Характеристика аппаратов для нагревания?
Одной из наиболее часто проводимых в лабораториях операций является нагревание. В современных лабораториях для этой цели чаще всего используются приборы с электрическим обогревом, а носителем тепла является жидкость или воздух. Электронагревательные приборы особенно ценные для тех лабораторий, в которых отсутствует газ и в тех случаях, когда требуется нагревание, а пользоваться горелками нельзя (например, перегонка легколетучих и воспламеняющихся органических растворителей).
Включать лабораторные электронагревательные приборы можно через реостат и с его помощью регулировать температуру нагрева. Часто электронагревательные приборы имеют три контакта (штекера), что позволяет до известной степени регулировать обогрев и без реостата. Из электронагревательных приборов наибольшим распространением пользуются плиты, печи, бани, сушильные шкафы и т.д.
Электрические плиты бывают различного размера, круглые или прямоугольные, с открытым и закрытым сопротивлениями (спиралью).
Пластинка, закрывающая спираль плиты, может быть металлической, асбестовой или талько-шамотной. Асбестовые и талько- шамотные плиты очень удобны, так как сравнительно устойчивы к действию химических реагентов. Плиты с асбестовой нагревающей поверхностью обычно имеют бортики, из-за которых можно делать песочные бани, насыпав на асбестовую поверхность песок.
Плиты с открытой спиралью применяют преимущественно в тех случаях, когда нет опасности попадания на нее нагреваемого вещества.
Водяные бани. Бани очень удобны для работы с огнеопасными веществами, включая их в сеть через реостат, можно регулировать температуру. Большинство бань оборудовано терморегуляторами специального типа. Приспособление для регулирования температуры состоит из контактного термометра, который можно настроить на любую температуру в пределах от 30 до 100° С.
Песочные бани. Электрические песочные бани, по форме напоминающие плитки с бортом, применяют для нагревания различных веществ до температуры, превышающей 100°С. Нагревающей средой служит мелкий просеянный и очищенный песок. Песок, лучше всего кварцевый, очищают прокаливанием в вытяжном шкафу. Сосуд с веществом, подлежащим нагреванию, ставят в песок так, чтобы он не касался дном керамики. Преимуществом электрических песочных бань является то, что они дают возможность получить относительно постоянную температуру нагревания. Недостатком же является невозможность получения высокой температуры (выше 400°С) и очень медленное разогревание песка.
Воздушные бани.Электрические воздушные бани служат преимущественно для нагревания жидкостей, температура кипения которых выше 100°С. Нагревающей средой в данном случае является воздух. Максимальная температура, достигаемая при нагревании на таких банях, около 200°С.
Колбонагреватели. Для нагревания круглодонной стеклянной посуды в лабораториях применяют электрические колбонагреватели, они выше обычных круглых плит и имеют конусообразное углубление в середине.
Колбы с прямымэлектронагревом.Нагревательный элемент у этих колб встроен прямо в дно и может присоединяться непосредственно к источнику тока.
Муфельные печи. Электрические муфельные печи применяют при нагревании, озолении, плавке и в других случаях, когда необходим нагрев до высокой температуры. В муфельных печах обычно можно достичь 1000-1200°С, а в муфельных печах специального назначения и выше. Печь представляет собой муфель из шамота (огнеупорная глина или каолин) или другого огнеупорного материала с намотанной на нем нагревательной проволокой, помещенный в металлический корпус.
Тигельные печи. Тигельные печи являются разновидностью муфельных печей и отличаются от них только формой и расположением керамического муфеля. В тигельных печах керамический муфель имеет форму тигля, помещенного в металлический корпус вертикально, отверстием вверх. Отверстие закрывается съемной керамической крышкой (рис.48, позиция 3).
Шахтные печи. Отличаются от тигельных только своей формой и служат для тех же целей, что и тигельные.
Трубчатые печи.Предназначены для обогрева реакционных трубок при некоторых-испытаниях, например, взрывчатых веществ, при органических синтезах и пр.
В лабораторной практике применяют инфракрасные излучатели, используемые для высушивания твердых веществ, испарения жидкостей и нагревания. Инфракрасные лучи можно использовать также для пастеризации продуктов (молоко). Когда требуется осторожное и не очень сильное нагревание можно применять электрические лампы.
Газовые нагревательные приборы. В лабораториях так же пользуются газовыми горелками. Они бывают 2-х типов - Бунзена и Теклю. Применяют также горелки Меккера.
Каждую новую горелку нужно проверить, особенно те ее места, где возможны пропускания газа. Для этого присоединяют горелку к газовому крану, зажигают ее и проверяют как работает винт регулирующий подачу газа, легко ли он вращается, не шатается ли и как увеличивает и уменьшает пламя горелки. Одновременно проверяют, как работает диск или регулирующая гильза, легко ли и полностью ли прекращается подача воздуха. Проверяют, не выделяется ли газ около регулировочного винта, для чего к нему подносят горящую спичку.
Для нагревания больших сосудов с жидкостями, прокаливания больших количеств солей в сковородах и тому подобных целей, обычно употребляют газовые плиты - настольные или бытовые.
Жидкостные горелки. Такие горелки бывают самых разнообразных систем. Наиболее часто встречаются стеклянные спиртовые горелки. Этот тип горелок сильного пламени не дает. Другой распространенный тип - металлические спиртовые горелки.
В стеклянной горелке спирт подается фитилем из ваты, а в металлической же спиртовой горелке - по трубке в нижний боковой отвод, внутри которого заложены несколько медных проволочек. Отсюда спирт поступает в нижнюю часть горелки, наполненную также медной проволокой, но уже меньшего диаметра. Эта горелка дает довольно высокую температуру.
Спиртовые горелки не дают пламени с очень высокой температурой. Поэтому в лабораториях, где нет подводки газа, большим распространением пользуются бензиновые или керосиновые горелки. Они бывают разнообразных типов. Все горелки имеют кольцеобразные желобки для керосина или бензина около тех мест, которые сначала прогреваются. Когда горелка достаточно прогреется, накачивают воздух, который подает бензин или керосин. Иногда в лабораториях применяют паяльные бензиновые горелки.
В полевых условиях можно пользоваться другими средствами нагревания, такими как сухой спирт, твердый бензин. Для кратковременно нагревания в течение нескольких минут, пригодны таблетки уротропина, каждая из которых горит около трех минут.