Laboratóriumi gyakorlat
Fémeszközök
A laboratóriumi munkában igen sok fémből készült eszközt használunk. A legáltalánosabban használtak a következők:
Bunsen állvány fogókkal
|
Bunsen égő vasháromlábbal
|
Bunsen-állvány : öntöttvas alaphoz derékszögben rögzített vasrúd. Szereléskor az állvány talpát úgy állítsuk, hogy a felszerelt készülék ne billentse fel az állványt.
Kettős szorítódió : két csavarral ellátott, derékszögű befogásra szolgáló csatlakozó.
Fogó : két, csavarral összeszorítható félkör alakú vagy egyenes és derékszögű szorítópofa szolgál a lombikok és csövek befogására. Sokféle kivitelben készül, így elnevezésük is különböző (lombikfogó, Witt-fogó, szervesfogó, stb.). A szorítópofák parafával béleltek, hogy ne roppantsák össze az üvegeszközt. A befogandó üvegeszközt bal kezünkbe fogjuk, jobb kezünkkel forgatjuk a fogó szorítócsavarját. Az eszköz mozgásából és a fogó csavarjának járásából állapíthatjuk meg, hogy meddig szabad az eszközt beszorítani, hogy az biztosan álljon, de meg ne repedjen. Mindig olyan fogót válasszunk, melynek görbülete megegyezik a befogott üveg görbületével, mert akkor a megterhelés egyenletesen oszlik el.
Hűtőfogó : három vagy négyágú, szorítócsavarral ellátott, hűtők és csövek befogására szolgáló eszköz. A fogófelületeket gumival kell bevonni, hogy a törést elkerüljük.
Szűrőkarika : szárral ellá-tott karika, mely választótölcsér, üvegtölcsér befogására alkalmas. Szorítódióval ellátva is készül. Kerámiabetétes dróthálóval lefedve lombikalátétként is használható.
A melegítendő edényt vasháromlábra helyezett kerámiabetétes dróthálóra tesszük. Tégelyt vasháromlábra vagy vaskarikára helyezett, agyag (porcelán) védőcsővel ellátott drótháromszögbe illesztve izzítsuk! A tégelyeket vasból, rozsdamentes acélból, nikkelből vagy nikkelezett acélból készült tégelyfogóval, vagy csipesszel fogjuk meg.
A szilárd vegyszerek adagolására különféle méretű fémspatulákat, vegyszeres kanalakat készítenek különféle ötvözetekből.
Az anyagok melegítésére általában gázégőket használunk. A legelterjedtebbek a Bunsen-égő és a Teclu-égő. A Bunsen-égő fúvókáján át jut a gáz a csőbe. A fúvókával azonos magasságban a csövön két egymással szemben lévő levegőző nyílás van. A lyukakat ugyancsak két átellenes nyílással ellátott gyűrű elforgatásával zárhatjuk vagy nyithatjuk. Ezáltal a beáramló levegő mennyiségét szabályozhatjuk. Ha a levegőző nyílásokat elzárjuk, a gáz a cső végén világító és kormozó lánggal ég.
Az égő meggyújtása előtt a levegőző nyílást el kell zárni, majd a gázcsap kinyitása után gyújtjuk meg a gázt. Ezt követően a levegőző nyílást a kívánt mértékben nyitjuk ki. Ha meggyújtáskor a nyílás teljesen nyitva van, előfordulhat, hogy az égő "begyullad", vagyis a gáz közvetlenül a fúvókánál ég. Ez munka közben is előfordulhat. Ha a begyulladást nem vesszük észre azonnal, az égő nagymértékben felmelegedhet. Ilyenkor a gázcsap elzárása után az égőt lehűtjük, és csak ezután gyújthatjuk meg újból a gázt.
A Teclu-égőnél a beáramló gáz mennyiségét is szabályozhatjuk egy csavarral. A levegő a csőbe a cső kúp alakú kiszélesedése és a csavarmenetben mozgó lap közötti résen jut be. A lap csavarásával változtathatjuk a rés szélességét és ezzel a beáramló levegő mennyiségét.
A vasból készült eszközök a laborlevegőn korrodálódnak, ezért festéssel, a festetlen részeket pedig gyakori olajozással kell védeni.
Rozsdamentes acélból (18 % króm és 8 % nikkel-tartalom) készült berendezések kémiai behatásoknak ellenállnak, az alkáliákat jól bírják, de híg kénsav, sósav és forró salétromsav hatására károsodnak.
A nemesfémek kémiai hatásoknak kiválóan ellenállnak. Az ezüst kivételével főleg ötvözetek alakjában használjuk őket. Laboratóriumi eszközök készítésénél a platinát néhány százalék irídiummal ötvözik, ami mechanikai szilárdságát és kémiai ellenállóképességét fokozza. Az irídium-tartalommal csökken az izzítási veszteség, de 35 % feletti irídium-tartalom esetén az ötvözet törékennyé válik. A platina savakkal (a királyvizet kivéve) és egyéb vegyszerekkel szemben igen ellenálló, használata esetén azonban néhány óvatossági rendszabály be kell tartani.
Karbidképződés veszélye miatt nem szabad kormozó lángban hevíteni. Ag, Pd, Sn, Zn, Bi, As, Fe, P és S, valamint redukáló sóik nem hozhatók közvetlen érintkezésbe hevített platinával, mert ötvöződnek vele, és mechanikai, valamint kémiai tulajdonságát megváltoztatják. A platinatégely tisztítása lisztfinomságú tengeri homokkal vagy lecsapott bázisos karbonáttal történik, mechanikus hatásra el nem távolítható szennyeződéseket koncentrált salétrom-, ill. sósavval, vagy K2S2O7, ill. szóda-bórax keverékének ömlesztésével távolíthatjuk el. Platinatégelyben lúgos, vagy oxidációs lúgos ömlesztést nem szabad végezni.
Speciális célokra egyéb fémből készült eszközök is használatosak. Lúgos nem oxidatív ömlesztésre ezüst, vagy kevés rézzel ötvözött ezüsttégely használható. Lúgos oxidatív ömlesztés nikkelből, vasból, ill. rozsdamentes acélból készült tégellyel végezhető, bár az ömledék a tégely falából jelentős mennyiségű fémet old ki. Fluorral és hidrogén-fluoriddal végzett műveleteknél platinán kívül vörösréz, alumínium, magnézium, ill. monel-ötvözet (30 % réz és 70 % nikkel) használható szerkezeti anyagként.
Fémeszközeink részei leggyakrabban hegesztéssel és forrasztással illeszthetők. A laboratóriumi gyakorlatban forrasztásra ólom-tartalmú ónötvözetet az ún. lágyforraszt használjuk, ami 180-250 °C -on olvad. Magasabb hőmérsékleten is jól köt az ezüstöt és rezet tartalmazó keményforrasz. Forrasztás előtt a felületet megfelelően tisztítani kell. E célra lágyforrasz alkalmazása esetén cink-klorid és ammónium-klorid tartalmú forrasztóvizet, míg keményforrasz alkalmazásakor bórax olvadékot használunk.
Üvegbe fémet beforrasztani még drót alakjában is csak akkor lehetséges, ha az üveg és fém hőtágulása igen közel van egymáshoz. Általában platinadrótot szokás beforrasztani, mivel a platina hőtágulása közel esik a lágy ólomüvegekéhez. Kemény üvegbe közvetlenül csak molibdén és volfrám beforrasztása lehetséges.
Tovább