РАБОТА С ЖИДКИМИ ЯДОВИТЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ

⇐ Назад

Все работы с ядовитыми жидкостями производятся в хорошо действующем вытяжном шкафу.

Если ядовитое вещество может действовать на кожу или проникать в организм через кожу, необходимо принимать меры прежде всего для защиты рук. Для этого применяют хирургические резиновые перчатки; перед надеванием их нужно припудрить внутри тальком. После работы перчатки обмывают водой, хорошо протирают и обсыпают тальком как внутри, так и снаружи.

Нужно следить, чтобы на перчатках не было проколов и разрывов. Поврежденные перчатки употреблять нельзя.

Следует заботиться, чтобы жидкость не попала на одежду, особенно на рукава; последние нужно поднимать выше локтя.

Если ядовитое вещество попало на кожу, необходимо немедленно удалить его. В зависимости от характера ядовитого вещества удаление его осуществляется различными способами; наиболее общим является удаление ядовитого вещества с кожи органическим растворителем.

Для этого ватный тампон слегка смачивают органическим растворителем и осторожно обрабатывают участок кожи, на который попало ядовитое вещество. Нельзя размазывать растворитель по большому участку кожи. Тампон нужно не очень сильно прижимать. Операцию следует повторить несколько раз, до полного удаления ядовитого вещества.

Ядовитое вещество, попавшее на одежду, удаляют несколькими способами. Если оно твердое, то вначале стремятся удалить его чисто механическим путем, щеткой под вытяжным шкафом.

• Если на одежду попало жидкое ядовитое вещество, то его можно удалить пастой, для приготовления которой смешивают зубной порошок или тальк с подходящим органическим растворителем. Эту пасту накладывают на то место, на которое попало жидкое ядовитое вещество, так, чтобы слой пасты покрыл не только пятно, но и немного большую площадь. Через некоторое время слой пасты снимают и выбрасывают в место, специально отведенное для сливания ядовитых веществ. Эту операцию повторяют не менее трех раз. Затем пятну дают высохнуть и счищают остатки зубного порошка с одежды щеткой.

Такой прием снятия загрязнений дает очень хорошие результаты, особенно в тех случаях, когда приходится снимать с одежды пятна ядовитых маслянистых веществ. Этот способ основан на том, что паста адсорбирует маслянистое загрязнение, впитывает в себя его и не дает растекаться по ткани.

Рис. 480. Универсальная пипетка: /— боковое отверстие; 2 — резиновый баллончик; 3 — предохранительное расширение.

Рис. 479. Сифон для ядовитых жидкостей:

/. 3 — трубки; 2 — поршень; 4 — кран.

Для^ переливания ядовитых жидкостей из больших бутылей в меньшие (это следует проводить исключительно под тягой) применяют специальные сифоны (рис. 479). При переливании жидкости трубку / опускают в сосуд, из которого нужно взять жидкость, При этом кран 4 должен быть закрыт, а поршень 2 опущен донизу. Поднимая поршень вверх, засасывают жидкость до тех пор, пока она не заполнит трубку 3. Открывая кран 4, дают стечь нужному количеству жидкости. Затем кран закрывают, конец трубки / поднимают над жидкостью и, опу.

екая поршень 2 вниз, удаляют часть жидкости. Повторяя несколько раз эту операцию, удается удалить большую часть жидкости, остатки жидкости выливают через кран 4. После того как сифон будет освобожден, его хорошо промывают и кладут на место.

Переливание жидкости без сифона, прямо через горло сосуда, требует большой осторожности. Нужно следить за тем, что бы не разлить или не капнуть ядовитую жидкость на стол и не облить бутыль, в которую переливают жидкость. Если это случилось немедленно отставляют бутыль, предварительно закрыв ее пробкой, а лужицу жидкости или каплю засыпают опилками или каким-нибудь порошкообразным веществом, которое впитало бы жидкость. После этого засыпочный материал осторожно собирают при помощи двух шпателей и сжигают или обезвреживают соответствующим образом. Бутыль, облитую ядовитой жидкостью, необходимо обмыть водой или каким-либо подходящим растворителем или обтереть фильтровальной бумагой, которую потом сжигают под тягой.

Поверхность стола после удаления опилок обмывают жидкостью, которая растворяет или разлагает данное вещество, или в крайнем случае водой.

Когда нужно взять немного ядовитой жидкости, можно пользоваться пипеткой с баллоном. Если требуется взять несколько миллилитров жидкости, то нужно применять или специальные пипетки, о которых говорилось выше, или же обычные пипетки с резиновой грушей. Недопустимо набирать ядовитые жидкости в пипетку ртом.

Для работы с ядовитыми, радиоактивными и летучими жидкостями удобна пипетка (рис. 480), предложенная Г. С. Коноваловым. Ее можно изготовить из обычной пипетки, лучше всего имеющей предохранительное расширение 3. Над ним, на некотором расстоянии от верхнего конца пипетки, нужно сделать отверстие / небольшого диаметра (2—3 мм). Отверстие делают при помощи тонкого пламени паяльной стеклодувной горелки или же просверливают круглым напильником (см. гл. 25 «Элементарные сведения по обращению со стеклом»). На пипетку надевают резиновый баллончик 2. В верхней части баллончика прорезают отверстие при помощи пробочного сверла соответструющего диаметра (немного меньше на-

вое

■ ружного диаметра верхнего конца пипетки). Емкость* баллончика должна быть около 10 мл. Просверленное в| пипетке отверстие должно находиться внутри баллончика. Для отбора жидкости такой пипеткой большим, средним и безымянным пальцами правой руки сжимают бал-] лончик, а указательным пальцем закрывают верхний? конец пипетки, как это делается при работе с обычной! пипеткой. После этого нижний конец пипетки опускаютз в жидкость почти до дна сосуда. Резиновый баллончик от-| пускают, для чего пальцы, сжимавшие баллончик, опу-'Л екают на часть пипетки между предохранительным pac-,i ширением и баллончиком. Указательный палец в это вре-j мя остается на месте. Когда засасываемая жидкость под-J нимается выше метки, на короткое время открывают верх-3 ний конец (указательный палец отнимают и тут же ищ снова быстро закрывают пипетку). В результате растворе больше не будет подниматься, так как вакуум в баллон-1 чике будет снят. Затем жидкость доводят до метки так же,« как и при работе с обычной пипеткой, т. е. слегка осла-j бив указательный палец, и переводят отобранную жид-| кость в подготовленный сосуд. При некотором навыкеЧ с описываемой пипеткой работают при помощи одной руки,! но иногда пипетку придерживают двумя пальцами другой! руки.

Если емкость пипетки больше емкости резинового бал-1 лончика, при набирании жидкости нужно баллончик сжиЩ мать несколько раз, причем при каждом сжатии необходи-| мо открывать верхний конец пипетки, отнимая указатель-! нъш палец. Если этого не делать, отобранная жидкости будет выдавливаться обратно.

В лабораториях очень часто приходится работать с ме-^ таллической ртутью и ее солями. Пары этих веществ ядо-1 виты, и при вдыхании их возможно отравление. Недо-Д пустимо проливать ртуть на пол. Проникая в щели полад под столы и т. п., ртуть испаряется, и пары ее, загрязняя! воздух, могут служить источником отравления.

Для предотвращения возможности отравления ртутью ' необходимо прежде всего осторожное обращение с нею.1 Нужно стремиться как можно больше сокращать открытую поверхность ртути, чтобы уменьшить площадь, с ко- \ торой она испаряется.

Все ртутные приборы, имеющие открытую поверх-1 ность ртути, должны быть защищены специальными паров

1_Нонами с поглотителями или иметь трубки, отводящие пары ртути в тягу. На ночь такие трубки необходимо плотно закрывать.

Хранить ртуть следует в запаянных стеклянных ампулах. В каждую ампулу помещают 30—40 мл ртути. Полы помещения для массовой работы с ртутью делают из гладкого материала, без щелей, непроницаемого для ртути (асфальт). Деревянные и цементированные полы в таких помещениях нежелательны. Если работу с ртутью проводят в помещении с деревянным полом, то периодически нужно делать анализ воздуха на ртуть и при обнаружении опасных концентраций ее вскрыть пол и ликвидировать очаг заражения, удалив слой земли.

Столы, на которых проводят работу с ртутью, должны быть покрыты линолеумом, но без швов, а также иметь борта высотой до 2 см. В случае если ртуть будет пролита на стол, она не сможет перелиться через край стола и ее легко собирать с гладкой поверхности линолеума. Стол можно покрывать и пластмассами, но обязательно так, чтобы не было щелей, куда бы Могла затекать ртуть.

Собирать разлитую ртуть очень трудно. Обладая большой подвижностью, она при сметании ее еще больше раздробляется. Для собирания ртути можно рекомендовать пипетку (рис. 481, а), у которой заостренный нижний конец трубки / имеет узкое отверстие (диаметр — около 1 мм или 0,5 мм). Трубка / входит внутрь расширенной части пипетки 2 почти на ⁴/₅ или ³/₄ ее высоты. Верхний конец 3 пипетки — короткий. На него надевают резиновую грушу или, что еще удобнее, его присоединяют при помощи длинной резиновой трубки к водоструйному насосу. При соприкосновении нижнего конца пипетки с шариком ртути воздух втягивают в пипетку при- помощи груши или насоса, ртуть поднимается по трубке / и вытекает через верхний конец в расширенную часть 2.

Когда в пипетке накопится много ртути, грушу или резиновую трубку от насоса снимают, пипетку переворачивают и ртуть выливают через конец 3 в специальную посуду. На рис. 481, б показано, как можно сделать такую пипетку из обычной пипетки. Капиллярную трубку вставляют в резиновую пробку, в свою очередь вставляемую в отрезанный конец пипетки.

Пипетки для собирания ртути можно использовать и для собирания разлитых жидкостей, особенно ядовитых

и Ёредных. Ею удобно извлекать остатки жидкостей из щелей, узкого пространства между стенками и т. д. Одна из разновидностей таких пипеток показана на рис. 481, в.

Для собирания ртути можно пользоваться склянкой Тищенко, на один тубус которой надевают резиновую трубку от насоса, а через другой засасывают капли ртути.

а О

Рис 481. Пипетки для собирания ртути: а — специальные; б — из обычной пипетки; 1 — капиллярная трубка; 2 — расширенная часть пипетки (баллончик); 3 — верхний конец пипетки для присоединения к вакуум-насосу.

Капли ртути можно также сметать мокрой щеткой или собирать при помощи листочков станиоля либо очищенной пластинки цинковой жести.

Однако полностью собрать пролитую ртуть чисто механическими методами невозможно, поэтому после собирания видимых частиц ртути загрязненную поверхность опрыскивают или обмывают 5%-ным раствором моно- или дихлорамина в четырехх лор истом углероде; либо раствором хлорной извести в воде, а затем 5%-ным водным раствором многосернистого натрия. Через 8—10 «загрязненную ртутью поверхность промывают водой.

Хорошие результаты дает также обработка загрязненных ртутью поверхностей 1%-ным раствором КМгЮ₄, подкисленным HCI.

Рекомендовано также мелкие капли пролитой ртути посыпать активированным углем, насыщенным иодом.

Во избежание разливания ртути по столу или на пол Есе работы с ней рекомендуется делать или в большой кювете, или же в противне, имеющем невысокие борта.

В помещении, в котором проводится работа с ртутью, следует чаще делать анализ воздуха на ртуть. Для качественного анализа воздуха на ртуть можно использовать фильтровальную бумагу, покрытую тонким слоем Cu₂I₂. Такую бумагу оставляют на открытом воздухе около мест, проверяемых на содержание ртути. Если через 4 ч реактивная бумага не порозовеет, то концентрация паров ртути не превышает предельно допустимую.

Для приготовления индикаторной бумаги фильтровальную бумагу пропитывают 5%-ным раствором CuS0₄-5H₂0, затем пропитанную бумагу высушивают, но так, чтобы бумага оставалась немного влажной. После этого ее опрыскивают из пульверизатора 10%-ным раствором KI. Побуревшую при этом бумагу проводят через раствор серноватистокислого натрия, в котором бумага белеет, затем ее промывают водой, высушивают и нарезают полосками шириной 1 см и длиной 5—6 см.

Для определения присутствия паров ртути в воздухе можно пользоваться также селенистой бумагой. Фильтровальную бумагу вначале смачивают раствором A1C1_S(0,1 г в 1 Мл воды), затем раствором селенистой кислоты. Еще мокрую бумагу помещают в эксикатор с двумя отводными трубками, одна из которых доходит до дна, а другая кончается под крышкой эксикатора. Через отверстие в крышке медленной струей пропускают H₂S до тех пор, пока бумага не приобретет светло-желтый цвет. Когда это будет достигнуто, бумагу вынимают из эксикатора, промывают водой и высушивают при комнат-. ной температуре в темноте в атмосфере, не содержащей паров ртути. Высохшую бумагу нарезают на полоски размером 1x5 см и сохраняют в темной банке, герметично закрытой притертой пробкой.

Индикаторная бумага, полученная таким образом, в присутствии паров ртути вначале делается серой, а затем чернеет. Степень почернения пропорциональна содержанию паров ртути в воздухе.

Для работы стремятся применять только чистую ртуть, т. е. не содержащую загрязнений. Металлическая ртуть

39—117

может содержать механические примеси и, кроме того, растворенные в ней некоторые металлы, с которыми она образует амальгамы. Для очистки от механических примесей ртуть можно отфильтровать через пористую пластинку или через фильтровальную бумагу, в которой иглой проделывают много тонких отверстий. Отделение

■6

Lt;^Р

Рис. 482. Прибор для прэ-мывания ртути: 1 — резервуар для загрязненной ртути; 2 — трубка промывной колонки; 3 — отвод для поступления воды; 4 — скруббер; 5 — резервуар для собиранчя очищенной ртути; 6 — трубка отвода воды; 7 — елнвней кран.

Рис. 483. Прибор для 'промывания ртути.

механических примесей часто сочетают с химической очисткой путем пропускания капелек ртути через раствор азотной кислоты. Для очистки ртути предложено большое количество различных способов и приборов. Очень удобны приборчики* (рис. 482), действующие автоматически в течение длительного времени. Ртуть, подлежащую очистке, на-

* Ефремов В.Я., По п о в Е. П.,Зав. лаб., 24,№ 9, 1152(1958); РЖХим, 1959,№ 5, 147,реф. 15194.

G10

ливают в резервуар /, откуда она поступает в трубку 2. Через трубку 3 непрерывно подается вода или сжатый газ (например, азот), которые подхватывают поступающую из резервуара / ртуть и по трубке 2 поднимают ее в верхнюю часть промывной колонки. Затем ртуть направляется в U-образную трубку, служащую ртутным затвором, применение которого исключает проникновение воды или газав промывную жидкость. Через разбрызгиватель ртуть мелкими капельками стекает в скруббер 4, наполненный промывной жидкостью. Чистая ртуть собирается в резервуаре 5, откуда может быть переведена в резервуар / для повторения цикла. Вода, поступающая из трубки 2 в верхнюю часть промывной колонки, отводится через трубку 6. Для смены промывной жидкости можно предусмотреть специальные отводы или сливать ее через кран 7.

Для очистки относительно больших количеств ртути применяют каскадный прибор. Число колонн в каскаде определяется необходимой степенью очистки ртути. Ртуть последовательно переходит через все колонны, каждая, из которых может быть наполнена различной промывной жидкостью. Для смены промывной жидкости желательно иметь специальные отводы. Вода, передвигающая ртуть в верхнюю часть колонн, поступает навстречу ртути, начиная с последней колонны каскада.

Для очистки ртути в химических лабораториях часто используют прибор, изображенный на рис. 483. Ртуть из воронки вытекает под некоторым углом и попадает на отражательную стенку колонки. Отражаясь от верхней площадки и раздробляясь, ртуть попадает на следующую, от которой тоже отражается, и так до самого низа. Колонка наполняется раствором азотной кислоты. После неоднократного пропускания вначале через раствор азотной кислоты, а потом через воду ртуть очищается достаточно хорошо.

Наилучшая очистка ртути достигается при использовании бихроматного метода. При этом методе в коническую колбу емкостью 500 мл берут 400 г очищаемой ртути, туда же добавляют 100 мл 10%-ного раствора К₂Сг₂0₇и смесь перемешивают. Процедура встряхивания и отмывки повторяется несколько раз.

Следует быть крайне осторожным при работе с солями ртути и с их растворами. Особо опасны соли двухвалентной ртути. Соли одновалентной ртути Менее опасны, даже

39*

при попадании в желудок, их легко обезвредить, выпив некоторое количество раствора поваренной соли.

Пссле работы с ртутью или солями ртути следует тщательно вымыть руки.

С твердыми пылящими веществами, содержащими ртуть и мышьяк, следует работать только в респираторе и под. тягой.

Рис. 485. Воронка для выливания фтористоводородной кислоты из баллона.

К вредным жидким веществам, применяемым в лабораториях, относится фтористоводордная, или пла^ико-

Рис. 484. Стояк для баллона с фтористоводородной кислотой.

вая, кислота. Ее обычно продают в церезиновых баллонах, содержащих по 16 кг кислоты. Для облегчения пользования кислотой баллон с ней следует помещать в специальный станок (рис. 484). Для укрепления в нем церезино-вого баллона вначале снимают верхнюю планку с прижимным винтом. Баллон вставляют в гнездо, укрепляют верхнюю планку и прижимают ее винтом. Гнездо можно поворачивать так, что баллон наклоняется. Для того чтобы налить кислоту из баллона, отвинчивают обе пробки, имеющиеся в его крышке. Вместо одной пробки привин-" чивают игелитовую воронку (рис. 485) и только через нее наливают кислоту в предварительно запарафиниро-ванный стеклянный стакан. Как только кислота будет

отлита, воронку нужно отвинтить и закрыть баллон пробками.

Для парафинирования в стакан кладут куски парафина, затем расплавляют его и, поворачивая стакан, распределяют парафин по стенкам по возможности равномерно. Для парафинирования химического стакана емкостью 500 мл нужно не меньше 50 г парафина.

Фтористоводородная кислота обычно бывает загрязнена следами меди, свинца и цинка. Для очистки от этих примесей кислоту подвергают не менее чем трехкратной перегонке в специальном перегонном аппарате, изготовляемом из платины или палладия.

Ультрачистую фтористоводородную кислоту получают из технической кислоты методом изотермической дистилляции. Сущность этого метода состоит в следующем. В полиэтиленовую чашку помещают два полиэтиленовых стакана. В один из них наливают 150 мл технической фтористоводородной кислоты (концентрация 35 М), а в другой— около 150 мл деминерализованной воды и чашку плотно накрывают другой такой же полиэтиленовой чашкой. Через два дня получают чистую 12 М фтористоводородную кислоту. Перегонкой еще одной порции технической кислоты в течение двух дней получают 24 М фтористоводородную кислоту. Таким приемом получается очень чистая кислота, содержащая 0,001—0,01 мкг/мл примесей.

Для хранения фтористоводородной кислоты применяют сосуды из полиэтилена. Полиэтиленовые сосуды могут быть различной емкости.

Для отбора фтористоводородной кислоты можно пользоваться пипетками, сделанными из полиэтиленовой трубки.

Особо следует указать на предосторожности, необходимые при работе с хлорной кислотой, являющейся очень сильным окислителем. Хлорную кислоту часто рекомендуют в методиках анализов неорганических веществ. Продажные растворы содержат 70% хлорной кислоты. Такая кислота является концентрированной и при кипячении не взрывается. При соприкосновении кипящей неразбавленной хлорной кислоты или ее горячих паров с органическими веществами или легкоокисляющимися неорганическими соединениями (трехвалентная сурьма и некоторые другие) взрыв неизбежен.

Поэтому при работе с хлорной кислотой надо быть очень осторожным, и если в растворе присутствуют легко-окисляющнеся вещества, их нужно предварительно окислить добавлением концентрированной азотной кислоты. Только после этого можно выпаривать раствор до появления паров хлорной кислоты.

Работая с хлорной кислотой, нельзя надевать резиновые перчатки и пользоваться резиновыми напалечниками. При попадании на них хлорной кислоты также возможен взрыв. Все сосуды с хлорной кислотой лучше брать металлическими щипцами, приспособленными для этого. Пользоваться полотенцами для поддерживания посуды в этом случае также опасно.

Выпаривать хлорную кислоту можно только в вытяжном шкафу с сильной тягой, чтобы предупредить попадание паров кислоты в рабочее помещение.

Когда хлорную кислоту применяют при массовых анализах, следует часто промывать водой внутренние стенки вытяжного шкафа.

РАБОТА С ТВЕРДЫМИ ЯДОВИТЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ

Обращение с ядовитыми твердыми веществами тре- ' бует такой же осторожности, как и с ядовитыми жидко- -. стями. Ни в каком случае недопустимо брать комки или порошок голыми, незащищенными руками, но обязательно \ щипцами, пинцетом или совочком. Работу с порошкообраз-1 ными веществами для предотвращения их распыления j нужно проводить в таких местах, где нет скеозняков или ' сильного движения воздуха.

При систематической работе как с твердыми, так и с жидкими ядовитыми веществами полезно иметь застек- 1 ленный ящик (длиной 700 мм, высотой 300 мм и шириной 400 мм), с одной стороны которого сделаны два круглых выреза для рук, причем здесь можно приделать клапаны из тонкой резины так, чтобы они плотно обхватывали руки при работе. Ящик может быть или переносным, или стационарным (рис. 486); в последнем случае необходимо соединить его с тягой.

При работе с особо вредными веществами применяют так называемый перчаточный бокс, хорошо защищающий работающего. Один из таких боксов, снабженный контрольной аппаратурой и приспособлениями, показан на рис. 487.

При работе с ядовитыми и вредными веществами необходимо соблюдать следующие правила:

1. Работу следует проводить только под тягой и со всеми мерами предосторожности.

2. Надо иметь всегда наготове противогаз, очки, перчатки и пользоваться ими во всех необходимых случаях.

3. Янать правила оказания первой помощи и иметь в лаборатории все необходимое для оказания такой помощи.

4. Если склянка или другой предмет оказались загрязнены ядовитым веществом, последнее надо сначала уда-

Рас. 486. Ящик для работы Рис. 487. «Перчаточный»
с ядовитыми веществами. бокс.

лить фильтровальной бумагой, а затем уже обработать загрязненное место растворителем. При этом следить, чтобы ядовитое вещество не попало на руки, лицо и платье.

5. Жидкие ядовитые вещества отбирают только при помощи сифона или специальной пипетки.

6. Нельзя оставлять склянки с ядовитыми веществами на столе.

7. Прежде чем вылить ядовитое вещество в раковину, его необходимо обезвредить.

8. Нагревать ядовитые вещества, можно только в круглодонных колбах; недопустимо нагревание на голом огне.

9. Взвешивать твердые ядовитые вещества можно только под тягой.

10. Хранить и принимать пищу в комнате, где ра
ботают с ядовитыми веществами, не допускается.

РАБОТА С РАДИОАКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ

Очень большой осторожности требует работа с радиоактивными веществами, которые все чаще и чаще начинают применять при разного рода исследованиях. Основную опасность при этом представляет радиоактивное излучение.

Работу с этими веществами можно проводить, как правило, только в специально оборудованных для этой цели помещениях.

Лишь в отдельных случаях, предусмотренных Санитарными правилами работы с радиоактивными веществами, такие работы допускается проводить в помещениях химических лабораторий.

Подробно методы работы с радиоактивными веществами описаны в специальной литературе.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Об очистке ртути для капельного полярографического электрода см. Ферьянчич Ф. А., Труды комиссии по аналитической химии, т. II (V), Изд. АН СССР, 1949, стр. 87.

Об очистке и физических свойствах ртути см. обзор, напечатанный в Ann. N. J. Acad. Sci., 65, № 5, 369 (1957).

Автоматическую колонку для химической очистки ртути описал А р т а м о н о в В. Г., Зав. лаб., 31, №2, 254 (1965); РЖХим, 1965, 18Д62.

О рекуперации ртути, загрязненной при электролизе с ртутным катодом, см. Just M., Trat ар el G., Chim. anal. 47, № 4, 204 (1965); РЖХим, 1965, 24Г5.

Об отравлении парами ртути и о мерах предупреждения см. Chem. Educ, 42, № 7, А529 (1965); РЖХнм, 1966, 16А63.

Пугачевич П. П., Техника работы с ртутью в лабораторных условиях, Госхимиздат, 1961.

О методе определения паров ртути в воздухе и применении его для контроля чистоты воздуха см. Francois Н., V е t-t i е г М. С, М о s e r Y., Rapp. CEA, 1961, № 1901, 23; РЖХим, 1962, реф. 8Д92.

Промышленная токсикология ртути и ее соединений см. М о-s u г М., Ochrona ргасу, 18, № 5—6, 7 (1963); РЖХим, 1964, 4И286.

О работе с радиоактивными веществами см. Санитарные правила работы с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений, Госатомиздат, 1960; Борисов Е. Б., Техника безопасности при работе с радиоактивными изотопами, Проф-издат, 1956; Злобинский Б. М., Безопасность работ с радиоактивными веществами, 2-е изд., Металлургиздат, 1961; Международная организация труда. Защита работников от ионизирующего излучения. Доклад, представленный на Международную конференцию по мирному использованию атомной энергии, Женева, Издат-

пилит, 1958; Либерман Е. А., Дозимерия радиоактивных изотопов, Медгиз, 1958; Современное оборудование для работы с радиоактивными изотопами, Сборник материалов, приложение № 5 к журналу «Атомная энергия», 1958; Л е в и и с к и й С. В., Радиоактивные излучения и защита от них, Изд. АН СССР, 1960.

Несмеянов Ан. Н., Баранов В. И., 3 а б о р е н-к о К. Б., Р у д е н к о Н. П., Приселков Ю. Л., Практическое руководство по радиохимии, Госхимиздат, 1956; Дополнительный том 2, Госхимиздат, 1961.

Дистиллятор для очистки фтористоводородной кислоты описали В 1 a n s h а г d А. Т., D о v 1 i n G. A., Lab. Pract., 12, № 12, 1094 (1963); РЖХим, 1964, 17Д42.

Об охране труда при работе с синильной кислотой см. Р а-res R. J. M., Techn. Ind., 11, № 62, 543, 567 (1962); РЖХим, 1964, 4И227.

О работе с хлорной кислотой в лабораториях и вытяжных шкафах см. G a w e n D., Lab. Pract., 14, № 12, 1397, 1409 (1965); РЖХим, 1966, 12Д58.

Глава 19 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ

В химических лабораториях очень часто приходится определять плотность. В литературе прежних лет и в справочниках старых изданий приводятся таблицы удельных весов растворов и твердых тел. Этой величиной пользовались вместо плотности, являющейся одной из важнейших физических величин, которыми характеризуют свойства вещества.

Плотностью вещества называют отношение массы тела к его объему:

р-ТГ

где р — плотность;

т — масса тела, г;

V — объем тела, см³.

Следовательно, плотность вещества выражают* в г/см³.

Удельным весом у называют отношение веса (силы тяжести) вещества к объему:

Плотность и удельный вес вещества находятся в такой же зависимости между собой, как масса и вес, т. е.

где g — местное значение ускорения силы тяжести при свободном падении. Таким образом, размерность удельного веса (г/см²-аж²) и плотности {г/см⁶), а также их числовыезна-

* В ряде случаев плотность выражают в г/мл. Различие между числовыми значениями плотности, выраженными в г/см³ и г/мл, очень незначительно. Его следует принимать во внимание лишь при работах особой точности.

чения, выраженные в одной системе единиц, отличаются друг от друга**.

Плотность тела не зависит от его местонахождения на Земле, в то время как удельный вес изменяется в зависимости от того, в каком месте Земли его измерить.

В ряде случаев предпочитают пользоваться так называемой относительной плотностью, представляющей собой отношение плотности данного вещества к плотности другого вещества при определенных условиях. Относительная плотность выражается отвлеченным числом.

Относительную плотность d жидких и твердых веществ принято определять по отношению к плотности дистиллированной воды:

Рв

m
где р = -у----- плотность вещества;

р_в = гг----- плотность дистиллированной воды при

4 °С.

Само собой разумеется, что р и р_в должны выражаться одинаковыми единицами.

Относительную плотность d можно также выражать отношением массы взятого вещества к массе дистиллированной воды, взятой в том же объеме, что и вещество, при определенных, постоянных условиях.

Поскольку числовые значения как относительной плотности, так и относительного удельного веса при указанных постоянных условиях являются одинаковыми, пользоваться таблицами относительных удельных весов в справочниках можно так же, как если бы это были таблицы плотности.

Относительная плотность является постоянной величиной для каждого химически однородного вещества и для растворов при данной температуре. Поэтому по ве-

** В технической системе единиц (МКГСС), в которой за основную единицу принята не единица массы, а единица силы — килограмм-сила (кГ или кгс), удельный вес выражается в кГ/м³ или Г/см³. Следует отметить, что числовые значения удельного веса, измеренного в Г/см³, и плотности, измеренной в г/см³, совпадают, что нередко вызывает путаницу в понятиях «плотность» и «удельный вес».

личине относительной плотности во многих случаях можно судить о концентрации вещества в растворе.

О.бычно плотность раствора увеличивается с увеличением концентрации растворенного вещества (если оно само имеет плотность больше, чем растворитель). Но имеются вещества, для которых увеличение плотности с увеличением концентрации идет только до известного предела, после которого при увеличении концентрации происходит уменьшение плотности.

Например, серная кислота имеет наивысшую плотность, равную 1,8415 при концентрации 97,35%. Дальнейшее увеличение концентрации сопровождается уменьшением плотности до 1,8315, что соответствует 99,31%.

Уксусная кислота имеет максимальную плотность при концентрации 77—79%, а 100%-ная уксусная кислота имеет ту же плотность, что и 41 %-ная.

Относительная плотность зависит от температуры, при которой ее определяют. Поэтому всегда указывают температуру, при которой делали определение, и температуру воды (объем взят за единицу). В справочниках это показывают при помощи соответствующих индексов, например d|°; приведенное обозначение указывает, что относительная плотность определена при температуре 20 °С и за единицу для сравнения взята плотность воды при температуре 4 °С. Встречаются также и другие индексы, обозначающие условия, при которых производилось определение относительной плотности, например df, d\⁵ и т. д.

Изменение относительной плотности 90%-ной серной кислоты в зависимости от температуры окружающей среды приводится ниже:

Температура, °С . . . . 10 15 20

Относительная плотность 1,8252 1,8198 1,8144

Относительная плотность с повышением температуры уменьшается, с понижением ее — увеличивается.

При определении относительной плотности необходимо отмечать температуру, при которой оно проведено, и полученные величины сравнивать с табличными данными, определенными при той же температуре.

Если измерение проведено не при той температуре, которая указана в справочнике, то вводят поправку, вычисляемую как среднее изменение относительной плот-

мости на один градус. Например, если в интервале между 15 и 20 °С относительная плотность 90%-ной серной кислоты уменьшается на 1,8198—1,8144= 0,0054, то в среднем можно принять, что при изменении температуры на 1 X (выше 15 °С) относительная плотность уменьшается на 0,0054 : 5=0,0011.

Таким образом, если определение вести при 18 °С, то относительная плотность указанного раствора должна

быть равна:

0,0054(18—15)
1,8198 —--------- ~-------- '- = 1,8166

что можно записать: d'₄⁸ = 1,8166.

Однако для введения температурной поправки к относительной плотности удобнее пользоваться приведенной ниже номограммой (рис. 488).

Эта номограмма, кроме того, дает возможность по известной относительной плотности, вычисленной при стандартной температуре 20 °С, приближенно определять относительную плотность при других температурах, в чем иногда может возникнуть потребность.

Относительную плотность жидкостей можно определять при помощи ареометров, пикнометров, специальных весов и т. п.

Определение относительной плотности ареометрами.Для быстрого определения относительной плотности жидкости применяют так называемые ареометры (рис. 489). Это — стеклянная трубка (рис. 489, а), расширяющаяся внизу и имеющая на конце стеклянный резервуар, заполненный дробью или специальной массой (реже—ртутью). В верхней узкой части ареометра имеется шкала с делениями. Чем меньше относительная плотность жидкости, тем глубже погружается в нее ареометр. Поэтому на его шкале вверху нанесено наименьшее значение относительной плотности, которое можно определить данным ареометром, внизу — наибольшее. Например, у ареометров для жидкостей с относительной плотностью меньше единицы внизу стоит 1,000, выше 0,990, еще выше

0,980 и т. д.

Промежутки между цифрами разделены на более мелкие деления, позволяющие определять относительную плотность с точностью до третьего десятичного знака.

У наиболее точных ареометров шкала охватывает значения относительной плотности в пределах 0,2—0,4 еди-

0,950³Рис. 488.

Номограмма

температурной

ницы (например, для определения плотности от 1,б0|) до 1,200, от 1,200 до 1,400 н т. д.). Такие ареометры обычно продают в виде наборов, которые дают возможность

для введения к плотности.

определять относительную плотность в широком интервале.

Иногда ареометры снабжены термометрами (рис. 489, б), что позволяет одновременно измерять температуру, при которой проводится определение.

Для определения относительной плотности при помощи ареометра жидкость наливают в стеклянный цилиндр

Г\

(рис. 490) емкостью не менее 0,5 л, сходный по форме с
мерйым, но без носика и делений. Размер цилиндра дол
жен'! соответствовать размеру ареометра. Наливать жид
кость в цилиндр до краев не следует, так как при погру
жении ареометра жидкость может перелиться через край.
Это бывает даже опасно при измерении плотности кон
центрированных кислот или концентрирован- "^;ных щелочей и пр. Поэтому уровень жид
кости в цилиндре должен быть на несколь
ко сантиметров ниже края цилиндра.

Иногда цилиндр для определения плотности имеет вверху желоб, расположенный концентрически, так что если жидкость при погружении ареометра перельется через край, то она не выльется на стол.

Для определения относительной плотности имеются специальные приборы, поддерживающие постоянный уровень жидкости в цилиндре. Схема одного из таких приборов приведена на рис. 491. Это — цилиндр 2, имеющий на определенной высоте отводную трубку 3 для стекания жидкости, вытесняемой ареометром при погружении его в жидкость. Вытесняемая жидкость поступает в трубку 4, имеющую кран 5, через который жидкость может быть слита. Цилиндр можно наполнять исследуемой жидкостью через уравнительную трубку /, имеющую в верхней части цилиндрическое расширение.

Рис. 489. Ареометры. Ареометр

Погружать ареометр в жидкость следует осторожно, не выпуская его из рук до тех пор, пока не станет очевидным, что он плавает. Тогда руку осторожно отпускают, и ареометр принимает нужное положение, должен находиться в центре цилиндра и ни в коем случае не касаться стенок или быть к ним очень близко, так как положение ареометра в цилиндре отражается на точности показаний. Точно так же совершенно недопустимо, чтобы ареометр касался дна цилиндра (рис. 492).

Отсчет проводят по делениям шкалы ареометра. Деление, против которого установился верхний мениск жидкости, характеризует величину плотности.

После определения ареометр обмывают водой (^сли
определялась плотность водных растворов), вытирают и
убирают в специальный футляр или в ящик. I

Если определяют относительную плотность жидкости, нерастворимой в воде, то обмыть ареометр нужно каким-нибудь органическим растворителем.

Рис. 490. Цилиндры для Рис. 491. Прибор для Рис 492.

определения плотности определения плотности: Правильное

при помощи ареометров. / _ уравнительная трубка; положение

2 — цилиндр; з — отводная ареометра

трубка; 4 — трубка;

5 — кран. "^п

Измерении плотности.

Ареометр требует осторожного обращения (его можно легко разбить), что нужно всегда помнить при работе с ним.

Существуют специальные ареометры, сразу дающие нужную характеристику жидкости. Так, для спирта имеются специальные спиртометры, сразу показывающие процентное содержание спирта; для молока применяются так называемые лактометры, показывающие содержание жира в молоке, и т. п.

Определение относительной плотности пикнометрами.Для определения относительной плотности жидкостей

с точностью до четвертого знака пользуются пикнометрами (рис. 493).

При определении относительной плотности вначале взвешивают пустой пикнометр, потом с водой, а затем с исследуемой жидкостью и находят массу равных объемов исследуемой жидкости и воды. Взяв отношение этих масс, получают значение относительной плотности (a_t).

Пусть Р — масса пустого пикнометра, Р_г — масса пикнометра с исследуемой жидкостью, Р₂ — масса пик-

а б е ' г

Рис. 493. Пикнометры для определения плотности:

а — Гей-Люссака; б — Рейшауера; в — Ренье; г — Менделеева.

нометра с дистиллированной водой, тогда относительная плотность исследуемой жидкости равна:

^at — Р₂ — Р

где (Р_г — Р) и (Р₂ — Р) — соответственно массы исследуемой жидкости и воды в объеме пикнометра.

Все взвешивания проводят на аналитических весах с точностью до 0,0001г.

Как и при работе с ареометром, относительную плотность определяют при некоторой известной температуре, обычно при 20 °С. При этой же температуре определяют массу воды и пикнометра. Зная массу воды и найдя в таблицах ее плотность при 20 °С, можно определить емкость пикнометра при этой температуре.

Ей

40-П7

40*

В СССР принята стандартная температура 20 °С, и все общесоюзные стандарты основаны на измерениях при] этой температуре.

При исследовательских работах наиболее часто применяют пикнометр Оствальда (рис. 494). На трубки а и б пикнометра надевают отрезки из тонкой резиновом трубки, закрытые стеклянными палочками.

Вначале пикнометр хорошо промывают, ополаскивают спиртом и эфиром и тщательно высушивают, просасывая

через него воздух. Для этого,
присоединяют трубку б к склян*
ке Дрекселя или Тищенко, на-1
полненной серной кислотой, а
трубку а — к водоструйному на4
сосу. Когда сушка закончена, пу«
стой пикнометр вместе с резин о J
выми колпачками взвешивают на
аналитических весах с точностью!
до 0,0001 г и массу записывают!
Для удобства взвешивания в*!
Рис. 494. Пикнометр по верхней части прибора (у изгибом
Оствальду. трубок а и б) прикрепляют петель-

ку из тонкой проволоки и за нее пикнометр подвешивают к крючку, имеющемуся у подЛ вески чашек.

Взвешенный пикнометр заполняют водой, для чего оЛ тянутую трубку б погружают в наполненный дистиллич рованной водой стакан и насасывают воду через резино| вую трубку, надетую на трубку а. При этом заполняют} весь пикнометр, не обращая внимания на метку, имеющу! юся на трубке а. После этого прибор помещают на 10-М 15 мин в водяной термостат, поддерживая температур^} (20 °С) с точностью до десятых долей градуса.

При определении относительной плотности пикнометр? должен быть так наполнен жидкостью, чтобы она дохсЛ дила до метки на трубке а и заполняла оттянутую трубку б\ Если жидкость переходит за метку, то излишек осторожна удаляют фильтровальной бумагой. Если в трубке б остал| ся пузырек воздуха, его выгоняют, постепенно наклоняв пикнометр.

Когда уровень жидкости установили точно, обе труб! ки закрывают резиновыми колпачками, причем прежде всего оттянутую трубку, а потом трубку с меткой-

П*

Вынутый из воды пикнометр обтирают чистым полотенцем (следить, чтобы на стенках не оставалось волокон) и взвешивают на аналитических весах с точностью до 0.0001 г. Затем выливают воду из пикнометра, снова тщательно высушивают его снаружи и внутри и наполняют исследуемой жидкостью.

Точную установку уровня жидкости в пикнометре (до метки) проводят после того, как прибор, наполненный исследуемой жидкостью, пробыл 10—15 мин в термостате. Взвешивание проводят, как описано выше. После окончания работы из пикнометра выливают жидкость, его моют и убирают на место.

Пикнометр дает возможность работать с очень небольшими количествами жидкости, и получаемые результаты имеют достаточную точность.

В лабораторной практике большим распространением пользуются также пикнометры Гей-Люссака (рис. 494, а). Порядок работы с ними такой же, как и с пикнометрами Оствальда. Если на приборе нет метки, его заполняют весь и закрывают пробкой; последняя вытесняет излишек жидкости.

Осторожного обращения требуют пикнометры, в проб-iy которых впаян термометр; они малоустойчивы и их легко опрокинуть и разбить.

Все описанные выше пикнометры пригодны только для определения относительной плотности легкоподвижных жидкостей, не обладающих большой вязкостью.

Плотность вязких жидкостей лучше всего определять ареометром или же при помощи гидростатических весов.

При очень точном определении относительной плотности необходимо вводить поправку на массу воздуха в объеме, занимаемом пикнометром.

Поправка А выражается следующей формулой:

(Рх-Р) + А-Ч (P₂-P₎ ₊ A-l{

где А — объем пикнометра;

/\ Pj и Р, — см. стр. 473;

X — относительная плотность воздуха при барометрическом давлении и температуре в весовой комнате*.

* При температуре 20 ^СС и давлении 760 мм рт. ст. №£> = = 0,0012.

Определение относительной плотности при помощи гидростатических весов. Достаточно точно можно опре-| делить относительную плотность жидких и твердых тел! при помощи специальных весов Мора (рис. 495) и Вест-я фаля (рис. 496).

Весы Мора кроме одной укороченной чашки имеютД еще специальный подвесной поплавок, массу которого* подгоняют таким образом, чтобы на воздухе весы нахо-i Дились в равновесии.

Рис. 496. Гидростатические весы Вестфаля:

Цилиндре. До погружения последнего в жидкость весы должны находиться в равновесии. После погружения поплавка в жидкость, находящуюся в цилиндре, весы приводят в равновесие, помещая на их правое коромысло рейтеры. Если, например, первый рейтер встал на деление «8», второй на деление «6» и третий на деление «7» правого плеча коромысла, то относительная плотность жидкости будет равна 0,867.

Рис. 495. Гидростатические весы Мора для определения плотности.

;

Весы снабжаются разновесом в виде рейтеров.^Коро-мысло весов разделено на 10 делений.

Для определения относительной плотности твердого! тела последнее подвешивают вместо поплавка, точней уравновешивают и затем погружают в воду. Подбирая массу до приведения весов в равновесие, определяют otJ носительную плотность. Принцип определения относи! тельной плотности здесь основан на законе Архимеда!

Если тело на воздухе уравновешивают грузом Р., а

при погружении этого тела в воду — грузом р, то отно!

Р сительная плотность тела будет равна ~~_р_~~ , т. е. массе

тела, деленной на массу вытесняемой им воды.

Если определяют относительную плотность жидкости, то погружают поплавок в жидкость, находящуюся в

1 — стойка; 2 — коромысло; 3 — стрелка; 4 — сережка; 5 — поплавок; б — указатель; 7 — установочный винт; 8 — шкала; 9 — прижимной винт.

Значительно большим распространением пользуются весы Вестфаля.

Весы Вестфаля отличаются от весов Мора тем, что плечи коромысла их не равны как по длине, так и по массе. Длинное и более легкое плечо разделено на 10 равных частей; на конце его подвешен на тонкой платиновой проволоке стеклянный поплавок с термометром. Масса поплавка такова, что весы на воздухе находятся в равновесии.

Для определения относительной плотности в стакан или цилиндр наливают исследуемую жидкость, предварительно приведенную к стандартной температуре. После этого погружают поплавок в жидкость так, чтобы он весь находился в ней. При этом равновесие весов нарушится. Для достижения равновесия на то плечо, на котором на-

ходйтся поплавок, помещают прилагаемые к каждым Весам рейтеры, их обычно бывает четыре-пять. Самый большой рейтер по массе равен массе дистиллированной воды при 4 °С в объеме, вытесняемом поплавком. Другие рейтеры имеют массу в 10, 100, 1000 и 10 000 раз меньше J первого.

Первый рейтер дает первый десятичный знак, второй —J второй десятичный знак и т. д. Обычно ограничиваются тремя десятичными знаками.

Если, например, первый рейтер стоит на 8-м делении, 1 второй на 9-м и третий на 5-м, то плотность жидкости бу- j дет равна 0,895.

Поправки на температуру, если определение велось не при стандартной температуре, рассчитывают, как указа-1 но выше.

Определение относительной плотности методом уравновешивания. Этот метод применяют для определения! плотности твердых веществ, нерастворимых в спирте или в смеси органических веществ.

В спирт осторожно вносят испытуемое вещество, затем при постоянном перемешивании термометром добав-J ляют понемногу дистиллированной воды до тех пор, пока ,.j вещество не перестанет опускаться на дно и окажется j во взвешенном состоянии. Это произойдет, когда плот-1 ность спирто-водного раствора будет равна плотности исследуемого вещества.

После этого определяют весами Мора или Вестфаля относительную плотность спирто-водного раствора; полученное значение будет соответствовать относительном плотности исследуемого вещества.

Для определения относительной плотности мелко раздробленных и порошкообразных тел можно применят!! смесь нескольких органических веществ, например хло! реформа или бромоформа с бензолом, толуолом или кси§ лолом или водные растворы двойной йодистой соли калия и ртути.

После определения плотности смесь органических растворителей нужно разогнать, но ни в коем случае не выбрасывать.

Определение относительной плотности волюмометрами.

Волюмометрами (рис. 497) называют пикнометры, примев няемые для определения относительной плотности noj рошкообразных твердых веществ. Емкость таких пикнс* метров обычно равна 50 мл. Если вещество, относительную

плотность которого нужно определить, растворимо в воде, то выбирают такую жидкость, в которой исследуемое вещество не растворяется*. Для этой цели часто применяют керосин, а иногда — спирт, хлороформ и другие органические жидкости. Перед определением исследуемое вещество измельчают до порошкообразного состояния и высушивают в сушильном шкафу в течение 1,5—2 ч при температуре около 105 °С, если взятое вещество выдерживает нагревание до этой температуры.

Рис. 498. Волюмо-
Рис. 497. Волюмо- метр с градуиро-

метр. ванным горлом.

Определение относительной плотности исследуемого вещества начинают с определения относительной плотности выбранной для сравнения жидкости, например керосина, по описанному выше пикнометрическому способу. В тот же волюмометр, предварительно тщательно промытый, высушенный и взвешенный на аналитических весах, насыпают несколько граммов исследуемого порошкообразного вещества, взвешивают и по разности масс пикнометра точно определяют навеску взятого вещества.

Затем наливают в волюмометр небольшими порциями применяемую жидкость (в данном случае — керосин),

* Жидкость должна смачивать исследуемое вещество и ее плотность должна быть меньше плотности этого вещества.

каждый раз тщательно перемешивая содержимое встряЛ хиванием. Когда прибор будет заполнен на V», его пса мещают на 1—2 ч на водяную баню, нагретую до 60—65 ^в(Л для удаления из порошкообразного вещества пузырька! воздуха. Время от времени содержимое волюмометр! слегка взбалтывают. После того как выделение пузырь! ков воздуха закончится, прибор охлаждают, доливают д| метки жидкостью и взвешивают. Таким образом опредсГ ляют массу волюмометра с порошкообразным вещество] и жидкостью.

Относительная плотность порошкообразного твердог^ тела (d_B) определяется по формуле:

P + G — F

где d_x — относительная плотность жидкости;

Р — масса порошкообразного вещества, г;

G — масса пикнометра, наполненного жидкостью, га

F — масса пикнометра с порошкообразным вещест-'

вом и жидкостью, г.

Правильные результаты этим методом можно получить

только при условии, что из порошкообразного веществ!

будет удален весь воздух.

Если не требуется большой точности, плотность мож-j но определять при помощи волюмометра, показанного на рис. 498. Он представляет собой колбу типа мерном с длинным горлом, на котором нанесены деления с точ! ностью до 0,1 мл, подобно тому, как это сделано на бю1 ретках. В волюмометр наливают керосин, бензин или другую жидкость, смачивающую твердое вещество, плот^ ность которого определяют. Уровень жидкости, после до? ведения ее до стандартной температуры 20 °С, должен находиться на уровне нижнего (нулевого) деления. Затем в волюмометр насыпают точную навеску измельченного вещества и содержимое колбы слегка встряхивают, стре! мясь к тому, чтобы жидкость смыла с внутренней поверх* ности горла все приставшие к ней частицы твердого тела/ После этого волюмометр помещают в термостат, выдержи? вают в нем 20 мин и затем отмечают уровень жидкости в шейке волюмометра. По разности уровней жидкости посла и до насыпания исследуемого вещества определяют объем взятой навески. Плотность твердого вещества определяют

делением массы взятой навески на найденный объем". Точность определения с помощью этого прибора до 0,1.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Об изменении плотности порошкообразных и пористых тел, как сахар, вата, бумага и др., см. Krutzsch J., Chimia, 11,№ 11, 333 (1957); РЖХим, 1958, № 14, 140, реф. 46551.

О новом принципе гидростатического взвешивания жидкостей см. Ц е й т л и н В. Г., Измерит, техника, № 1, 27 (1960); РЖХим, 1960, № 15, 159, реф. 61209, См. также К и в и л и с С. С, Техника измерения плотности жидкостей и твердых тел, Стандартгиз, 1959.

О методе определения плотности веществ, имеющихся в микроколичествах, см. J о n e s I. M., J. Sci. Instr., 38, № 7, 303 (1961); РЖХим, 1962,реф. 2Е23.

О поплавковом приборе для измерения плотностей жидкости под давлением с применением ультразвукового метода фиксации положения поплавка см. Каптель О. И., Кузнецов Е. Л., Хожайлов Н. К., Черненко Г. В., в сб. «Применение ультразвука к исследованию веществ», вып. 14, 1961, стр. 323; РЖХим, 1962, реф. 8Е12.

О методе проверки ареометров в одной жидкости см. И п-п и ц М. Д., Тютикова М. И., Измерит, техника, № 12, 17 (1961); РЖХим, 1962, реф. 15Е8.

Об измерении плотности твердых тел с применением градиен-1 эв трубки см. К а ц М. Я., Приборы и техника эксперимента, № 1, 178 (1962); РЖХим, 1962,реф. 16Е21.

Об ареометрах и определении плотности жидкостей см. Rands I. В., Notes Appl. Sci. Nat. Phys. Lab., № 25, 31 (1963); РЖХим, 1962, реф. 13Е6.

О денсиметре высокого давления см. Poole D. R., N v b e rg D. G., J. Sci. Instr., 39, № Ц, 576 (1962); РЖХим," 1963,реф. 13Д18.

Установка для измерения плотности жидкостей при высокой температуре до 500 ^СС и под давлением до 20 кг/см² описана В е s-s о n a t R., С h e v а п е 1 Н., Е 1 b e r g S., J. Phys. Chem., 24, № 6, suppl. A81 (1963); РЖХим, 1964,10Д28.

63?

Глава 20

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ КИПЕНИЯ

Каждая чистая жидкость кипит при вполне определенной постоянной температуре, зависящей от внешней! давления. Таким образом, постоянство темпед ратуры кипения жидкости можем служить* критерием ее чистоты. Если высушенная жидкость при определенном давлении (нормальном или пониженном) полностью перегоняете! при температуре, указанной в справочнике, то с известным основанием можно утверждать, что она является химически чистой. В противном случае жидкость чем-то загрязненая

В лабораторной практике часто приходится опредёЁ лять температуру кипения жидкостей.

Самым простым прибором для определения темпера-; туры кипения является прибор, изображенный на рис. 499.; Это — круглодонная колба /, имеющая широкое горлб^ Последнее закрывают пробкой, в которую вставлены тера мометр 2 и согнутая трубка 3. Емкость колбы / должна быть не менее 50 мл. Жидкость, температуру кипения ко! торой нужно определить, наливают в количестве, равном приблизительно V₄ объема колбы. При определении тем! пературы кипения чистой жидкости резервуар термометр^ находится на небольшом расстоянии от поверхности жидкости и не должен касаться ее. Если определяют тем! пературу кипения раствора, то резервуар термометр! опускают в жидкость. Образующиеся пары жидкости уходят через изогнутую трубку 3, которую можно соедга нить с холодильником.

Если температура кипения жидкости не выше 90 °С| то нагревать ее лучше всего на водяной бане. Если тем-1

* Следует иметь в виду, что жидкие азеотропные смеси также кипят при постоянной температуре (см. стр. 492).

пература кипения выше 90 °С, то нагревать можно при помощи маленькой газовой горелки или электрической воронкообразной печи (колбонагревателя).

Наблюдения за показаниями термометра следует вести в течение не менее 15 мин и считать температурой кипения ту, которую будет показывать установившийся столбик ртути.

Если взята чистая жидкость, постоянная температура кипения устанавливается быстро; если же жидкость содержит какие-либо примеси, температура кипения будет изменяться.

Так как все температуры кипения, указываемые в справочниках, относятся к нормальному давлению (760 мм рт. ст.), то полученную температуру кипения также следует привести к этому давлению. Поэтому одновременно с показаниями термометра следует обязательно отмечать атмосферное давление по барометру и запись вести, например, так:

Температура кипения ... 132 °С Показание барометра . . . 753 мм рт. ст.

На основании этих данных вычисляют температуру кипения жидкости при 760 мм рт. ст.

Для многих жидкостей в справочниках есть таблицы поправок температур кипения при разных давлениях для приведения их к 760 мм рт. ст.

Если же таблиц нет, то можно вычислить вероятную поправку, так как температура кипения многих жидкостей при 760 мм рт. ст. изменяется приблизительно одинаково— на 0,038 °С (или 3/80) с изменением давления на 1 мм рт. ст. Если давление В, определяемое по барометру, меньше 760 мм рт. ст., то к наблюдавшейся температуре кипения следует прибавить величину, получаемую из формулы:

^=80 (760-В)

Если давление выше, то вычитают величину, получаемую из формулы:

h = i(B-760)

Кроме указанного прибора, требующе го довольно большого объема жидкости, имеется ряд других, которые дают

возможность работать с небольшими количествами ее (от 1 до 5 мл).

Аппарат, изображенный на рис. 500, состоит из со-1 суда / диаметром 35 мм и длиной 170 мм, в него на проб-в ке вставляют другой сосуд 2 диаметром 18 мм и длиной! 170 мм. В середине этого сосуда имеется боковая загну-1 тая внутрь трубка 3, доходящая почти до дна сосуда 2.1

Термометр 4 вставляют на пробке в сосуд 2 до дна его.1 Для определения точки кипения в этом приборе наливаютЩ

Рис. 499. Прибор для определения температуры кипения: / — колба; 2 — термометр; 3 — согнутая трубка.

Рис. 500. Прибор Руша для определения температуры кипения:

1 — внешний сосуд;

2 — внутренний сосуд;

3 — загнутая трубка: ■ 4 — термометр; 5 — отводная трубка.

3—5 мл жидкости в сосуд / и нагревают голым пламенем! Для равномерного кипения в жидкость полезно добавит! 0,2—0,3 г пемзы зернами диаметром 1 мм, предварительно хорошо прокипяченной с разбавленной НС1, промытой и прокаленной. Образующиеся пары жидкости черея трубку 3 поступают в сосуд 2 и выходят из него через от* водную трубку 5.

Прибор очень удобен в работе и дает хорошие результаты. В особенности этот прибор пригоден для жидкостей

[I твердых тел с высокой температурой кипения (выше 300 °С).

Если имеется всего несколько капель жидкости, ее температуру кипения можно определять при помощи прибора Сиволобова. Прибор представляет собой стеклянную трубку длиной около 100 мм и внутренним диаметром около 5—6 мм, один конец которой сужен почти вдвое и запаян. Длина суженного конца около 10 мм.

При помощи капиллярной пипетки узкую часть трубки заполняют теплоносителем. В жидкость опускают запаянный с одного конца очень тонкий стеклянный капилляр такой же длины, как и основная трубка, в капилляр наливают несколько капель определяемой жидкости. К термометру прикрепляют трубку с капилляром и опускают в прибор для определения температуры кипения. Когда при нагревании температура жидкости будет близка к температуре кипения, из капилляра начинают выделяться отдельные воздушные пузырьки. Когда будет достигнута температура кипения, из капилляра через жидкость проходит равномерный ток пузырьков. При повторении определения температуры кипения капилляр в приборе заменяют другим.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

О приборах для определения температуры кипения см. М и-х а й л о в Л. А., Парташникова М. 3., Зав. лаб., 23, № 11, 1338 (1957); L v k о s P. G., Chem. Educ, 35, № Ц, 565 (1958).

Вайсбергер А., Физические методы органической химии, т. 1, Издатинлит, 1950; Вейганд К., Методы эксперимента в органической химии, т. 1, Издатинлит, 1950; Черо-н и с Н., Микро- и полумикрометоды органической химии, Издатинлит, 1960.

О микрометоде определения температуры кипения см. В 6 h-meH., BohmR. H., Mukrochim. Acta, № 2, 270 (1959); РЖХим, 1959,№ 21, 157,реф. 74745.

Глава 21

⇐ Назад

Далее ⇒