Дефлекматоры, аллонжи, пауки)
Холодильники (рис. 6) служат для охлаждения и конденсации паров при проведении реакций с органическими соединениями и при перегонках.
Рис. 6. Холодильники: а - Либиха; б - обратный шариковый; в - змеевиковый
Холодильники бывают обратными, когда конденсирующиеся в них пары стекают обратно в реакционную массу; нисходящими, или прямыми, как их называют в том случае, если при перегонке конденсат из холодильника поступает в приемник. Охлаждающими агентами для холодильников служат воздух (воздушный холодильник) или, чаще всего, вода (водяной холодильник). Широко распространенным холодильником, применяемым в лаборатории, является холодильник Либиха, который используется в качестве нисходящего и обратного. Холодильник Либиха создан по принципу труба в трубе, состоит из наружной рубашки и внутренней трубки. Если холодильник Либиха используется как нисходящий, то воду подают по принципу противотока, т.е. вода должна двигаться навстречу парам охлаждающей жидкости. Если холодильник употребляется как обратный, то воду подают в нижний отросток рубашки, чтобы полностью заполнить холодильник водой и эффективно сконденсировать пары жидкости.
В лаборатории часто применяют также шариковый холодильник и змеевиковый. В шариковом внутренняя трубка имеет шаровидные расширения, значительно улучшающие его охлаждающее действие. В змеевиковом холодильнике пары конденсируются во внешней рубашке, а по внутренней трубке, свернутой в спираль, движется охлаждающий агент. Такой холодильник очень эффективен, так как происходит и водяное и воздушное охлаждение, а кроме того, спираль имеет большую поверхность. Иногда, чтобы обеспечить большую эффективность, используют более сложные по устройству холодильники.
Капельные воронки (рис. 7) служат для приливания жидкости к реакционной смеси.
Рис. 7. Воронки: а, б - делительные; в, г - капельные; г - с трубкой для выравнивания давления
Перед началом работы с капельной воронкой шлиф стеклянного крана необходимо смазать специальной смазкой; это дает возможность легко открывать кран. После смазывания крана следует проверить, не пропускает ли воронка жидкость при закрытом кране. Воронки тоже могут отличаться по своему устройству в зависимости от их назначения. Делительные воронки применяют для разделения несмешивающихся жидкостей.
Дефлегматоры (8а,б) служат для отделения паров жидкости от мелких капель при её кипении и проведении фракционных перегонок. Чаще всего используются игольчатые дефлегматоры.
а б в г д е
Рис. 8. Дефлекматоры (а,б), аллонжи (в,г), пауки (д,е)
Аллонжи (рис. 8 в,г) служат для отвода дистиллята во время перегонки. Аллонжи могут иметь специальные отводы для подключения вакуумного насоса или хлоркальциевой трубки. Аллонжи для вакуумной перегонки имеют несколько отводов и называются пауками (рис. 8 д,е).
Основные операции при работе в лаборатории
Сборка приборов
Прежде чем налить в колбу жидкость или наполнить ее каким-либо другим веществом, нужно собрать прибор, и только убедившись в правильности сборки, приступать к выполнению синтеза. Соединять отдельные части прибора надо осторожно во избежание их поломки. Подгонку пробок и других соединений следует производить до закрепления прибора в штативе.
В настоящее время часто используют аппаратуру с соединением на шлифах. Шлифы следует смазывать специальной вакуумной смазкой, но не слишком жирно, иначе смазка может попасть в реакционную смесь или в полученный продукт.
До вставления пробки в колбу необходимо соединить от-верстия пробки с соответствующими приборами (капельной воронкой, холодильником и т.п.), причем в случае применения резиновой пробки следует предварительно легко смочить её отверстия глицерином. Затем пробку соединяют с сосудом, при этом посуду нельзя ставить на стол или держать за дно. Сосуд следует держать за горло как можно ближе к тому месту, куда вставляется пробка, иначе можно поранить руки. Вынимать и надевать пробку нужно не слишком энергично, осторожно вращая ее. При сборке прибора приходится надевать на стеклянные части резиновые трубки. Для уменьшения трения нужно слегка смочить трубку водой или глицерином. Не рекомендуется смазывать резиновую трубку маслом или вазелином, так как последние впитываются резиной, которая разбухает и становится менее эластичной. При надевании резиновой трубки на стеклянную следует взять резиновую трубку у самого конца и надвигать на трубку не прямо, а несколько сбоку или снизу. Собирая прибор, надо не только наблюдать за плотностью и правильностью соединения отдельных его частей, но и строго следить за тем, чтобы прибор всегда имел сообщение с атмосферой, во избежание повышения в нем давления в результате нагревания или выделения газов.
После того как собраны основные части прибора, его укрепляют в штативе. Чтобы избежать поломок в собранном приборе, необходимо всегда обращать внимание на наличие прокладок на зажимах и захватах лапок. Крепить колбы в зажимах следует не за середину горла, а около пробки. Аппаратуру больших размеров нельзя закреплять слишком жестко. Мешалки, дефлегматоры необходимо закреплять строго в вертикальном положении.
После окончания сборки прибора следует тщательно осмотреть аппаратуру и убедиться в правильности сборки. Наиболее часто применяемые приборы для синтеза и очистки органических соединений приведены на рис. 9-17.