Вспомогательное оборудование в лабораторной практике

[G.Patton]

Введение.

Лабораторное оборудование - различные приборы и оборудование, используемые сотрудниками лаборатории для проведения экспериментов или измерений. Лабораторное оборудование подразделяется на общее лабораторное оборудование, измерительное оборудование, специализированное оборудование, испытательное оборудование и аналитическое оборудование. В данной теме мы рассмотрим дополнительно лабораторное оборудование, которое не менее важно, чем лабораторная посуда.

Наиболее распространенное оборудование.

Подставка для реторты.

В химии подставка для реторты, также называемая подставкой с зажимом, кольцевой подставкой или подставкой, представляет собой элемент научного оборудования, предназначенный для поддержки других предметов оборудования и стеклянной посуды - например, бюреток, пробирок и колб. Типичная подставка для реторты состоит из тяжелого основания и вертикального стержня, которые обычно изготавливаются из металла. К стержню с помощью винтов с накатанной головкой можно прикрепить множество аксессуаров, таких как зажимы различных типов и железные кольца, на той высоте и в той ориентации, которые необходимы для поддержки целевого оборудования.

Спойлер: Подставки для реторт

Подставки для колец, кольца и зажимы: Подставки с кольцами используются для подвешивания мензурок, колб и т.д., обычно над источником тепла. Зажимы используются для обеспечения надежного захвата емкостей.

Зажимы для фиксации аппаратов.

Спойлер: Зажимы

Название товара.

1. Удлинительные зажимы (с виниловыми рукавами и без).
2. Трехпалые зажимы (виниловые и огнестойкие рукава).
3. Кольцевой зажим (железные кольца).
4. Проволочная сетка.

Держатель зажима или крепление зажима - это лабораторное оборудование, которое используется для крепления лабораторных зажимов, например, удлинительных зажимов, или других приспособлений к кольцевому штативу или лабораторной раме. Материал может быть изготовлен из латуни, чугуна, нержавеющей стали, алюминия или никелированного цинка.

Железное кольцо или кольцевой зажим - это предмет лабораторного оборудования, состоящий из соединенных между собой металлического кольца и радиально расширяющегося стержня. В некоторых случаях стержень оканчивается винтовым зажимом для крепления к штативу реторты или другой опоре; в других случаях стержень может быть прикреплен к штативу с помощью держателя лабораторного зажима. Железные кольца широко используются, например, в химических лабораториях для поддержки приборов над рабочей поверхностью.

• Конические предметы, такие как фильтровальная воронка или сепарационная воронка.
• Глиняный треугольник, который сам поддерживает такой предмет, как тигель.
• Проволочная сетка, которая сама поддерживает плоскодонную мензурку или коническую колбу.
• Большая и, следовательно, тяжелая круглодонная колба.

В некоторых случаях на стороне кольца, противоположной стержню, прорезается щель. Это делается для того, чтобы воронку можно было ставить и снимать с кольца сбоку, а не сверху, что более безопасно.

Проволочная марля.

Проволочная марля - это лист тонкого металла с сетчатыми узорами или проволочной сеткой. Проволочную марлю кладут на опорное кольцо, прикрепленное к стойке реторты между горелкой Бунзена и стеклянной посудой, чтобы поддерживать мензурки, колбы или другую стеклянную посуду во время нагревания. Проволочная марля - важный элемент вспомогательного оборудования в лаборатории, поскольку стеклянную посуду нельзя нагревать непосредственно пламенем бунзеновской горелки, и требуется использование проволочной марли для рассеивания тепла, что помогает защитить стеклянную посуду. Стеклянная посуда должна быть с плоским дном, чтобы оставаться на проволочной сетке.

Спойлер: Проволочная сетка

Горелки.

Спиртовая горелка.

Спиртовая горелка или спиртовая лампа - это лабораторное оборудование, используемое для получения открытого пламени. Она может быть изготовлена из латуни, стекла, нержавеющей стали или алюминия. В некоторых случаях спиртовые горелки предпочтительнее бунзеновских в целях безопасности, а также в лабораториях, где нет доступа к природному газу. Их пламя ограничено примерно 5 сантиметрами (двумя дюймами) в высоту, а температура сравнительно ниже, чем у газового пламени горелки Бунзена.
Некоторые проволочные марли имеют керамический центр. Обычная проволочная марля может эффективно передавать тепло, но марля с керамическим центром позволяет теплу распределяться более равномерно. Керамика в центре проволочной марли скрепляется под высоким давлением, чтобы предотвратить ее отслаивание.

Спойлер: Спиртовая горелка

Горелка Бунзена.

Горелка Бунзена, названная в честь Роберта Бунзена, - это разновидность газовой горелки, используемой в качестве лабораторного оборудования; она дает одно открытое газовое пламя и применяется для нагревания, стерилизации и сжигания. В качестве газа может использоваться природный газ (в основном метан) или сжиженный нефтяной газ, например пропан, бутан или их смесь. Достигаемая температура сгорания частично зависит от адиабатической температуры пламени выбранной топливной смеси. Максимальная температура пламени может достигать 1560 °C.

Спойлер: Горелка Бунзена

Нагревательная мантия.

Нагревательная мантия, или изомантия, - это лабораторное оборудование, используемое для нагрева контейнеров в качестве альтернативы другим формам нагреваемой бани. В отличие от других нагревательных устройств, таких как плиты или горелки Бунзена, стеклянные контейнеры могут быть помещены в непосредственный контакт с нагревательной мантией без существенного увеличения риска разбития стеклянной посуды, поскольку нагревательный элемент нагревательной мантии изолирован от контейнера для предотвращения чрезмерных температурных градиентов. Нагревательные мантии могут иметь различные формы. В одном случае электрические провода встроены в полосу ткани, которая может быть обернута вокруг колбы. Сила тока, подаваемого на устройство, и, соответственно, достигаемая температура регулируются реостатом. Этот тип нагревательной мантии весьма полезен для поддержания заданной температуры в сепарационной воронке, например, после того, как содержимое реактора было удалено из первичного источника тепла.

Другая разновидность нагревательной мантии может напоминать банку из-под краски и представляет собой "корзину" внутри цилиндрической канистры (часто изготовленной из пластика или металла, например, алюминия). Жесткая металлическая внешняя часть поддерживает "корзину" из ткани и включает в себя нагревательные элементы внутри корпуса нагревательной мантии. Чтобы нагреть предмет, его помещают в корзину нагревательной мантии.

В отличие от других методов нагрева колбы, таких как масляная или водяная баня, использование нагревательной мантии не приводит к образованию остатков жидкости, которые могут стекать с колбы. Кроме того, нагревательные мантии обычно равномерно распределяют тепло по поверхности колбы и менее склонны к образованию вредных горячих точек.

Спойлер: Нагревательные мантии

Лабораторные термометры.

Лабораторные термометры - это приборы, используемые для измерения температуры. Существует множество типов лабораторных термометров, таких как дифференциальные, механические, регистрирующие и т.д. Лабораторные термометры все чаще оснащаются цифровыми дисплеями и имеют возможность ввода показаний в компьютерные и программные программы для ведения журнала. Лабораторный термометр может использоваться в различных научных целях и встречается практически во всех лабораториях, особенно в фармацевтических, экологических, пищевых и нефтяных. Лабораторный термометр может измерить, насколько горяч или холоден образец или окружающая среда, однако диапазон измерений у разных моделей может сильно отличаться.

Точные термометрические испытания и регистрация данного образца - или определение температуры и влажности окружающей среды - часто являются неотъемлемой частью точных испытаний материалов. Также как и определение типа полевого/лабораторного термометра, наиболее подходящего для ваших конкретных потребностей в испытании материалов. Эта статья в блоге помогает снять напряжение с этого процесса и дает представление о ртутных термометрах с жидкостью в стекле (LiG), ртутных термометрах без ртути LiG и цифровых термометрах. Здесь также представлена информация об ограничениях использования ртутных LiG-термометров, в том числе в лабораторных и промышленных целях, и, наконец, соображения по выбору типа термометра, отвечающего вашим потребностям.

Ртутные термометры ASTM для испытаний материалов
Когда-то ртутные термометры были одним из самых распространенных LiG-термометров, их превозносили за высокий уровень точности и способность измерять экстремальные диапазоны температур. Однако в течение последних двух десятилетий многочисленные государственные, местные и федеральные органы классифицировали ртуть как токсичную, и многие из них постепенно прекратили и запретили использование ртути в термометрах и других приборах. Продажа и доставка ртутных приборов часто регулируется, а иногда и запрещается в конкретном регионе. Национальный институт стандартов и технологий (NIST) прекратил калибровку ртутных термометров в 2011 году, и альтернативные ртутные термометры начали получать все большее распространение и технологический прогресс.

Спойлер: Лабораторные термометры

Трубки и шланги.

В различных типах установок для оснащения лабораторий, при соединении входных или выходных трубопроводов из металла и пластика, используются гибкие трубы из резины, полиэтилена, силикона, поливинилхлорида. Лабораторная трубка, может служить продолжением стеклянных отводов. Например, ее можно надеть на выходной клапан электрического лабораторного дистиллятора, чтобы направить дистиллят в подготовленную стеклянную посуду, надеть на выход холодильника, перекачивающего насоса или воронки.

Требования к лабораторным шлангам.

• Устойчивость к воздействию химических веществ. Поэтому трубки изготавливаются из нейтральных материалов, которые не взаимодействуют с переливающимися, перекачиваемыми жидкостями. Хотя полностью избежать этого невозможно.
• Устойчивость к высоким температурам. Эластичные трубки не должны трескаться или чрезмерно размягчаться.
• Гибкость. Их нельзя сгибать под прямым и тем более острым углом, так как этот лабораторный аксессуар обладает "памятью"; после резкого сгиба он не вернется в исходную форму и, скорее всего, вам придется покупать новый.

Спойлер: Трубки и шланги

Название предмета.

1. Толстостенная вакуумная трубка.
2. Горелка Бунзена.
3. Деревянные бруски.
4. Резиновая трубка.

Классификация трубок.

• Внешний и внутренний диаметр. В свою очередь, этот показатель определяет максимальную вязкость растворов, которые проходят внутри трубки. Чем меньше диаметр и выше плотность жидкости, тем больше вероятность того, что движение просто остановится из-за засора в сечении. Подобное происходит и с якорем магнитной мешалки, который может застрять в вязкой массе.
• Классификация трубок.
• Наружный и внутренний диаметр. В свою очередь, этот показатель определяет максимальную вязкость растворов, проходящих внутри трубки. Чем меньше диаметр и выше плотность жидкости, тем больше вероятность того, что движение просто остановится из-за засорения проходного сечения. Подобное происходит и с якорем магнитной мешалки, который может застрять в вязкой массе.
• По толщине стенок. Толстостенные трубы, особенно армированные волокном, используются для перекачки газов и жидкостей под высоким давлением. В этом случае особое внимание следует уделить герметичности стыковочных соединений, где гибкий шланг или лабораторный патрубок соединяется с отводом, краном, патрубком.
• По качеству резины, силикона и других материалов. Следует обратить внимание на 2 аспекта. Во-первых, едкие реагенты, органические растворители, щелочи, кислоты, агрессивные газообразные компоненты могут взаимодействовать с внутренней поверхностью трубки, разрушая ее. Во-вторых, может быть нарушена чистота химического эксперимента, когда, например, соединения проникают из резиновой трубки в раствор, выступая в роли загрязнителя.

Инструменты, используемые во всех лабораториях.

Спойлер: Инструменты, используемые во всех лабораториях

Инструменты, используемые на всех курсах химии:
Название предмета:

1. Щипцы для кюветы.
2. Держатель для пробирок.
3. Ударник.
4. Пинцет.
5. Шпатели.
6. Лопаточка.
7. Стеклянная палочка для перемешивания.
8. Пипетка Пастера.
9. Колба для пипетки.

Щипцы и пинцеты используются для обработки, удержания и захвата различных контейнеров. Щипцы могут удерживать более широкие пробирки, в то время как пинцет обычно работает с меньшими емкостями, такими как градуированные цилиндры и пробирки.
Шпатели и совки используются для зачерпывания химических веществ и твердых веществ из емкостей в тигель для взвешивания. Иногда их также используют для смешивания химических веществ.

Бутылки для мытья .

Спойлер: Бутылки для мытья

Бутылка для промывки - это бутылка с насадкой, используемая для ополаскивания различных предметов лабораторной посуды, таких как пробирки и круглодонные колбы.
Бутылки для промывки закрываются крышкой с завинчивающейся головкой. При надавливании рукой на бутылку жидкость внутри находится под давлением и вытекает из сопла в виде узкой струи. Использование бутылок для промывки помогает исследователям контролировать и измерять точное количество используемой жидкости. Кроме того, нежелательные вещества или частицы не могут пройти через промывные бутылки. Использование промывных бутылок удобнее, чем использование мензурок и градуированных цилиндров.

Резиновый фитинг для адаптера термометра.

Спойлер: Резиновый фитинг для адаптера термометра

Используется для установки термометра в горловину сустава Клейзина или любого другого. Позволяет держать сустав изолированным от атмосферы.

Пластиковый зажим (зажим Кек).

Спойлер: Пластиковый зажим (зажим Кека)

Зажимы Keck - это зажимы специального назначения: они скрепляют два куска стандартного конусного стекла. Они сделаны из пластика и могут расплавиться, если их слишком сильно нагреть, а также легко ломаются без всяких провокаций.

Зажимы.

Стеклянная посуда для органической химии часто разделена на сегменты, поэтому ее можно располагать по-разному для достижения различных целей. Важно, чтобы предметы были надежно закреплены в аппарате, чтобы горючие пары не выходили наружу, а предметы не падали (при этом стеклянная посуда может разбиться или содержимое пролиться). В некоторых химических лабораториях на столешнице закреплены решетки из металлических прутьев (рис. 1 c), которые можно использовать для фиксации приборов, а в других лабораториях используются кольцевые подставки (рис. 1 a). Кольцевые подставки должны располагаться так, чтобы прибор был зажат непосредственно над тяжелым металлическим основанием, а не в противоположном направлении от основания (рис. 1 a, а не рис. 1 b).

Спойлер: Рис.1

a) Правильное крепление аппарата к кольцевой подставке, когда аппарат находится непосредственно над металлическим основанием; b) Неправильное использование кольцевой подставки, когда аппарат не находится непосредственно над металлическим основанием; c) Металлическая решетка для зажима аппаратов.

Металлические зажимы используются для соединения стеклянных изделий с кольцевыми подставками или металлическими решетками. Два распространенных типа зажимов - это "удлинительные зажимы" и "трехпалые зажимы" (рис. 2 a). Хотя во многих ситуациях эти зажимы можно использовать как взаимозаменяемые, при зажатии круглодонной колбы (рис. 2 b) следует использовать удлинительный зажим, поскольку трехпалые зажимы плохо держатся. Удлинительный зажим должен надежно обхватывать горлышко круглодонной колбы ниже выступа стекла (рис. 2 b, а не рис. 2 c). Зажимы с тремя пальцами обычно используются для фиксации конденсаторов (рис. 1 b), колб для отсасывания и хроматографических колонок (рис. 3).

Спойлер: Рис.2

a) Удлинительные и трехпалые зажимы, b) Правильное использование удлинительного зажима на круглодонной колбе, c) Неправильный зажим (колба может соскользнуть).

К обоим типам зажимов часто прилагаются виниловые втулки, которые при желании можно снять. Виниловые втулки обеспечивают мягкий захват стеклянной посуды, но не должны использоваться с горячими изделиями, так как они могут расплавиться (или, по опыту автора, загореться!). Иногда в качестве альтернативы огнестойкие рукава поставляются вместе с зажимами (крайний правый зажим на рис. 2 a).

Спойлер: Рис. 3 Примеры использования трехпалых зажимов для удержания

a) колб, b) хроматографических колонок, c) пипеточных колонок.

Кольцевые зажимы (или железные кольца) также часто используются в органической лаборатории. Они используются для удержания сепарационных воронок (рис. 4 a), а также для фиксации воронок при фильтровании или переливании жидкостей в узкие соединения (рис. 4 b). Кроме того, их можно использовать вместе с проволочной сеткой в качестве платформы для поддержки колб (рис. 4 в).

Спойлер: Рис. 4 Использование кольцевых зажимов для:

a) Удержание сепарационных воронок, b) Удержание воронок, c) Сборка регулируемой платформы.

Пластиковые зажимы (иногда их называют "зажимы Кека" или "зажимы Кека") также часто используются для фиксации соединений между шарнирами (рис. 5). Зажимы направлены, и если они не защелкиваются легко, то, скорее всего, они перевернуты. Пластмассовые клипсы не следует использовать на частях прибора, которые нагреваются, так как они могут расплавиться при температуре выше 140 ˚C (рис. 5 b). В качестве альтернативы в горячих зонах можно использовать металлические версии этих зажимов. Не следует рассчитывать на то, что зажимы будут удерживать значительный вес, так как они могут легко выйти из строя (особенно если они были нагреты). Поэтому реакционные колбы не должны удерживаться только зажимами, а всегда должны поддерживаться каким-то более существенным способом (например, удлиняющим зажимом, прикрепленным к кольцевой подставке).

Спойлер: Рис.5

a) Использование пластикового зажима, b) Расплавленный зажим

Заключение.

Я описал наиболее распространенное лабораторное оборудование, которое не было упомянуто в теме "Лабораторная посуда". Надеюсь, эта информация будет полезна всем посетителям нашего форума. Если у вас возникнут вопросы, не стесняйтесь обращаться ко мне.