Как правильно необходимо проводить перемешивание растворов в пробирке кратко
Обновлено: 05.07.2024
Жидкости можно перемешивать как вручную, так и механическим путем. Перемешивание бывает необходимо при растворении твердых веществ в жидкости, при растворении жидкости в жидкости, при проведении многих работ.
Перемешивание вручную. При смешивании небольших объемов жидкостей перемешивание можно проводить при помощи стеклянной палочки, например в стакане. На рис. 333 показано, как нужно проводить эту операцию.
При перемешивании в колбе ее вращают, придерживая за горло. В закрытом сосуде перемешивают путем встряхивания или многократного перевертывания его. Перемешивать вручную легко только не вязкие жидкости. Чем выше вязкость жидкости, тем труднее ее перемешивать, и обычно в подобных случаях прибегают к механическим способам перемешивания. Однако вязкость жидкости можно уменьшить нагреванием. Горячую жидкость перемешивают, обернув сосуд полотенцем, чтобы не об? жечься.
Если приходится перемешивать вручную в закрытом сосуде жидкости с низкой температурой кипения, обязательно нужно придерживать пробку, так как в сосуде развивается повышенное давление вследствие испарения растворителя и пробка может выскочить.
Для перемешивания жидкостей, а иногда и для растворения твердых веществ применяют также цилиндр для смешивания, снабженный притертой пробкой (рис. 334). Он напоминает мерный цилиндр, но не имеет делений. Жидкости, подлежащие смешиванию, наливают в цилиндр так, чтобы суммарный объем их составлял не более 3/4 - 4/5 емкости цилиндра. Взбалтывание проводят, придерживая одной рукой пробку, а другой — основание цилиндра. Если смешивают органические растворители со сравнительно низкой температурой кипения, рекомендуется время от времени спускать давление, развивающееся внутри цилиндра в результате испарения жидкостей.
Рис. 335. Лабораторный электромотор и водяная турбина.
Для этого нужно слегка освободить стеклянную пробку, не вынимая ее совсем, а затем снова притереть ее.
Механическое перемешивание. Механическое перемешивание предпочтительнее ручного. Для вращения мешалок применяют электрические моторы, водяные турблны (рис. 335) и воздушные моторы, приводимые в движение нагретым воздухом (рис. 336).
На рис. 337 показано, как монтируют мешалку с водяной турбиной. Чтобы пустить в работу водяную турбину, ее прочно укрепляют в штативе. Затем один из отростков ее при помощи шланга соединяют с водопроводным краном, а на другой надевают водоотводную трубку, которую опускают в раковину или в водосток. Открывая водопроводный кран, приводят в движение турбинку. Чем сильнее струя воды, тем быстрее вращается ротор турбинки, поэтому число оборотов ее можно регулировать.
Применяются также водяные турбины из стекла (рис. 338).Воздушный мотор работает под действием нагретого на горелке воздуха. Через несколько секунд после того, как горелка зажжена, следует рукой повернуть один из маховиков.
На рис. 339 показана лабораторная мешалка с приводом от электромотора, укрепленного на штативе. При необходимости ось мотора может быть расположена не только по вертикали, но' и наклонно. Мотор можно передвигать по штативу вверх и вниз, В ось мотора вставляют и закрепляют стеклянные мешалки (лопасти)', имеющие самую разнообразную форму.
Рис. 336. Мотор, приводимый в движение нагретым воздухом.
Рис. 337. Установка для растворения с водяной турбиной.
Удобную мешалку можно сделать из куска резиновой трубки, надетой на стеклянную палочку, служащую осью мешалки (рис. 340). На резиновой трубке, предварительно надетой на стеклянную палочку, делают четыре надреза по образующей, а затем сближают верхний и нижний концы трубки.
Рис. 338. Стеклянная водяная турбина
Рис. 339. Лабораторная мешалка с электрическим мотором.
Форму стеклянной мешалки выбирают в зависимости от вязкости жидкости, которую применяют, например, при растворении, и от вязкости полученного раствора. Надо учитывать, что вязкие жидкости нельзя перемешивать с большой скоростью, и приходится ограничиваться малым числом оборотов мешалки, иначе стеклянные мешалки ломаются.
На рис. 341 показана механическая мешалка, у которой электромотор вынесен, и мешалка вращается от гибкого вала, как у бормашины. Такую мешалку очень легко приспособить для перемешивания любых жидкостей.
Электромотор применяют также в групповых мешал* ках, например при перемешивании в 3—4 стаканах. В этом случае каждая мешалка имеет свой привод от шкива, связанного с электромотором.
В настоящее время большое применение находят электромагнитные мешалки (рис. 342). Принцип их действия основан на том, что электромагнит, укрепленный на оси
вертикально расположенного мотора, при вращении приводит в движение якорь из мягкого железа. Якорь помещают в стеклянную или кварцевую ампулу, которую запаивают. Ампулу кладут на дно сосуда, в котором проводят перемешивание. Электромагнитные мешалки можно применять во всех случаях, когда требуется перемешивать маловязкие жидкости (при электролизе, титровании и пр.). Прибор работает без шума, спокойно. Имеются модели электромагнитных мешалок, снабженных штативами, что позволяет укреплять на них бюретки и другие приборы или приспособления, необходимые при проведении какой-либо работы. Площадку, на которую ставят сосуд с перемешиваемой жидкостью, можно нагревать до 5O0C и выше при помощи нагревательного устройства, которое можно устанавливать по желанию или снимать, если нагрев не требуется. - Для того чтобы якорь не терялся, рекомендуется после окончания перемешивания и перед тем, как вылить жидкость из стакана, ко дну его снаружи приложить постоянный магнит или электромагнит, который будет держать якорь, Только после этого можно выливать жидкости из посуды. Если применить этот способ нельзя, то сливать жидкости непосредственно в раковину не рекомендуется.
Рис.343. Встряхиватель Сокслета.
С якорем нужно обращаться осторожно и стараться не разбить стеклянную трубочку, в которой он запаян. Если же трубочка разобьется, якорь нужно сначала вытереть насухо и снова запаять в новую стеклянную или кварцевую трубочку подходящего диаметра.
Перемешивание, например при растворении, можно проводить, пользуясь так называемыми встряхивателями. Встряхиватель Сокслета (рис. 343) приводится в движение мотором. Так как пробка, которой закрыта бутыль с перемешиваемой жидкостью, может быть хорошо замазана и прикреплена-к горлу бутыли, то при таком способе перемешивания растворитель не испаряется и в него не попадает влага.
Большим распространением в лабораториях пользуется встряхиватель Вагнера (рис. 344). Он служит для перемешивания содержимого бутылей, колб и других аналогичных сосудов. При работе с ним очень важно надежно прижать выдвижной колпачок к пробке или к горлу сосуда и неподвижно закрепить последний. Если сосуд плохо закреплен, то при вращении встряхивателя он может выпасть. Прибор приводится в движение как вручную, так и от мотора. Если нужно медленное перемешивание или взбалтывание, между мотором и приводным колесом встряхивателя устанавливают передаточные-шкивы.
Рис. 344. Встряхиватель Вагнера.
Кроме горизонтальных встряхивателей, очень удобны, особенно для встряхивания делительных воронок, вертикальные встряхиватели (рис. 345). В этом встряхи-вателе можно закреплять бутыли и делительные воронки различной высоты, так как он имеет две подвижные планки с отверстиями для горлышек. Эти планки могут быть закреплены на желаемой высоте.
Современный универсальный электронный вибратор (рис. 346) имеет приставные детали, например для крепления одной бутыли или для крепления пробирок, делительных воронок разной емкости, пипеток для смешивания крови и др. Прибор снабжен регулятором частоты колебаний и контрольной лампой.
Перемешивание воздухом или газом. Удобным приемом механического перемешивания жидкостей является пропускание через них воздуха или какого-нибудь инертного газа под небольшим давлением. Этот процесс называют барботированием, и его можно проводить, исполь-
Рис. 345. Вертикальный встряхиватель.
Рис. 346. Универсальный электронный вибратор.
зуя любой газопромыватель или любую предохранительную склянку, или даже промывалку, присоединив их к вакуум-насосу, к нагнетательному насосу или используя сжатый газ. Естественно, что барботирование воздухом можно проводить, только когда он не будет оказывать какого-либо химического воздействия на жидкость или растворенные в ней вещества.
При барботировании не нужно пускать очень сильную струю воздуха или инертного газа, так как это всегда вызывает разбрызгивание перемешиваемой жидкости. Кроме того, очень важно, чтобы отверстия, через которые поступает воздух или инертный газ, были бы мелкими и их было бы. много. При выполнении этих условий создается более равномерное и спокойное перемешивание.
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.
Описание презентации по отдельным слайдам:
Практическая работа №1 Правила техники безопасности в кабинете химии. Приёмы обращения с лабораторным оборудованием 8 класс
Цель: Подробно ознакомить учащихся с правилами техники безопасности в кабинете химии. Рассмотреть лабораторное оборудование, изучить его назначение, приемы обращения с ним. Оборудование: лабораторный штатив, спиртовка, держатель, пробирка, круглодонная и коническая колбы, спички.
Помни, каждый ученик, Знай, любая кроха: Безопасность – хорошо, А халатность – плохо Правила техники безопасности в кабинете химии. Работа по инструкции (карточки)
Знакомство с лабораторным оборудованием
Заполните таблицу: Название опыта Рисунки. Наблюдения Уравнения реакций Объяснение наблюдений Выводы 1. Устройстволабораторногоштатива Зарисуй штатив и укреплённые на нём лапку, кольца, муфты. Подпиши их названия. 1. Для чего нужны муфты? 2. Как правильно закрепить пробирку в лапке? 3. Способы проведения нагревания с использованием штатива(на открытом пламени в чашке длявыпаривания и с помощью сетки) Для чего служит штатив? 2.Приемы работы со спиртовкой Зарисуй спиртовку и подпиши названия ее составныхчастей. 1. Для чего нуженрезервуар? 2. Для чего служит фитиль и металлическаятрубка с диском? 3. Как можно зажечьспиртовку? 4.Как можно погасить пламя спиртовки? Правила техники безопасности при работе со спиртовкой. 3.Строение пламени. Зарисуй строение пламени иотметь его составные части. 1. Какая часть пламени самая холодная? 2.Как с помощьюлучинкидоказать, гденаходится самаягорячаячасть пламени? Как нужно использоватьпламя для быстрейшего нагревания вещества? 4. Знакомствослабораторной посудой. Зарисуй образцы лабораторной посуды (пробирку,химическийстакан, воронку,колбу, чашку длявыпаривания). 1. Какие правила нужно соблюдать при перемешивании вещества в пробирке, колбе, стакане? 2.Как изготавливаетсябумажный фильтр? 3. Какие правила должны соблюдаться привыпариваниивещества? Для чего нужны пробирка,колбы, химические стаканы,фильтры, воронки?
а) Устройство лабораторного штатива Штатив служит для крепления деталей химических установок при выполнении опытов. Он состоит из массивной чугунной подставки, в которую ввинчен стержень. На стержне при помощи муфт укрепляют лапки и кольца
Почему подставка штатива изготавливается массивной? Kаково назначение муфты, лапки и кольца? Муфты с укрепленными в них лапкой и кольцами можно перемещать вдоль стержня и закреплять в нужном положении, для чего необходимо ослабить крепление муфты к стержню и, подняв ее на необходимую высоту, закрепить
Почему стержни лапок и колец располагают сверху муфты? Почему закрепленная в лапке пробирка должна сравнительно свободно проворачиваться?
Пробирку обычно зажимают около отверстия. Винт лапки сверху. На кольце устанавливают фарфоровую чашку
б) Приёмы работы со спиртовкой. Строение спиртовки.
Почему нельзя зажигать одну спиртовку от другой? K каким последствиям это может привести? С помощью чего гасят спиртовку?
в) Строение пламени
В какой части пламени произошло наиболее сильное обугливание лучинки? В какую зону пламени необходимо помещать нагреваемый предмет для быстрейшего его нагревания?
Первая помощь при ожогах: Ожог первой степени обрабатывают этиловым спиртом, затем, для снятия болевых ощущений, глицерином и накладывают сухую стерильную повязку. Во всех остальных случаях накладывают стерильную повязку после охлаждения места ожога и обращаются в медпункт.
Большинство опытов проводят в стеклянной посуде: пробирках, химических стаканах, колбах. 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. Перемешивание растворов в пробирке производят быстрым энергичным постукиванием по ее нижнему концу. В колбе содержимое перемешивают круговыми движениями, а в стакане – стеклянной палочкой с резиновым наконечником
Инструкция по технике безопасности: Стекло – хрупкий материал, имеющий малое сопротивление при ударе и незначительную прочность при изгибе. Категорически запрещается использовать посуду, имеющую трещины и отбитые края. Пробирку закрепляют в держателе так, чтобы от горлышка пробирки до держателя было расстояние 1 – 1, 5 см. Предметное стекло вначале прогревают полностью, а затем вносят в зону тёмного конуса горящей свечи.
Первая помощь при порезах: а) в первую очередь, необходимо остановить кровотечение (давящая повязка, пережатие сосуда); б) если рана загрязнена, грязь удаляют только вокруг неё, но ни в коем случае – из глубинных слоёв раны. Кожу вокруг раны обеззараживают йодной настойкой или раствором бриллиантовой зелени; в) после обработки рану закрывают стерильной салфеткой так, чтобы перекрыть края раны, и плотно прибинтовывают обычным бинтом; г) после получения первой помощи обратиться в медпункт.
Посуда Почему для изготовления химической посуды наиболее часто используется стекло? Почему запрещается встряхивать пробирку с веществом, закрывая отверстие пальцем? K каким последствиям это может привести?
Пробирка химическая используется для проведения большинства простейших опытов и как деталь собираемых приборов. Химический стакан с носиком служит для хранения жидких и твердых веществ, а также для проведения простейших химических операций (растворение, нагревание). Колба коническая используется для хранения жидких и твердых веществ, а также для проведения различных химических операций. Колба плоскодонная служит для проведения химических операций, а также для хранения жидких и твердых веществ.
Мерная посуда: цилиндр, стакан — используют для измерения объема жидкостей. Колба круглодонная служит для проведения разнообразных химических операций при нагревании.
Воронка конусообразная служит для переливания жидкостей и фильтрования. Стеклянная палочка предназначена для размешивания веществ в химической посуде. Для предохранения посуды от случайного растрескивания при размешивании веществ на конец стеклянной палочки надевают кусочек резиновой трубки Ложка фарфоровая (1), шпатель (2) служат для взятия твердых и сыпучих веществ. Ложка-дозатор (3) предназначена для взятия определенной порции вещества.
Чашка фарфоровая применяется для выпаривания жидкостей. Тигель фарфоровый предназначен для нагревания и прокаливания твердых веществ при высокой температуре. Треугольник фарфоровый используется для размещения в нем тигля. Треугольник помещают на кольцо штатива.
Ступка с пестиком служат для размельчения и растирания твердых веществ. Штатив для пробирок, служит для размещения в нем пробирок. Зажим пробирочный служит для закрепления пробирки, если вещество в пробирке требуется нагреть в пламени.
Зажим пружинный используют для зажимания резиновых трубок при монтаже различных приборов. Промывалка служит для промывания осадков дистиллированной водой, для смывания осадков с фильтров и стенок сосудов. Ее используют также для хранения небольших количеств дистиллированной воды. Воронка делительная предназначена для разделения несмешивающихся жидкостей, имеющих разную плотность.
Склянка с пипеткой служит для хранения растворов реактивов при работе с малыми количествами веществ. Пластина для капельного анализа (керамическая или стеклянная) используется при выполнении опытов с очень малыми количествами веществ в объеме 1-2 капель. Прокладка керамическая огнезащитная используется при нагревании веществ в стеклянной посуде. Прокладку размещают на кольце металлического штатива.
Для переливания жидкостей из одной посуды в другую применяют воронки. Воронки используют и для фильтрования. В этом случае в воронку вкладывают бумажный фильтр (кружок фильтровальной бумаги), который вырезают по размеру воронки.
Сначала фильтр надо сложить и обрезать, вложить в воронку и смочить водой. Затем по палочке налить фильтруемую жидкость. Через фильтр проходит прозрачный фильтрат, а на фильтре задерживается осадок. Для последующей работы может понадобиться и то, и другое. Почему при фильтровании жидкость наливают на фильтр по палочке, направляя ее на стенки фильтра? Почему нельзя просто вылить жидкость на центр фильтра?
При выпаривании используют фарфоровые чашки. Выпаривание применяют в том случае, когда нужно выделить растворенное вещество из раствора. В фарфоровую чашку наливают раствор – не более 1/3 ее объема. Устанавливают чашу на кольце штатива и греют на открытом пламени при постоянном помешивании
Заполните таблицу: Название опыта Рисунки. Наблюдения Уравнения реакций Объяснение наблюдений Выводы 1. Устройстволабораторногоштатива 1. Для чего нужны муфты? 2. Как правильно закрепить пробирку в лапке? 3. Способы проведения нагревания с использованием штатива(на открытом пламени в чашке длявыпаривания и с помощью сетки) Для чего служит штатив? 2.Приемы работы со спиртовкой 1. Для чего нуженрезервуар? 2. Для чего служит фитиль и металлическаятрубка с диском? 3. Как можно зажечьспиртовку? 4.Как можно погасить пламя спиртовки? Правила техники безопасности при работе со спиртовкой. 3.Строение пламени. 1. Какая часть пламени самая холодная? 2.Как с помощьюлучинкидоказать, гденаходится самаягорячаячасть пламени? Как нужно использоватьпламя для быстрейшего нагревания вещества? 4. Знакомствослабораторной посудой. 1. Какие правила нужно соблюдать приперемешиваниивещества впробирке, колбе, стакане? 2.Как изготавливаетсябумажный фильтр? 3. Какие правила должны соблюдаться привыпариваниивещества? Для чего нужны пробирка,колбы, химические стаканы,фильтры, воронки?
Перемешивание улучшает контакт между фазами системы, облегчает их взаимную диффузию, тем самым повышая скорость реакции. Перемешивание используют для интенсификации процессов массо- и теплообмена. При реакциях твердых веществ с жидкостями, двух несмешивающихся жидкостей или жидкости и газа перемешивание не только ускоряет реакцию, но подчас и обусловливает возможность ее проведения.
Перемешивание часто бывает необходимым и в однородной среде, когда один из реагентов прибавляют постепенно, так как это позволяет избежать местных перегревов и увеличения концентрации.
Перемешивание проводят вручную и механически (при помощи устройства, помещаемого внутрь неподвижного реакционного сосуда, либо периодическим встряхиванием всего сосуда). Перемешивание встряхиванием применяют, если в ходе процесса не требуется прибавлять в реакционный сосуд твердые или жидкие вещества и если процесс протекает без значительного выделения газов и паров, а также когда применять мешалки затруднительно по конструктивным соображениям.
Выбор метода перемешивания и аппаратуры для его осуществления обусловливается, в первую очередь, агрегатным состоянием перемешиваемых материалов.
Сосуды для перемешивания и встряхивания
Для проведения процессов при нормальной температуре и атмосферном давлении, протеканию которых не мешает влага или воздух, могут быть использованы открытые сосуды (стаканы, широкогорлые колбы и др.), в которые можно вставить мешалку, капельные воронки, термометры и другое оборудование.
В случае перемешивания при нагревании и необходимости предохранять содержимое сосуда от влаги или воздуха, широкогорлые колбы неудобны. Корковые пробки не обеспечивают достаточной герметичности сосуда, а резиновые загрязняют реакционную смесь.
Более удобны колбы с двумя-четырьмя горловинами и взаимозаменяемыми шлифами, которые позволяют разместить в центральном горле мешалку, а в других - обратный холодильник и другое оборудование (рис. 67). Вместо таких колб можно, использовать круглодонные колбы со шлифами и насадками, а для встряхивания - обычные реакционные сосуды, колбы, банки, бутылки, делительные воронки. При встряхивании сосуд следует закрывать, чтобы жидкость не выплеснулась.
Встряхивание часто используют для ускорения поглощения газа жидкостями, например при каталитическом гидрировании. Для этих целей используют специальные сосуды, так называемые утки.
Перемешивание и встряхивание вручную
Небольшие объемы жидкостей или твердых веществ с жидкостями в стакане можно перемешивать стеклянной палочкой. При перемешивании в колбе ее вращают, придерживая за горло. В закрытом сосуде перемешивание проводят, встряхивая или многократно перевертывая сосуд.
Перемешивать вручную можно только маловязкие жидкости. Если приходится перемешивать вручную в закрытом сосуде жидкости с низкой температурой кипения, необходимо придерживать пробку рукой, так как в сосуде в процессе перемешивания развивается повышенное давление и пробка может выскочить. При экстрагировании жидкостей с помощью делительной воронки взбалтывание проводят, придерживая одной рукой нижний кран воронки, другой - пробку. Время от времени воронку перевертывают горлом вниз и осторожно открывают кран, уменьшая таким образом избыточное давление.
Механическое перемешивание
Наиболее распространено механическое перемешивание посредством разнообразных мешалок из стекла, полиэтилена и фторопласта, вращающихся в жидкости при помощи электропривода (или водяной турбины), а также магнитных и вибрационных мешалок.
Типы мешалок
Эффективность перемешивания в значительной степени зависит от конструкции мешалки. В лабораториях охотно пользуются мешалками из толстого стеклянного дрота, потому что непосредственно перед использованием им можно придать любую форму в зависимости от формы и вместимости реакционного сосуда.
Различают следующие типы лабораторных мешалок.
Лопастные мешалки обычно имеют две или четыре лопасти, припаянные к стержню под некоторым углом в вертикальной плоскости в один или несколько рядов. Лопастные мешалки обычно применяют для перемешивания маловязких и легко смешивающихся жидкостей, а также в случае смешивания хорошо растворимых порошкообразных сыпучих материалов с жидкостями.
Якорные мешалки отличаются тем, что их лопасти строго повторяют контур днища и стенок реакционного сосуда, образуя с ними незначительный зазор. Якорные мешалки применяют для перемешивания вязких жидкостей, а также когда требуется предупредить образование накипей и осадков на стенках реакционного сосуда.
Пропеллерные мешалки представляют собой гребной винт с лопастями. При вращении винта происходит интенсивная циркуляция жидкости с сильным вихреобразованием, обеспечивающим энергичное перемешивание. Пропеллерные мешалки применяют для перемешивания вязких жидкостей, получения суспензий и эмульсий, поддержания тяжелых частиц во взвешенном состоянии, интенсивного охлаждения жидкости во время реакции и т. д.
Центробежные мешалки действуют по принципу всасывания и выброса жидкости. Жидкость, находящаяся в полости мешалки, выбрасывается в стороны под действием центробежной силы через боковые отверстия и всасывается обратно через верхние или нижние отверстия.
Для узкогорлых сосудов часто изготовляют лопастные и пропеллерные мешалки с откидывающимися лопастями из фторопласта (рис. 68). В спокойном состоянии лопасти располагаются отвесно, а при вращении центробежная сила устанавливает их горизонтально. Такие мешалки эффективны для вязких жидкостей и суспензий.
Для перемешивания в узких цилиндрических сосудах можно пользоваться спиральными мешалками, а также мешалками вертикального действия.
Установка мешалки
Обычно мешалку монтируют следующим образом: стержень мешалки помещают в стеклянную трубку (подшипник). Эту трубку вставляют в пробку, которую зажимают в лапу (держатель) лабораторного штатива. Верхний конец мешалки соединяют с валом электродвигателя.
Если сосуд не должен сообщаться с атмосферой, ввод стержня мешалки в сосуд необходимо уплотнить. В этих случаях применяют мешалки с затворами. Наиболее простой способ уплотнения состоит в следующем: мешалку помещают в длинную направляющую трубку (рис. 69, а), нижний конец которой находится ниже уровня жидкости, а верхний - выше уровня конденсации паров в обратном холодильнике. Способ применим лишь для работы с высококипящими жидкостями при атмосферном давлении. При очень энергичном перемешивании уровень жидкости в центре сосуда вследствие образования воронки может опуститься ниже конца стеклянной трубки, и затвор перестанет действовать.
Широко распространен и другой способ уплотнения мешалок: на верхний конец направляющей стеклянной трубки плотно надет отрезок вакуумной резиновой трубки (сальник). В трубку через сальник, слегка смазанный вазелином или глицерином, вводят стержень мешалки. Такое уплотнение обеспечивает герметичность собранного прибора (рис. 69,6) при работе в вакууме с остаточным давлением 667-2000 Па (5-15 мм рт. ст.).
Для герметизации часто пользуются также жидкостными (ртутными, глицериновыми или с вазелиновым маслом) затворами (рис. 69,в и г), которые можно применять только при работе под атмосферным давлением. Они состоят из собственно затвора с пробкой или шлифом и вставной трубки.
Ртутный затвор может уравновешивать лишь малые разности давлений и пригоден для работы при разрежениях до 4 кПа (30 мм рт. ст.) и при избыточном давлении до 13,3 кПа (100 мм рт. ст.). Частота вращения мешалки не должна быть большой, иначе ртуть будет разбрызгиваться. Чтобы этого не произошло, целесообразно покрыть поверхность ртути вазелиновым маслом. Ртутные затворы нельзя применять при работе с ацетиленом, так как при этом возможно образование взрывчатого ацетиленида ртути.
Для перемешивания в вакууме можно пользоваться мешалкой типа КПГ, ось которой на протяжении 3-5 см пришлифована к направляющей стеклянной трубке. Такую мешалку можно изготовить из стеклянного медицинского шприца с полым стеклянным поршнем, вместимостью 5 мл. Цилиндр аккуратно обрезают вблизи места, где вставляется игла, а поршень - с обоих концов. В трубке, изготовленной из поршня, закрепляют вал мешалки при помощи замазки, противостоящей действию паров реакционной смеси. Ось вала должна очень точно совпадать с осью поршня. Для этого пользуются просверленными резиновыми пробками, которыми фиксируют вал, пока замазка не затвердеет. После затвердения замазки пробки удаляют и выступающий конец мешалки центрируют.
Центрирование мешалки в сложных установках представляет некоторые трудности. Необходимо, чтобы применяемый для крепления мешалки и прибора штатив был неподвижен. При пользовании, обычными штативами (например, Бунзена) следует привинтить их к столу или утяжелить основание металлическими брусками и закрепить верхний конец штатива, чтобы стержень не колебался.
Стержень мешалки должен быть совершенно прямым; со шкивом привода он соединяется посредством отрезка вакуумной резиновой трубки. Внутренний диаметр направляющей стеклянной трубки должен быть ненамного больше диаметра стержня мешалки.
Приводы для мешалок
В качестве приводов для лабораторных мешалок чаще всего используют электродвигатели малой мощности, преимущественно однофазные, работающие от сети напряжением 120/220 В.
Мешалки можно закреплять непосредственно на выступающем конце вала электродвигателя при помощи вакуумной резиновой трубки (вал двигателя и мешалки должны составлять одну прямую) или приводить их в движение при помощи различного типа передач.
Перед включением мешалки ее предварительно прокручивают рукой, чтобы убедиться в том, что ее не заклинивает и при вращении она не касается стенок сосуда или термометра.
Частота вращения электродвигателя регулируется с помощью лабораторных автотрансформаторов, предназначенных для плавного регулирования напряжения однофазного переменного тока промышленной частоты 50 Гц.
Лабораторные перемешивающие устройства
Мешалки. Лабораторная мешалка МЛ-2 (рис. 70) предназначена для работ, требующих интенсивного перемешивания. Электродвигатель обеспечивает плавную регулировку частоты вращения мешалки до 4000 об/мин. Привод соединен с пропеллерной мешалкой гибким валом; при вертикальной установке двигателя гибкий вал заменяется на жесткий.
Для перемешивания и подогрева относительно небольших объемов жидкостей в химических лабораториях широко пользуются магнитной мешалкой. Движение стержню, помещенному в сосуд с жидкостью передается с помощью магнитного поля ротора и может быть как вращательным, так и прямолинейным возвратно-поступательным.
Чтобы предотвратить коррозию и химическое взаимодействие с жидкостями, стержень заключен в герметическую полиэтиленовую или стеклянную оболочку. Интенсивность перемешивания зависит от скорости вращения магнитного ротора, длины перемешивающего стержня и от вязкости перемешиваемой жидкости. В комплект магнитной мешалки (ММ-3М) входят перемешивающие стержни, представляющие собой стеклянные трубки диаметром 5-8 мм и длиной 20-40 м, наполненные железными опилками и запаянные с обоих концов. Стержни помещают в сосуд, под дном которого вращается постоянный магнит. Дно сосуда должно быть плоским, так как при круглом дне между внутренней поверхностью сосуда и концами перемешивающего стержня возникает сильное трение.
Прибор включают в сеть только при подсоединенном шнуре заземления. Максимальная частота вращения магнитного ротора 1400 об/мин. Объем перемешиваемой жидкости до 1,5 л.
Приборы для встряхивания. Наиболее распространенный тип лабораторного прибора для встряхивания - универсальные аппараты типа АВУ. В этих аппаратах встряхиваемый сосуд перемещается по горизонтали. Аппарат АВУ-6п работает от сети переменного тока напряжением 220 В. Число колебаний платформы в минуту регулируется в пределах 100-225.
Для встряхивания используют также электронный вибратор, который имеет приставные детали для крепления бутылок, пробирок, длительных воронок и др. Прибор снабжен регулятором частоты колебания.
Перемешивание барботированием
Жидкости можно перемешивать, пропуская через них под небольшим давлением ток сухого чистого воздуха или азота. Подобное перемешивание (барботирование) можно эффективно осуществлять, используя газопромыватели. При барботировании следует регулировать скорость поступления воздуха или азота, чтобы избежать разбрызгивания перемешиваемой жидкости.
В химии большое значение имеет эксперимент. Эксперимент служит как источником получения знаний, так и критерием истинности знаний. Чтобы опыты проходили удачно, необходимо знать и соблюдать правила техники безопасности. Из материалов первого практического занятия вы не только узнаете о правилах безопасной работы в химической лаборатории, но и познакомитесь с видами лабораторного оборудования и способами нагревания веществ.
Читайте также: