Приспособления для сборки установок

Штативы и держатели

Массивные металлические штативы для крепления посуды и сборки лабораторных приборов и установок, штативы для хранения и подогрева пробирок (из дерева, пластмасс и металла), штативы для пипеток - неотъемлемые части лабораторного инвентаря.

Универсальный лабораторный штатив Бунзена (рис. 45) служит для закрепления бюреток, холодильников, колб, делительных воронок и т. д.

Внутренняя часть держателей обычно покрыта пробкой, либо на губки натянуты отрезки резиновой трубки, чтобы не раздавить стеклянную посуду. При сильном нагревании держателей целесообразно аккуратно обмотать губки тонким асбестовым шнуром.

Лабораторный штатив Бунзена и универсальный штатив

В препаративных лабораториях удобно пользоваться универсальным штативом (рис. 46). Он состоит из двух опор 1, двух ползунов 2, двух поперечных планок 3, двух штанг 4 с задними кронштейнами и семи стоек 5. Стойки закрепляются упорными винтами 6.

Раму штатива с ползунами можно передвигать вперед и назад и закреплять винтами-фиксаторами 7. Поперечные штанги также перемещаются вниз или вверх, а стойки, все вместе или каждую в отдельности, можно перемещать по высоте или в любую сторону. Детали штатива защищены антикоррозионным покрытием. Штатив комплектуется набором держателей и двойными зажимами.

Металлический штатив для подогрева пробирок. Металлический и деревянный держатели для пробирок

Для пробирок выпускаются полиэтиленовые штативы на 10, 20 и 40 гнезд, алюминиевые на 12, 24, 48 и 60 гнезд и резиновый на 40 гнезд.

Для подогрева пробирок на водяной бане выпускаются металлические штативы (рис. 47).

Пробирочные держатели (рис. 48) представляют собой две пружинящие металлические или деревянные пластины, закрепленные в деревянной ручке. Применяются при подогревании пробирок в пламени горелки или в бане с теплоносителем.

Пробки

Кроме укупорки лабораторной посуды и приборов пробки используют в качестве соединительных элементов при сборке лабораторных установок.

Стеклянные пробки с конусными взаимозаменяемыми шлифами показаны на рис. 49. У массивных пробок шлиф бывает и удлиненный и укороченный.

Типы стеклянных пробок со шлифами

Натуральная пробка обладает упругостью, значительной термостойкостью и химической устойчивостью в отношении паров большинства органических веществ. Однако она мало устойчива к действию галогенов, сильных окислителей, концентрированной азотной и серной кислот, а также щелочей.

В зависимости от качества коры пробкового дуба различают следующие виды пробок: бархатные, полубархатные, средние и простые. Из прессованной дробленой коры вырабатываются только пробки среднего вида.

Номера корковых пробок соответствуют следующим размерам (диаметрам верхнего и нижнего оснований):

Таблица 1

Перед использованием корковых пробок, новых или старых, полезно повысить их эластичность. Для этого их следует опустить на 3-4 мин в кипящую воду, а затем в 2% раствор салициловой кислоты. После этого пробки промывают дистиллированной водой и сушат на воздухе при комнатной температуре. Затем пробки обжимают пробкомялкой (рис. 50).

Пробкомялки

Пробку почти целиком вкладывают в подходящее по размерам углубление и, многократно поворачивая, обжимают верхней частью. Не нужно сжимать сильно - пробка может растрескаться. В круглых пробкомялках пробка постепенно закатывается между кругом и неподвижным полукругом. Если требуется обжать только часть пробки, ее вставляют на необходимую глубину и придерживают левой рукой.

До обжимания диаметр корковой пробки должен быть несколько больше диаметра отверстия посуды. После обжимания пробка при незначительном нажиме должна входить до половины в горло колбы или отверстие пробирки. Недопустимо с силой вдвигать пробку в горло колбы. Вставляя пробку, следует держать колбу левой рукой, предварительно обернув горло колбы полотенцем.

Для сверления пробок выпускаются наборы ручных сверл - металлических трубок, один конец которых снабжен ручкой, а другой заточен. Выбранное сверло должно иметь диаметр немного меньше диаметра заданного отверстия.

Сверлить пробку следует начиная с нижнего торца. Пробку берут в левую руку, а сверло - в правую. Сверло нужно равномерно вращать в одном направлении, не прилагая больших усилий, иначе отверстие, по крайней мере у корковых пробок, будет неровное, с рваными краями. При сверлении пробка должна опираться на деревянную дощечку, а не на стол. Просверленные отверстия должны быть параллельны стенкам горла.

В процессе работы сверла, естественно, тупятся. Для точки сверл применяют специальный нож (рис. 51). Сверло надевают на коническую часть, нож прижимают к сверлу, которое держат в левой руке. Нож вращают правой рукой.

Затачивание сверла

Отжатые и просверленные пробки для повышения химической стойкости пропитывают парафином, коллодием или полиэтилен-парафиновой массой.

Парафинирование производят следующим образом: пробки на 15-20 мин погружают в раствор из 100 ч. воды, 50 ч. глицерина и 30 ч. желатины, нагретый до 40-50 °С, затем их обмывают водой и высушивают в сушильном шкафу при 80-90°С. Высушенные пробки вносят на несколько минут в расплавленную смесь из 42 ч. парафина и 12 ч. вазелина. Температура смеси должна быть в пределах 110-125 °С. При более высокой температуре или более продолжительной обработке пробки сильно разбухают и становятся слишком мягкими. По окончании пропитки пробки кладут остывать нижним торцом кверху.

Полиэтилен-парафиновую массу приготовляют сплавлением при 120 °С 1 ч. полиэтилена и 5 ч. парафина. Расплавленной массой покрывают поверхность пробки и сразу же вставляют ее в горловину сосуда. Такое покрытие хорошо противостоит действию кислот и щелочей, но оно совершенно непригодно при работе с органическими растворителями.

При сборке установки прежде всего нужно укрепить ее части (холодильник, дефлегматор, термометр, капельную воронку) в отверстиях, а уже потом вставить пробку в горло колбы или в соответствующее отверстие прибора.

Вставляя в отверстие стеклянную трубку, нужно держать ее ближе к тому концу, который вставляется в пробку (концы трубки должны быть оплавлены). Отверстие в пробке следует смачивать водой или глицерином.

Резиновые пробки легко обрабатываются и обеспечивают достаточную герметичность сосуда или прибора. Однако они разрушаются и теряют эластичность под действием света, хлористого водорода и сильных окислителей (галогены, оксиды азота и др.). Кроме того, они легко набухают под действием паров органических растворителей, в особенности ароматических углеводородов, и часто являются причиной загрязнения органических веществ при перегонке. Резиновые пробки, бывшие хотя бы один раз в работе, уже загрязнены, и повторное их использование возможно лишь после длительной обработки кипящей водой.

Чтобы уберечь резиновые пробки от старения, их держат в воде, глицерине, в 5% растворе карбоната аммония или 3% растворе фенола.

Для повышения устойчивости резиновых пробок к действию агрессивных химических веществ их пропитывают парафином при 100 °С в течение 1 мин, после чего помещают в сушильный шкаф на проволочную сетку на 30-40 мин при 100-105 °С.

Сверлят резиновые пробки так же, как и корковые, только сверло не следует вращать в одном направлении.

После каждого полуоборота необходимо менять направление вращения; при этом нужно извлекать сверло и добавлять в отверстие глицерин. В противном случае отверстие по мере углубления суживается.

Выпускается специальный пресс для просечки отверстий в резиновых пробках (рис. 52).

Пресс для просечки отверстий в пробках

По окончании сверления вынимают сверло и выбивают из него стержень пробки. Оставлять стержень пробки в сверле недопустимо. Просверленную пробку обмывают обильно водой, если смазкой при сверлении служил глицерин.

Номера резиновых пробок отвечают горловине сосуда, герметизируемого пробкой. Диаметр верхнего основания на 2-3 мм превышает диаметр горловины, нижнего - на 2-3 мм меньше. По ГОСТ 7852-76 выпускаются резиновые пробки следующих номеров: 5; 7,5; 10; 12,5; 14,5; 16; 19; 21,5; 24; 29; 34,5; 40; 45; 50; 60; 85.

Пластмассовые пробки, преимущественно полиэтиленовые, весьма удобны для укупорки, но их нельзя использовать при монтаже аппаратуры.

Полиэтиленовые пробки выдерживают нагревание до 70-80 °С, устойчивы по отношению к растворам кислот средних концентраций и щелочей, но подвергаются порче при действии концентрированных минеральных кислот, сильных окислителей, H2S и CCl4.

Полиэтиленовые пробки выпускаются диаметром 11, 13, 16, 20 и 23 мм.

Резиновые и пластмассовые трубки и зажимы для трубок

Для подвода воды и газа, монтажа лабораторных установок и приборов, в том числе аппаратуры, работающей при пониженном и небольшом избыточном давлении, широко используются резиновые и пластмассовые трубки.

Резиновые технические трубки, мягкие и средней твердости, тонко- и толстостенные, изготовляются следующих типов: кислотощелочестойкие для работы в растворах кислот и щелочей концентрацией до 20% (исключая азотную и уксусную кислоты); теплостойкие для работы при температуре воздуха до 90 °С и в среде водяного пара до 140 °С; морозостойкие для работы при температуре до -45 °С; масло бензостойкие, мягкие, средней и повышенной твердости, для работы в среде масла или бензина.

Вакуумные резиновые трубки со стенками, толщина которых равна диаметру отверстия (или больше), можно применять при разрежении до 1,3*10 в минус 6 Па (10 в минус 6 мм рт. ст.) в диапазоне температур 8-70 °С.

Тонкостенные трубки нельзя использовать при сборке аппаратуры для работы в вакууме, так как они при разрежении слипаются.

Для подвода воды и газа обычно используют сравнительно тонкостенные трубки, достаточно эластичные, чтобы их можно было надеть на стеклянные или металлические трубки. Перед надеванием резиновую трубку целесообразно смочить изнутри водой или глицерином. Необходимо, чтобы конец резиновой трубки был ровно обрезан, а конец стеклянной или металлической трубки не имел острых граней. Концы стеклянных трубок должны быть предварительно оплавлены, а металлических - отшлифованы.

Стеклянную трубку большого диаметра следует держать в непосредственной близости от того конца, на который надевают резиновую трубку. При работе с тонкостенными трубками стеклянную и резиновую трубки обматывают полотенцем.

Новые резиновые трубки почти всегда внутри содержат тальк, который удаляют длительной обработкой струей воды и разбавленными растворами щелочи.

Если толстостенные резиновые трубки предназначены для работы со ртутью, то прежде всего необходимо обработать их в течение 1-2 ч нагретым до 70°С 20% раствором КОН, а затем в течение 2 ч горячей дистиллированной водой, чтобы удалить серу.

Резиновые трубки следует хранить в помещении, защищенном от прямых солнечных лучей, при температуре от 0 до +25°С, при относительной влажности воздуха не более 65%, не менее чем в 1 м от отопительных приборов.

Затвердевшие резиновые трубки применять нельзя, и пытаться их размягчить не следует.

Пластмассовые трубки изготовляют преимущественно из пластифицированного поливинилхлорида и полиэтилена.

Для подвода воды и газа к приборам, работающим при атмосферном давлении, наиболее пригодны медицинские поливинилхлоридные трубки.

Винтовые и пружинные зажимы для резиновых трубок

Поливинилхлоридные шланги менее эластичны, чем резиновые, но более устойчивы к озону, хлору, галогеноводородам и другим агрессивным веществам. При кратковременном погружении конца шланга в кипящую воду (температура размягчения поливинилхлорида 80°С) пластичность возрастает настолько, что шланг без особых усилий надевается на трубку большего диаметра, чем диаметр шланга.

Полиэтилен обладает меньшей термопластичностью, чем поливинилхлорид, и, естественно, надевать подобные шланги на стеклянные трубки значительно труднее. Температура размягчения полиэтилена 110-120 °С, поэтому приходится осторожно нагревать конец шланга на слабом пламени горелки, избегая деформации трубки и ее загорания. Следует также отметить, что по охлаждении полиэтиленовая трубка прилегает к стеклу не так плотно, как поливинилхлоридная. Для непродолжительного перекрывания или уменьшения потока жидкости или газа через шланг чаще всего используют металлические зажимы, пружинные или винтовые (рис. 53). В установках, собранных на длительное время, целесообразнее использовать стеклянные соединительные краны.