Стъклени изделия с общо предназначение
Основното изискване за стъклария, е неговата химическа и термична стабилност. Химична устойчивост - това е свойството на стъклото да се противопоставя на разрушителното действие на разтвори на основи, киселини и други вещества. Термична стабилност - способност на съдовете да издържат на резки температурни колебания.
Счита се, че е най-доброто стъкло за приготвяне на лабораторни стъклария пирекс. Този тип стъкла са термично и химически устойчиви и имат нисък коефициент на топлинно разширение. Стъклото Pyrex съдържа 80% силициев оксид (IV). Температурата му на омекване е около +620 0 С. За експерименти при високи температури съдове от кварцово стъкло. Кварцовото стъкло съдържа 99,95% силициев оксид (IV), точката му на омекване е +1650 0 С.
Лабораторните стъкларски изделия се произвеждат основно от стъкло от видове TU (термично стабилни), ХУ-1 и ХУ-2 (химически устойчиви). Съдържанието на силициев оксид (IV) в обикновеното лабораторно стъкло е 70%.
В лабораторната практика най-често се срещат следните видове стъклария:
Тръбите са прости и калибрирани (с разделения, обозначаващи обема) (фиг. 1) използва се за експерименти с малко количество реактиви. Обемът на реагента в епруветката не трябва да надвишава половината от неговия обем.
Лабораторни чаши (ориз. 2) Предлагат се в различни размери, със и без чучур, прости и калибрирани. Очилата са предназначени за голямо разнообразие от процедури.
Колби с различни размери и форми (кръгли, конични, плоско дъно - фиг. 3, кръгло дъно - фиг. 4). Например, коничните колби с плоско дъно се използват широко в лабораторната практика. (Колби на Ерленмайер). Колба на Вюрц (фиг. 5) е колба с кръгло дъно с разклонителна тръба под ъгъл 60-80 0. Използва се за производство на газове и дестилация на течности при атмосферно налягане.
Фунии химически служат за наливане на течности и филтриране; фунии за капене (фиг. 6) използва се за въвеждане на течни реактиви в реакционната среда на малки порции. Разделителни фунии (фиг. 7) използва се за отделяне на несмесващи се течности.
Дропери използва се за въвеждане на реагенти на малки порции, капка по капка.
Бъкс предназначен за претегляне и съхранение на течни и твърди вещества.
Очила за часовници използва се за реакции с малък обем (реакции на падане) и за претегляне на твърди вещества.
Хладилници използва се за охлаждане и кондензация на пари, генерирани при нагряване на различни вещества. За дестилация директно хладилници (Liebig) (фиг. 8), а при кипене на разтвори и течности, екстракция и други подобни процеси се използват рефлуксни кондензатори (фиг. девет).
Фигура: 8. A - с гумени съединители; б - с тънък участък; 1 - forshthos; 2 - риза; 3 - свързващи гумени тръби (муфи); 4 - процеси
Фигура: 9. а - топка (Allina), b - намотка
Кристализатори (фиг. 10) използва се за получаване на кристали на вещества от наситени разтвори или за охлаждане на чаши или колби с реактивни вещества.
Алонги (фиг. 11) играят ролята на свързващи елементи в дестилационните инсталации.
Десикатори (фиг. 12) използва се за бавно сушене и съхранение на вещества, които лесно абсорбират влагата от въздуха. Долната част на ексикатора е пълна с абсорбиращи вода вещества (калциниран калциев хлорид, концентрирана сярна киселина, фосфорен (V) оксид и др.). Чаши или тигели с вещества, които трябва да се изсушат, се поставят върху порцеланова вложка над абсорбера. Има два основни типа ексикатори: конвенционални ексикатори и вакуумни ексикатори.
Фигура: Фиг. 10 Фиг. 11 12
Kipp апарат (фиг. 13) - устройство за периодично производство на водород, сероводород, въглероден оксид (IV) и други газове в лабораторията.
Фигура: 13. Апарат на Кип: 1 - резервоар; 2 - сферично разширение; 3 - тръба за отстраняване на газове; 4 - гърло със сферично разширение; 5 - фуния с форма на круша; 6 - фуние гърло; 7 - обезопасителна фуния
В сравнение със стъклото, той има по-висока химическа устойчивост на киселини и основи, по-висока устойчивост на топлина. Порцеланът може да се нагрее до температура около 1200 0 C. Неговият недостатък е неговата непрозрачност и относително голяма маса. Порцелановите ястия също са разнообразни по форма и предназначение.
Очила (фиг. 14) идват в различни качества, със или без дръжка, със или без чучур.
Порцеланови чаши те също се предлагат в различен обем (обикновено от 250 ml до 2 литра.)
Тави за изпаряване (фиг. 15) използва се за изпаряване и нагряване на течности.
Тигли (фиг. 16) - съдове, използвани за калциране на различни твърди вещества (утайки, минерали и др.), както и за синтез и изгаряне. При запалване на вещества върху пламъка на газова горелка тигелите са фиксирани телени триъгълници с порцеланови тръби (фиг. 17).
Порцеланов хоросан с пестик (фиг. 18) използва се за смилане на твърди вещества. Разтворът трябва да бъде добре измит и изсушен преди работа. Веществото се излива в хоросана в количество не повече от 1/3 от обема му (в противен случай ще се разлее от хоросана по време на смилането). Когато твърдото вещество се разтвори в хоросан (с едновременно смилане), твърдото вещество първо се излива и след това към него постепенно се добавя течност на малки порции с кръгови движения на пестика. Цялата течност, която се приема за разтваряне, не трябва да се консумира: остава поне 1/3 от количеството, за да се изплакне хоросанът и да се измие пестикът в края на разтварянето, след което този разтвор се добавя към получения по-рано разтвор.
Лъжици за порцеланова шпатула (фиг. 19) използва се за подбор на вещества, за отстраняване на утайки от филтри и в много други работи.
Фунии на Бухнер и порцеланови решетки (фиг. 20) използва се за филтриране на течности при понижено налягане (под вакуум).
За измерване на обеми течности се използват различни обемни съдове: мерни колби, градуирани цилиндри, мензури, пипети и др.
Обемни колби (фиг. 21) се използват за приготвяне на разтвори с точна концентрация и представляват кръгли колби с плоско дъно с дълга и тясна шийка, върху които е нанесена тънка линия. Тази маркировка показва границата, до която трябва да се излива течността, така че нейният обем да съответства на стойността, посочена в колбата. Цифрите на колбата показват обема на течността (ml), за която е предназначена. Обемните колби обикновено имат вградени тапи. Използвайте колби от 50 100, 250, 500 и 1000 ml.
Извикват се по-малки обемни колби, използвани за определяне на плътността на течностите пикнометри.
Градуирани цилиндри (фиг. 22) са стъклени съдове, които имат широка основа (дъно) или специална опора за по-голяма стабилност. От външната страна на стените на бутилките има раздели, обозначаващи обема (в ml). Градуираните бутилки се предлагат в различен обем: от 5 ml до 2 литра. Тяхната цел е да измерват (с определена грешка) различни обеми течност.
Бехерови чаши (фиг. 23) -дтогава съдовете са с конична форма с раздели на стената.
Пипети (фиг. 24) служат за подбор на точно определени относително малки обеми течности. Те са стъклени тръби с малък диаметър с градуировки. Някои пипети имат средно удължение (Пипети на Mohr). Долният край на пипетата е леко прибран и има вътрешен диаметър до 1 mm. В горния край на пипетата има маркировка, към която се изтегля течността. Някои пипети имат два етикета. Обикновено пипетите имат вместимост от 1 до 100 ml.
Бюрети (фиг. 25) се използват за измерване на точни обеми течности, главно при химически аналитична работа (титруване). Те могат да имат различен дизайн и обем.
В лабораторната практика се използват прибори от полимерни материали (полиетилен, полипропилен, флуоропласт и др.) С висока химическа устойчивост такива прибори имат ниска топлоустойчивост и поради това обикновено се използват в работи, които не изискват отопление. Изработена от полиетилен фунии за течни и насипни материали, шайби, капкомери, флакони и буркани за транспортиране и съхранение на химически реактиви, епруветки за центрофугиране, дозатори за пипети и накрайници за тях и др.
В химическите лаборатории се използва разнообразно метално оборудване, главно стомана.
Стативи (фиг. 26) с комплект съединители, крака и пръстени използва се за фиксиране на различни устройства, стъклария (хладилници, колби, разделителни фунии и др.) върху тях по време на работа. Пръстени, монтирани на статив, се използват и при нагряване на химически стъклени съдове върху метал азбестови мрежи (фиг. 27) газови горелки.
Стативи (фиг. 28) използват се като опори за различни устройства, колби и др. Те са особено удобни при нагряване на големи колби и обемисти устройства.
Държачи за тръби (фиг. 29) - устройства, които се използват с кратко нагряване на тръби.
Пинсети (фиг. 30) - устройства за захващане на малки предмети, както и вещества, с които не може да се борави, например метален натрий.
Клещи за тигел (фиг. 30) използва се за захващане на горещи тигли при изваждането им от муфелната пещ, премахване на горещи тигли от порцеланови триъгълници и за всяка работа, когато трябва да се справите с горещи предмети.
Скоби (фиг. 31) - устройства, използвани за затягане на гумени тръби. Обикновено се използват пружинни скоби (Скоби на Mohr) и завийте (Скоби на Хофман). Последните улесняват регулирането на скоростта на потока на течността или скоростта на преминаване на газове.
Лабораторни отоплителни уреди.
В лабораторията се използват различни отоплителни уреди: газови горелки, електрически печки, вани, сушилни, муфелни пещи и др.
Газови горелки. Най-често използваните газови горелки Бунзен и Teklu (фиг. 32). В газовите горелки всмукването на въздух се регулира чрез завъртане на диска (Горелка Teklu) или чрез завъртане на скобата (Горелка на Бунзен). Горелката Teklu с регулиращ диск е по-усъвършенствано устройство, тъй като в него е възможно по-точно регулиране не само на подаването на въздух, но и на газовия поток (с помощта на винт). Запалването на газовата горелка е необходимо само 1-2 секунди след стартиране на газа и с малък достъп на въздух. След това регулирайте подаването на въздух, така че пламъкът да не свети.
ВНИМАНИЕ! Трябва да се помни, че природният газ е отровен и образува експлозивни смеси с въздух. Следователно не трябва да се допуска изтичане на газ!
Бани (фиг. 33). За продължително нагряване при температура 100-300 0 С се използват вани: вода, пясък и др. Те обикновено са метални купички, пълни с вода (водна баня) или сух, чист пясък, калциниран за отстраняване на органични примеси от него (пясъчна баня). Баните се отопляват с пламък на газова горелка. Използват се и електрически отопляеми водни и пясъчни бани.
Електрически плочки. В случаите, когато се изисква отопление, но горелките не могат да се използват (например при дестилация на запалими летливи течности), се използват електрически печки.
За отопление на стъклени съдове с кръгло дъно използвайте нагревателни мантии (фиг. 34).
Фурни. За да се получи температура 600-1400 0 С, електрическа муфелни пещи (фиг. 35). Използвайки специално устройство за управление, фурната може да се нагрее до определена предварително определена температура.
Сушилни шкафове (фиг. 36) имат електрическо отопление и термостат, който ви позволява да поддържате постоянна температура. Шкафът е снабден с термометър за наблюдение на температурата. Веществото, което трябва да се изсуши, се поставя в сушилня, регулира се до необходимата температура и се съхранява в нея при определена температура за определено време. При произведения от количествен характер сушенето се извършва няколко пъти, докато веществото, което трябва да се изсуши, достигне постоянна маса.
Абстрактни теми
1. Основните етапи от развитието на химията.
2. Развитие на химията в Казахстан. Химическа промишленост на Република Казахстан. Изтъкнати учени химици.
CPC задачи и упражнения
1. Н. Л. Глинка Задачи и упражнения по обща химия. 1-12, 53-60 задачи и въпроси. Страници 9-19.