Мир глазами химика
Учебное пособие к пропедевтическому курсу химии 7 класса
1.6. Немного о технике лабораторных работ
Чтобы работать в
лаборатории, надо хорошо знать химическую
посуду, оборудование и инструменты. Посуда
используется стеклянная 
и фарфоровая. Стеклянную посуду делают
из специального стекла, чтобы она не могла
треснуть при нагревании. С лабораторным
оборудованием и посудой мы будем знакомиться
постепенно, по мере изучения химии.
Самая распространенная стеклянная посуда в лаборатории – это пробирка . Нетрудно догадаться, что корень слова «пробирка» тот же, что и у слов «проба» или «пробовать». А проба – это всегда небольшое количество вещества. Пробирки бывают разных форм и размеров, они тонкостенные, имеют закругленное дно, и их можно нагревать на открытом пламени. Пробирки используют для работы с небольшими количествами веществ. Жидкости в пробирку можно наливать столько, чтобы столбик ее не превышал по высоте 1 см (рис. 1.7.).
А вот теперь внимание! Все то, о чем сейчас будет говориться, нельзя понять и освоить только при чтении книги. Нужно все делать своими руками.
Итак, начнем.
При помощи пипетки налейте в пробирку нужное количество воды. Если нужно смешать в пробирке две или три жидкости, то каждой
из них берут еще меньше, иначе их будет трудно перемешать. Смешивают жидкости в пробирке, слегка постукивая по ней пальцем (рис. 1.8, а), но ни в коем случае не встряхивая ее, закрыв отверстие пальцем (рис. 1.8, б), т. к. можно, во-первых, повредить палец, а во-вторых, загрязнить содержимое пробирки.
Если в пробирке
приходится смешивать жидкость и твердое
вещество, часто пользуются стеклянной палочкой
(рис. 1.9). Перемешивать стеклянной палочкой надо
осторожно: медленно, не стучать палочкой по
стенкам пробирки, т. к. их легко пробить.
Некоторые из предосторожности надевают на конец
палочки маленький кусочек резиновой трубки. Это
можно делать только тогда, когда работающий
уверен, что содержимое пробирки не вступит в
реакцию с резиной. После перемешивания
стеклянную палочку нельзя класть на стол, а надо
опускать ее в другую чистую пробирку. Если вы
хотите использовать эту стеклянную палочку для
перемешивания другой жидкости, ее нужно
предварительно тщательно вымыть и высушить.
Хотя пробирка изготовлена из специального стекла, вносить ее в пламя нужно осторожно, поскольку при резком нагревании только какой-нибудь ее части она может лопнуть. Чтобы этого не произошло, пробирку сначала прогревают равномерно по всей длине и только потом нагревают ее донышко. Наблюдать за поведением нагреваемого вещества надо сбоку (рис. 1.10), через стенку, ни в коем случае не заглядывая в пробирку.
Если пробирку с раствором нужно нагреть, ее следует закрепить в держатель (рис. 1.11) или в лапку штатива (рис. 1.11, б). Штатив (рис. 1.12) используют не только для закрепления пробирок, но и для сборки более сложных приборов. Он состоит из вертикального стержня (1), ввинченного в тяжелое плоское основание (2), на котором с помощью муфт (3) закрепляются различные приспособления, например лапки (4) и кольца (5). Штативами также часто называют подставки для пробирок (рис. 1.13).
Рис. 1.11. Держатели для пробирок (а) и пробирка, закрепленная в держателе (б)
Рис. 1.12.
Штатив для крепления химической посуды и
приборов (а); пробирка, закрепленная в лапке (б):
1 – вертикальный стержень; 2 – основание; 3 –
муфты; 4 – лапка; 5 – кольцо
Заметим, что пробирку в держателе или в лапке штатива закрепляют около самого отверстия (см. рис. 1.11, б, рис. 1.12, б). Закрепите пустую пробирку в держателе. Другую пробирку закрепите в лапке штатива. Внимание! Не забудьте, что стекло пробирки хрупкое, ее легко раздавить в лапке, если сильно затянуть винт. Поэтому все время при завинчивании проверяйте, не слишком ли туго вы его затянули. Делайте это осторожно, постепенно. Как только пробирка перестанет выпадать из лапки, завинчивание следует прекратить.
Пробирке, укрепленной в лапке штатива, можно придать любое положение, пользуясь винтами муфты. Можно ее поднять повыше или опустить, придать ей наклонное или даже горизонтальное положение, а можно установить ее вертикально. Сделайте это, чтобы научиться работать винтами штатива.
Кроме пробирок и штативов
очень важны в химической лаборатории
нагревательные приборы, т. к. при проведении
опытов вещества часто приходится нагревать. Это
прежде всего спиртовка (рис. 1.14), состоящая из
резервуара (2) со спиртом, в который опущен
фитиль (1). Верхний конец фитиля выходит
наружу через трубку держателя. Сверху спиртовка
закрывается колпачком-крышкой (3). Для того
чтобы воспользоваться спиртовкой, надо снять с
нее колпачок и поджечь фитиль. Горящую спиртовку
нельзя передвигать, потому что есть риск разлить
находящийся в ней спирт; он может загореться и
тем самым вызвать пожар. Гасить спиртовку
следует, закрывая ее колпачком. Нельзя дуть на
пламя, потому что при этом пламя может проскочить
внутрь спиртовки.
Конечно, если в вашем распоряжении имеется не спиртовка или газовая горелка, а электронагреватель, то его мощность можно регулировать, добиваясь нужной для нагрева температуры. Но на открытом пламени спиртовки или горелки тоже можно регулировать нагрев. Для этого нужно знать строение пламени. Его лучше всего изучать на примере пламени свечи.
Опыт 1.3. Для опыта нам понадобятся свеча и тонкая деревянная лучинка. Зажжем свечу и внимательно рассмотрим ее пламя (рис. 1.15, а). Мы видим, что оно неоднородно. Около самого фитиля пламя почти не светится, а вот средняя широкая часть его светится ярче всего. Наружная часть пламени опять более бледная, а над факелом можно иногда заметить идущую вверх струйку сажи. Возьмем лучинку и внесем ее на 3 с в пламя, как бы разрезая его лучинкой поперек (рис. 1.15, б). Рассмотрим после этого лучинку. Замечаем, что она обуглилась в двух местах (1), соответствующих наружной части пламени. Это значит, что наружная часть – самая горячая.
Рис. 1.15.
Исследование пламени свечи: а – строение
пламени; б – внесение лучинки в пламя; в –
выведение паров парафина с помощью трубки из
центра пламени:
1 – места обугливания лучинки
Теперь возьмем тонкую стеклянную трубочку и внесем ее одним концом в нижнюю часть пламени, а у другого конца попробуем зажечь выходящие газы (рис. 1.15, в). Удалось ли вам это сделать? Если они загорелись, то, следовательно, внутри пламени собираются несгоревшие пары парафина, из которого сделана свеча, и эта часть пламени – самая холодная.
Средняя часть пламени – самая яркая, потому что в ней находятся раскаленные частицы углерода, входящего в состав парафина и образующегося в свободном состоянии на определенной стадии реакции горения парафина. Однако тот факт, что лучина обуглилась только в наружной части пламени, указывает на то, что внутри пламени средняя часть не самая горячая. Струйка сажи вверху говорит о том, что образующийся в результате разложения парафина углерод не весь сгорает из-за недостатка кислорода.
Из всего сказанного выше мы делаем вывод, что самая горячая часть пламени – наружная и что наиболее эффективный нагрев веществ будет проходить именно в ней. Такое же строение пламени не только у свечи, но и у других горящих предметов.
- Дайте название этому опыту.