 |
Способы сушки химической посуды
|
|
|
|
Способы сушки химической посуды
Бывают моменты, когда вопросам сушки посуды необходимо уделять особое внимание – это важно тогда, когда даже незначительные количества воды могут исказить результаты эксперимента (например, при проведении многих органических реакций). Если же работы проводят с водными растворами, очевидно, что тщательная сушка не является обязательной.
Рассмотрим методы сушки поподробнее.
Методы холодной сушки.
Сушка на колышках. Самый распространенный способ сушки. Обычно специальную панель с колышками для сушки располагают в непосредственной близости от мойки. Колышки обычно оборачивают слоем фильтровальной бумаги, которую регулярно меняют во избежание загрязнения посуды. Посуду, надетую на колышки, оставляют до полного высыхания.
Стол для сушки посуды. Поскольку сушка на колышках обладает существенным недостатком – возможностью загрязнения, в аналитических лабораториях пользуются столами для сушки. Столы для сушки представляют собой обычный стол, в крышке которого прорезаны специальные отверстия (гнезда) различного диаметра. Вымытую посуды опрокидывают и помещают в перевернутом виде в гнездо соответствующего диаметра. Таким образом, возможность внутреннего загрязнения при таком способе сушки исключается.
Для сбора скапывающей с посуды воды под крышкой стола устанавливают плоскую воронку со стоком.
Альтернатива сушки на столе – сушка на решетках, где функцию гнезда выполняет ячейка сетки.
Сушка воздухом. Более эффективными методами сушки в отличие от пассивной сушки является принудительное обдувание посуды горячим или холодным воздухом, при этом скорость испарения воду увеличивается во много раз. При этом можно использовать проводку сжатого воздуха, электрические воздуходувки, сухо-жаровые сушильные шкафы и подобные приспособления.
|
|
|
Сушка спиртом и эфиром. Этот способ основывается на том, что спирт обладает водоотнимающими свойствами, а эфир имеет высокую летучесть.
После мойки посуду ополаскивают чистым этиловым спиртом, а затем чистым диэтиловым эфиром. Пары эфира удаляют продувкой воздухом. При этом следует помнить, что остатки эфира и спирта не допускается сливать в канализацию. Следует сливать их в отдельно предназначенные емкости для последующей регенерации.
Сушка в эксикаторе. В тех случаях, когда требуются особые меры предосторожности от загрязнения высыхающей посуды от пыли, содержащейся в воздухе, мелкие стеклянные изделия сушат в эксикаторе, заполненным составом, хорошо поглощающем пары воды. В качестве подобных наполнителей служат: силикагель, хлористый кальций и т. п.
Требования безопасности к моечному помещению и процессу очистки посуды
Требования к моечному помещению соответствует общим требованиям, предъявляемым к помещению лаборатории (нами было подробно рассмотрено во 2 главе):
- Помещение должно быть оборудовано системой вентиляции.
- Раковины для мытья посуды должны быть выполнены из инертных материалов
- Конструкция раковин, организация рабочего пространства должна быть максимально удобной и продуманной во избежание возникновения травмо- и пожароопасных ситуаций (падение, столкновение, бой посуды с опасным содержимым).
- Помещение должно иметь освещение, отвечающее гигиеническим нормативам.
- Температура воздуха должна поддерживаться в пределах 18 - 21° и т. д.
При мытье и сушке посуды необходимо руководствоваться стандартным набором инструкций по техники безопасности: при работе с агрессивными жидкостями, легковоспламеняющимися и летучими веществами, хрупкими и острыми предметами и т. д. Помимо рассмотренных нами рекомендаций в главах о способах сушки и мойки посуды, следует заострить наше внимание на следующих моментах:
|
|
|
1. Осадки и растворы ценных веществ (драгоценных металлов например) при подготовке посуды к мытью нельзя выбрасывать. Их предписывается сливать в специально отведенные емкости. Это касается и органических растворителей и агрессивных веществ (хромовая смесь, щелочь и т. п. ).
2. Загрязнения, содержащие опасные и ядовитые вещества могут отмывать только персонал, имеющий соответствующий допуск к работе с веществами.
3. Мытье посуды, загрязненное ядовитыми и летучими веществами следует производить под тягой.
4. По возможности следует стремиться к механизации процесса мытья посуды.
4. Растворы и растворение
4. 1. Истинные растворы
Растворами в общем случае называются гомогенные системы, содержащие не менее двух веществ.
Могут существовать растворы твердых, жидких и газообразных веществ в жидких растворителях, а также однородные смеси (растворы) твердых, жидких и газообразных веществ. Как правило, вещество, взятое в избытке и в том же агрегатном состоянии, что и сам раствор, принято считать растворителем, а компонент, взятый в недостатке - растворенным веществом.
В зависимости от агрегатного состояния растворителя различают 3 вида раствора.
Таблица 4. 1. 1 Виды растворов
| газообразные | жидкие | твердые |
| Например, воздух и другие смеси газов | гомогенные смеси газов, жидкостей и твердых тел с жидкостями. | многие сплавы, например, металлов друг с другом, стёкла. |
Наибольшее значение имеют жидкие смеси, в которых растворителем является жидкость. Наиболее распространенным растворителем из неорганических веществ, конечно же, является вода. Из органических веществ в качестве растворителей используют метанол, этанол, диэтиловый эфир, ацетон, бензол, четыреххлористый углерод и др.
В процессе растворения частицы (ионы или молекулы) растворяемого вещества под действием хаотически движущихся частиц растворителя переходят в раствор, образуя в результате беспорядочного движения частиц качественно новую однородную систему. Способность к образованию растворов выражена у разных веществ в различной степени. Одни вещества способны смешиваться друг с другом в любых количествах (вода и спирт), другие - в ограниченных (хлорид натрия и вода).
|
|
|
Сущность процесса образования раствора можно показать на примере растворения твердого вещества в жидкости. С точки зрения молекулярно-кинетической теории растворение протекает следующим образом: при внесении в растворитель какого-либо твердого вещества, например, поваренной соли, частицы ионов Na+ и Cl-, находящиеся на поверхности, в результате колебательного движения, увеличивающегося при соударении с частицами растворителя, могут отрываться и переходить в растворитель. Этот процесс распространяется на следующие слои частиц, которые обнажаются в кристалле после удаления поверхностного слоя. Так постепенно частицы, образующие кристалл (ионы или молекулы), переходят в раствор.
Частицы, перешедшие в раствор, вследствие диффузии распределяются по всему объему растворителя. С другой стороны, по мере увеличения концентрации частицы (ионы, молекулы), находящиеся в непрерывном движении, при столкновении с твердой поверхностью еще не растворившегося вещества могут задерживаться на ней, т. е. растворение всегда сопровождается обратным явлением - кристаллизацией. Может наступить такой момент, когда одновременно выделяется из раствора столько же частиц (ионов, молекул), сколько их переходит в раствор - наступает равновесие.
По соотношению преобладания числа частиц, переходящих в раствор или удаляющихся из раствора, различают растворы насыщенные, ненасыщенные и пересыщенные.
Таблица 4. 1. 2
Классификация растворов в зависимости от количества растворенного вещества
|
Вид раствора | ненасыщенный | насыщенный | перенасыщенный |
| раствор, в котором еще можно растворить добавочное количество данного вещества | раствор, в котором данное вещество при данной температуре больше не растворяется, т. е. раствор, находящийся в равновесии с растворяемым веществом | раствор, содержащий растворенного вещества больше, чем его должно быть в данных условиях в насыщенном растворе, называется пересыщенным | |
| Стабильность системы раствора | Насыщенный раствор содержит максимально возможное (для данных условий) количество растворенного вещества. Следовательно, насыщенным раствором является такой раствор, который находится в равновесии с избытком растворенного вещества. Концентрация насыщенного раствора (растворимость) для данного вещества при строго определенных условиях (температура, растворитель) - величина постоянная. | Неустойчивая, неравновесная система, в которой наблюдается самопроизвольный переход в равновесное состояние. При этом выделяется избыток растворенного вещества, и раствор становится насыщенным. |
|
|
|
По относительным количествам растворенного вещества и растворителя растворы подразделяют на разбавленные и концентрированные.
Насыщенный и ненасыщенный растворы нельзя путать с разбавленным и концентрированным. Разбавленные растворы - растворы с небольшим содержанием растворенного вещества; концентрированные растворы - растворы с большим содержанием растворенного вещества. Необходимо подчеркнуть, что понятие разбавленный и концентрированный растворы являются относительными, выражающими только соотношение количеств растворенного вещества и растворителя в растворе.
Сравнивая растворимость различных веществ, мы видим, что насыщенные растворы малорастворимых веществ являются разбавленными, а хорошо растворимых веществ - хотя и ненасыщенные, но довольно концентрированными.
В зависимости от того, электронейтральными или заряженными частицами являются компоненты раствора, их подразделяют на молекулярные (растворы неэлектролитов) и ионные (растворы электролитов).
Электролиты - проводники второго рода. В растворе или расплаве они распадаются на ионы, благодаря чему и протекает ток. Очевидно, чем больше ионов в растворе, тем лучше он проводит электрический ток. Чистая вода электрический ток проводит очень плохо.
Распад электролитов на ионы при растворении их в воде называется элекролитической диссоциацией.
Так, хлорид натрия NaСl при растворении в воде полностью распадается на ионы натрия Na+ и хлорид-ионы Cl-. Вода образует ионы водорода Н+ и гидроксид-ионы ОН- лишь в очень незначительных количествах.
Различают сильные и слабые электролиты.
Сильные электролиты при растворении в воде диссоциируют на ионы.
- почти все соли;
- многие минеральные кислоты, например Н2SO4, HNO3, НСl, HBr, HI, НМnО4, НСlО3, НСlО4;
|
|
|
- основания щелочных и щелочноземельных металлов.
Слабые электролиты при растворении в воде лишь частично диссоциируют на ионы и не могут дать большой концентрации ионов в растворе
К ним относятся:
- почти все органические кислоты;
- некоторые минеральные кислоты, например H2СО3, Н2S, НNO2, HClO, H2SiO3;
- многие основания металлов (кроме оснований щелочных и щелочноземельных металлов), а также NH4OH, который можно изображать как гидрат аммиака NH3∙ H2O.
- вода.
Вещества, которые в тех же условиях на ионы не распадаются и электрический ток не проводят, называются неэлектролитами. К неэлектролитам относится большинство органических соединений, а также вещества, в молекулах которых имеются только ковалентные неполярные или малополярные связи.
Электролиты - проводники второго рода. В растворе или расплаве они распадаются на ионы, благодаря чему и протекает ток. Очевидно, чем больше ионов в растворе, тем лучше он проводит электрический ток. Чистая вода электрический ток проводит очень плохо.
|
|
|
