Что такое жаропрочный сосуд

Посуда химическая лабораторная (п.х.л.) – изделия, изготовленные из стекла, кварца, фарфора и др. материалов, которые применяются для препаративных и химико-аналитических работ.

Требования, которым должна соответствовать химическая посуда:

• Термоустойчивость, малый коэффициент теплового расширения материала
• Устойчивость к воздействию химических реагентов
• Загрязнения должны легко отмываться

В данной статье мы классифицируем всю химическую посуду на три группы по ее назначению: мерная, немерная и специального применения.

Мерная химическая посуда

Мерная посуда имеет точную градуировку, нагреванию ее не подвергают.

• Пипетки

• Пипетки служат для отбора жидкостей (до 100 мл) и газов (от 100 мл)

  

• Бюретки

• Применяются для измерения точных объемов, титрования (метод количественного/качественного анализа в аналитической химии)

  

• Мерные колбы, мензурки и цилиндры

• С помощью мерных колб, мензурок и цилиндров отмеривают и хранят определенные объемы жидкостей.

  

Немерная химическая посуда (общего назначения)

К такой химической посуде относятся изделия, многие из которых употребляются с нагревом: пробирки, стаканы, колбы (плоскодонные, круглодонные, конические), реторты.

• Воронки, делительные воронки

• Служат для переливания и фильтрования жидкостей. Делительные воронки применяются для разделения несмешивающихся жидкостей.

  

• Кристаллизатор

• Используется для выпаривания растворов и очистки веществ путем перекристаллизации – методе, основанном на различии растворимости вещества в растворителе при различных температурах.

  

• Сифон

• Сифон химический применяется для безопасного перекачивания жидких сред из бутылей, бочек, канистр. Особенно важен сифон в работе с агрессивными опасными химическими веществами.

  

• Банки, склянки, бюксы

• Банки служат для хранения твердых веществ, склянки – для хранения жидких веществ, а также в качестве резервуара, из которого жидкость поступает в другой раствор, например, в бюретки в ходе титрования.

  Бюкс – баночка с притертой пробкой, используется как емкость при исследовании, в ходе которых высушиваются и взвешиваются сыпучие материалы

  

• Капельница

• Химическая капельница применяется для дозирования растворов и индикаторов.

  

• Химические ложки, шпатели

• Используются с целью взятия твердых и сыпучих веществ. Могут служить для перемешивания жидкостей.

  

• Штатив для пробирок

• Применяется для одновременного размещения и закрепления множества пробирок.

  

Химическая посуда специального назначения

Данная посуда отличается тем, что предназначена для какой-либо одной цели.

• Колбы для дистилляции (колбы Вюрца)

• Круглодонная колба с отводом для вставки прямоточного холодильника. Используется для перегонки различных веществ.

  

• Колба Бунзена

• Плоскодонная коническая колба, которая применяется для вакуумного фильтрования.

  

• Воронка Бюхнера

• Применяется для фильтрования растворов при помощи фильтровальной бумаги под вакуумом.

  

• Воронка (фильтр) Шотта

• Фильтр Шотта представляет собой стеклянную пористую пластинку. Фильтр Шотта используют в ходе вакуумного фильтрования.

  

• Прямой холодильник

• Применяется для конденсирования паров и отвода образовавшегося конденсата из системы, сбор конденсата происходит в колбу-приемник.

  

• Обратный холодильник

• Применяется для конденсирования паров и возврата конденсата в реакционную массу. Обычно устанавливается вертикально.

  

• Аллонж

• Конструктивный элемент химических приборов, чаще всего используется для соединения холодильника с приемником.

  

• Колбы грушевидной формы (колбы Кьельдаля)

• Используется в качестве приемника при перегонке. Одним из предназначений колбы Кьельдаля является определения азота в веществах по методу Кьельдаля.

  

• Дефлегматор

• Используется для частичной или полной конденсации паров жидкостей, которые разделяют перегонкой или ректификацией (разделение, основанное на многократной дистилляции.)

  

• Эксикатор

• Толстостенный стеклянный сосуд, с пришлифованной крышкой, на дно которого помещают влагопоглощающее вещество, в результате чего в эксикаторе поддерживается влажность воздуха приблизительно равная нулю. Эксикатор используется для высушивания и хранения различных веществ.

  

• Склянка для промывания газов (склянка Дрекселя)

• Склянка Дрекселя – сосуд, используемый для промывания и очистки газов. В результате пропускания газа через склянку Дрекселя он освобождается от механических примесей.

  

• Трубки различной формы (хлоркальцевые U-образные трубки)

• Служат для очистки газов от механических примесей. Также хлоркальцевые трубки применяют для предохранения растворов от попадания в них воды и углекислого газа: с этой целью их заполняют нужным поглотителем.

  

• Аппарт Киппа

• Применяется для получения газов при действии на твердые вещества растворов кислот и щелочей.

  

• Тигли, чашки для выпаривания

• Тигель (от нем. Tiegel – горшок) – термостойкий сосуд-чаша (фарфоровый, глиняный) для нагрева, высушивания, сжигания и обжига различных материалов. Применяют для сплавления.

  Чашки для выпаривания используют для выпаривания (упаривания) растворов.

  

• Ступка с пестиком

• Применяется для измельчения твердых веществ.

  

• Лодочки

• Применяются для прокаливания веществ в печи.

  

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

Сосу́д Дью́ара – сосуд, предназначенный для длительного хранения веществ при повышенной или пониженной температуре. Перед помещением в сосуд Дьюара вещество необходимо нагреть или охладить. Постоянная температура поддерживается пассивными методами, за счет хорошей теплоизоляции и/или процессов в хранимом веществе (например, кипение). В этом основное отличие сосуда Дьюара от термостатов, криостатов.

История изобретения

Фрагмент заявки на патент

Физики Кароль Ольшевский и Зыгмунт Вроблевский для хранения сжиженных газов использовали стеклянный ящик с двойными стенками, с откачанным из межстеночного пространства воздухом. Этот контейнер в 1881 году разработал немецкий физик Адольф Фердинанд Вейнхольд.

Шотландский физик и химик сэр Джеймс Дьюар в 1892 году усовершенствовал стеклянный ящик Вейнхольда, превратив его в двустенную колбу с узким горлом для уменьшения испарения жидкости. Межстеночное пространство посеребрено и из него откачан воздух. Всю эту хрупкую конструкцию Дьюар подвесил на пружинах в металлическом кожухе. Благодаря своей разработке Дьюар первым смог получить и сохранить жидкий (1898) и даже твердый (1899) водород

Мемориальная доска на доме, где жил и работал Рейнольд Бюргер, изобретатель термоса

Первые сосуды Дьюара для коммерческого использования были произведены в 1904 году, когда была основана немецкая компания Термос (нем. Thermos GmbH). Компания Thermos существует и сегодня. Она по-прежнему выпускает одни из лучших в мире термосов. Девиз компании гласит: «Храним тепло. С 1904 года». Фирмой Thermos Bottle Company 3 декабря 1907 г. был получен патент США U.S. Patent 872795 (англ.) на «Сосуд с двойными стенками и вакуумом между ними». Патент оформлен на Рейнольда Бюргера (нем. Reinhold Burger), немецкого изобретателя и производителя стеклянных инструментов. Имя Дьюара в патенте не упоминается. В Германии Рейнольд Бюргер(нем.) считается изобретателем термоса.

Термос в некоторых странах остается зарегистрированным товарным знаком, но в большинстве стран это товарный знак, ставший нарицательным.

Устройство

Оригинальный сосуд Дьюара представлял из себя стеклянную колбу с двойными стенками, между которыми выкачан воздух. Для уменьшения потери на излучение обе внутренние поверхности колбы были покрыты отражающим слоем. Дьюар использовал в качестве отражающего покрытия серебро. Подобная конструкция применяется и в современных дешевых бытовых термосах.

Современные конструкции

Схема сосуда Дьюара

1 – подставка

2 – вакуумированая полость

3 – теплоизоляция

4 – адсорбент

5 – наружный сосуд

6 – внутренний сосуд

7 – горловина

8 – крышка

9 – трубка для вакуумирования

Современные сосуды Дьюара конструктивно выполнены несколько иначе. Внутренний и внешний сосуды делают из алюминия или нержавеющей стали. Теплопроводность материала не важна, а прочность и вес играют большую роль. Горловина соединяет внутренний и внешний сосуды. В дьюарах объемом до 50 л внутренний сосуд крепится только на горловине и она испытывает большие физические нагрузки. Также к ней предъявляются высокие требования по теплопроводности. Т.е. горловина должна быть прочной, но тонкой. В обычных сосудах горловину делают из нержавеющей стали. В высококачественных сосудах Дьюара горловина изготовляется из прочного армированного пластика. При этом возникает проблема вакуумноплотного крепления металла и пластика. Снаружи внутренний сосуд покрывается адсорбентом, который при охлаждении поглощает остаточные газы из вакуумной полости. Для уменьшения теплопотерь внутренний сосуд покрывают дополнительной теплоизоляцией. К крышке дьюара, для снижения конвекционной теплопередачи прикрепляют пенопластовый цилиндр, который негерметично закрывает горловину. Вакуумную полость откачивают до давления 10-2 Па. От серебрения внутренних поверхностей отказались и заменили его полировкой.

Современные сосуды Дьюара имеют низкие потери от испарения: от 1,5 % в сутки для больших емкостей, до 5 % в сутки – для малых объёмов.

Гелиевые сосуды Дьюара

Схема сосуда Дьюара для гелия

1 – горловина для заливка азота;

2 – головка со штуцерами;

3 – горловина гелиевой емкости;

4 – емкость для жидкого азота;

5 – тепловые экраны;

6 – емкость для жидкого гелия;

7 – теплоизоляция;

8 – адсорбент

Гелий имеет очень маленькую теплоту испарения. Поэтому для снижения теплопотерь в гелиевых дьюарах применяются тепловые экраны, охлаждаемые жидким азотом. Экраны изготавливают из материалов, хорошо проводящих тепло (медь). Такой сосуд Дьюара имеет две горловины: для жидких азота и гелия. Гелиевая горловина оборудована специальными штуцерами для газосброса, подсоединения сифона, манометра, клапана. Гелиевый дьюар нельзя наклонять, он всегда должен находиться в вертикальном положении.

С развитием техники многослойной экранно-вакуумной термоизоляции на рынке появились предложения гелиевых сосудов Дьюаров в которых не используется охлаждение жидким азотом. По утверждениям производителей в таких сосудах Дьюара потери на испарение составляют 1 % в день для емкостей на 100 л.

Азот испаряется из сосуда Дьюара.

Назначение и применение

• В быту и в пищевой индустрии сосуды Дьюара часто применяются для сохранения температуры еды или напитков (термосы).

• В лабораториях и в промышленности сосуд Дьюара используется для хранения криожидкостей, чаще всего жидкого азота.

• В медицине и ветеринарии специальные сосуды Дьюара используются для длительного хранения биологических материалов при низких температурах.

Источники

• Burger, R., U.S. Patent 872795 (англ.), «Double walled vessel with a space for a vacuum between the walls», December 3, 1907.
• Сивухин Д. В. Общий курс физики. – М.: Наука, 1975. – Т. II. Термодинамика и молекулярная физика. – 519 с.

См. также

• Криогеника
• Криостат

Ссылки

• Термосы для дома и офиса
• Технические характеристики, хранение азота в Сосуде Дьюара

Wiki Foundation. 2010.

Источник

В лабораторной практике часто проводят химические реакции с разными целями. Химики получают различные соединения, проводят органический синтез, очищают или экстрагируют вещества, изучают свойства веществ, проводят демонстрации для школьников и студентов. Для всего этого требуются специальные реакционные сосуды, которые можно соединять в лабораторные установки.

Типы реакционных сосудов

Для проведения реакций чаще всего используются следующие типы сосудов:

– пробирки;

– реторты;

– колбы.

Пробирки позволяют проводить реакцию с небольшим количеством вещества, удобны для исследования свойств, для проведения качественных реакций. Стеклянные пробирки можно нагревать над пламенем спиртовки или горелки.

Реторта представляет собой сосуд, как правило, шарообразный в основании, с изогнутым отводом, конец которого находится близко к уровню реакционного вещества. Сосуд оснащен горловиной (со шлифом или без шлифа). Дно обычно круглое, реже – плоское.

Реторты применяются в лабораториях для работы с реактивами, выделяющими летучие компоненты. Эту лабораторную посуду изготавливают из различных материалов: стекла, керамики, металла. Реторты бывают различного размера и формы.

Химические колбы

Наиболее популярным видом реакторного сосуда являются колбы. Колбы-реакторы выпускаются:

– плоскодонные, круглодонные и остродонные;

– со сферическим, грушевидным, коническим основанием;

– с одной горловиной, двумя, тремя, четырьмя горловинами.

Обязательным признаком колбы является относительно узкая горловина, которую можно закрыть стеклянной, корковой, резиновой, силиконовой или пластиковой пробкой.

Производятся также специальные виды колб, предназначенные для выполнения определенных химических реакций. К таким относятся, например:

– колба Эрленмейера конической формы для титрования;

– колба Бунзена с отводом для работы при пониженном давлении;

– колбы Вюрца, Кляйзена, Фаворского, Богданова для перегонки;

– колба Кьельдаля для определения азота в органических веществах.

Особенно удобны многогорлые колбы, которые позволяют вставлять в сосуд разнообразные приборы и приспособления (термометры, мешалки, делительные и загрузочные воронки, холодильники, соединительные трубки), а также добавлять ингредиенты в процессе реакции. Большинство многогорлых колб имеет сферическое основание, позволяющее равномерно нагревать реакционную смесь. Горловины могут быть пришлифованными или выполнены под пробку, в которой просверливается отверстие для прочной установки воронки или термометра.

Колбы используют для создания лабораторных установок. Каждый тип колб при этом имеет свои преимущества. Плоскодонные колбы можно нагревать на любых плитках и ставить на горелки через металлическую сеточку. Для установки им не обязателен штатив.

Остродонные и круглодонные колбы для нагревания требуют горелки или специального колбонагревателя, а также штатива, зато реакционная смесь нагревается в них равномерно со всех сторон.

Колбы-реакторы выполняют из термостойкого стекла, способного выдерживать длительное и интенсивное нагревание.

В интернет-магазине «ПраймКемикалсГрупп» можно купить самые различные реакционные сосуды, в том числе колбы Эрленмейера, Бунзена и Кьельдаля, другую лабораторную посуду и реактивы, а также оборудование для учебных лабораторий и для крупных химических, производственных лабораторий. Широкий ассортимент и доступные цены порадуют покупателей.

Источник