8 Высушивание

В лабораториях часто приходится иметь дело с операциями, назначением которых является удаление воды из того или иного вещества.

Высушивание — процесс удаления из газообразных, жидких или твердых веществ примешанной к ним жидкости, чаще воды (обезвоживание) [6].

Высушивание приводит к заметному изменению физико-химических свойств веществ, например температур кипения и плавления, электропроводности, реакционной способности и других [7].

Самым распространенным обезвоживающим средством для органических жидкостей, содержащих небольшое количество воды, является прокаленный хлористый кальций [7].

Для обезвоживания какой-либо органической жидкости берут в зависимости от содержания в ней воды то или иное количество CaCl₂ [7].

Из других солей для высушивания органических жидкостей применяют прокаленный сернокислый натрий. Прокаливание его ведут так же, как и CaCl₂. Сернокислый натрий Na₂SO₄ не является таким сильным высушивающим средством, как CaCl₂ [7].

Высушивание твердых веществ можно проводить на открытом воздухе при обычной температуре, при подогреве и обычном атмосферном давлении, при низкой температуре под уменьшенным давлением, в атмосфере с малым давлением водяных паров (в эксикаторе), в атмосфере инертного газа [2].

Высушивание на воздухе — операция довольно продолжительная, и к ней прибегают только тогда, когда высушиваемое вещество негигроскопично и желают получить вещество рыхлым, сыпучим, без комков или когда вещество разлагается при нагревании [6].

Широко распространено высушивание при подогреве и обычном атмосферном давлении. В этом случае пользуются сушильным шкафом в соответствии с рисунком 21 [1].

Продолжительность высушивания зависит от количества вещества, толщины слоя его, температуры, правильности проведения [1].

Наиболее удобны электрические сушильные шкафы. В лабораториях можно встретить различные типы их. Имеется несколько типов простых сушильных шкафов с электрообогревом. Он состоит из металлического корпуса с теплоизоляционной прокладкой внутри шкафа. В нижней части последнего, внутри, размещены на керамической пластинке нагревательные элементы — спирали, как на обычной электроплитке. Шкаф имеет две полки. Под дверкой шкафа, в нижней части передней стенки, сделана вентиляционная заслонка. На верхней, потолочной части стенки шкафа имеется отверстие для укрепления термометра. Максимальная температура, которая может быть достигнута внутри шкафа, составляет около 125⁰C. Время разогревания до этой температуры около 30 – 60 мин.

Рисунок 21 - Сушильный лабораторный шкаф Ш-005.

Шкаф имеет терморегулятор, ручка управления которым и сигнальная лампа размещены на передней панели. Максимальная температура, до которой можно нагреть шкаф, составляем 250⁰С. Время, необходимое для разогревания шкафа до этой температуры, около 60 мин [1].

9 Определение плотности

В химических лабораториях очень часто приходится определять плотность.

Плотностью вещества называют отношение массы тела к его объему [6].

(1)

где – плотность, г/см³;

– масса тела, г;

– объем тела, см³.

Удельным весом называют отношение веса (силы тяжести) вещества к объему [6].

(2)

где – удельный вес, г/см³;

– вес вещества (сила тяжести);

– объем тела, см³.

В ряде случаев пользуются относительной плотностью, представляющей собой отношение плотности данного вещества к плотности другого вещества. Относительная плотность выражается отвлеченным числом.

Относительную плотность жидких и твердых веществ принято определять по отношению к плотности дистиллированной воды:

d (3)

где – относительная плотность;

– плотность вещества, г/см³;

– плотность дистиллированной воды при 4⁰ С, г/см³.

Для быстрого определения относительной плотности жидкости применяют так называемые ареометры в соответствии с рисунком 22.

Рисунок 22 – Ареометр для определения плотности

Это – стеклянная трубка, расширяющаяся внизу и имеющая на конце стеклянный резервуар, заполненный дробью или специальной массой, (реже — ртутью). В верхней узкой части ареометра имеется шкала с делениями. Чем меньше относительная плотность жидкости, тем глубже погружается в нее ареометр. Поэтому на шкале вверху нанесено наименьшее значение относительной плотности, а внизу — наибольшее.

Промежутки между цифрами разделены на более мелкие деления, позволяющие определять относительную плотность с точностью до третьего десятичного знака [1].

Для определения относительной плотности при помощи ареометра жидкость наливают в стеклянный цилиндр емкостью не менее 0,5 л, сходный по форме с мерным, но без носика и делений. Отсчет проводят по делениям шкалы ареометра [1].

Для определения плотности в лаборатории используется прибор фотоколориметр КФК-2 в соответствии с рисунком 23.

Рисунок 23 – Фотоколориметр КФК-2