Для чего нужен мерный цилиндр в химии кратко

Обновлено: 05.07.2024

Современные мерные цилиндры – цилиндрические сосуды различной вместимости с нанесенными на наружной стенке делениями, указывающими объем в кубических сантиметрах или миллилитрах. Обычно используются цилиндры емкостью от 5 до 2000 мл. Цилиндры имеют или носик, или круглую горловину с подогнанной пробкой.

Точность градуированных цилиндров ниже, чем мерной стеклянной посуды, предназначенной для аналитических целей. Ошибка в определении объема обычно равна наименьшему делению шкалы (например, 0,1 мл для цилиндров емкостью 5 мл и 20 мл для цилиндров емкостью 2000 мл).

Мерные цилиндры калибруют на наливание. Емкость, соответствующая любой линии градуировки, определяется как объем воды, содержащийся в цилиндре, когда он наполнен до этой линии градуировки. Все измерения проводят при 20° С.

Чтобы отмерить необходимый объем жидкости, ее наливают в мерный цилиндр до тех пор, пока нижняя точка мениска не достигнет уровня нужного деления. При этом линия взгляда должна находиться на этом же уровне.

Цилиндры изготавливают из стекла с подходящими химическими и термическими свойствами. Иногда используют прозрачный полиэтилен или полипропилен.

Мерный цилиндр имеет основание из стекла или пластикового материала, оно может быть круглым или иметь другую форму, например, шестиугольную. За счет этого цилиндр стоит на ровной поверхности вертикально без качания или вращения. Пустой цилиндр не должен падать, если он находится на поверхности, наклоненной под углом 15° к горизонтали.

Носик позволяет выливать содержимое цилиндра узкой струйкой так, чтобы жидкость не проливалась и не стекала по внешней поверхности цилиндра. Если нужно измерить объемы летучих кислот, органических растворителей или жидких растворов газов, пользуются мерными цилиндрами с притертыми стеклянными пробками или пробками из пластмассы (фторопласта, полиэтилена)

Елена Савинкина

Стеклянные лабораторные цилиндры изготавливаются по ГОСТ 1770-74 и относятся к мерной лабораторной посуде. Цилиндры применяются для точного отмеривания объема летучих и нелетучих жидкостей. Широко используются в лабораториях различного профиля в процессе приготовления растворов химических реактивов. Существуют также модели стеклянных цилиндров без шкалы, они не относятся к мерной посуде, и применяются в процессе измерения плотности жидкостей с помощью стеклянных ареометров.

Согласно требованиям ГОСТ 1770-74 мерные лабораторные цилиндры изготавливаются двух классов точности (1-го и 2-го) в нескольких исполнениях:

  • Исполнение 1 — на стеклянном основании с носиком
  • Исполнение 2 — на стеклянном основании с пришлифованной стеклянной пробкой
  • Исполнение 2а — на стеклянном основании с пластиковой пробкой
  • Исполнение 3 — на пластмассовом основании с носиком
  • Исполнение 4 — на пластмассовом основании с пришлифованной стеклянной пробкой
  • Исполнение 4а — на пластмассовом основании пластмассовой пробкой

Цилиндры исп.1 и 3 не снабжены пробкой, они применяются для работы с нелетучими жидкостями. Цилиндры, снабженные стеклянной и пластиковой пробкой, можно использовать также для отмеривания летучих жидкостей. Не стоит выбирать модели с пластиковой пробкой при работе с органическими растворителя.


Пластмассовые основания и пробки цилиндров изготавливаются из полиэтилена. Сами цилиндры изготавливаются из химико-лабораторного стекла марки ХС, стойкого к воздействию агрессивных химических веществ. Стекло, из которого изготавливаются цилиндры не является термостойким, поэтому не следует нагревать цилиндры или заливать в них горячие реагенты.

На внешней стороне цилиндра наносится шкала, соответствующая объему дистиллированной воды при температуре 20 градусов. Шкала может быть белого, синего или коричневого цвета и является устойчивой к химическому и механическому воздействию.

По ГОСТу цилиндры выпускаются нескольких объемов. Допустимая погрешность измерения объема у цилиндров 1-го класса точности ниже, чем у 2-го класса.

Погрешность для 1 класса точности, мл

Погрешность для 2 класса точности, мл

Стоит отметить, что в лабораториях чаще всего применяются мерные цилиндры 2-го класса точности. Их стоимость значительно ниже, чем у цилиндров 1-го класса.


Маркировка на мерных цилиндрах двух производителей: Минимед и Стеклоприбор.

Цилиндры, изготавливаемые по ГОСТ 1710-74, являются мерной лабораторной посудой, соответственно должны быть внесены в специальный реестр средств измерений (СИ). На цилиндр, помимо шкалы, наносится поверительное клеймо, номер ГОСТа, указание класса точности и температуры градуировки. При поставке цилиндры должны комплектоваться копией паспорта и сертификата о внесении в реестр СИ. Эти документы необходимы лаборатории при прохождении аккредитации. Стоит отметить, что мерные цилиндры иностранных производителей могут быть не внесены в реестр СИ, соответственно, такие цилиндры нельзя использовать в лаборатории в качестве средства измерения. Проверяйте наличие маркировки ГОСТа на цилиндре при заказе или наличие поверки.

Ниже приведена стоимость наиболее востребованных в лаборатории моделей цилиндров 2-го класса точности одного из российских изготовителей:

Цилиндры лабораторные мерные: исполнение 1, на стеклянном основании, ГОСТ 1770-74 Цена, руб.
1-10-2 65,00
1-25-2 79,00
1- 50-2 94,00
1-100-2 109,00
1-250-2 204,00
1-500-2 319,00
1-1000-2 479,00
1-2000-2 956,00
Цилиндры лабораторные мерные: исполнение 2, с пришлифованной пробкой, на стеклянном основании, ГОСТ 1770-74 Цена, руб.
2-10-2 147,00
2-25-2 141,00
2-50-2 174,00
2-100-2 235,40
2-250-2 385,00
2-500-2 605,00
2-1000-2 825,00
2-2000-2 1 386,00
Цилиндры лабораторные мерные: исполнение 3, на полиэтиленовом основании, ГОСТ 1770-74 Цена, руб.
3-25-2 41,20
3-50-2 49,50
3-100-2 78,50
3-250-2 107,80
3-500-2 183,60
Цилиндры без делений для ареометров на полиэтиленовом основании Цена, руб.
3-25/195 (75 мл) 33,00
3-31/220 (150 мл) 57,00
3-39/290 (295 мл) 77,00
3-49/390 (620 мл) 132,00
3-47/590 (900 мл) 352,00


Мерные цилиндры – стеклянные толстостенные сосуды с нанесенными на наружной стенке делениями, указывающими объем в миллилитрах. Объем выражают в кубических метрах или его кратных долях (см 3 , дм 3 ). Однако, мерная посуда и приборы для измерения объема, применяемые до настоящего времени в лабораториях, могут быть градуированы во внесистемных единицах – миллилитрах (мл) или литрах (л). Цилиндры бывают самой разнообразной емкости: от 5—10 мл до 1 л и больше. Чтобы отмерить нужный объем жидкости, ее наливают в мерный цилиндр до тех пор, пока нижний мениск не достигнет уровня нужного деления.

Рис. 1. Цилиндры мерные (measuring cylinders) (указана высота и диаметр основания, см/дюйм).

Пипетки для жидкостей

Обычные пипетки (пипетки Мора) представляют собой стеклянные трубки небольшого диаметра с расширением посредине. Нижний конец пипетки слегка оттянут и имеет диаметр около 1 мм. Пипетки бывают емкостью от 1 до 100 мл, в верхней части их имеется метка, до которой набирают жидкости.

Рис. 2. Пипетка Мора (belly pipette).

Широко применяют также градуированные пипетки различной емкости, на наружной стенке которых нанесены деления в 0,1 мл. Для наполнения пипетки нижний конец ее опускают в жидкость и втягивают последнюю при помощи груши.

Рис. 3. Градуированная пипетка (graduated pipette).

Бюретки

Бюретки применяют при титровании, для измерения точных объемов и пр. Различают бюретки:

  • объемные,
  • весовые,
  • поршневые,
  • микробюретки и
  • газовые.

Пипетки и бюретки являются наиболее распространенными инструментами для перемещения жидкостей в разнообразные емкости. Все элементы изделий тщательно промываются и дезинфицируются перед соединением. С концов инструментов удаляются соляной налет, остатки образцов, приспособления протираются спиртовыми и эфирными растворами. Перемещение малого объема жидкости предполагает использование инструментов, которые имеют небольшой диаметр. Вещества без цвета загружаются в приспособления до нижнего мениска, окрашенные заполняют их до верхней отметки. Растворы должны сливаться из инструментов полностью, после опустошения пипетки или бюретки следует подождать около 3 секунд. Вещества, которые отличаются вязкостью или летучестью, не могут быть отмерены по объему, так как существует высокий риск неправильного дозирования.

Рис. 4. Бюретка (burette).

Пипетки и бюретки не должны иметь отломанных концов, внутренняя поверхность исправных изделий хорошо смачивается.

Стеклянные пипетки наполняются посредством подсоединения резиновых груш, приспособления из пластика работают с помощью пластиковых наконечников. Все растворы должны браться отдельными пипетками. Применение бюреток предполагает наполнение инструмента рабочим раствором и фиксацию в специальном штативе. После этого осуществляется открытие крана или зажима для того, чтобы раствор перешел в кончик бюретки. Каждая емкость, в которую наливается жидкость, должна иметь этикетку с указанием числа капель и наименованием вещества.

Мерные колбы

Мерные колбы представляют собой плоскодонные колбы различной емкости. В большинстве случаев мерные колбы имеют пришлифованные стеклянные пробки. Однако, часто применяют мерные колбы без пришлифованных стеклянных пробок. В таких случаях для закрывания мерных колб используют резиновые пробки соответствующего размера.

Мерные, колбы служат для разбавления всякого рода растворов до определенного объема или же для растворения какого-нибудь вещества в определенном объеме соответствующего растворителя.

Рис. 5. Колбы мерные (volumetric flasks).

Химико-лабораторное стекло

Химико-лабораторное стекло обладает высокой устойчивостью к воздействию большинства органических растворителей, растворов минеральных кислот, за исключением фтороводородной (плавиковой) и фосфорной. Концентрированные щелочи разрушают поверхность стекла, особенно при повышенных температурах. Показатели стойкости стекла к воздействию дистиллированной воды, кислот и щелочей приведены в ГОСТ 21400—75.

По ГОСТ 21400—75, стекло в зависимости от химической и термической стойкости подразделяется на шесть групп:

  • ХС1, ХС2, ХС3 – химически стойкое 1, 2 и 3-го классов соответственно;
  • ТХС1, ТХС2 – термически и химически стойкое стекло 1-го и 2-го классов соответственно;
  • ТС – термически стойкое стекло (боросиликатное).

В таблице представлен состав основных марок выпускаемого в России химико-лабораторного стекла.

Таблица 1. Состав (масс. %) основных марок химико-лабораторного стекла

Группа стекла Марка стекла SiO2 B2O3 Al2O3 CaO MgO BaO Na2O K2O Fe2O3 ZrO2
ХC3 № 29 68,8 3,7 7,5 3,5 3,5 10 3,0 0,2
ХС3 Л-80 71,5 2,0 2,5 6,5 2,5 14,5 0,5
ХС3 АМ 72,0 1,5 10,0 2,5 14,0
ТХС1 ТХС1 72,4 8,4 3,6 2,0 4,5 5,1 1,8 1,9
ТХС2 Л-50 74,5 6,6 5,5 0,7 4,5 4,2 4,0
ТС Пирекс 80,64 12,0 2,0 0,36 4,0 1,0
Медицинское 7,30 4,0 4,5 7,0 1,0 8,5 2,0

Кварцевое стекло получают из диоксида кремния. Посуда из кварцевого стекла обладает высокой термической устойчивостью (ее можно нагревать до 1200 °С) и химической инертностью к кислотам, за исключением плавиковой и ортофосфорной кислот. Посуду из кварцевого стекла нельзя употреблять при работе со щелочами.

В зависимости от исходных материалов и степени их чистоты кварцевые изделия бывают:

  • непрозрачные, с шероховатой, шелковистой или гладкой поверхностью, или
  • прозрачные, подобные стеклянным.

Часто, из непрозрачного кварца, как более дешевого материала, делают большие сосуды, в которые впаивают трубки или окна из прозрачного кварца. Кварцевую посуду можно без риска нагревать на голом пламени горелки и сразу же охлаждать, например, опустив нагретый сосуд в холодную воду. При этом сосуд не лопается. Кварцевые изделия можно нагревать до температуры 1200 °С даже под вакуумом, и они при этом не деформируются, так как кварц плавится в пределах 1600 – 1700 °С.

Кварцевую посуду нельзя употреблять при работе с фтористоводородной (плавиковой) кислотой и щелочами, так как кремнезем с ними взаимодействует. При сплавлении кварца со щелочами образуется соответствующий силикат (растворимое стекло), растворимый в воде.

Из кварца изготовляют: колбы всех видов, пробирки, стаканы, выпарительные чашки, тигли и пр. Очень ценны термометры, изготовленные из кварцевого стекла, так как у них не наблюдается термического последействия, и они более надежны в работе.

Мерные цилиндры - цилиндрические сосуды (рис. 74, а) различной вместимости с нанесенными на наружной стенке делениями, указывающими объем в миллилитрах. Чтобы отмерить необходимый объем жидкости, ее наливают в мерный цилиндр до тех пор, пока нижний мениск не достигнет уровня нужного деления. Мерные цилиндры калибруют обычно на наливание.

Цилиндры изготавливают из стекла и прозрачных полиэтилена или полипропилена. Стеклянные цилиндры могут иметь пластмассовое основание.

Объемы летучих кислот, органических растворителей или жидких растворов газов обычно измеряют при помощи мерных цилиндров с притертой стеклянной пробкой, пробкой из фторопласта или полиэтилена



J

Рис. 74. Мерные цилиндры (я), мензурка (б), кружки (в, г), конус Имгоффа (д), мерная склянка для вакуумного фильтрования (е) и мерный баллон для работ с газами (ж)

Такие цилиндры удобны и для оценки размеров объемов жидких гетерофазных систем. Погрешность при определении объемов жидкостей с помощью мерных цилиндров лежит в пределах 1-10%.

Мензурки (от лат. mensura - мера, мерка) - сосуды конической формы, у которых, как и у мерных цилиндров, на наружной поверхности нанесены деления для измерения объемов жидкости в миллилитрах (рис. 74, б). Мензурки применяют для измерения объема осадков, образующихся при отстаивании суспензий. Осадок собирается в нижней части мензурки. Их используют также для определения объемов двух несмешивающихся жидких фаз, одна из которых, большей плотности, присутствует в малом количестве. Мензурки калибруют на отливание.

Другая мерная посуда. В технологической практике при дозировании малолетучих жидкостей применяют стеклянные мерные кружки (рис. 74, в, г). Изучение процессов седиментации, оседания частиц из жидких систем, производят в ряде случаев с использованием конусов Имгоффа (рис. 74, д). Когда необходимо установить объем фильтрата при вакуумном фильтровании, применяют цилиндрические мерные склянки (рис. 74, е).

Боковой тубус склянки присоединяют к водоструйному насосу (см. рис. ?58), а в ее горло вставляют воронку Бюхнера (см. рис. 200, а) при помощи шлифа или резиновой пробки.

Мерный баллон типа ж служит для измерения скорости потока жидкости, протекающей по резиновому шлангу. В нижней части баллона на резиновый шланг устанавливают зажим Гофмана (см. рис. 37, а) или стеклянный кран, закрывая который набирают нужный объем жидкости в течение фиксируемого времени.

Читайте также: