ХИМИЧЕСКАЯ технология керамики и огнеупоров

бывают палочные и с вложенной шкалой. Промышленность выпускает 30 видов лабораторных термометров с интервалом температур 100 и 50° С и ценой деления шкалы от 2 до 0,1° С.

Стеклянные ртутные термометры для точных измерений рас-

считаны на узкие пределы измерений. Изготовляют их обычно палочными. В зависимости от точности измерений термометры выпускают четырех групп (I, II, III, IV) с ценой деления шкалы

этиловый спирт, пропан, керосин и т. п. Жидкостные термометры выпускают палочные, с вложенной и прикладной шкалами.

Правила пользования жидкостными термометрами. Тер-

мометры хранят в футлярах, избегая резких толчков и изменений температуры. Обязательное условие правильной работы жидкостных термометров – непрерывность и равномерность движения термометрической жидкости в капилляре: она не должна оставлять следов на стенках капилляров и ее столбик не должен прерываться.

Для измерения температуры выбирают термометр с соответствующими пределами измерений. Например, температуру от 10 до 40° С можно определить термометром с пределами измерений

20

от 0 до 50° С. При измерении температуры в тепловых приборах (сушильных шкафах, термостатах) верхний предел шкалы термометра должен превышать температуру, которая может быть создана в приборе. В противном случае расширяющаяся ртуть может разорвать капилляр и термометр придет в негодность.

Отсчет по шкале термометра снимают в тот момент, когда прекращается перемещение столбика жидкости относительно шкалы. Термометр при считывании показаний нельзя извлекать из среды, в которой измеряется температура, так как его показания при этом изменяются.

Для наблюдения за температурой воздуха в помещении термометр вешают на внутренней стене или перегородке помещения так, чтобы на него не действовали прямые солнечные лучи, нагревательные или охлаждающие приборы. При измерении температуры воздуха термометр всегда должен быть сухим. Влажный термометр за счет испарения с его поверхности воды охлаждается и показывает меньшую температуру.

Термоэлектрические термометры включают в себя термо-

электрический преобразователь (термопару), преобразующий тепловую энергию в электрическую, и электроизмерительный прибор (милливольтметр, потенциометр).

Термоэлектрический преобразователь состоит из двух последовательно соединенных (спаянных) между собой разнородных элект-

21

не в милливольтах, а непосредственно в градусах. Точность измерения температуры термоэлектрическим термометром зависит от постоянства температуры холодного спая во время измерений. Поэтому холодный спай помещают в тающий лед, имеющий стабильную температуру 0° С.

При измерении температуры термоэлектрическими термометрами, широко применяемыми в промышленности, можно вести автоматическую запись температуры с помощью электронного самописца (потенциометра); кроме того, ЭДС термоэлектрического преобразователя можно использовать для автоматического регулирования температуры. В лабораториях термоэлектрические термометры применяют для измерения и регулирования температуры в печах, в пропарочных и холодильных камерах.

Для термоэлектрических термометров используют термоэлектрические преобразователи (термопары) из различных ме-

Для изоляции проводников термопары применяют фарфоровые трубки (соломку) или бусы, которые должны сохранять свои изоляционные свойства при высоких температурах. Промышленные термопары защищены от вредного воздействия внешней среды керамически-

ми или металлическими (при температурах ниже 1000° С) чехлами.

Приборы для измерения времени. При испытании строи-

тельных материалов необходимо измерять время продолжительностью от нескольких секунд до нескольких часов и суток. Для этого в лабораториях применяют часы различных конструкций и секундомеры.

22

Настольные и настенные часы используют для измерения промежутков времени около 1 ч и более.

Секундомеры служат для измерения малых отрезков времени (от минут до долей секунды). В зависимости от количества стрелок, способа управления стрелками, характера работы часового механизма и его калибра (размера) установлено 8 типов секундомеров. Самый распространенный тип секундомеров с двумя стрелками: секундной и минутной, – каждая из которых имеет свой циферблат.

При использовании секундомера учитывают, что циферблат секундной стрелки может быть рассчитан как на 30 с, так и на 60 с. В строительных лабораториях обычно применяют секундомеры со скачком стрелки 0,1 или 0,2 с. Погрешность таких секундомеров за 30 мин работы в зависимости от класса составляет от 0,3 до ±1 с.

Секундомер с одной секундной и одной минутной стрелками начинает работать при нажатии на пусковую кнопку. При втором нажатии на кнопку секундомер останавливается, фиксируя отмеренный отрезок времени. При третьем нажатии секундная и минутная стрелки возвращаются в исходное положение и секундомер вновь готов к работе.

Секундомеры с двумя секундными стрелками имеют две управляющие кнопки. Одна из секундных стрелок – вспомогательная – может отмерять промежуточные отрезки времени путем включения и выключения специальной кнопки. Вторая – главная – измеряет текущее время и останавливается при выключении секундомера с помощью главной кнопки, фиксируя полное время испытаний.

Периодичность подзавода секундомеров при непрерывной работе составляет 5–8 ч. По степени защиты от внешних воздействий секундомеры могут быть обыкновенные, водонепроницаемые, противоударные и антимагнитные. Правила обращения и техническая характеристика секундомеров приведены в паспорте, прикладываемом к каждому секундомеру.

Песочные часы применяют в строительных лабораториях для отмеривания промежутков времени в пределах 0,5–20 мин с погрешностью не более 3–30 с. Принцип действия таких часов заключается в том, что определенное количество мелкого однофракционного (с зернами одного размера) песка пересыпается из верхнего стеклянного резервуара в нижний через тонкое калиброванное отверстие. Для запуска таких часов их переворачивают.

23

Бюкс с водой помещают на 16 ч в эксикатор над свежепрокаленным хлористым кальцием или концентрированной серной кислотой. Затем бюкс вынимают из эксикатора, обтирают сухим чистым полотенцем и взвешивают. Потеря массы в результате испарения воды не должна превышать для бюксов, мг: СВ – 3, а СН – 5.

Бюксы используют всегда в паре с крышкой; для этого на стаканчиках и крышках должны быть вытравлены или нанесены несмываемой краской номера каждой пары.

Эксикаторы – толстостенные стеклянные сосуды большой вместимости с герметично притертой крышкой. Эксикаторы используют для хранения высушенных проб материала и обеспечения во время их хранения определенной влажности воздуха.

Для высушивания и сухого хранения образцов в нижнюю часть эксикатора насыпают прокаленный безводный хлористый кальций или наливают концентрированную серную кислоту, которые интенсивно поглощают влагу из воздуха. Образцы при этом находятся в верхней части эксикатора на решетчатой вставке. Если требуется создать среду с определенной влажностью, в нижнюю часть эксикатора наливают водный раствор хлорида натрия или разбавленную серную кислоту необходимой для данного случая концентрации.

Эксикаторы (ГОСТ 25336) выпускают в двух исполнениях: вакуумные с краном и высокой крышкой (рис. 13, а) и с низкой крышкой без крана (рис. 13, б) внутренним диаметром от 100

Лабораторные стаканы – стеклянные емкости цилиндрической формы. Края стаканов ровно обрезаны перпендикулярно стенкам, слегка отогнуты и оплавлены. Изготовляют стаканы как с носиком, так и без него. Дно стакана должно быть плоское или слегка вогнутое, чтобы стакан плотно стоял на ровной поверхности.

Стеклянные лабораторные стаканы выпускают двух типов: высокие и низкие, – отличающиеся соотношением диаметра и высоты. Вместимость высоких стаканов от 100 до 1000 см3, низких – от 250 до 2000 см3. Стаканы должны быть хорошо отожжены и обладать термической стойкостью: в зависимости от вида стекла они должны выдерживать перепад температур от 110...240 до 20° С.

Для получения стаканов повышенной химической стойкости и теплостойкости применяют кварцевое стекло.

Колбы – сосуды различной формы с узким горлом, изготовленные из прозрачного химико-лабораторного стекла и реже из кварцевого стекла. Колбы изготовляют со шлифом на внутренней стороне горла (рис. 14, а) и без шлифа (рис. 14, б); колбы со шлифом имеют индекс КШ – конусный шлиф.

1

Рис. 14. Типы стеклянных колб:

а – с коническим шлифом; б – без шлифа:

1 – круглодонные; 2 – плоскодонные; 3 – конические; 4 – грушевидные

Меры вместимости, используемые для отмеривания различных объемов жидкости с необходимой точностью, выпускают следующих видов: мерные колбы, измерительные цилиндры, мензурки (ГОСТ 1770–74 Е), бюретки, пипетки, воронки и пробирки.

Мерные колбы изготовляют с одной или двумя метками и с пришлифованными пробками (рис. 15, а) или без пробок. Номинальная вместимость мерных колб с одной меткой составляет 5–2000 см3; вместимость колб с двумя метками – 50–55, 100–110, 200–220 см3.

26

Измерительные цилиндры делают с носиком (рис. 15, б) и с пришлифованной пробкой, номинальной вместимостью от 5 до 2500 см3. Шкалы на цилиндрах наносят не от его дна, а от отметки, соответствующей 0,1 номинальной вместимости цилиндра. Градуировка шкал различна в зависимости от вместимости цилиндра.

Мензурки вместимостью от 50 до 1000 см3 (рис. 15, в) изготовляют с носиком, который обеспечивает слив жидкости без подтекания. На мензурке нанесена шкала, соответствующая вместимости мензурки. Точность отмеривания жидкости мензуркой меньше, чем измерительным цилиндром.

Бюретки – измерительные цилиндры малого диаметра со сливом снизу, предназначенные для точного отмеривания жидкости. Бюретки (рис. 16) выпускают без крана (тип I) и с краном (тип II). На бюретках типа I устанавливают резиновый зажим. На бюретках нанесена шкала, соответствующая их номинальной вместимости, которая колеблется от 10 до 100 см3. Обычно цена деления бюреток не более 0,1 см3, что позволяет отмеривать жидкость с большой точностью.

Бюретки устанавливают вертикально в штатив и наливают жидкость через верхнее отверстие с помощью воронки. Для точного отмеривания объема жидкость сначала наливают выше начала шкалы, а затем, открывая зажим или кран, часть жидкости сливают до начальной отметки шкалы. При этом заполняется объем ниже крана или зажима; жидкость из этого объема входит в отмеряемый объем.

Тип I Тип II

27

жат прислоненной к стенке сосуда примерно 5 с, поворачивая ее вокруг оси, и затем удаляют, не обращая внимания на оставшуюся жидкость в нижнем ее конце, так как этот остаток уже был учтен при определении объема пипетки при ее изготовлении.

При отмеривании заданного объема жидкости различными мерами вместимости всегда придерживаются следующего правила. Так как на поверхности жидкости, налитой в узкий цилиндрический сосуд, образуется вогнутый мениск (для жидкостей, смачивающих стекло), за уровень жидкости в сосуде принимают нижний уровень

мениска. При этом глаза наблюдателя должны находиться на уровне касательной к нижней части мениска

(рис. 19, б) и для порошков; делительные цилиндрические (рис. 19, в) и грушевидные вместимостью от 25 до 2000 см3; капельные вместимостью от 10 до 500 см3.

Стеклянные пробирки выпускают различных типов: химические ПХ (рис. 20, а) наружным диаметром D от 7 до 30 мм, высотой Н от 40 до 270 мм; с конусными шлифами ПКШ (рис. 20, б) высотой Н от 40 до 210 мм и вместимостью от 10 до 50 см3; градуированные с конусными шлифами ПГКШ (рис. 20, в) вместимостью от 5 до 25 см3.

в – делительная цилиндрическая

Лабораторную фарфоровую посуду изготовляют различных типов: ступки с пестиками (рис. 21, а, б); тигли низкие (рис. 21, в) № 1–6 вместимостью 2–125 см3 и высокие (рис. 21, г) № 1–5 вместимостью 3–90 см3; стаканы (рис. 21, д) № 1–9 вместимостью 25– 4000 см3; чашки для выпаривания (рис. 21, е) № 1–9 вместимостью 25–4000 см3; кружки с носиком для хранения и перемешивания жидкостей (рис. 21, ж) № 1–5 вместимостью 250–2000 см3.

Лабораторная фарфоровая посуда термически стойкая: при нагревании она не должна давать трещин и отколов глазури. Кроме того, посуда обладает химической стойкостью к различным реагентам и постоянством массы при прокаливании (отклонение в массе не должно превышать 0,1 мг из расчета на 10 г массы изделия). Фарфоровая посуда покрыта глазурью, за исключением поверхностей, отмеченных на рис. 21 пунктиром.

29