeit
führen.
Es geht daher nicht nur darum, ob sich das Glas sichtbar auflöst, sondern auch um die Stabilität seiner Oberfläche gegenüber dem chemischen Medium.
Chemische Beständigkeit von Borosilikatglas 3.3
Borosilikatglas 3.3 gehört zu den am häufigsten verwendeten Werkstoffen für Laborglasgeräte.
Seine hohe Beständigkeit gegenüber zahlreichen Chemikalien macht es für Bechergläser, Erlenmeyerkolben, Laborflaschen, Büretten, Pipetten und viele weitere Produkte geeignet.
Dennoch ist auch Borosilikatglas nicht gegenüber jeder Chemikalie vollständig inert.
Beständigkeit gegenüber Säuren
Borosilikatglas weist gegenüber vielen Säurelösungen eine hohe chemische Beständigkeit auf.
Eine besonders wichtige Ausnahme ist Flusssäure (HF).
Flusssäure greift silikathaltiges Glas an. Standard-Laborglas ist daher für HF nicht geeignet.
Beständigkeit gegenüber Laugen
Starke alkalische Lösungen erfordern besondere Aufmerksamkeit.
Hochkonzentrierte starke Basen können insbesondere bei hohen Temperaturen und langen Kontaktzeiten die Glasoberfläche angreifen.
Bei Natriumhydroxid (NaOH) oder Kaliumhydroxid (KOH) sollten deshalb stets drei Faktoren gemeinsam berücksichtigt werden:
Konzentration + Temperatur + Kontaktzeit.
Organische Lösungsmittel
Borosilikatglas ist mit vielen üblichen organischen Lösungsmitteln gut kompatibel.
Allerdings muss das gesamte Behältersystem betrachtet werden. Verschlüsse, Dichtungen, Septen, Hähne und Verbindungselemente können aus Kunststoffen oder Elastomeren bestehen, deren chemische Beständigkeit deutlich vom Glas abweicht.
Welche Faktoren beeinflussen die chemische Beständigkeit?
Entscheidend sind insbesondere:
- Art der Chemikalie
- Konzentration
- Temperatur
- Kontaktzeit
- Glasart
- Oberflächenzustand
Eine kurzfristige Anwendung und eine monatelange Lagerung stellen beispielsweise völlig unterschiedliche Anforderungen dar.
Was bedeutet hydrolytische Beständigkeit?
Die hydrolytische Beständigkeit beschreibt die Widerstandsfähigkeit des Glases gegenüber der Freisetzung löslicher Bestandteile beim Kontakt mit Wasser.
Eine hohe hydrolytische Beständigkeit ist besonders bei analytischen Arbeiten, der Herstellung von Lösungen und der Lagerung empfindlicher Proben wichtig.
Borosilikatglas 3.3 zeichnet sich durch eine hohe hydrolytische Beständigkeit aus.
Warum ist die chemische Beständigkeit für Kontaminationen wichtig?
Wird eine Glasoberfläche chemisch angegriffen, können Bestandteile aus dem Glas in die Probe gelangen.
Bei empfindlichen Analysen kann dies eine Kontaminationsquelle darstellen.
Dies ist besonders relevant für Spurenanalytik, hochreine Lösungen, pharmazeutische Anwendungen und die langfristige Probenlagerung.
Glas oder Kunststoff?
Für manche Chemikalien ist Glas ideal, während für andere PP, HDPE, PTFE oder andere Kunststoffe geeigneter sein können.
Flusssäure ist ein klassisches Beispiel für eine Chemikalie, für die Standardglas nicht geeignet ist.
Umgekehrt können bestimmte organische Lösungsmittel einige Kunststoffe beeinträchtigen, während Glas eine bessere Wahl darstellt.
Wie wird die chemische Kompatibilität geprüft?
Folgende Faktoren sollten gemeinsam bewertet werden:
Chemikalie + Konzentration + Temperatur + Kontaktzeit + Behältermaterial + Verschluss-/Dichtungsmaterial.
Bei aggressiven Chemikalien oder langfristiger Lagerung sollten die Beständigkeitstabellen und technischen Angaben des Herstellers berücksichtigt werden.
Fazit
Die chemische Beständigkeit von Laborglas beschreibt seine Fähigkeit, seine Oberflächen- und Materialeigenschaften beim Kontakt mit Chemikalien zu erhalten.
Borosilikatglas 3.3 bietet eine hohe chemische und hydrolytische Beständigkeit, ist jedoch nicht universell beständig.
Besondere Aufmerksamkeit erfordern Flusssäure, starke Laugen, hohe Temperaturen und lange Kontaktzeiten.
