Для чего нужна u образная трубка в химии
Разнообразие соединительных стеклянных U-образных трубок Simax
Соединительная U-образная трубка используется химиками уже многие десятилетия, и до сих пор она широко востребована. Представляет собой стеклянное полое изделие с открытыми концами, изогнутую по центру, за счет чего образующую букву U.
Для чего применяются
Трубка стеклянная соединительная, U-образной 
формы имеет много видов применения. Вот несколько основных:
• соединительный элемент в лабораторных реакторных установках и других аппаратах;
• соединительный мостик при проведении кулонометрического титрования;
• солевой или электролитический мост в электрохимии;
• в качестве манометра;
• элемент газоанализатора;
• для охлаждения газов;
• для фильтрования;
• в качестве сушильной трубки для газов и твердых материалов;
• для защиты материалов от влаги, углекислого газа, содержащихся в воздухе примесей и паров.
В последних трех случаях изделие заполняют фильтрующим материалом или осушителем.
Процесс изготовления
Трубку выдувают, затем сгибают. Края оплавляют для травмобезопасности. Отжигают — это поэтапный процесс выдерживания стекла в течении заданного времени при заданной температуре. Он снимает внутренние напряжение, за счет чего материал становится прочнее и более стойким к перепадам температур.
Модификации
Концы стеклянной соединительной трубки могут быть пришлифованы, могут иметь утолщения ближе к краям — для более плотного удержания на них резинового шланга. Некоторые трубки снабжаются отводами на внешних боковых сторонах. Simax предлагает модели без шлифа, без отводов и с двумя отводами — именно они самые востребованные.
Преимущества соединительных трубок производства «Симакс»
Во-первых, это достаточно большой ассортимент размеров U-образных трубок с отводами. Предлагаются модели:
• с диаметром основной трубки от 7 до 18 мм;
• с диаметром отводов 4 мм, 6 мм или 8 мм;
• высотой (длиной) изделия от 80 до 150 мм.
Версия без отводов имеет длину 200 мм и диаметр 12 мм.
Во-вторых, изделия имеют высочайшее качество обработки, они очень гладкие, толщина стенок равномерна по всей длине. Это обеспечивает высокую для стекла прочность и простоту очистки — на гладких стенках почти не скапливается осадок. То небольшое количество веществ, которое все же осядет внутри, легко смывается водой или подходящим под тип загрязнения растворителем.
В-третьих, трубки обладают всеми достоинствами всемирно известного боросиликатного стекла Simax. Это жаропрочность, стойкость к химической коррозии, химическая инертность. Через изделие можно пропускать практически любые вещества, включая соли, концентрированные кислоты, щелочи, агрессивные газы. Его могут повредить только горячие концентраты щелочей, плавиковая (фтороводородистая) и ортофосфорная концентрированная кислота. Однако эти реагенты крайне редко используются совместно с U-образными трубками.
Важно отметить, что стекло Simax, из которого выполняются эти изделия, соответствует международному стандарту ISO 3585 и российскому ГОСТ 21400-75.
Как можно сделать заказ этой продукции
В каталоге под ценой товара есть кнопка «Купить», а в карточке товара — кнопка «В корзину». Просто нажмите на них и следуйте простым инструкциям. Если хотите узнать о товаре подробнее, заказать оптовую партию или обсудить доставку, то можно:
• использовать бизнес-мессенджер Jivo, он внизу сайта, справа;
• позвонить в магазин или заказать обратный звонок — данные справа вверху страницы;
• написать на info@simax.ru
Эту и другую продукцию знаменитого чешского бренда мы получаем непосредственно от производителя, поэтому вы может не сомневаться в оригинальности и качестве наших товаров.
Жидкостные или U образные манометры(вакуумметры) для измерения давления в вакуумных системах
U-образные или жидкостные манометры. Действие этих манометров основано на изменении разности уровней жидкости в сообщающихся сосудах в зависимости от давления газов над поверхностью жидкости в этих сосудах. Простейший U-образный манометр представляет собой изогнутую трубку, заполненную до половины высоты рабочей жидкостью. Трубка одним концом сообщается с атмосферой, а другим с измеряемой средой. Полученные результаты при температуре t следует привести к 0° С для ртути (или к 4° С для воды). Температурные поправки для ртути могут быть определены по графикам рис. 464 и 465. Если рабочей жидкостью служит вода или спирт, то отсчет показаний производится по нижней точке мениска, а если ртуть, то отсчет производится по верхней точке. Целесообразно также использовать в качестве рабочей жидкости борвольфрамокислый кадмий (плотность 3,28 г/см3), поглощающий мало газов. При необходимости более точных измерений нужно также учитывать и коэффициент линейного расширения шкалы. При измерении ртутным манометром следует учитыват ь влияние капиллярных сил и выбирать диаметр трубки не менее 8—10 мм. При этом наименьшая разность уровней, которая еще может быть измерена достаточно точно, составляет
Для измерения давлений порядка 200 мм рт. ст. и ниже пользуются укороченным жидкостным манометром с закрытым концом (рис. 466). Для предохранения от резкого удара ртути о запаянный конец при впуске воздуха в манометр участок трубки в месте изгиба на некоторой длине может выполняться в виде узкого капилляра, создающего сопротивление движению ртути. В таких манометрах нежелательно применять жидкости, растворяющие в себе газы, а если это необходимо, то следует присоединять манометр к системе после достижения в ней достаточного вакуума.
Для измерения давлений порядка десятых долей мм рт. ст. можно применять U-образный манометр, наполненный жидкостью с низкой упругостью пара и малой вязкостью, например бутилфталатом или бутилсебацинатом. В этом случае один конец U-образной трубки присоединяют к системе, в которой измеряется давление, а другой конец (сравнительное колено) соединяют с непрерывно работающим, вакуумным насосом.
Давление в сравнительном колене пренебрежимо мало по сравнению с измеряемым давлением, и разность уровней в коленах манометра дает непосредственное значение давления в системе в миллиметрах столба бутилфталата (или другой жидкости). Применение бутилфталата повышает точность отсчета по сравнению с ртутным U-образным манометром в 12,9 раза.
В чашечном манометре вместо одного из колен применен широкий сосуд, на поверхность которого действует атмосферное давление (рис. 467). Опускание уровня ртути в широком сосуде весьма незначительно и им можно пренебречь при технических измерениях или ввести соответствующую поправку и производить отсчет только одной величины по трубке 4. При небольших диаметрах измерительной трубки в показания чашечного ртутного манометра необходимо вносить поправку на капиллярность по графику, приведенному на рис. 468.
Микроманометр — прибор для измерения малых давлений или незначительных разностей давлений до нескольких десятков мм вод. ст. Для повышения точности отсчета в таких приборах измерительную трубку располагают наклонно, а иногда применяют специальное оптическое устройство. При присоединении наклонной трубки манометра (рис. 469) к вакуумной системе рабочая жидкость поднимается по вертикали на высоту h1, а в
широком сосуде опустится на h2, при этом hx = n sin?, где n— величина отсчета по длине трубки манометра; а — угол наклона трубки. Исходя из равенства объемов рабочей жидкости, переместившейся из одного колена в другое, можем записать
или
Тогда действительное значение вакуума в миллиметрах столба рабочей жидкости
Если пренебречь поправкой, то получим h = n*sinα
Чем меньше угол наклона, тем чувствительнее манометр, однако менее 10° угол наклона не делают из-за возможных ошибок. Шкалу микроманометров обычно градуируют непосредственно в мм вод. ст. Заливаемой жидкостью чаще всего служит этиловый спирт с плотностью 0,81 г/см3 при 20 0С.
К этому типу манометров можно отнести и ртутный манометр Рэлея. Прибор поворачивают таким образом, чтобы стрелки указателей доходили до уровня ртути. Тогда давление будет пропорционально углу поворота, который измеряется отклонением светового луча зеркальцем (рис. 470). Прибор можно применять для измерения давлений от 1,5 до 10
3 мм рт. ст. Различные варианты этого метода описаны Дэшманом.
Кольцевые весы являются надежным в эксплуатации прибором. Они не только непосредственно измеряют давление, но и производят запись его на ленточной диаграмме и могут снабжаться электропередатчиком для передачи показаний прибора на расстояние. В таком приборе полая трубка свернута в замкнутое кольцо, которое может свободно качаться, опираясь на ребро призмы, проходящее через центр кольца перпендикулярно его плоскости (рис. 471). Трубка до половины заполнена рабочей жидкостью, в верхней ее части имеется перегородка.
Рис. 471. Схема действия кольцевого тягомера: 1 — кольцевая трубка; 2 — перекладина; 3 — подушка; 4 — перегородка; 5,6 — гибкие соединительные трубки; 7 — груз; 8 — стрелка
По обеим сторонам перегородки расположены гибкие трубки, присоединенные к объемам с давлениями р, и р2. В нижней части кольца укреплен груз. Если p1 = р2, то жидкость находится на одинаковом уровне в левой и правой части кольца. В случае, если имеется разность давлений, уровни рабочей жидкости смещаются и кольцо поворачивается на некоторый угол. При этом уравнение моментов имеет вид
где M — масса движущейся системы; а — расстояние центра тяжести системы от точки опоры; ф — угол поворота кольцевой трубки; h — высота столба жидкости; R’ — средний радиус кольца; F—площадь поперечного сечения кольца; р — плотность рабочей жидкости.
Так как величина
т. е. угол поворота кольца пропорционален Δр.
Кольцевые весы с водяным заполнением имеют предел измерения до 150 мм вод. ст., с ртутным заполнением — до 2500 мм вод. ст. Погрешность измерений ±1—2% от верхнего предела шкалы. Максимальное абсолютное давление, измеряемое прибором, около 150 мм рт. ст.
Поплавковый манометр (рис. 472) является одновременно показывающим и самопишущим прибором. С его помощью можно измерять вакуум от 90 до 100%. Поплавок, находящийся в одном из колен манометра, связаь с указывающей стрелкой и пером, регистрирующим давление. В качестве рабочей жидкости используют воду, ртуть или масло.
Колокольные манометры регистрируют изменение давления в пространстве под колоколом, погруженным в жидкость, в результате его подъема или опускания (рис. 473). Приборы снабжены приспособлениями для регистрации давлений и телепередатчиками. Манометр обычно заполняют трансформаторным или другим маслом 127). Компрессионные манометры. Компрессионный манометр Маклеода наиболее распространенный абсолютный манометр, по которому производят градуировку относительных манометров в присутствии сухого воздуха или любого другого газа, далекого от точки конденсации. Манометр показан на рис. 474. Его обычно изготовляют из стекла, а рабочей жидкостью служит ртуть. Перед началом измерений уровень ртути должен находиться ниже сечения 1—1 (рис. 475); трубка 1 и капилляр 3 соединены с вакуумной системой, имеющей давление рх. Объем V шара и капилляра выше сечения 1’—1′ для данного манометра является постоянной известной величиной. При проведении измерения уровень ртути постепенно повышается, при этом в объеме V отсекается и сжимается порция газа. Ртуть одновременно поднимается в капиллярах 2 (измерительном) и 3 (сравнительном). Давление над поверхностью ртути в сравнительном капилляре 3 равно рх, а давление р в измерительном капилляре значительно больше рх из-за сжатия газа. Благодаря этому образуется разность уровней ртути в капиллярах, причем влиянием капиллярных сил можно пренебречь, так как ртуть поднимается в двух одинаковых капиллярах. Если в вакуумной системе отсутствуют легко конденсируемые пары, то сжатие газа происходит по закону Бойля-Мариотта, т. е.
где vu р — объем и давление газа над поверхностью ртути в измерительном запаянном капилляре.
Для определения давления рх пользуются одним из двух методов. Метод квадратичной шкалы состоит в том, что уровень ртути в сравнительном капилляре устанавливается у запаянного конца измерительного капилляра (см. рис. 475, б). Если обозначить известный заранее объем капилляра на длине 1 мм через v’, а разность уровней ртути в капиллярах через h, то
Если пренебречь слагаемым рх, которое несравнимо меньше величины h, то получим
Второй метод — метод линейной шкалы (см. рис. 475, а) заключается в том, что уровень ртути в запаянном капилляре доводят до определенной отметки, на которой обозначен объем части запаянного капилляра выше этой отметки v, тогда
откуда
или снова пренебрегая слагаемым рх по сравнению с h, получим
Для поднятия и опускания ртути применяют различные устройства. Наиболее удобно применение тройного крана, который позволяет соединять ртутный баллон или с атмосферой или с вакуумной линией (см. рис. 475, Основные недостатки манометра: периодичность измерения (не более одного измерения в минуту), невозможность измерять давление паров, а также присутствие ртути.
Прибор непригоден для дистанционного измерения и для автоматического управления. Показанный на рис. 474 манометр МакЛеода фирмы Эдварде (Англия) имеет диапазон измерений от 4•1O-2 до 10-6 мм рт. ст. Высота прибора 89 см, масса 5,9 кг.
Диапазон давлений, измеряемых манометром, зависит от относительных размеров шара и капилляра. Чем больше объем шара и меньше диаметр капилляра, тем меньшие давления можно измерить манометром.
Обычно диаметр капилляра 0,8 мм, объем шара
250 см3. Объем шара манометра, показанного на рис. 474, измеряющего давления до 10-6 мм рт. ст., составляет 400 см3. При этом точность измерений ±10%. В капилляре с диаметром меньше 0,5 мм возможно застревание столбика ртути.
Для расширения диапазона измеряемых давлений применяют манометр с тремя капиллярами, напаянными один на другой (см. рис. 475, г). При давлении порядка 10″6 мм рт. ст. ртуть может полностью заполнить запаянный капилляр и прилипнуть к его верхнему концу. Во избежание ошибок манометр перед употреблением следует хорошо промыть хромовой смесью (H2SO4 + CrO3), дистиллированной водой и просушить в вакууме или дополнительно промыть спиртом. Ртуть для заполнения манометра должна быть химически чистой и профильтрованной в вакууме. При использовании резиновых шлангов следует предварительно прокипятить их в слабом щелочном растворе, промыть дистиллированной водой и просушить.
Применяют также поворотные компрессионные манометры, так называемые вакустаты. В поворотном манометре резервуар всегда находится в вакууме, который подлежит измерению, и этот же вакуум используется для передвижения ртути. Вакустат имеет меньшую степень сжатия и больший диаметр капилляра, чем обычный компрессионный манометр, поэтому он измеряет давления не ниже 10-3 мм рт. ст.
Вакустаты фирмы Эдварде: 1В2 с пределами измерений от 10 до 0,01 мм рт. ст. и 2В2 — от 1 до 10
3 мм рт. ст., 1Е2 — от 10 до 0,01 мм рт. ст., 2Е2 — от 1 до 10
3 мм рт. ст. — отличаются по конструкции, но принцип действия у них один.
Для измерений нужно поворачивать манометр вокруг своей оси на 90°. На рис. 476 показан вакустат фирмы Эдварде с пределами измерений от 1 до 10
3 мм рт. ст. (модель 2G), предназначенный для установки в стеклянной системе.
На рис. 478 показан вакускоп фирмы Лейбольд (ФРГ) с пределами измерений от 35 до 0,05 мм рт. ст., присоединяемый к системе с помощью конического шлифа. Он может быть повернут вокруг своей оси на 180°. Прибор очень удобен для измерения форвакуума. Если давление выше 2 мм рт. ст., то оно может быть измерено по U-образной трубке при правом положении манометра (см. рис. 478). Для измерения более низких давлений манометр поворачивается на 180 (левое положение на рис. 478) и происходит сжатие порции газа в капилляре. В качестве рабочей жидкости применяют ртуть. Таким образом, вакускоп представляет собой комбинацию U-образного и компрессионного манометра. Прибор измеряет общее давление в системе.
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.