- •Степин б. Д
- •Глава 1
- •Глава 2
- •Глава 3
- •Глава 4
- •Глава 5
- •Глава 6
- •Глава 7
- •Глава 8
- •Глава 9
- •Глава 10
- •Глава 11
- •Глава 12
- •Глава 13
- •Глава 14
- •Глава 1
- •1.1. Стекло
- •1.2. Керамика, керметы, графит и асбест
- •1.3. Полимерные материалы
- •1.4. Металлы
- •1.5. Материалы для фильтрования
- •1.6. Резина и каучуки (пробки и шланги)
- •1.7. Смазки, замазки и уплотняющие средства
- •1.8. Вода
- •1.9. Ртуть
- •1.10. Монтажные приспособления, крепежные изделия и амортизаторы
- •Глава 2
- •2.1. Химические стаканы, колбы и реторты
- •2.2. Колокола, колпаки, склянки и пробирки
- •2.3. Промывалки, эксикаторы и сосуды Дьюара
- •2.4. Краны, зажимы, клапаны, затворы каплеуловители
- •2.5. Сифоны, переходные трубки, алоюки, шлифы, стеклянные трубки и капилляры
- •2.6. Делительные и капельные воронки, ампулы и бюксы
- •2.7. Холодильники
- •2.8. Ступки, чашки, тигли, лодочки и шпатели
- •2.9. Очистка и сушка химической посуды
- •Глава 3
- •3.1. Технохимические весы
- •3.2. Аналитические весы
- •3.3. Гидростатические весы
- •3.4. Газовые и торзионные (крутильные) весы
- •3.5. Специальные весы
- •3.6. Весовая комната
- •Глава 4
- •4.1. Мерные цилиндры, мензурки и другая мерная посуда
- •4.2. Мерные колбы и пикнометры
- •4.3. Пипетки
- •4.4. Бюретки
- •4.6. Определение плотности жидких и твердых веществ
- •Глава 5
- •5.1. Ртутные термометры
- •5.2. Газовые тензиметрические термометры
- •5.3. Паровые и жидкостные манометрические термометры
- •5.4. Термометры сопротивления
- •5.5. Термисторы
- •5.6. Термопары
- •5.7. Пирометры
- •5.8. Конусы Зегера (керамические пироскопы)
- •5.9. Регулирование температуры
- •5.10. Термостаты
- •5.11. Криостаты
- •Глава 6
- •6.4. Инфракрасные излучатели
- •6.6 Электропечи
- •6.7. Индукционные печи
- •6.8. Высокочастотные диэлектрические нагреватели
- •6.9. Газовые печи
- •6.10. Сушильные шкафы
- •6.11. Средства и приборы для охлаждения
- •6.12. Теплоизоляция
- •Глава 7
- •7.1. Измельчение
- •7.2. Высушивание и прокаливание порошков
- •7.3. Просеивание сухих порошков
- •7.4. Смешивание порошков
- •7.5. Хранение
- •7.6. Возгонка (сублимация) и десублимация
- •7.8. Определение температуры плавления
- •7.9. Измерение степени влажности
- •Глава 8
- •8.2. Перекачивание жидкости
- •8.3. Удаление влаги и растворенных газов из органических жидкостей
- •8.4. Перегонка жидкостей (дистилляция)
- •8.5. Молекулярная перегонка
- •8.6. Элементарная техника жидкостной экстракции
- •8.7. Определение температур кипения жидкостей
- •8.8. Капиллярные вискозиметры
- •8.9. Хранение жидкостей
- •Глава 9
- •9.1. Растворение.
- •9.2. Перемешивание
- •9.3. Выпаривание и концентрирование растворов
- •9.5. Промывание осадков
- •9.6. Кристаллизация веществ из растворов
- •9.7. Кристаллизация вещества из расплава
- •9.8. Выращивание монокристаллов
- •9.9. Экстракция примесей из смеси твердых фаз
- •9.10. Определение молярной массы вещества-неэлектролита
- •Глава10. Эксперименты с газами
- •10.1. Приборы для получения газов
- •10.2. Приборы для реакций газов с твердыми веществами
- •10.3. Очистка и осушка газов
- •10.4. Измерение давления газа
- •2 • 104 Па (150 торр).
- •10.5. Измерение давления пара вещества
- •10.6. Регулирование давления
- •10.7. Измерение расхода газа
- •10.8. Получение вакуума и избыточного давления
- •10.9. Ловушки для конденсации газов
- •10.10. Хранение газов
- •10.11. Измерение плотности и объема газов
- •10.12. Определение влажности газов
- •Глава 11. Электрохимические исследования и синтезы
- •11.2. Химические источники тока и электроды
- •11.3. Измерения водородного показателя
- •11.4. Электролиз
- •11.5. Электрический разряд в газах
- •11.6. Электродиализ
- •Глава 12
- •12.2. Автоклавы
- •12.3. Компрессоры
- •Глава 13
- •13.1. Микрососуды, микропипетки и пластинки
- •13.2. Градуированные микропипетки, микробюретки и микромерные колбы
- •13.3. Нагревание
- •13.4. Перемешивание и измельчение
- •13.5. Растворение, выпаривание и высушивание
- •13.6. Фильтрование
- •13.7. Перегонка и возгонка
- •13.8. Экстракция
- •13.9. Определение температур плавления и кипения
- •13.10. Определение плотности
- •Глава 14
- •14.1. Источники света
- •14.2. Жидкостные, стеклянные и интерференционные светофильтры
- •14.3. Фотохимические реакторы
13.3. Нагревание
Для нагревания микрососудов применяют микрогорелки, сделанные из обычных газовых горелок (см. разд. 6.2), с которых снимают вертикальные трубки и оставляют только выходной капилляр (рис. 305,а). В некоторых случаях на капилляр обычной газовой горелки надевают с помощью отрезка резиновой трубки 2 (рис. 305,о) стеклянный или кварцевый капилляр 1. Микрогорелку можно изготовить из микробюретки (рис. 305,6), согнув под прямым углом ее капиллярный конец и закрепив тем или иным способом муфту крана в полимерной или керамической подставке.
Удобной микрогорелкой является выносной кварцевый капилляр 1 (рис. 305,в), закрепленный в штативе 4 и соединенный резиновым шлангом 5 с капилляром обычной газовой горелки. В такой горелке, регулируя подачу газа зажимом Гофмана 3 (см. рис. 37,о), можно получить микропламя высотой 1 - 5 мм.
Если нет газа, то для нагревания микрососудов применяют маленькие спиртовки (см. рис. 114) или небольшие кусочки твердого горючего (см. разд. 6.3). Нагревание микроколичеств вещества проводят также в микротигельных печах (рис. 306,а), изготовленных из кварцевых пробирок 1 с наружными нихромовыми спиралями 2 в асбестовой теплоизоляции 3 (см. разд. 6.12). Под нагреваемую микропробирку кладут слой 4 асбестовой ваты.
Микроплитки могут быть как закрытыми (рис. 306,6), так и открытыми (рис. 306,в). Закрытая микроплитка имеет кварцевый диск 2 с желобком по окружности, в который устанавливают кварцевый колпак 1 с отверстием в центре для размещения микропробирок и микростаканов
Рис. 305. Газовые микрогорелки: Теклю (а), из микробюретки (б) и с выносным Капилляром (в)
Рис. 306. Микротигельная печь (а) и микроплитки с защитным кожухом (б) и с открытым электронагревателем (в)
Рис. 307. Паровая (а) и жидкостная (б) микробани
Под плиткой 3 располагают алюминиевый экран 4.
Наконец, нагревание микрососудов осуществляют в небольших жидкостных банях (см. разд. 6.1) или микроколбах Вальтера 2 (рис. 307,а) с насадкой 1, через которую проходит пар кипящей жидкости и куда помещают микрососуды. В жидкостную микробаню можно превратить любой небольшой химический стакан 3, поместив в него алюминиевый штатив 2 для микропробирок 1 (рис. 307,6).
Выпаривание капель раствора часто проводят на часовых стеклах или в маленьких фарфоровых чашках под ИК-излучателями (см. разд. 6.4).
13.4. Перемешивание и измельчение
Перемешивание и измельчение микроколичеств вешества представляет собой одну из наиболее трудных и нерешенных пока техгических операций.
Перемешивание суспензий в микрососудах осуществляют тонкими стеклянными палочками разной формы и толщины (рис 308,а), которые вращают между большим и указательным пальцами.
Рис. 308. Стеклянные палочки и микромешалки (а). Микрошпатель (б). Электромагнитная (в) и газовая (г) мешалки
Для перемешивания твердых крупинок или их переноса из одного сосуда в другой применяют микрошпатели (рис. 308,6), изготовленные из тонких стеклянных палочек. Эффективным способом перемешивания небольших количеств раствора является введение в него вибрирующей кварцевой нити. Вибрация создается быстро меняющимся по направлению током в небольшом электромагните, содержащем стальную пластинку с прикрепленной к ней кварцевой нитью. Электромагнит питают током с частотой 50 Гц.
Для перемешивания используют и миниатюрную магнитную мешалку (рис. 308,в), состоящую из микропробирки 3, остеклованного стального шарика 2 и постоянного магнита 1, перемещаемого вручную вдоль стенки пробирки. В ряде случаев раствор перемешивают при помощи слабой струи газа, выходящего из тонкого капилляра (рис. 308,г). Газ либо пропускают через раствор, либо омывают им боковую поверхность капли, находящейся на часовом или предметном стекле. Пробулькивание газа через небольшое количество жидкости - операция очень ненадежная из-за возможного разбрызгивания жидкости и ее испарения, часто почти незаметного. Используемый газ не должен содержать примеси аэрозолей и взаимодействовать с перемешиваемой жидкостью (см. разд. 10.3).
Наконец, перемешивание проводят методом "пульсирования" - втягиванием и выпусканием жидкости из тонкого капилляра. Для этого на капилляр надевают отрезок резиновой трубки, который то сжимают, то разжимают двумя пальцами.
Измельчение 5 - 20 мг вещества проводят в микропробирке (часовом или предметном стеклах) стеклянной палочкой с закругленным концом (рис. 308,а). Палочку медленно вращают в пробирке до тех пор, пока не будет достигнута нужная крупность частиц порошка. Главная трудность такой операции - перенос измельченного вещества в другой микрососуд без потерь. Поэтому рекомендуют промывать палочку и пробирку жидкостью не взаимодействующей с веществом, но растворяю, щей его, и затем испарять полученный раствор на часовом стекле. Твердый остаток смешивают с основной массой измельченного вещества.