2.ХІМІЧНИЙ ЛАБОРАТОРНИЙ ПОСУД ТА ЙОГО ПРИЗНАЧЕННЯ

Хімічний лабораторний посуд виготовляють з різних природних та штучних матеріалів: скла, фарфору, корунду, шамоту, кварцу, металу, пластмас тощо. Найбільш поширений у лабораторіях посуд загального призначення, який виготовлено зі скла, яке завдяки термічній стійкості є придатним матеріалом для виготовлення хімічного посуду. В тих випадках. коли його хімічної або термічної стійкості недостатньо, застосовують посуд з інших матеріалів.

До посуду загального призначення відносять пробірки, склянки, колби, реторти, лійки, кристалізатори, холодильники, трійники, крани; спеціального призначення — апарати Кіппа, Сокслета, Кˋєльдаля, склянки Вульфа, Дрекселя, Тищенка, дефлегматори, пікнометри, ареометри, колби з круглим дном, спеціальні холодильники, прилади для визначення температур кипіння, плавлення, молекулярної маси.

2.1. Посуд загального призначення

Пробірки необхідні для проведення аналітичних, мікробіологічних та інших робіт. Крім простих біохімічних пробірок (рис.1), застосовують градуйовані(рис.1) та центрифужні(рис.2)   

  1.jpg2.jpg

Лійки використовують для переливання рідин, фільтрування та інших операцій. Вони бувають різних діаметрів, мають гладку і ребристу внутрішню поверхню, а також різної довжини трубку (рис.3). Під час роботи їх встановлюють у спеціальному штативі або в кільці.

Лійки аналітичні використовують для фільтрування; ділильні — для розподілу рідин, що не змішуються: крапельні—для додавання рідини в реакційну масу.3.jpg

Колби з плоским та круглим дном бувають різної місткості — від 50 см3 до кількох дм3. зі шліфами і без них (рис. 4). Виготовляють колби з різних сортів скла.4.jpg

Конічні колби застосовують для титрування. Вони бувають різної місткості та форми (рис.5).

5.jpg 

Колби для відсмоктування (Бунзена) використовують для фільтрування під вакуумом, вони мають тубус для з'єднання з вакуумним насосом. а інколи — зливний кран (рис.6).

                                    6.jpg

Промивалки використовують для промивання осадів дистильованою водою або яким-небудь розчином змивання осадів з фільтрів. У пробку встановлюють дві трубки для впуску повітря та виходу струменя води (рис. 7).7.jpg

Кристалізатори - циліндричний з плоским дном посуд різних діаметрів і місткості (рис. 8). Їх використовують для перекристалізації речовин та випарювання.

8.jpg 

Холодильники - пристрої, призначені для охолодження та конденсації пари. Прямі холодильники (Лібіха) застосовують для збору конденсату (рис.9). Зворотні холодильники (Алліна) використовують для перегонки конденсат (рис. 9).

9.jpg

 Кульковий холодильник Сокслета може бути обладнаний мішалкою (рис. 10) і найчастіше використовується як зворотний. Холодильник Дімрота (рис. 10) можна використовувати як зворотний, так і низхідний. Пальцевий холодильник використовується для охолодження реакційного середовища.

10.jpg 

Сифони, перехідні трубки, алонжі, шліфи, скляні трубки і капіляри:

 Сифони – пристрої для переливання рідин з більшої місткості в іншу або для зливання рідини над осадом.

Перехідними трубками, або адаптерами, називають трубки з шліфами для з'єднання різного хімічного посуду при зборі тієї чи іншої установки.

Алонжі - вигнуті скляні трубки, по яких конденсат потрапляє з холодильника в приймач.

Скляні шліфи - це щільне з'єднання двох скляних виробів з притертими, пришліфованими поверхнями.

Трубки зі скла знаходять найширше застосування в лабораторній практиці. Вони завжди повинні бути в лабораторії в необхідній кількості та асортименті. Трубки бувають для відводу газів і для поєднання частин установки.

Капіляри - тонкі скляні трубочки з внутрішнім діаметром 0,5-0,8 мм і довжиною від 30 до 100 мм з одним запаяним кінцем. Вони потрібні для визначення температур плавлення речовин, для полегшення рівномірного кипіння рідини при її перегонці тощо.

2.2. Посуд спеціального призначення

Колби з круглим дном використовують в тих же випадках, що й з плоским. Установлюють їх на спеціальні підставки, які мають заглиблення.

Колби для дистиляції Вюрца, Кляйзена, Арбузова (рис. 11) мають різну місткість. При перегонці рідин їх приєднують до холодильника. Зверху вставляють термометр. У другу шийку колби Кляйзена вставляють трубку, відтягнуту в капіляр, що поліпшує перегонку при зниженому тиску.11.jpg

Колба Арбузова (вдосконалена колба Кляйзена) має більшу дефлегмаційну здатність (при раптовому закипанні рідина стікає назад).

Дефлегматори або насадки для дистиляції використовують при фракційній перегонці суміші рідин, температури кипіння яких відрізняються на 40—50 °С. Дефлегматори бувають різних розмірів і форм: кулькові. ялинкові, циліндричні з насадкою (рис. 12).

 12.jpg

Ексикатори (рис. 13) використовують для висушування та зберігання речовин, які поглинають вологу з повітря. їх поділяють на звичайні (без крана) і вакуумні (з краном). Висушувану речовину розміщують на вставці над водопоглинальною речовиною. Під час роботи з ексикатором необхідно стежити за змащенням його притертих частин.

 13.jpg

Апарат Кіппа (рис. 14) призначений для одержання газів (водню, карбон (IV) оксиду тощо) за допомогою хімічних реакцій. Середню частину апарата Кіппа наповнюють цинком, мармуром тощо. Нижню частину заповнюють через верхню (грушоподібну) лійку розбавленим розчином соляної кислоти, потім (через 5—10 хв.) кран для відведення газу закривають. що припиняє контакт хімічних речовин.

14.jpg

Крапельниці — це посуд зі вставленими в нього піпетками. Призначені вони для витрачання реактиву по краплях.

            15.jpg

Хлоркальцієві трубки використовують для запобігання забрудненню різних речовин та розчинів з повітря. Трубки заповнюють кальцій хлоридом (від води), ангідроном (від парів води), аскарітом (від карбон (ІV) оксиду).

 2.3. Мірний посуд

Призначений для вимірювання об'єму рідини. До мірного посуду відносять бюретки, мірні колби, піпетки, вимірювальні циліндри, мензурки та градуйовані пробірки.

Бюретки використовують для вимірювання точних об'ємів рідин при титруванні (рис.16). Найбільш поширеними є прямі бюретки з одноходовим краном. Мікробюретки використовують для вимірювання об'ємів рідини близько десятих, сотих часток см3.

                                     16.jpg

Поширені також бюретки з автоматичним нулем і склянкою. При нагнітанні рідини за допомогою балона по живильній трубці надлишок рідини зливається в склянку через ту ж трубку. Під час роботи з розчинами їдких лугів і карбонатів лужних металів, щоб запобігти «заїданню» кранів, рекомендується використовувати безкранові бюретки (з пружинним затискачем з бусиною).

Вимірювальні піпетки — це посуд для точного відмірювання об'єму рідини. Піпетки випускають градуйовані і неградуйовані (з позначкою). Піпетки калібровані по воді, ними можна користуватися для вимірювання об'єму рідин, близьких за в'язкістю до води.

Мірні колби звичайно плоскодонні з довгими шийками, призначені для приготування розчинів визначеної концентрації, розчинення речовин. розбавлення розчинів, мають кільцеву позначку на циліндричній частині шийки (рис. 17).17.jpg

Мірні циліндри використовують для вимірювання об'ємів рідин, які наливають або відливають у межах повного об'єму циліндра чи його частини. Мірні циліндри бувають з пришліфованою пробкою, носиком (рис.17).

Мензурки та стакани використовують для вимірювань об'ємів, відстоювання каламутних рідин. Мензурки бувають циліндричної або конічної форми (рис.17).

Автоматичні піпетки. На сьогоднішній день в усіх лабораторіях для відмірювання відомої кількості речовини використовують автоматичні піпетки (рис. 18).

18.jpg

Автоматичні піпетки бувають різних видів: починаючи від піпеток з фіксованим об'ємом (самплери) до піпеток з електроним контролем дозування. Ці піпетки мають різні межі дозування - від 1 мкл до 50 мл. На кінець кожної піпетки вдягається одноразовий носик, через який і набирається відповідна речовина. Автоматичні піпетки мають високу перевагу перед скляними у швидкості дозування, точності та зручності. Але поряд із перевагами, автоматичні піпетки мають також і недоліки. Наприклад, більшість цих пристроїв не можуть використовуватися для відбирання агресивних речовин (концентрованих кислот, лугів, розчинників тощо). Під час роботи з такими речовинами відбувається псування дозуючого механізму, тому піпетка виходить із ладу.

2.4. Нескляний посуд

Порцеляновий посуд має більшу термостійкість (до 1300 °С) і механічну міцність, ніж скляний. Тонкостінний порцеляноіий посуд витримує різкі перепади температур, у ньому можна проводити пропікання речовин на газовому пальнику, у муфельній печі, випарювання на піщаній бані. Промисловість випускає порцелянові стакани, випарювальні чашки, лійки, ступки, тиглі.

Порцелянові ступки з товкачами призначені для роздрібнення твердих матеріалів у порошок і ретельного змішування сипких речовин (рис. 19).

 19.jpg

Лабораторні ступки з товкачами виготовляються з міцного порцеляну. Поверхня ступки всередині не покривається глазур'ю, як і широка частина товкача. Це робиться для того, щоб шорстка поверхня сприяла ефективнішому подрібненню речовин. Зовні порцелянові ступки покриваються глазур'ю зі спеціальним складом. Завдяки цьому вони набувають особливої міцності до механічних впливів і термостійкі характеристики.

Лійки Бюхнера призначені для фільтрування осадів та відокремлення твердих речовин від рідин у нагрітому і холодному стані при низькому тиску (див. рисунок 19).

Тиглі Гуча з сітчастим дном призначені для фільтрування хімічно активних речовин через азбестовий вкладиш відсмоктуванням (рис.20).

          20.jpg

Тиглі Розе необхідні для нагрівання, розплавлення і загартування речовин з одночасним уловлюванням газів, які відходять, або підведенням газів (рис.20).

Ложки-шпателі застосовують для знімання осадів з фільтрів, відбору речовини(рис.21).21.jpg

Вогнетривкий посуд використовують у тих випадках, коли потрібне нагрівання понад 1200 °С. Тиглі виготовляють із вогнетривких матеріалів: графіту, алунду. кварцу, шамоту, карбідів, деяких металів та їх оксидів. Шамотні тиглі мають трикутну верхню частину. Графітові тиглі дають змогу проводити роботи у відновному середовищі. Алундові тиглі необхідні для роботи при температурі 1600—1800 °С. Корундові тиглі за формою подібні до фарфорових (рис. 22).22.jpg

Кварцовий посуд вимагає бережливого ставлення, оскільки він крихкіший, ніж скляний, має найвищу, порівняно з іншим склом, хімічну стійкість до агресивних середовищ. Проте кварцовий посуд не можна використовувати під час роботи з плавиковою кислотою (НР), їдкими лугами та карбонатами лужних металів. Із кварцу виготовляють стакани, колби, пробірки, тиглі, випарювальні чашки, трубчасті печі тощо.

Посуд із полімерних та інших матеріалів (пластиків, метилметакрилових смол, фторопластів) має велику хімічну стійкість, малу теплопровідність, легкість, здатність витримувати удари. Посуд із полімерних матеріалів використовується для виготовлення лійок, флаконів, промивалок, трубок, пробок для посуду.