Виды колб: особенности, назначение. Посуда специального назначения ()
К основной лабораторной химической посуде относятся колбы, стаканы, пробирки, чашки, воронки, холодильники, дефлегматоры и другие сосуды различных конструкций. Чаще всего химическую посуду изготавливают из стекла различных марок. Такая посуда отличается стойкостью к воздействию большинства химических реагентов, прозрачна, легко моется.
Колбы в зависимости от их назначения изготавливают различной вместимости и формы.
а - круглодонная; б - плоскодонная; в - круглодонные с двумя и тремя горловинами под углом; г - коническая (колба Эрленмейера); д - колба Къельдаля; е - грушевидная; ж - остродонная; з - круглодонная для перегонки (колба Вюрца); и - остродонная для перегонки (колба Кляйзена); к - колба Фаворского; л - колба с тубусом (колба Бунзена)
а - стакан; б - бюкс
Круглодонные колбы предназначены для работы при высокой температуре, для перегонки при атмосферном давлении и для работ под вакуумом. Использование круглодонных колб с двумя и более горловинами позволяет в процессе синтеза одновременно выполнять несколько операций: применять мешалку, холодильник, термометр, капельную воронку и т. п.
Плоскодонные колбы пригодны только для работы при атмосферном давлении и для хранения жидких веществ. Конические колбы широко используют для кристаллизации, так как их форма обеспечивает минимальную поверхность испарения.
Толстостенные конические колбы с тубусом (колбы Бунзена) применяют для фильтрования под вакуумом до 1,33 кПа (10 мм рт. ст.) в качестве приемников фильтрата.
Стаканы предназначены для фильтрования, выпаривания (при температуре не более 100 °С) и приготовления растворов в лабораторных условиях, а также для проведения отдельных синтезов, при которых образуются плотные, трудно извлекаемые из колб осадки. Нельзя использовать стаканы при работе с низкокипящими или огнеопасными растворителями.
Бюксы, или стаканы для взвешивания, применяют для взвешивания и хранения летучих, гигроскопичных и легкоокисляющихся на воздухе веществ.
Чашки используют при выпаривании, кристаллизации, возгонке, сушке и других операциях.
Пробирки выпускают различной вместимости. Пробирки с конусным шлифом и отводной трубкой применяют для фильтрования небольших объемов жидкостей под вакуумом.
Стеклянное лабораторное оборудование включает в себя. также соединительные элементы (переходы, алонжи, насадки, затворы), воронки (лабораторные, делительные,
а - цилиндрическая с развернутым краем; б - цилиндрическая без отгиба; в- остродонная (центрифужная); г - с взаимозаменяемыми конусными шлифами; д - с конусным шлифом и отводной трубкой
Соединительные элементы предназначены для сборки на шлифах различных лабораторных установок.
Воронки в химической лаборатории используются для наливания, фильтрования и разделения жидкостей.
Воронки лабораторные используются при наливании жидкостей в узкогорлые сосуды и для фильтрования растворов через бумажный складчатый фильтр.
а - лабораторная; б - фильтрующая с впаянным стеклянным фильтром; в делительные; г - капельная с боковой трубкой для выравнивания давления.
Воронки со стеклянными фильтрами применяют обычно для фильтрования агрессивных жидкостей, разрушающих бумажные фильтры.
Воронки делительные предназначены для разделения несмешивающихся жидкостей при экстрагировании и очистке веществ.
Воронки капельные предназначены для регулируемого приливания (добавления) жидких реагентов в ходе проведения синтеза. Они похожи на делительные воронки, но их различное назначение предопределяет некоторые конструктивные особенности. У капельных воронок отвод трубки обычно длиннее, а кран располагается под самим резервуаром. Их максимальная емкость не превышает 0,5 л.
Эксикаторы используют для высушивания веществ под вакуумом и для хранения гигроскопичных веществ.
Чашки или стаканы с веществами, подлежащими сушке, устанавливают в ячейках фарфоровых вкладышей, а на дно эксикатора помещают вещество - поглотитель влаги.
а - вакуум-эксикатор; б - обычный
Холодильники лабораторные стеклянные применяют для охлаждения и конденсации паров.
Холодильники воздушные используют для кипячения и перегонки высококипящих (ґклп > 160 °С) жидкостей. Охлаждающим агентом служит окружающий воздух.
Холодильники с водяным охлаждением отличаются от воздушных наличием водяной рубашки (охлаждающий агент - вода). Водяное охлаждение применяют для сгущения паров и перегонки веществ с < 160 °С, причем в интервале 120-160 °С охлаждающим агентом служит непроточная, а ниже 120 °С - проточная вода.
Холодильник Либиха используют для перегонки жидкостей.
Шариковый и спиральные холодильники наиболее применимы в качестве обратных при кипячении жидкостей, так как имеют большую охлаждающую поверхность.
Дефлегматоры служат для более тщательного разделения фракций смеси при ее дробной (фракционной) разгонке.
В лабораторной практике для работ, связанных с нагреванием, применяют посуду из фарфора: стаканы, выпарительные чашки, тигли, лодочки и др.
а - чашка выпарительная; б - воронка Бюхнера; в - тигель; г - ступка и пестик; д - ложка; е - стакан; ж - лодочка для сжигания; з - шпатель
Для фильтрования и промывания осадков под вакуумом используют фарфоровые нутч-фильтры - воронки Бюхнера.
Ступки с пестикамипредназначены для измельчения и смешивания твердых и вязких веществ.
Для сборки и закрепления различных приборов в химической лаборатории пользуются штативами с наборами колец, держателей (лапок) и зажимов.
Для фиксации пробирок используют штативы из нержавеющей стали, сплавов алюминия или пластмассы, а также держатели ручные.
а - штатив; б - держатели ручные
Герметичность соединения составных частей лабораторных приборов достигается с помощью шлифов, а также резиновых или пластиковых пробок. Пробки подбирают по номерам, которые равны внутреннему диаметру закрываемой горловины сосуда или отверстия трубки.
Наиболее универсальным и надежным способом герметизации лабораторного прибора является соединение его отдельных деталей с помощью конусных шлифов посредством стыковки наружной поверхности керна с внутренней поверхностью муфты.
Cтраница 2
Круглодонная колба 1 внизу имеет форму шара диаметром 90 мм, вверху - цилиндра высотой 170 мм и внутренним диаметром 45 мм.
Круглодонная колба емкостью 1 л припаяна к дну колбы Вюрца емкостью 500 мл с помощью стеклянной трубки длиной 25 см и диаметром 30 мм. Трубка для введения фторида бора проходит через отверстие в пробке, закрывающей верхнюю колбу, и оканчивается в середине нижней колбы. Верхняя колба служит конденсатором, в котором улавливается хлористый алюминий, увлекаемый током образующегося галогенида бора.
Круглодонные колбы (рис. 59) изготовляют из обыкновенного и из специального (например, иенского) стекла. Все, что сказано об обращении с плоскодонными колбами, относится и к круглодонным; их применяют при многих работах. Некоторые-круглодонные колбы имеют короткое, но широкое горло.
Круглодонные колбы, так же как и плоскодонные, бывают самой разнообразной емкости; со шлифом на горле и без него.
Круглодонные колбы удобно ставить в подставки из дерева.
Круглодонная колба /, закупоренная резиновой пробкой, сообщается, как показано на рис. 477, со стеклянной трубкой 2, опущенной в сосуд с ртутью.
Круглодонная колба выбирается такой емкости, чтобы перегоняемая смесь жидкостей занимала не более 2 / з объема колбы.
Круглодонные колбы являются наиболее стабильными и дешевыми из всей стеклянной посуды. Они применяются при перегонке, для всех реакций с нагреванием и для таких длительных операций, как экстрагирование. Шарообразная форма кругло-донных колб является и наилучшей в отношении равномерности нагревания.
Круглодонные колбы применяют в школьной практике довольно редко; главным образом их употребляют в опытах для длительного и сильного нагревания, что встречается чаще в органической химии. Наиболее ходовая их емкость равна 100 - 500 мл. Крупные колбы емкостью на 500 - 1000 мл и более нужны в значительно меньшем количестве.
Круглодонные колбы с длинным горлом применяют для нагревания легкоразбрызгивающихся низкокипящих жидкостей. Круглодонные колбы с широким горлом используют для перегонки с обратным холодильником.
Среди химического арсенала измерительных инструментов особое место занимают мерные колбы. Изобретенные несколько столетий назад, стеклянные лабораторные колбы для измерений и сейчас не потеряли своей актуальности.
Что представляет собой мерная колба
Мерная колба — это стеклянная (иногда пластиковая) коническая колба, или колба со сферическим или грушевидным основанием, плоским дном и длинной узкой цилиндрической горловиной. Стеклянные колбы для измерений изготавливают из высококачественного светлого или темного стекла с малым коэффициентом расширения; их вместимость составляет от 1 мл до 5 л.
Горловина может быть изготовлена со шлифом под стеклянную притертую пробку, или же без шлифа. В последнем случае колбу можно закрывать резиновой, силиконовой, полиэтиленовой или просто ватной пробкой, если работа идет с летучими или сильно пахнущими веществами. Для длительного хранения в них веществ и растворов мерные колбы не предназначены.
Дно у всех мерных колб плоское, так как оно должно обеспечивать устойчивость сосуда на горизонтальной поверхности, а также на наклонных поверхностях с небольшим уклоном. Большие пустые колбы объемом более 25 мл не должны падать на поверхностях с наклоном до 15°. Более мелкие колбы должны сохранять устойчивость на поверхности с наклоном до 10°.
На горловину наносятся метки объема. Колбы с одной меткой — это колбы «на вливание», с двумя метками — «на выливание». Существуют и другие разновидности мерных колб, например, с мерной шкалой на горловине, с расширением в верхней части горловины для воронки.
Мерные колбы , как и полагается измерительному инструменту, производятся в соответствии с требованиями международных стандартов и ГОСТа. Каждая колба калибруется в соответствии с классом точности, для которого ГОСТ определяет пределы допустимой абсолютной погрешности при температуре +20 °С (температуре заводской калибровки).
Назначение мерных колб
Большинство мерных колб предназначено для приготовления растворов заданной концентрации прямо в сосуде. Они градуируются «на вливание» одной круговой меткой на горловине. Метка отмечает номинальный объем жидкости, которая находится в колбе. Если потом приготовленный раствор выливают, то следует учитывать, что на стенках обязательно останется немного жидкости, и объем перелитого раствора будет меньше.
Колбы «на выливание» снабжаются двумя метками: при наполнении до нижней метки ее можно использовать как обычную колбу «на вливание», а наполнение до верхней метки помогает измерять объем вылитой жидкости. Такая колба при наполнении её до верхней черты применяется для измерения выливаемой жидкости, а при наполнении до нижней черты может использоваться как колба для вливания.
Химические колбы с нанесенной на горловину мерной шкалой применяются для работы с растворами, приготавливаемыми из двух жидкостей. Градуировка позволяет фиксировать уменьшение/увеличение объема при растворении.
Правила работы с мерными колбами
Каждая мерная колба обязательно маркируется. На корпусе сосуда размещается информация о номинальном объеме, классе точности, типе стекла, температуре калибровки, фирме-изготовителе.
Мерные колбы для лаборатории не следует подвергать нагреванию, в том числе температурной стерилизации. Чтобы повысить точность измерений работать с жидкостями следует при температуре калибровки мерной колбы. Фиксацию объема проводят по совпадению нижнего края мениска жидкости с меткой, расположенной на уровне взгляда исследователя.
Купить колбы для химии , в том числе мерные, по доступным ценам вы можете в магазине «ПраймКемикалсГрупп». Менеджеры помогут сделать правильный выбор. Помогут быстро оформить заказ и доставку. Наш ассортимент заслуживает внимания!
Химические стаканы - это низкие или высокие цилиндры с носиком (рис. 16, а) или без него (рис. 16, в), плоскодонные или круглодонные (рис. 16, г). Их изготавливают из разных сортов стекла и фарфора, а также полимерных материалов. Они бывают тонкостенными и толстостенными, мерными (см. рис. 16, а) и простыми. Стаканы из фторопласта-4 (рис. 16, б) применяют в работах с сильно агрессивными веществами, а полиэтиленовые или полипропиленовые - для экспериментов с участием фтороводородной кислоты. Если требуется поддерживать определенную температуру во время реакции или при фильтровании осадка, то применяют стаканы с термостатирующей рубашкой (рис. 16, д). Синтезы веществ с массой до 1 кг проводят в стаканах-реакторах с пришлифованной крышкой, имеющей несколько тубусов для введения в стакан оси мешалки, труб холодильника и делительной воронки и других приспособлений.
Рис 16. Химические стаканы: мерный с носиком (а), фторопластовый (б), с шлифованной верхней кромкой (в), толстостенный (г), с термостатирующей рубашкой (д), стакан-реактор с пришлифованной крышкой (е) и стакан для "Ромывки осадков декантацией (ж)
В таких сосудах (рис. 16, е) можно поддерживать вакуум или небольшое избыточное давление. Промывание осадков при помощи декантации удобно проводить с использованием стаканов с боковым углублением (рис. 16, ж). Из такого стакана, наклоненного в сторону бокового углубления, сливается только жидкость, а осадок собирается по углублением, не позволяющим вымываться частицам осадка последней порцией жидкости.
Толстостенные стаканы без носика из стекла марки "пирекс (см. рис. 16, в) с отшлифованной верхней кромкой применяют в демонстрационных опытах, для паровой или горяче-воздушной стерилизации изделий, монтажа гальванических элементов ("батарейные стаканы").Стакан с круглым дном (см. рис. 16, г) с пришлифованной верхней кромкой может выполнять функции колокола.
Нагревать химические стаканы на открытом огне газовой горелки нельзя из-за возможного их растрескивания. Следует обязательно под стакан подкладывать асбестированную сетку (см. рис. 14, а) или применять для нагрева жидкостные бани, электрические плитки с керамическим верхом.
Колбы бывают круглодонными, плоскодонными, коническими, остродонными, грушевидными, с различным числом горловин и отростков, со шлифами и без шлифов, с термостатируе-мой рубашкой и нижним спуском и других конструкций. Вместимость колб может колебаться от 10 мл до 10 л, а термостойкость достигать 800-1000 °С.
Колбы предназначены для проведения препаративных и аналитических работ.
Различные виды круглодонных колб приведены на рис. 17. В зависимости от сложности колбы могут иметь от одной до четырех горловин для оборудования их мешалками, холодильниками, дозаторами, кранами для соединения с вакуумной системой или для подачи газа и т.п.
Грушевидные колбы (рис. 17, г) необходимы тогда, когда при перегонке жидкости пар не должен перегреваться в конце процесса. Обогреваемая поверхность такой колбы не уменьшается при понижении зеркала жидкости. Колба Кьельдаля (рис. 17, д) имеет длинное горло и грушевидную нижнюю часть. Ее применяют для определения азота и изготавливают из стекла марки "пирекс".(Кьельдаль Иохан Густав Кристофер (1849-1900) - датский химик) Предложил метод определения азота и колбу для этого эксперимента в 1883 г.
Колбы Вальтера (рис. 17, е) и Келлера (рис. 17, ж) имеют широкое горло для введения внутрь сосудов различных приспособлений через резиновую пробку или без нее.
Рис. 17. Крутлодонные колбы: одно- (а), двух- (б) и трехгор-лые (в), грушевидные (г), Кьельдаля (д), Вальтера (е) и Келлера (ж)
Рис. 18. Круглодонные колбы для специальных работ: с нижним спуском и запорным клапаном (а), с карманом для термометра (б), с жидкостной баней (в), со стеклянным придонным фильтром (г), с боковым отростком-краном (д) и с термостатирующей рубашкой (е)
(Вальтер Александр Петрович (1817-1889) - русский анатом и физиолог. Келлер Борис Александрович (1874-1945) - русский ботаник-эколог)
По специальному заказу фирмы могут изготовить более сложные круглодонные колбы (рис. 18). Колбу с нижним спуском, имеющим запорный кран (рис. 18, а), используют в экспериментах, в которых образуется несколько несмешивающихся жидких фаз. Колбу с боковым карманом (рис. 18, б) Для термометра или термопары применяют в препаративных работах со строго контролируемой и регулируемой температурой.
Колбу с нижней рубашкой (рис. 18, в), выполняющей функции ж* костной бани, рекомендуестся для очень многих синтезов При этом не требуется специальный нагреватель, температура реакционной среды в колбе всегда постоянна и определяется температурой кипения жидкости в рубашке, имеющей боковой тубус для присоединения обратного холодильника (см. ра 8.4). Температуру кипения жидкости выбирают в соответствии с условиями работы (табл. 18). Колба со стеклянным придонным фильтром - многофункциональный прибор. Она позволяет после реакции отделять жидкую фазу от твердой и снабжена нижним напорным краном. Конструкции остальных колб (д, е) понятны рис. 18.
Различные виды плоскодонных колб изображены на рис. Они, как и круглодонные, могут иметь несколько горловин термостатирующие рубашки (рис. 19, г, д). Достоинство так колб - устойчивое положение на лабораторном столе.
Узкодонные колбы (рис. 20) могут иметь от одного до трех горл. Их применяют в тех случаях, когда при перегонке жидкости необходимо оставить небольшой ее объем или удалить раствора жидкую фазу полностью, сконцентрировав сухой остаток в узкой части колбы.
Обычные конические колбы (рис. 21, а) носят название колб Эрленмейера.
Рис. 19. Плоскодонные колбы: одно (а), трех- (б) и четырехгорлые (в) термостатируюшими рубашками (д)
Рис. 20. Узкодонные колбы: одно- (а), двух- (б) и трехгорлые (в)
Они имеют, как правило, плоское дно, но горловина их может снабжаться пришлифованной пробкой (рис. 21, б) и даже иметь сферический шлиф (рис. 21, г), позволяющий поворачивать под нужным углом вставляемые в колбу трубки самого различного назначения. Колбы, не имеющие пришлифованного горла, закрывают колпачками (рис. 21, д), дающими возможность врашать колбу для перемешивания ее содержимого без опасности разбрызгивания. Основная область применения колб Эрленмейера - титриметрические методы анализа. Если анализируемая жидкость сильно окрашена и трудно установить точку эквивалентности, то в объемном анализе применяют колбы Фрея (рис. 21, в) с придонным выступом, позволяющим точнее определить момент изменения окраски раствора в более тонком слое жидкости.(Эрленмейер Рихард Август Карл (1825-1909) - немецкий химик-органик. В 1859 г. он предложил конструкцию колбы, получившей его имя.)
Толстостенные конические колбы с боковым тубусом получили название колб Бунзена (рис. 22). Эти колбы предназначены для фильтрования под вакуумом.
Рис- 22. Колбы Бунзена: обычная (а), с трехходовым краном (б) и с нижним спуском (в)
Рис. 23. Колбы для перегонки жидкостей: Вюрца (а), с саблеобразным отроестком (б), Вигре (в) и Фаворского (г)
Толщина стенок колб составляет 3,0-8,0 мм, что позволяет выдерживать предельное остаточное давление не более 10 торр или 1400 Па. Вместимость колб колеблется от 100 мл до 5,0 л. Во время фильтрования колбы следует закрывать полотенцем или мелкой капроновой или металлической сеткой во избежание их разрыва, который обычно сопровождается разлетом осколков стекла. Поэтому перед работой колбу Бунзена надо внимательно осмотреть. Если в стекле будут обнаружены пузырьки или царапины на поверхности, то она для фильтрования под вакуумом непригодна.
При фильтровании больших количеств жидкости применяют колбы с нижним тубусом (рис. 22, в) для слива фильтрата. В этом случае перед сливом отключают водоструйный насос и в колбу впускают воздух. Для удаления фильтрата без отключения вакуума используют колбы Бунзена с трехходовым краном (рис. 22, б).
Для перегонки жидкостей применяют весьма разнообразные по конструкции колбы. Наиболее простыми из них являются колбы Вюрца - круглодонные колбы с боковым отростком (рис. 23, а), к которому присоединяют холодильник. Для работы с жидкостями с высокой температурой кипения тросток должен быть расположен ближе к шарообразной части колбы. Легкокипящие жидкости перегоняют в колбах Вюрца с отростком, расположенным ближе к открытому концу горла. В этом случае в дистиллят попадает меньше брызг жидкости.
Вюрц Шарль Адольф (1817-1884) - французский химик, президент Парижской Академии наук.
Рис. 24. Колбы для перегонки жидкостей: Клайзена (а), Арбузова (б, в) и Стоута и Шуэтта (г)
Узкогорлая колба с внутренним диаметром горла 1б±1 мм, вместимостью 100 мл и высотой горла 150 мм с боковым отростком как у колбы Вюрца, но расположенным почти по центру горла колбы, получила название колбы Энглера. Ее применяют для перегонки нефти с целью определения выхода нефтяных фракций.
(Энглер Карл Оствальд Виктор (1842-1925) - немецкий химик-органик, предложил теорию происхождения нефти из жира животных.)
Колбы с саблеобразным отростком (рис. 23, б) применяют для перегонки или сублимации легко застывающих и легко конденсирующихся веществ. временно воздушным холодильником и приемником конденсата или десублимата.
Пробирки. Пробирки представляют собой стеклянные трубки, запаянные с одного конца таким образом, что образуется закругленное дно, Они предназначаются для проведения предварительных испытаний проб. Пробирки бывают различного размера тонкостенные и толстостенные, из стекла разного сорта (легкоплавкого и тугоплавкого), простые, градуированные, центрифужные и др. Их можно нагревать непосредственно в пламени горелки, на водяной бане. Удобнее всего работать с таким количеством жидкости, чтобы общий объем ее не превышал половины объема пробирки. В этом случае для перемешивания жидкости пробирку берут большим и указательным пальцами левой руки около верхней открытой части и подпирают средним пальцем. Затем указательным пальцем правой руки ударяют косыми ударами по низу пробирки.
Если все же жидкость занимает объем больше половины пробирки, перемешивание производят при помощи стеклянной палочки, опуская и поднимая ее. Нельзя перемешивать содержимое пробирки, закрывая последнюю пальцем и сильно встряхивая.
Пробирки хранят в специальных подставках-штативах.
Воронки химические . Стеклянные воронки применяют главным образом для фильтрования и для переливания жидкостей. Они бывают различной величины и диаметра, Обычные воронки имеют ровную внутреннюю стенку, но для облегчения фильтрования внутренняя поверхность иногда делается ребристой. Во время работы с воронкой ее укрепляют в лапке штатива, вставляют в прикрепленное к штативу кольцо или в горло колбы в последнем случае между горлом сосуда и воронкой, обязательно должен быть зазор, который образуется, если положить кусочек бумаги в месте соприкосновения воронки и горла. Еще лучше сделать из проволоки треугольник, положить его на горло колбы и вставить воронку в треугольник.
При переливании жидкостей уровень жидкости в воронке должен быть на 10-15 мм ниже края воронки; не следует наливать воронку до краев, так как даже при незначительном наклоне жидкость из воронки может быть выплеснута.
Стаканы химические. Химические стаканы бывают различной формы: широкие и низкие, а также высокие и узкие, с носиком или без него, различной емкости (от 25 мл до 1-2 л).
Изготовляют стаканы из стекла различных сортов. Химические тонкостенные стаканы из обычного стекла не рекомендуется нагревать на голом пламени без асбестовой сетки; при нагревании их следует пользоваться водяной, воздушной, песочной или масляной баней,
Колбы плоскодонные и круглодонные . Горячую колбу нельзя ставить на холодные металлические предметы или стол, покрытый кафельными плитками. Лучше всего под колбу подкладывать асбестовый картон. Круглодонными колбами пользуются для перегонки, кипячения и проведения различных реакций при нагревании. При этом горло колбы свободно закрепляют в лапке штатива. Лапку лучше всего обернуть асбестовым шнуром. Под дно колбы подставляют кольцо, на которое помещают песочную, масляную или водяную баню. Если нагревание ведут с помощью горелки, то на кольцо под колбу кладут асбестированную сетку или листовой асбест, причем дно колбы должно лишь слегка касаться поверхности листа. На столе круглодонные колбы стоять не могут, поэтому в качестве подставок для них используют резиновые, асбестовые или деревянные кольца. Металлические кольца можно применять как подставки, только обернув их асбестовым шнуром. Колбы из обыкновенного химического стекла, особенно плоскодонные, нагревать на голом пламени нельзя.
Нагревание голым пламенем выдерживают только колбы, из специальных сортов стекла, например из стекла пирекс.
Колбы конические (Эрленмейера).
Коническая колба - плоскодонный конический сосуд. Ее форма дает возможность стеклянной палочкой прикасаться к любому месту стенок и таким образом легко снимать приставшие частицы осадков. Кроме того, благодаря ее форме можно быстро перемешивать содержимое колбы путем кругообразных движений, что очень важно при титровании, Вот почему эти колбы применяют преимущественно при титровании. Конические колбы бывают различного объема, с носиком и без носика. Для некоторых работ с летучими соединениями применяют конические колбы с притертой пробкой.
Кристаллизаторы . Стеклянные плоскодонные чашки с тонкими или толстыми стенками, различной емкости и диаметра. Они применяются при перекристаллизации различных веществ, а иногда в них производят и выпаривание. Кристаллизаторы нагревать на голом пламени нельзя. В зависимости от производимой в них работы их нагревают на водяной, песочной или воздушной бане.
Наиболее часто в химических лабораториях употребляется стеклянная и фарфоровая посуда, изображённая на рис. 1, 2.
Мерная посуда
В лабораторных работах обычно используется следующая мерная посуда: колбы, пипетки, бюретки, мензурки.
Мерные колбы (рис. 3) служат для приготовления растворов строго определенной концентрации и для точного отмеривания объемов жидкостей, представляют собой плоскодонные колбы с длинным и узким горлом, на котором нанесена тонкая черта. Эта отметка показывает границу жидкости, которая при определенной температуре занимает указанный на колбе объем. Горло мерной колбы делают узким, поэтому сравнительно небольшое изменение объема жидкости в колбе заметно отражается на положении мениска. Обычно применяются колбы на 50, 100, 250, 500 и 1000 мл.
Мерные колбы обычно имеют притертую стеклянную пробку. В нерабочем положении, при хранении пустой колбы, между пробкой и горлышком колбы следует прокладывать кусочек чистой фильтровальной бумаги.
При заполнении мерной колбы жидкость наливают через воронку, вставленную в горлышко, до тех пор, пока уровень ее не будет на 1-2 мм ниже кольцевой черты. Затем воронку вынимают и при помощи промывалки или пипетки по каплям доводят объем жидкости до слияния мениска с чертой колбы. Последние капли нужно добавлять особенно осторожно, чтобы не прилить избытка жидкости. Если уровень налитой жидкости будет даже немного выше кольцевой черты, работу следует повторять, т, е. вылить жидкость из мерной колбы, вымыть ее и снова наполнить жидкостью до точного совпадения мениска с чертой.
При заполнении мерной колбы нужно соблюдать следующие правила:
1) колбу можно держать только за горло выше метки, но не за шар, чтобы не изменить температуры жидкости в колбе;
2)жидкость следует наливать до слияния нижней части вогнутого мениска с кольцевой чертой;
3) колбу надо держать так, чтобы черта и глаз наблюдателя находились на одном уровне.
Рисунок 1. Химическая посуда.
Рисунок 2. Химическая посуда.
Если в мерной колбе готовят раствор какого-либо твердого вещества, то точно отвешенное на часовом стекле или в бюксе вещество количественно переносят через воронку а колбу. Для этого часовое стекло или бюкс тщательно обмывают над воронкой из промывалки жидкостью, применяемой как растворитель. Затем колбу заполняют приблизительно наполовину ее
Рис. 3. Мер- Рис. 4. Пи- Рис. 5. Бюретки
ная колба петки
объема и взбалтывают (без перевертывания колбы!). Только после того как навеска полностью растворится и жидкость в колбе примет температуру 20°, доливают растворитель до нужного объема, как указано выше, закрывают колбу стеклянной притертой пробкой и перемешивают содержимое многократным перевертыванием.
В мерных колбах нельзя хранить продолжительное время растворы, особенно щелочные, так как они разъедают стекло. В таких случаях изменяется объем колбы, стекло делается более тонким и колба быстро разрушается. Мерные колбы нельзя также нагревать, так как это приводит к изменению их объема.
Пипетки служат для точного отмеривания определенного объема жидкости и представляют собой стеклянные цилиндрические, оттянутые сверху и снизу узкие трубки (рис. 4,а- пипетка Мора (предназначена для отмеривания только определенного объема, если пипетка на 2 мл, то с помощью ее можно отмерить только два миллилитра)). В верхней части пипетки имеется отметка, показывающая, до какого уровня нужно заполнить снизу пипетку, чтобы вылитая из нее жидкость имела объем, указанный на пипетке. Чаще всего пользуются пипеткой емкостью 10 или 20 мл. Существуют измерительные пипетки, имеющие вид узкой градуированной трубки (рис. 4,б- обычная градуированная пипетка). Пипетки откалиброваны на свободное вытекание жидкости. Не следует выдувать или быстро выдавливать жидкость - в первом случае из пипетки выйдет лишний объём, который должен остаться в её носике из-за капиллярных сил, а во втором случае, из-за эффекта натекания, объём вытекшей жидкости будет меньше стандартного.
Бюретки (рис.5) предназначены для выливания из них строго определенных объемов жидкости. Они представляют собой длинные стеклянные трубки, на которые нанесена шкала c делениями. Чаще всего пользуются бюретками емкостью 50 мл, градуированными на десятые доли миллилитра. В нижней части бюретки имеется кран. Иногда вбюретках нет крана, тогда на конец ее надевают отрезок резиновой трубки со стеклянным шариком внутри и стеклянной оттянутой внизу трубкой. Оттягивая пальцами резиновую трубку от шарика, можно спускать жидкость из бюретки. Необходимо следить за тем, чтобы оттянутый конец трубки был нацело заполнен сливаемой жидкостью.
Бюретку наполняют жидкостью на несколько миллиметров выше нулевой линии и устанавливают опускающийся мениск на этой линии. Каплю, оставшуюся на носике, удалите прикосновением стеклянного сосуда. Во время выливания нельзя касаться носиком бюретки стенки приемного сосуда. Каплю, оставшуюся на носике после завершения выливания, добавляют к вылившемуся объему прикосновением к внутренней стороне приемного сосуда. Если для бюретки не установлено время ожидания, дожидаться стекания жидкости, оставшейся на стенках, не нужно. Время выливания не должно превышать 45 с для бюреток объемом 1 мл, 100 с для бюреток объемом 100 мл.
Мерные градуированные цилиндры и мензурки (рис. 6) применяются для грубого отмеривания жидкостей и бывают различных емкостей: 5, 10, 25, 50, 100, 150, 250, 500, 1000 и 2000 мл. Для отмеривания нужного объема прозрачной жидкости ее наливают в цилиндр так, чтобы нижняя часть вогнутого мениска поверхности жидкости была на уровне деления мерного цилиндра, показывающего заданный объем; объем непрозрачных или чем-то окрашенных жидкостей устанавливают по верхнему мениску.
При пользовании цилиндрами надо помнить, что степень точности измерения объема зависит от диаметра цилиндра, а именно, чем шире цилиндр, тем меньше точность измеренного объема. Нельзя применять большие цилиндры для измерения малых объемов.
Обычно мерными цилиндрами, особенно большими, пользуются при приготовлении растворов.
Для измерения объемов служат также мензурки. Они имеют коническую форму, что придает им большую устойчивость. Мензурки градуируются только на вливание. Мерные цилиндры и мензурки нельзя нагревать, а также опасно наливать в них горячие жидкости.
Рис. 6. Мерные цилиндры и мензурки