Химическая посуда из стекла

Наиболее часто в химических лабораториях употребляется химическая посуда из стекла. Благодаря своей коррозионной стойкости, твердости, прозрачности и сравнительно небольшому линейному коэффициенту теплового расширения стекло является ценным конструкционным материалом для изготовления лабораторной посуды, приборов и аппаратов, а также соединительных элементов между ними. Прозрачность стекла позволяет непосредственно следить за ходом процесса в реакционном сосуде, а гладкость поверхности стекла облегчает мытье посуды.

Недостатки стекла - его хрупкость, относительно малая устойчивость к резким перепадам температуры и относительно малая химическая устойчивость в некоторых агрессивных средах (концентрированные растворы щелочей, фосфорная, фтороводородная кислоты и некоторые другие).

Пробирки используют для проведения опытов с небольшим количеством реактивов. Пробирки бывают различной формы, величины и диаметра: простые цилиндрические, конические, мерные, центрифужные и с отводами. При проведении работ следует заполнять пробирку на 1/8 объема. При нагревании пробирки с содержимым на спиртовке пробирку следует зажать в держателе или специальными щипцами и медленно нагревать при умеренной температуре до появления пузырьков газа. Затем пробирку держат не в пламени спиртовки, а около него или над ним. При этом открытый конец пробирки должен быть обращен в сторону от экспериментатора.

Стаканы применяются для проведения простейших химических операций и в качестве вспомогательных сосудов. Их выпускают различных размеров простые и мерные. Нагревать стаканы с содержимым на голом пламени или на электрической плитке с открытым нагревом нельзя. Нагревание следует проводить только через асбестированную сетку или на бане с теплоносителем (например, на водяной бане). Стеклянные стаканы не следует применять для выпаривания растворов.

Стаканы с пришлифованными крышками,используемые для взвешивания веществ в условиях защиты от внешней среды, называют бюксами.

Колбы различных размеров и форм широко используются в лабораторной практике. Плоскодонные колбы, конические (колбы Эрленмейера) и круглодонные, предназначаются для аналитических работ, простейших операций при атмосферном давлении, хранении жидкостей и т.д. В качестве приемников их используют только при простой перегонке. Конические колбы благодаря своей форме обеспечивают малую поверхность испарения, вследствие чего их используют для кристаллизации. Плоскодонные колбы не следует применять для работ, проводимых при высокой температуре и при пониженном давлении.

Колбы с тубусом (колбы Бунзена) обычно применяют в качестве приемников при фильтровании при уменьшенном давлении. Их делают толстостенными, потому что иначе при фильтровании под вакуумом они могут быть раздавлены атмосферным давлением. При работе рекомендуется закрывать колбу полотенцем или помещать в ящик из толстого картона или жести. Для защиты от разлетающихся осколков стекла (при возможном взрыве) можно также наклеивать на наружную стенку колбы липкую прозрачную ленту, накладывая слой на слой так, чтобы каждый виток закрывал около половины предыдущего.

К каждой колбе для фильтрования отсасыванием (без шлифа) следует подобрать несколько резиновых пробок с отверстиями разных диаметров, соответствующих диаметрам употребляемых воронок.

Колбы для фильтрования отсасыванием рассчитаны на предельно остаточное давление не более 10 мм рт. ст. Для работы при пониженном давлении следует применять только проверенные колбы.

Воронки для лабораторных работ. Стеклянные воронки общего назначения бывают лабораторные, делительные, капельные и для фильтрования.

Лабораторныеворонки конусообразной формы (угол конуса 60⁰) со срезанным длинным концом служат для переливания жидкостей из сосуда в сосуд. Для фильтрования при помощи вкладного фильтра, для переноса порошков в колбы и т.д. При переливании жидкости в колбу или бутыль воронку не следует наполнять до краев. Если воронка плотно прилегает к горлу сосуда, то переливание затрудняется. В таких случаях рекомендуется между воронкой и горлом сосуда вложить полоску бумаги.

	Делительные воронки (рис.2) предназначаются для разделения несмешивающихся жидкостей при экстрагиро-вании. Они бывают цилиндрические, конические, грушевидные, шаровидные, мерные и с боковой трубкой для выравнивания давления. Все они снабжены притертым
Рис. 2. Делительные и капельные воронки

стеклянным спускным краном. Перед началом работы герметичность следует проверить наливанием воды или эфира в воронку. При недостаточной герметичности кран притирают. При заполнении делительной воронки объем разделяемых жидкостей не должен превышать 2/3 ее общей вместимости.

Капельные воронки (рис.2) цилиндрической формы с пришлифованными пробками и стеблем предназначаются для приливания жидкости в реакционный сосуд небольшими порциями или по каплям.

Капельницы (рис.3).Для подачи жидкости, например, растворов индикаторов каплями, пользуются капельницами.

 

	Хлоркальциевые трубки (рис.4). Эти изделия предназначаются для поглощения влаги и отдельных газов из газового потока при помощи селективных твердых поглотителей. Они выпускаются U – образные без отводов, с отводами, под резиновую пробку и с пришлифованной пробкой и др. Твердый поглотитель
Рис. 3. Капельницы
	(например, безводный хлорид кальция) вносят в виде зерен величиной с горошину, заполняя им трубку на 1-1,5 см ниже отводной трубки (или до конца трубки). В местах входа и выхода
Рис. 4. Хлоркальциевые трубки

газа, чтобы укрепить слой поглотителя и предотвратить унос частичек с потоком газа, помещают небольшой тампон стеклянной ваты. Следует иметь ввиду, что нельзя набивать ни вату, ни поглотитель.

Холодильники.Стеклянные лабораторные холодильники (рис.5) предназначаются для конденсации и охлаждения газов и паров.

При перегонке веществ с температурой кипения выше 160⁰С применяют воздушные холодильники. Это достаточно длинные трубки из тонкостенного стекла, диаметром 10-20 мм. Трубку можно укрепить в горле колбы с помощью просверленной корковой пробки. При перегонке веществ с температурой кипения до 160⁰С обычно применяют водяные холодильники с прямой трубкой (типа Либиха). В них охлаждающая вода из водопроводного крана поступает через нижний отвод холодильной рубашки и выходит через верхний отвод. Необходимо при этом следить, чтобы рубашка во время работы всегда была заполнена водой, и чтобы ток воды не прерывался. При выборе холодильника следует учитывать то, что чем ниже

Рис. 5. Холодильники температура кипения перегоняемой жидкости, тем

а - с прямой трубкой длиннее должен быть холодильник.

б-шариковые При перегонке веществ с температурой

кипения до 120⁰С охлаждающим агентом служит проточная вода, а от 120 до 160⁰С - непроточная. При перегонке низкокипящих жидкостей в качестве охлаждающих жидкостей можно пользоваться также охлаждающими жидкими смесями (солевые растворы + лед и др.).

При нагревании летучих жидкостей используют различные типы обратных холодильников с наружным или внутренним охлаждением. Холодильники с прямой трубкой применяются преимущественно в качестве нисходящих; в качестве обратных холодильников они мало эффективны.

Шариковые холодильники с наружным охлаждением с 4,5,6 и 8 шарами используются в качестве обратных холодильников при нагревании и кипячении жидкостей. Благодаря большой поверхности охлаждения за счет сферических выпуклостей на внутренней трубке они значительно короче прямых холодильников, при равной эффективности.

Спиралевидные холодильники с наружным охлаждением (Рис.6а) применяются главным образом как прямые, особенно когда надо конденсировать пары легколетучих жидкостей, поступающих сверху вниз.

Рис. 6. Спиралевидные

холодильники

В спиралевидных холодильниках с внутренним охлаждением (Рис.6б) охлаждающая вода протекает через змеевик. Холодильники этого типа в качестве обратных эффективнее, чем шариковые.

Обратные холодильники с внутренним охлаждением (Рис. 6в) используются в качестве нисходящих и обратных холодильников.

Эксикаторы(рис.7) применяются для высушивания и хранения веществ, легко поглощающих влагу из воздуха. Эксикаторы подразделяют на обычные (без крана) и вакуумные (с краном). Внутрь эксикатора, над суженной частью корпуса, где ставят чашку с осушающим веществом, помещают фарфоровую эксикаторную вставку с отверстиями. Высушиваемое вещество находится на вставке, над осушающим средством. Высушивание осуществляют при комнатной температуре.

Рис. 7. Эксикатор

Применять в вакуум-эксикаторах в качестве водопоглощающего средства серную кислоту запрещается. При работе с эксикатором необходимо следить, чтобы притертые части были слегка смазаны вазелином. При переносе эксикатора с места на место нужно придерживать крышку. При остывании горячего предмета внутри эксикатора создается небольшое разрежение, и крышка плотнее прилипает к корпусу. Поэтому, чтобы открыть эксикатор, нужно сначала сдвинуть крышку в сторону, после чего она легко снимается.