เครื่องแก้วในห้องปฏิบัติการมีกี่ประเภทกัน?

เครื่องแก้ววิทยาศาสตร์ถือเป็นอุปกรณ์พื้นฐานที่มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในการขับเคลื่อนงานวิจัยและนวัตกรรม ไม่ว่าจะเป็นการวัดปริมาตร การบรรจุสาร หรือการอำนวยความสะดวกในกระบวนการทดลองที่ซับซ้อน การมีความรู้ความเข้าใจในประเภทและคุณสมบัติเฉพาะของเครื่องแก้วแต่ละชนิด จะช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถเลือกใช้เครื่องมือได้อย่างถูกต้อง แม่นยำ และมีประสิทธิภาพสูงสุด

บทความนี้จะพาไปทำความเข้าใจ การแบ่งประเภทของเครื่องแก้ววิทยาศาสตร์ตามลักษณะการใช้งาน พร้อมอธิบายเครื่องแก้ววัดปริมาตรที่ใช้กันทั่วไป รวมถึงหลักการเลือกใช้งานให้เหมาะสม เพื่อช่วยลดความคลาดเคลื่อนและเพิ่มความแม่นยำในงานทดลอง

เริ่มต้นจากการทำความเข้าใจการแบ่งประเภทของเครื่องแก้ววิทยาศาสตร์ ซึ่งสามารถจำแนกได้ตามวัตถุประสงค์การใช้งาน
โดยหลักๆ จะแบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม ได้แก่ เครื่องแก้วสำหรับใช้งานทั่วไป (General Glassware) และ เครื่องแก้ววัดปริมาตรของเหลว (Volumetric Glassware)

1. เครื่องแก้วที่ใช้ในงานทั่วไป (General Glassware)

เครื่องแก้วในกลุ่มนี้ใช้สำหรับงานพื้นฐานในห้องปฏิบัติการ เช่น การบรรจุสารเคมี การให้ความร้อน การต้ม หรือการละลายสาร และบางชนิดอาจใช้ในการวัดปริมาตรของของเหลวที่บรรจุอยู่แต่เป็นการวัดแบบหยาบ หรือเพียงคร่าวๆเท่านั้น เช่น

• บีกเกอร์ (Beakers)
• ขวดรูปชมพู่ (Erlenmeyer flasks)
• ขวดก้นกลม (Boiling flasks, Round bottom)
• ขวดก้นแบน (Boiling flasks, Flat bottom)
  
  

2. เครื่องแก้ววัดปริมาตรของเหลว (Volumetric Glassware)

เครื่องแก้วในกลุ่มนี้ถูกออกแบบมาเพื่อใช้วัดปริมาตรของของเหลวที่ต้องการความแม่นยำสูง โดยมักเลือกใช้ในงานที่ต้องคำนึงถึงความเที่ยงตรงของผลการวัดเป็นสำคัญ เช่น งานวิเคราะห์หรือการเตรียมสารละลาย

• มีขีดกำหนดปริมาตร (graduation marks) หรือ ข้อความกำหนดระบุปริมาตรที่วัดได้ที่แน่นอน
• มีการกำหนดค่าความคลาดเคลื่อนสูงสุดในการวัดที่ยอมรับได้ (Tolerance limit)

เครื่องแก้วที่ถูกจัดว่าเป็นเครื่องแก้ววัดปริมาตร (Volumetric Glassware) ที่เรารู้จักกันดีนั้น ได้แก่

• กระบอกตวง (Measuring Cylinders)
• ขวดวัดปริมาตร (Volumetric Flasks)
• ขวดวัดความถ่วงจำเพาะ (Specific Gravity Bottle)
• บิวเรตต์ (Burettes)
• ปิเปตต์ (Pipettes)
• ปิเปตต์วัดปริมาตร (Volumetric Pipette หรือ Transfer Pipette)
• ไมโครปิเปตต์ (Micropipette)
• ปิเปตต์ชนิดมีขีดย่อยแบ่งปริมาตร (Measuring Pipette หรือ Graduated Pipette)
  แบ่งย่อยได้อีก 2 ชนิด คือ
  • ปิเปตต์ ชนิด ปล่อยถึงขีดสุดท้าย (Mohr Type)
  • ปิเปตต์ ชนิด ปล่อยหมด (Serological)
    
    

การกำหนดคุณลักษณะของเครื่องแก้ววัดปริมาตร (Volumetric Glassware)

แบ่งโดยระดับชั้นคุณภาพ (Class A / Class B)

เครื่องแก้ววัดปริมาตร (Volumetric Glassware) สามารถแบ่งได้ตามระดับชั้นคุณภาพ (Class) ได้ 2 ระดับชั้นคุณภาพตามความแม่นยำ (accuracy) คือ Class A และ Class B ซึ่งถูกกำหนดด้วย ค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ (Tolerance)

• Class A : ใช้สัญลักษณ์ A เป็นเครื่องแก้วที่มีความแม่นยำสูง มีค่าความคลาดเคลื่อนของปริมาตร (Tolerance) ต่ำ เหมาะสำหรับงานทดสอบ งานวิเคราะห์ที่ต้องการความแม่นสูง
• Class B : ใช้สัญลักษณ์ B เป็นเครื่องแก้วที่มีความแม่นยำต่ำกว่า Class A มีค่าความคลาดเคลื่อนของปริมาตร (Tolerance) เป็น 2 เท่าของเครื่องแก้ว Class A
  จากตารางข้างต้น เป็นตารางเปรียบเทียบค่าความคลาดเคลื่อน (Tolerance) ของ 7101- Volumetric Pipettes, Class A as per ASTM และ 7103-Volumetric Pipettes, Class B as per ASTM
  
  จะเห็นได้ว่า ปิเปตต์ (Pipettes) ที่มีความจุมาก (High Capacity) จะมีค่าความคลาดเคลื่อนมากกว่าปิเปตต์ ที่มีความจุน้อย (Low Capacity)
  และปิเปตต์ Class A จะมีค่าความคลาดเคลื่อนต่ำกว่าเป็น 2 เท่าของปิเปตต์ Class B
  
  แสดงให้เห็นว่า ค่าความคลาดเคลื่อนขึ้นอยู่กับความจุของปริมาตรและระดับชั้นคุณภาพของปิเปตต์ (Pipettes)
  ดังนั้น ปิเปตต์ Class A จึงมีความแม่นยำมากกว่า Class B เมื่อเทียบที่มาตรฐานเดียวกัน
  
  
  • ค่าความคลาดเคลื่อนของปริมาตร (Tolerance) คือค่าอะไร ?
    เรามาย้อนทำความเข้าใจก่อนว่า การวัดนั้นเป็นการบอกถึงคุณสมบัติของสิ่งที่เราต้องการจะรู้ ในการวัดมักมีความไม่แน่นอนเกิดขึ้นเสมอ แล้วเราจะรู้ได้อย่างไรว่า เครื่องแก้วที่เราใช้วัดปริมาตรสารต่างๆ นั้น มีความน่าเชื่อถือ และบอกค่าตรงตามความจริงที่เราอยากจะรู้ได้แค่ไหน เราจึงต้องมีการกำหนดค่าความคลาดเคลื่อนสูงสุดที่สามารถยอมรับได้ (Tolerance limit)
    
    จากภาพ กระบอกตวง (Cylinder) ขนาดปริมาตร 250 ml บรรจุสารละลาย 240 ml มีค่า Tolerance แสดงบนเครื่องแก้ว ±1.0 นั้น
    หมายความว่า มีค่าความคลาดเคลื่อนที่สามารถยอมรับได้อยู่ในช่วง 239-241 ml แต่อย่างไรก็ตาม เครื่องแก้วแต่ละประเภทมีค่าของความคลาดเคลื่อนที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับการเลือกใช้เครื่องแก้วให้เหมาะสมกับงานหรือการทดลองของท่านเอง
    
    ตัวอย่างเช่น
    หากเราต้องการตวงน้ำกลั่น 50 ml โดยเลือกใช้กระบอกตวง (Cylinder) 50 ml ที่มีค่า Tolerance ±1.0 กับปิเปตต์วัดปริมาตร (Volumetric pipette) ขนาด 50 ml ที่มีค่า Tolerance ±0.05
    
    โดยในกรณีนี้ หากการทดสอบมีความจำเป็นต้องใช้ความแม่นยำสูง ก็ควรเลือกใช้เป็น Volumetric Pipette
    เพราะมีค่า Tolerance ที่ต่ำ จึงมีความแม่นยำสูงกว่า แต่หากเป็นการทดลองทั่วๆไป ที่ไม่ได้ต้องการความแม่นยำสูง ก็สามารถที่จะเลือกใช้เป็น กระบอกตวง แทนได้​

แบ่งตามวิธีการสอบเทียบ

สามารถแบ่งได้ 2 ชนิด ได้แก่

• เครื่องแก้วสำหรับบรรจุ (To Contain)
  ใช้ตัวย่อ TC หรือ C หรือ In เช่น ขวดวัดปริมาตร (Volumetric Flask), ขวดวัดความถ่วงจำเพาะ (Specific Gravity Bottle) เครื่องแก้วชนิดนี้เมื่อใส่ของเหลวเข้าไปจะได้ปริมาตรตามที่ระบุ
  
  

• เครื่องแก้วสำหรับถ่ายเท (To Deliver)
  ใช้ตัวย่อ TD หรือ D หรือ Ex เช่น ปิเปตต์ (Pipette), บิวเรตต์ (Burette), กระบอกตวง (Cylinder) เครื่องแก้วชนิดนี้เมื่อใส่ของเหลวเข้าไปจะไม่รู้ปริมาตรที่แน่นอน แต่เมื่อถ่ายออกมาปริมาตรที่ถ่ายออกมาจะได้ปริมาตรตามที่ระบุ
  
  

เครื่องแก้วบางประเภทมีทั้งชนิด To contain และ To deliver เช่น กระบอกตวง (Cylinder) ขวดวัดปริมาตร (Volumetric Flask) หรือเครื่องแก้วบางชิ้น ผู้ผลิตออกแบบให้ใช้งานได้ทั้งชนิด To contain และTo deliver ดังนั้นผู้ใช้งานต้องสังเกตดูให้แน่ใจก่อนนำไปใช้หากเราเลือกใช้เครื่องแก้วให้เหมาะสมกับหลักการใช้งาน