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シュレンクフラスコ(Schlenk flask)

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微量の酸素や水などに対して不安定な化合物を取り扱うために使われるフラスコを指し、単にシュレンク、シュレンク管とも呼ばれている。

 

シュレンクフラスコとは

シュレンクフラスコは、ドイツの化学者ヴィルヘルム・ヨハン・シュレンク(Wilhelm Johann Schlenk)によって考案されたためシュレンクフラスコと呼ばれている。シュレンクが考案したのは独特の形状をしているシュレンクコックであり、狭義のシュレンクフラスコは、シュレンクコックが接続されているフラスコのみを指すと言える。

シュレンクコック付きのシュレンクフラスコ。三方コックなので一方は、コックからの延長線上に、もう一方はコックの取っ手の下にホースを接続できる。

ただしテフロンコックを接続したフラスコもシュレンクフラスコとして広く呼ばれていて、シュレンクコックと同様に空気に不安定な物質を使えるので広義にはシュレンクフラスコといえる。

テフロンコック付きのシュレンクフラスコ。黒い部分を回すと閉めたり開いたり取り外したりできる。緑色のラインの上の茶色いのがOリングで、ガラスと密着しているかどうか見える。

またフラスコ販売サイトによっては、通常の三方コックが接続したフラスコもシュレンクフラスコと謳って販売している場合があるが、シュレンクフラスコとは言えないと筆者は思う。

三方コックが接続されたフラスコの一例。

シュレンクコックの仕組み

通常のT字型三方コックでフラスコ内を窒素置換する場合、三方コックにポンプと窒素ガスラインを接続しパージと真空排気を交互に行うが、コック内T字の各流路から逸れたところは、ガスが滞留しやすい。もちろん、空間的にはつながっているが、窒素置換の効率を悪くしている。また、コックの方向を間違えると三方全てが接続してしまう。

三方コックの問題点(引用:スギヤマゲンシュレンクチューブ・テクニック

一方、シュレンクコックの場合には二つの独立した流路がコック内に設けられていて三方が接続することもないしガスが滞留するようなくぼみもない。そのため効率よくガス置換を行うことができる。

シュレンクコックのガスの流れ方(引用:スギヤマゲンシュレンクチューブ・テクニック

テフロンコックの仕組み

テフロンコックは、栓の先端がガラスのくぼんだ部分と密着することで閉まる。空いている状態でも、上部にある二つのOリングが内部の気密を保っているため外が空気が入り込んでくることはない。ガラスのコックとは異なり閉まっていてもコック内部に閉じ込められる部分がなくグリスもいらないので、液体が通ることにも多用されている。有名なテフロンコックはGPE Scientific社のJ.Youngコックで各フラスコメーカーはコック部分をメーカーから購入して自社のコックに接続して販売しているようである。栓の素材はテフロンだけでなくガラスもあり、Oリングもいくつかの種類があり、扱う化合物によって使い分ける必要がある。

テフロンコックの仕組み。フラスコの形は変わってもこのコックの構造は同じである。

 

長所と短所

シュレンクコックとテフロンコックの長所と短所をそれぞれ挙げる。

シュレンクコック

  1. 三方コックとして使えるので窒素置換だけであれば、別途真空ラインは必要ない。
  2. ガラス以外の素材を使っていないので溶媒で丸洗いできる。
  3. 栓側か管側が対になっていて破損したり紛失すると使えなくなる。(互換性があるシュレンクコックを作っているメーカーもある)
  4. コックが浮いて気密が破れることがある。
  5. コックにグリスをつけすぎると、流路がグリスで汚くなる。またカーブしているコックの流路は洗いにくい。

テフロンコック

  1. 別途窒素と真空のラインがないと空気の混入なしでの窒素置換はできない。
  2. 扱う化合物によっては、テフロンやOリングに影響が出て気密が保てなくなる
  3. 同じコックのメーカー、サイズであれば、どれでも同じである
  4. グリスフリーでOリングも二重になっているので長期において信頼性が高い
  5. ゴミや粒子が密着する部分に付着すると気密が保てなくなる。また、コックを閉めすぎるとガラスが破損する。

基本的には、空気に不安定な物質ということは危険性も高いわけであり、慎重な実験操作が必要であると言える。

価格

スギヤマゲンの製品で定価を比較すると

一口100 mlナスフラスコ15/25+三方コック 14,000円

シュレンク・100 mlナス型フラスコ シュレンクコックタイプ

20,000円

シュレンク・100 mlナス型フラスコ テフロンコックタイプ

32,000円

となりテフロンコックタイプは高価であることがわかる。これは他のサイズや形でも同じであり、テフロンコックのコストの関係で高価になっていると予測できる。どちらのタイプでもコックの部分が破損した場合には、コックごと取り替えて修理となる。

関連書籍

関連リンク

  • シュレンク管: wikipedia
  • シュレンクチューブ・テクニック:実験器具メーカーのスギヤマゲンが公開しているシュレンクフラスコの使い方指南書。細かく使い方を解説していて、空気に不安定な物質を取り扱う際には参考になる。グローブボックスを全く使わずにシュレンクフラスコだけで取り扱う方法を示している。スギヤマゲンでは多くの種類のシュレンクフラスコを販売していて、スギヤマゲンでのみ取り扱っている器具もある。もちろん、オーダーメイドにも対応している。
  • グローブボックスあるある:グローブボックスに関するあるあるをまとめた記事
  • Airfree Equipment:ChemGlassのシュレンク製品サイトAirfreeという商標でシュレンクフラスコなどを販売している。日本でも商社を通して輸入できる。輸入品は高いイメージだが、大きなサイズのガラス器具などは、日本のメーカーよりも安い場合がある。

 

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ただの会社員です。某企業で化学製品の商品開発に携わっています。社内でのデータサイエンスの普及とDX促進が個人的な野望です。

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