Для чего нужна колба вюрца в химии
Посуда специального назначения (1 2 3 4)
Круглодонные колбы (рис.55) изготовляют из обыкновенного и из специального (например, иенского) стекла. Все, что сказано об обращении с плоскодонными колбами, относится и к круглодонным; их применяют при многих работах. Некоторые круглодонные колбы имеют короткое, но широкое горло.
Для нагревания круглодонных колб на голом пламени применяют асбестированные сетки с полушаровидным углублением.
Круглодонные колбы, так же как и плоскодонные, бывают самой разнообразной емкости; со шлифом на горле и без него.
Круглодонные колбы удобно ставить в подставки из дерева, имеющие углубление (рис. 56). Применяют также подставки в виде колец разного диаметра, изготовленные из различных материалов, например из резины, резиновых трубок и др.
Колбы Кьельдаля имеют грушевидную форму и удлиненное горло (рис. 57), их применяют для определения азота по Кьельдалю; емкость их обычно от 300 до 800 мл. Такие колбы изготовляют из тугоплавкого и термостойкого стекла типа пирекс.
Колбы для дистилляции. Для перегонки жидкостей применяют специальные колбы, например колбы Вюрца, Клайзена, Арбузова и другие.
Наиболее распространены колбы Вюрца (рис. 58) емкостью от 50 мл до 1—2 л; они представляют собой круглодонные колбы с длинным горлом, от которого отходит под углом длинная узкая отводная трубка.
Рис.55 Круглодонные колбы.
Рис.56 Подставлка для круглодонных колб.
Рис. 57. Колба Кьельдаля и установка для нагревания таких колб.
Эта трубка может быть расположена на различном расстоянии от шара колбы. Колбы Вюрца, имеющие пароотводную трубку, расположенную близко к шару, предназначены для перегонки веществ с низкой температурой кипения. Колбы с пароотводной трубкой, расположенной на середине горла, применяются для перегонки веществ со средней температурой кипения. Высококипя-щие жидкости перегоняют в колбах Вюрца, пароотводная трубка которых расположена ближе к открытому концу горла.
При работе в горло колбы Вюрца плотно вставляют корковую или резиновую пробку с термометром, а боковую трубку присоединяют на пробке или шлифе к холодильнику. Термометр устанавливают так, чтобы его
Рис. 58. Колбы Вюрца.
чтобы резервуар не касался стенок шейки и был посредине ее против отверстия отводной трубки. Пробки на боковую трубку надевают так, чтобы конец трубки, который будет вставлен в холодильник, входил в него не менее чем на 4—5 см.
Когда колба подготовлена, ее укрепляют в лапке на штативе, помещают на баню или на асбестированную сетку и затем присоединяют к ней холодильник. Перед началом работы пробку с термометром вынимают, в горло вставляют воронку с концом такой длины, чтобы он был ниже уровня отводной трубки, и в колбу наливают жидкость, которую нужно перегнать. Когда жидкость заполнит шар колбы максимум на 3/4, последнюю закрывают пробкой с термометром, проверяют еще раз весь прибор и приступают к перегонке.
Колбы с саблеобразной отводной трубкой (рис. 59) применяют для перегонки или сублимации веществ с высокой точкой затвердевания. Они имеют широкую саблеобразную отводную трубку, которая служит как воздушч. ный холодильник и одновременно как приемник. Наибо* лее употребительны колбы емкостью 50, 100 или 250 мл.
Колба Клайзена (рис. 60) отличается от колбы Вюрца тем, что ее горло имеет две шейки, причем одна снабжена отводной трубкой коленчатой формы. Иногда шейки бывают с одним или несколькими шаровидными расширениями. Колбы Клайзена применяют для перегонки жидкостей под уменьшенным давлением.
Верхняя часть обеих шеек колбы Клайзена несколько оттянута, и поместить в нее термометр на пробке, как. в колбу Вюрца, нельзя. Термометр в шейке колбы Клайзена закрепляют при помощи отрезка эластичной резиновой трубки длиной около 3 см. Трубку надевают на ту шейку колбы, у которой имеется отводная трубка, причем резиновая трубка должна выступать над шейкой на 1—1,5 см, и вставляют термометр диаметром чуть меньше диаметра шейки колбы. Положение резервуара термометра должно быть такое же, как и в колбе Вюрца.
Рис. 59. Колба с саблеобразной отводной трубкой.
Рис. 60. Колба Клайзена.
В другую шейку совершенно аналогично вставляют стеклянную трубку, конец которой, находящийся внутри колбы, вытянут в капилляр. Капилляр должен находиться на расстоянии 2—3 мм от дна колбы. На наружную часть этой трубки надевают резиновую трубку, снабженную винтовым зажимом. В резиновую трубку рекомендуется вставить отрезок тонкой проволоки, чтобы в месте сдавливания трубки зажимом резина не слипалась. Такое приспособление дает возможность создавать канал с очень малым сечением для регулирования поступления воздуха в колбу.
Вводить в колбу воздух при вакуум-перегонке необходимо для того, чтобы предотвратить или смягчить толчки и удары, которые наблюдаются при перегонке жидкостей под вакуумом. Однако следует помнить, что при пропускании струи воздуха температура кипения будет ниже истинной. В этом легко убедиться, если начать пропускать воздух очень интенсивно. Поэтому для поддержания температуры кипения близкой к истинной струя воздуха не должна быть сильной. Достаточно, если воздух будет проходить маленькими пузырьками по одному пузырьку в секунду.
Отводную трубку соединяют с холодильником при помощи резиновой пробки.
Колба Арбузова (рис. 61)— это усовершенствованная колба Клайзена. Такие колбы обладают большой
Рис. 61. Колба Арбузова. Рис. 62. Аллонж.
дефлегмационной способностью. При работе с колбой Арбузова исключается возможность попадания жидкости из колбы в приемник, так как оба горла колбы соединены между собой и в случае внезапного вскипания жидкость попадает в расширенную часть и стекает обратно в колбу. Колбы Арбузова обычно бывают емкостью от 20 до 1000 мл.
Аллонжи — стеклянные изогнутые трубки (рис. 62). Аллонжи применяют при перегонке для соединения, холодильника с приемником и при других работах.
К широкому концу аллонжа вначале подбирают пробку, в которой просверливают отверстие для фор-штоса холодильника; Форштос холодильника должен входить в аллонж на 3—4 см. Узкий конец аллонжа опускают в приемник.
Эксикаторы — приборы, применяемые для медленного высушивания и для сохранения веществ, легко поглощающих влагу из воздуха. Эксикаторы закрывают стеклянными крышками, края которых притерты к верхней части цилиндра. Различают два основных типа эксикаторов: обыкновенные (рис.63) и вакуум-экс и* каторы (рис. 64). Последние имеют отверстие, в ко*, торое на резиновой пробке вставляют трубку с краном или же в крышке имеется тубус с притертой пробкой, к которой припаяна стеклянная трубка с краном; это дает возможность соединять эксикатор с вакуум-насосом и, создавая внутри эксикатора уменьшенное давление, ве-сти высушивание под вакуумом (рис. 65). Между ваку-ум-эксикатором / и вакуум-насосом обычно помещают манометр 2 и предохранительную склянку 3.
Некоторые вакуум-эксикаторы (см. рис. 64) имеют приспособление для обогрева при помощи электричества, В таком эксикаторе возможно вести высушивание в вакууме при подогреве. Впускать воздух в вакуум-эксикатор нужно очень осторой(но, так как струя врывающегося воздуха может разбросать высушиваемое вещество. Поэтому впускной кран нужно поворачивать очень медленно и поднимать крышку только через несколько минут пс(сле того, как впускной кран будет приоткрыт.
Рис. 64, Вакуум-эксикаторы.
стеклом (кроме тех случаев, когда в эксикатор ставят горячие тигли). Класть стекло нужно на пробки, чтобы не изолировать цилиндрическую часть эксикатора от конусообразной.При работе с эксикатором необходимо следить, чтобы притертые части всегда были слегка смазаны вазелином или другой смазкой. Эксикаторы очень часто приходится переносить с места на место, и при этом нередки случаи, когда крышка соскальзывает и разбивается. Поэтому при переноске эксикатора обязательно нужно придерживать крышку (рис. 67).
Рис. 65. Схема соединения вакуум-эксикатора с вакуум-насосом:
1 — вакуум-эксикатор; 2 — манометр; 3 — предохранительная склянка.
* Рис. 66. Фарфоровые вкладки для эксикаторов.
Если в эксикатор ставят горячие тигли, то вследствие нагревания воздуха крышка иногда приподнимается, при этом она может соскользнуть и разбиться. Поэтому, поместив горячий тигель в эксикатор и накрыв его крышкой, ее некоторое время притирают, т. е. двигают вправо и влево. При остывании тигля внутри эксикатора создается небольшой вакуум и крышка держится очень плотно. Чтобы открыть эксикатор, нужно не поднимать крышку, а сначала сдвинуть ее в сторону, после чего она легко снимается (рис.- 68).
Для того чтобы облегчить снимание крышки с вакуум-эксикатора, рекомендуется помещать полиэтиленовую прокладку между фланцами крышки и эксикатора. Прокладка приклеивается к фланцу эксикатора вакуумной смазкой. Смазывать крышку не следует. В эксикаторе с такой прокладкой вакуум удерживается до 3 дней.
Рис. 67. Положение рук при переноске эксикатора.
Рис. 68. Открывание эксикатора.
В качестве водопоглощающих средств для снаряжения эксикаторов применяют различные поглотители.
Посуда специального назначения (1 2 3 4)
Колбы стеклянные лабораторные – специальные емкости для проведения физико-химических операций.
Для чего используются колбы?
Стеклянная посуда используется во всех лабораториях, от биологических до химических. В колбах проводят физико-химические процессы, титрование, отгонку. Определенный вид стеклянной посуды применяется для приготовления химических реактивов с аналитической точностью, микробиологических сред или других лабораторных жидкостей. При необходимости колбы нагревают на электроплите, колбонагревателях или магнитных мешалках с нагревом.
Основные операции, где понадобятся лабораторные стеклянные колбы:
В колбах обрабатывают образцы, в них же проводят химические и физические процессы, в них же принимают полученное вещество. В колбах готовят и хранят жидкие реактивы. Как видно, исследовательская работа в лаборатории без такой посуды невозможна.
Классификация колб
Несмотря на общее название, колбы сходны расширением в нижней части и сужением в верхней. Они бывают металлические, кварцевые, стеклянные, пластиковые. Стеклянные – наиболее универсальные и распространенные. Особенно качественные изделия из боросиликатного стекла, например, тип 3.3, как предлагает производитель Simax. Такое стекло аналогично по своим характеристикам пирексовому или ТС.
Различают стеклянные колбы по следующим признакам:
Особенности колб различной формы
Все виды колб имеют общие свойства, плюс каждый тип по форме имеет свои особенности.
Плоскодонные отличаются особой устойчивостью, поэтому такую их удобно ставить на рабочие поверхности, шейкеры. Не нуждаются в дополнительных подставках. Они долговечные и имеют большую площадь соприкосновения. Устойчивы к агрессивным средам, термостойкие легко переносят медленный нагрев и охлаждение.
Круглодонные колбы отличаются от предыдущего вида шарообразным дном. Поэтому, чтобы ее поставить на ровную поверхность, необходимо воспользоваться штативом и фиксатором или специальной О-образной подставкой из пластика или другого материала.
Изготавливают из термостойкого тонкого стекла, это позволяет нагревать такие емкости длительное время. Колбы из тонкого стекла быстрее изнашиваются, если реакционная смесь включает в себя концентрированные кислоты или щелочи (кипячение смеси для отгонки аммиака во время определения азота по Кьельдалю). Чаще всего используют для перегонки.
Конические колбы одни из наиболее популярных лабораторных видов. Устойчивые, удобные в использовании. Благодаря узкому горлу растворы в таких емкостях легко перемешивать методом вращений или взбалтывания, не опасаясь выливания жидкости через верх. Узкое горло препятствует быстрому испарению содержимого посуды.
Чаще используют для титрования. Удобно пользоваться коническими колбами с метками, которые не являются мерной шкалой, просто показывают приблизительное изменение объема реакционной смеси.
Сердцевидные колбы округлой формы с остроконечным дном. Для изготовления использую прочное термостойкое стекло. Ставят в специальную подставку или штатив. Используются для перегонки, синтеза, дистилляции, других химопераций.
Грушевидные колбы применяют для операций с нагревом. Представляют собой посуду в форме груши с длинным горлом маленького диаметра. Для установки необходим штатив или подставка.
Мерные колбы
Данный вид стеклянных колб используется для отмеривания точного количества жидкости в см³ или приготовления реактивов. Представляют собой круглые плоскодонные сосуды с длинной, тонкой горловины, на которую нанесена метка. Для изготовления используют стекло высокого качества, коэффициент расширения минимальный. Хранить готовые растворы в таких сосудах не рекомендуется.
Данный вид емкостей производят по ГОСТ 1770, ДСТУ ИСО 1042. Их в обязательном порядке вносят в спецреестр СИ, и с завода выпускают с первичной поверкой. Посуда иностранных производителей не вносится в российский реестр. Некоторые зарубежные производители выпускают очень качественную мерную посуду, что их изделия также вносятся в реестр. Остальные образцы придется поверять самостоятельно. Все средства измерения, внесенные в реестр можно запросить в госслужбе или найти в сети интернет (www.fundmetrology.ru, аналогичные сайты).
Маркировка на мерных сосудах ГОСТ 1770 свидетельствует о том, что колбу не нужно поверять дополнительно. Опытные химики дополнительно калибруют ту мерную посуду, которую используют для особо точных работ и аналитических реактивов для важных определений (хроматография, масс-спектрометрия). А по одной единице мерной посуды хранят для проверки остальных образцов, и этот контрольный образец дополнительно поверяется или калибруется 1 раз в год или реже.
Колбы точного объема выпускают 1 и 2 класса точности. Более распространены менее точные сосуды 2 класса, которые подходят для всех видов общелабораторных операций. Для 1 класса погрешность от 0,025 см³ для объема 5-10 см³, и 0,05 см³ для таких же колб 2 класса точности.
Изготавливают несколько модификаций мерных сосудов:
Маркировка на емкости наносится несмываемой краской или при помощи шлифовки. Есть разновидности с более детальной шкалой на горловине, позволяющая отметить изменение объема во время приготовления некоторых реактивов, например, при смешивании двух растворов (спирт и вода).
Производятся колбы с различными типами пробок (пластиковыми, стеклянные, притертые). Согласно НД выделяют 6 исполнений мерных колб, в зависимости от типа горловины и количества меток.
Есть модели с горловинами, которые немного расширяются сверху, чтобы удобно было вставлять воронки. Также производят колбы с винтовыми горловинами и пробками.
Колбы общелабораторного применения
В эту группу входит огромное количество разнотипных стеклянных колб, которые производят по ГОСТ 25336 или по фирменным ТУ. Их используют на всех этапах лабораторных работ (пробоподготовка, фильтрация, испарение, дистилляция, разложение, другие).
Метки и шкала на посуде этой группы носят информативный характер, в отличие от мерной посуды. На стенках термостойких сосудов нанесен белый матовый квадрат. Такие емкости можно использовать для кипячения, выпаривания, дистилляции и перегонки.
Точные размеры и схемы есть в ГОСТ 25336 и аналогичных НД. Если необходимы нестандартные габариты, посуда выпускается по ТУ, выдувается стеклодувами в индивидуальном порядке по чертежам, или покупается у иностранных производителей.
Круглодонные сосуды
Круглодонные колбы с несколькими горловинами обычно используют для операций с нагревом, чему способствует шарообразная форма дна, тонкое и качественное стекло, стойкое к агрессивным средам и термовоздействию. Перегонка, сублимация, синтезы и дистилляция – все эти операции проводят в круглодонной посуде.
Колбы К (с одной горловиной), КГУ (горловины под углом) и КГП (горловины параллельно) выпускают в 1-ом исполнении (горло со шлифом, конусообразное), и во 2-ом (без шлифа). От вместимости колб (10 см³ – 10 дм³) зависит диаметр горловин и тип шлифа. Обычно боковые отводы имеют стандартный размер шлифа 14/23 или без него (исп. 2). Все размеры регламентируются ГОСТ 25336.
Из-за круглого дна такие сосуды не стоят самостоятельно, поэтому используют подставки или штативы.
Плоскодонные колбы
Внешне напоминают круглодонные, но срезанные снизу. Широко используются на всех этапах физических и химических экспериментов, исследований. Для изготовления используют термостойкое стекло, поэтому этот тип посуды применяют для перегонки, кипячения, титрования при нагреве или охлаждении, плюс как составляющие различных сложных конструкций. Благодаря своему плоскому дну они отлично стоят на любой горизонтальной поверхности без вспомогательных аксессуаров. Поэтому их ставят на магнитные мешалки, шейкеры для смешивания реактивов.
Аналогично другим колбам, плоскодонные (П) выпускают со шлифом (конусообразной формы – исп.1) и просто с гладкой горловиной (цилиндрической формы – исп.2). Изделий данного типа с несколькими горловинами не бывает.
Конические колбы
Эту посуду выпускают с маркировкой Кн, а выглядит она как конус с расширенной верхушкой. Коблы Эрленмейера часто используются в лабораториях для самых разных целей (приготовление реактивов, титрование, кипячение или смешивание, фильтрация и другое). Суженое горло, широкое и плоское дно, хорошая вместимость позволяют легко перемешивать содержимое, не боясь выплескивания, плюс высокая площадь соприкосновения компонентов. Удобно ставить на шейкер, магнитную мешалку для растворения компонентов, подогрева и перемешивания содержимого. Узкая горловина для таких работ является преимуществом перед цилиндрическими стаканами.
Есть изделия с белым квадратом (термостойкие) и без (они дешевле). Часть колб выпускается с ориентировочной шкалой на стенках, позволяющей отметить объем добавленного реактива.
Колбы с исполнением №1 идут с конусообразным горлом, шлифованным, №2 – гладкое горло, без сужения. Первый тип закрывают пробками из стекла с шершавыми стенками, второй – резиновые, пробковые, силиконовые, пластиковые крышки.
Производят вместимостью от 10 см³ до 5 дм³. Все типоразмеры указаны в ГОСТах.
Грушевидные и остродонные колбы
Для производства лабораторных сосудов формы груши (маркировка Гр) или с заостренным донышком (О) используют термостойкое стекло, так как они удобны для нагревания, выпаривания, дистилляции, синтеза и других операций с охлаждением и нагревом. Остродонный тип оптимален для операций, в которых растворитель необходимо отогнать, и получить небольшое количество остатка, маслянистого или сухого в кончике колбы.
Как другая лабораторная посуда, эти стеклянные колбы изготавливают согласно ГОСТа или аналогичным НД. Производят только со шлифованным горлом, отдельно они не применяются, только как часть более сложной конструкции. Иностранные производители выпускают и без шлифа.
Грушевидные емкости бывают объемом от 10 см³ до 5 дм³, без шкалы.
Остродонные изделия внешне похожи на круглодонную посуду, но дно у них более острое, вытянутое, благодаря чему площадь воздействия высоких температур увеличивается. Есть модели с несколькими горловинами (обычно 2-3), расположенными под углом. Колбы ОГ-2 или ОГ-3 выпускают вместимостью от 10 до 500 см³.
Именные колбы
Стеклянные лабораторные колбы бывают именные, которые предназначенные для конкретной операции или определения.
Выпускают со съемным (пластиковый, с резьбой или защелкой) и несъемным боковым отводом. Есть модели бочковидной формы (на 3,5,10 дм³).
Именные колбы пригодны не только для тех целей, для которых они первоначально изобретались, но и для других химических задач.
Маркировка лабораторных колб
Для обозначения стеклянной посуды используют общий подход: обозначение типа сосуда, номер исполнения, вместимость, номера шлифа на горловине, особенности стекла и номер НД.
Купить лабораторные стеклянные колбы
У нас Вы всегда можете приобрести колбы для своей лабораториии.
Лабораторная посуда
Требования, которым должна соответствовать химическая посуда:
В данной статье мы классифицируем всю химическую посуду на три группы по ее назначению: мерная, немерная и специального применения.
Мерная химическая посуда
Мерная посуда имеет точную градуировку, нагреванию ее не подвергают.
Пипетки служат для отбора жидкостей (до 100 мл) и газов (от 100 мл)
Применяются для измерения точных объемов, титрования (метод количественного/качественного анализа в аналитической химии)
С помощью мерных колб, мензурок и цилиндров отмеривают и хранят определенные объемы жидкостей.
Немерная химическая посуда (общего назначения)
К такой химической посуде относятся изделия, многие из которых употребляются с нагревом: пробирки, стаканы, колбы (плоскодонные, круглодонные, конические), реторты.
Служат для переливания и фильтрования жидкостей. Делительные воронки применяются для разделения несмешивающихся жидкостей.
Сифон химический применяется для безопасного перекачивания жидких сред из бутылей, бочек, канистр. Особенно важен сифон в работе с агрессивными опасными химическими веществами.
Химическая капельница применяется для дозирования растворов и индикаторов.
Используются с целью взятия твердых и сыпучих веществ. Могут служить для перемешивания жидкостей.
Применяется для одновременного размещения и закрепления множества пробирок.
Химическая посуда специального назначения
Данная посуда отличается тем, что предназначена для какой-либо одной цели.
Круглодонная колба с отводом для вставки прямоточного холодильника. Используется для перегонки различных веществ.
Плоскодонная коническая колба, которая применяется для вакуумного фильтрования.
Применяется для фильтрования растворов при помощи фильтровальной бумаги под вакуумом.
Фильтр Шотта представляет собой стеклянную пористую пластинку. Фильтр Шотта используют в ходе вакуумного фильтрования.
Применяется для конденсирования паров и отвода образовавшегося конденсата из системы, сбор конденсата происходит в колбу-приемник.
Применяется для конденсирования паров и возврата конденсата в реакционную массу. Обычно устанавливается вертикально.
Конструктивный элемент химических приборов, чаще всего используется для соединения холодильника с приемником.
Используется в качестве приемника при перегонке. Одним из предназначений колбы Кьельдаля является определения азота в веществах по методу Кьельдаля.
Используется для частичной или полной конденсации паров жидкостей, которые разделяют перегонкой или ректификацией (разделение, основанное на многократной дистилляции.)
Толстостенный стеклянный сосуд, с пришлифованной крышкой, на дно которого помещают влагопоглощающее вещество, в результате чего в эксикаторе поддерживается влажность воздуха приблизительно равная нулю. Эксикатор используется для высушивания и хранения различных веществ.
Служат для очистки газов от механических примесей. Также хлоркальцевые трубки применяют для предохранения растворов от попадания в них воды и углекислого газа: с этой целью их заполняют нужным поглотителем.
Применяется для получения газов при действии на твердые вещества растворов кислот и щелочей.
Чашки для выпаривания используют для выпаривания (упаривания) растворов.
Применяется для измельчения твердых веществ.
Применяются для прокаливания веществ в печи.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.