Что такое делительная воронка
Делительная воронка
Воронка — приспособление для наливания жидкостей.
Содержание
Простейшая воронка
Воронка — очень древнее приспособление. Когда-то воронки делали из дерева, бересты, обожжёной глины.
В средние века воронки начали делать из стекла, фарфора и металла, из жести, латуни.
С конца ХХ века широкое распространение нашли воронки из различных пластмасс, преимущественно из полиэтилена и полипропилена.
Лабораторные воронки
В лабораторной практике используют несколько видов «воронок», некоторые из которых внешне совсем не похожи на простую воронку.
Воронка Бюхнера
Предназначена для фильтрования под вакуумом, традиционно выполняется чаще всего из фарфора, реже — из металла или пластмасс. Верхняя часть воронки, в которую наливают жидкость, пористой или перфорированной перегородкой отделена от нижней части, к которой подведён вакуум. На перегородку может быть наложен съёмный слой фильтрующего материала — фильтровальная бумага, вата, трековый фильтр и т. п. материал.
Делительная воронка
Предназначена для разделения несмешивающихся жидкостей, по их плотности. Это сосуд, обычно стеклянный, имеющий в нижней части трубку с краном — для спуска более тяжёлых фракций жидкости.
См. также
Внешние ссылки
На английском языке
Полезное
Смотреть что такое «Делительная воронка» в других словарях:
делительная воронка — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN separately funnelseparating funnel … Справочник технического переводчика
делительная воронка — dalijamasis piltuvas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Indas nemaišiesiems skysčiams perskirti. atitikmenys: angl. separating funnel; separatory funnel vok. Scheidetrichter, m rus. делительная воронка, f pranc. entonnoir … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
делительная воронка — dalijamasis piltuvas statusas T sritis chemija apibrėžtis Indas nemaišiems skysčiams perskirti. atitikmenys: angl. separating funnel; separatory funnel rus. делительная воронка … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
делительная воронка — dalijamasis piltuvas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. separating funnel; separatory funnel vok. Scheidetrichter, m rus. делительная воронка, f pranc. entonnoir à séparation, m … Fizikos terminų žodynas
Воронка — У этого термина существуют и другие значения, см. Воронка (значения). Обычная кухонная воронка … Википедия
Воронка (хим.) — Обычная кухонная воронка Воронка приспособление для наливания жидкостей. Более сложные виды воронок используются в промышленности и в лабораторной технике для фильтрования, разделения жидкостей и других целей. Содержание 1 Простейшая воронка … Википедия
Воронка Бюхнера — Обычная кухонная воронка Воронка приспособление для наливания жидкостей. Более сложные виды воронок используются в промышленности и в лабораторной технике для фильтрования, разделения жидкостей и других целей. Содержание 1 Простейшая воронка … Википедия
Бром химический элемент — (Bromum; хим. форм. Br, атомный вес 80) неметаллический элемент, из группы галоидов, открытый в 1826 г. французским химиком Баларом в маточных растворах солей морской воды; название свое Б. получил от греческого слова Βρωμος зловоние.… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Бром, химический элемент — (Bromum; хим. форм. Br, атомный вес 80) неметаллический элемент, из группы галоидов, открытый в 1826 г. французским химиком Баларом в маточных растворах солей морской воды; название свое Б. получил от греческого слова Βρωμος зловоние.… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Делительная воронка ВД – одна из категорий стеклянной лабораторной посуды, при помощи которой можно разделять разнотипные (несмешивающиеся) жидкости, растворы, например, водные и углеводные смеси. Применяются для жидкостной экстракции.
Устройство
Делительные воронки состоят из таких элементов:
Отдельные разновидности делительных воронок могут быть оборудованы боковым краником для создания вакуума или спуска газа. Воронки могут поставляться со съемной терморубашкой, для охлаждения или подогрева реакционной смеси. Такие рубашки незаменимы для делений летучих жидких смесей.
Изготавливается из различных видов стекла, импортные аналоги делают из прочного боросиликатного стекла. Воронки должны соответствовать ГОСТу на стеклянную посуду.
Разновидности ВД
В зависимости от формы стеклянного сосуда воронки делят на:
Еще воронки делят по объему (50 мл – 2 и больше литров), типу стекла, из которого они изготовлены, термостойкости, по материалу краника и пробки, по наличию градуировки. Чем больше объем сосуда, тем тоньше стенки, самые востребованные объемы с толщиной стекла 5±2 мл.
Для быстрого спускания полученного слоя удобно брать воронки с углом 60°, длинным носиком со срезанным кончиком.
Для чего используется воронка?
Через верхний конус вносят разделяемую смесь, до 2/3 объема сосуда, лучше меньше, потом вносят подходящий растворитель, воронки плотно закрывают пробкой и старательно встряхивают. Внести жидкость или сухой реактив можно через обычную лабораторную воронку, которую вставить в верхний конус. Если заполнить сосуд почти до верха, провести полноценно перемешивание не получится.
Для водных растворов с низкой плотностью применяют такие растворители: бензол, диэтиловый или петролейный эфир, гексан. При использовании легколетучих и взрывоопасных растворителей работу проводят вдали от любых источников огня и только в вытяжном шкафу.
Воронка вставляется в штатив до полного, четкого разделения смеси. Делительные воронки большого объема помещают в кольца, нижнее используют для поддержки такого сосуда с жидкостью.
После отстаивания и разделения, нижнюю часть до границы растворов постепенно сливают через краник, а верхнюю – оставляют в сосуде и сливают позже (можно через верхний конус или через нижний кран). Расслоенная смесь – это растворы вещества в водном и органическом растворителях. Чтобы определиться, какой слой водный, достаточно пару капель поместить в дистиллированную воду. Если слой водный, капли исчезнут, растворятся. Иногда слои отличаются по концентрации, плотности, цвету.
Полученный водный слой снова помещают в воронку, и, добавив свежую порцию подходящего растворителя, снова проводят экстракцию, дублируя цикл, пока не получат в конце нужную степень извлечения конечного или основного вещества.
Полученные вытяжки избавляют от основной порции растворителя на осушителе (до полусуток под вытяжкой). Полученную смесь очищают фильтрованием, осушают на ротационном испарителе. Остаток очищают при помощи перекристаллизации, перегонки или возгонки.
Практичные советы
Для избегания заклинивания краника и пробки, на шлиф наносят очень тонкий слой спецсмазки, силикона, вазелина, чтобы при работе смазка не попала в реакционную смесь. Также нельзя допускать попадания кристаллов соли на шлиф, иначе пробка намертво приклеится к конусу.
Если при встряхивании определенной смеси получается стойкая эмульсия, то экстракцию проводят, не бурно встряхивая, а аккуратно перемешивая смесь круговыми движениями.
Способы борьбы с эмульсией
Эмульсия образуется, если слишком энергично встряхивать разделяемую смесь (такая мыльная пена образуется в водно-щелочных растворах). Причина возникновения эмульсии – частицы примесей, которые собираются между слоями. Также причиной может быть небольшая разница в плотности двух-трех слоев растворов. Еще выделяют слабое поверхностное натяжение на границе фаз.
Эмульсию можно заставить расслоиться либо очень длительным отстаиванием в штативе или, используя различные добавки, которые зависят от происходящей реакции и компонентов смеси.
Распространенные способы разделения эмульсии:
Применение
Область применения делительных воронок очень широкая, часто используют для нитрования, галогенирования, алкилирования. ацилирования окислительно-восстановительных процессов. Незаменимы в учебной, научной деятельности, для работы производственных лабораторий пищевых продуктов. Воронки цилиндрической формы прекрасно подходят для демонстрации цветных химических реакций в учебных заведениях.
ВД грушевидной формы будет удобны для:
Приобретение
Приобрести данный тип стеклянной лабораторной посуды можно разными путями:
Разделительная воронка: характеристики, для чего и примеры
Содержание:
В воронка, груша или разделительный флакон Стеклянный материал, используемый при экстракции и разделении жидкостей. Его можно узнать по своеобразной форме перевернутого конуса. В лабораториях он остается неподвижным на железных кольцах, цепляющихся за универсальную опору.
Поскольку это делительная воронка, по определению, она должна обеспечивать разделение под действием силы тяжести и без смывания остальной смеси. Для этого обязательно (обычно) должна быть жидкая двухфазная система; то есть образованное двумя несмешивающимися жидкостями разной плотности.
Например, на изображении выше есть делительная воронка, поддерживаемая железным кольцом, края которого покрыты резиной. Внутри находится двухфазная смесь двух желтых жидкостей; хотя цвет более интенсивный в нижней фазе, чем в верхней фазе.
Благодаря этой воронке можно извлекать некоторые растворенные вещества или аналиты из проб воды или из растворов исследуемых проб (почвы, золы, растительных масс, топлива и т. Д.). Точно так же он служит для объяснения концепции распределения растворенного вещества между поверхностью раздела, образованной между двумя несмешивающимися растворителями.
Особенности разделительной воронки
Только на изображении выше показаны наиболее важные особенности делительной воронки. Учтите, что объем жидкой смеси намного меньше вместимости воронки. Фактически, всегда рекомендуется, чтобы экстракция не охватывала объемы, превышающие половину общего объема воронки.
Более подробно перебирая воронку, внизу у нас есть запорный кран (голубоватая нить), который позволяет жидкости стекать через горлышко стакана. Выше у нас горлышко воронки, закрытое пластиковой заглушкой; однако пробка также может быть стеклянной с притертой пломбой.
И запорный кран, и колпачок можно смазывать для обеспечения правильной работы. Ключ должен поворачиваться без особого труда, а также обеспечивать, чтобы при закрытии он не пропускал нижнюю жидкость. При этом пробка должна герметично закрываться, достаточно хорошо, чтобы при встряхивании воронки жидкость не выходила сверху.
Преимущество металлического кольца, покрытого резиной, заключается в том, что оно предотвращает появление царапин на стекле воронки при удерживании.
Для чего это?
Делительная воронка используется в принципе только для двух целей: для извлечения растворенных веществ из образцов без переноса других нежелательных растворенных веществ или непосредственно для разделения несмешивающихся жидкостей.
Методология обоих процессов сама по себе одинакова: жидкая смесь, предварительно полученная из образца, помещается внутрь делительной воронки и добавляется один или два растворителя. Это для того, чтобы создать легко разделяемую двухфазную систему.
Затем, разделив две жидкости и зная, что растворенное вещество или аналит более растворим в одной из двух фаз (более низкой или высокой), одну собирают, а другую выбрасывают. Нижняя фаза имеет более высокую плотность, так что она извлекается путем открытия запорного крана; в то время как верхняя фаза получается через горловину воронки путем снятия крышки.
Затем для интересующей фазы отбирают аликвоты для проведения хроматографического или спектроскопического анализа, подкисления, реакций осаждения или просто подвергают нагреванию для испарения растворителя и извлечения оставшегося твердого вещества: растворенного вещества (примеси).
Как использовать
Встряхивая воронку
Хотя точная методология варьируется в зависимости от анализа, образца, типа анализируемого вещества и используемых растворителей, способ использования делительной воронки почти всегда одинаков.
Удерживая воронку, аккуратно вставленную в железное кольцо, и убедившись, что запорный кран закрыт, приступайте к заполнению ее смесью, в которую были добавлены экстрагирующие растворители. Его накрывают и встряхивают, чтобы гарантировать взаимодействие растворенного вещества в смеси с растворителем, который мы хотим декантировать позже.
Во время перемешивания, которое обычно выполняется внутри вытяжного шкафа и путем многократного отклонения воронки от тела, важно открыть запорный кран, чтобы спустить внутреннее давление пара.
Это давление пара частично связано с тем, что экстракция обычно проводится с использованием очень летучих растворителей, поэтому высокое давление их паров может разорвать стекло воронки и травмировать тех, кто с ней работает.
Фазовое извлечение
Воронке дают отдохнуть, пока не появятся две четко определенные фазы. Если нас интересует нижняя фаза, открываем кран и собираем в емкость. Добавьте в воронку еще растворителя и повторите перемешивание, а затем снова выполните экстракцию. Таким образом мы обеспечиваем извлечение наибольшего количества растворенного вещества.
Между тем, если нас интересует верхняя фаза, мы отбрасываем нижнюю фазу, открывая запорный кран, а верхняя фаза декантируется через отверстие воронки. Нижнюю фазу возвращают в воронку, и к ней снова добавляют больше растворителя, чтобы повторить несколько экстракций.
Вкратце: его перемешивают, мы сбрасываем давление пара, оставляем в покое и декантируем. На интересующей стадии у нас будет растворенное вещество, извлеченное из пробы. Рекомендуется провести несколько экстракций небольшим количеством растворителя.
В следующем видео показан эксперимент с использованием делительной воронки:
Примеры использования
Некоторые общие примеры использования делительной воронки будут упомянуты ниже:
-Извлечение органических соединений, растворенных в воде, путем добавления органических и неполярных растворителей, что имеет большое значение для оценки качества воды или обнаружения источника загрязнения
-Разделить две несмешивающиеся жидкости в достаточных количествах, чтобы определить две фазы, а также добавить компонент для дестабилизации образовавшихся эмульсий.
-Водная экстракция йода дихлорметаном, это одна из самых распространенных практик в учебных лабораториях.
— Экстракции эссенций или масел для одновременного удаления содержащихся в них солей и других растворимых соединений в водной фазе (которая обычно является нижней фазой из-за ее более высокой плотности)
2.6. Делительные и капельные воронки, ампулы и бюксы
Некоторые делительные воронки снабжают боковой трубкой 1 (рис. 53, б) для сброса избыточного газа из колбы после слива в нее нижней более тяжелой жидкости, когда следует изолировать ее от воздействия воздуха.
При необходимости делительные воронки могут иметь охлаждающую (рис. 53, в) или нагревающую рубашку 2. В охлаждающую рубашку через трубку 3 можно, например, поместить кашицу сухого льда й ацетона. Такие делительные воронки Нужны для разделения легко летучих жидкостей.
Капельные воронки имеют длинный конец и сферическую верхнюю часть (рис. 53, г). Они служат для дозировки жидкости, вводимой в реакционный сосуд каплями или небольшими порциями.
j
Чтобы приливать жидкость из капельной воронки в сосуд надо сначала полностью открыть кран, не забыв вынуть верхнюю пробку, для полного заполнения длинной трубки жидкостью, а затем уже, прикрыв кран, регулировать е поток. В противном случае жидкость начнет стекать по стенкам трубки, не наполняя ее.
Давление жидкости в воронке может оказаться недостаточным, чтобы преодолеть давление газа в сосуде. Газ начнет прорываться через жидкость в воронке. По этому рекомендуют заполнять трубку воронки заблаговременно засасывая ее из стакана при помощи резиновой груши или вакуума, а не заливая через верхнее отверстие. Для засасывания верхнее отверстие вставляют пробку с отводной трубкой, при соединенной к груше или водоструйному насосу.
Низ трубки капельной воронки не должен иметь косого среза.
Способ ввода капельной воронки в колбу с твердым веществом показан на рис. 53, е.
Жидкость вводят в ампулу через воронку 1 с узкой трубкой (рис. 55, б), а в некоторых случаях при помощи шприца, иглой которого прокалывают резиновый баллончик, натянутый на горло ампулы во избежание контакта жидкости с воздухом. Для засыпки порошков в патрубок ампулы вставляют воронку с коротким концом и во время заполнения ампулы осторожно постукивают пальцем по узкой части патрубка 2 (рис. 55, б). После заполнения ампулу запаивают в месте перетяжки патрубка 2.
Если требуется наполнить ампулу без доступа воздуха, в инертной атмосфере или вакууме, то ее припаивают верхним концом 3 патрубка к патрубку 4 системы для откачивания (рис.
в) или к патрубку для промывки ампулы инертным газом, а затем при помощи переходной трубки 2 и сосуда 1 заполняют веществом и запаивают конец 3.
Агрессивные жидкости,разлагающиеся на воздухе,запаивают в тонкостенные круглые стеклянные ампулы, которые выдерживают высокое давление из-за своей сферической формы. Так, ампула вместимостью 5-10 мл, наполненная жидким хлором, выдерживает нагрев до 70 °С, что соответствует давлению в 1,9 МПа.
При запаивании ампулы, особенно толстостенной, необходимо прежде всего тщательно очистить внутреннюю поверхность верхней части патрубка. Поэтому жидкости и твердые вещества следует вводить в ампулу так, чтобы в верхней ее части, подлежащей запаиванию, не осталось ни частичек, ни капель жидкости.
Для запаивания сначала отрезают верхнюю часть патрубка ампулы недалеко от места сужения и оставшуюся часть нагревают в пламени газовой горелки до размягчения, после чего припаивают к остатку патрубка стеклянную палочку (операция 7, рис. 55, г). Затем оттягивают конец трубки в тонкостенный капилляр (операция 2) и направляют на образовавшееся коническое сужение (показано стрелкой) пламя горелки при непрерывном вращении ампулы. Нагревание и вращение прекращают как только в месте нагрева стенки ампулы не станут равной толщины и не окажутся заплавленными (операция 3).
Перед вскрытием ампулы с летучей жидкостью или сжиженным газом ее следует охладить, чтобы понизить давление пара. Небольшие ампулы полностью разбивают под жидкостью в сосуде, где их содержимое будет участвовать в реакции. Ампулу раздавливают стеклянной палочкой или фторопластовым пестиком. У больших ампул вскрывают только патрубок. Его надрезают делают царапину на расстоянии 1-2 см от конца, предварительно смочив место надреза водой. Когда царапина нанесена обтирают место надреза фильтровальной бумагой и, направив открываемый конец в сторону от работающего и не наклоняя сильно ампулу, правой рукой отламывают надрез быстрым рывком в сторону противоположную царапине. Если патрубок имеет толстые стенки, то к царапине прикасаются раскаленной железной проволокой.
Для защиты содержимого ампулы от воздействия воздуха надрезанную головку ампулы помещают в защитную пробирку (рис. 56, а), через которую пропускают осушенный азот, и ударом стеклянной палочки 7, закрепленной в фторопластовой пробке 2, отбивают конец ампулы.
Ампулу 3 с тонким отростком вскрывают, как показано на рис. 56, б. Отросток вставляют в пробирку, из которой эвакуирован воздух через трубку 2, и поворотом пробки 7 с припаянной изогнутой стеклянной палочкой отламывают отросток.
В приспособлении (рис. 56, в) конец ампулы ломают при помощи пробки крана с широким отверстием. Пробирка служит одновременно и защитой от возможного выброса газа.\
Рис. 56. Приспособления с бойком (а) и поворотом крана (б, в) для вскрытия ампул в инертной атмосфере и ампул с фиксаналом (г):
Не изменяя положение ампулы ее промывают через верхнее пробитое отверстие из промывалки (см. рис. 31) чистой водой, употребляя не менее чем шестикратный по емкости ампулы объем воды. Промытую ампулу удаляют, а в мерную колбу 5 доливают чистую воду до метки.
Сухое содержимое фиксаналов переводят в мерную колбу аналогичным образом. Когда ампула будет разбита, то легким постукиванием и осторожным встряхиванием сухое вещество высыпают в колбу, а затем ампулу промывают.
Пришлифованные поверхности у бюксов не смазывают во избежание попадания смазки в вещество.
Если нужна высокая герметичность, то применяют бюксы с прозрачными оплавленными шлифами.
Взвешивание лодочек после сжигания или прокаливания пробы вещества производят в бюксах типа «собачка» (рис. 57, б). Применяют такие бюксы в тех случаях, когда остаток от сжигания или прокаливания может взаимодействовать с воздухом и его примесями.
Воронка лабораторная: как выбрать посуду для разных целей и задач
Разнообразие и конструктивные особенности
Конструктивно стеклянная воронка состоит из:
конуса, у которого верху диаметр расширяется;
тонкой цилиндрической трубки, которая соединена с конусовидной частью.
В широкую конусовидную часть осуществляется порционный прием жидкости из посуды для последующей ее транспортировки в трубку воронки.
Также различают два варианта размещения воронки – ее лаборант может удерживать на весу и внимательно контролировать процесс попадания струи из трубки точно в нужную тару, или ее помещают самостоятельно в горловину колбы, любого другого сосуда, у которого достаточно широкая горловина. Тогда одна рука лаборанта оказывается высвобожденной и ею для надежности можно придерживать посуду с основным объемом жидкости. Второй вариант более предпочтителен.
Важные моменты при выборе воронки
Выбирая колбы для оснащения лабораторий, важно учитывать пять основных момента, характеризующих его изделие:
скорость, с которой жидкость истекает;
Скорость зависит от высоты и диаметра воронки. Для больших объемов химических растворов и реактивов, которые нужно перелить, стоит выбрать воронку с широким носиком. В противном случае потраченное время не будет продуктивным. Для этого в арсенале каждой лаборатории должно быть несколько воронок с разными показателями для выполнения всевозможных задач.
Вязкость считается важным параметром для лабораторных мешалок с верхним приводом или магнитных моделей. Важно знать, что при увеличении вязкости и при небольшом проходном сечении суженной части воронки, жидкость может перестать течь или скорость процесса существенно снизится.
Для изготовления лабораторной воронки выбирают такие материалы, которым характерна повышенная термостойкость. Это может быть:
Такие изделия могут выдерживать высокие температуры, которые сопровождают некоторые экзотермические реакции или возникают в процессе подогрева на водяной бане. Также термостойки воронки нужны при опытах с подогревом на спиртовой горелке. Без этого показателя изделие после мытья в холодной воде может не выдержать соприкосновение с горячей жидкостью и в итоге растрескаться.
Хранятся воронки после мойки и просушивания в специальных сушильных шкафах в тумбах столов или на полках шкафов, предназначенных для этих целей.
Делительная воронка
Воронка делительная по принципу действия и внешнему виду существенно отличается от ранее описанных моделей. Это объясняется спецификой ее использования. Так, в ходе наполнения тары она позволяет увидеть четкую границу, которая возникает между жидкостями разной плотности. Также в этой ситуации можно в определенный момент оперативно закрыть вентиль, чтобы не допустить смешивание менее плотной жидкости, которая остается внутри, с той, что уже находится в подставленной таре.
