Volumetric Flasks คืออะไร และใช้งานอย่างไร 

เคยสงสัยมั้ยว่า ในห้องแล็บมีขวดแก้วทรงกระบอกหน้าตาแปลกๆ เต็มไปหมด ขวดเหล่านี้มีหน้าที่อะไรกันนะ ? วันนี้เราจะมาไขความลับของ “ขวดวัดปริมาตร” (Volumetric Flask) อุปกรณ์สุดสำคัญในการวัดปริมาตรของเหลวให้เป๊ะสุด ๆ ไปดูกันเลย !

Volumetric Flasks คืออะไร ?

Volumetric Flasks ขวดแก้ววัดปริมาตร หรือบ้างก็เรียกว่าขวดปรับปริมาตร เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในห้องปฏิบัติการเคมีเพื่อเตรียมสารละลายที่มีความเข้มข้นแน่นอน มีลักษณะเป็นขวดรูปทรงกลมคอแคบ ที่คอของขวดจะมีเส้นบอกระดับ ซึ่งใช้ในการวัดปริมาตรที่แน่นอนของสารละลาย

Volumetric Flasks ใช้งานอย่างไร ?

การใช้งาน Volumetric Flasks นั้นง่ายมาก เพียงแค่เติมสารละลายลงไปจนถึงขีดบอกปริมาตร (Score mark) ที่กำหนดบนคอของขวด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสายตาอยู่ในระดับเดียวกับเส้นบอกระดับ และระวังไม่ให้มีฟองอากาศ หรือของแข็งตกค้างอยู่ในของเหลว เพราะจะทำให้การวัดปริมาตรไม่แม่นยำ 

โดย Volumetric flask จะมีวัตถุประสงค์การใช้งานอยู่ 2 แบบหลักๆ คือ

• ใช้ในการเตรียมสารละลาย : เติมสารละลายหรือของเหลวลงในขวดจนถึงขีดบอกปริมาตรที่ต้องการ 

• ใช้ในการอ่านปริมาตร :  การอ่านปริมาตรของเหลวใสให้อ่านที่ส่วนโค้งล่างของผิวของเหลว (meniscus) ที่สัมผัสกับขอบบนของขีดกำหนดปริมาตร โดยสายตาของผู้อ่านต้องอยู่ระดับเดียวกับส่วนโค้งล่างของผิวของเหลว

วิธีการอ่าน และใช้งาน Volumetric Flasks แบบง่าย ๆ

มาดูกันว่าสัญลักษณ์ต่าง ๆ ที่อยู่บนเครื่องแก้วนั่นหมายถึงอะไรบ้าง

• Score mark - ขีดบอกปริมาตรสีชา
  ขีดบอกปริมาตรจะเป็นสีชา ซึ่งถูกสลักลงบนเนื้อแก้วของขวด เพื่อให้เห็นได้ชัดเจนและอ่านง่าย ช่วยให้การวัดปริมาตรมีความแม่นยำ

• Manufacturer - ระบุชื่อผู้ผลิต
  ชื่อบริษัทผู้ผลิตขวด Volumetric Flask การเลือกผู้ผลิตที่น่าเชื่อถือจะช่วยให้เรามั่นใจในคุณภาพและความแม่นยำของขวด เช่น Volumetric flask ของ Borosil

• Calibration TC, In - ประเภทเครื่องแก้ว
  ตัวย่อ In บนเครื่องแก้ววัดปริมาตรชนิดสอบเทียบสำหรับบรรจุของเหลว (To Contain)  มีอักษรย่อ TC หรือ In ใช้สำหรับการเตรียมสารละลายมาตรฐาน 

Q : แล้วนอกจากตัวย่อ In ที่อยู่บนวัดปรับปริมาตรแล้วนั้น รู้หรือไม่ว่ายังมี TC / TD หรือ Ex อยู่อีกด้วย แล้วตัวย่อที่กล่าวมาเหมือน หรือแตกต่างกันอย่างไร ?  

• : ตัวย่อบนเครื่องแก้ววัดปริมาตรในห้องปฏิบัติการ จะแบ่งตามวิธีการสอบเทียบ ออกเป็น 2 ประเภทหลัก ดังนี้ 

1. เครื่องแก้ววัดปริมาตรชนิดสอบเทียบสำหรับบรรจุของเหลว (To Contain)  มีอักษรย่อ TC หรือ In ใช้สำหรับการเตรียมสารละลายมาตรฐาน 

2. เครื่องแก้ววัดปริมาตรชนิดสอบเทียบสำหรับถ่ายของเหลว (To Deliver) มีอักษรย่อ TD  ใช้สำหรับการตวงหรือถ่ายของเหลว

• Temperature - ระบุอุณหภูมิในการ Calibrate
  อุณหภูมิที่ใช้ในการ Calibrate ขวด Volumetric Flask จะถูกระบุไว้ โดยปกติจะอยู่ที่ 20°C เพื่อให้การวัดมีความแม่นยำ

• Standards - ระบบมาตรฐานการตรวจวัดแบบ ASTM
  การเลือกขวด Volumetric Flask ที่ผ่านมาตรฐาน ASTM นั้น มีความสำคัญอย่างมากสำหรับการใช้งานในห้องปฏิบัติการที่ต้องการความแม่นยำสูง เช่น การวิเคราะห์ทางเคมี 

• Stopper size - ระบุขนาดของจุกปิด
  จุกปิดขวด Volumetric Flask มีหน้าที่สำคัญในการป้องกันการรั่วซึมของของเหลวออกจากขวด ขนาดของจุกปิดจะต้อง พอดีกับปากขวด เพื่อให้มั่นใจได้ว่าขวดปิดสนิท ผู้ใช้งานสามารถดูขนาดจุกปิดได้จาก ตัวเลขที่ระบุบนขวด

• Nominal Capacity - ระบุปริมาตรของขวด
  ปริมาตรบรรจุของขวด Volumetric Flask จะระบุ ปริมาตรสูงสุดของของเหลว ที่ขวดสามารถบรรจุได้ ปริมาตรนี้จะ ระบุชัดเจนบนตัวขวด โดยหน่วยมิลลิลิตร (mL)

• Tolerance - ระบุค่าความคลาดเคลื่อนสูงสุดในการวัดที่ยอมรับได้
  Tolerance คือช่วงค่าเบี่ยงเบนในการวัด โดยประเภทของเครื่องแก้วถูกแบ่งออกเป็น Class A และ Class B ซึ่งขวด Class A จะมีค่าความคลาดเคลื่อนน้อยกว่า Class B จึงทำให้การวัดมีความแม่นยำสูงกว่านั่นเอง

• Class Certified - ระดับคุณภาพเครื่องแก้ว
  เครื่องแก้ววัดปริมาตร จะแบ่งตามระดับชั้นคุณภาพ (Class) ได้ 2 ระดับตามความแม่นยำ (accuracy) คือ Class A และ Class B ซึ่งถูกกำหนดด้วย ค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ (tolerance)

โดย Volumetric flask ของ Borosil นั้น ทำจากแก้ว Borosilicate 3.3 Type I Class A เนื้อแก้วหนา ใส เรียบเนียน มีความแข็งแรงทนทาน ทนทานต่อความร้อนและการกัดกร่อนของสารเคมี ขีดวัดปริมาตร Scoring mark ถูกสลักลงบนเนื้อแก้วโดยใช้ระบบคอมพิวเตอร์เล็งแสงเลเซอร์กำหนดขีดปริมาตร และใช้เพชรตัดวนเป็นวงรอบ ปราศจากปัญหาขีดวัดปริมาตรเลือนหายหรือหลุดออก

Tips ! : เครื่องแก้วจากแบรนด์ Borosill นั่นระบุว่าทำจากแก้ว Borosilicate 3.3 Type I Class A แล้วเคยสงสัยมั้ยว่า “Type I” คืออะไร เอเพกซ์จะบอกให้.. 

ทั่วไปสามารถแบ่งประเภทเครื่องแก้ว (Type of glass) ได้จากวัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตแก้ว โดยแบ่งออกเป็น 3 ประเภทหลัก ๆ ได้แก่

1. Quartz : เครื่องแก้วที่ผลิตจากควอตซ์ (SiO2) ที่มีความแข็งแรง และทนความร้อนได้ถึง 1,000°C แต่มีราคาแพง
2. Type I คือ เครื่องแก้วที่ผลิตมาจาก Borosilicate SiO2 / B2O3 / Al2O3 มีคุณสมบัติที่แข็งแรง แตกยาก และทนความร้อนได้สูงถึง 500°C
3. Type II : เครื่องแก้วที่ผลิตมากจาก Soda Lime SiO2 / Na2O ซึ่งทนความร้อนได้น้อยกว่า Type I นั่นเอง

ข้อควรรู้ : การใช้งาน Volumetric Flasks อย่างง่ายๆ

ก่อนใช้งาน 

ตรวจสอบสภาพขวดก่อนใช้งาน : ตรวจดูว่าขวดปริมาตรไม่มีรอยร้าวหรือสิ่งสกปรกใดๆ รอยร้าวหรือสิ่งสกปรกอาจส่งผลต่อความถูกต้องของการวัด

หลังใช้งาน

การล้างขวด : ล้างขวดปริมาตรด้วยน้ำกลั่น และทำให้แห้งสนิทก่อนใช้งานเสมอ โดยจะช่วยขจัดสิ่งสกปรก และสารเคมีตกค้างที่อาจส่งผลต่อความเข้มข้นของสารละลาย หรือสามารถใช้อะซิโตนในการกลั้วล้าง และรอให้แห้งก็ได้

แต่ข้อควรระวังคือ ห้ามใช้แปรงในการล้างขวดวัดปริมาตร เพราะจะทำให้การวัดปริมาตรมีความคาดเคลื่อน