Для чего нужна круглодонная колба в химии. Мерная колба — незаменимый лабораторный инструмент
Исследование лабораторного оборудования в кабинете химии, его назначение и особенности использования. Лаборатория химическая* - Общее устройство.
Если воронка плотно прилегает к горлу сосуда, в который переливают жидкость, то переливание затрудняется, так как внутри сосуда создается повышенное давление. Чем меньше емкость воронки, тем тоньше ее стенки, и наоборот. Воронки укрепляют в горле колбы на шлифе или при помощи корковой либо резиновой пробки.
Применение конической колбы (в химии)
Разновидность технических сосудов, применяемых в химических лабораториях. Колбы применяются в лабораториях в качестве реакционных сосудов. Для подогревания колб в лабораториях и в химических производствах используют специализированные и универсальные колбонагреватели.
Внимательно следить за тем, чтобы сверло сохранило свое первоначальное направление. Жидкость нужно помешивать стеклянной палочкой тем концом, на котором надета резиновая трубочка. Газоотводную трубку внесем в стакан с известковой водой так, чтобы конец трубки был погружен в воду. Сначала надо нагреть всю пробирку, а потом только в том месте, где находится малахит.
Наличие качественной, удобной в использовании и безопасной в работе с реактивами, химической посуды обеспечивает высокие результаты исследований проводимых в той или иной лаборатории. Стекло имеет высокие термоустойчивые показатели, именно поэтому его применение в качестве основного материала при производстве лабораторной посуды является наиболее актуальным.
К мерной химической посуде, предназначенной для измерения объема жидкостей, относятся мерные колбы, измерительные цилиндры, градуированные пробирки, бюретки, пипетки и мензурки.
Не менее востребована в химической промышленности и пластиковая лабораторная посуда, которая изготавливается из различных полимерных материалов, обеспечивающих легкий вес и прочность. В современном производстве колб, пробирок, воронок, мензурок и пипеток используется высокотехнологичное оборудование, что позволяет сделать такое производство наименее затратным.
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.
Лабораторная посуда отличается своим разнообразием. Ее применяют в процессе проведения анализов в самых разных областях. Огромное количество вариаций представленных емкостей позволяет применять в каждом конкретном случае наиболее подходящую разновидность.
Существующие виды колб можно классифицировать по некоторым признакам. Это позволяет глубже вникнуть в их применение и значение для анализа. Разновидности лабораторной посуды заслуживают особого внимания.
Общая характеристика
В лабораторных исследованиях применяют чаще всего стеклянные колбы . Они позволяют произвести множество различных операций и химических реакций. Достаточно большой статьей расходов любой лаборатории является именно тара.
Так как большинство колб сделано из стекла, они могут биться. Сегодня существуют самые разные виды колб. Они могут подвергаться воздействию температур или химических реагентов. Поэтому материал, из которого изготавливают лабораторную посуду, должен выдерживать подобные нагрузки.
Конфигурация колб может быть очень необычной. Это необходимо, чтобы провести полноценно а также анализ требуемых веществ. Чаще всего подобные емкости имеют широкое основание и узкое горло. Некоторые из них могут оснащаться пробкой.
Разновидности формы
В лабораторных исследованиях может применяться плоскодонная и круглодонная колба . Это самые часто применяемые разновидности емкостей. Плоскодонные разновидности можно ставить на плоскую поверхность. Их назначение очень разнообразно.
Круглодонные колбы удерживаются штативом. Это очень удобно, если тару требуется подогревать. При проведении некоторых реакций это ускоряет процесс. Поэтому круглодонная колба чаще всего изготавливается благодаря этой особенности применения из термостойкого стекла.
Также обе представленные разновидности лабораторной посуды применяются для хранения различных веществ. Иногда в очень редких случаях в ходе лабораторного анализа применяются остродонные разновидности тары.
Применение колб и их конфигурация
Очень разнообразны. Они зависят от сферы применения. Колба Кьельдаля характеризуется грушевидной формой. Ее чаще всего применяют в одноименном приборе для определения азота. Эта колба может обладать стеклянной пробкой.
Для перегонки различных веществ применяется колба Вюрца. В ее конструкции присутствует отводная трубка.
Колба Клайзена обладает двумя горлышками, диаметр которых одинаков по всей длине. К одному из них подводится трубка, предназначенная для отведения пара. Другой конец сообщает посуду с холодильником. Эту разновидность применяют для перегонки и дистилляции при обычном давлении.
Колба Бунзена применяется в процессах фильтрования. Стенки ее очень прочные и толстые. Вверху есть специальный отросток. Он подходит к линии вакуума. Для опытов в условиях пониженного давления эта разновидность подходит идеально.
Колба Эрленмейера
Рассматривая существующие виды колб, нельзя не уделить внимание еще одной форме лабораторной посуды. Название этой емкости дано в честь ее создателя - немецкого химика Эрленмейера. Это коническая тара, которая имеет плоское дно. Ее горловина характеризуется цилиндрической формой.
Эта колба имеет деления, которые позволяют определить объем находящейся внутри жидкости. Уникальной особенностью этой разновидности тары является вставка из специального стекла. Это своего рода записная книжка. На ней химик может делать необходимые пометки.
Горловину при необходимости можно закрывать пробкой. Коническая форма способствует качественному перемешиванию содержимого. Узкое горлышко предотвращает разливание вещества. Процесс испарения в такой таре происходит медленнее.
Колба представленного типа применяется при проведении титрования, выращивания чистых культур или нагревания. Если колба имеет деления на корпусе, их не нагревают. Такая посуда позволяет измерять количество содержимого вещества.
Еще несколько характеристик
Применяемые виды колб можно также разделить на группы в зависимости от типа горловины. Они бывают простые (под резиновую пробку), а также с цилиндрическим или коническим шлифом.
В зависимости от типа материала, из которого изготовлена посуда, она может быть термостойкая или обычная. По назначению колбы можно разделить на мерные емкости, приемники и реакторы.
По объему лабораторная посуда также довольно разнообразна. Их вместительность может составлять от 100 мл до 10 л. Встречаются колбы даже большего объема. При работе с подобной тарой необходимо обязательно соблюдать правила безопасности. Каждая разновидность представленного оборудования должна применяться строго по своему прямому назначению. Иначе можно разбить колбу или нанести вред своему организму.
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.