Перемішування рідин
Рідини можна перемішувати як вручну, так і механічним шляхом. Перемішування буває необхідним при розчиненні твердих речовин у рідині, при розчиненні рідини в рідині, при проведенні багатьох робіт.
Перемішування вручну. При змішуванні невеликих обсягів рідин перемішування можна проводити за допомогою скляної палички, наприклад, у склянці. На рис. 333 показано, як слід проводити цю операцію.
При перемішуванні в колбі обертають її, притримуючи за горло. У закритому посудині перемішують шляхом струшування або багаторазового перевертання його. Перемішувати вручну легко не в'язкі рідини. Чим вище в'язкість рідини, тим важче її перемішувати, і зазвичай у подібних випадках вдаються до механічних способів перемішування. Однак в'язкість рідини можна зменшити нагріванням. Гарячу рідину перемішують, обернувши посудину рушником, щоб не промити? палитись.
Якщо доводиться перемішувати вручну в закритій посудині рідини з низькою температурою кипіння, обов'язково потрібно дотримувати пробку, тому що в посудині розвивається підвищений тиск внаслідок випаровування розчинника, і пробка може вискочити.
Для перемішування рідин, а іноді і для розчинення твердих речовин застосовують також циліндр для змішування, з притертою пробкою (рис. 334). Він нагадує мірний циліндр, але не має поділів. Рідини, що підлягають змішуванню, наливають у циліндр так, щоб їх сумарний становив не більше 3/4 - 4/5 ємності циліндра. Збовтування проводять, притримуючи однією рукою пробку, а іншою - основу циліндра. Якщо змішують органічні розчинники з порівняно низькою температурою кипіння, рекомендується іноді спускати тиск, що розвивається всередині циліндра в результаті випаровування рідин.
Мал. 335. Лабораторний електромотор та водяна турбіна.
Для цього потрібно трохи звільнити скляну пробку, не виймаючи її зовсім, а потім знову притерти її.
Механічне перемішування. Механічне перемішування краще ручного. Для обертання мішалок застосовують електричні мотори, водяні турблни (рис. 335) і повітряні мотори, які рухаються нагрітим повітрям (рис. 336).
На рис. 337 показано, як монтують мішалку з водяною турбіною. Щоб пустити в роботу водяну турбіну, її міцно укріплюють у штативі. Потім один з відростків її за допомогою шланга з'єднують з водопровідним краном, а на інший надягають водовідвідну трубку, яку опускають у раковину або водосток. Відкриваючи водопровідний кран, надають руху турбінку. Чим сильніший струмінь води, тим швидше обертається ротор турбінки, тому кількість обертів її можна регулювати.
Застосовуються також водяні турбіни зі скла (рис. 338). Повітряний двигун працює під дією нагрітого на пальнику повітря. Через кілька секунд після того, як пальник запалений, слід повернути рукою один з маховиків.
На рис. 339 показана лабораторна мішалка з приводом електромотора, укріпленого на штативі. При необхідності вісь двигуна може бути розташована не тільки по вертикалі, але і похило. Мотор можна пересувати штативом вгору і вниз, В вісь мотора вставляють і закріплюють скляні мішалки (лопаті)', що мають найрізноманітнішу форму.
Мал. 336. Мотор, що рухається нагрітим повітрям.
Мал. 337. Установка для розчинення із водяною турбіною.
Зручну мішалку можна зробити зі шматка гумової трубки, одягненої на скляну паличку, що служить віссю мішалки (рис. 340). На гумовій трубці, попередньо одягненій наскляну паличку роблять чотири надрізи по утворюючій, а потім зближують верхній і нижній кінці трубки.
Мал. 338. Скляна водяна турбіна
Мал. 339. Лабораторна мішалка з електричним двигуном.
Форму скляної мішалки вибирають в залежності від в'язкості рідини, яку застосовують, наприклад, при розчиненні, та від в'язкості отриманого розчину. Треба враховувати, що в'язкі рідини не можна перемішувати з великою швидкістю, і доводиться обмежуватися малим числом обертів мішалки, інакше мішалки скляні ламаються.
На рис. 341 показана механічна мішалка, у якої електромотор винесений, і мішалка обертається від гнучкого валу, як у бормашини. Таку мішалку легко пристосувати для перемішування будь-яких рідин.
Електромотор застосовують також у групових мішалках, наприклад при перемішуванні в 3-4 склянках. У цьому випадку кожна мішалка має привід від шківа, пов'язаного з електромотором.
В даний час велике застосування знаходять електромагнітні мішалки (рис. 342). Принцип їх дії ґрунтується на тому, що електромагніт, укріплений на осі
вертикально розташованого мотора, при обертанні надає руху якір з м'якого заліза. Якір поміщають у скляну або кварцову ампулу, яку запаюють. Ампулу кладуть на дно судини, в якій перемішують. Електромагнітні мішалки можна застосовувати у всіх випадках, коли потрібно перемішувати малов'язкі рідини (при електролізі, титруванні тощо). Прилад працює без шуму, спокійно. Є моделі електромагнітних мішалок, забезпечених штативами, що дозволяє зміцнювати на них бюретки та інші прилади або пристрої, необхідні при проведенні будь-якої роботи. Майданчик, на який ставлять посудину з рідиною, що перемішується, можнанагрівати до 5O0C і вище за допомогою нагрівального пристрою, який можна встановлювати за бажанням або знімати, якщо нагрівання не потрібно. - Для того щоб якір не губився, рекомендується після закінчення перемішування і перед тим, як вилити рідину зі склянки, до дна її зовні прикласти постійний магніт або електромагніт, який триматиме якір. Тільки після цього можна виливати рідини з посуду. Якщо застосувати цей спосіб не можна, зливати рідини безпосередньо в раковину не рекомендується.
Рис.343. Струшувач Сокслета.
З якорем потрібно поводитися обережно і намагатися не розбити скляну трубочку, в якій він запаяний. Якщо трубочка розіб'ється, якір потрібно спочатку витерти насухо і знову запаяти в нову скляну або кварцову трубочку відповідного діаметру.
Перемішування, наприклад, при розчиненні, можна проводити, користуючись так званими струшувачами. Струшувач Сокслета (рис. 343) наводиться в рух мотором. Так як пробка, якою закрита сулію з рідиною, що перемішується, може бути добре замазана і прикріплена-до горла бутлі, то при такому способі перемішування розчинник не випаровується і в нього не потрапляє волога.
Великим поширенням у лабораторіях користується струшувач Вагнера (рис. 344). Він служить для перемішування вмісту суліїв, колб та інших аналогічних судин. При роботі з ним дуже важливо надійно притиснути висувний ковпачок до пробки або горла судини і нерухомо закріпити останній. Якщо посудина погано закріплена, то при обертанні струшувача може випасти. Прилад рухається як вручну, так і від мотора. Якщо потрібно повільне перемішування або збовтування, між мотором і приводним колесом струшувача встановлюють шківи передавальні.
Мал. 344. Струшувач Вагнера.
Крім горизонтальних струшувачів, дуже зручні, особливо для струшування ділильних воронок, вертикальні струшувачі (рис. 345). У цьому струші-вателі можна закріплювати бутлі та ділильні воронки різної висоти, так як він має дві рухомі планки з отворами для шийок. Ці планки можуть бути закріплені на бажаній висоті.
Сучасний універсальний електронний вібратор (рис. 346) має приставні деталі, наприклад для кріплення однієї бутлі або для кріплення пробірок, ділильних воронок різної ємності, піпеток для змішування крові та ін. Прилад забезпечений регулятором частоти коливань та контрольною лампою.
Перемішування повітрям чи газом. Зручним прийомом механічного перемішування рідин є пропускання через них повітря або якогось інертного газу під невеликим тиском. Цей процес називають барботуванням, і його можна проводити, вико-
Мал. 345. Вертикальний струшувач.
Мал. 346. Універсальний електронний вібратор.
зуя будь-який газопромивач або будь-яку запобіжну склянку, або навіть промивалку, приєднавши їх до вакуум-насоса, нагнітального насоса або використовуючи стислий газ. Природно, що барботування повітрям можна проводити лише тоді, коли він не буде надавати будь-якого хімічного впливу на рідину або розчинені в ній речовини.
При барботуванні не потрібно пускати дуже сильний струмінь повітря або інертного газу, так як це завжди викликає розбризкування рідини, що перемішується. Крім того, дуже важливо, щоб отвори, через які надходить повітря чи інертний газ, були б дрібними та їх було б. багато. За виконання цих умов створюється більш рівномірне і спокійне перемішування.
Длябарботування дуже зручні трубки, забезпечені пластинкою різної форми, з пористого пресованого скла (див. гл. 11 «Фільтрування»). Зручні також пальцеподібні насадки (бужі) довжиною від 80 до 250 мм і діаметром від 30 до 85 мм. Вони зазвичай сплавлені зі скляною трубкою, якою пропускають газ. Пористість пластин може бути різною, від № 1 до № 4.