Правила работы с химическими реактивами
Сыпучие реактивы из банки (тары) отбирают шпателем (рис. 1.9, а) (или фарфоровой ложкой, рис. 1.9, б), растворы (жидкости) наливают из склянок либо отбирают прилагаемыми (вставленными в пробку) пипетками. Просыпанный (пролитый) реактив или реактив, по ошибке взятый в избытке, нельзя возвращать обратно в тару. Его следует утилизировать.
Утилизация отходов (остатков) реактивов и нейтрализация полученных в результате экспериментов смесей производится следующим образом: водные растворы неопасных веществ (кислот и оснований малой концентрации) сливают в кристаллизатор, разбавляют дополнительно водой и выливают в раковину. Отходы органических растворителей, солей серебра и ртути собирают в вытяжном шкафу в отдельные склянки с соответствующими надписями. Растворы, содержащие аммиак, сероводород, хлор и другие опасные летучие вещества, следует выливать в кристаллизатор под тягой. После этого сосуд ополаскивают водой и эту воду тоже выливают в раковину под тягой. Только после этого сосуд можно окончательно вымыть в обычной раковине.
Мытье посуды
Стеклянную посуду считают чистой, если вода не образует отдельных капель на стенках, а стекает равномерной пленкой. Удалять загрязнения со стенок посуды можно различными методами: механическими, химическими или комбинируя их. К механическим способам можно отнести мытье посуды теплой водой с помощью щеток (ершей) или мытье паром. Физико-химические методы заключаются в удалении загрязнений с помощью органических растворителей (бензин, ацетон, спирты и др.), поверхностно-активных моющих средств или фосфата натрия. Химические методы – мытье посуды хромовой смесью, раствором перманганата калия, смесью соляной кислоты и пероксида водорода, концентрированным раствором щелочи или серной кислотой.
Измерение объемов
Для измерения объема жидкости в случаях, не требующих большой точности, используют мензурку и мерный цилиндр (рис. 1.10).
Для точного измерения объема служат мерные колбы (рис. 1.11), мерные пипетки (пипетка Мора, градуированная пипетка) и бюретки (рис. 1.12). Мерные колбы калиброваны «на вливание», а пипетки на «выливание», т.е. для измерения объема налитой в колбу или вылитой из пипетки жидкости. Бюретки с краном (рис. 1.12, г, д) и зажимом (рис. 1.12, в) служат для точного измерения объема вытекающей жидкости.
При любых измерениях объемов жидкости отсчет должен производиться таким образом, чтобы глаз находился на одном уровне с краем мениска.
Нагревание
В лаборатории применяют как электрические нагревательные приборы, так и спиртовки (нагревание открытым пламенем). Для поддержания постоянной температуры в процессе эксперимента используются водяные термостаты (интервал температур от комнатной до 80–90 °С) или песчаные бани (100–300 °С).
Для нагрева используют электрические плитки, печи и сушильные шкафы. Для нагревания жидкостей применяются только плитки с закрытой спиралью. При этом следует использовать термостойкую посуду. Растворы (или другие жидкости) можно также нагревать в электрических водяных банях (сосуд с водой, подогреваемый с помощью электричества). Для более равномерного прогревания жидкости рекомендуется вращать сосуд. Жидкости в сосуде при нагревании должно быть не более половины его объема. Для прокаливания, плавки и других операций при высоких температурах используют электрические печи (трубчатые или муфельные).
Для упаривания растворов или просушивания твердых веществ применяют специальную фарфоровую посуду – тигель или выпаривательную чашу (рис. 1.16). Фарфоровая посуда для этих операций обязательно должна быть тонкостенной.
При работе с открытым пламенем нагревать посуду желательно через огнезащитную сетку (рис. 1.17), которую кладут на кольцо штатива или треногу. Пламя горелки при этом не касается сосуда и нагревание получается более равномерным.
Нагревание открытым пламенем – более быстрый, но более опасный способ нагревания. Посуда прогревается неравномерно, потому возможно растрескивание сосуда. Нагревание открытым пламенем газовой горелки возможно только для круглодонных колб (рис. 1.18) и пробирок. Остальные сосуды использовать нежелательно. При нагревании пробирку зажимают пробиркодержателем (рис. 1.19), колбу – за горло специальной лапкой, или закрепляют в штативе (см. рис. 1.8).
Для перемещения горячих выпаривательных чаш и тиглей используют тигельные щипцы (рис. 1.20).
Измельчение вещества
Измельчение твердых материалов можно производить вручную (в ступках) (рис. 1.25) или механически (в мельницах).Ступки могут быть изготовлены из различных материалов: латунные, фарфоровые и агатовые.
В ступках измельчают небольшие количества веществ, причем объем вещества не должен превышать трети объема ступки. Вначале осторожными ударами пестика измельчают крупные куски вещества, доводя их до размеров горошины, затем медленно растирают круговыми движениями, не очень сильно прижимая пестик к стенкам ступки. По мере измельчения вещества скорость движения пестика можно увеличить. Во время измельчения вещество периодически собирают пестиком или шпателем со стенок к центру ступки.
Полученный порошок (измельченный до нужной степени) пересыпают в заранее подготовленную посуду или сразу же используют. При измельчении пылящих веществ работу следует проводить в вытяжном шкафу.
Фильтрование
Суть фильтрования состоит в том, что жидкость с находящимися в ней частицами твердого вещества пропускают через пористую перегородку (фильтр). Поры фильтра столь малы, что жидкость (фильтрат) через них проходит, а частицы твердого вещества задерживаются. Таким образом, осадок собирается на фильтре, а жидкость – в сосуде (рис. 1.26). Фильтры могут быть бумажными (складываются из фильтровальной бумаги), стеклянными или фарфоровыми (пористая стеклянная или фарфоровая пластина), сыпучими (слой хорошо очищенного кварцевого песка), тканевыми или из стекловаты (или обычной ваты) и др.
В зависимости от целей разделения жидкости и осадка применяют различные фильтры. Общее требование – материал фильтра не должен реагировать с жидкостью или осадком.
Один из широко распространенных материалов для фильтров – фильтровальная бумага. Она отличается от обычной бумаги тем, что не проклеена, более чистая и волокнистая. Фильтровальную бумагу заранее можно нарезать кругами различного диаметра. Плотность (пористость) фильтровальной бумаги определяется по цвету бумажной ленты, которой оклеена пачка готовых фильтров: черная (розовая) лента – быстрофильтрующие (с большими порами) фильтры; белая лента – фильтры со средним размером пор; синяя лента – плотные фильтры, предназначенные для фильтрования мелкозернистых осадков.
Собираемая жидкость (фильтрат) может после фильтрования остаться мутной. В этом случае ее следует профильтровать повторно, используя фильтр с более мелкими порами.
Простой фильтр обычно употребляют в случаях, когда отделяют крупнокристаллический осадок. Для приготовления такого фильтра бумагу складывают вчетверо, как показано на рис. 1.27, затем обрезают и вкладывают в воронку.
Складчатый (плоёный) фильтр (рис. 1.28) обладает большей площадью поверхности, поэтому фильтрование на нем идет быстрее.
При фильтровании воронку с фильтром закрепляют в кольце штатива. Перед началом процесса фильтр смачивают чистым растворителем (водой). Край фильтра не должен доходить до края воронки примерно на 0,5 см. Фильтрование ускоряется, если в стебле воронки находится жидкость.
Контрольные вопросы
1. Общие правила работы в химической лаборатории.
2. Техника безопасности и меры предосторожности.
3. Правила работы с кислотами, первая помощь при ожогах.
4. Правила работы со щелочами, первая помощь при ожогах.
5. Правила работы с токсичными соединениями, первая помощь при отравлениях.
6. Первая помощь при термических и химических ожогах.
7. Химическая посуда и оборудование.
8. Правила работы с химическими реактивами.
9. Квалификация реактивов.
10. Фильтрование.
11. Мытье посуды.
12. Измерение объемов.
13.Нагревание.
14. Измельчение вещества.
Контрольные задания
1. Напишите название оборудования и подпишите его составные части.
2. Подпишите названия стеклянной посуды общего назначения.
Ответы на контрольные вопросы