11. Химическая посуда

Лабораторная посуда – специальные и специализированные емкости различного конструктивного исполнения, объема, и изготовляемые из разнообразных материалов, устойчивых в агрессивных средах. При необходимости лабораторная посуда обладает необходимой термостойкостью, прозрачностью и другими нужными физическими свойствами.

Химическая посуда тонко- и толстостенная изготавливается из стекла разных марок. Посуда из толстого стекла не выдерживает нагрева, нагревать можно только тонкостенную посуду, термостойкость которой зависит от состава стекла. Основным требованием, предъявляемым к стеклянной посуде, является ее химическая и термическая устойчивость. Химическая устойчивость – это свойство стекла противостоять разрушающему действию кислот, щелочей и других веществ. Термическая устойчивость – это способность посуды выдерживать резкие колебания температуры.

Лучшим стеклом считается пирекс, потому что оно обладает термической и химической устойчивостью, имеет малый коэффициент расширения. Поэтому особотермостойкие изделия (стаканы, реторты, пробирки) изготавливают из пирексового стекла. Пирексное стекло содержит 80% оксида кремния (IV). Температура его размягчения + 620 ºС. Для проведения опытов при высоких температурах используют кварцевую посуду. Кварцевое стекло содержит 99,95% оксида кремния (IV), температура его размягчения +1650 ºС. Тонкое кварцевое стекло вследствие очень низкого коэффициента термического расширения выдерживает резкое охлаждение (даже водой!) с любой температуры.

Лабораторную посуду изготавливают в основном из стекла типов ТУ (термически устойчивое), ХУ-1 и ХУ-2 (химически устойчивое). Содержание оксида кремния (IV) в обычном лабораторном стекле составляет примерно 70%.

Рис.18. Химическая посуда

Перед применением лабораторной посуды она должна быть хорошо вымыта и простерилизована. Для этого ее моют ершами с мыльно – содовым раствором. Чистую посуду промывают проточной водой, затем водой очищенной. При необходимости достижения стерильности лабораторную посуду заворачивают в плотную бумагу и стерилизуют в аэростериле при 160—180 °C 45—60 мин. или в автоклаве при температуре 120 °C 20—30 мин.

Посуда считается чистой, если на ее стенках не образуется отдельных капель и вода оставляет равномерную тончайшую пленку. Сушат стеклянную посуду на деревянных колышках, укрепленных на вертикально установленной доске; в сушильных шкафах.

Химическая посуда общего назначения

К немерной посуде, или посуде общего назначения относятся изделия:

а) употребляемые с нагревом - пробирки (5 - 25 мл), стаканы (5 – 1000 мл), колбы (10 – 1000 мл) плоскодонные конические, реторты (до 3 мл);

б) употребляемые без нагрева – пробирки (из толстого стекла) для центрифугирования, воронки для переливания и фильтрования жидкостей и делительные воронки (от 25 мл и выше); склянки (служат в качестве резервуара, из которого жидкость поступает в другой сосуд, например в бюретки при титровании); бюксы с пришлифованными крышками (для хранения веществ); капельницы различного устройства (для дозировки жидкости).

Пробирки – узкие стеклянные сосуды цилиндрической формы, нижний край которых закруглен. Пробирки (от нем. Рrobieren – пробовать, испытывать, лат. Рrobo - испытываю) – трубки (в основном стеклянные), запаянные с одного конца, предназначены для работы с небольшими количествами вещества.

Рис.19. Штатив с пробирками Рис.20. Пробирка в держателе

Существуют пробирки с нанесенной на них шкалой измерения – их называют градуированными. Рабочие пробирки хранят в специальных штативах. Основное предназначение пробирок – проведение химических реакций.

Меры безопасности при работе с пробирками:

1. Не допускается наполнение пробирки реактивами до максимального уровня.

2. При необходимости смешивания компонентов для осуществления реакции, пробирку наполняют не более чем на четверть объема.

3. Если в пробирку насыпать порошок или кристаллы, используют полоску бумаги, ширина которой уже диаметра пробирки. Бумагу складывают пополам вдоль, а в центр всыпают твердое вещество. Далее пробирку следует наклонить горизонтально, опустить бумагу до самого дна пробирки, после чего повернуть пробирку вертикально и легонько ударить по ней. Содержимое бумаги останется внутри пробирки.

4. Для смешивания различных компонентов в пробирке ее необходимо брать за верхний край большим и указательным пальцами, придерживая при этом нижнюю часть пробирки средним пальцем. Указательным пальцем другой руки следует ударить по нижнему краю пробирки – эта манипуляция обеспечит смешивание содержащихся в пробирке веществ.

5. Ни в коем случае при перемешивании содержимого пробирки нельзя закрывать ее пальцем - это чревато повреждением кожи или ожогом.

6. Для нагрева пробирку закрепляют в держателе и подносят к пламени горелки. Сначала прогревают пробирку под углом 45 градусов (над пламенем проводят пробиркой 5 – 6 раз), как только на верхней части пробирки появляется испарина, прогревают содержимое пробирки до появления осадка, изменения цвета раствора или закипания. Важно учесть, что при сильном нагреве возможно выплескивание жидкости, поэтому открытую часть пробирки обязательно нужно держать в направлении от себя и находящихся рядом людей.

Стаканы – вид лабораторной посуды, тонкостенная цилиндрическая емкость с плоским дном. По форме лабораторные стаканы представляют собой строгий цилиндр с носиком для удобного сливания жидкости.

Рис. 21. Химические стаканы

Стандартная форма, как правило, имеет высоту в 1,4 раза больше диаметра. На стакан может быть нанесена шкала объема, однако она приблизительна и служит только для ориентировки. Стаканы изготавливаются обычно из термостойкого стекла, но могут быть пластиковыми. Лабораторные стаканы используются для приготовления растворов сложного состава, когда необходимо при перемешивании растворять несколько твердых веществ, для фильтрования. Химические стаканы применяют как вспомогательную посуду (для промывания пипеток, бюреток и т.д.).

Колбы (от нем. Kolben) – стеклянные сосуды различной формы. Колбы могут изготавливаться в зависимости от предназначения либо из огнеупорного, либо обычного лабораторного стекла. Существует много разновидностей колб, в том числе и именных.

Рис. 22. Конические колбы

Коническая колба (колба Эрленмейера) характеризуется плоским дном, коническим корпусом и цилиндрическим горлышком. Коническая колба обычно имеет боковые риски (градуировку), чтобы видеть приблизительный объем содержимого, а также имеет пятно из загрунтованного стекла или специальной грубой белой эмали, на котором можно сделать метку карандашом. Коническая форма позволяет легко перемешивать содержимое в процессе эксперимента либо рукой, либо специальным лабораторным шейкером или магнитной мешалкой. Узкое горло сохраняет содержимое от разливания, а также оно лучше сохраняет от испарения, чем лабораторный стакан. Плоское дно конической колбы не позволяет ей опрокидываться. Конические колбы применяют при аналитических работах, в частности при титровании.

Рис.23. Круглая колба

Круглая колба с плоским дном применяются в лабораториях в качестве реакционных сосудов, в частности для титрования.

Реторты (от лат. Retorta – повернутая назад, изогнутая) – вид химической лабораторной посуды, изготавливаемой из тугоплавкого стекла, фарфора или металла. Применяются для проведения реакций, протекающих при высоких температурах, для перегонки и других операциях.

Рис.24. Реторта

Воронки используют для переливания жидкостей в узкогорлые химические сосуды, для процесса фильтрации.

Рис.25. Воронки

Склянки – это вид лабораторной посуды, который используется для проведения химико-лабораторных и биологических работ и для хранения реактивов. Склянки изготавливаются номинальной емкостью от 30 мл до 20 л.

К хранению реагентов необходимо подходить правильно, так как утечка многих из них может привести к созданию аварийных ситуаций, а другие разрушаются при контакте их с воздухом или светом. Именно поэтому лабораторные склянки, склянки для реактивов, должны быть тщательно подобраны и изготовлены с учетом их использования. Обычно для хранения берется склянка с притертой пробкой. Притертая пробка надежно закрывает флакон, поэтому в нем можно хранить вещества с резким запахом, с низкой температурой испарения. Прежде надо подобрать пробку к сосуду, а уже потом помещать в него вещества. Пробки от разных сосудов нельзя путать; у каждого сосуда должна быть своя пробка, особенно это относится к стеклянным пробкам. Если сосуд с притертой пробкой пуст, то обязательно надо положить кусочек бумаги между горлышком и пробкой. Хранить щелочи в сосудах с притертыми пробками нельзя, так как в этом случае пробку неизбежно «заест».

Реактивы, легко разрушающиеся от действия света, хранятся в тёмных склянках. Например, соли серебра при их хранении в склянках из обычного или «белого» стекла темнеют. Изменяют свои свойства и растворы натрия тиосульфата, калия перманганата, анилин и другие вещества. Поэтому для их хранения используются специальные химические склянки.

Особого внимания заслуживают медицинские склянки. Они использовались человечеством с древних времен и до сих пор не потеряли своей важности для медицины. Аптечные склянки подразделяются на два вида: материальную тару (для длительного хранения лекарственных или вспомогательных веществ в самой аптеке) и рецептурную тару (для отпуска лекарственных препаратов больным).

Рис.26. Склянки

Бюкс (от нем. Büchse) - банка или весовой стаканчик, используется при исследованиях, связанных с высушиванием сыпучих материалов. Бюксы, как правило, изготавливаются из стекла или алюминия.

Рис.27. Бюксы

При высокоточных исследованиях обычно используют стеклянные бюксы с притертыми крышками. В лабораториях применяют тонкостенные стеклянные бюксы с различной вместимостью. При проведении высокоточных исследований используются бюксы с притертыми (пришлифованными) крышками. В основе притирания лежит придание некоторым касающимся друг друга поверхности определенной степени шероховатости. Вследствие этого увеличивается герметичность бюксов, то есть возрастает способность крышки препятствовать проникновению воздуха или каких – либо веществ, например, жидкостей в бюкс.

Капельницы -  стеклянные сосуды различного устройства. Используют для дозировки жидких реактивов (реактив Несслера и др.), концентрированных кислот (серная, азотная). Часто используют для работы с индикаторами. Капельница – дозатор изготовлена из темного стекла, которое защищает фотолабильные реактивы от воздействия света. Снабжена удобной пипеткой с расширением в верхней части, которое снижает вероятность попадания реагентов в грушу. Вся конструкция легко разбирается и моется.

Рис. 28. Капельница Страшейна.

Рис. 29. Капельницы колпачком

Страшейна

Рис.30. Капельница Шустера

Стеклянная лабораторная капельница с носиком - «клювиком» по Шустеру и пластмассовой пробкой является классическим примером лабораторной посуды  и, в основном, применяется для дозирования жидких индикаторов и прочих растворов в условиях химических, биологических и медицинских лабораторий.

Стекло "часовое"  - специальная вспомогательная лабораторная посуда выпукло – вогнутой формы. Применяют стекла для процесса выпаривания, растирания, микроанализа и взвешивания жидких или сыпучих химических реактивов. Часовые стекла идеально подходят для накрывания химических стаканов. Изготавливают такую посуду из кварцевого, боросиликатного и силикатного стекла.

Рис.31. Часовые стекла

В зависимости от сферы применения и назначения стекло лабораторное часовое выпускается в диаметре от 3,5 до 22 см. Такая разновидность стекла, как и большинство лабораторных стекол, химически устойчива к воздействию щелочей, кислот, а также других агрессивных сред. Термостойкость данного стекла позволяет выдерживать большие температурные перепады.