О вакууме и бюхнерах.
Сначала чисто практические положения.
Стеклянные емкости можно вакуумировать, если:
- объем сосуда мал. К примеру, колбочек на 14 шлифе с объемом в 25 кубиков можно вакуумировать смело, даже если дно плоское, а радиус - предельно мал; (ПС: А вообще это - толстостенный сосуд
)
- если объем большой, то сосуд должен быть без плоских участков. Нельзя вакуумировать тонкостенные плоскодонные сосуды. К примеру, полулитровую коническую или даже плоскодонную колбу категорически запрещено вакуумировать. Тут правило такое - поверхнсоть сосуда должна состоять из циллиндров, конусов, сфер, сфероидов и прочие. Причина тоже ясна - стекло прекрасно работает на сжатие, похуже - на растяжение. А вот заставлять его работать на изгиб - искать приключения на заднице.
- если стенки - толстые. Пример из быта - бутылка из-под шампанского. С ней делай, что хочешь - хоть вакуумируй, хоть надувай до 10 атмосфер. Проверено, мин нет
Специально для вакуумирования предназначены колбы Бунзена и вакуум-эксикаторы. Они довольно толстостенные, хорошо отожжены, а некоторые из них - из закаленного стекла. Но не все, конечно
При работе с вакуумом следует иметь ввиду возможность имплозии. Даже на очень ровном месте. Убедитесь, что бывает с эксикаторами:
http://www.anchem.ru/forum/read.asp?id=6815
Я знаю один, еще более страшный случай, как раз по теме.
Вакуум-фильтрование, воронка Бюхнера, резиновая пробка, двухлитровая колба Бунзена, водоструйный насос.
Перед ответственной работы помыли все как следует, а пробку заменили. Во время фильтрования, на предельном вакууме водоструйного насоса новая пробка сжалась и проскочила через горло колбы. Тяжелая фарфоровая воронка ударила по горловине и колба взорвалась. В тело и лицо пострадавшей попали не только осколки, но и горячий кислый и ядовитый фильтрат.
У меня у самого чуть не случилась похожая засада... успел вырвать шланг и сбросить вакуум. После этого я заказал большую и правильную склянку и правильные же пробки.
Теперь разбор конструкции на
Синтез хлоратов и перхлоратов [pillot51#17.06.12 12:37]
Остроумно, ничего не скажешь
Однако:
1) есть сколы на срезе воронки. Это опасно. От них может пойти трещина и без вакуума. Надо попробовать отшлифовать до шелковой матовости со скруглением всех острых кромок и до исчезновения сколов.
2) Azot в
Синтез хлоратов и перхлоратов [Azot#17.06.12 12:51] и Non-conformist в
Синтез хлоратов и перхлоратов [Non-conformist#17.06.12 13:38] категорически правы - не следует вакуумировать консервные банки. В качестве проставки лучше смотрится кусок пластиковой или текстолитовой трубы с пропилами (прямоугольные, полукруглые, треугольные) по краям.
3) несмотря на проставку, следует категорически ограничить разряжение. Я бы от балды назвал вакуум в 0.2 атмосферы.
4) Xan в
Синтез хлоратов и перхлоратов [Xan#17.06.12 19:39] прав, что для эффективной промывки космический вакуум необязателен
5) Azot в
Синтез хлоратов и перхлоратов [Azot#18.06.12 01:33] категорически не прав, что воронки работают под слабым вакуумом. Если проводить промывки как следует и не принять мер, то вакуум очень быстро доходит до предельного для насоса. Во всяком случае, у меня доходит
Потому что промываю эффективно
Как это? И почему надо принимать меры ограничения вакуума?
Мой вариант работы на большом бюхнере.
Работу начинаю "приклеиванием" фильтра к пластине. "Приклеиваю" всегда растворителем. Если это вода, то фильтр намокает и хорошо прилипает к пластине, не доходя до края.
Фильтр должен лечь без складок, даже если пластина - слегка выпуклая или вогнутая (у больших фарфоровых бюхнерах всегда так
). Помогаю себе вакуумом. После того, как фильтр смочен из промывалки растворителем, включаю вакуум и он не дает фильтру отойти. Полезно один-два раза облить фильтр, чтобы убедиться, что растворитель не просачивается пузырями под фильтр, а проходит только через него.
Тем временем взмучиваю осадок, получая суспензию. Никакого декантирования я не делаю. Если можно отдекантировать, а осадок останется на фильтре пятимиллиметровым слоем, значит бюхнер взят слышком большой
Тут, конечно, сильно зависит и от осадка, и от его растворимости. Если надо, можно оборудовать емкость для фильтрата сифонной трубкой для отсоса фильтрата без разборки установки. Но я обычно разбираю... сильный патамушта
Кстати, следует зарянее приготовить стойку для бюхнера и емкость для стекания фильтрата, пока возишься с приемником.
Начинается самый важный этап - формирование слоя осадка на фильтр. Для этого включаю очень небольшой вакуум и начинаю осторожно выливать суспензию. Обычно начинаю с центра, переходя к краям по спирали. Когда весь фильтр покрыт осадком, выливаю порцию побольше. Тогда поры фильтра уже забиты и скорость фильтрования уменьшается. Если нужно, можно даже перемешать суспензию в фильтр. Перемешивать палочкой не надо, лучше тогда вообще не перемешивать.
Я пользуюсь чисто кухнонными причиндалами. Излюбленный инструмент - бамбуковые лопатки типа этой:
но с косым срезом
Так мне удобнее. Неплохо бы приготовить и большие пробки для отжима.
Цель первой операции - формирование плотного слоя осадка РАВНОМЕРНОЙ толщины на фильтре. Для большого фильтра - не менее сантиметра.
После выливания первой порции увеличиваю вакуум до предела (помнить ограничения прочности!) и начинаю "штукатурить" лопаткой. Когда весь фильтрат отсосется, начинают появляться трещины. Тогда выключаю вакуум, разделываю трещину острой кромкой лопатки и замазываю. Иногда подливаю взмученную суспензию. Иногда (но редко) помогаю себе пробкой, проходясь по всей поверхности осадка и нажимая осторожно.
Если фильтр лег неудачно и в склянку появилась муть, ищу место, в котором фильтр порвался, делаю коническую ямку и оторванным и смоченным кусочком фильтра "заклеиваю" дырку. Излишне говорить, что все эти операции проделываю в перчатках.
Заплатку прижимаю осадком, потом осадок - пальцем (в перчатке), потом палец мою (не снимая перчатки) :), потом заливаю суспензией и включаю вакуум.
После того, как убедился, что сформировал равномерный и прочный слой осадка, который не трескается, продолжаю наращивать слой, пока не перенесу весь осадок. Если ожидается слой толщиной в 5...6 сантиметров, обычно делаю это в три-четыре приема.
Ну а дальше - легче.
Когда вся суспензия уже отфильтрована, даю предельный вакуум, отсасываю до прекращения тока фильтрата и начинаю промывки.
Промывка делается на отключенном вакууме. Заливаю немножко промывной жидкости и дожидаюсь, пока осадок впитает ее. Можно помочь вакуумом, но после того, как налил слой жидкости над осадком. Как появятся капли фильтрата, смачивание осадка закончено и можно начинать собственно промывку.
Кто не понял пока, в результате кухонно-строительных операции получен аппарат идеального вытеснения... ну, не идеального, конечно, но достаточно эффективного
Объем промывной жидкости драстически уменьшается по сравнению с промывкой в стакане с последующей декантацией.
У такой промывки два подварианта. Первый, который используется для растворимых осадков - промывать порциями и отсасывать до прекращения тока фильтрата. А второй - непрерывная промывка. Какой из них надо выбрать, зависит от задачи, я общие положения пишу
В любом из вариантов надо решительно бороться с трещинами и постоянно следить за однородность слоя осадка.
Окончание работы я описал - переворачиваю бюхнер на чистом листе и осадок сам падает, пока моюсь. Если не падает, помогаю ему осторожным отдуванием.
О перчатках разговор особый. И не думайте работать голыми руками. Перчатки должны быть по размеру. Лучше брать хозяйственные, с ворсом внутри - меньше руки мокнут. Но все равно, после 40...60 минут кожа на руках - сморщенная.
В ходе фильтрования и промывки не надо пить, курить и прикасаться грязными руками к морду лица и прочим частям тела. У меня есть целый набор к окончанию работы - мыло, крем для рук, бутылка холодной воды и сигарета с чашкой кофе. Кофе - горячий, варит лаборантка. Она же вытирает тампоном пот с лица
Я почти серьезно - если есть возможность, следует работать в паре, причем у одного должны быть чистые руки, чтобы не запяпать все приборы, посуду и самое главное - лицо и тело.
Такая техника у меня появилась в ходе работы с очень горькими и довольно ядовитыми веществами. Если у меня во рту загорчало, значит, я неправильно что-то сделал.
Кстати, в чистом месте у нас всегда стоял раствор для промывки лица и для полоскания рта.