Соединительные элементы как оборудование для химической лаборатории
Для того чтобы собрать химический прибор или установку, только химической 
посудой и приборами не обойтись. Сосуды должны соединяться друг с другом разными способами, под разными углами. Для этого существует большое количество соединительных элементов. Условно их можно разделить на следующие группы:
— соединительные трубки;
— переходы и насадки;
— изгибы;
— керны и муфты;
— алонжи
— пробки со сквозными каналами для закрепления воронок, соединительных трубок и других элементов без шлифов.
Соединительные трубки
Соединительные трубки выпускаются из стекла или мягких материалов: резины, силикона. Трубки выпускают разного диаметра, стеклянные могут быть прямыми или изогнутыми (Т-, U-, Г-образной формы), с отводами и без отводов.
Резиновые трубки дешевле и доступнее, но они подходят для работы не со всеми веществами; они стареют от взаимодействия с органическими растворителями и маслами, от воздействия ультрафиолета. Силиконовые трубки универсальнее, не боятся агрессивных веществ, растворителей, солнечного света, но стоят обычно дороже.
Стеклянные трубки часто снабжают утолщениями («оливами») на конце для надежного соединения с гибким шлангом (трубкой). Для перехода от соединительной трубки одного диаметра к соединительной трубке другого диаметра выпускается особая прямая трубка типа ТС-П с несколькими утолщениями разного диаметра по всей длине.
Другие соединительные элементы
В соответствии с требованиями российского ГОСТа соединительные элементы для химических установок изготавливают из качественного закаленного стекла толщиной не менее 1 мм. Если нижняя часть элемента не снабжена шлифом, то она должна быть оплавлена и обрезана под углом не более 60 градусов к центральной оси.
С помощью разнообразных соединительных элементов можно существенно расширить функционал имеющихся в лаборатории сосудов и приспособлений. Так, переходы нужны для того, чтобы соединять сосуды и приборы с пришлифованными горловинами разных диаметров. При монтировании установки и сборке пришлифованных соединений с использованием герметизирующей смазки следует помнить, что при вертикальном положении вверху должен располагаться элемент с муфтой, а внизу — с керном. При таком положении смазка не сможет попасть в реакционный сосуд.
Переходы
Переходы бывают не только прямыми, но и с изгибом, с отводом (для работы под вакуумом), с двумя или тремя горловинами, переходящими в одну. С помощью переходов и насадок можно обойтись без специализированных химических колб, предназначенных для перегонки и органического синтеза, позволяющих подключать к реакционному сосуду дополнительные приспособления.
Изгибы
Изгибы представляют собой соединительные элементы для изменения направления. Они помогают делать химические установки компактными, распределяя сосуды и приборы в пространстве нужным образом. Изгибы выпускаются типа керн-керн, керн-муфта, с разными углами изгиба.
К соединительным элементам «муфта/керн» ГОСТ относит элементы, на одном конце которого расположена муфта или керн, а на другом — олива под соединительный шланг. Эти элементы могут быть разного диаметра, прямыми или изогнутыми, с отводом или без.
Алонжи
Алонж — специальный конструкционный элемент для соединения холодильника с сосудом-приемником в установках дистилляции и органического синтеза. Верхняя часть алонжа — взаимозаменяемый конус «муфта» для герметичного соединения с холодильником. Нижняя часть для отвода конденсата может быть пришлифованной или без шлифа, она опускается в сосуд-приемник. Для перегонки под вакуумом алонж снабжается отводом для соединения с водоструйным насосом или линией вакуума. Алонжи выпускаются прямыми, изогнутыми, с отводами и без, разного диаметра.
Предлагаем выбрать соединительные элементы из широкого ассортимента нашего магазина. У нас можно купить силиконовые трубки и резиновые трубки по хорошим ценам; предлагаются различные соединительные элементы: алонжи, стеклянные трубки, изгибы и переходы, пробки с каналами и без. Естественно, в продаже широкий выбор химической посуды и другого лабораторного стекла.
СОЕДИНЕНИЕ СТЕКЛЯННОЙ ПОСУДЫ
Соединение отдельных видов стеклянной посуды друг с другом осуществляется с помощью соединительных элементов на шлифах, резиновых или корковых пробках.
СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ИЗ СТЕКЛА
К соединительным элементам для химической посуды относятся переходники (рис. 44 а-в), насадки (рис. 44 г-е), алонжи (рис. 46). Соединительные элементы предназначены для сборки лабораторных приборов, аппаратов и установок различной сложности.
Таблица 6 – Варианты обозначения соединительных элементов
| Обозначение | Тип элемента |
| ЭП1 (ЭП2) | элементы прямые с двумя муфтами (кернами – ЭП2) |
| ЭП3 | элементы прямые с муфтой и керном |
| П1 | переходы с одной горловиной |
| П1О | переходы с одной горловиной и отводом |
| П1И | переходы с одной горловиной изогнутые |
| П2П (П3П) | переходы с двумя паралельными горловинами (тремя – П3П) |
| П2У | переходы с двумя горловинами под углом |
| И<75 o 2K | изгибы под углом 75 o с двумя кернами |
| И<75 o KМ | изгибы под углом 75 o с керном и муфтой |
| И<90 o KМ | изгибы под углом 90 o с керном и муфтой |
| И<105 o KМ | изгибы под углом 105 o с керном и муфтой |
| КПО | керны с прямым отводом |
| КИО | керны с изогнутым отводом |
| МПО | муфты с прямым отводом |
| МИО | муфты с изогнутым отводом |
| АИ (АО) | алонжи изогнутые с отводом (прямые с отводом – АО) |
| АП | Аллонжи типа "Паук" |
| ЗВ | затворы высокие |
| ЗН | затворы низкие |
| Н1 | насадки с одной горловиной (двумя – Н2, тремя – Н3) |
Примеры использования некоторых переходных элементов представлены на рис. 45. Соединительные элементы должны изготовляться с взаимозаменяемыми конусами типов (таблица 6):Допускается по заказу потребителей изготовлять соединительные элементы с конусами других размеров, не указанных в чертежах и в таблицах.
Толщина стенок соединительных элементов должна быть не менее 1 мм. Нижняя часть соединительных элементов, предназначенная для стекания жидкости, должна быть обрезана под углом не более 60 o к центральной оси, зашлифована или оплавлена.
Переходники и НАСАДКИ
Переходники (переходы)применяются в процессе соединения деталей установок для перехода от одного размера стандартного шлифа к другому (рис. 44 а).
насадки применяются для трансформации одних элементов лабораторной установки в другие или для их соединения друг с другом (через насадку) (рис. 44 б-е).
Ассортимент насадок достаточно велик. Некоторые из них используются для подсоединения установки к вукуум-линии (рис. 44 б, в), а для соединения перегонной колбы к холодильнику применяется насадка Вюрца (рис. 44 г.). Часто, в случае отсутствия двухгорлой колбы используют насадку Кляйзена (рис. 44 д.), которая трансформирует одногорлую колбу в двугорлую. Еще одна насадка Кляйзена, но с отводной трубкой (насадка Кляйзена К-типа) (рис. 44 е) применяется при вакуумной перегонке. В одну из трубок помещают капилляр, для равномерного кипения жидкости в вакууме, в другую термометр, а отводную трубку подсоединяют к холодильнику.
| а | б | в |
 | ||
| г – насадка Вюрца | д — насадка Кляйзена | е — насадка Кляйзена К-типа |
Рисунок 44. – Соединительные элементы
Примеры использования различных насадок показаны на рис. 45
Рисунок 45. – Примеры использования соединительных элементов
АЛОНЖИ
Алонж (фр. allonge — удлинитель, надставка) — конструктивный элемент химических приборов (рис 46). Применяется в основном при перегонке для соединения холодильника с приёмником и при других работах.
В конический притёртый шлиф — муфту входит внутренний притёртый шлиф — керн холодильника. Узкий конец аллонжа опускают в приёмник.
В зависимости от выполняемой работы, в лабораториях органического синтеза применяются алонжи различной конструкции. Так, при выполнении простой перегонки может использоваться простейший аллонж, представляющий собой изогнутую трубку, один конец которой соединяется с холодильником, а другой помещается в колбу-приемник (рис 46 а). При получении безводных растворителей используется аллонж с отводом для присоединения хлоркальциевой трубки (рис. 46 б-г). Весьма разнообразны по форме и конструкции аллонжи, использующиеся при перегонке в вакууме. Такие аллонжи обязательно снабжены отводной трубкой для присоединения вакуум линии (водоструйного насоса) и могут иметь несколько трубок для присоединения нескольких приемником одновременно (рис. д-з). Такие устройства имеют название
алонж-«паук». Использование «паука» при перегонке в вакууме позволяет, не отключая вакуум последовательно отгонять жидкости в индивидуальный приемник.
| а | б | в |
 |  | |||
| г | д | е | ж | з |
Рисунок 46. – Алонжи
Рисунок 46. – Алонж (насадка) аншютца-тиле
Одним из наиболее удобных при фракционной перегонке и перегонке в вакууме, несомненно, является алонж (насадка) Аншютца-Тиле (иногда форштосс Аншютца-Тиле, рис. ). Он позволяет менять приемники, не нарушая вакуума в приборе и не прерывая перегонки.
Открывая кран 3, переводят собранный в градуированной части алонжа 4 дистиллят в приемник. При необходимости перехода к сбору промежуточной или следующей основной фракции, закрывают кран 3, а кран 1 поворотам на 180 0 переводят в положение б. При этом в приемную колбу входит воздух и ее можно заменить на новую
ПРИБОРЫ НА ШЛИФАХ
Стеклянные Шлифы представляют собой плотное соединение двух стеклянных изделий с притертыми, пришлифованными поверхностями.
В лабораторной практике широко используется химическая посуда со стандартными шлифами, позволяющая быстро соединить друг с другом отдельные части установки, добиваясь при этом высокой герметичности. Большинство лабораторных приборов имеет стандартные взаимозаменяемые конические шлифы (нормальные шлифы, НШ). Они обозначаются номерами, соответствующими верхним диаметрам (в миллиметрах). Соединение на шлифах осуществляется при помощи шлифа-муфты (внешний шлиф) и шлифа-керна (внутренний шлиф) (рис. 47). Если отдельные части установки имеют шлифы разных размеров, то следует применять различные переходы на шлифах.
Для крепления муфты и керна, как правило, к их трубкам припаивают “усики” на которые надевают резинку
При работе с коническими шлифами необходимо соблюдать следующие правила:
1. муфта и керн должны быть из одинакового сорта стекла;
2. обе части конического шлифа следует соединять легким вращением;
3. необходимо исключить попадание на шлиф смолообразующих, полимеризующихся и сильнощелочных веществ;
4. краны делительных и капельных воронок и плоские шлифы (крышки эксикаторов) смазывают вазелином;
5. при работе под уменьшенным давлением шлифы необходимо смазывать специальной вакуумной смазкой, которую наносят в небольшом количестве кольцом на среднюю часть конического шлифа и легким вращающим движением керна в муфте добиваются равномерного распределения смазки;
6. правильно смазанный шлиф совершенно прозрачен.
Иногда, при использовании шлифованной посуды очень трудно разъединить шлифы, происходит их “заедание”. Оно, как правило, происходит в результате вдавливания внутреннего шлифа во внешний при работе в вакууме, длительной работы при повышенной температуре, действия шелочей, некоторых кислот, кремнийорганических соединений и ряда других причин.
Заевшие (неразъединяемые) шлифы можно открыть, используя следующие приемы:
1. осторожно постукивая деревянным предметом (молоточком) по шлифу;
2. механическим расшатыванием внутреннего шлифа;
3. нагреванием внешнего шлифа горячей водой, водяным паром или слабым пламенем спиртовки (керн по возможности должен оставаться холодным).
Кроме того, для разъединения “заевших” шлифов можно использовать раствор, состоящий из 10 массовых частей хлоралгидрата, 5 ч. глицерина, 3 ч. концентрированной хлороводородной кислоты и 5 ч. воды. Такой раствор наносят на шлиф или шлиф погружаю в раствор на некоторое время. Вакуумирование сосуда (прибора) облегчает проникновение раствора между притертыми поверхностями.
Рисунок 47. – Соединения на шлифах.
2.12.3. Пробки(англ. stopper)
Пробки служат не только для закупоривания химической посуды, но и для соединения отдельных частей прибора. Они бывают резиновыми, корковыми, пластмассовыми или стеклянными (рис. 48). Отверстия в пробках делают специальными металлическими сверлами, диаметр которых должен быть несколько меньше необходимого отверстия (сверлить начинают с узкого конца пробки).
Предпочтение отдают тем или другим пробкам в зависимости от применяемых веществ, условий и целей работы. Для соблюдения особой герметичности применяют резиновые пробки. Однако резиновые, корковые и пластмассовые пробки нестойки к действию высокой температуры и некоторых химических реагентов. Резиновые пробки и шланги неустойчивы к действию галогенов, сильных кислот и т. д. и набухают в присутствии органических растворителей. Для работ с хлором, бромоводородом, фосгеном, озоном и другими агрессивными веществами целесообразно применять пробки из поливинилхлорида или полиэтилена. Корковые пробки неплотные и поэтому не пригодны для работ в вакууме, кроме того, они очень чувствительны к действию химических веществ.
Следует отметить, что соединения на резиновых и корковых пробках по сравнению со стеклянными шлифами имеют меньшее значение.
 |  | ||
| а | б | в | г |
 | |||
| д | е | ж | з |
Рисунок 48. – Пробки.
РЕЗИНОВЫЕ ТРУБКИ (ШЛАНГИ)
Шланги служат для соединения отдельных частей в приборах, установках, для подвода и отвода воды и газа. Однако резиновые трубки легко разрушаются при действии высокой температуры и некоторых газов (хлор, кислород, аммиак и др.). Поэтому часто применяют трубки из полиэтилена, которые устойчивы к действию большинства органических веществ и агрессивных сред, но при нагревании легко деформируются.
Металлическое оборудование
В химических лабораториях широко применяют разнообразное металлическое оборудование, преимущественно стальное.
Штатив представляет собой стальной стержень, укрепленный на тяжелой стальной подставке, чаще всего имеющей форму четырехугольника. Обычно стержень укрепляют почти у самого края подставки. Бывают также штативы, у которых стальной стержень укреплен посередине подставки. В этом случае подставка имеет удлиненную форму.
Штативы служат для закрепления на них различных приборов с помощью лапок, колец и муфт (рис. 49, 53).
Рисунок 49. – Штатив с лапкой.
Лапки (рис. 50) бывают самых разнообразных форм и размеров. Они служат для закрепления холодильников, дефлегматоров, делительных воронок, колб, бюреток и т.д.
Внутренняя часть губ лапок обычно покрыта пробкой, чтобы при зажимании не раздавить стекла. Если же пробковая прослойка отсутствует, на губы лапки необходимо натянуть куски резиновой трубки. Закреплять прибор в лапке следует аккуратно, контролируя степень зажима.
 |
Рисунок 50. – Лапка.
Муфты(рис. 51)используются для закрепления лапок и колец на штативе.
 |
Рисунок 51. – Муфта.
Кольца(рис. 52)служат для закрепления на нужной высоте колб, стаканов и других приборов.
Мир глазами химика
Чтобы работать в лаборатории, надо хорошо знать химическую посуду, оборудование и инструменты. Посуда используется стеклянная и фарфоровая. Стеклянную посуду делают из специального стекла, чтобы она не могла треснуть при нагревании. С лабораторным оборудованием и посудой мы будем знакомиться постепенно, по мере изучения химии.
Самая распространенная стеклянная посуда в лаборатории – это пробирка . Нетрудно догадаться, что корень слова «пробирка» тот же, что и у слов «проба» или «пробовать». А проба – это всегда небольшое количество вещества. Пробирки бывают разных форм и размеров, они тонкостенные, имеют закругленное дно, и их можно нагревать на открытом пламени. Пробирки используют для работы с небольшими количествами веществ. Жидкости в пробирку можно наливать столько, чтобы столбик ее не превышал по высоте 1 см (рис. 1.7.).
А вот теперь внимание! Все то, о чем сейчас будет говориться, нельзя понять и освоить только при чтении книги. Нужно все делать своими руками.
При помощи пипетки налейте в пробирку нужное количество воды. Если нужно смешать в пробирке две или три жидкости, то каждой
Рис. 1.8. Правильное (а) и неправильное (б) перемешивание жидкости в пробирке
из них берут еще меньше, иначе их будет трудно перемешать. Смешивают жидкости в пробирке, слегка постукивая по ней пальцем (рис. 1.8, а), но ни в коем случае не встряхивая ее, закрыв отверстие пальцем (рис. 1.8, б), т. к. можно, во-первых, повредить палец, а во-вторых, загрязнить содержимое пробирки.
Если в пробирке приходится смешивать жидкость и твердое вещество, часто пользуются стеклянной палочкой (рис. 1.9). Перемешивать стеклянной палочкой надо осторожно: медленно, не стучать палочкой по стенкам пробирки, т. к. их легко пробить. Некоторые из предосторожности надевают на конец палочки маленький кусочек резиновой трубки. Это можно делать только тогда, когда работающий уверен, что содержимое пробирки не вступит в реакцию с резиной. После перемешивания стеклянную палочку нельзя класть на стол, а надо опускать ее в другую чистую пробирку. Если вы хотите использовать эту стеклянную палочку для перемешивания другой жидкости, ее нужно предварительно тщательно вымыть и высушить.
Хотя пробирка изготовлена из специального стекла, вносить ее в пламя нужно осторожно, поскольку при резком нагревании только какой-нибудь ее части она может лопнуть. Чтобы этого не произошло, пробирку сначала прогревают равномерно по всей длине и только потом нагревают ее донышко. Наблюдать за поведением нагреваемого вещества надо сбоку (рис. 1.10), через стенку, ни в коем случае не заглядывая в пробирку.
Если пробирку с раствором нужно нагреть, ее следует закрепить в держатель (рис. 1.11) или в лапку штатива (рис. 1.11, б). Штатив (рис. 1.12) используют не только для закрепления пробирок, но и для сборки более сложных приборов. Он состоит из вертикального стержня (1), ввинченного в тяжелое плоское основание (2), на котором с помощью муфт (3) закрепляются различные приспособления, например лапки (4) и кольца (5). Штативами также часто называют подставки для пробирок (рис. 1.13).
Рис. 1.11. Держатели для пробирок (а) и пробирка, закрепленная в держателе (б)
Рис. 1.12. Штатив для крепления химической посуды и приборов (а); пробирка, закрепленная в лапке (б):
1 – вертикальный стержень; 2 – основание; 3 – муфты; 4 – лапка; 5 – кольцо
Заметим, что пробирку в держателе или в лапке штатива закрепляют около самого отверстия (см. рис. 1.11, б, рис. 1.12, б). Закрепите пустую пробирку в держателе. Другую пробирку закрепите в лапке штатива. Внимание! Не забудьте, что стекло пробирки хрупкое, ее легко раздавить в лапке, если сильно затянуть винт. Поэтому все время при завинчивании проверяйте, не слишком ли туго вы его затянули. Делайте это осторожно, постепенно. Как только пробирка перестанет выпадать из лапки, завинчивание следует прекратить.
Пробирке, укрепленной в лапке штатива, можно придать любое положение, пользуясь винтами муфты. Можно ее поднять повыше или опустить, придать ей наклонное или даже горизонтальное положение, а можно установить ее вертикально. Сделайте это, чтобы научиться работать винтами штатива.
Кроме пробирок и штативов очень важны в химической лаборатории нагревательные приборы, т. к. при проведении опытов вещества часто приходится нагревать. Это прежде всего спиртовка (рис. 1.14), состоящая из резервуара (2) со спиртом, в который опущен фитиль (1). Верхний конец фитиля выходит наружу через трубку держателя. Сверху спиртовка закрывается колпачком-крышкой (3). Для того чтобы воспользоваться спиртовкой, надо снять с нее колпачок и поджечь фитиль. Горящую спиртовку нельзя передвигать, потому что есть риск разлить находящийся в ней спирт; он может загореться и тем самым вызвать пожар. Гасить спиртовку следует, закрывая ее колпачком. Нельзя дуть на пламя, потому что при этом пламя может проскочить внутрь спиртовки.
Конечно, если в вашем распоряжении имеется не спиртовка или газовая горелка, а электронагреватель, то его мощность можно регулировать, добиваясь нужной для нагрева температуры. Но на открытом пламени спиртовки или горелки тоже можно регулировать нагрев. Для этого нужно знать строение пламени. Его лучше всего изучать на примере пламени свечи.
Опыт 1.3. Для опыта нам понадобятся свеча и тонкая деревянная лучинка. Зажжем свечу и внимательно рассмотрим ее пламя (рис. 1.15, а). Мы видим, что оно неоднородно. Около самого фитиля пламя почти не светится, а вот средняя широкая часть его светится ярче всего. Наружная часть пламени опять более бледная, а над факелом можно иногда заметить идущую вверх струйку сажи. Возьмем лучинку и внесем ее на 3 с в пламя, как бы разрезая его лучинкой поперек (рис. 1.15, б). Рассмотрим после этого лучинку. Замечаем, что она обуглилась в двух местах (1), соответствующих наружной части пламени. Это значит, что наружная часть – самая горячая.
Рис. 1.15. Исследование пламени свечи: а – строение пламени; б – внесение лучинки в пламя; в – выведение паров парафина с помощью трубки из центра пламени:
1 – места обугливания лучинки
Теперь возьмем тонкую стеклянную трубочку и внесем ее одним концом в нижнюю часть пламени, а у другого конца попробуем зажечь выходящие газы (рис. 1.15, в). Удалось ли вам это сделать? Если они загорелись, то, следовательно, внутри пламени собираются несгоревшие пары парафина, из которого сделана свеча, и эта часть пламени – самая холодная.
Средняя часть пламени – самая яркая, потому что в ней находятся раскаленные частицы углерода, входящего в состав парафина и образующегося в свободном состоянии на определенной стадии реакции горения парафина. Однако тот факт, что лучина обуглилась только в наружной части пламени, указывает на то, что внутри пламени средняя часть не самая горячая. Струйка сажи вверху говорит о том, что образующийся в результате разложения парафина углерод не весь сгорает из-за недостатка кислорода.
Практическая работа № 1
Приёмы обращения с лабораторным оборудованием
1. Проводите опыты лишь с теми веществами, которые указаны учителем. Не берите для опыта больше вещества, чем это необходимо.
2. Строго соблюдайте указанные учителем меры предосторожности, иначе может произойти несчастный случай.
3. Не пробуйте вещества на вкус.
4. Твёрдые вещества берите из баночек только сухой ложкой или сухой пробиркой. Наливайте жидкость и насыпайте твёрдые вещества в пробирку осторожно. Предварительно проверьте, не разбито ли у пробирки дно и не имеет ли она трещин.
5. При выяснении запаха веществ не подносите сосуд близко к лицу, ибо вдыхание паров и газов может вызвать раздражение дыхательных путей. Для ознакомления с запахом нужно ладонью руки сделать движение от отверстия сосуда к носу (рис. 115).
Рис. 115.
Ознакомление с запахом вещества
6. Нагревая пробирку с жидкостью, держите её так, чтобы открытый конец её был направлен в сторону и от себя, и от соседей. Производите опыты только над столом.
7. В случае ожога, пореза или попадания едкой и горячей жидкости на кожу или одежду немедленно обращайтесь к учителю или лаборанту.
8. Не приступайте к выполнению опыта, не зная, что и как нужно делать.
9. Не загромождайте своё рабочее место предметами, которые не потребуются для выполнения опыта. Работайте спокойно, без суетливости, не мешая соседям.
10. Производите опыты только в чистой посуде. Закончив работу, вымойте посуду. Банки и склянки закрывайте теми же пробками или крышками, какими они были закрыты. Пробки открываемых склянок ставьте на стол только тем концом, который не входит в горлышко склянки.
11. Обращайтесь бережно с посудой, веществами и лабораторными принадлежностями.
12. Закончив работу, приведите рабочее место в порядок.
Лабораторное оборудование
В процессе выполнения практических работ в химической лаборатории используют лабораторный штатив и нагревательные приборы. Предварительно ознакомьтесь с их устройством и основными приёмами обращения с ними.
1. Устройство лабораторного штатива. Штатив (рис. 116) служит для укрепления частей химических установок при выполнении опытов. Он состоит из массивной чугунной подставки (2), в которую ввинчен стержень (2). Массивная подставка придаёт штативу устойчивость. На стержне при помощи муфт (3) укрепляют лапку (4) и кольцо (5).
Рис. 116.
Лабораторный штатив
Муфты с укреплёнными в них лапкой и кольцами можно перемещать вдоль стержня и закреплять в нужном положении. Для этого при помощи винта необходимо ослабить крепление муфты к стержню и, поставив её на необходимую высоту, закрепить.
2. Использование лабораторного штатива. Снимите с установленного на столе штатива лапку и кольцо следующим образом. Ослабьте винт крепления муфты со стержнем и, поднимая муфту с лапкой или кольцом вверх, снимите её со стержня штатива. Затем освободите лапку и кольцо от муфты. Для этого поверните против часовой стрелки винт, удерживающий лапку и кольцо, и выньте их из муфты. Рассмотрите устройство муфты.
Наденьте муфту на стержень штатива так, чтобы винт, закрепляющий её, был справа от стержня штатива, а стержни лапки или кольца укреплялись бы таким образом, чтобы их поддерживал не только винт, но и муфта (см. рис. 116). При таком креплении кольца и лапки они никогда не выпадут из муфты.
Закрепите в одну муфту кольцо, а в другую — лапку. Укрепите в лапке пробирку в вертикальном положении, отверстием вверх. Пробирка укреплена правильно, если её можно повернуть в лапке без больших усилий. Слишком крепко зажатая пробирка может лопнуть, особенно при нагревании. Пробирку, как правило, зажимают около отверстия. Эту же пробирку поверните в горизонтальное положение, чтобы винт лапки был сверху.
На одно кольцо штатива положите сетку, на неё поставьте стакан. На втором кольце установите фарфоровую чашку без сетки.
3. Приёмы работы со спиртовкой (газовой горелкой). Спиртовка (рис. 117) состоит из сосуда (резервуара) (1), в который налит спирт, фитиля (2), укреплённого в металлической трубке с диском (3), и колпачка (7). Снимите колпачок со спиртовки и поставьте его на стол. Проверьте, плотно ли диск прилегает к отверстию сосуда, оно должно быть закрыто полностью, иначе может вспыхнуть спирт в сосуде.
Рис. 117. Спиртовка
Зажгите спиртовку горящей спичкой. Нельзя зажигать её от другой горящей спиртовки! Это может вызвать пожар. Погасите спиртовку, накрыв пламя колпачком.
4. Строение пламени. Зажгите ещё раз спиртовку и рассмотрите, какое строение имеет пламя. Пламя (см. рис. 117) имеет три зоны. Тёмная зона (4) находится в нижней части пламени, она самая холодная. За ней самая яркая часть пламени (5). Температура здесь выше, чем в тёмной зоне, но наиболее высокая температура — в зоне 6. Эта зона находится в верхней трети пламени спиртовки.
Чтобы убедиться в том, что различные зоны пламени имеют разную температуру, можно поставить следующий опыт. Поместим лучинку (спичку) в пламя спиртовки так, чтобы она проходила через зону 4. Через некоторое время мы увидим, что там, где лучина пересекла зоны 5 и 6, она обуглилась сильнее. Следовательно, пламя в этих зонах горячее.
Наблюдение показывает, что для быстрейшего нагревания нужно использовать самую горячую часть пламени (в). В неё и помещают нагреваемый предмет.
5. Посуда. Большинство опытов проводят в стеклянной посуде: пробирках, химических стаканах, колбах (рис. 118). Во время опыта в них приходится перемешивать содержимое. В пробирке, как правило, смешивают малые количества веществ (не более 2 мл). Высота столбика жидкости при смешивании растворов в пробирке не должна превышать 2 см.
Рис. 118. Образцы химической посуды: а — пробирка; б — химический стакан; в — колба
Запрещается встряхивать пробирку, закрывая отверстие пальцем. Во-первых, попадание любых количеств химических реактивов на кожу опасно; во-вторых, при этом в пробирку могут попасть загрязнения, и опыт не получится.
Перемешивание растворов в пробирке производят быстрыми энергичными движениями (постукиваниями), как показано на рисунке 119. В колбе содержимое перемешивают круговыми движениями, а в стакане — стеклянной палочкой, надев на её конец отрезок резиновой трубки, чтобы не повредить стенку стакана.
Рис. 119.
Перемешивание растворов в пробирке
Для переливания жидкостей из широкогорлой посуды в сосуд с узким горлом применяют воронки (рис. 120). Их используют и для фильтрования. В этом случае в воронку вкладывают бумажный фильтр (кружок фильтровальной бумаги), который вырезают по размеру воронки.
Рис. 120.
Химическая воронка
Сначала фильтровальную бумагу надо сложить и обрезать, как показано на рисунке 121, а затем вложить в воронку и смочить водой, чтобы она плотнее прилегала к стенкам воронки и чтобы сухой фильтр не впитал фильтруемую жидкость (если её мало, то можно вовсе не получить фильтрата).
Рис. 121.
Последовательность изготовления бумажного фильтра
При фильтровании жидкость наливают на фильтр по палочке тонкой струёй, направляя её на стенку воронки, а не на непрочный центр фильтра, чтобы его не разорвать. Через фильтр проходит прозрачный фильтрат, а на фильтре задерживается осадок. Для последующей работы может понадобиться и то, и другое.
Для выпаривания используют фарфоровые чашки (рис. 122).
Рис. 122.
Фарфоровая чашка для выпаривания
Выпаривание применяют, когда нужно выделить растворённое вещество из раствора. В фарфоровую чашку наливают раствор так, чтобы он занимал не более 1/3 объёма чашки. Устанавливают чашку на кольце штатива и нагревают на открытом пламени при постоянном помешивании, чтобы выпаривание шло равномерно.
Рис. 123.
Прибор для получения газов
Для получения газов используют простейший прибор, который состоит из колбы или пробирки и плотно входящих в них пробок с газоотводными трубками (рис. 123), или аппарат Кирюшкина (рис. 124).
Рис. 124.
Аппарат Кирюшкина
Прибор, собранный для получения газов, всегда вначале проверяют на герметичность (рис. 125). Для этого кончик газоотводной трубки опускают в стакан с водой, а колбу или пробирку плотно обхватывают ладонью.
Рис. 125.
Проверка на герметичность прибора для получения газов
От тёплой ладони воздух в сосуде для получения газа расширяется, и, если прибор собран герметично, из газоотводной трубки выходят пузырьки воздуха.