ХИМИЧЕСКАЯ ПОСУДА.
Стеклянная посуда общего назначения.
Основным требованием, предъявляемым к стеклянной посуде, является ее химическая и термическая устойчивость. Химическая устойчивость– это свойство стекла противостоять разрушающему действию растворов щелочей, кислот и других веществ. Термическая устойчивость – способность посуды выдерживать резкие колебания температуры.
Оглавление
Лучшим стеклом для изготовления лабораторной посуды считается пирекс. Этот тип стекла обладает термической и химической устойчивостью, имеет малый коэффициент термического расширения. В лабораторной практике наибольшее распространение получили следующие виды стеклянной посуды:
Пробирки простые и калиброванные (с делениями, указывающими объем) используют для проведения опытов с небольшим количеством реактивов. Объем реактива в пробирке не должен превышать половины ее объема.
Лабораторные стаканы выпускают различных размеров, с носиком и без носика, простые и калиброванные. Стаканы предназ-начены для выполнения самых разнообразных процедур.
Колбы различного размера и формы (круглые, конические, плоскодонные, круглодонные. В лабораторной практике широко приме-няют конические плоскодонные колбы (колбы Эрленмейера). Колба Вюрца представляет собой круглодонную колбу с отводной трубкой под углом 60-800. Ее используют для получения газов и для отгонки жидкостей при атмосферном давлении.
Воронки химические служат для переливания жидкостей и фильтрования; капельные воронки используют для введения в реак-ционную среду жидких реактивов небольшими порциями. Воронки делительные применяют для разделения несмешивающихся жидкостей.
Капельницы используют для введения реактивов малыми порциями, по каплям.
Бюксы предназначены для взвешивания и хранения жидких и твердых веществ.
Часовые стекла используют для проведения реакций в малых объемах (капельные реакции) и для взвешивания твердых веществ.
Холодильники применяются для охлаждения и конденсации паров, образующихся при нагревании различных веществ. При пе-регонке применяют прямые холодильники (Либиха), а при кипячении растворов и жидкостей, экстракции и других подобных про-цессах используют обратные холодильники.
Кристаллизаторы применяют для получения кристаллов веществ из насыщенных растворов или для охлаждения химических стаканов или колб с реагирующими веществами.
Аллонжи играют роль соединительных элементов в установках по пергонке веществ.
Эксикаторы применяют для медленного высушивания и хранения веществ, легко поглощающих влагу из воздуха. Нижнюю часть эксикатора заполняют водопоглощающими веществами (прокаленный хлорид кальция, концентрированная серная кислота, оксид фосфора (V) и др.). Над поглотителем на фарфоровом вкладыше помещают бюксы или тигли с веществами, подлежащими осушке. Различают два основных типа эксикаторов: обычные эксикаторы и вакуум-эксикаторы.Аппарат Киппа – прибор для периодичес-кого получения водорода, сероводорода, оксида углерода (IV) и других газов в лаборатории.
Фарфоровая посуда.
По сравнению со стеклянной обладает большей химической устойчивостью к кислотам и щелочам, большей термостойкостью. Фарфоровые изделия можно нагревать до температуры около 12000С. Недостатком ее является непрозрачность и сравнительно большая масса.
Стаканы бывают различной емкости, с ручкой и без ручки, с носиком и без носика.
Фарфоровые кружки так жебывают различной емкости (обычно от 250 мл до 2-х литров.)
Выпарительные чашки используют для выпаривания и нагревания жидкостей.
Тигли – сосуды, применяемые для прокаливания различных твердых веществ (осадков, минералов и т.п.), а также для сплавления и сжигания. При прокаливании веществ на пламени газовой горелки тигли закрепляют в проволочных треугольниках с фарфоро-выми трубками .
Фарфоровые ступки с пестиком применяют для измельчения твердых веществ. Перед работой ступка должна быть тщательно вымыта и высушена. Вещество насыпают в ступку в количестве не более 1/3 ее объема (иначе оно будет высыпаться из ступки при измельчении). При растворении твердого вещества в ступке (с одновременным растиранием) вначале насыпают твердое вещест-во, а затем к нему постепенно небольшими порциями при круговом движении пестика добавляют жидкость. Всю жидкость, кото-рую берут для растворения, употреблять не следует: не менее 1/3 количества ее оставляют для того, чтобы по окончании раство-рения сполоснуть ступку и обмыть пестик, после чего этот раствор добавляют к ранее полученному раствору.
Фарфоровые ложки-шпатели применяют для отбора веществ, для снятия осадков с фильтров и при многих других работах.
Воронки Бюхнера и фарфоровые сетки применяют для фильтрования жидкостей при пониженном давлении (под вакуумом).
Мерная посуда.
Для измерения объемов жидкостей используют разнообразную мерную посуду: мерные колбы, мерные цилиндры, мензурки, пипетки и др.
Мерные колбы служат для приготовления растворов точной концентрации и представляют собой круглые плоскодонные колбы с длинным и узким горлом, на котором нанесена тонкая черта. Эта отметка показывает границу, до которой следует наливать жид-кость, чтобы ее объем соответствовал указанному на колбе значению. Цифры на колбе показывают объем жидкости (мл), на кото-рый она рассчитана. Мерные колбы обычно имеют притертые пробки. Применяют колбы на 50,100, 250, 500 и 1000 мл. Мерные колбы меньшего объема, использующиеся для определения плотности жидкостей, называются пикнометрами.
Мерные цилиндры представляют собой стеклянные сосуды, которые для большей устойчивости имеют широкое основание (дно) или специальную подставку. Снаружи на стенках цилиндров нанесены деления, указывающие объем (в мл). Мерные цилиндры бывают различной емкости: от 5 мл до 2 л. Их назначение – измерять (с определенной погрешностью) различные объемы жид-кости.
Мензурки -это сосуды конической формы с делениями на стенке.
Пипетки служат для отбора точно определенных относительно небольших объемов жидкостей. Они представляют собой стеклян-ные трубки небольшого диаметра с делениями. Некоторые пипетки имеют расширение посредине (пипетки Мора). Нижний конец пипетки слегка оттянут и имеет внутренний диаметр до 1 мм. На верхнем конце пипетки имеется метка, до которой набирают жидкость. Некоторые пипетки снабжены двумя метками. Обычно пипетки имеют емкость от 1 до 100 мл.
Бюретки служат для отмеривания точных объемов жидкостей, преимущественно при химико-аналитических работах (титрова-ние). Они могут иметь различную конструкцию и иметь разный объем.
Пластмассовая посуда.
В лабораторной практике используют посуду, изготовленную из полимерных материалов (полиэтилен, полипропилен, фторопласт и др.) При высокой химической устойчивости такая посуда обладает низкой термостойкостью, и поэтому ее обычно используют в работах, не требующих нагревания. Из полиэтилена изготовляют воронки для жидких и сыпучих веществ, промывалки, капель-ницы, флаконы и банки для транспортировки и хранения химических реактивов, пробирки для центрифугирования, пипет-доза-торы и наконечники к ним и др.
МЕТАЛЛИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ.
В химических лабораториях широко применяют разнообразное металлическое оборудование, преимущественно стальное.
Штативы с набором муфт, лапок и колец используют для закрепления на них во время работы различных приборов, стеклянной посуды (холодильников, колб, делительных воронок и пр.). Кольца, закрепленные на штативе, используют также при нагревании химической посуды на металлических асбестированных сетках газовыми горелками.
Треноги применяют в качестве подставок для различных приборов, колб и пр. Они особенно удобны при нагревании крупных по размеру колб и громоздких приборов.
Держатели для пробирок – приспособления, которые используются при непродолжительном нагревании пробирок.
Пинцеты – приспособления для захватывания мелких предметов, а также веществ, которые нельзя брать руками, например, металлический натрий.
Тигельные щипцы применяют для захватывания горячих тиглей при извлечении их из муфельной печи, снятия раскаленных тиглей с фарфоровых треугольников и при всех работах, когда приходится иметь дело с раскаленными предметами.
Зажимы – приспособления, используемые для зажимания резиновых трубок. Обычно применяют пружинные зажимы (зажимы Мора) и винтовые (зажимы Гофмана). Последние позволяют легко регулировать скорость вытекания жидкости или интенсивность прохождения газов.
ЛАБОРАТОРНЫЕ НАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ.
В лаборатории применяют различные нагревательные приборы: газовые горелки, электрические плитки, бани, сушильные шкафы, муфельные печи и т. п.
Газовые горелки. Наиболее часто применяют газовые горелки Бунзена и Теклю . В газовых горелках предусмотрено регулирование поступления воздуха с помощью вращения диска (горелка Теклю) или поворотом хомутика (горелка Бунзена). Горелка Теклю с регулировочным диском – более совершенный прибор, так как в ней можно точнее регулировать не только доступ воздуха, но и приток газа (с помощью винта). Зажигать газовую горелку нужно только через 1-2 с после пуска газа и при небольшом доступе воздуха. Затем следует отрегулировать доступ воздуха так, чтобы пламя стало несветящимся.
Необходимо помнить, что природный газ ядовит и образует с воздухом взрывоопасные смеси. Поэтому нельзя допускать утечки газа!
Бани. Для продолжительного нагревания в пределах температуры 100-3000С применяют бани: водяную, песчаную и др. Они представляют собой, как правило, металлические чаши, заполненные водой (водяная баня) или сухим, чистым песком, прокаленным для удаления из него органических примесей (песчаная баня). Нагревание бань проводят пламенем газовой горелки. Используются также водяные и песчаные бани с электрообогревом.
Электрические плитки. В тех случаях, когда требуется нагревание, а пользоваться горелками нельзя (например, при перегонке воспламеняющихся легколетучих жидкостей) применяют электрические плитки.
Для нагревания круглодонной стеклянной посуды применяют колбонагреватели.
Печи. Для получения температуры 600-14000С применяются электрические муфельные печи. С помощью особого регулировочного устройства печь может нагреваться до определенной, заранее заданной температуры.
Сушильные шкафы имеют электрический обогрев и терморегулятор, позволяющий поддерживать постоянную температуру. Для наблюдения за температурой шкаф снабжен термометром. Высушиваемое вещество помещается в сушильный шкаф, отрегулиро-ванный на требуемую температуру, и выдерживается в нем при заданной температуре определенное время. В работах количест-венного характера сушку проводят несколько раз до достижения высушиваемым веществом постоянной массы.
ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКТИВЫ И ИХ ХРАНЕНИЕ.
Химические реактивы — это индивидуальные вещества, их растворы или смеси строго регламентированного состава, предназна-ченные для лабораторных работ, научных исследований, химического анализа и др. Химические реактивы могут использоваться в твердом, жидком или газообразном состояниях (в виде паров). Их принято разделять по степени чистоты на несколько квалифи-каций, характеристики которых приведены в таблице.
| Квалификация чистоты | Символ реактива | Содержание основных веществ, масс.% | Содержание отдельных примесей, масс.% |
| Чистый | ч | не менее 98 | 0,01-0,5 |
| Чистый для анализа | чда | не менее 99 | до 0,1 |
| Химически чистый | хч | выше 99 | 10-3 — 10-5 |
| Особо чистый | осч | близко к 100 | 10-5 — 10-10 |
Твердые реактивы хранят в стеклянных и полиэтиленовых банках, а жидкие — в склянках. В зависимости от свойств веществ банки и склянки закрывают стеклянными, полиэтиленовыми, резиновыми или корковыми пробками.
Гигроскопичные вещества хранят в бюксах, эксикаторах, запаянных ампулах, склянках с хлоркальциевыми трубками и банках с притертыми пробками. Пробки банок можно заливать парафином. Реактивы, изменяющиеся под действием света, хранят только в темных склянках. Газообразные химические реактивы в больших количествах хранят в баллонах, а в небольших — в газовых бюрет-ках и газометрах.
ПРАВИЛА РАБОТЫ В ХИМИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ.
- Работать одному в лаборатории категорически запрещается, так как при возникновении несчастного случая некому будет оказать помощь пострадавшему и ликвидировать последствия аварии.
- Перед выполнением работы необходимо познакомиться с её описанием и продумать все действия, которые необходимо будет выполнить. Если при выполнении работы используются приборы и установки, то следует изучить их устройство и правила работы с ними.
- Во время работы в лаборатории необходимо соблюдать чистоту, тишину, порядок и правила техники безопасности. На лабораторном столе могут находиться только те вещества и предметы, которые необходимы для выполнения работы.
- В химической лаборатории можно работать только в специальном халате. Халат должен быть застёгнут на все пуговицы. Длинные волосы необходимо подбирать (убрать в пучок или иным способом). При проведении опытов с особо опасными веществами следует использовать респиратор, защитные очки, перчатки.
- Работы с токсичными, легковоспламеняющимися или горючими веществами необходимо проводить только в вытяжном шкафу с включённой вытяжкой.
- В лаборатории категорически запрещается хранить продукты питания и принимать пищу.
- При выполнении опытов необходимо использовать только целую и чистую лабораторную посуду.
- На любой посуде, в которой хранятся реактивы, должны быть этикетки с указанием названия веществ.
- Вещества не должны попадать на кожу лица и рук, так как они могут вызвать раздражение кожи и слизистых оболочек.
- Твёрдые химические реактивы можно брать только шпателем, пинцетом или ложечкой. Категорически запрещается брать реактивы руками!
- Работу с кислотами, твёрдыми щелочами, едкими и токсичными веществами следует проводить только в защитных очках и перчатках. При растворении твёрдых щелочей в воде необходимо добавлять щёлочь небольшими порциями в воду, избегая перегревания раствора. Разбавление кислот или щелочей необходимо производить в жаростойкой посуде.
- При разбавлении концентрированных кислот и щелочей необходимо небольшими порциями при постоянном перемешива-нии приливать кислоту (или концентрированный раствор щёлочи) в воду, а не наоборот. Растворение кислот и щелочей в воде сопровождается выделением большого количества теплоты, что может привести к закипанию смеси, её разбрызгива-нию и попаданию в глаза, на лицо и руки.
- Жидкие химические вещества следует переливать, пользуясь воронкой. Склянку, из которой переливают жидкость, необходимо держать этикеткой к руке, чтобы не испортить надпись на ней.
- Категорически запрещается набирать жидкости в пипетки ртом. Для набора жидкости в пипетку используется специальная груша.
- Неизрасходованные реактивы нельзя высыпать или выливать обратно в сосуды, из которых они были взяты.
- Категорически запрещается сливать в канализацию легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, концентрированные растворы кислот и щелочей. Для их утилизации и слива используют специальные ёмкости. Категорически нельзя выбрасы-вать остатки неизрасходованных активных металлов, например, натрия, в канализацию или мусорное ведро — это может привести к пожару! Нельзя бросать в раковину фильтровальную бумагу, вату, стекла от разбитой посуды.
- Нельзя зажигать спиртовку от другой спиртовки, так как спирт может пролиться и загореться, что приведёт к возникновению пожара. Нельзя задувать пламя спиртовки. Чтобы погасить пламя, спиртовку следует закрыть колпачком
- При нагревании растворов и веществ в пробирке необходимо использовать держатель. Пробирку следует заполнять не более чем на половину её объёма. Прежде чем приступить к нагреванию содержимого пробирки, её следует равномерно прогреть в пламени спиртовки. Во время нагревания жидких и твёрдых веществ в пробирках и колбах нельзя направлять отверстия сосудов на себя и на соседей, так как может произойти внезапный выброс вещества. Нельзя наклоняться над сосудом, в котором происходит нагревание или кипение жидкости.
- Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости категорически нельзя нагревать на открытом пламени, так как это может привести к пожару.
- Вещества в лаборатории категорически запрещается пробовать на вкус. Для определения запаха вещества нужно ладонью руки сделать движение от отверстия сосуда к носу и осторожно (не полной грудью!) вдохнуть
- При ожоге кислотой необходимо немедленно промыть пораженное место большим количеством воды, а затем двухпро-центным раствором соды.
- При ожоге щёлочью необходимо длительное промывание поражённого места под струёй воды, а затем однопроцентным раствором борной или уксусной кислоты.
- При ожоге глаз кислотой или щёлочью необходимо немедленно промыть глаза водой в течение длительного времени и в случае необходимости обратиться к врачу.
- После завершения работы необходимо привести рабочее место в порядок, использованную лабораторную посуду следует помыть.
Для закрепления изученного материала перейдите по ссылке: https://learningapps.org/watch?v=pn0tu9oa523 и выполните задания.