VASE SI APARATE DE LABORATOR
Majoritatea ustensilelor si vaselor de laborator sunt confect confectiona ionate te din sticla, sticla, portela portelan, n, lemn lemn saumater saumateriale iale plastice.
La efectuar efectuarea ea unei experiente experiente eprubeta eprubeta se umple umple maxim maximum um pana pana la ½ din din inalt inaltime imea a sa. sa. Ameste Amesteca carea rea lichidel lichidelor or prin astuparea astuparea eprubet eprubetei ei cu degetul degetul si apoi apoi rasturnarea ei este incorecta si periculoasa. Este singurul vas de laborator care se incalzeste direct in flacara. Bagheta
1.
VASE SI APARATURA DIN STICLA
Marea majoritate a lucrarilor de chimie se executa in vase si aparatura de sticla. Sticla Sticla din care care se confe confecti ction onea eaza za apar aparate atele le de labora laborator tor trebuie trebuie sa indeplin indeplineas easca ca anumite anumite conditii conditii si anume: sa fie transparenta, incolora, rezistenta la actiunea acizilor si bazelor, sa aiba coeficientul de dilatare termica foarte mic, sa se poata spala usor dupa intrebuintare.
-
In functie de utilizarea lor, vasele din sticla pot fi: Cu pereti peretiii subtiri subtiri,, din sticla sticla usor usor fuzibil fuzibila, a, folos folosite ite la incalzirea puternica a substantelor lichide si solide Cu peretii peretii gros grosi, i, folosit folosite e la pastra pastrarea rea reacti reactivilo vilorr si la efectuarea lucrarilor care nu necesita incalzire.
Forma si dimensiunile vaselor si aparatelor din sticla sunt stabilite prin standarde sau prin norme interne. Eprubeta Este cel mai simplu vas de laborator, utilizat in general la analiza chimica calitativa; are peretii subtiri si are diferite dimensiuni. Sticla din care se confectioneaza trebuie sa fie incol incolor ora a sau sau cu nuante nuante verzui verzui,, sufici suficient ent de transparenta pentru a se vedea aspectul real al lichidului, la lumina naturala. 1
Este Este o verg vergea ea din din stic sticla la (15(15-20 20 cm) cm) confectionata de obicei din acelasi material cu vasele de laborator, pentru a evita zgarierea sau spargerea acestora. Are unul sau ambele capete rotunjite prin topire. Paharele cilindrice (Berzelius) Paha Pahare rele le Berz Berzel eliu ius s sunt sunt folo folosi site te la dizolvari, evaporari, precipitari. Pot fi joase sau inalte, cu sau fara cioc, de diferite capacitati.
Flacoanele conice (Erlenmeyer) Sunt Sunt folos folosite ite la incalz incalzire irea a si fierbe fierbere rea a solutiil solutiilor, or, pastrar pastrarea ea si recuper recuperare area a produsil produsilor or vola volati tili li,, in chim chimia ia anal analit itic ica a la titr titrar ari. i. Sunt Sunt confe confecti ction onate ate din din sticla sticla alba, alba, rezis rezisten tenta ta la variatii termice. Baloanele Sunt vase de sticla necesare majoritatii operatiilor din laborator. Dupa forma se deosebesc baloane cu fundul rotund, plat, cu gat lung sau scurt, cu unul sau mai multe gaturi. Sunt folosite la incalzirea sau fierberea substantelor, distilar distilari, i, masurar masurarea ea de constan constante te fizice, fizice, dezagreg dezagregare area a substantelor.
Baloanele simple sunt in general folosite pentru fierberea si incalzirea substantelor. Baloanele folosite la distilari sunt baloane de forma speciala, in functie de tipul de distilare:
Baloanele Wurtz Au fundul rotund, gatul lung si un tub lateral, folosite pentru distilari simple. Baloanele Claisen Sunt prevazute cu un tub lateral in forma de U; pot fi folosite la distilarile sub presiune.
Cristalizoarele si vase Petri Sunt vase de sticla, cilindrice, joase si largi, cu peretii subtiri, drepti sau oblici. Nu pot fi incalzite, fiind confectionate din sticla putin rezistenta la actiunea temperaturii. 2
Sunt folosite la cristalizari si evaporari lente. Sticlele de ceas Sunt utilizate la acoperirea paharelor, cantarirea diferitelor probe sau la uscarea substantelor in etuva sau in exicator. Fiolele de cantarire Se utilizeaza pentru luarea probelor solide sau lichide si cantarirea acestora. Dopul etans nu permite modificarea compozitiei substantelor, iar fundul plat permite asezarea lor pe balanta. Palniile de filtrare Sunt utilizate la transvazarea si filtrarea lichidelor. Aparatura este diferita in functie de tipul filtrarii (la presiune normala sau redusa, temperatura joasa, sau ambianta): - Filtrarea la presiune normala si la temperatura camerei (palnii conice) - Filtrarea la presiune normala, temperatura scazuta sau ridicata (palnii conice cu o manta prin care circula un lichid de racire sau incalzire) - Filtrarea la presiune scazuta, temperatura ambianta, din sticla sau portelan de tip Buchner sau Hirsch; Palnii cu frita, Creuzete filtrante - In cazul filtrarilor sub vid la temperatura ridicata, sa foloseste palnia Buchner cu manta de incalzire.
Vasele necesare colectarii filtratului in cazul filtrarii la presiune scazuta pot fi Erlenmeyerul cu trompa, pentru cantitati mari de filtrat sau eprubete cu tub lateral pentru cantitati mici.
Palniile de separare si picurare Sunt utilizate la separarea lichidelor nemiscibile de densitati diferite sau pentru extractii.
Cilindrii gradati (mensurele) Sunt confectionati din sticla cu peretii grosi si sunt folositi pentru masurarea aproximativa a volumelor.
Baloanele cotate Sunt vase pentru umplere confectionate din sticla, au fundul plat si gatul lung, marcat cu o cota circulara
3
care indica volumul inscris pe balon la temperatura indicata pe sticla.
Biuretele Sunt cilindrii din sticla gradati prevazuti cu robinete sau alte sisteme de evacuare. Se utilizeaza pentru masurarea exacta a volumelor din solutii, in general in analiza titrimetrica.
Pipetele Sunt vase pentru golire si servesc pentru masurarea exacta a volumelor solutiilor. Pot fi gradate (pentru masurarea de volume egale sau mai mici decat volumul inscris pe pipeta) sau cu bula (gradate pentru un anumit volum de lichid). Refrigerentele Pot fi ascendente sau descendente, racite cu aer sau apa; servesc la condensarea vaporilor substantelor in timpul reactiilor, recristalizarilor, distilarilor sau extractiilor. Pot fi simple, cu bula, cu spirala sau degete de racire.
Coloanele de distilare sau deflegmatoarele Sunt tuburi din sticla de diferite forme cu sau fara umplutura. Umplutura poate fi formata din bile de sticla sau din inele de sticla, portelan, fonta, alte materiale ceramice sau plastice. Sunt folosite pentru separarea cat mai eficienta a unui amestec prin distilare. Pot fi simple, cu bule, cu bule si bile din sticla sau site metalice, cu umplutura, Vigreux.
Trompa de apa Este sursa de vid cea mai folosita in laborator pentru filtrarile sau distilarile la presiune redusa; se poate obtine un vid de pana la 10 mm Hg (cu apa de 10°C).
Tuburile de absorbtie Sunt tuburi de diferite forme care atasate unui refrigerent sau unei sticle de reactivi, le protejeaza de actiunea umezelii, a dioxidului de carbon sau a prafului din atmosfera. Pentru absorbtia vaporilor de apa, tuburile se umplu cu clorura de calciu anhidra. Pentru absorbtia dioxidului de carbon se foloseste calce sodata (CaO + NaOH) Vasele de absorbtie Servesc la uscarea si spalarea gazelor, sau se folosesc ca vase de siguranta in cazul filtrarilor la trompa sau a distilarilor in vid. Sunt de trei tipuri: Wulf, Tiscenko si Drechsel. Exicatoarele
4
Sunt ustensile folosite la uscarea lenta, servind pentru absorbtia umiditatii si pentru mentinerea unei substante in stare uscata. Sunt vase de sticla cu peretii grosi acoperite cu capace din sticla cu marginile slefuite. Uscarea se poate face la presiune normala si la temperatura camerei folosind exicatorul simplu; la presiune redusa si la temperatura camerei cu exicatorul de vid; la temperatura ridicata si presiune scazuta in exicatorul Rupp. Ca agent de uscare in exicatoare se poate folosi clorura de calciu anhidra, acid sulfuric concentrat, anhidrida fosforica.
Aparatul Kipp Se utilizeaza pentru prepararea gazelor: dioxid de carbon, hidrogen sulfurat, hidrogen.
Termometrele Sunt folosite pentru masurarea si reglarea temperaturii. Pot fi termometre obisnuite, termocupluri, fotopirometre, etc. In laboratorul de chimie, cele mai intalnite sunt termometrele cu lichide si termometrele normale.
5
Termometrele cu mercur pot fi folosite intre -39°C si 750°C (practic se folosesc numai pana la 550°C); termometrele cu alcool sau toluen sunt utilizate pentru masurarea temperaturilor joase (pana la -78°C); termometre cu eter de petrol sau cu pentan tehnic masoara temperaturi de pana la -220°C. Pot fi sub forma de tub, bagheta sau tehnice.
Densimetrele Sunt ustensile din sticla folosite la determinarea densitatii unui lichid.
USTENSILE DIN MATERIALE CERAMICE Sunt mai rezistente si mai stabile la temperaturi inalte decat cele din sticla, avand si o rezistenta mai mare la socuri mecanice. Ca dezavantaje, acestea nu sunt transparente, au o greutate mare si pret mai ridicat decat cele confectionate din sticla.
Nacelele Sunt ustensile de portelan sau alte materiale ceramice, de forma paralelipipedica, ce servesc la uscarea sau calcinarea unor cantitati mici de substanta in cuptoare sau tuburi de combustie.
Mojarul cu pistil Poate fi confectionat din portelan, sticla poroasa, agat, bronz sau fonta si este folosit pentru faramitarea materialului de analizat si a substantelor care vor fi folosite sub forma de pulbere.
Creuzetele cu masa filtranta Pot fi confectionate din sticla sau din portelan. Suprafata filtranta este de porozitati diferite de la 1 la 5 (1 fiind porozitatea cea mai mare si 5 cu porii cei mai mici). Palniile Buchner sau Hirsch Pot fi din portelan sau din sticla, sunt folosite pentru filtrari la vid.
Capsulele de evaporare Sunt folosite pentru evaporarea unor solutii si topirea substantelor. Sunt confectionate din portelan smaltuit rezistent la actiunea alcalilor si pot fi folosite pentru dezagregari alcaline in analiza calitativa.
Creuzetele de portelan Sunt singurele vase de portelan care pot fi incalzite direct in flacara. Se utilizeaza pentru incinerarea si calcinarea precipitatelor, sau pentru dezagregarea substantelor prin topire acida.
6
Placile pentru exicatoare Sunt fabricate din portelan si servesc la fixarea creuzetelor sau a sticlelor de ceas in exicatoare. Triunghiuri pentru creuzete Sunt confectionate din tuburi de faianta sau samota introduse pe o sarma de fier sau de inox impletita. Se folosesc la calcinarea creuzetelor la flacara becului de gaz.
2. USTENSILE DIN METAL, LEMN, CAUCIUC SAU MATERIALE PLASTICE Unele din ustensilele de laborator din sticla sau portelan deja descrise pot fi metalice (creuzete, mojare, cristalizoare). Exista si ustensile metalice cu destinatie speciala (din argint, platina, aur sau diferite aliaje) care sunt folosite in cazul analizelor speciale. Stativele Sunt suporturi metalice cu baza triunghiulara sau dreptunghiulara, utilizate pentru fizarea diferitelor ustensile de laborator sau aparaturilor. Pe stative se folosesc mufele pentru fixarea clemelor, si inelelor. Inelele pot fi cu mufa sau fara mufa si servesc ca suport pentru palniile de separare, palnii de filtrare si vase care se incalzesc direct pe sita sau triangule. Clemele sunt obiecte metalice de strangere ce servesc la inchiderea orificiului unui tub de cauciuc sau la fixarea unor vase de laborator. Trepiedele Sunt suporturi metalice pentru baloane, pahare, bai,
Se utilizeaza la arderea diferitelor substante direct in flacara unui bec de gaz. Stativele pentru pipete si eprubete Pot fi confectionate din material plastic sau din lemn si servesc la pastrarea pipetelor si eprubetelor dupa spalare si uscare. Piseta Este folosita la spalarea precipitatelor, a peretilor paharelor. Generatorul de vapori Este un vas cilindric metalic sau un balon din sticla cu fund rotund prevazut cu un tub de evacuare al vaporilor si cu un tub de siguranta care devine tub de evacuare in cazul infundarii celui de evacuare sau in cazul scaderii nivelului apei sub cel al tubului de siguranta. Becurile de gaz Sunt ustensile metalice pentru incalzirea directa. Pot fi de tip Bunsen, Teclu sau Mecker. Arzatoarele Sunt dispozitive metalice care atasate unui bec de gaz maresc eficacitatea acestuia.
etc. Clestele de creuzet Serveste la manipularea creuzetelor dupa calcinare. Sita de azbest Se intercaleaza intre flacara becului de gaz si vasul sau aparatul care urmeaza a fi incalzit. Lingura de ars 7
Baile de incalzire Se folosesc in cazul in care nu este indicata o incalzire directa sau este nevoie de o incalzire mai indelungata. Se deosebesc bai de aer, lichide (apa, ulei, glicerina), nisip, aburi, metale sau saruri topite. Baia de aer serveste la distilarea substantelor care au punct de fierbere ridicat; incalzirea se face cu becul de gaz.
Baia de apa este utilizata la incalzirea substantelor pana la 85-90°C; apa din baie poate fi incalzita cu gaz, aburi sau electric. Baia de ulei se poate folosi pana la 250°C, iar cea de parafina intre 60-200°C. Baia de glicerina poate fi folosita pana la 200°C. Baia de nisip este utilizata pentru incalziri la temperaturi mai mari de 300°C. Stratul de nisip trebuie sa fie de 3 cm. Etuva electrica este o incapere cilindrica sau paralelipipedica, mentinuta la o temperatura constanta, prevazuta cu o usa centrala, cu mai multe rafturi si cu un termometru de control. Se pot realiza temperaturi de pana la 200-250°C cu o stabilitate a temperaturii de 2-3°C. Cuptorul electric realizeaza temperaturi cuprinse intre 400 si 2000°C in functie de domeniul de temperatura pentru care a fost construit.
8
OPERATII DE LABORATOR
1.INCALZIREA Incalzirea este una din operatiile cele mai utilizate in laborator pentru a mari viteza reactiilor chimice, pentru a determina valorile unor constante fizice, in scopul purificarii si separarii unor substante chimice, etc. Incalzirea se poate realiza cu gaze (folosind becul cu gaz) sau elctric (cu resoul, cuptorul, etuva). 2. RACIREA Racirea este operatia necesara in diferite procese ca distilarea, conndensarea, recristalizarea, etc. Agentul de racire cel mai frecvent utilizat este apa, care se poate folosi la mai multe temperaturi prin folosirea solutiile anumitor saruri in apa. Prin utilizarea acestor saruri se pot atinge -20°C folosind apa de robinet (aprox. 15°C). Alt agent de racire folosit frecvent este gheata, care are o caldura latenta mare de topire si poate fi folosita in amestecuri de racire cu anumite saruri pentru obtinerea unor temperaturi de -50°C. Valoarea mare a caldurii de vaporizare a unor lichide (dioxid de sulf lichid, amoniac licid) permite utilizarea lor la producerea temperaturilor joase. Un agent de racire des intalnit in laborator este dioxidul de carbon solid (zapada carbonica) care formeaza amestecuri racitoare cu diferiti solventi organici care pot ajunge la -90°C (cu eter etilic).
3. USCAREA Uscarea este operatia prin care dintr-o substanta solida, lichida sau gazoasa, se indeparteaza cantitati mici de apa sau alte substante lichide straine, sau vaporii acestora. Se poate realiza prin metode fizice (incalzirea, congelarea, distilarea fractionata), sau prin metode chimice (cu ajutorul substantelor deshidratante). Substantele folosite ca agenti de uscare pot fi: 1.Substante care formeaza cu apa hidrati: - clorura de calciu anhidra, folosita in exicatoare, in tuburile sau turnurile de uscare si pentru uscarea directa a substantelor organice care nu formeaza complecsi cu aceasta. - carbonatul de potasiu anhidru, in special pentru uscarea lichidelor organice si a solutiilor de substante in solventi organici. - sulfatul de sodiu anhidru, mai ales in chimia organica datorita inertiei lui chimice, pentru orice lichid organic. - sulfatul de cupru anhidru 2. Substante care reactioneaza puternic cu apa: - pentaoxidul de fosfor, folosit ca umplutura in exicatoare sau pentru uscarea gazelor - oxidul de calciu sau bariu sunt folositi pentru anhidrificarea alcoolilor inferiori si a piridinei. - sodiul si potasiul, folositi la deshidratarea alcoolilor si eterilor (de obicei distiland lichidul de pe metal).
9
