Ділильна вирва ВД– одна з категорій скляного лабораторного посуду, за допомогою якого можна розділяти різнотипні рідини, що не змішуються, розчини, наприклад, водні та вуглеводні суміші. Застосовуються для рідинної екстракції.
Пристрій
Ділі воронки складаються з таких елементів:
- Скляний посуд, різної довжини та об'єму, з верхнім та нижнім отвором.
- Знизу знаходиться трубка, з краником, її товщина повинна дозволяти рідинам, що розділяються, вільно проходити.
- Краник скляний, тефлоновий або фторопластовий. Через нього з нижньої трубки виливаються розділені рідини.
- Зверху отвір, зазвичай широке, для внесення реакційної суміші та відповідного розчинника. Діаметр 35-300 мм.
- Притерта пробка зі шліфом.
- Іноді, для зручності краник змінюють на шматок гумової/силіконової трубки із затискачем Мора. Матеріал трубки підбирається з урахуванням використовуваних для поділу розчинників.
Окремі різновиди ділильних вирв можуть бути обладнані бічним краником для створення вакууму або спуску газу. Вирви можуть поставлятися зі знімною термосорочкою для охолодження або підігріву реакційної суміші. Такі сорочки незамінні для поділу рідких рідких сумішей.
Виготовляється з різних видів скла, імпортні аналоги роблять із міцного боросилікатного скла. Вирви повинні відповідати ГОСТу на скляний посуд.
Різновиди ВД
Залежно від форми скляної посудини вирви ділять на:
- Грушоподібні (конусоподібні).
- Кулясті.
- Циліндричні.
Ще вирви ділять за обсягом (50 мл – 2 і більше літрів), типу скла, з якого вони виготовлені, термостійкості, за матеріалом краніка та пробки, за наявності градуювання. Чим більший об'єм судини, тим тонші стінки, найбільш потрібні обсяги з товщиною скла 5±2 мл.
Для швидкого спуску отриманого шару зручно брати вирви з кутом 60°, довгим носиком зі зрізаним кінчиком.
Навіщо використовується вирва?
Через верхній конус вносять суміш, що розділяється, до 2/3 об'єму судини, краще менше, потім вносять відповідний розчинник, воронки щільно закривають пробкою і старанно струшують. Внести рідину або сухий реактив можна через звичайну лабораторну вирву, яку вставити у верхній конус. Якщо заповнити посудину майже до верху, провести повноцінне перемішування не вдасться.
Для водних розчинів з низькою густиною застосовують такі розчинники: бензол, діетиловий або петролейний ефір, гексан. При використанні легколетких і вибухонебезпечних розчинників роботу проводять далеко від будь-яких джерел вогню і тільки у витяжній шафі.
Якщо в результаті виділяються леткі пари розчинника, вирву перевертають пробкою вниз і акуратно, поволі повертають краник і випускають газ, щоб зростання тиску не вирвав пробку або не підірвав скляну ємність. Закривають краник і повторюють струшування чи обертання суміші. Так повторюють доти, доки не перестане спускатися газ.
Вирва вставляється в штатив до повного, чіткого поділу суміші. Ділі воронки великого обсягу поміщають у кільця, нижнє використовують для підтримки такої судини з рідиною.
Після відстоювання та поділу нижню частину до межі розчинів поступово зливають через краник, а верхню – залишають у посудині і зливають пізніше (можна через верхній конус або через нижній кран). Розшарована суміш – це розчини речовини у водному та органічному розчинниках. Щоб визначитися, який водний шар, достатньо пару крапель помістити в дистильовану воду. Якщо шар водяний, краплі зникнуть, розчиняться. Іноді шари відрізняються за концентрацією, щільністю, кольором.
Отриманий водний шар знову поміщають у вирву, і, додавши свіжу порцію відповідного розчинника, знову проводять екстракцію, дублюючи цикл, поки не отримають наприкінці потрібний ступінь отримання кінцевої або основної речовини.
Отримані витяжки позбавляють основної порції розчинника на осушувачі (до півдоби під витяжкою). Отриману суміш очищають фільтруванням, осушують на ротаційному випарнику. Залишок очищають за допомогою перекристалізації, перегонки або сублімації.
Практичні поради
Для уникнення заклинювання краніка і пробки на шліф наносять дуже тонкий шар спецмастила, силікону, вазеліну, щоб при роботі мастило не потрапило в реакційну суміш. Також не можна допускати влучення кристалів солі на шліф, інакше пробка намертво приклеїться до конуса.
Якщо при струшуванні певної суміші виходить стійка емульсія, екстракцію проводять, не бурхливо струшуючи, а акуратно перемішуючи суміш круговими рухами.
Способи боротьби з емульсією
Емульсія утворюється, якщо занадто енергійно струшувати суміш, що розділяється (така мильна піна утворюється у водно-лужних розчинах). Причина виникнення емульсії – частки домішок, які збираються між шарами. Також причиною може бути невелика різниця у щільності двох-трьох шарів розчинів. Ще виділяють слабке поверхневе натяг на межі фаз.
Емульсію можна змусити розшаруватися або дуже тривалим відстоюванням у штативі або, використовуючи різні добавки, які залежать від реакції і компонентів суміші, що відбувається.
Поширені способи поділу емульсії:
- додавання натрій хлориду (харчова сіль) або сульфатом амоній (до насичення);
- повільне створення невеликого вакууму в ділильній вирві;
- пропускання повітря через емульсію;
- енергійні кругові рухи вирвою з емульсією та тривале відстоювання;
- невеликий нагрівання (можна піднести вирву з емульсією під струмінь теплої води);
- фільтрування;
- додавання спирту (етанол, бутанол або октиловий спирт);
- додавання кислоти.
Застосування
Область застосування ділильних вирв дуже широка, часто використовують для нітрування, галогенування, алкілування. ацилування окиснювально-відновних процесів. Незамінні у навчальній, науковій діяльності, для роботи виробничих лабораторій харчових продуктів. Вирви циліндричної форми чудово підходять для демонстрації кольорових. хімічних реакційу навчальних закладах.
ВД грушоподібної форми буде зручним для:
- Поділ розчинів.
- Магнійорганічний синтез.
- Вакуумування речовин.
- Перемішування фаз.
- Проведення хімічних реакцій.
Придбання
Придбати цей тип скляного лабораторного посуду можна різними шляхами:
- На Аліекспрес – найходовіші розміри, якість не підтверджена, без документів.
- У офіційного дилера вітчизняного виробника – відповідні ДСТУ, ДСТУ, якісні, з відповідною документацією, сертифікатами якості.
- У склодувних ремісників – виготовлення на замовлення за кресленням, без маркувань та документів.
- У постачальника імпортної продукції – високої якості, без маркування ДЕРЖСТАНДАРТ, зазвичай відповідають нашій НД або аналоги.
Воронка- пристрій для переливання рідин.
- Більш складні види вирв використовуються в промисловості та в лабораторній техніці для фільтрування, поділу рідин та інших цілей.
Найпростіша вирва
Вирва - дуже стародавнє пристосування. Колись вирви робили з дерева, берести, обпаленої глини.
У середні віки вирви почали робити зі скла, фарфору та металу, з жерсті, латуні.
З кінця ХХ століття широкого поширення набули вирви з різних пластмас, переважно з поліетилену та поліпропілену.
Лабораторні вирви
В лабораторної практикивикористовують кілька видів «воронок», деякі з яких зовні зовсім не схожі на просту вирву.
Вирва Бюхнера
Призначена для фільтрування під вакуумом, зазвичай виконується найчастіше з порцеляни, рідше - з металу або пластмас. Верхня частина вирви, в яку наливають рідину, пористою або перфорованою перегородкою відокремлена від нижньої частини, до якої підведений вакуум. На перегородку може бути накладений знімний шар фільтруючого матеріалу - фільтрувальний папір, вата, трековий фільтр і т. п. матеріал.
Ділильна вирва
Призначена для розділення рідин, що не змішуються, завдяки відмінності їх щільності. Це посудина, зазвичай скляна, що має в нижній частині трубку з краном для спуску більш важких рідин.
Водостічна вирва
Елемент водостічної системи, конструктивна деталь у вигляді конічного розтруба, що встановлюється верхньому кінці водостічної труби. Призначена для збору дощової та талої води перед її надходженням у водостічний стояк.
Водостічна воронка повинна бути виготовлена з кислотостійкої (нержавіючої) сталі AISI 316, не схильна до корозії і стійка до впливу ультрафіолету. Водостічні вирви з кислотостійкої (нержавіючої) сталі можна застосовувати в широкому діапазоні температур від -50 °C до +100 °C.
Див. також
Напишіть відгук про статтю "Воронка"
Посилання
- (Англ.)
|
||||||||||||||||||||||
Уривок, що характеризує Вирва
«27 листопада.«Встав пізно і прокинувшись довго лежав на ліжку, вдаючись до лінощів. Боже мій! допоможи мені і зміцни мене, щоб я міг ходити дорогами Твоїми. Читав Св. Письмо, але без належного почуття. Прийшов брат Урусов, розмовляли про суєти світу. Розповідав про нові накреслення государя. Я почав було засуджувати, але згадав свої правила і слова благодійника нашого про те, що справжній масон повинен бути старанним діячем у державі, коли потрібна його участь, і спокійним споглядачем того, до чого він не покликаний. Язик мій ворог мій. Відвідали мене брати Г. В. та О., була підготовча бесіда для прийняття нового брата. Вони покладають на мене обов'язок ритора. Почуваюся слабким і негідним. Потім зайшла мова про пояснення семи стовпів та щаблів храму. 7 наук, 7 чеснот, 7 пороків, 7 дарів Святого Духа. Брат О. був дуже промовистий. Увечері відбулося прийняття. Новий пристрій приміщення багато сприяло пишності видовища. Прийнято було Бориса Друбецького. Я пропонував його, я був ритором. Дивне почуття хвилювало мене весь час мого перебування з ним у темній храмині. Я застав у собі до нього почуття ненависті, яке я марно прагну подолати. І тому я хотів би істинно врятувати його від злого і ввести його на шлях істини, але погані думки про нього не залишали мене. Мені думалося, що його мета вступу в братерство полягала тільки в бажанні зблизитися з людьми, бути у фаворі у наших ложі. Крім тих підстав, що він кілька разів питав, чи не знаходиться в нашій ложі N. і S. (на що я не міг йому відповідати), крім того, що він за моїми спостереженнями не здатний відчувати повагу до нашого святого Ордену і надто зайнятий і задоволений зовнішньою людиною, щоб бажати покращення духовного, я не мав підстав сумніватися у ньому; але він мені здавався нещирим, і весь час, коли я стояв з ним віч-на-віч у темній храмині, мені здавалося, що він зневажливо посміхається на мої слова, і хотілося дійсно вколоти його оголені груди шпагою, яку я тримав, приставленою до неї. . Я не міг бути промовистим і не міг щиро повідомити свого сумніву братам і великому майстрові. Великий Архітектон природи, допоможи мені знаходити справжні шляхи, що виводять із лабіринту брехні».
Після цього в щоденнику було пропущено три аркуші, а потім було написано наступне:
«Мав повчальну і довгу розмову наодинці з братом В., який радив мені триматися брата А. Багато чого, хоч і недостойного, мені було відкрито. Адонаі є ім'я того, хто створив світ. Елоім є ім'я правлячого всім. Третє ім'я, ім'я, яке має значення Усього. Бесіди з братом В. підкріплюють, освіжають і утверджують мене на шляху чесноти. При ньому немає сумніву. Мені зрозуміло відмінність бідного вчення наук громадських з нашим святим, все, що обіймає вченням. Науки людські все поділяють – аби зрозуміти, все вбивають – щоб розглянути. У святій науці Ордену все одно, все пізнається у своїй сукупності та житті. Трійця – три початку речей – сірка, меркурій та сіль. Сірка елейної та вогняної властивості; вона в поєднанні з сіллю, своєю вогненністю збуджує в ній алкання, за допомогою якого притягує меркурій, схоплює його, утримує і сукупно виробляє окремі тіла. Меркурій є рідка і летюча духовна сутність – Христос, Святий Дух, Він».
«3 грудня.
«Прокинувся пізно, читав Святе Письмо, але був байдужий. Потім вийшов і ходив по залі. Хотів розмірковувати, але натомість уяву представила одна подія, що була чотири роки тому. Пан Долохов, після моєї дуелі зустрівшись зі мною в Москві, сказав мені, що він сподівається, що я користуюсь тепер повним душевним спокоєм, незважаючи на відсутність моєї дружини. Я тоді нічого не відповів. Тепер я пригадав усі подробиці цього побачення і в душі своїй говорив йому найзлісніші слова та колкі відповіді. Схаменувся і кинув цю думку тільки тоді, коли побачив себе в розпалі гніву; але недостатньо покаявся у цьому. Після цього прийшов Борис Друбецькой і почав розповідати різні пригоди; я ж з самого його приходу став незадоволений його відвідуванням і сказав йому щось противне. Він заперечив. Я спалахнув і наговорив йому безліч неприємних і навіть грубих. Він замовк і я схаменувся тільки тоді, коли було вже пізно. Боже мій, я зовсім не вмію з ним поводитися. Тому причиною моє самолюбство. Я ставлю себе вище за нього і тому роблюся набагато його гіршим, бо він поблажливий до моїх грубостей, а я напроти того живлю до нього зневагу. Боже мій, даруй мені в присутності його бачити більше мою гидоту і чинити так, щоб і йому це було корисно. Після обіду заснув і коли засинав, почув виразно голос, що сказав мені в ліве вухо: - "Твій день".
До основного лабораторного хімічного посуду відносяться колби, склянки, пробірки, чашки, вирви, холодильники, дефлегматори та інші судини різних конструкцій. Найчастіше хімічний посуд виготовляють із скла різних марок. Такий посуд відрізняється стійкістю до впливу більшості хімічних реагентів, прозорий, легко миється.
Колби в залежності від їх призначення виготовляють різної місткості та форми.
а - круглодонна; б - плоскодонна; в - круглодонні з двома та трьома горловинами під кутом; г - конічна (колба Ерленмейєра); д – колба К'єльдаля; е - грушоподібна; ж - гостродонна; з – круглодонна для перегонки (колба Вюрца); та - гостродонна для перегонки (колба Кляйзена); до - колба Фаворського; л - колба з тубусом (колба Бунзена)
а – склянка; б - бюкс
Круглодонні колби призначені для роботи за високої температури, для перегонки при атмосферному тиску та для робіт під вакуумом. Використання круглодонних колб із двома і більше горловинами дозволяє в процесі синтезу одночасно виконувати кілька операцій: застосовувати мішалку, холодильник, термометр, краплинну вирву тощо.
Плоскодонні колби придатні лише для роботи при атмосферному тиску та для зберігання рідких речовин. Конічні колби широко використовують для кристалізації, тому що їх форма забезпечує мінімальну поверхню випаровування.
Товстостінні конічні колби з тубусом (колби Бунзена) застосовують для фільтрування під вакуумом до 1,33 кПа (10 мм рт. ст.) як приймачі фільтрату.
Стакани призначені для фільтрування, випарювання (при температурі не більше 100 °С) і приготування розчинів в лабораторних умовах, а також для проведення окремих синтезів, при яких утворюються щільні, опади, що важко витягуються з колб. Не можна використовувати склянки під час роботи з низькокиплячими або вогненебезпечними розчинниками.
Бюкси, або склянки для зважування, застосовують для зважування та зберігання летких, гігроскопічних та легкоокислюваних на повітрі речовин.
Чашки використовують при випарюванні, кристалізації, сублімації, сушінні та інших операціях.
Пробірки випускають різну місткість. Пробірки з конусним шліфом та відвідною трубкою застосовують для фільтрування невеликих обсягів рідин під вакуумом.
Скляне лабораторне обладнання включає. також сполучні елементи (переходи, алонжі, насадки, затвори), воронки (лабораторні, ділильні,
а - циліндрична з розгорнутим краєм; б - циліндрична без відгину; в- гостродонна (центрифужна); г - із взаємозамінними конусними шліфами; д - з конусним шліфом та відвідною трубкою
Сполучні елементи призначені для збирання на шліфах різних лабораторних установок.
Вирви у хімічній лабораторії використовуються для наливання, фільтрування та поділу рідин.
Вирви лабораторні використовуються при наливанні рідин у вузькогорлі судини та для фільтрування розчинів через паперовий складчастий фільтр.
а – лабораторна; б - фільтруюча з впаяним скляним фільтром; у ділильні; г - крапельна з бічною трубкою для вирівнювання тиску.
Вирви зі скляними фільтрами застосовують зазвичай для фільтрування агресивних рідин, що руйнують паперові фільтри.
Воронки ділильні призначені для поділу рідин, що не змішуються, при екстрагуванні та очищенні речовин.
Воронки крапельні призначені для регульованого доливання рідких реагентів в ході проведення синтезу. Вони схожі на ділильні вирви, але їхнє різне призначення визначає деякі конструктивні особливості. У крапельних вирв відведення трубки зазвичай довше, а кран розташовується під самим резервуаром. Їхня максимальна ємність не перевищує 0,5 л.
Ексікатори використовують для висушування речовин під вакуумом та для зберігання гігроскопічних речовин.
Чашки або склянки з речовинами, що підлягають сушінню, встановлюють у осередках фарфорових вкладишів, а на дно ексікатора поміщають речовину - поглинач вологи.
а - вакуум-ексикатор; б - звичайний
Холодильники лабораторні скляні застосовують для охолодження та конденсації парів.
Холодильники повітряні використовують для кип'ятіння та перегонки висококиплячих (ґклп > 160 °С) рідин. Охолодним агентом служить навколишнє повітря.
Холодильники з водяним охолодженням відрізняються від повітряних наявністю водяної сорочки (охолодний агент – вода). Водяне охолодження застосовують для згущення парів та перегонки речовин з< 160 °С, причем в интервале 120-160 °С охлаждающим агентом служит непроточная, а ниже 120 °С - проточная вода.
Холодильник Лібіха використовують для перегонки рідин.
Кульковий і спіральні холодильники найбільш застосовні як зворотні при кип'ятінні рідин, так як мають велику поверхню, що охолоджує.
Дефлегматори служать більш ретельного поділу фракцій суміші при її дробової (фракційної) розгонці.
У лабораторній практиці для робіт, пов'язаних з нагріванням, застосовують посуд із фарфору: склянки, випарювальні чашки, тиглі, човники та ін.
а - чашка випарна; б - вирва Бюхнера; в – тигель; г - ступка та маточка; д – ложка; е – склянка; ж – човник для спалювання; з - шпатель
Для фільтрування та промивання опадів під вакуумом використовують фарфорові нутч-фільтри – вирви Бюхнера.
Ступки з маточками призначені для подрібнення та змішування твердих і в'язких речовин.
Для складання та закріплення різних приладів у хімічній лабораторії користуються штативами з наборами кілець, тримачів (лапок) та затискачів.
Для фіксації пробірок використовують штативи з нержавіючої сталі, алюмінієвих сплавів або пластмаси, а також тримачі ручні.
а – штатив; б - утримувачі ручні
Герметичність з'єднання складових частин лабораторних приладів досягається за допомогою шліфів, гумових або пластикових пробок. Пробки підбирають за номерами, які рівні внутрішньому діаметру горловини судини, що закривається, або отвори трубки.
Найбільш універсальним і надійним способом герметизації лабораторного приладу є з'єднання окремих деталей за допомогою конусних шліфів за допомогою стикування зовнішньої поверхні керна з внутрішньою поверхнею муфти.
У кожній лабораторії необхідний хімічний посуд, який можна розділити на ряд груп.
За призначенням посуд можна розділити на посуд загального призначення, спеціального призначення та мірний. За матеріалом - на посуд із простого скла, спеціального скла, із кварцу.
До групи загального призначення відносяться предмети, які завжди повинні бути в лабораторії і без яких не можна провести більшість робіт. . Такими є: пробірки, вирви прості та ділильні, склянки, плоскодонні колби.
Пробірки є вузькими циліндричними формами судини із закругленим дном. Вони бувають різної величини та діаметра та з різного скла. Звичайні лабораторні пробірки виготовляють із легкоплавкого скла.
Крім звичайних, простих пробірок, застосовують також градуйовані пробірки відповідно до рисунка 3 і центрифужні конічні пробірки відповідно до рисунка 4.
Малюнок 3 - Градуйовані пробірки
Рисунок 4 - Центрифужні пробірки
Пробірки застосовують для проведення переважно аналітичних або мікрохімічних робіт.
Воронка ділильна відповідно до рисунка 5 застосовується для поділу рідин, що не змішуються.
Ділі воронки відповідно до рисунка 5 застосовують для поділу рідин, що не змішуються (наприклад, води та масла). Вони мають або циліндричну, або грушоподібну форму і здебільшого забезпечені притертою скляною пробкою.
Малюнок 5 - Ділища вирва
Воронка лабораторна розроблена для переливання та фільтрування рідин відповідно до малюнку 6. Хімічні вирви випускають різних розмірів, верхній діаметр їх становить 35, 55, 70, 100, 150, 200, 250 та 300 мм.
Малюнок 6 - Вирва лабораторна
До групи спеціального призначення відносяться ті предмети, які використовуються для однієї будь-якої мети. Такими є: апарат Кіппа, ареометри, круглодонні колби, аллонжі, колби Вюрца.
Круглодонна колба - скляну посудину з круглим або плоским дном, зазвичай з вузьким довгим горлом відповідно до рисунка 7 виготовляють зі звичайного та спеціального скла.
Малюнок 7 - Круглодонна колба
Круглодонні колби бувають найрізноманітнішою ємністю.
Колби для дистиляції застосовують для перегонки рідин, наприклад, колба Вюрца відповідно до рисунка 8.
Малюнок 8 - Колба Вюрца
Алонжи — скляні зігнуті трубки, що застосовуються при перегонці для з'єднання, холодильника з приймачем та інших роботах відповідно до рисунка 9.
Малюнок 9 - Аллонжі
Лабораторний скляний посуд із нормальними шліфами.
Прилади частини яких з'єднуються на шліфах, так як прошліфовані з'єднання дуже надійні і забезпечують повну герметичність приладу.
З нормальними шліфами випускаються різні колби ємністю від 10 до 1000 мл, промивалки, насадки, холодильники, дефлегматори, ділильні та крапельні вирви, перехідні шліфи, пробки, різні лабораторні прилади та частини до них.
Мірний посуд
Посуд, що застосовується в лабораторіях для вимірювання об'ємів рідин та приготування розчинів необхідної концентрації, які використовують, наприклад, в об'ємному аналізі, називається мірним посудом відповідно до рисунка 10.
Малюнок 10 - Мірний посуд
Група тонкокерамічних виробів, що характеризуються спеклимся, непроникним для води та газів, білим черепком, називається фарфоровим посудом.
Порцеляновий посуд
Фарфоровий посуд має ряд переваг перед скляним: він більш міцний, не боїться сильного нагрівання, в нього можна наливати гарячі рідини, не побоюючись за цілість посуду, і т. д. Недоліком виробів з фарфору є те, що вони важкі, непрозорі та значно дорожчі скляні.
Розглянемо найчастіше застосовувану в лабораторіях фарфоровий посуд: склянки, випарювальні чашки, ступки, тиглі, вирва Бюхнера.
Випарювальні чашки широко застосовуються в лабораторіях. Вони бувають найрізноманітніших ємностей з діаметром від 3-4 до 50 см і більше.
Ступки застосовують для подрібнення твердих речовин.
У тиглях прожарюють різного роду речовини, спалюють органічні сполукипри визначенні зольності і т. д. Фарфорові тиглі можна нагрівати до температури не вище 1200 С відповідно до рисунка 11.
Малюнок 11 - Порцеляновий посуд
Високовогнетривкий посуд
У тих випадках, коли потрібне нагрівання до температури, що перевищує 1200°С, слід користуватися тиглями з високовогнетривких матеріалів, до яких відносяться: кварц, графіт, шамот, так звана гесенська глина, оксиди багатьох металів.
Шамотні тиглі мають верхню частину трикутної форми відповідно до рисунка 12.
Малюнок 12 - Шамотні тиглі
Кварцовий посуд
Залежно від вихідних матеріалів та ступеня їх чистоти кварцові вироби бувають: 1) непрозорі, з шорсткою, шовковистою або гладкою поверхнею; 2) прозорі, подібні до скляних.
Кварцовий посуд можна без ризику нагрівати на голому полум'ю пальника і відразу ж охолоджувати, наприклад, опустивши нагріту посудину в холодну воду. При цьому посудина не лопається.
Кварцові вироби можна нагрівати до температури 1200С навіть під вакуумом і вони при цьому не деформуються, так як кварц плавиться в межах 1600-1700° С.
З кварцу виготовляють: колби всіх видів, пробірки, склянки, випарювальні чашки, тиглі та ін.
Металеве обладнання
У лабораторіях широко застосовують різноманітне металеве обладнання, переважно залізне.
Штативи служать для закріплення на них різноманітних приладів.
Ухватики. Замість тигельних щипців часто зручніше користуватися ухватиками, розміри яких підганяють до розмірів тиглів, що застосовуються в лабораторії відповідно до рисунка 13. Ухватики можуть бути виготовлені з нержавіючої сталі або нікелю. Для великих сталевих тиглів ухватики можна робити з латунного або бронзового дроту, краще нікельованого або хромованого.
Тигельні щипці служать для захоплення кришок тиглів відповідно до рисунка 14. Зазвичай їх виготовляють із заліза та нікелюють.
Малюнок 13 - Ухватик Малюнок 14 - Тигельні щипці
Пінцети служать для взяття невеликих предметів відповідно до малюнку 15. Наприклад, пінцетами слід користуватися при роботі з металевим натрієм, при роботі з розновагою, щоб не торкатися його руками та у багатьох інших випадках.
Малюнок 15 - Пінцет лабораторний
Тримачі для пробірок бувають металеві та дерев'яні відповідно до рисунка 16. Тримачами користуються при нагріванні пробірок.
Малюнок 16 - Тримачі для пробірок
Ступки металеві, що зустрічаються в деяких лабораторіях, у більшості випадків бувають мідними або латунними відповідно до рисунка 17. Чавунні трапляються рідше, оскільки вони менш міцні. У металевих ступках можна подрібнювати ті речовини, які діють метал ступки.
Малюнок 17 - Ступка металева лабораторна
Лабораторний інструментарій
У лабораторній практиці часто доводиться користуватися деякими найпростішими інструментами: ножиці, ножі, молоток, плоскогубці і кусачки, напилки (тригранні напилки потрібні для розрізання скляних трубок і палиць, для зачистки пробок та інших робіт; круглі напилки застосовують для розсвердління , гайкові ключі, лещата, кліщі, сталева щітка (для чищення металевих предметів), дріт.
Основною вимогою, що висувається до скляному посуді, є її хімічна та термічна стійкість. Хімічна стійкість– це властивість скла протистояти руйнівній дії розчинів лугів, кислот та інших речовин. Термічна стійкість –здатність посуду витримувати різкі коливання температури.
Найкращим склом для виготовлення лабораторного посуду вважається пірекс.Цей тип скла має термічну та хімічну стійкість, має малий коефіцієнт термічного розширення. Пірексне скло містить 80% оксиду кремнію (ІV). Температура розм'якшення його близько +620 0 С. Для проведення дослідів за високих температур використовують посуд з кварцового скла.Кварцове скло містить 99,95% оксиду кремнію (IV), температура його розм'якшення +1650 0 С.
Лабораторний посуд виготовляють переважно зі скла типів ТУ (термічно стійке), ХУ-1 та ХУ-2 (хімічно стійке). Вміст оксиду кремнію (IV) у звичайному лабораторному склі становить 70%.
У лабораторній практиці найбільшого поширення набули такі види скляного посуду:
Пробірки прості та калібровані (з поділами, що вказують обсяг) (рис. 1)використовують для проведення дослідів із невеликою кількістю реактивів. Об'єм реактиву в пробірці не повинен перевищувати половини її обсягу.
Лабораторні склянки (Рис. 2) випускають різних розмірів, з носиком і без носика, прості та калібровані. Склянки призначені для виконання найрізноманітніших процедур.
Рис. 1 Мал. 2
Колбирізного розміру та форми ( круглі, конічні, плоскодонні – рис.3, круглодонні – рис. 4).Наприклад, у лабораторній практиці широко застосовують конічні плоскодонні колби. (Колби Ерленмейєра). Колба Вюрца (мал. 5)є круглодонною колбою з відвідною трубкою під кутом 60-80 0 . Її використовують для отримання газів та для відгону рідин при атмосферному тиску.
Рис. 3 Мал. 4
Вирви хімічніслужать для переливання рідин та фільтрування; краплинні вирви(Рис. 6)використовують для введення у реакційне середовище рідких реактивів невеликими порціями. Вирви ділильні (рис. 7)застосовують для поділу рідин, що не змішуються.
Рис. 6 Мал. 7
Крапельницівикористовують для введення реактивів малими порціями по краплях.
Бюксипризначені для зважування та зберігання рідких та твердих речовин.
Вартове скловикористовують для проведення реакцій у малих обсягах (крапельні реакції) та для зважування твердих речовин.
Холодильникизастосовуються для охолодження та конденсації парів, що утворюються при нагріванні різних речовин. При перегонці застосовують прямі холодильники (Лібіха) (рис. 8), а при кип'ятінні розчинів і рідин, екстракції та інших подібних процесах використовують зворотні холодильники ( Рис. 9).
Рис. 8. А – з гумовими муфтами; б – зі шліфом; 1 – форштос; 2 – сорочка; 3 – сполучні гумові трубки (муфти); 4 – відростки
Рис. 9. а - кульковий (Алліна), б - змієвиковий
Кристалізатори (рис. 10)застосовують для одержання кристалів речовин із насичених розчинів або для охолодження хімічних склянок або колб з реагуючими речовинами.
Алонжі (рис. 11)грають роль сполучних елементів в установках по пергонці речовин.
Ексікатори (рис. 12)застосовують для повільного висушування та зберігання речовин, що легко поглинають вологу з повітря. Нижню частину ексикатора заповнюють водопоглинаючими речовинами (прожарений хлорид кальцію, концентрована сірчана кислота, оксид фосфору (V) та ін.). Над поглиначем на фарфоровому вкладиші поміщають бюкси або тиглі з речовинами, що підлягають осушуванню. Розрізняють два основні типи ексікаторів: звичайні ексікаториі вакуум-ексикатори.
Рис. 10 Мал. 11 Мал. 12
Апарат Кіппа (рис. 13)– прилад для періодичного одержання водню, сірководню, оксиду вуглецю (IV) та інших газів у лабораторії.
Рис. 13. Апарат Кіппа: 1 – резервуар; 2 – кулясте розширення; 3 – тубус для відведення газу; 4 – горло кулястого розширення; 5 – грушоподібна вирва; 6 – горло вирви; 7 – запобіжна вирва
Порцеляновий посуд
У порівнянні зі скляною має більшу хімічну стійкість до кислот і лугів, більшу термостійкість. Фарфорові вироби можна нагрівати до температури близько 1200 0 С. Недоліком є непрозорість і порівняно велика маса. Фарфоровий посуд також різноманітний за формою та призначенням.
Склянки (рис. 14)бувають різної ємності, з ручкою і без ручки, з носиком та без носика.
Порцелянові кружкитак само бувають різної ємності (зазвичай від 250 мл до 2-х літрів.)
Випарювальні чашки (Рис. 15)використовують для випарювання та нагрівання рідин.
Тиглі (рис. 16)- судини, що застосовуються для прожарювання різних твердих речовин (осадів, мінералів тощо), а також для сплавлення та спалювання. При прожарюванні речовин на полум'ї газового пальника тиглі закріплюють у дротяних трикутниках із порцеляновими трубками (рис. 17).
Порцелянові ступки з товкачем (мал. 18)застосовують для подрібнення твердих речовин. Перед роботою ступка має бути ретельно вимита та висушена. Речовину насипають у ступку в кількості не більше 1/3 її обсягу (інакше вона висипатиметься зі ступки при подрібненні). При розчиненні твердої речовини в ступці (з одночасним розтиранням) спочатку насипають тверду речовину, а потім поступово до неї невеликими порціями при круговому русі пестика додають рідину. Усю рідину, яку беруть для розчинення, вживати не слід: не менше 1/3 кількості її залишають для того, щоб після закінчення розчинення сполоснути ступку і обмити товкача, після чого цей розчин додають до раніше отриманого розчину.
Порцелянові ложки-шпателі (Рис. 19)застосовують для відбору речовин, зі зняттям опадів з фільтрів і за багатьох інших роботах.
Вирви Бюхнера та фарфорові сітки (Рис. 20)застосовують для фільтрування рідин при зниженому тиску (під вакуумом).
Мірний посуд.
Для вимірювання обсягів рідин використовують різноманітний мірний посуд: мірні колби, мірні циліндри, мензурки, піпетки та ін.
Мірні колби (рис. 21)служать для приготування розчинів точної концентрації і є круглі плоскодонні колби з довгим і вузьким горлом, на якому нанесена тонка риса. Ця позначка показує межу, до якої слід наливати рідину, щоб її обсяг відповідав вказаному на колбі значенню. Цифри на колбі показують обсяг рідини (мл), який вона розрахована. Мірні колби зазвичай мають притерті пробки. Застосовують колби на 50,100, 250, 500 та 1000 мл.
Мірні колби меншого об'єму, що використовуються для визначення густини рідин, називаються пікнометрами.
Мірні циліндри (рис. 22)є скляні судини, які для більшої стійкості мають широку основу (дно) або спеціальну підставку. Зовні на стінках циліндрів нанесені поділки, що вказують обсяг (мл). Мірні циліндри бувають різної ємності: від 5 мл до 2 л. Їхнє призначення – вимірювати (з певною похибкою) різні обсяги рідини.
Мензурки (рис. 23)-ето судини конічної форми з розподілами на стіні.
Піпетки (мал. 24)служать для відбору певних відносно невеликих обсягів рідин. Вони є скляні трубки невеликого діаметра з поділами. Деякі піпетки мають розширення посередині. піпетки Мора). Нижній кінець піпетки трохи відтягнутий і має внутрішній діаметр до 1 мм. На верхньому кінці піпетки є мітка, до якої набирають рідину. Деякі піпетки мають дві мітки. Зазвичай піпетки мають ємність від 1 до 100 мл.
Бюретки (рис. 25)служать для відмірювання точних обсягів рідин, переважно при хіміко-аналітичних роботах (титрування). Вони можуть мати різну конструкцію та мати різний об'єм.
Пластмасовий посуд.
У лабораторній практиці використовують посуд, виготовлений з полімерних матеріалів (поліетилен, поліпропілен, фторопласт та ін.) При високій хімічній стійкості такий посуд має низьку термостійкість, і тому його зазвичай використовують у роботах, що не потребують нагрівання. З поліетилену виготовляють вирвидля рідких та сипких речовин, промивалки, крапельниці, флакони та банкидля транспортування та зберігання хімічних реактивів, пробірки для центрифугування, піпет-дозатори та наконечники до них та ін.
Металеве обладнання.
У хімічних лабораторіях широко застосовують різноманітне металеве обладнання, переважно залізне.
Штативи (рис. 26)з набором муфт, лапок та кілецьвикористовують для закріплення на них під час роботи різних приладів, скляного посуду (холодильників, колб, ділильних вирв та ін.). Кільця, закріплені на штативі, використовують також при нагріванні хімічного посуду на металевих азбестованих сітках (Рис. 27)газовими пальниками.
Триноги (Рис. 28)застосовують як підставки для різних приладів, колб та ін. Вони особливо зручні при нагріванні великих за розміром колб і громіздких приладів.
Тримачі для пробірок (рис. 29) –пристрої, які використовуються при нетривалому нагріванні пробірок.
Пінцети (Рис. 30)– пристрої для захоплення дрібних предметів, а також речовин, які не можна брати руками, наприклад, металевий натрій.
Тигельні щипці (рис. 30)застосовують для захоплення гарячих тиглів при вилученні їх з муфельної печі, зняття розпечених тиглів з порцелянових трикутників і при всіх роботах, коли доводиться мати справу з розпеченими предметами.
Затискачі (рис. 31)– пристрої, які використовуються для затискання гумових трубок. Зазвичай застосовують пружинні затискачі ( затискачі Мора)і гвинтові ( затискачі Гофмана).Останні дозволяють легко регулювати швидкість витікання рідини або інтенсивність проходження газів.
Лабораторні нагрівальні прилади
У лабораторії застосовують різні нагрівальні прилади: газові пальники, електричні плитки, лазні, сушильні шафи, муфельні печі тощо.
Газові горілки.Найчастіше застосовують газові пальники Бунзенаі Теклю (рис.32). У газових пальниках передбачено регулювання надходження повітря за допомогою обертання диска ( пальник Теклю) або поворотом хомутика ( пальник Бунзена). Пальник Теклю з регулювальним диском – більш досконалий прилад, тому що в ньому можна точніше регулювати не тільки доступ повітря, а й приплив газу (за допомогою гвинта). Запалювати газовий пальник потрібно тільки через 1-2 секунди після пуску газу і при невеликому доступі повітря. Потім слід відрегулювати доступ повітря так, щоб полум'я стало несвітлим.
УВАГА! Необхідно пам'ятати, що природний газ отруйний та утворює з повітрям вибухонебезпечні суміші. Тому не можна допускати витоку газу!
Лазні(Рис.33). Для тривалого нагрівання в межах температури 100-300 0 С застосовують лазні: водяну, піщану та ін. Вони являють собою, як правило, металеві чаші, заповнені водою (водяна баня) або сухим, чистим піском, прожареним для видалення з нього органічних домішок ( піщана лазня). Нагрівання лазень проводять полум'ям газового пальника. Використовуються також водяні та піщані лазні з електрообігрівом.
Електричні плитки.У тих випадках, коли потрібне нагрівання, а користуватися пальниками не можна (наприклад, при перегонці легкозаймистих рідин, що займаються) застосовують електричні плитки.
Для нагрівання круглодонного скляного посуду застосовують колбонагрівачі(Рис.34).
Печі.Для отримання температури 600-1400 0 С застосовуються електричні муфельні печі(Рис.35). За допомогою особливого регулювального пристрою пекти може нагріватися до певної, заздалегідь заданої температури.
Сушильні шафи(Рис.36) мають електричний обігрів та терморегулятор, що дозволяє підтримувати постійну температуру. Для спостереження за температурою шафа має термометр. Речовина, що висушується, поміщається в сушильну шафу, відрегульовану на необхідну температуру, і витримується в ній при заданій температурі певний час. У роботах кількісного характеру сушіння проводять кілька разів до досягнення речовиною, що висушується, постійної маси.
Теми рефератів
Основні етапи розвитку хімії.
Розвиток хімії у Казахстані. Хімічна промисловість РК. Видатні вчені-хіміки.
Завдання та вправи для СРС
Н.Л.Глінка Завдання та вправи із загальної хімії. 1-12, 53-60 задачі та питання. стор.9-19.
