Соединение стеклянной посуды

Соединение отдельных видов стеклянной посуды друг с другом осуществляется с помощью соединительных элементов на шлифах, резиновых или корковых пробках.

 

СОЕДИНИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ИЗ СТЕКЛА

К соединительным элементам для химической посуды относятся переходники (рис. 44 а-в), насадки (рис. 44 г-е), алонжи (рис. 46). Соединительные элементы предназначены для сборки лабораторных приборов, аппаратов и установок различной сложности.
Таблица 6 – Варианты обозначения соединительных элементов

Обозначение	Тип элемента
ЭП1 (ЭП2)	элементы прямые с двумя муфтами (кернами – ЭП2)
ЭП3	элементы прямые с муфтой и керном
П1	переходы с одной горловиной
П1О	переходы с одной горловиной и отводом
П1И	переходы с одной горловиной изогнутые
П2П (П3П)	переходы с двумя паралельными горловинами (тремя – П3П)
П2У	переходы с двумя горловинами под углом
И<75^o2K	изгибы под углом 75^o с двумя кернами
И<75^oKМ	изгибы под углом 75^o с керном и муфтой
И<90^oKМ	изгибы под углом 90^o с керном и муфтой
И<105^oKМ	изгибы под углом 105^o с керном и муфтой
КПО	керны с прямым отводом
КИО	керны с изогнутым отводом
МПО	муфты с прямым отводом
МИО	муфты с изогнутым отводом
АИ (АО)	алонжи изогнутые с отводом (прямые с отводом – АО)
АП	Аллонжи типа "Паук"
ЗВ	затворы высокие
ЗН	затворы низкие
Н1	насадки с одной горловиной (двумя – Н2, тремя – Н3)

Примеры использования некоторых переходных элементов представлены на рис. 45. Соединительные элементы должны изготовляться с взаимозаменяемыми конусами типов (таблица 6):Допускается по заказу потребителей изготовлять соединительные элементы с конусами других размеров, не указанных в чертежах и в таблицах.

Толщина стенок соединительных элементов должна быть не менее 1 мм. Нижняя часть соединительных элементов, предназначенная для стекания жидкости, должна быть обрезана под углом не более 60^o к центральной оси, зашлифована или оплавлена.

Переходники и НАСАДКИ

Переходники (переходы) применяются в процессе соединения деталей установок для перехода от одного размера стандартного шлифа к другому (рис. 44 а).

насадки применяются для трансформации одних элементов лабораторной установки в другие или для их соединения друг с другом (через насадку) (рис. 44 б-е).

Ассортимент насадок достаточно велик. Некоторые из них используются для подсоединения установки к вукуум-линии (рис. 44 б, в), а для соединения перегонной колбы к холодильнику применяется насадка Вюрца (рис. 44 г.). Часто, в случае отсутствия двухгорлой колбы используют насадку Кляйзена (рис. 44 д.), которая трансформирует одногорлую колбу в двугорлую. Еще одна насадка Кляйзена, но с отводной трубкой (насадка Кляйзена К-типа) (рис. 44 е) применяется при вакуумной перегонке. В одну из трубок помещают капилляр, для равномерного кипения жидкости в вакууме, в другую термометр, а отводную трубку подсоединяют к холодильнику.

 

а	б	в
г – насадка Вюрца	д - насадка Кляйзена	е - насадка Кляйзена К-типа

Рисунок 44. – Соединительные элементы

 

Примеры использования различных насадок показаны на рис. 45

 

Рисунок 45. – Примеры использования соединительных элементов

 

АЛОНЖИ

Алонж (фр. allonge — удлинитель, надставка) — конструктивный элемент химических приборов (рис 46). Применяется в основном при перегонке для соединения холодильника с приёмником и при других работах.

В конический притёртый шлиф — муфту входит внутренний притёртый шлиф — керн холодильника. Узкий конец аллонжа опускают в приёмник.

В зависимости от выполняемой работы, в лабораториях органического синтеза применяются алонжи различной конструкции. Так, при выполнении простой перегонки может использоваться простейший аллонж, представляющий собой изогнутую трубку, один конец которой соединяется с холодильником, а другой помещается в колбу-приемник (рис 46 а). При получении безводных растворителей используется аллонж с отводом для присоединения хлоркальциевой трубки (рис. 46 б-г). Весьма разнообразны по форме и конструкции аллонжи, использующиеся при перегонке в вакууме. Такие аллонжи обязательно снабжены отводной трубкой для присоединения вакуум линии (водоструйного насоса) и могут иметь несколько трубок для присоединения нескольких приемником одновременно (рис. д-з). Такие устройства имеют название
алонж-«паук». Использование «паука» при перегонке в вакууме позволяет, не отключая вакуум последовательно отгонять жидкости в индивидуальный приемник.

 

а	б	в

г	д	е	ж	з

Рисунок 46. – Алонжи

Рисунок 46. – Алонж (насадка) аншютца-тиле

 

Одним из наиболее удобных при фракционной перегонке и перегонке в вакууме, несомненно, является алонж (насадка) Аншютца-Тиле (иногда форштосс Аншютца-Тиле, рис.). Он позволяет менять приемники, не нарушая вакуума в приборе и не прерывая перегонки.

Открывая кран 3, переводят собранный в градуированной части алонжа 4 дистиллят в приемник. При необходимости перехода к сбору промежуточной или следующей основной фракции, закрывают кран 3, а кран 1 поворотам на 180⁰ переводят в положение б. При этом в приемную колбу входит воздух и ее можно заменить на новую

ПРИБОРЫ НА ШЛИФАХ

 

Стеклянные Шлифы представляют собой плотное соединение двух стеклянных изделий с притертыми, пришлифованными поверхностями.

В лабораторной практике широко используется химическая посуда со стандартными шлифами, позволяющая быстро соединить друг с другом отдельные части установки, добиваясь при этом высокой герметичности. Большинство лабораторных приборов имеет стандартные взаимозаменяемые конические шлифы (нормальные шлифы, НШ). Они обозначаются номерами, соответствующими верхним диаметрам (в миллиметрах). Соединение на шлифах осуществляется при помощи шлифа-муфты (внешний шлиф) и шлифа-керна (внутренний шлиф) (рис. 47). Если отдельные части установки имеют шлифы разных размеров, то следует применять различные переходы на шлифах.

Для крепления муфты и керна, как правило, к их трубкам припаивают “усики” на которые надевают резинку

При работе с коническими шлифами необходимо соблюдать следующие правила:

1. муфта и керн должны быть из одинакового сорта стекла;

2. обе части конического шлифа следует соединять легким вращением;

3. необходимо исключить попадание на шлиф смолообразующих, полимеризующихся и сильнощелочных веществ;

4. краны делительных и капельных воронок и плоские шлифы (крышки эксикаторов) смазывают вазелином;

5. при работе под уменьшенным давлением шлифы необходимо смазывать специальной вакуумной смазкой, которую наносят в небольшом количестве кольцом на среднюю часть конического шлифа и легким вращающим движением керна в муфте добиваются равномерного распределения смазки;

6. правильно смазанный шлиф совершенно прозрачен.

Иногда, при использовании шлифованной посуды очень трудно разъединить шлифы, происходит их “заедание”. Оно, как правило, происходит в результате вдавливания внутреннего шлифа во внешний при работе в вакууме, длительной работы при повышенной температуре, действия шелочей, некоторых кислот, кремнийорганических соединений и ряда других причин.

Заевшие (неразъединяемые) шлифы можно открыть, используя следующие приемы:

1. осторожно постукивая деревянным предметом (молоточком) по шлифу;

2. механическим расшатыванием внутреннего шлифа;

3. нагреванием внешнего шлифа горячей водой, водяным паром или слабым пламенем спиртовки (керн по возможности должен оставаться холодным).

Кроме того, для разъединения “заевших” шлифов можно использовать раствор, состоящий из 10 массовых частей хлоралгидрата, 5 ч. глицерина, 3 ч. концентрированной хлороводородной кислоты и 5 ч. воды. Такой раствор наносят на шлиф или шлиф погружаю в раствор на некоторое время. Вакуумирование сосуда (прибора) облегчает проникновение раствора между притертыми поверхностями.

 

 

Рисунок 47. – Соединения на шлифах.

2.12.3. Пробки (англ. stopper)

 

Пробки служат не только для закупоривания химической посуды, но и для соединения отдельных частей прибора. Они бывают резиновыми, корковыми, пластмассовыми или стеклянными (рис. 48). Отверстия в пробках делают специальными металлическими сверлами, диаметр которых должен быть несколько меньше необходимого отверстия (сверлить начинают с узкого конца пробки).

Предпочтение отдают тем или другим пробкам в зависимости от применяемых веществ, условий и целей работы. Для соблюдения особой герметичности применяют резиновые пробки. Однако резиновые, корковые и пластмассовые пробки нестойки к действию высокой температуры и некоторых химических реагентов. Резиновые пробки и шланги неустойчивы к действию галогенов, сильных кислот и т. д. и набухают в присутствии органических растворителей. Для работ с хлором, бромоводородом, фосгеном, озоном и другими агрессивными веществами целесообразно применять пробки из поливинилхлорида или полиэтилена. Корковые пробки неплотные и поэтому не пригодны для работ в вакууме, кроме того, они очень чувствительны к действию химических веществ.

Следует отметить, что соединения на резиновых и корковых пробках по сравнению со стеклянными шлифами имеют меньшее значение.

 

а	б	в	г
д	е	ж	з

Рисунок 48. – Пробки.

РЕЗИНОВЫЕ ТРУБКИ (ШЛАНГИ)

Шланги служат для соединения отдельных частей в приборах, установках, для подвода и отвода воды и газа. Однако резиновые трубки легко разрушаются при действии высокой температуры и некоторых газов (хлор, кислород, аммиак и др.). Поэтому часто применяют трубки из полиэтилена, которые устойчивы к действию большинства органических веществ и агрессивных сред, но при нагревании легко деформируются.

 

Металлическое оборудование

 

В химических лабораториях широко применяют разнообразное металлическое оборудование, преимущественно стальное.

Штатив представляет собой стальной стержень, укрепленный на тяжелой стальной подставке, чаще всего имеющей форму четырехугольника. Обычно стержень укрепляют почти у самого края подставки. Бывают также штативы, у которых стальной стержень укреплен посередине подставки. В этом случае подставка имеет удлиненную форму.

Штативы служат для закрепления на них различных приборов с помощью лапок, колец и муфт (рис. 49, 53).

 

Рисунок 49. – Штатив с лапкой.

Лапки (рис. 50) бывают самых разнообразных форм и размеров. Они служат для закрепления холодильников, дефлегматоров, делительных воронок, колб, бюреток и т.д.

Внутренняя часть губ лапок обычно покрыта пробкой, чтобы при зажимании не раздавить стекла. Если же пробковая прослойка отсутствует, на губы лапки необходимо натянуть куски резиновой трубки. Закреплять прибор в лапке следует аккуратно, контролируя степень зажима.

 

Рисунок 50. – Лапка.

Муфты (рис. 51)используются для закрепления лапок и колец на штативе.

 

Рисунок 51. – Муфта.

 

Кольца (рис. 52)служат для закрепления на нужной высоте колб, стаканов и других приборов.

 

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!!! При использовании круглодонных колб емкость 1 л и более, для уменьшения нагрузки на дно сосуда, при сборке установки их помещают на кольцо.

Рисунок 52. – Кольцо.

Рисунок 53. – Крепления на штативе.