Интернет-журнал 'Домашняя лаборатория', 2007 №8 - Журнал «Домашняя лаборатория»

Приборы для фильтрования. Осадок можно отделить от жидкости в простейшем случае отстаиванием и сливанием жидкости (декантацией). Все же при этом часто получается мутная жидкость и приходится применять фильтрование. Простейший прибор для фильтрования состоит из проволочной подставки, которую мы можем сами выгнуть из проволоки, стеклянной воронки и химического стакана. Фильтр складывают в 4 раза, как показано на рисунке, вставляют в воронку и вначале увлажняют водой или соответствующим растворителем. При фильтровании объемистых или очень тонких осадков часто бывает, что раствор проходит через фильтр очень медленно. Через некоторое время совсем перестает проходить, поскольку поры фильтра постепенно забиваются частицами осадка. В таких случаях фильтруют под вакуумом — тогда раствор проходит через нутч-фильтр под давлением атмосферного воздуха. Прибор для фильтрования с отсасыванием состоит из сетчатой фарфоровой или стеклянной воронки (воронки Бюхнера) (Применяются также фильтры Шотта с фильтрующей пластинкой из пористого стекла. — Прим. перев.), колбы для отсасывания (колбы Бунзена) и водоструйного насоса.

Водоструйные насосы — насосы, создающие разрежение благодаря тому, что воздух засасывается в них струёй воды. Обычный стеклянный водоструйный насос дешев. Поскольку через него должен проходить сильный ток воды, нужно очень надежно присоединить насос к водопроводному крану при помощи толстостенного резинового шланга. Этот кусок шланга закрепим на кране плотно скрученной стальной проволокой. Намного прочнее и производительнее стеклянных насосов металлические или пластмассовые насосы. Сосуд, из которого отсасывается воздух, соединяется с насосом толстостенным резиновым (так называемым вакуумным) шлангом, потому что стенки обычных резиновых трубок слипаются и соединение нарушается. Сосуды, из которых отсасывают воздух, должны быть толстостенными и безупречно надежными. При их выборе нужно обращать внимание даже на самые мелкие трещины. Кроме того, эти сосуды должны быть сферическими — иначе они не выдержат разности давлений. Ни в коем случае нельзя отсасывать воздух из плоскодонных колб, потому что они легко могут лопнуть под давлением атмосферного воздуха снаружи (Колбы Бунзена тоже плоскодонные, но их можно применять, потому что они изготовлены из очень толстого стекла. Однако при работе с ними требуется осторожность. Рекомендуется, особенно при горячем фильтровании, заворачивать их в полотенце. На промежуточную предохранительную склянку между колбой Бунзена и водоструйным насосом целесообразно надеть старый капроновый чулок или пластмассовую сетку. — Прим. перев.).

При работе под вакуумом резиновые пробки подгоняют особенно тщательно. Для большей надежности места соединений можно замазать. Конечно, удобнее соединения на шлифах со смазкой (Чаще всего в лабораториях применяют менделеевскую замазку. Перечень замазок и введения о них содержатся, например, в «Кратком химическом справочнике» В. А. Рабиновича и 3. Я. Хавина (JI., «Химия», 1978) и др. Следует, однако, подчеркнуть, что замазывать места соединения следует только в крайнем случае. При тщательной подгонке резиновых пробок легко можно обойтись без этого. — Прим. перев.).

Между водоструйным насосом и прибором, в котором проводится опыт, следует подключить предохранительный толстостенный сосуд, например, колбу Бунзена. Иначе вода из насоса может попасть в прибор.

Для безопасности при работе под вакуумом всегда нужно надевать защитные очки!

Упаривание под вакуумом или тем более вакуум-перегонку мы советуем проводить только тем читателям, у которых уже есть немалый опыт работы в лаборатории. Однако и в этом случае нужно вначале посоветоваться со специалистом или ознакомиться с методикой работы по другим книгам (См, например: П. И. Воскресенский. Техника лабораторных работ. М., «Химия», 1973; А.Я.Берлин, Техника лабораторной работы в органической химии. М., «Химия», 1973.).

Приборы для опытов по электрохимии

С учетом исключительного значения соответствующих процессов в промышленности, в этой книге описан ряд опытов по электрохимии. Для электролиза (так называют процесс разложения веществ под действием электрического тока) нам понадобится источник постоянного тока с низким напряжением Однако ток в этих опытах не должен быть слишком низким. Для простых опытов по электролизу годится даже плоская батарейка для карманного фонаря. Можно также взять 3–6 круглых элементов, включенных последовательно. Намного эффективнее свинцовый аккумулятор на 6 или 12 В обладающий не слишком малой зарядной емкостью. Многие читатели, вероятно, смогут воспользоваться аккумуляторными батареями от автомобиля. Как правило, они подойдут, хотя работают лишь в течение довольно короткого промежутка времени. Поэтому мы должны тщательно подготовить опыт, и провести его сразу после того, как аккумулятор заряжен.

При работе с такими источниками питания можно без опасения дотрагиваться до голых проводов. Разумеется, и при низком напряжении контакты должны быть очень надежными. Наверное, у читателя найдется знакомый радиолюбитель, который сможет посоветовать как лучше собрать цепь При плохих контактах возникают искры, а это может привести, например, к воспламенению выделяющегося водорода.

Между источником тока и электролитической ячейкой в большинстве случаев следует включить сопротивление Лучше всего взять ползунковый реостат сопротивлением 10 Ом, рассчитанный на не слишком малый ток (1–5 А).

Количественные электрохимические опыты возможны только при измерении сил тока. Если удастся приобрести амперметр или многопредельный ампервольтметр, то во всех опытах целесообразно измерять силу тока.

Конструкция электролитических ячеек зависит от условии опыта и указана в тексте книги — там, где описаны соответствующие опыты.

Опыты с электрической дугой

Опыты с электрической дугой требуют гораздо большей осторожности. Их можно проводить только в химических кружках!

Как известно, электрическая дуга образуется, если кратковременно привести в соприкосновение два электрода из угля или металла, а затем раздвинуть их на несколько миллиметров. Для возникновения электрической дуги требуется напряжение не меньше 30–40 В. Правда, дугу можно получить с помощью источника как постоянного, так и переменного тока. Ток в наших опытах должен быть не менее 3–5 А. В физических кабинетах хорошо оборудованных школ имеется трансформатор переменного напряжения или большая батарея нужного напряжения и емкости. Между источником тока и электродами обязательно надо включить в электрическую цепь входное сопротивление, иначе произойдет короткое замыкание.

При опытах с электрической дугой необходимы все меры предосторожности, требуемые при работе с высоким напряжением. К их числу относятся использование надежных, тщательно изолированных контактов и отсутствие влаги в окружающей среде. Работать нужно, положив под ноги электроизоляционный материал, например резиновый коврик, в резиновых или, в крайнем случае, в других (сухих!) перчатках. Разумеется, ни в коем случае нельзя прикасаться к электродам. Перед тем, как загорится электрическая дуга, нужно надеть очень темные очки (очки для сварки). Иначе из-за ослепительного яркого света можно сильно повредить глаза. Обычные солнцезащитные очки для этого опыта не подойдут.

ОБРАБОТКА СТЕКЛА

Стеклянные трубки незаменимы для