Для чего нужна бюретка в химии
Бюретки. Виды бюреток. Объемные бюретки
Бюретка — лабораторный прибор, средство измерения небольших объемов вещества. Как правило бюретки используются для титрования. В этом процессе в исследуемый раствор с помощью бюретки добавляется по каплям жидкость точно известной концентрации. После того, как в растворе прошла качественная реакция (выпал осадок, изменилась окраска), исследователь по шкале бюретки определяет, сколько реактива было потрачено. Потом, на основе этой информации, вычисляются характеристики исследуемого раствора.
Бюретки бывают:
• объемные;
• микробюретки;
• весовые;
• поршневые;
• газовые.
Рассмотрим их подробнее.
Объемные бюретки
Объемные бюретки применяются в титриметрическом анализе, это лабораторные бюретки общего назначения. Выполняются в виде градуированных стеклотрубок с размером наименьшего деления 0,1 мл. Верхний край бюретки открыт и укреплен ободком для прочности. Нижний край снабжается обуженным носиком. Контроль слива титровочного раствора производят с помощью или крана, или резиновой трубки. В последнем случае (бюретка Мора) резиновая трубка устанавливается между концом стеклотрубки и носиком. В трубку вставляют стеклянный шарик, который в нейтральном состоянии перекрывает трубку и блокирует слив реактива. Нажав на верхнюю часть шарика, начинают слив.
Бюретка с боковым краном, 50 мл | Электронный дозатор DLAB dTrite (цифровая бюретка) | Бюретка 1-3-2-25-0,1 (без крана) |
Бюретки Мора востребованы в тех случаях, когда в качестве титровочного раствора применяется щелочь невысокой концентрации. Щелочные растворы негативно влияют на стеклянные поверхности кранов, приводя их к заклиниванию и поломке. Впрочем, в настоящее время эта проблема решается с помощью тефлоновых кранов.
Бюретки регламентируются ГОСТом 29251-91.
Бюретки подразделяются по:
Типам. I тип — без установленного времени ожидания; II тип — с установленным временем ожидания (время ожидания регламентирует отрезок времени от перекрытия крана до времени считывания результата).
Классам точности. Погрешность измерения бюреток 1-го класса составляет 0,05 мл;
погрешность бюреток 2-го класса — 0,1 мл.
По виду исполнения. Исполнение 1 — стеклотрубка с одноходовым краном перед носиком.
Исполнение 2 — стеклотрубка с изгибом перед сливным носиком. На изгибе установлен одноходовый кран. Исполнение 3 — без крана; вместо него предусмотрена резиновая трубка с вставленным стеклянным шариком и сливным носиком. Исполнение 4 — с двухходовым краном и отводом перед краном. Отвод используется для заполнения бюретки. Исполнение 5 — с автоматической установкой нуля. Перед носиком имеется двухходовой кран и отвод. В верхней части предусмотрен боковой отвод на уровне нулевой отметки. При заполнении в стеклотрубку нагнетают титровочный раствор до тех пор, пока не покажутся капли из верхнего отвода. После того как кран перекрывают, уровень жидкости автоматически встает на нулевую отметку.
Бюретки 1-го, 2-го и 3-го исполнения заполняют через верхний край с помощью специализированных воронок. Бюретки 4-го и 5-го типа заполняют через нижний боковой отвод при перекрытом сливе. К боковому отводу подсоединяют резиновую трубку от сосуда с титровочным раствором.
У всех объемных бюреток нулевая отметка располагается вверху, от нее начинается отсчет объема раствора для титрования. Раствор спускают до уровня на 5 мм выше нужного деления, потом останавливают слив на 15-20 секунд и по каплям спускают до требуемого деления.
Для проведения процесса титрования бюретку с помощью штатива Бунзена закрепляют вертикально над сосудом с исследуемой жидкостью. Если предстоит длинная серия анализов с одним и тем же титровочным раствором, то к бюретке сразу же подсоединяют резиновую трубку от резервуара с раствором для титрования.
Мерная посуда – это лабораторная посуда из стекла, предназначенная для измерения объема жидкости (любого раствора). В зависимости от назначения она может быть разной по конструкции и изготовлена из специальных материалов, которые устойчивы к температурным изменениям, к воздействиям химических реактивов. Мерная посуда бывает как для точного измерения, так и приблизительного. Для точного определения количества жидкости используют специальную лабораторную посуду: бюретка с краном, пипетки и мерные колбы. Для приблизительного измерения применяют мензурки и мерные стаканы.
Понятие о бюретке с краном
Немного из истории создания
Впервые бюретка была использована химиком Жозефом Луи Гей-Люссаком и получила свое названия от франц. burette –«склянка» (Франция, 1824 год). Бюретка Гей-Люссака напоминала чайник (длинная градуированная колба с прилегающей тонкой отводной трубкой, идущая снизу вверх, конец которой был изогнут). Бюретка быстро ломалась из-за отводной трубки. В 1840 году была создана брюнетка с медным и стеклянным краном. Химик Карл Мор усовершенствовал форму бюретки – изобрел зажим. Уже к концу века немецкий химик Роберт Вильям Бунзен придумал простое и уникальное приспособление – затвор в виде шарика в резиновой трубке. Благодаря такому изобретению жидкость из бюретки вытекает только при сжимании шарика.
Правила работы с бюреткой с краном
Перед использования бюретка с краном должна быть идеально чистой. Для этого сначала необходимо ее тщательно промыть дистиллированной водой. Она должна равномерно смачивать ее внутреннюю поверхность (без капель). После этого ополаскивать три раза раствором титранта (для удаления остатков воды). Далее бюретку нужно закрепить в штативе вертикально. Перед каждым использованием бюретку с краном заполнить необходимым раствором до отметки 0 (начало отсчета). Следить, чтобы в суженном конце емкости не было воздуха. Чтобы удалить попавший воздух, необходимо перегнуть резиновый затвор, приподнимая бюретку, при этом приоткрыть зажим. Воздух вытолкнется под действием раствора.
Наливать химический реактив в бюретку с краном нужно с помощью специальной капельной воронки. Жидкости должна быть чуть выше нулевой метки, затем – вынутьб воронку из бюретки. После того, как нулевая отметка будет на уровне глаз, можно выпускать раствор из бюретки, пока мениска не дойдет до нулевой отметки.
Лабораторная посуда купить в Москве
Лабораторное оборудование и приборы – неотъемлемая часть любой лаборатории. В магазине химических реактивов Москва розница “Prime Chemicals Group” есть все, что нужно для современной лаборатории. Вся продукция отличного качества и по приемлемой цене.
Нужны бюретки с краном?
В нашем интернет-магазине Вы найдете огромный выбор бюреток с краном (объемом 5 мл, 10 мл, 25 мл, 50 мл и 100 мл от 189 руб.), а также резинотехнические изделия, аналитические весы, фильтровальную бумагу и химические реактивы.
4.4. Бюретки. Часть 1
Рис. 81. Бюретки: с одноходовым краном (а), резиновой трубкой (б), трехходовым краном (в) и автоматическим нулем (г). Приспособления для отсчета объемов жидкости (д, е)
Объемные бюретки (рис. 81, а-г) с ценой деления в 0,1 мл позволяют вести отсчет с точностью до 0,02 мл. Бескрановые бюретки Мора (рис. 81, б) имеют в нижней части резиновую трубку/с капилляром 2. Резиновая трубка пережимается либо зажимом Мора (см. рис. 37, б), либо внутрь ее закладывают стеклянный шарик 3 или палочку с шарообразным утолщением. Жидкость из такой бюретки вытекает при нажатии пальцами на верхнюю часть шарика. Бюретки с резиновой трубкой применяют для слабо щелочных растворов, обычно заедающих притертые стеклянные краны.
Недостаток таких бюреток в том, что резиновая трубка в начале и в конце выливания раствора растягивается в разной степени, вследствие разницы гидростатических давлений и различной степени обжатия шарика пальцами. Погрешность будет меньше, если использовать сравнительно толстостенный и короткий эластичный кусок резиновой трубки, а зажим надевать на нее всегда на одном и том же месте. При этом следует также избегать растворов, окисляющих каучук, в частности растворов йода в водном растворе KI.
Если раствор оставляет на стенках бюретки прилипшие капли, то ее подвергают силиконированию.
Заполняют бюретку раствором через воронку с коротких,концом, не доходящим до нулевого деления. Затем раствор спускают так, чтобы он заполнил всю часть бюретки ниже крана или зажима до нижнего конца капилляра. Только после этого раствор в бюретке устанавливают на нулевое деление, при этом в нижней ее части не должно остаться ни одного пузырька воздуха. Можно заполнять бюретку и снизу, если она имеет двухходовой кран 2 (рис. 81, в). Для этого к изогнутой трубке 1 присоединяют резиновый шланг от склянки с раствором.
В бюретке с автоматическим нулем (рис. 81, г) нулевой отметкой является верхний срез отростка 4. Когда раствор, подаваемый снизу через трубку 1 поднимается до верхнего ере* отростка 4, избыток его будет стекать из бюретки через трубку 3 После прекращения подачи раствора уровень его установит© автоматически на верхнем срезе отростка. Первую метку χ шкале такой бюретки обозначают 1 мл.
Местом отсчета уровня раствора в бюретке всегда выбираю нижний край 1 мениска (рис. 81, д). По этому краю и калибруют бюретку. Только в случае непрозрачных растворов (водный раствор KMnO4, раствор I2 в водном растворе KI и др.) необходимо делать отсчет по верхнему краю 2 мениска.
Точное определение нижнего края мениска затруднено явлением отражения, возможны погрешности и от параллакса, ест глаза не будут находиться точно на высоте мениска (см. рис 79, а). У мерных колб и пипеток метка окружает горло или трубку целиком, что позволяет взять точный отсчет. У бюреток же метка занимает только часть окружности трубки. Поэтом для правильного отсчета уровня раствора в бюретке применяют разные приспособления. Например, держат позади бюретки кусок белого картона или матовую стеклянную пластинку.
Наиболее эффективным приспособлением для отсчета уровня раствора является кусок плотной белой бумаги 3 с нижней зачерненной частью (рис. 81, д). В куске бумаги делают два горизонтальных разреза такой длины, чтобы бумагу как кольце можно было одеть плотно на бюретку и перемещать по ней.
Верхний край горизонтальной черной полосы 4 располагают у нижнего края мениска, который от этого становится более четким, почти черным, так как устраняется мешающее отсчету отражение. Рекомендуется также на средней части бумаги, расположенной сзади бюретки между горизонтальными разрезами, нанести черную вертикальную черту 5. Тогда проектируются 2 конуса мениска, сходящиеся вершинами точно у нижнего его края.
Когда раствор чувствителен к аммиаку в воздухе, вместо склянки Тищенко и хлорокальциевой трубки устанавливают склянку Дрекселя (см. рис. 27) с разбавленной серной кислотой. Для более тщательной очистки воздуха применяют поглотительные колонки (см. рис. 237). Хлорокальциевую трубку присоединяют к бюретке, как показано на рис. 82, б, в этом случае избегают попадания тонкой пыли поглотителя в бюретку.
Жидкости из бюретки отмеривают всегда от нулевого деления до уровня, находящегося приблизительно на 5 мл выше нужного деления. Достигнув этой отметки, выжидают 15-20 с и,приложив конец бюретки к стенке приемного сосуда, капля за каплей спускают раствор точно до нужной отметки.
Микробюретки отличаются от объемных бюреток небольшим объемом. Они имеют градуировку по 0,01 мл, что дает возможность Делать отсчеты с точностью до 0,005 мл. Все конструкции микробюреток можно свести к трем типам, представленным на рис. 83.
Рис. 83. Микробюретки Банга (а) Пеллета (б) и Гибшера (в)
Микробюретку Пеллета (рис. 83, б) с автоматической установкой нуля заполняют при помощи резиновой груши 2 при закрытом спускном кране 3. Излишек раствора отсифонируется обратно в склянку через боковую отводную трубку 1, верхний срез которой точно установлен на нулевой отметке.
Микробюретка Гибшера (рис. 83, в) заполняется при повороте трехходового крана 4, позволяющего раствору из сосуда 1 по боковой трубке 3 попасть в бюретку. Избыток раствора сливают через носик 5 при новом повороте крана 4. Нулевой уровень в бюретке устанавливается как только поверхность раствора коснется верхнего среза отростка 2. В этот момент прекращают с помощью крана 4 спуск раствора. Остаток его из головки 7 засасывается в сосуд 1 через трубку б при заполнении бюретки.
Газовые бюретки применяют для измерения относительно небольших объемов газов.
Рис. 84. Газовые бюретки Гемпеля (а) и Бунге (б) и весовые бюретки (в)
Весовые бюретки применяют в тех случаях, когда нужна особая точность в определении объема жидкости или газа. Их надо градуировать и проверять.
Весовые бюретки показаны на рис. 84, в. Массу весовых бюреток определяют заранее, а затем их взвешивают вместе с раствором, подвешивая к коромыслу весов за проволоку 1. Носик 2 таких бюреток должен быть всегда тщательно закрыт пришлифрованным стаканчиком 3.
Как пользоваться бюреткой?
Бюретка – лабораторный прибор, использующийся для титрования, получения растворов с указанными характеристиками, а также точного измерения объёмов жидкостей и газов. Конструкционно обычно он представляет собой стеклянную трубку с нанесённой шкалой и сливом, перекрываемым стеклянным, металлическим или тефлоновым краном в зависимости от исследуемого вещества.
В нашем каталоге представлено множество моделей бюреток для химических, физических, медицинских и фармацевтических лабораторий – от приборов общего назначения до специализированных. Мы предлагаем высококлассное оборудование по адекватным ценам.
Для чего нужны лабораторные бюретки
Лабораторные бюретки обычно используются при титровании – получении или смешивании растворов с заданной концентрацией, а также проведении химических реакций, связанных с использованием таких веществ. Общий алгоритм использования следующий:
Бюретки часто используются в качественном анализе. Проще говоря, лаборант добавляет титрант в исследуемый раствор до того, как в этом растворе произойдёт необходимая ему реакция – например, выпадает осадок или изменяется цвет. Затем по шкале бюретки можно понять, сколько потребовалось вещества для проведения качественной реакции.
Виды лабораторных бюреток и их назначение
Существует несколько видов лабораторных бюреток:
Они различаются по конструкции и назначению.
Объёмные бюретки
Наиболее распространённый и востребованный вид бюреток. Они нужны для манипуляций с жидкостями при проведении титрования, качественного анализа и других лабораторных исследований.
Как правило, такие сосуды имеют небольшой объём (наиболее распространены на 25 и 50 мл). Шкала на них приводится с шагом 1 мл, 0,1 мл и 0,01 мл. Кран выполняется из стекла, металла или тефлона – последний материал используется для манипуляций со щелочными растворами, поскольку устойчив к их воздействию.
Разновидностью объёмных бюреток является бюретка Мора. Вместо крана в ней используется резиновая трубка, закрываемая стеклянным шариком. Он предотвращает слив реактива. Этот прибор обычно используется при работе со щелочами в низкой концентрации, так как они могут повредить механические детали стеклянного крана. Впрочем, сегодня такое оборудование уже вытеснено моделями с тефлоновым кранами.
Микробюретки
Микробюретки широко используются в медицинских лабораторных исследованиях, фармакологии и точной химии. Как понятно из названия, они ориентированы на работы с небольшими объёмами титранта. В частности, ёмкость микробюреток составляет 1–5 мл, градуировка – от 0,01 мл. При этом прибор конструкционно представляет собой очень узкий и высокий цилиндр для удобства работы с малыми объёмами жидкостей.
Для удобства работы микробюретки часто оснащаются боковым стеклянным краном, находящемся на выведенной в сторону отводной трубке. Кроме того, в их конструкцию может входить дополнительный резервуар для быстрого и простого дозаполнения титрантом.
Поршневые бюретки
Поршневые модели удобны при работе с титрантами, имеющими высокую вязкость и поэтому плохо стекающими гравитационным способом. Как понятно из названия, такое оборудование дополняется поршнем. Он вставляется в верхнюю часть трубки и используется для толкания реагента в слив – как в шприцах.
Газовые
Газовые модели имеют более сложную конструкцию, чем объёмные, но то же предназначение – определение объёма и массы газов, полученных в результате химической реакции, а также состава газовой смеси и содержания примесей.
Весовые
Весовые модели используются в тех же целях, что и объёмные. Однако они предназначены для измерения не количества израсходованного для проведения химической реакции титранта, а его массы. Для этого они взвешиваются до и после применения.
Широкий ассортимент лабораторного оборудования в интернет-магазине «Химбаза»
В нашем интернет-магазине представлен широкий ассортимент оборудования, приборов и принадлежностей для лабораторий. Мы предлагаем высококачественные инструменты химического анализа по адекватным ценам с доставкой.
Всё представленное в нашем каталоге оборудование прошло необходимые поверки и проверки, имеет сертификаты и регистрационные удостоверения.
БЮРЕТКИ
БЮРЕТКИ – градуированные мерные сосуды для приливания стандартного раствора к титруемому раствору. Первым их применил французский химик и физик Жозеф Луи Гей-Люссак. Он же в 1824 ввел термин «бюретка» (от французского burette – склянка).
Внешне бюретка Лей-Люссака вызывает ассоциации с чайником: к ее длинному цилиндрическому градуированному телу прилегает столь же длинная, идущая снизу вверх, отводная трубка с отогнутым концом, как носик чайника (рис. 1).
Рис. 1. БЮРЕТКА ГЕЙ-ЛЮССАКА
Для титрования бюретку надо было наклонять, прижимая верхнее отверстие пальцем, и, регулируя плотность нажима, приливать раствор через носик в титровальный стакан. Из-за наличия отводной трубки бюретка Гей-Люссака легко ломалась. Кроме того, ее сложно было градуировать. Необходимость управлять бюреткой с помощью подушечки пальца приводила к относительной грубости дозирования титровального раствора, что снижало точность анализа. Все это стало причиной того, что бюретка Гей-Люссака просуществовала лишь около 30 лет.
В 1840-е было сделано несколько попыток сконструировать бюретку со стеклянным или медным краном. Однако медь небезразлична к аналитическим растворам, а стеклянные краны в то время не умели делать так, чтобы бюретка не подтекала. Кроме того, растворы щелочей быстро повреждали применявшееся для приборов стекло, и краны выходили из строя.
В эти же годы немецкий химик и фармацевт Карл Фридрих Мор (1806–1879), понимавший, сколь существенно для титриметрических методов точное измерение израсходованного объема, изобрел знаменитый зажим (рис. 2), радикально изменил форму бюретки, придав ей современный вид, и способ ее использования, а также придумал устройство для градуировки бюреток делениями по 0,1 мл.
Он же изготовил и более надежный стеклянный кран. Несколько позже немецкий химик Роберт Вильгельм Бунзен придумал остроумное и простое приспособление – затвор в виде шарика в резиновой трубке. Жидкость из бюретки с таким затвором вытекает при нажатии пальцами на верхнюю часть шарика.
Бюретки с резиновой трубкой можно применять для щелочных растворов. Однако резиновая трубка в начале и в конце выливания растягивается в разной степени, что вносит дополнительную погрешность в измерении. Поэтому для точного анализа используют бюретки со стеклянными кранами.
Единицей объема служит кубический сантиметр (см 3 ) или миллилитр (мл). Температура, при которой из бюретки выливается номинальный объем, равна 20° С.
Для бюреток установлено два класса точности: класс А для более высокого уровня и класс Б для более низкого уровня. Для класса Б предельная ошибка определения объема не должна превышать минимального деления шкалы (0,001 мл для бюреток емкостью 1 мл, 0,2 мл для бюреток емкостью 100 мл). Для класса А она вдвое ниже.
Бюретки должны быть изготовлены из стекла с подходящими химическими и термическими свойствами, не должны иметь заметных дефектов и внутреннего напряжения. Если у бюретки нет устройства для заполнения, ее верх должен плавно заканчиваться усиленной кромкой или бортиком и образовывать прямой угол с осью бюретки. Такую бюретку заполняют раствором через воронку. Некоторые бюретки имеют наверху цилиндрическую чашку.
Кран и носик во всех бюретках класса А образуют единое целое. Носик может быть соединен с муфтой крана или являться частью керна крана (рис. 3).
Для бюреток класса Б также предпочтителен цельный носик, однако, это не обязательно. Обычно используются краны, изготовленные целиком из стекла; допустимы и краны из подходящего пластического материала. Носик изготавливают из толстостенного капилляра в форме гладкого конуса. Если носик образует с бюреткой единое целое, он не должен иметь в области соединения впадин, в которых могут задерживаться пузырьки воздуха.
Для определения уровня жидкости в бюретке ее мениск устанавливают так, чтобы плоскость верхнего края или центра линии градуировки совпадала с нижней точкой мениска; линия взгляда при этом должна находиться в той же плоскости (рис. 4).
Так как у бюреток линии градуировки занимают только часть окружности трубки, для правильного отсчета уровня раствора в бюретке иногда используют различные приспособления, например, помещают позади бюретки белый или темный фон.
Бюретку наполняют жидкостью на несколько миллиметров выше нулевой линии и устанавливают опускающийся мениск на этой линии. Каплю, оставшуюся на носике, удалите прикосновением стеклянного сосуда. Во время выливания нельзя касаться носиком бюретки стенки приемного сосуда. Каплю, оставшуюся на носике после завершения выливания, добавляют к вылившемуся объему прикосновением к внутренней стороне приемного сосуда. Если для бюретки не установлено время ожидания, дожидаться стекания жидкости, оставшейся на стенках, не нужно. Время выливания не должно превышать 45 с для бюреток объемом 1 мл, 100 с для бюреток объемом 100 мл. Для некоторых бюреток класса А установлено время ожидания 30 с. В таком случае его необходимо выждать до считывания окончательного показания.
На каждой бюретке должны находится следующие надписи:
а) символ «см 3 » или «мл», показывающий единицы объема, в которых градуирована бюретка;
б) надпись «20° С», показывающая температуру, при которой она градуирована;
в) буквы «Ex», показывающие, что из бюретки выливается указанная емкость;
г) буква, показывающая класс точности, к которому отнесена бюретка;
д) имя или знак изготовителя и/или продавца;
е) время ожидания, если оно задано, в виде «Ex + 30 s»;
На бюретках могут быть указаны пределы ошибки определения объема, например, в виде надписи «±. мл».
Становление химии как науки. Всеобщая история химии. – М., Наука, 1983
International standard ISO 385/1, Laboratory glassware – Burettes – Part 1: General requirements, First edition 1984-10-15
International standard ISO 385/2, Laboratory glassware – Burettes – Part 2: Burettes for which no waiting tome is specified, First edition 1984-10-15
International standard ISO 385/3, Laboratory glassware – Burettes – Part 3: Burettes for which a waiting time of 30 s is specified, First edition 1984-10-15
Степин Б.Д. Техника лабораторного эксперимента в химии. – М., Химия, 1999