4.3. Пипетки

Пипетки (рис. 78) служат для измерения объемов жидкости в ви­де целой порции (объем пипетки от 0,1 до 200 мл, рис. 78, а-в) или ее части (рис. 78, г).

Пипетку заполняют при помощи резиновой груши, присое­динив ее к верхнему концу пипетки. Применяют и специальные груши, снабженные тремя клапанами (рис. 78, д). Клапан 1 вы­пускает воздух при сжатии груши, клапан 2 позволяет выдавли­вать жидкость из пипетки при сжатии груши, а при надавлива­нии клапана 3 груша забирает жидкость через пипетку. Запол­нять пипетку жидкостью можно и при помощи слабого вакуума. Засасывать жидкость в пипетку ртом не рекомендуется. Это опасно для здоровья (жидкость и ее пары могут попасть в рот и легкие) и, кроме того, приводит к загрязнению жиром и слюной внутренних стенок пипетки.

В пипетку набирают столько жидкости, чтобы она поднялась на 2-3 см выше отметки, затем быстро снимают грушу и закры­вают верхнее отверстие пипетки указательным пальцем правой руки, придерживая пипетку большим и средним пальцами. Из­быток жидкости выпускают, слегка ослабляя нажим пальца и наблюдая за перемещением мениска жидкости до отметки, ко­торая должна быть на уровне глаза наблюдателя так, чтобы ее кольцо сливалось в одну черту. Если при совмещении мениска 2 (рис. 79, а) с чертой деления 1 на пипетке на ее конце остается висеть капля, ее следует осторожно удалить кусочком фильтро­вальной бумаги.

Пипетки всегда откалиброваны на вытекание, т.е. указанный на пипетке объем соответствует объему вытекающей жидкости, когда пипетку наполняют до отметки на верхней трубке, а затем дают жидкости самостоятельно вытечь. В объем въггекающей жидкости не входит остающаяся в носике нижней трубки жидкость и жидкость, смачивающая стенки пипетки. Нижнее от­верстие пипетки не должно быть широким, чтобы скорость вы­текания жидкости не была большой, но и не слишком узким -чтобы в конце истечения жидкости в месте соединения нижней трубки с баллоном пипетки не образовалась капля.

Рис. 78. Проточные (а - г) пипетки, резиновая груша с клапанами (д), пипетка типа "скворец" (ее),

весовые пипетки Лунге - Рея (ж) и Гретена (з):

д: 1-3- клапаны;

е: 1 - отверстие; 2 - трубка; 3 - внутренний сосуд-мерннк; 4 – носик

Считают, что продолжительность свободного вытекания воды из пипеток вместимостью 5, 10, 25, 50 и 100 мл должна быть равной соответственно 15, 20, 25, 30 и 40 с.

Наиболее точные результаты получают тогда, когда конец пипетки при ее опорожнении прикладывают к стенке сосуда-приемника. После того, как жидкость вытечет, пипетку держат еще 5-7 с прислоненной к стенке сосуда, слегка поворачивая вокруг оси. Затем пипетку вынимают, не обращая внимания на остаток жидкости в кончике нижней трубки. Этот остаток учи­тывают при калибровке пипетки, поэтому выдувать жидкость из нее нельзя.

Пипетки типа а-в (рис. 78) предназначены на выливание всего объема жидкости, а пипетки типа г -для частичного слива необходимого объема жидкости в соответствии с градуировкой. Объемы ядовитых жидкостей, кислот и сильных оснований от­меривают пипетками с предохранительным расширением в верхней трубке пипетки (рис. 78, в) или специальной пипеткой (Рис. 79, б).

Рис. 79. Наблюдение за положением мениска (о), пипетка для ядовитых | костей (б) и самозаполняющаяся пипетка (в)

В препаративной химии, когда требуется введение в реакци­онную смесь последовательных порций жидкости одного и того же объема, применяют опрокидывающиеся пипетки типа "скворец" (рис. 78, е). Эту пипетку сначала наклоняют вправо, чтобы жидкость из конической колбы заполнила через отверс­тие 1 внутренний сосуд 3, а затем влево, чтобы вылить отмерен­ный объем жидкости.

Пипетки для взвешивания дымящих и легко испаряющихся жидкостей предложили Лунге-Рей (рис. 78, ж) и Гретен (рис. 78, з). После взвешивания сухих таких пипеток их вакуумируют, а затем засасывают анализируемую жидкость. В пипетке Лунге-Рея вакуумируют и шар, и пробирку, а жидкость засасывают сначала в шар, а затем ее дозируют в пробирку, где может нахо­диться второй реагент.

Лунге Георг (1839-1923) - немецкий химик-технолог. Изобрел в 1878 г нитрометр, получивший его имя.

Рей Жан (1583-1645) - французский химик и врач.

0011Для отмеривания точных порций токсичной жидкости одного объема применяют пипетку, показанную на рис. 79, б. Пипетка имеет две отметки 1 и 2, определяющие выливаемый объем, жидкости. Чтобы заполнить такую пипетку, резиновой грушей - создают избыточное давление в склянке 4 с жидкостью и через боковой отвод 5, открыв трехходовой кран б, заполняют пипетку. Избыток жидкости сливают при помощи крана 7. Отмеренный объем жидкости выливают в сосуд-приемник, закрыв кран 7 в тот момент, когда уровень жидкости достигнет нижней отметки 2

Рис 80- Поршневая микропипетка (а) и

шгатив для хранения обычных пипе­ток (б)

Существуют различные типы самозаполняющихся пипеток, один из них изображен на рис. 79, в. Принцип работы такой пипетки следующий: сначала открывают кран 3 при закрытом кране 4 и заполняют пипетку 2 жидкостью из резервуара 1 точно до верхней метки 5. Затем кран 3 закрывают и спускают отмеренный объем жидкости при помощи крана 4 до нижней метки 5. Верхняя часть пипетки имеет небольшие от­верстия, чтобы легче было регулировать скорость наполнения и опорожнения пипетки при приближении уровня жидкости к меткам 5.

Регулируемые поршневые микропипетки имеют вместимость от 0,002 до 1,0 мл с погрешностью от ±2 • 10^-4 до ±5 • 10^-3 мл. Они обладают плавным регулированием объема отбираемой жид­кости. Все механизмы и детали микропипеток выполнены из фторопласта и полипропилена. При заборе жидкость попадает только в съемный конец пипетки б (рис. 80, а), изготовленный из полипропилена, и с самим механизмом пипетки не соприка­сается. После работы съемный конец снимают и промывают, а если нужно, то и стерилизуют при 110 °С, затем повторно ис­пользуют.

При использовании поршневой пипетки сначала вращением гайки 2 устанавливают на барабане цифры, видимые в окно 3, и соответствующие требуемому объему жидкости. Затем надевают плотно при помощи гайки 5 нижнюю часть пипетки и, держа пипетку в воздухе, большим пальцем нажимают шток 1 до пер­вого упора (положение А) и погружают конец пипетки на 3-5 мм в жидкость, после чего плавно отпускают шток до исходного положения В. Вынимают конец пипетки из жидкости, снимают капли с наружной части конца пипетки, и для слива набранной Жидкости нажимают шток 1 сначала до первого упора, а затем -до второго (положение 2, при этом вся жидкость выходит из пипетки.

Хранить вымытые пипетки следует носиками вверх в высо­ких цилиндрах, дно которых покрыто фильтровальной бумагой. Остатки чистой воды, вытекающей из пипеток, всасываются

бумагой, поэтому пипетки быстрее высыхают. Верхнюю часть носиков закрывают колпаком из полипропилена, полиэтилена или из фильтровальной бумаги. Иногда одевают на носик пи­петки маленькую пробирку. Применяют для хранения пипеток и специальные подставки (рис. 80, б), которые вместе с пипет­ками следует убирать в шкаф из органического стекла для пре­дохранения от загрязнения аэрозолями воздуха.

Каждую пипетку сразу после работы необходимо промыть чистой водой, этанолом и диэтиловым эфиром. Спускать про­мывную жидкость надо всегда через носик. Промывка позволяет избежать некоторых "необъяснимых" отклонений в опытах.

Пипетки обычно калибруют по чистой воде, поэтому ими нельзя отмеривать жидкости, вязкость которых заметно отлича­ется от вязкости воды. Объем отобранной жидкости в этом слу­чае не будет соответствовать указанному на пипетке. Для вязких жидкостей пипетку надо перекалибровать.

Если некоторые растворы оставляют на стенках пипетки прилипшие капли даже при хорошем обезжиривании стекла, то рекомендуют пипетки подвергать силиконированию, покрытию внутренних стенок тончайшей силиконовой пленкой, не смачи­вающейся водой. Силиконированную пипетку калибруют по чистой воде при 20 °С. У силиконированных пипеток мениск жидкости выпуклый.

Для силиконирования чистую и высушенную пипетку заполняют 2%-м рас­твором диметилдихлорсилана CH₃)₂SiCl₂ в диэтиловом эфире или бензине и выдерживают 1-2 мин, после чего раствор реагента выливают в склянку для последующего использования. Обработанную пипетку оставляют в вытяжном шкафу до исчезновения запаха и затем высушивают 10-20 мин при 120-140 ⁰С.

Силиконирование проводят также и 3%-м раствором метилтрихлорсилана (CH₃)SiCl₃ в CCl₄ в течение 2-3 мин. После удаления из пипетки раствора метилтрихлорсилана ее нагревают около 1 ч при 120-130 °С. Вместо высоко­токсичных метилхлорсиланов можно использовать 3%-й раствор полиметил-силоксановых жидкостей (ПМС-200 и ПМС-300) в хлороформе СНС1₃. Пипет­ку заливают таким раствором на 2-5 мин, затем его сливают, а пипетку сушат 2 ч при 180-210 °С.

Образующаяся при силиконировании гидрофобная пленка не смывается водой и не разрушается кислотами. Ее можно удалить при кипячении пипетки в 10%-м водном растворе КОН или NaOH.