Мерные сосуды для измерения объема

Что такое мерная колба?

Мерная колба – вид сосудов, используемых для лабораторных работ, когда нужен точный объем жидкости или раствора.

Представляет собой грушевидный или сферический сосуд из стекла или пластика, плоскодонный и тонким горлышком. На шейке колбы метки краской или надрезанные или шлифованные, которые показывают, до какой высоты наполнять мерную колбу, чтобы получить указанный на сосуде объем жидкости при 20°С. Это номинальный объем сосуда. Колбы данного типа плоскодонные, для устойчивости на ровной и наклонной поверхности (до 15°). Реже встречаются мерные сосуды других форм.

Выпускаются с сертификатом качества на партию или на каждую единицу посуды отдельно (тогда сосуд имеет идентификацию на стенках и в документе, например, номер). Распространенной для заводской или лабораторной калибровки мерной посуды используется 20°С, для которой указываются все параметры посуды (расширение, объем, др.). Иногда применяют 25°С. Характеристики для других температур химики определяют самостоятельно, проведя калибровку при нужных температурах.

Для хранения приготовленных растворов обычно не используются. Но в органической химии могут использоваться по аналогии с ампулами, для этого после получения необходимой смеси колбу запаивают и помещают на хранение.

Для чего используются мерные колбы?

Мерные колбы лабораторныеиспользуются, чтобы:

1. Отмерить точный объем раствора, жидкости.
2. Приготовить раствор точной концентрации (массовой, молярной, др.) в мерной колбе.
3. Приготовить растворы необходимой концентрации в другой посуде.
4. Смешать различные растворы.

Материал изготовления

Для производства используется высококачественное стекло (светлое или темное), прозрачный пластик, все материалы с низким коэффициентом теплового расширения. Стекло может быть натриевое, боросиликатное (пирексовое, стекло термически стойкое ТС), кварцевое. Полимеры, из которых изготавливают мерную посуду – полиэтилен, полифторопласт и полиментилпентен. Качественные материалы позволяют легко отмывать посуду, она химически устойчива к большинству веществ, может автоклавироваться (нужно проверять после этого номинальный объем по контрольной колбе), прочная и долговечная. Пластиковая еще и не бьется.

Классификация

Мерные колбы делят по таким признакам:

• Материалу, из которого их изготовили – стеклянные, пластиковые. В свою очередь стеклянные делятся по типу стекла – натриевое, боросиликатное и другие виды.
• По термостойкости. Обычно, это понятно исходя из типа стекла, которое использовали для производства, но специализированные термостойкие сосуды будут иметь матовый квадрат на стенке, плюс сертификат качества с указанием изменения погрешности при нагреве или охлаждении.
• По типу горла и виду пробки – без шлифа под резиновую пробку, со шлифом под стеклянную шлифованную пробку, с резьбой с винтовой крышкой.
• По объему – востребованные сосуды 100-1000 см³, но выпускаются от 5 см³ и до 10 дм³.
• По цвету стекла – из светлого или темного стекла. В зависимости от светочувствительности используемых реактивов некоторые растворы готовят только в посуде из темного стекла.
• По назначению – для вливания (с одной меткой), для выливания (с двумя). Также выдуваются сосуды с одной/двумя метками (неградуированные) и градуированные (со шкалой, для смешивания двух жидкостей, своеобразный гибрид цилиндра и мерной колбы).
• По классу точности – чаще всего в лабораторной практике используют посуду 2 класса точности, для особо точных работ – 1-го класса.

Нормативная документация

Согласно ГОСТам на соответствующую посуду можно узнать допустимое отклонение точности в см³, в зависимости от класса точности и объема сосуда. Существует множество нормативных документов, регламентирующих материал, форму, размеры, погрешности и другие характеристики лабораторной посуды (ГОСТы, ДСТУ, ISO). Например, ГОСТ 1770-74, ДСТУ ISO 1042:2005 или ISO 1042:1998.

Желательно ориентироваться на НД, который указан в методе измерения, но в большинстве случаев нормативные документы разных стран не противоречат друг другу, а просто имеют разное обозначение мерной посуды одной точности.

Мерные колбы в лабораторной практике

Во время приготовления реактивов при помощи мерных сосудов используют шейкеры (смешиватели), магнитные и лопастевые мешалки (реже, так как длинное горло не позволяет подобрать такую мешалку с вентилем), колбонагреватели.

Принцип работы

Для повышения точности пользоваться мерной посудой лучше в условиях калибровки. Чтобы получить необходимый объем жидкости при помощи колбы, необходимо привести условия в помещении до 20°С (и наливаемой жидкости). Потом наполнить сосуд нужной жидкостью до черты на горлышке. Наполнять посуду следует так, чтобы прозрачный раствор доходил до зарубки нижним мениском, темный, непрозрачный – верхним мениском.

При получении партии лабораторной посуды рекомендуется провести контроль качества – выборочный или сплошной. Для этого достаточно проверить вес наполненных по метки колб дистиллированной водой. Это позволит исключить дефектные единицы до начала использования.

Проверенная мерная посуда должна быть маркирована – на корпусе необходимо поместить следующую информацию: номинальный объем, фактическую погрешность, температуру калибровки, класс точности, тип стекла, другая информация.

Колбы данного типа нагревать не рекомендуется, но иногда допустимо приготовить треть объема в посудине, подогревая жидкость до растворения твердого (порошка, кристаллов, т.п.), потом оставить для остывания или довести посуду и раствор в ней к стандартной температуре (20°С), а только потом довести смесь до метки.

Мерную посуду сразу моют и сушат – узкое горлышко не позволяет отмыть старые загрязнения. Сушить стекло или пластик лучше в естественных условиях, нагревать не выше 60 °С, чтобы не стерлась маркировка. Большинство термостойких сосудов выдерживают автоклавирование при 121°С.

Где купить мерные колбы, опт, розница

Мерная посуда – незаменимый атрибут работы в лаборатории, поэтому купить ее можно быстро и легко, она всегда есть в наличии (ходовые объемы).

Чтобы заказать и купить мерную колбу, цилиндр, стакан, необходимо:

1. определиться с нужным объемом, стойкостью к температуре, цветом стекла и классом точности (при необходимости соответствие НД согласно методу определения или исследования);
2. решить, какое количество нужно (плюс одна колба как проверочная, откалиброванная и с сертификатом поверки или калибровки, плюс одна запасная);
3. подать заявку поставщикам лабораторной посуды, т.е. нам, компании Стимул
4. выбрать оптимальный вариант (цена, срок поставки, стоимость доставки, сопроводительные документы и гарантии);
5. купить мерные стеклянные колбы.

Большинство методов исследования разрешает использовать мерные сосуды 2-го класса точности. Но если в лаборатории будет контрольная колба 1-го класса, это позволит всегда быть во всеоружии.

Для измерения объёма жидкости применяют мерные сосуды с метками, указывающими их вместимость. К мерной посуде относятся: бюретки, мерные колбы, пипетки, измерительные цилиндры, мензурки и градуированные пробирки.

На рис.I представлены некоторые виды мерной химической посуды:

Рис.I Мерная химическая посуда:

а) мерный цилиндр, б) пипетки, в) бюретка,

г) мерная колба.

Мерные цилиндры (рис. 1а) – стеклянные сосуды с нанесён­ными на стенки делениями, указы­вающими объём в милли­литрах. Градуированные мерные цилиндры предназ­начены для измерения объёмов жидкостей, нали­ваемой или отливаемой в пределах полного объёма ци­линдра или его части. Цилиндры применяются в тех случаях, когда объём жидкости не требует большой точности.

Вместимость цилиндров бывает от 5-10 мл до 1л и больше. Чтобы отмерить нужный объём жидкости, её наливают в мерный цилиндр до тех пор, пока нижний мениск жидкости не достигнет уровня нужного деления.

Пипетки предназначаются для точного измерения определён­ного объёма жидкости.

Пипетки (рис.Iб) представляют собой стеклянные трубки различного диаметра, прямые или с грушевидным, шарообразным или цилиндрическим расширением посредине. Нижний конец пипетки
слегка от­тянут. Пипетки бывают градуированные и неградуированные (с мет­кой). На расширенной или верхней части пипетки указывается номи­нальная вместимость (в мл) и температура, при которой калиброва­лась пипетка, а также класс точности. Пипетки обычно калибруются на выливание. Пипетки бывают вместимостью от 0,1мл до 100мл.

Для наполнения нижний конец пипетки опускают в жидкость до дна сосуда. С помощью груши набирают жидкость, следя за тем, чтобы кончик пипетки всё время находился в жидкости. Жидкость набирают так, чтобы она поднялась на 2-3 см выше метки, затем слабо нажимают на грушу для того, чтобы лишняя жидкость медленно вытекла из пипетки.

Как только нижний мениск жидкости опустится до метки, пипетку с грушей вынимают из сосуда, откуда отбирали жид­кость, и быстро переносят в другой сосуд, в который нужно эту жидкость перенести.

Нажимают на грушу, и жидкость выливается. После того, как жидкость стечёт, пипетку держат ещё некоторое время, прислонив к стенке сосуда, слегка поворачивая её (см.рис.2).

Рис.2 Выливание раствора из пипетки.

Бюретки предназначены для измерения точных объемов жидкостей при титровании и для других операций.

Бюретки позволяют точно отмерить любой объём жидкости в пределах её вместимости.

Объёмные бюретки (рис. Iв) представ­ляют собой стеклянные градуированные трубки, снабженные притертым краном или стеклянным капилляром, присоединённым к бюретке с помощью резиновой трубки. Внутрь резиновой трубки закладывают стек­лянную бусинку, закрывающую выход жидкости из бюретки. Для вытекания жид­кости резиновую трубку оттягивают от бусинки. Бюретки заполняют жидкостью че­рез воронку, при этом должен быть заполнен и стеклянный капилляр. Если в капилляре остался пузырёк воздуха, рези­новую трубку изгибают так, чтобы кончик капилляра был направлен вверх (рис.3), и таким образом вытесняется весь воздух из капилляра.

Рис.3 Удаление воздуха из капил­ляра бюретки.

Перед началом титрования уровень жидкости в бюретке должен быть установлен на нулевом делении. Для этого наливают жидкость в бюретку на 2-3см выше нулевого деления, затем снимают воронку и осторожно сливают избыток жидкости до нулевой отметки.

При счёте по бю­ретке (или любому дру­гому мерному сосуду) глаз наблюдателя должен находиться в одной плоскости с уровнем жидкости (рис.4). Уро­вень прозрачных раст­воров устанавливают по нижнему краю мениска, непрозрачных – по верх­нему.

Рис.4 Измерение объёма жидкости при разных

положениях глаза: 1,3-неправильное, 2-правильное.

Мерные колбы применяют для приготовления раство­ра заданной концентрации. Они представляют собой плоскодонные сосуды различной вмес­тимости (рис.Iг). На горлышке колбы имеется метка, на колбе указана её вместимость в миллилитрах при определённой температуре.

Для приготовления раствора в колбу наливают воды, вносят вещество и растворяют в этой воде. Затем добавляют ещё воды до уровня на 0,5-1,0см ниже метки на горлышке, после чего доводят до метки, добавляя воду по каплям из капельной пипетки. Затем плотно закрывают колбу пробкой и тщательно перемешивают раствор, переворачивая колбу несколько раз.

Мензурки (рис.5а,б,в) применяются для грубых измерений объёма жидкостей, а также для отстаивания мутных жидкостей (оса­док собирается в суженой части).

Градуированные мерные пробирки предназначаются для проведения в небольших масштабах простых химических операций с измерением объёма (рис.5г).

Центрифужные пробирки (рис.5д) служат для одновременного измерения объёма осадка и надосадочной жидкости после центрифугирования взвеси.

Рис.5 Мензурки и градуированные мерные пробирки:

а) мензурка без ножки, б) мензурка кони­чес­кая с ножкой,

в) мензурка ци­линд­ри­­ческая с нож­кой, г) пробирка мер­ная, д) пробирка центрифужная.

Взвешивание

Первым шагом в количественном анализе является измерение массы определяемого вещества. За исключением немногих случаев образцы измеряют взвешиванием.

Навеску на аналитических или технических весах всегда определяют по разности, взвешивая образец (или продукт реакции) в соответствующем сосуде и отдельно этот сосуд.

Твёрдые вещества взвешивают в бюксах или в специальных ло­дочках, которые изготавливаются из платины, кварца или фарфора, а также в пробирках или капиллярах с поршнем.

Взвешивание полутвёрдых веществ и масел можно проводить в лодочках, в стеклянном стаканчике или в желатиновой капсуле.

Если реакционный сосуд можно взвешивать на чашечке аналитических весов, то вязкие продукты следует вносить непосредственно в сосуд с помощью стеклянной палочки или шпателем.

Для взвешивания жидких веществ применяют лодочки, куда образец можно внести с помощью пипетки, а также с помощью стеклянного бюкса или желатиновой капсулы. Взвешивание жидких веществ можно выполнять в пипетках или в микрошприцах. Чтобы жидкий образец не вытекал во время взвешивания, на кончик пипетки или шприца нужно надеть колпачок и взвешивать вместе с ним.

В зависимости от точности взвешивания весы разделяют на следующие группы:

1) технические для грубого взвешивания (точность до 1г)

2) техническсие для точного взвешивания (точность до 0,01г)

3) аналитические (точность 10-4 – 10-6 г)

4) специальные ( торционные, пробирочные).