Для чего нужен резервуар химия
Банки для реактивов: сфера применения, разновидности
Химическая посуда для лаборатории – особые сосуды с различными характеристиками, разной вместимости, используемые при хранении химических веществ.
Их использование подразумевает строгое соблюдение правил использования, то есть, качественная мойка, сушка, стерилизация посуды после и перед каждым использованием, правильное хранение чистой тары, ее заполнение или размещение в соответствующих условиях.
Мойка допускается в ручном режиме или автоматическом, при помощи специальной техники. Сушка производится в сушильных шкафах или естественным способом. Стерилизацию выполняют при высоких температурах или облучая ультрафиолетом.
Хранится посуда с реактивами в специальных шкафах, оборудованных приточно-вытяжной вентиляцией, под различными типами замков, защелок.
Особенности хранения химических реактивов – посуда, сочетание, маркировка
Чтобы избежать загрязнения химических веществ, сохранить их важные свойства неизменными, следует соблюдать множество условий. Одним из важнейших критериев является правильное хранение реактивов. А начинается оно с корректно подобранной посуды, которая будет соответствовать ряду требований.
Посуда для хранения химических веществ
В связи с длительным контактом с химически активными веществами, к емкостям выдвигаются особенно строгие требования.
Чем чище вещество, тем более высокое качество посуды должно быть, ведь частицы со стенок могут проникать внутрь реактива, вступая в реакцию или просто загрязняя его.
Классификация веществ
Обычно реагенты делят на 5 типов по чистоте и массовой доле основного вещества, которые маркируют цветными этикетками. Самый «грязный» – технический (тех), с долей вещества от 95% (этикетка коричневого цвета), наиболее «чистый» – ос.ч., в котором не просто основного реагента более 99%, плюс примесей очень мало (желтая этикетка).
В большинстве случаев в лаборатории используют стеклянные банки для реактивов одного производителя, который производит тару, подходящую по качеству и по стоимости. Благодаря большому выбору разнотипных емкостей, можно подобрать сосуды для самых разных веществ, жидких и сыпучих, чувствительных к свету или нагреву. Банки широкогорлые для реактивов удобны в случае порошкообразных веществ, тогда как узкогорлые – жидких.
Наиболее распространены банки для реактивов из светлого стекла, реже металлические сосуды или емкости из химически стойкого пластика (полимеров). Особенно востребованы изделия из боросиликатного стекла, которое отличается высокой химической и термостойкостью.
Стекло Simax – лучший выбор при производстве банок для реактивов
Лидерами среди производителей лабораторной посуды из стекла являют те, кто используют стекло Simax. Гладкое, непористое, но при этом максимально прозрачное, прочное и устойчивое к большинству агрессивных факторов (химически и термостойкое) боросиликатное стекло идеально ведет себя в лабораторных условиях. Посуда из такого стекла может очень долгое время интенсивно эксплуатироваться, оставаясь практически неизменной, даже градуировка выдерживает многоразовые мойки.
Силикато-борное стекло Симах безвредно для окружающей среды. Особенность чешского стекла в том, что на поверхности посуды появляется тонкий слой геля из силиката во время воздействия кислых водных растворов.
Посуда для хранения реактивов
Чаще всего химические вещества хранят в банках и бутылках, реже в ампулах, бюксах, капельницах или колбах. Закрывают пробками из различных материалов (стекло, пластик, резина или корка). Реже в заводской упаковке, в бутылках, полиэтиленовых пакетах и пластиковых банках.
Особенно распространена банка для реактивов с завинчивающейся крышкой, огромный ассортимент позволяет подобрать емкость подходящего размера и формы.
Условия выбора посуды, учитывая свойства реагентов:
Готовые растворы лучше хранить в банках с притертыми пробками, щелочные – в полиэтиленовых с винтовыми крышками.
Отработанные, просроченные химические вещества, реакционные смеси тоже хранят в стеклянной посуде, до передачи компаниями, которые лицензированы на утилизацию подобных смесей.
Современные емкости в лабораториях
Особенности современной и высококачественной посуды для хранения химических веществ:
Выпускают сосуды самого разного объема – от нескольких миллилитров до десятков литров. Есть банки, которые можно нагревать выше 150°С, есть – которые выдерживают пониженное и повышенное давление.
Чаще всего используют банки для реактивов с синей крышкой можно нагревать до 140°С, чтобы полипропилен, из которого изготовлены крышки, не деформировался.
Реже нужны банки для реактивов с красной крышкой, которые можно автоклавировать при температурах до 200°С (полибутилентерфталат более термостойкий).
Наиболее популярные банки для реактивов
Отлично подходит для жидких веществ с самым широким спектром свойств. Полипропиленовые крышки (синие) можно нагревать до 140°С. Винтовые крышки продаются отдельно. Есть сосуды самого разного объема (50-20 дм³). На стенке удобная шкала плюс необходимая информация о посуде. Чешское стекло, из которого изготовлена посуда, можно автоклавировать.
Автоклавируемые емкости из темного стекла SIMAX для реактивов вместимостью 50-20 дм³. Крышки из полипропилена с резьбой, прокладка и кольца синего цвета остаются неизменными при нагреве не выше 140°С. На стенке коричневой банки есть долговечная и хорошо видимая градуировка.
Автоклавируемые емкости с винтовыми PBTB крышками красного цвета легко выдерживают обработку температурой до +200°С. Сосуды из светлого термостатируемого стекла SIMAX обладают исключительной герметичностью благодаря особому строению крышки с силиконовыми прокладками и кольцами из этилен-хлортрифторэтилена. Выпускают объемом от 100 см³ до 20 дм³. Для удобства банки со шкалой.
Банки пластиковые, прозрачные
Качественное стекло, притертая пробка из стекла позволяют хранить светочувствительные или гигроскопичные реактивы. Широкое горло, прочность и устойчивость посуды делают ее использование очень удобным. Объем емкостей 50 – 2000 см³. Есть изделия со светлого и темного стекла.
Емкости со стеклянной притертой пробкой, горло узкое, выпускается из темного и светлого стекла. Вместимость от 50 см³ до 2 дм³.
Бутыли-резервуары из светлого стекла
Узкогорлые сосуды вместимостью 250 см³-20дм³ со шлифованной горловиной.
Широкогорлые сосуды вместимостью 3-20 дм³. Есть варианты с краном или без него. Широкое горло плюс удобная стеклянная крышка позволяют избежать попадания в сосуд пыли.
Вместительные емкости со стеклянной притертой пробкой, с узким или широким горлом. Изготовлены со светлого стекла, вместительные (есть 5 и 10 дм³). Есть нетермостойкие, из натриевого стекла и термостойкие, из борного стекла.
Емкости для жидких реактивов с удобной маркировкой на стенках и сливным краником у дна сосуда. Винтовая крышка, кран PTFE, сливная трубка GL 32. Вместимость 1-10 дм³.
Надежные и точные дозаторы для банок, бутылей с двумя видами резьбы (GL32 и GL45), с возможностью дозировать объем 0,25-30 см³.
Долговечные, прочные резьбовые крышки GL 45 синего (полипропилен) или красного (полибутилентерфталат) цвета, которые можно автоклавировать (диапазон 110-200°С), как кольца для уплотнения. Можно покупать отдельно, как сменные детали.
Винтовые адаптеры красного цвета
Надежные адаптеры плюс винтовые соединители для герметичного соединения.
Купить банки для реактивов
У нас Вы всегда можете приборести банки для рекативов в широком ассортименте.
Лабораторная посуда
Требования, которым должна соответствовать химическая посуда:
В данной статье мы классифицируем всю химическую посуду на три группы по ее назначению: мерная, немерная и специального применения.
Мерная химическая посуда
Мерная посуда имеет точную градуировку, нагреванию ее не подвергают.
Пипетки служат для отбора жидкостей (до 100 мл) и газов (от 100 мл)
Применяются для измерения точных объемов, титрования (метод количественного/качественного анализа в аналитической химии)
С помощью мерных колб, мензурок и цилиндров отмеривают и хранят определенные объемы жидкостей.
Немерная химическая посуда (общего назначения)
К такой химической посуде относятся изделия, многие из которых употребляются с нагревом: пробирки, стаканы, колбы (плоскодонные, круглодонные, конические), реторты.
Служат для переливания и фильтрования жидкостей. Делительные воронки применяются для разделения несмешивающихся жидкостей.
Сифон химический применяется для безопасного перекачивания жидких сред из бутылей, бочек, канистр. Особенно важен сифон в работе с агрессивными опасными химическими веществами.
Химическая капельница применяется для дозирования растворов и индикаторов.
Используются с целью взятия твердых и сыпучих веществ. Могут служить для перемешивания жидкостей.
Применяется для одновременного размещения и закрепления множества пробирок.
Химическая посуда специального назначения
Данная посуда отличается тем, что предназначена для какой-либо одной цели.
Круглодонная колба с отводом для вставки прямоточного холодильника. Используется для перегонки различных веществ.
Плоскодонная коническая колба, которая применяется для вакуумного фильтрования.
Применяется для фильтрования растворов при помощи фильтровальной бумаги под вакуумом.
Фильтр Шотта представляет собой стеклянную пористую пластинку. Фильтр Шотта используют в ходе вакуумного фильтрования.
Применяется для конденсирования паров и отвода образовавшегося конденсата из системы, сбор конденсата происходит в колбу-приемник.
Применяется для конденсирования паров и возврата конденсата в реакционную массу. Обычно устанавливается вертикально.
Конструктивный элемент химических приборов, чаще всего используется для соединения холодильника с приемником.
Используется в качестве приемника при перегонке. Одним из предназначений колбы Кьельдаля является определения азота в веществах по методу Кьельдаля.
Используется для частичной или полной конденсации паров жидкостей, которые разделяют перегонкой или ректификацией (разделение, основанное на многократной дистилляции.)
Толстостенный стеклянный сосуд, с пришлифованной крышкой, на дно которого помещают влагопоглощающее вещество, в результате чего в эксикаторе поддерживается влажность воздуха приблизительно равная нулю. Эксикатор используется для высушивания и хранения различных веществ.
Служат для очистки газов от механических примесей. Также хлоркальцевые трубки применяют для предохранения растворов от попадания в них воды и углекислого газа: с этой целью их заполняют нужным поглотителем.
Применяется для получения газов при действии на твердые вещества растворов кислот и щелочей.
Чашки для выпаривания используют для выпаривания (упаривания) растворов.
Применяется для измельчения твердых веществ.
Применяются для прокаливания веществ в печи.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Все о спиртовках назначениe, устройство, принцип работы и технические данные
автор к.т.н. Ф.А.Бронин
Введение
Представленный материал предназначен для персонала организаций, в которых используются лабораторные горелки.
На станице «Устройство назначение принцип действия и характеристики лабораторных горелок» 
рассмотрены лабораторные газовые горелки.
В настоящей работе рассмотрены лабораторные спиртовые горелки (далее спиртовки), использующих для нагрева материалов жидкое топливо (этиловый спирт).
Для удобства работы статья разбита на отдельные разделы, к которым можно непосредственно перейти из оглавления.
По всему тексту с правой стороны имеются вертикальные стрелки, щелкнув на которых, можно вернуться в раздел оглавление.
Содержание
Что такое спиртовая горелка (спиртовка)
Прежде всего установим, что такое спиртовая горелка (далее спиртовка). Предлагается следующие определение:
Назначение и области применения спиртовок
Спиртовки служат для нагрева материалов и изделий в открытом пламени с температурой не более 900°C и тепловой мощностью не более 170 Вт.
Используется в химических и школьных лабораториях, микробиологических, цитологических, биотехнических лабораториях, медицинских учреждениях а также везде, где требуется применение открытого пламени небольшой тепловой мощности.
Применяются для подогрева и плавления материалов, стерилизации в открытом пламени инструментов, для фламбирования в медицине, для нагрева небольших лабораторных сосудов (пробирок, колб, тиглей и т.п.) и других подобных термических процессов.
Устройство спиртовок
Спиртовка содержит емкость для спирта (резервуар), который имеет горловину с крышкой. Через крышку резервуара пропущен фитиль. При этом один конец фитиля находится внутри резервуара вблизи его донной части, а второй конец фитиля расположен вне резервуара на открытом воздухе.
Спирт из резервуара поднимается по фитилю за счет капиллярного давления и испаряется, когда достигнет выступающей из резервуара верхней части фитиля.
Пары спирта поджигаются и спиртовка горит с температурой пламени не выше 900°Цельсия. При этом кислород воздуха поддерживает горение.
Таким образом в каждой спиртовке имеются две основные части. Это резервуар для спирта и устройство для его сгорания (т.е. собственно сам фитиль и связанные с ним конструктивные элементы).
Фитиль спиртовки
Резервуар для спирта является основной несущей частью спиртовки, а важнейшей и главной ее частью является фитиль, который переносит жидкое топливо (спирт) из резервуара на конец фитиля, где это топливо горит, образуя пламя, которое используется для нагревания.
Способность фитиля переносить спирт в зону горения обеспечивается действием капиллярных сил, которые, в свою очередь, обусловлены эффектами смачивания и поверхностного натяжения в капиллярных каналах материала фитиля.
Если фитиль расположен вертикально, спирт поднимается к зоне горения, преодолевая силу тяжести. Необходимый баланс сил определяется размерами капиллярных каналов материала фитиля.
В верхней части резервуара расположена горловина, через которую пропускается фитиль. Также через горловину спиртовка заправляется жидким топливом.
Так как спиртовка имеет две рабочие зоны, в одной из которых спирт поступает в фитиль, а во второй этот спирт горит, то для того чтобы разделить вышеуказанные рабочие зоны горловина резервуара снабжается крышкой, через которую и пропускается фитиль.
Фитиль пропускается через фитильную трубку, которая является необходимым элементом крышки резервуара, при этом последняя может устанавливаться как внутри горловины, так и вне ее, охватывая последнюю с внешней стороны.
Фитиль должен размешаться в фитильной трубке крышки таким образом, чтобы, с одной стороны, иметь возможность плавно и легко перемещаться в трубке, а с другой стороны, контакт трубки с фитилем должен быть достаточно плотным (т.е. фитиль должен быть установлен в фитильную трубку с некоторым обжатием).
Установка фитиля в фитильную трубку с некоторым обжатием позволяет, с одной стороны, практически исключить вытекание спирта через фитильную трубку в нештатных ситуациях, т.к. гидродинамическое сопротивление фитильной трубки, плотно заполненной волокнистой массой фитиля, очень велико; с другой стороны, обжатие фитиля не позволяет фитилю самопроизвольно сползти вниз по фитильной трубке при работе спиртовки.
Однако последнее обстоятельство не является важным для спиртовок, имеющих механизмы удержания фитиля в фитильной трубке и перемещения его относительно последней.
Практически во всех указанных выше случаях необходимо стремится к тому, чтобы обжатие фитиля в фитильной трубке было минимальным, так как при увеличении обжатия диаметр капиллярных каналов уменьшается и скорость подъема спирта по фитилю резко падает.
Отличительные характеристики спиртовок
В лабораторной практике применяются спиртовки многочисленных конструкций. Однако все различие между спиртовками можно свести к некоторым основным признакам, которыми являются:
Материал резервуара может быть изготовлен из стекла или металла. Применяется стекло лабораторное толщиной 2 мм и бутылочное толщиной 3 мм. Спиртовки изготовленные из бутылочного стекла более предпочтительны для использования, так как имеют высокую механическую прочность.
В качестве металла для изготовления резервуара спиртовки используются латунь или бронза, поскольку эти металлы при случайном ударе не образуют искр, которые могли бы привести к воспламенению спирта в резервуаре. По этой же причине и все другие конструктивные элементы спиртовок изготавливаются из материалов не образующих при ударе искру.
Материал резервуара следует выбирать исходя из условий работы спиртовки. Если спиртовка эксплуатируется в помещениях с твердым полом (каменным или металлическим), то предпочтительно использовать спиртовку с металлическим резервуаром.
Поэтому в помещениях с повышенными требованиями по пожарной безопасности применение стеклянных спиртовок не рекомендуется.
Форма резервуара определяет внешний вид спиртовки. Применяются круглые спиртовки (цилиндрической, конусообразной и шаровой формы) и спиртовки, у которых резервуар имеет граненую форму. Круглые спиртовки имеют наиболее широкое применение.
Граненый корпус (резервуар) позволяет устанавливать спиртовку, как в вертикальном так и в наклонном положении. Наклонное положение удобно при работе с легкоплавкими материалами (например, восками). Наклонное положение исключает попадание капель воска на фитиль.
Но граненые спиртовки дороже круглых, что иногда следует учитывать.
Внутренний объем резервуара не имеет решающего значения для работы спиртовки. Скорее этот вопрос надо увязывать с требованиями пожарной безопасности. Внутренний объем резервуара спиртовки надо выбирать таким, чтобы при при ее эксплуатации, как минимум, не требовалось бы вновь заправлять спиртовку в течении одного часа ее работы..
Материал, толщина фитиля и его форма важные элементы для работы спиртовки. В основном используются фитили из хлопчатобумажной ткани и асбестового шнура. Наибольшее распространение получили фитили из хлопчатобумажной ткани, так как они дают более стабильное и ровное пламя по сравнению с асбестовыми фитилями, другими недостатками которых являются относительно низкая температура пламени и малый ресурс службы.
Кроме того, при использовании асбестовых фитилей возможно попадание в дыхательные пути волокон асбеста, находящихся в составе этих фитилей, что может привести к повреждению здоровья. Поэтому, по возможности, избегайте использование для спиртовок асбестовых фитилей.
В качестве материала фитиля также применяют стекловолокно, керамическое волокно, углеродное волокно. Скрученные в жгут, с добавлением связующего такие фитили вследствие своей жаростойкости имеют сравнительно большой срок службы. Однако, надо учитывать, что такие волокнистые фитили имеют температуру пламени не выше 600°С, что значительно меньше температуры хлопчатобумажных фитилей (900°С)
На рис. 1 показан хлопчатобумажный фитиль для спиртовок.
Что касается толщины фитилей, то надо исходить из того, что чем толще фитиль тем больше топлива он подает в зону его сгорания. Более толстые фитили дают и более объемное пламя с большей высотой последнего.
В результате тепловая мощность у спиртовок с более толстым фитилем несколько выше, однако при этом выше и расход спирта. Для большинства лабораторных работ, выполняемых при помощи спиртовок достаточна толщина фитиля не менее 4,8 мм и не более 6,4 мм.
Более толстые фитили необходимы для выполнения некоторых профессиональных работ, где требуется высокое и объемное пламя. Желательно в наборе иметь спиртовки с разной толщиной фитиля и использовать их в зависимости технологических требований, предъявляемых к выполняемой работе.
Две формы фитилей применяются в спиртовках: круглые (в сечении) фитили и плоские, изготовленные из тканной ленты. Спиртовки с плоскими фитилями применяются для нагрева изделий большой протяженности, например, стеклянных трубок.
Устройство для регулировки размеров выступающей части фитиля обеспечивает большое удобство при работе со спиртовками, так как не требуется каждый раз гасить пламя спиртовки, чтобы отрегулировать параметры пламени (высоту и объем) путем изменения размеров выступающей части фитиля.
Большинство спиртовок последних моделей имеют устройства для регулировки выступающей верхней части фитиля, рекомендуемая величина которой составляет не менее 3 мм и не более 15 мм.
Регулировка выступающей верхней части фитиля может производиться либо перемещением фитильной трубки относительно фитиля, либо, наоборот, перемещением фитиля относительно фитильной трубки.
В первом варианте фитильная трубка выполнена в виде раздвижной системы, состоящей из двух трубчатых элементов, верхний из которых выполнен в виде подвижной втулки и установлен на скользящей посадке на другом нижнем неподвижно закрепленном трубчатом элементе. При перемещении верхнего трубчатого элемента ( вниз или вверх) уменьшается или увеличивается общая длина системы из двух трубок. Поэтому размеры выступающей части фитиля соответственно либо увеличиваются, либо уменьшаются.
Во втором варианте устройство для регулирования длины верхней части фитиля выполнено в виде механизма преобразующего вращательное движение в поступательное. Основным элементом этого устройства является зубчатое колесо с заостренными зубьями. Трубка для фитиля имеет продольный сквозной паз, в который входит небольшой сегмент зубчатого колеса. Высота этого сегмента выбирается таким образом, чтобы зубья колеса входили в тело фитиля на глубину не более 1-2 мм.
Указанное зубчатое колесо закрепляется неподвижно на валу на одном из концов которого установлена рукоятка. От рукоятки вращательное движение передается зубчатому колесу, которое посредством зубьев, имеющих плотный контакт с телом фитиля перемещает фитиль вверх или вниз относительно фитильной трубки.
Спиртовки с устройствами регулировки выступающей части фитиля дороже, чем спиртовки без этих устройств. Однако несколько более высокая цена с лихвой покрывается удобствами для профессиональной работы, которые это устройство обеспечивает.
Сводная классификация спиртовок с учетом вышеприведенных признаков приведена на сайте «Практические рекомендации по выбору спиртовок для лабораторных работ» .
Конструкции спиртовок
Рассмотрим на примерах основные конструкции спиртовок.
На рис. 3 изображено устройство стандартной спиртовки CЛ-1.
Эта спиртовка изготовлена из лабораторного стекла толщиной 2мм, имеет круглую форму и хлопчатобумажный фитиль. Устройство для регулировки выступающей части фитиля отсутствует.
Резервуар (поз.1) заполнен спиртом (поз.2). Фитиль (поз.3) размещается в спиртовке таким образом, чтобы его нижний конец был в резервуаре, погруженным в спирт, а верхний конец должен быть вне резервуара в открытом воздухе.
Крышка резервуара выполнена в виде втулки (поз.4), которая установлена внутри горловины резервуара, и через осевое отверстие в которой с некоторым обжатием пропущен фитиль. Спиртовка имеет колпачок (поз.5), который используется как для тушения пламени спиртовки, так и для предотвращения испарения топлива с верхней части фитиля.
Внешний вид этой спиртовки можно увидеть на этом же рисунке, если к нему подвести курсор.
На рис.4 показан внешний вид спиртовки мод.306.
Эта спиртовка изготовлена из бутылочного стекла толщиной 3мм, имеет граненую форму и хлопчатобумажный фитиль. Имеется устройство для регулировки выступающей части фитиля путем перемещения фитильной трубки относительно фитиля.
Одно из наклонных положений этой спиртовки можно увидеть, если к рисунку подвести курсор.
Пламя спиртовки, имеющий граненый резервуар, при установке на различные грани показано на рис.5
На рис.6 показан внешний вид спиртовки мод.304.
Эта спиртовка изготовлена из бутылочного стекла толщиной 3мм, имеет цилиндрическую форму и хлопчатобумажный фитиль. Имеется устройство для регулировки выступающей части фитиля путем перемещения фитиля относительно фитильной трубки.
Спиртовка имеет рукоятку (поз.1), посредством которой через вал (поз.2) вращение передается зубчатому колесу (на рисунке не показано). Острые зубья этого колеса взаимодействуют с фитилем (поз.3), перемещая его относительно трубки (поз.4) вверх или вниз в зависимости от направления вращения рукоятки.
Трубка стабилизатора пламени (поз.5) закреплена соосно относительно трубки в которой находится фитиль.В зазор между трубками поступают пары спирта через отверстие диаметром 1,5 мм (поз.6). На выходе трубки стабилизатора пламени пары поджигаются и в результате вокруг выступающей части фитиля создается дополнительное круговое пламя. Вышеупомянутое отверстие имеет и другое назначение. Посредством него выравнивается давление внутри резервуара и вне его.
Внешний вид этой спиртовки можно увидеть на этом же рисунке слева, если к нему подвести курсор.
Обычно топливо для спиртовки заливается через верхнее отверстие резервуара после снятия крышки. Однако имеются спиртовки, резервуар которых имеет боковую заправочную горловину с притертой пробкой.
Свойства топлива для спиртовок
Все спиртовки в качестве топлива преимущественно используют этиловый спирт.
Для оценки пожарной опасности этилового спирта при использовании спиртовок необходимо учитывать температуру вспышки и температуру самовоспламенения.
На рынке имеются три вида этилового спирта: спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья; спирт этиловый технический гидролизный и спирт этиловый технический синтетический.
Спирт этиловый технический синтетический иногда окрашивают в сине-фиолетовый цвет путем добавления красителя метилвиолета С24H28N3Cl. Одновременно с красителем добавляют и вещества с резким запахом, для чего обычно используют пиридин С5H5N. Такой спирт называется денатуратом.
Согласно последним нормативным документам (ГОСТ Р 52574-2006) денатурат может быть изготовлен и в виде бесцветной жидкости, но имеющей резкий запах, для чего в спирт добавляют кротоновый альдегид CH3-CH=CH-CHO в объемной доле около 0,2%.
Все эти виды спиртов можно использовать в качестве жидкого топлива для спиртовок.
Нормы расхода спирта
Все виды этилового спирта (из пищевого сырья, технический гидролизный и синтетический) по воздействию на организм человека относят к 4-му классу опасности (малотоксичным веществам). Предельно допустимая концентрация (ПДК) паров этилового спирта в воздухе рабочей зоны производственных помещений должна быть не более 1000 мг/м³.
В спиртовках происходит горение спирта по химической реакции
Кислород (О2) берется из окружающего воздуха и как видно из уравнения горения этилового спирта при горении образуется только вода (Н2О) и углекислый газ (СО2). И то и другое присутствует вокруг нас в огромных количествах, поэтому можно считать, что использование спиртовок для выполнения лабораторных работ абсолютно безвредно для окружающего персонала.
Параметры горения топлива
Основными параметрами, характеризующими процеcс горения топлива в спиртовках являются: температура горения, тепловая мощность спиртовки и расход топлива (спирта). Эти три параметра следует учитывать при практической работе со спиртовками.
Температурой горения называется максимальная температура, которая может быть достигнута при полном сгорании спирта. Для спиртовок эта температура не превышает 900°Цельсия.
На рис. 7 показано распределение температуры вдоль пламени фитиля. В нижней части пламени спиртовки температура не превышает 350°Цельсия а максимальная температура в 900°Цельсия достигается в верхней части пламени.
Более подробная информация о пламени спиртовки представлена в приложении 01.
О пламени спиртовки
При горении спиртовки имеет место диффузионное пламя, при котором спирт сгорает на границе пламени, где происходит взаимная диффузия воздуха и топлива.
При этом процессы горения и смешивания паров спирта с воздухом развиваются параллельно. Так как процессы смешивания протекают значительно медленнее процессов горения, то скорость и полнота сгорания определяются скоростью и полнотой смешивания паров спирта и воздуха. Смешение топлива с воздухом при этом протекает путем медленной молекулярной диффузии.
Граница 4 между зонами 2 и 3 представляет собою гладкий конусный фронт пламени, к которому снаружи диффундируют молекулы воздуха, а изнутри молекулы спирта. Образовавшиеся во фронте пламени продукты горения диффундируют навстречу парам спирта, интенсивно нагревая их в предпламенной зоне, и частично вытесняются в воздух, окружающий факел.
Достоинствами диффузионного пламени спиртовки является сравнительное постоянство температуры по всей высоте (длина пламени), компактность спиртовок и простота их изготовления.
На рис.8 показано крупным планом изображение пламени спиртовки.
Важной характеристикой спиртовки является тепловая мощность спиртовки, т.е. количество тепла, образующегося в результате сгорания жидкого топлива (этилового спирта) в единицу времени. Тепловая мощность спиртовок измеряется в ваттах.
Тепловая мощность спиртовки прямо пропорциональна расходу и теплоте сгорания этилового спирта и колеблется для спиртовок в пределах 150. 220 ватт в зависимости от конструкции спиртовки.
Имеет значение и для спиртовок и расход этилового спирта, максимальное фактическое значение которого обычно составляет не более 30. 35 мл/час.
Типовой расчет мощности спиртовки приведен в приложении 02.
О тепловой мощности спиртовки
Тепловая мощность спиртовки вычисляется как произведение часового расхода спирта на его теплоту сгорания.
Расчет производится по формуле:
Рассмотрим пример: 27 мл (или с учетом плотности 21,3 г) этилового спирта сгорело в спиртовке за 1 час. Найдем мощность спиртовки.
Техника безопасности при работе со спиртовками
При работе со спиртовками надо соблюдать правила техники безопасности, указанные ниже.
Ниже на видеоролике показано, как надо работать со спиртовкой.
Спиртовки от компании ООО ФИРМА БСТ-3
Для изготовления спиртовок использованы самые современные и совершенные материалы.
Все металлические части спиртовок выполнены из высококачественной бронзы или латуни с гальваническим никелевым или хромированным покрытием. Все стеклянные элементы изготовлены из прочного толстого стекла, достаточно стойкого против разрушения при механических воздействиях.
В качестве стекла для изготовления резервуара для спирта применяется толстостенное бутылочное стекло толщиной 3 мм или такой же толщины высокопрочное граненое стекло.
Спиртовки оборудованы механическими устройствами для регулировки длины выступающей части фитиля, при этом сами фитили изготовлены из высококачественных сортов хлопка, что гарантирует стабильную работу спиртовок при эксплуатации.
Защитные элементы спиртовок, а именно металлические колпачки, соединены с корпусом спиртовки прочной металлической цепочкой, что позволяет колпачкам всегда находится «под рукой» и экстренно их использовать при необходимости.
В высоком качестве изготовления и в современном дизайне этих спиртовок можно убедиться, если сравнить их с некоторыми аналогами отечественного рынка.
В таблице приведены технические характеристики спиртовок, которые поставляет на отечественный рынок компания ООО ФИРМА БСТ-3. Все спиртовки имеют максимальную температуру горения 900° Цельсия и срок службы не менее 5 лет.
| Параметры | Модель | |||
|---|---|---|---|---|
304 | 305 | 306 | ||
| Материал резервуара | стекло | стекло | стекло | |
| Внутренний объем резервуара, мл | 85 | 115 | 115 | |
| Толщина фитиля, мм | 6,4 | 6,4 | 12,7 | |
| Расход спирта, мл/час | 28 | 29 | 30 | |
| Тепловая мощность, ватт | 183 | 190 | 197 | |
| Высота, мм | 100 | 110 | 117 | |
| Ширина, мм | 65 | 85 | 83 | |
| Масса (нетто), г | 153 | 220 | 200 | |
Условия эксплуатации
Спиртовки должны эксплуатироваться в хорошо проветриваемом закрытом отапливаемом помещении при температуре от +10° до +35°Цельсия и относительной влажности до 80% при температуре +25°Цельсия. Помещение должно быть оборудовано первичными средствами пожаротушения.
Преимущества и недостатки
В заключение приведем преимущества и недостатки лабораторных спиртовок (горелок спиртовых) по сравнению с другими видами лабораторных горелок.
ПРЕИМУЩЕСТВА
НЕДОСТАТКИ
Мы надеемся, что представленный материал поможет специалистам определиться во всем многообразии лабораторных спиртовок, представленных на отечественном рынке, и сделать правильный выбор при их приобретении.
Как непосредственно выбрать необходимую модель спиртовки подробно изложено на странице «Практические рекомендации по выбору спиртовок для лабораторных работ» .
Сводные данные по всем газовым и спиртовым горелкам для профессионального лабораторного и бытового использования (всего 36 моделей) имеются на сайте «Горелки открытого пламени для пропана, метана и спирта» .
Музыкальная пауза. Отдыхаем!
Материал для данной статьи предоставлен компанией
ООО «ФИРМА БСТ-3»
Автор к.т.н Ф.А.Бронин
Все права защищены.
При частичном или полном использовании материалов данного сайта ссылка на компанию ООО «ФИРМА БСТ-3» или на автора публикации обязательна.