Химическая посуда. Методы очистки

 

ХИМИЧЕСКАЯ ПОСУДА. МЕТОДЫ ОЧИСТКИ

В химических лабораториях для работы с веществами наиболее широко используется посуда из специального химического стекла. Как и оконное стекло, оно прозрачно, но в отличие от него, химическое стекло обладает повышенной термической и химической устойчивостью. Оно может выдерживать резкие перепады температуры (не трескается) и контакт с агрессивными веществами. Только плавиковая кислота и концентрированные растворы щелочей способны разрушить химическое стекло. Чем выше массовая доля оксида кремния(IV) в стекле, тем оно более термически и химически устойчиво. Хорошим химическим стеклом является пирекс, в составе которого массовая доля SiO2 составляет 80 %. Такое стекло начинает размягчаться при температуре 620 оС. Лучшим химическим стеклом является кварцевое стекло, состоящее почти из чистого кварца SiO2. Оно выдерживает очень резкие перепады температуры и начинает размягчаться при температуре 1650 оС.

 

Химическая лабораторная посуда подразделяется на 4 основных вида: посуда общего назначения, специального назначения, мерная и фарфоровая (керамическая).  

 

Посуда общего назначения

 
1. Пробирки(рис. 1) используют для проведения ОПЫТов с небольшими количествами реактивов. Объём реактива в пробирке не должен превышать ⅓ её объёма. Перемешивание веществ в пробирках осуществляют, легко ударяя пальцем по нижней части пробирки. Пробирки можно нагревать открытым пламенем, используя специальный держатель.

 
2. Химические  стаканы (рис. 2.) разной ёмкости (от 25 см3 до 5 дм3) используют для приготовления растворов, для проведения реакций и взвешивания веществ. Жидкость в стакане перемешивают либо плавными круговыми движениями, либо стеклянной палочкой (не касаясь ею стенок стакана!), либо на магнитной мешалке. Стаканы с веществами нельзя нагревать открытым пламенем, но можно пользоваться электрическими плитками. Дно стакана при этом должно быть сухим. Стаканы с толстым дном могут при нагревании могут треснуть.

3. Колбы (рис.3) разной вместимости (от 25 см3 до 5 дм3), формы и толщины стенок используют для приготовления и хранения растворов, для проведения реакций. Тонкостенные колбы нельзя нагревать открытым пламенем. Их нагревают в специальных электрических колбонагревателях на электрических плитках. Колбы с толстым дном при нагревании могут треснуть. Толстостенные колбы вообще нельзя нагревать.

 

 
4. Воронки (рис. 4) разных конструкций и размеров имеют разные назначения. Химические воронки (конической формы) служат для переливания жидкостей, пересыпания порошков, для проведения фильтрования. Капельные воронки используют для введения жидкостей в реакционную среду небольшими порциями или по каплям. Делительные воронки применяют для разделения несмешивающихся жидкостей. Предохранительные воронки используют для предохранения от выброса жидкости при её вскипании или от выброса раствора кислоты из аппарата Киппа.

 
5. Капельницы(рис. 5) разной формы используют для хранения и дозирования индикаторов и растворов некоторых веществ.

6. Кристаллизаторы(рис.6) разной ёмкости используют в процессах кристаллизации для охлаждения насыщенных растворов, для собирания газов методом вытеснения воды. Кристаллизаторы нельзя сильно нагревать, так как они изготовлены из толстого стекла.

 
7. Бюксы (рис.7) разной ёмкости используют для хранения или для взвешивания твёрдых веществ. Их изготавливают с внешним и внутренним шлифом.

 

Посуда специального назначения

1. Эксикаторы (рис.8) используют для хранения веществ, быстро поглощающих влагу, и для их высушивания. В нижнюю часть эксикатора помещают осушители (Р2О5, СаСl2 (безводн.), H2SO4(конц.). Над ними кладут фарфоровую пластину с отверстиями, на которую помещают сосуды с осушаемыми веществами. Эксикаторы изготовлены из толстого стекла, поэтому их нельзя сильно нагревать.

 

	Рис. 8. Эксикатор. 1 – резервуар; 2 – пришлифованная крышка; 3 – фарфоровая пластина; 4 – осушитель

 

 

2. Промывные  склянки (рис. 9) используют для очистки и высушивания газов. Их заправляют соответствующими жидкостями (при осушке газов – концентрированной серной кислотой, при очитке от других примесей – растворами соответствующих веществ).  

 

	Рис. 9. Промывные склянки. а – склянка Тищенко; б – склянка Салюцо-Вульфа; в – склянка Дрекселя; г, д – склянки произвольной конструкции

 

 
3. Колбы  Бунзена (рис.10) используются для фильтрования при пониженном давлении. Перед использованием их необходимо проверять на отсутствие царапин и трещин, поскольку при вакуумировании они могут лопнуть. Эти колбы нельзя сильно нагревать, так как они изготовлены из толстого стекла.

	Рис. 10. Колба Бунзена

 

 

4. Холодильники (рис. 11) – приборы для охлаждения и конденсации паров. Их применяют при перегонке и экстракции, при проведении синтезов.

	Рис.11. Холодильники. а – прямой холодильник Либиха без шлифов; б – прямой холодильник Либиха со шлифами; в – обратный шариковый холодильник со шлифами

 

 

 

 

 

5. Аллóнжи(рис.12) – детали приборов для перегонки веществ. Они соединяются с холодильниками Либиха шлифами или пробками. Аллонж направляет конденсат из холодильника в сосуд-приёмник (см. рис. 25).

	Рис. 12. Аллонж.

 

6. Хлоркальциевые  трубки(рис.13) используют для очистки газов пропусканием их через слой твёрдого поглотителя и для предотвращения попадания газов в систему.

 
7. Реторты (рис.14) используют в неорганическом синтезе в качестве особых реакционных сосудов.

	Рис. 14. Реторты

 

 

 

Мерная посуда

Мерная посуда, используемая для измерения объёмов жидкостей, подразделяется на 2 типа:

1.Посуда для грубого (приблизительного) измерения объёмов: мерные цилиндры, мензурки, градуированные стаканы и колбы.

2.Посуда для точного измерения объёмов: мерные колбы, бюретки и пипетки. Посуду этого типа нельзя нагревать (измерять объёмы горячих растворов и сушить в сушильных шкафах). Она не предназначена для хранения растворов.

При использовании мерной посудой высокой точности её необходимо располагать строго вертикально на уровне глаз и отсчёт показаний производить по нижнему мениску жидкости (рис. 15).

 

 

 
1. Мерные  цилиндры и мензурки (рис.16) используют для измерения приблизительных объёмов жидкостей.

	Рис. 16. Мерная посуда для грубого измерения объёмов. а – мерные цилиндры; б - мензурки

 

2. Мерные  колбы (рис.17) используют для приготовления растворов определённого объёма с точными значениями концентраций растворённого вещества. Объём мерных колб может составлять от 25 см3 до 2000 см3. Мерные колбы снабжены специальной ограничительной меткой на горлышке, которая соответствует их объёму и должна совпадать с нижним мениском жидкости. 

 

Рис. 17. Мерные колбы.

 

 
3. Бюретки(рис.18) используют для измерения точных объёмов жидкостей при титровании. Бюретки бывают с различными затворами: с кранами, зажимами Мора и со стеклянными шариками.

	Рис.18. Бюретки. 1 – с краном; 2 – с зажимом Мора; 3 – со стеклянным шариком.

 

 

 

4. Пипетки (рис.19) используют для отмеривания и отбора строго определённых объёмов жидкостей. Различают градуированные и неградуированные пипетки. Неградуированные (пипетки Мора), как и мерные колбы, снабжены ограничительными метками. Жидкость в пипетки засасывается резиновыми грушами или специальными приспособлениями. Выдувать жидкость из пипеток нельзя. На рабочих столах пипетки должны находиться в специальных штативах.

 

	Рис.19. Пипетки. а ,б – градуированные; в – неградуированная (пипетка Мора).

 

 

 

Фарфоровая посуда

В лабораториях широко используются фарфоровые тигли, чашки, ступки, стаканы, кружки и воронки Бюхнера (рис.20). Тигли используют для прокаливания твёрдых веществ, чашки – для выпаривания растворов, ступки – для измельчения твёрдых веществ, воронки Бюхнера – для фильтрования. Фарфоровые стаканы и кружки используют для нагревания и хранения едких жидкостей (например, «хромовой смеси»). Фарфоровая посуда выдерживает нагревание выше 1000 оС, однако толстостенные стаканы при резком перепаде температур могут лопнуть, поэтому их следует нагревать медленно. 

 

 

 

II. Мытьё  химической посуды