Merhaba!

1600'lerde kömürün odundan daha çok ısı verdiği ve cam üretiminde yakıt olarak kullanılmasının daha çok işe yarayacağı anlaşıldı. Cam işçiliği yapan herkes cam sanatında ustaydı. 19. yy'da cam üretimindeki mekanikleşmeyle, pencere camı boyutları büyüdü. 19. yy sonlarında camın ancak kimyasında gelişme kaydedildi. Alman bilim adamları bu dönemde optik aletler için yeni camlar geliştirmeye çalışıyorlardı. 20. yüzyılın ilk yarısına cam üretimindeki ve kullanım alanındaki gelişmeler nedeniyle 'Cilalı Cam Devri' denilebilir
1903'te Michael Owens ilk cam üretim makinasını icat etti. Bugün, cam iplik haline bile getirilebiliyor. Bir cam iplikçiği bir insan saçının 1/15'i kadar inceltilebilir. Bu da yarım kilo camla ekvatoru çevreleyebilmek anl***** gelir.

Camın Yapısı

Birçok sayıdaki kimyasal madde (boraks, soda gibi) sıvı camda, camın sertleşmesi gibi çeşitli özelliklerin cama katılması için kullanılır. Belli bir karakterdeki camın oluşumu camın soğutulma hızına bağlıdır ve atomlar arası ya da atom grupları arasındaki karışık bağ yapılarına (Kovalent ve iyonik bağlar) ihtiyaç duyar. Bireysel atomlar Ôkristal kafes' diye bilinen düzenli 3 boyutlu diziler meydana getirdiğinde, kristaller oluşur. Fakat cam, sıvı haldeyken soğumaya başladığında, rastgele bir ağ oluşturur. Camın oluşumunda yer alan asıl parçalara, bu durumda ağ oluşturucuları diyebiliriz. İyonlar bu ağın bazı bölgelerine sızarak, ağ yapısını yeniden düzenlerler ve böylece camın iyonlara bağlı olan özellikleri ortaya çıkar. İyonlara ağ düzenleyicileri denmesinin sebebi budur. Camın kimyasal dayanıklılığı, diğer bilinen malzemelerden çok daha fazla ve geniş bir yelpazededir. Ayrıca mekanik dayanıklığını da kurşun geçirmez camların varlığı kanıtlar. Kurşun geçirmez camların yapısında polikarbonat vardır ve camın bir santimetre kalınlıkta olması kurşun geçirmemesi için yeterlidir.

Cam Türleri

Camlar kimyasal içerikleri bakımından çeşitlilik gösterirler. Camın bileşiminde periyotik tablodaki birçok element bulunabilir; fakat, ticari olarak üretilen çok çeşitteki camlar üç ana gruba ayrılırlar: soda-kireç, kurşun ve borosilikat camı.
Soda-kireç camı fiziksel ve kimyasal özelliği bakımından görünür optik ve uygulamaları için çok uygundur. Ayrıca, soda, camın işlenme sıcaklığını düşürdüğü için, maliyeti de azaltır. Sodasız cam saf camdır, saf malzemelerin işlenme sıcaklıkları yüksek olur. O dönemde cam elde etmek için yeterli ateşi yeterli sıcaklığa çıkarmak için odun ya da kömür yeterli değildi. Yani soda olmasa idi camın keşfi bin ya da iki bin yıl ertelenebilirdi.

Anadolu'da sodalı camın kullanılması çok eskilere dayanır. Sümer tabletlerinde sodaya naga deniyordu. İlk dönemlerde, soda elde etmek için, soda oranı çok olan uhulu ağacının (Akad dilinde aban u hu li diye geçer) küllerinden ya da Van gölünün sodalı suyundan yararlanılıyordu. Renksiz türleri görünür ışığı çok iyi geçirdiği için pencere camlarında Romalılar'dan beri kullanılırlar. Pencere camları ilk olarak, merkezkaç etkisi yaratılarak döndürülerek yapılıyordu. Daha sonra üfleme tekniğinin keşfi ile cam, şişirilerek silindir haline getirildikten sonra, silindirin yan yüzeyi kesilerek elde edilen pek de düzgün olmayan pencere camı, diğer tekniğin sağladığı boyutlardan daha büyük oluyordu. Flotal cam dediğimiz cam da sıvı kalay yüzeyinde yüzdürülerek elde ediliyor. Flotal cam tüm diğer camlardan çok daha düzgün bir yüzeye sahiptir.

Soda-kireç camının başlıca dezavantajı yüksek ısıl genleşme özelliğine sahip olmasıdır; yani ısıtılınca yapısal olarak genişlerler. Silika ısıtılınca fazla genişlemez; fakat sodanın eklenmesi genleşme özelliğini dramatik bir biçimde artırır; genel olarak, soda ne kadar fazlaysa, sıcaklık değişimlerine karşı camın direnci de o kadar düşüktür. Soğuk günlerde ince belli çay bardağınıza sıcak çay doldururken cam üzerinde ısıl şok yarattığınız için bardağınız çatlayabilir.

Kalsiyum oksit yerine kurşun oksit ve sodyum oksitin yerine potasyum oksit kullanılması, kurşun camı olarak bilinen cam türünü oluşturur. % 24 PbO içeren camlar, kristal cam diye bilinen cam türünün içinde yer alırlar. Kurşun camı göreceli yumuşak yapısı nedeniyle işlenebilir ve yüksek kırılma indisine sahiptir. Daha fazla kurşun oksit içeren camlar (%65) radyasyon perdeleme camları olarak kullanılabilirler, çünkü kurşunun, bilindiği gibi gama ışınlarını ve değişik formdaki zararlı radyasyonu emebilme yeteneği vardır.
Borosilikat camı % 70-80 silika ve %7-13 bor oksitten ve az miktarda alkali (sodyum ve potasyum oksit) ve alüminyum oksitten meydana gelir. Borosilikat camı düşük alkali içeriği ve kimyasal ve ısı şoku dayanıklılığı ile karakterize edilir; bu yüzden, Pyrex diye bildiği cam mutfak malzemelerinde kullanılır.

Borosilikat camı suya, asitlere, tuz çözeltilerine, organik maddelere ve halojenlere (klor ve brom) yüksek düzeyde dayanıklılık gösterir. Göreceli olarak alkali çözeltilerine karşı da dayanıklıdır. Sadece hidroflorik asit, yoğun fosforik asit ve güçlü alkalin çözeltileri, yüksek sıcaklıklarda kabın yüzeyinde bozulmaya yol açarlar.

Beherler ve dar boyunlu laboratuvar şişeleri kimyasal maddelere, ani sıcaklık değişimlerine ve mekanik şoklara karşı dayanıklı olmalıdır. Ek olarak, şeffaflık, kolayca yumuşama ve şekil verme gibi camın sıradan özeliklerine sahip olmalıdır. Belki de en önemlisi, cam laboratuvar malzemesinin üretimi ucuza gelmelidir.

Kimya sanayisinin ve sanatının gelişimi açısından damıtma işlemi çok önemli yer tutar. Ateşe dayanıklı kaplarda yapılan kaynatma işleminde, kapak kısmında sıvı damlaların yoğunlaştığı gözleniyordu. Buradan esinlenerek damıtma balonu ve imbik geliştirildi. M.S. 4. yy'da Synesius ve özellikle de Zosimos, iki ayrı kaptan oluşmuş damıtma aygıtları kullandılar: damıtma kabı ve külah kısmı. Bu ikisinden daha sonra boynuzlu imbik (retorte) geliştirildi.

Kolay uçucu maddelerin damıtılmasında, buharın soğutulması gerektiği anlaşılmıştı, yoksa buhar yoğunlaşmadan sistemden uzaklaşıp gidiyordu. Zamanla hâlâ laboratuvarlarda kullanılan su soğutmalı damıtıcılar geliştirilmiştir.

Damıtma ya da süblimleştirme için kullanılan ilk kaplar topraktan yapılmıştı. Ancak 13. yy'dan sonra, gelişmiş cam kaplar yaygınlaştı. Toprak kaplar kolayca gözenekli duruma geliyordu. Oysa cam kaplar dayanıklıydı. Ayrıca metal kaplar da kullanılıyordu ancak bunların çeşitli biçimlerde kirlenme ve zehirlenmelere yol açtığı bilinmiyordu. Aynı amaçla tahta kaplar da kullanılıyordu ve bunların içine konan sıvılar, kızdırılmış metal çubukların daldırılması ile ısıtılıyordu.

Cam Laboratuvar Malzemeleri

Üretilen cam laboratuvar malzemelerine baktığımızda, genel amaçlı kullanılanların dışında, hacim ölçmek, filtrasyon, mikrobiyoloji deneylerinde kullanılanlar ve bunların aksesuarlarını görebiliriz.

Genel kullanım için beherler, erlenler, balonlar ve kaplar, tüpler, karıştırıcılar ve termometreler her türlü laboratuvarda ilk gözümüze çarpanlardır. Hacim ölçümünde kullanılanlar arasında en sık rastlanılan cam malzemeler de, mezürler, pipetler, büretler ve balon jojedir. Filtrasyonda, huniler, piset ve nuçe erleni kullanılmaktadır. Mikrobiyolojide ise ilk önce santrifüj tüpü ve balonu ve petri kaplarını görürüz. Tüm bunlara ek olarak laboratuvarlarda, çok boyunlu adaptörler, musluklar, hortum bağlantılı cam borular, sıçrama başlıkları ve buhar jeneratörü bulunur. Aslında laboratuvarda hangi deneyler yürütülüyorsa, o deney için gerekli tüm ve özel malzemelerin bulunması gerekir. laboratuvardaki malzemelerin zenginliği biraz da laboratuvar için ne kadar ödenek ayrıldığına ve yürütülen araştırmaların özgünlüğüne bağlıdır.

Balonlar kullanım amaçlarına ve çalışılan miktarlara bağlı olarak çeşitli yapı ve büyüklükte olurlar. Uzun boyunlu ve dar ağızlı olanlar buhar basıncı yüksek maddelerle, kısa boyunlu ve geniş ağızlı olanlar düşük buhar basıncına sahip ve katı maddelerle çalışmalarda elverişlidirler. Düz altlı olan balonlar toplama kabı olarak, yuvarlak altlı olanlar daha dayanıklı olmaları nedeniyle basınç ve sıcaklık değişmelerinin söz konusu olduğu durumlarda, konik olanlar (armut biçimli balonlar) alçak basınçta çalışıldığında kullanılır.
Balonların ağız ve boyun sayısı birden fazla olabilir. Özellikle karıştırma, ekleme ve gaz geçirme gibi işlerin aynı anda yapılması gerektiği durumlarda iki ya da çok boyunlu balonlara gerek duyulur.

Beherler çeşitli büyüklüklerde olabilirler. Genel laboratuvar işlemlerinde ve yoğunlaştırma işlemlerinde kullanılır. Erlenler ise, reaksiyon kabı olarak, çözelti hazırlamada, kristalizasyonda ve bunun gibi laboratuvar işlemlerinde kullanılırlar.

Soğutucular, maddeleri gaz fazından sıvı fazına döndürmek için kullanılır. İçiçe iki borudan meydana gelmiş olup dıştaki borudan su geçer. İçteki boruda madde yoğunlaşarak toplama kabına veya reaksiyon kabına döner. Soğutucularda su girişi genellikle alttan olur. Soğutucuların biçim ve büyüklüğü amaca göre değişir. Kaynama noktası düşük sıvılarla çalışırken uzun soğutucular, ya da soğutma yüzeyi değişik şekillerle artırılmış soğutucular kullanmak gerekir.

Huniler süzme ve ayırma işleminde kullanılırlar. Süzme için basit süzme hunileri kullanılır. Bunlarda huni etrafında içinde kaynar su ya da su buharı akımı olan borular ve ısıtma kılıfları vardır. reaksiyon ort***** madde eklenmesi gereken durumlarda taksimatlı damlatma hunileri ve ekstraksiyon işleminde veya birbiri ile karışmayan iki sıvıyı birbirinden ayırmada ayırma hunileri kullanılır.

Mezür ölçme kabıdır. Sıvıların hacmini ölçmede kullanılır. Sıvı karışımların hazırlanması amacıyla kullanılan kapaklı tipleri de vardır.

Pipetler ölçülü miktarda sıvı alma ve transfer işlemlerinde kullanılırlar. Dereceli ve transfer tipleri vardır. Transfer pipetleri ile sadece belli hacim sıvı alınabilir.
Termometreler sıcaklık ölçmede kullanılan aletlerdir. Bir termometrenin kullanılmadan önce kaynama noktası belli maddeleri kullanarak veya duyarlı bir standard termometre ile ayarlanması gerekir.

Yıkama şişeleri bir gazı bir çözeltiden geçirerek temizlemek amacıyla kullanılır. Bunun yanında bagetler çözelti karıştırmada kullanılan cam çubuklardır.
Saat camı denilen bombeli camlar reaksiyon kaplarını örtme ve süblimasyon gibi işlerde, ayrıca bazı maddeleri tartmak için kullanılır.

Genellikle bilim adamları ile özdeşleştirilen, olmazsa olmaz cam laboratuvar tüpü, çok çeşitli boyutlarda olabilir. Deney tüpleri çeşitli işlemlerde; bunun içinde bitki yetiştirmek bile olabilir. Santrifüj tüpleri mikrobiyoloji laboratuvarında santrifüj işlemlerinde kullanılır.

Cam Üretimi

Cam üretimi dünya'da sayılı cam üreticileri arasında bulunan ülkemizde çok yaygındır.. Labratuvar malzemesi için kullanılan borosilikat camı, küçük atölyeler tarafından Almanya'dan ya da İngiltere'den, hazır, değişik çaplarda borular halinde ithal edilir. Genelde Pyrex diye bilinen bu camlar, atelyelerde bu işin ustaları tarafından birleştirilerek satışa sunulur.

Paşabahçe'ye bağlı Teknikcam 1968'den bu yana sıcaklığa dayanıklı cam, laboratuvar camı ve diğer birçok cam malzeme üretmektedir. Üretim, yurt içi ihtiyacını karşılamakla birlikte, ihraç edilmektedir. Teknikcam, iki ana tür camdan, nötr borosilikat cam ve sert borosilikat camdan laboratuvar camı üretmektedir.

Nötr borosilikat camı, yüksek sıcaklığa ve kimyasal maddelere dayanıklı olması nedeniyle, genel olarak tıbbi amaçla kullanılan cam malzemelerin imal edildiği cam boru üretiminde kullanılır. Sert borosilikat camı, ısıl genleşme kat sayısı düşük olduğu için sıcaklığa dayanıklı, kimyasal maddelere dayanımı yüksek olduğu için, laboratuvar malzemeleri ve teknik ürünlerin yapımında kullanılır. Her iki tür cam da; nicel ve nitel kimyasal analizlerde, mikro analitik ve mikrobiyolojik analizlerde, sulu asidik ve alkalik ortamlarda yürütülen deneylerde kullanılan cam araçlarda ham madde olarak kullanılır. Saf cam, kuvars kumu yüksek sıcaklığa çıkarılarak elde edilir. Kuvarsın erime noktası tüm diğer camlardan daha yüksektir, bu yüzden laboratuvarlarda spektroskopik analizlerde hücreler halinde kullanılır.
Laboratuvar araçlarının ve teknik ürünlerin üretiminde cam, son şeklini vermek üzere işleme sıcaklığına kadar ısıtılmaktadır. Son şeklini alan cam malzeme, daha düşük sıcaklıklara soğuduğunda, malzeme içinde bir gerilim oluşur. Böyle bir cam malzemenin kırılma eğilimi vardır.

İç gerilimi elimine etmek için, cam malzeme iç gerilimlerin ortadan kalktığı tavlama sıcaklığına kadar ısıtıldıktan sonra, gerilim oluşamayacak bir sıcaklığa kadar kontrollü bir hızda soğutulur. Bu ısıtma ve kontrollü soğutmaya Ôtavlama' denir ve tünel fırınlarda (tavlama fırınları) yürütülür. Tavlamanın hızı cidar kalınlığına göre değişir. Gerilimi alınmış cam malzemeler gerektiğinde ısıl ya da kimyasal yolla temperlenerek dayanıklılıkları arttırılır. Temperleme yoluyla cam malzemenin içinde çekme, yüzeyinde ise basma gerilmesi oluşturulur. Yüzeyde düzgün bir kompresyon dağılımı, cam malzemenin mekanik dayanımını ve basınç dayanımını önemli derecede arttırır.

Bir sonraki adım cam laboratuvar malzeme üzerindeki işaretleme ve taksimat çizgileridir. Bu işlemler, asit ve alkaliye dayanıklı amber renkli bir boya ile gerçekleştirilir. Boya camın yüzeyine nüfuz ederek onun ayrılmaz bir parçası haline gelir.

Son olarak konik ve küresel şlifli bağlantı parçaları, standartlarda belirtilmiş olan ölçülerde imal edilir. Bütün bu uzun yolculuktan sonra, cam laboratuvar malzemesini laboratuvarda görebiliriz.

Etrafınızda bulunan kullandığımız hemen her nesnede biraz cam vardır. Yani camı kullanırız, görürüz, ya da cam yardımıyla görürüz.

http://www.darsane.com/showthread.ph...abaratuar-Cami