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Laverreriedelaboratoire
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• Simpleprésenta3ondevulgarisa3on:– résultantdel’expérienceacquisepardesbiochimistes(DanièleBelinetAndréLeTreut)
– applicableàdenombreuxautresdomainesdisciplinaires(chimie,autreslaboratoiresdebiologie:hématologie,microbiologie,pharmacologie,toxicologie,…)
– facilitéegrâceàlaconsulta3ondediversessourcesquenousremercions:
• lescontributeursbénévolesdeWikipedia• lesbasesdedonnéesd’imagesaccessiblesparlesdiversmoteursderecherchesurinternet.
• L’exposénepeutêtreexhaus3f
Préambule
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• Elleremonteàlapréhistoire:– leverreestconsidérédepuisl'an3quitécommeunema3èreprécieuse– l’obsidienne(verred’originevolcanique)étaittailléeparl'homme
pourformerdespointesdeflèches,desperlesetautresbijoux– étaientégalementconnueslesfulgurites:pe3tstubesissusdela
fusiondusableaOeintparunéclair
• Lespremiersverresfabriquésparl’HommesontapparusauMoyen-Orient(Mésopotamie,SyrieetPales3ne),puisenAsiedusud-est– lespremiersobjetsenverreàvoca3onu3litaire(pe3tesbouteilles,
gobelets)sontapparusenÉgypte
• AuMoyenÂgepuisàlaRenaissance:– leverresoufflé(Vè-Xèsiècles),leverreplat(vitragesplans)– nombreusesdéclinaisons:verreàvitre,verrecristal,verrecoloré,…
L’Histoireduverre
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• àChartres:– larosacedutranseptsuddelacathédrale
Notre-Dame(débutduXIIIesiècle)– monumentclasséauPatrimoinemondialde
l’Unescoen1979
• àVenise:• fabrica3ondesplendideslustres
parlesverriersinstalléssurl’îledeMurano(finduXIIIesiècle)
Illustrations du degré de perfection atteint par l’industrie du verre
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• Caractéris3ques– corpsdur,homogène,inaltérable,élas3que,fragile,noncristallin– opaque,translucideoutransparent,malléableàchaudetsuscep3bled'un
poliparfait
• Composi3on– unvitrifiant:silice(SiO2)trouvéedanslesablefin– unfondant:soude(carbonateNaousulfateNa)– unstabilisant:chaux(calcaire:carbonatedecalcium,calcite,CaCO3)– desaddi3fs:oxydesminéraux(alumine,magnésie…)pouraméliorerles
propriétés,pourdonnerunecolora3on…– onpeutaussiajouterduverrerecyclé
• Modeopératoire– lemélangeestchauffévers1550°C(fouràfusion),donnantunliquidevisqueux– leverreliquideserefroiditetdurcitprogressivementdanslefourpuisàl’airlibre
Natureduverre
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• c’estunélémentimportantdanslechoixdumatérieldelaboratoire
• ildoits'adapterauxexigencesdecelui-ci:– entermederésistanceàlachaleuretauxchocs– ildoitêtre
• inertechimiquement• perméableàlalumièreoucoloré• lavable• stérilisable
Lespropriétésduverre
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Lesdifférentesqualitésdeverre
• LeVerrestandard– environ74%desilice,16%desoude,9%dechauxetdemagnésie
– coefficientdedilata3onélevé– d’oùunefaiblerésistanceauxchocsthermiques:ilneseradoncpasu3lisépourdesrécipientsdes3nésàêtrechauffés
– ilestpar3culièrementbienadaptéàdesusagesvolumétriques,notammentpourlespipeOes
Leverreestdisponibleenplusieursqualités
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• LeVerreborosilicatéstandard– composantprincipal:lasiliceSiO2(80%),oxydedeboreB2O3(13%),soude(4%).
– coefficientdedilata3onmodéré– bonnerésistanceauxhautestempératures(400°C)etauxchocsthermiques.Stérilisable
– résistancechimique:bonneauxacides(saufFH,PO4H3),maisfaibleauxbases
– adaptéàlaplupartdesusagesdelaboratoire.
Lesdifférentesqualitésdeverre
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• LeVerredemarquePyrex®ouDuran®– verreborosilicatérenforcéàparoisplusépaisses
– pluscoûteuxàl’achat
– disposed’unesoliditéetd’unerésistanceauxchocsmécaniquesetthermiquesexcep3onnelles:
• prévupourunusageintensif• c’estun«verreàfeu»
Lesdifférentesqualitésdeverre
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Lesu3lisa3onsdelaverreriedelaboratoire• Plusieursclassesdeverrerieselonl’usageauquelcelle-ciest
des3née– Laverreriediteusuelleouverreriedebaseneservantàmesurerquedesvolumesapproxima3fs
• tubesàessai,cristallisoirs,béchers,ballons,erlenmeyers,éprouveOes,flacons,capsules,verresdemontre,tubesàcentrifuger,entonnoirs…
– Laverreriedeprécisionouvolumétriquepourmesurerdesvolumesprécis
• fiolejaugée(graduée),pipeOegraduée,bureOegraduée…
– Laverreriespécialisée• verreriepourlamicrobiologie:lamesdeverre,tubesàculture,flaconsspéciauxpourcultures,boîtesdePétri.
• tubesréfrigérants,colonnesdedis3lla3on,ampoulesàdécanter,appareilsetentonnoirsdefiltra3on,fiolesàvide,dessicateurs,réacteurs
• flaconslaveurs,fiolesàfiltra3on,trompesàeau• verrerierodée(flaconsàcolsrodés,ballons,réfrigérants,colonnesàdis3ller,robinets,tubesconnecteursetadaptateurs...)
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• Tubeàessais– pourlesréac3onsfaisant
intervenirdepe3tesquan3tésderéac3fs.
– peutrecevoirunbouchonetêtrechaufféàcondi3ond’êtreenPyrex
Laverrerieusuelle(denonprécision)
Variantes• tube sous vide pour prélèvements sanguins (Vacutainer®, Terumo®, …)
portoir et pince en bois
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• Lesbéchers– largegammedecontenance(10-1000ml)de
formehauteoubasse
– pourlestockagedesolu3on,fairequelquesréac3onschimiques,fairecertainsdosages(pH-métriques)
– nepeutpasservirpourmesurerprécisémentunvolumedeliquide
– peutêtrechaufféàcondi3ond’êtreenPyrex.
Laverrerieusuelle(denonprécision)
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• Lesentonnoirs– permeOentdeverserunliquide
dansunflaconàcolétroitenévitantlespertes
– différentestailles– à3gecourteoulongue
• variantes:– l'entonnoiràsolidequipermet
d'introduireunepoudredansunefiolejaugée,parexemplelorsd'unedissolu3on
– l’entonnoirBüchner• entonnoiràplaquefiltranteetprise
devide• parfoisenporcelaine• u3lisédanslesmontagesdefiltra3on
Laverrerieusuelle(denonprécision)
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• L’erlenmeyer(«erlen»)– dunomduchimisteallemandqui
l’inventaen1861(EmilErlenmeyer)– baseconiqueetcolcylindrique
àcolétroit,large,simpleourodé
– généralementgraduépourindiquerapproxima3vementlevolumedeliquidequ'ilcon3ent
– sesfonc3onssontsimilairesàcellesdubécher,maissaformeévitelesprojec3ons
– ilpeutrecevoirunbouchon(liègeourodé)etêtrechaufféàcondi3ond’êtreenPyrex.
Laverrerieusuelle(denonprécision)
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• unevariantedel’erlenmeyer:– lafioleàfiltrersousvidequipossèdeune
ouverturelatérale– elleestdes3néeàêtrereliéeparuntuyau
épaisàunetrompeàeauchargéed'ycréerunvidepar3el
• exempled’u3lisa3on:– lafiltra3onsousvidesurBüchner
Laverrerieusuelle(denonprécision)
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• Lesballons– àfondrond(support«valet»),àfond
plat,àcolrodé,piriforme,bi-col,tri-colpourmontagescomplexes
– Leballonestu3lisélorsqu’ilestnécessairedefairechaufferunmilieuréac3onnel(leballonestalorsplacédansunchauffeballonélectrique)
– lecolpeutêtrerodéounon
Laverrerieusuelle(denonprécision)
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Laverrerieusuelle(denonprécision)
• Ampouleàdécanter– u3liséedanslesextrac3onsparsolvant
pourséparerdeuxliquidesnonmisciblespardécanta3on
-lesliquidesseséparentselonleurdensité: le moins dense constitue la phase supérieure le plus dense forme la phase inférieure
-ilyadeuxphases:l'une est en général aqueuse (d = 1,00) l'autre organique. Exemples :
éther diéthylique d = 0,71 chloroforme d = 1,48
Exemple de montage
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• Lecristallisoir– récipientenverreépaispourstocker
uneimportantequan3tédeliquide
– ilnedoitpasêtrechauffé
– u3lisépourlesexpériencesnécessitantunegrandequan3téd’eau,ouencorepourlesbainsdeglace
Laverrerieusuelle(denonprécision)
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• Lesverresàpied– pasdefonc3onbiendéfinie.Ilpeutêtreu3lisépourrécupérerdesliquides,oucommepoubelle
– ilpeutêtregradué,maisgradua3onstrèsindica3ves
– ilnedoitpasêtrechauffé.
Laverrerieusuelle(denonprécision)
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• Labonbonneàeau– formetonnelet– avecrobinetetcouvercleenverre
– capacité:engénéral10l– cons3tueuneréserveen
• eaudéminéralisée• eaudis3llée
Laverrerieusuelle(denonprécision)
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• LapipeOePasteur– pourlamicrobiologie– verreordinaire,ouverteoufermée
(cotonnée,stérilisée)– modedefabrica3on
Laverrerieusuelle(denonprécision)
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à1traitou2traits
Laverreriedeprécisionouvolumétrique
Éprouvette graduée
3-Pourlirelevolumesurunegradua3onouuntraitdejauge,l’œildoitêtrealignésurlebasduménisqueduliquide
2-Laverreriejaugée(etgraduée)nedoitpasêtrechauffée.
1-Tolérancesurlevolumeindiqué:classeA<0,2%.classeB:<0,5%
Précisions:
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Laverreriedeprécisionouvolumétrique• ÉprouveOegraduée
– récipientpourmesurerlevolumed’unliquideavecuneprécisionmoyenne(environ0,5ml)
– capacitésvariées(10à1000ml)
• BureOegraduée(deMohr)– permetdeverserunvolumeprécisde
solu3on(capacité5à50ml,gradua3onsau1/10ml)
– avecentonnoirintégréetrobinetàclefdémontable
– outubeencaoutchoucetpincesdeMohroudeHoffmann
– u3liséedanslesdosagesvolumétriquesetpH-métriques(3trimétrie)
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• Lafiolejaugée– récipientdes3néàcontenirunvolumeprécisde
liquide(10à1000–3000ml)– bouchonenverrerodéouencaoutchouc– lacapacitéestdéfinieparlevolumed'eau,à
20°C,expriméenml,contenudanslafiolequandelleestrempliejusqu'autraitdejauge
– pourlaprépara3ondesolu3onsdeconcentra3onsdonnées: -pardissolu3on, -pardilu3on
Laverreriedeprécisionouvolumétrique
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• LespipeOes– lepipetageconsisteàpréleverune
quan3tétrèsprécised'unliquided'untubeetàletransférerdansunautretube.
– nombreuxmodèlesenverre• PipeOestandardavecousansréservoir• PipeOeàtraitsdejauge• PipeOedeThoma:pourdilu3ondusang
– précau3onsàprendre• nepaschauffer
(pipeteràtempératureambiante)
• u3liserunportoir• assurerlamaintenance
Laverreriedeprécisionouvolumétrique
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– LespipeOes:nombreuxmodèlesmécaniquesLaverreriedeprécisionouvolumétrique
à volume fixe. à volume variable. multicanaux.
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• Lepipetageàlabouche– strictementinterditdansleslaboratoires,
quelquesoitleliquide– risqued'avalerunliquideinfec3eux,toxique
oucorrosif– u3liserunpipeteur(«propipeOe»)quise
placeàl'extrémitédelapipeOe
Laverreriedeprécisionouvolumétrique
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• Lesdessicateurs– cuvecirculaireenverreépaissurmontée
d'uncouvercleetmunied’undisqueperforéenporcelaine
– liaisonentrelesdeuxpar3esparunrodageenverre
– peuventêtreéquipésd'uneprisedevideavecrobinet
– serventàéliminerl’humiditéd’unesubstanceouàlaprotégercontrel’humidité
– lasubstanceàprotégerestplacéedirectementounonsurledisqueperforé
– naturedudessicant:geldesilicedéshydraté,acidesulfuriqueH2SO4,anhydridephosphoriqueP2O5
Laverreriespécialisée
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• Laverreriepourlamicrobiologie– lamesdeverrepourétalementetexamenmicroscopique.
– tubesetflaconsspéciauxpourcultures
– boîtesdePétri
Laverreriespécialisée
Portoir à lames
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• Lesréfrigérants– Disposi3fàdoubleenveloppequicoiffe
unballondanslequelunmélangeestportéàébulli3on.Ilcomporte:
• uneenveloppeexternedanslaquellecirculeunfluxd’eaufroide
• uneenveloppeinterneoùcheminentlesvapeursqui,aucontactdufroid,secondensentetretombentdansleballon
– Plusieursmodèles:• àparoisdroites(Liebig)• àboules(Allihn)• àserpen3n(Graham)• àpointes,sansdoubleenveloppe(Vigreux)
Laverreriespécialisée
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• Applica3onsdesréfrigérants
– Ladis3lla3onàreflux(synthèseorganique)
• permetdechauffertoutenévitantlespertesparévapora;on,etdemaintenirlemilieuréac;onnelàlatempératureconstanted'ébulli;ondusolvant
• lesvapeurssontcondenséesdansleréfrigérantetretournentàl'étatliquidedansleballon
• lesréac;fsetlesproduitsrestentdanslemilieuréac;onnel,perme@antàlaréac;ondefinir.
Laverreriespécialisée
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• Applica3onsdesréfrigérants– Ladis3lla3onfrac3onnée
• Lemélangeàdis;llerestplacédansunballonsurmontéd’unecolonneàdis;ller(Vigreux)
• Lemélangeestportéàébulli;on.Lesvapeursdesdifférentesespèceschimiquesmontentdanslacolonneàdis;ller
• Différentspaliersdedis;lla;ons’établissentlelongdelacolonne
• Lesvapeurssontcondenséesdansleréfrigérantdroit.L’espècechimiqueextraiteenpremierestl’espècelaplusvola;le,celledontlatempératured’ébulli;onestlaplusfaible
Laverreriespécialisée
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• Evolu3ondeslaboratoiresdepuis1970-1990– Avènementdel’usageunique
• Lesplas3questendentdeplusenplusàremplacerleverreordinaire.Lespluscourammentemployéssontlepolyéthylèneoulepolypropylène.
– Profondeévolu3ondestechnologies• Automa3sa3ondespostesdetravail
– Répercussionsurl’organisa3onetlalogis3quedeslaboratoires
• Moinsdevaisselleàfaire,moinsdepersonnelagentsdeservice• Moinsd’équipements:lave-vaisselle,lave-pipeOes,étuves,armoiresdestockage,réservesdeverrerie
– Maisilestundomaineoùleverrerestecependantirremplaçable!
Histoireduverre