Лабораторная химическая посуда


Для проведения различных опытов и синтезов необходима химическая посуда. Лабораторную посуду подразделяют на: 1) посуду общего назначения;  2) посуду специального назначения;  3) мерную посуду;  4) фарфоровую (керамическую).

Наиболее часто в химических лабораториях употребляется  стеклянная посуда из тонкостенного и толстостенного лабораторного стекла разных марок.

Посуда из тонкостенного стекла устойчива к нагреванию и к химическому взаимодействию. Из тонкого стекла изготавливают как относительно простые изделия (пробирки, химические стаканы, колбы, воронки и т. д.), так и приборы сложной конфигурации (колбы и пробирки Вюрца, реторты, водяные холодильники, промывалки, осушительные колонки, U-образные трубки, хлоркальцевые трубки т. д.). Посуда (химические стаканы,  колбы, реторты, пробирки и др.), в которой проводятся реакции при нагревании,  изготовляется из жаростойкого пирексного стекла и кварца. Пирексное  стекло  содержит ~80% оксида кремния (IV), ~5% щелочей. В этом случае на изделии ставится специальное клеймо.

   Стеклянная посуда общего назначения (рисунок 1). Пробирки для химических опытов используют при работе с небольшим количеством вещества. По объему пробирки разделяют на обычные (10-15мл) и полумикропробирки (от 2 до 6 мл). Хранят их в штативах. После окончания опыта пробирки моют ершом. Перемешивание веществ в них производят встряхиванием, при этом нанося небольшой удар пальцем по нижней части пробирки.
         Колбы бывают разной вместимости и формы: плоскодонные, круглодонные, конические. Растворы в плоскодонных и конических колбах нельзя нагревать на голом пламени горелки или на электроплитке с открытой спиралью. Нагревать их можно только через асбестированную сетку.

Лабораторные  стаканы  бывают разной вместимости: от 25 мл до 1 л, с носиком и без носика. Жидкость в них нагревают только через асбестированную сетку. 

Воронки бывают различной формы и размеров. Они имеют разное назначение. Например, конические применяют для переливания жидкостей  в сосуды с узкими горлами и для фильтрования. При переливании жидкости необходимо соблюдать определенные правила: 1) не следует воронку заполнять до краев; 2) не вставлять воронку плотно в горло сосуда, а оставлять зазор между воронкой и горлом для воздуха, вытесняемого при заполнении емкости жидкостью. Для насыпания порошков используют воронку с укороченным стеблем. Капельные воронки используют при монтировании различных приборов, когда реактив нужно добавлять небольшими порциями по каплям в реакционную смесь (в течение длительного времени). Делительные воронки применяют для разделения несмешивающихся жидкостей. Предохранительные воронки употребляют для предохранения от выплескивания жидкости при нагревании.

 

       в

Пробирки:

 

Колбы:

 

        Лабораторные стаканы

а) цилиндрическая,

 

а) круглая плоскодонная,

 

 

б) коническая

 

б) коническая

в) круглодонная

 

 

                                  

Пипетки:

         Бюксы:

Воронки:

1, 2 - капельные,

3 - для отделения  жидкости от осадка

а - с внутренним  

б – наружным шлифом

4 - химическая воронка,

5 - капельная воронка,

6,7 - делительные воронки

 

Рисунок 1. Основные виды стеклянной посуды общего назначения.

         

Посуда специального назначения (рисунок 2). Эксикаторы применяют для хранения веществ, легко поглощающих влагу, и для высушивания их. Для этого в нижнюю часть эксикатора помещают водоотнимающие вещества: CaCl2 (безв.), H2SO4(конц.), Р2O5. Над водоотнимающим веществом кладут фарфоровый вкладыш, на который ставят бюксы, тигли с веществом.

Колбы для фильтрования в вакууме (колбы Бунзена) перед работой необходимо проверять, чтобы на них не было царапин, трещин, так как при создании вакуума они могут лопнуть.

Колбы Къельдаля - имеют грушевидную форму и удлиненное горло, различной емкости, используют для определения азота.

Колба Вюрца - используется для дистилляции - различной емкости, с длинным горлом, от которого под углом отходит узкая, отводная трубка.

Хлоркальцевые трубки используют для предохранения различных веществ и растворов от попадания в них влаги и примесей из воздуха.

Склянки необходимы для промывания, очистки и высушивания газов. Используют их в качестве предохранителей при работе с вакуум-насосом. В качестве твердых поглотителей применяют прокаленный хлорид кальция CaCl2, жидких – концентрированную серную кислоту.

Реакции с малыми количествами вещества (несколько капель) проводят на часовых или предметных стеклах либо в углублениях специальной пластинки – фарфоровой, стеклянной или пластиковой.

 

  0068-1   Изготовление форштосов и аллонжей Стеклодувные работы

 

          Колбы Вюрца

Колба Къельдаля

 Прибор для  фильтрования под уменьшенным давлением:

Кристаллизаторы

 

Аллонж

 

 

1) колба Бунзена;

2) пробка;

3) воронка Бюхнера;

4) отвод

 

 

   http://www.himikatus.ru/art/tecnik_lab/0071-1.pngв

              

 Эксикатор

Вакуум-эксикаторы

Хлоркальциевые трубки:

 

 

а) простые

 

 

б) U-образные

 

 

в) заряженная поглотителем

             0079-2 

Склянки Вульфа:

Склянки Тищенко:

а) часовое стекло

а) с двумя горлами

а) для жидких поглотителей

б) предметное стекло

б) с тремя горлами

в) с тремя горлами и тубусом

б) для твердых поглотителей

в) пластинка с углублениями

 

Рисунок 2. Основные виды стеклянной посуды специального назначения.

Мерная посуда (рисунок 3). Ее используют для измерения объема жидкости с разной точностью. Для измерения объема с небольшой точностью применяют мерные цилиндры и мензурки, которые бывают различных  емкостей: 5, 10, 25, 50, 100, 150, 250, 500, 1000 и 2000 мл, для точного – пипетки, бюретки и мерные колбы, для того, чтобы отобрать или добавить небольшой объем раствора (жидкости), используют  также пипетки.

                

Мензурка

Мерный                     цилиндр

Мерная колба

Пипетки:

а, б – капельные,

Бюретки:

 

 

 

в – для отделения  жидкости от осадка

а-бескрановая

 

 

 

справа б-градуированная, справа а-мерная

в – с зажимом,

г,д – с краном

 

Рисунок 3. Мерная посуда.

 

Мерные колбы 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. Мерные колбы имеют притертые пробки. Обычно применяются колбы на 50, 100, 200, 500 и 1000 мл. Мерные колбы служат для приготовления раствора точной концентрации. Для этого в колбу вносят точную навеску сухого вещества или рассчитанный объем раствора. Затем до половины объема колбы наливают дистиллированную воду. Раствор тщательно перемешивают и доливают дистиллированную воду до метки (последние 1 – 2 мл лучше всего с помощью пипетки).                                                    

Пипетки представляют  собой  стеклянные  цилиндрические,  оттянутые сверху  и  снизу  узкие  трубки. В  верхней  части  пипетки  имеется отметка, показывающая  до  какого  уровня  нужно  заполнить  снизу  пипетку, чтобы  вылитая  из  нее  жидкость  имела  объем, указанный  на  пипетке. Пипетки изготавливают разной вместимости (от 1 до 100 мл). Чаще всего  пользуются  пипеткой емкостью 10 или 20 мл. Существуют измерительные пипетки, имеющие вид узкой градуированной трубки. Пипетки служат  для  точного  отмеривания  определенного  объема жидкости. Необходимый объем жидкости нужно отмеривать по нижнему краю мениска. Жидкость набирают выше метки, а затем, закрыв  пипетку указательным пальцем и слегка ослабив нажим, дают жидкости медленно вытекать. Когда нижний мениск жидкости дойдет до метки, палец снова прижимают. Таким образом в пипетку набран указанный объем. Оставшуюся жидкость при выливании из пипетки не выдувают, так как объем пипетки рассчитан на свободное истечение жидкости.

Бюретки 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  в  бюретках 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.

         Бюретки предназначены  для  выливания  из  них  строго определенных  объемов  жидкости.  Например, для отмеривания объемов жидкости при титровании растворов (титриметрический анализ). Ими можно отмеривать объем с точностью до 0,05 мл. Перед работой бюретки укрепляют в штативе. Для щелочных растворов используют бюретки без кранов со стеклянным шариком или зажимом. Бюретку заполняют так, чтобы внутри наконечника находился раствор без пузырьков воздуха. Для его удаления нужно загнуть сливную трубку под углом, открыть зажим. Пузырек воздуха выходит, и стеклянный наконечник заполняется раствором. Затем бюретку  доливают до нулевой отметки.

При любых измерениях объемов жидкости отсчет должен производиться таким образом, чтобы глаз находился на одном уровне с краем мениска. Отсчет объема жидкости в сосуде (бюретка, пипетка, мерная колба) производят по нижнему краю мениска, если жидкость смачивает стекло (рисунок 4 а) и по верхнему краю мениска, если жидкость не смачивает стекло (рисунок 4 б).

 

 

а – жидкость смачивает стекло;

б – жидкость не смачивает стекло

 

   

Рисунок 4. Отсчет уровня жидкости по мениску.

Фарфоровая посуда. К фарфоровой посуде относят тигли, чашки, ступки, кружки, воронки Бюхнера (рисунок 5).

Достоинства фарфоровой посуды: более прочная, чем стеклянная, не боится сильных нагреваний, можно наливать сильно горячие жидкости и др. Недостатки: более тяжелая, непрозрачная и дороже стеклянной.

Чашка и тигли используют для выпаривания жидкости и прокаливания твердых веществ, так как они выдерживают температуру выше 1000 оС, фарфоровые ступки с пестиком - для размельчения твердых веществ. Воронки Бюхнера применяют для фильтрования жидкостей под вакуумом. Шпатели и ложки необходимы для извлечения веществ из сосудов, для смешивания твердых веществ, снятия осадков с фильтров и других операций.

 

 

          

Тигель

Выпарительная чаша

Ступка с пестиком

Шпатель (а) и фарфоровая ложка (б)

Воронка Бюхнера

 

Рисунок 5. Фарфоровая посуда.

 

Контрольные вопросы:

1. Какой вид посуды является наиболее устойчивым к нагреванию?

2. Что содержит в своем составе перексное стекло?

3. На каком уровне должны находиться глаза наблюдателя при заполнении мерной посуды жидкостью?

4. Чем споласкивают пипетки и бюретки перед началом анализа?

5. При помощи чего жидкость всасывается в пипетку?

6. Как удалить из пипетки последние капли жидкости?

7. Что используют для того, чтобы закрепить бюретку в штативе?

8. Как удалить воздух из бюретки с резиновой трубкой?

9. Где находятся глаза наблюдателя при отсчетах делений на бюретки?