Предназначенная для измерения объема жидкости (любого раствора). В зависимости от назначения она может быть разной по конструкции и изготовлена из специальных материалов, которые устойчивы к температурным изменениям, к воздействиям химических реактивов . Мерная посуда бывает как для точного измерения, так и приблизительного. Для точного определения количества жидкости используют специальную лабораторную посуду : бюретка с краном , пипетки и мерные колбы. Для приблизительного измерения применяют мензурки и мерные стаканы.

Понятие о бюретке с краном

– длинная градуированная трубка из стекла цилиндрической формы с запорным краном на конце. Она предназначена для определения точного объема раствора, который был израсходован во время титрования. Разность уровней до и после титрования – это определение объема. В лабораторных исследованиях, где обычно применяется макрометод измерения, используются бюретки с краном объемом 25,00; 50,00 см 3 . Градуировка начинается сверху. Нулевое деление – начало отсчета. Большое деление бюретки с краном равняется 1см 3 , малое деление – 0,1см 3 . Для определения сотой части см 3 необходимо расстояние между делениями на глаз поделить на 5 частей. Для более точного отсчета необходимо учитывать, что уровень глаз должен находиться на уровне отметки (мениски) жидкости. Для бесцветных и слабоокрашенных растворов отсчет начинается по нижней метке, если раствор окрашенный – по верхней.

Немного из истории создания

Впервые бюретка была использована химиком Жозефом Луи Гей-Люссаком и получила свое названия от франц. burette –«склянка» (Франция, 1824 год). Бюретка Гей-Люссака напоминала чайник (длинная градуированная колба с прилегающей тонкой отводной трубкой, идущая снизу вверх, конец которой был изогнут). Бюретка быстро ломалась из-за отводной трубки. В 1840 году была создана брюнетка с медным и стеклянным краном. Химик Карл Мор усовершенствовал форму бюретки – изобрел зажим. Уже к концу века немецкий химик Роберт Вильям Бунзен придумал простое и уникальное приспособление – затвор в виде шарика в резиновой трубке. Благодаря такому изобретению жидкость из бюретки вытекает только при сжимании шарика.

Правила работы с бюреткой с краном

Перед использования бюретка с краном должна быть идеально чистой. Для этого сначала необходимо ее тщательно промыть дистиллированной водой. Она должна равномерно смачивать ее внутреннюю поверхность (без капель). После этого ополаскивать три раза раствором титранта (для удаления остатков воды). Далее бюретку нужно закрепить в штативе вертикально. Перед каждым использованием бюретку с краном заполнить необходимым раствором до отметки 0 (начало отсчета). Следить, чтобы в суженном конце емкости не было воздуха. Чтобы удалить попавший воздух, необходимо перегнуть резиновый затвор, приподнимая бюретку, при этом приоткрыть зажим. Воздух вытолкнется под действием раствора.

Наливать химический реактив в бюретку с краном нужно с помощью специальной капельной воронки . Жидкости должна быть чуть выше нулевой метки, затем – вынутьб воронку из бюретки. После того, как нулевая отметка будет на уровне глаз, можно выпускать раствор из бюретки, пока мениска не дойдет до нулевой отметки.

Титрование необходимо проводить очень медленно, а отсчет начинать через полминуты после окончания титрования. Это даст возможность жидкости полностью вытечь из бюретки. Во избежание разбрызгивания или утечки раствора, бюретка должна быть опущена на пару сантиметров в горлышко колбы для титрования. Для ведения отсчета данных показателей за бюреткой устанавливают листок белой бумаги или картона с метками с заштрихованной нижней частью. Это дает возможность более точно определить показатели, так как отметка на черном фоне более отчетлива. Такая работа позволяет определить точность до ± 0,02 см 3 . Раствор по объему должен быть не менее 20 см 3 и не должен выливаться из бюретки. Титрование проводится несколько раз, до получения убедительных результатов (результаты параллельных исследований должны отличаться для бесцветных титранов на ±4 см 3 , для окрашенных на±5 см 3 .

БЮРЕТКИ (франц. burette) - специальные стеклянные градуированные трубки, применяемые в лабораториях для титрования и отмеривания точных объемов жидкостей или газов.

Рис. 1. Виды бюреток: 1 - заканчивающаяся резиновой трубкой с зажимом Мора; 2 - со стеклянным краном: 3 -Раммельсберга; 4 - Кравезинского; 5 - микробюретка. Рис. 2. Бюретка Шельбаха. В середине рисунка виден мениск, в результате оптического преломления «вытянутый в стрелку», от острия к-рой производится отсчет.

Б. для жидкости имеют на всем протяжении одинаковый диаметр и лишь в нижней неградуированной части сужаются и заканчиваются стеклянным краном или резиновой трубкой с зажимом Мора (рис. 1, 1 и 2). Вместо зажима в качестве запирающего устройства пользуются также стеклянным шариком, плотно вставленным в просвет резиновой трубки (затворы Бунзена). В этом случае жидкость из Б. вытекает, если резиновую трубку сжать двумя пальцами так, чтобы между внутренним просветом ее и шариком образовалась щель. Для более точной дозировки конец крана сужен или на резиновую трубку надета стеклянная трубочка с оттянутым концом. Емкость градуированной части Б.- 10, 25, 50 и 100 мл. Деления начинаются сверху, на нек-ром расстоянии от края. Применяются также Б., имеющие спец. приспособления для их заполнения и автоматической установки жидкости на нулевой уровень (бюретки Раммельсберга, Кравезинского и др.; рис. 1, 3 и 4). При необходимости Б. соединяют с бутылью, содержащей титрованный раствор. Удобны в работе Б. с изогнутой нижней суженной частью и припаянной ниже градуировки трубкой для заполнения Б. (рис. 3).

Отсчет по Б. для обычных растворов производится по нижнему мениску жидкости. Сильно окрашенные растворы (KMnO 4 , I 2 и др.) отсчитываются по верхнему мениску. Во избежание ошибок при отсчете необходимо, чтобы глаз наблюдающего находился на уровне мениска. Более точный отсчет дают Б., задняя стенка которых имеет широкую белую полосу с узкой синей полоской в ее середине (бюретка Шельбаха). В этих Б. мениск «вытягивается в стрелку» и отсчет производится по острию «стрелки» (рис. 2).

Не рекомендуется использовать Б. со стеклянным краном при работе со щелочными растворами, которые портят шлифты и вызывают «заедание» крана. Каучуковые затворы неприменимы при работе с окислителями (KMnO 4 , K 2 Cr 2 O 7 , I 2 и др.), которые разрушают каучук и меняют титр раствора.

Для титрования и отмеривания малого количества жидкостей применяют Б. малого объема - микробюретки (рис. 1, 5), емкостью 1-5 мл, калиброванные по 0,01 мл. В микроколичественном анализе при работе с объемами порядка 0,001-0,5 мл в качестве Б. используют микропипетки соответствующей емкости.

Газовые Б. служат для измерения объемов газов. В отличие от Б. для жидкостей, кран газовых Б. расположен в их верхней части.

Библиография: Воскресенский П. И. Техника лабораторных работ, с. 103, М., 1973.

Б. В. Кулибакнн.

Бюретку закрепляют в штативе на расстоянии 10 – 15 см от верхнего края бюретки.

Бюретки со стеклянным краном применяют для растворов веществ, действующих на резину (растворов KMnO 4 , I 2 , AgNO 3 и др.). Сухой стеклянный кран смазывают вазелином. Для растворов гидроксидов щелочных металлов нельзя использовать бюретки со стеклянным краном, так как щелочь разъедает стекло и кран перестает открываться.

Бюретку тщательно моют, проверяют работу крана (резинового затвора, зажима Мора); закрепляют вертикально в штативе. Бюретку промывают водой водопроводной, затем очищенной; трижды промывают бюретку раствором титранта, каждый раз наливая 3-5 мл и сливая до резиновой трубки.

Залить раствор титранта в бюретку выше нулевого деления, наливают с помощью воронки. Так как в воронке могут остаться капли раствора, способные исказить результат титрования, воронку нужно убрать.

Довести уровень раствора титранта до нулевого деления бюретки (глаз на уровне мениска). При заполнении бюретки надо добиться, чтобы в ее оттянутом кончике не осталось пузырей воздуха.

Титрование

· Отмерить в колбу исследуемый раствор и добавить индикатор. Иногда в колбу для титрования добавляют вспомогательные растворы.

· При титровании кран или зажим регулируют левой рукой, а колбу для титрования вращают правой рукой. Носик бюретки должен быть введен в колбу для титрования на 1.5 – 2 см.

· Постоянно перемешивая содержимое колбы, прибавлять раствор титранта по каплям до нужного изменения окраски индикатора. Желательно, чтобы это изменение произошло от одной капли титранта.

· Измерить объем израсходованного раствора титранта по шкале бюретки и записать его. Записывают результаты титрования с точностью до второго десятичного знака.

· Титрование ведут до сходящихся результатов. Если результаты двух определений расходятся не более чем на 0,2 мл для бюреток вместимостью 25 или 50 мл, то их можно считать правильными. В случае расхождения полученных результатов титрование повторяют. В ответственных случаях проводят 3 параллельных определения. Для расчета берут среднее арифметическое полученных результатов.

Рис. 42. Процесс титрования

После титрования:

Слить остатки титранта.

Промыть бюретку водой водопроводной, затем очищенной.

Убрать воронку и снять зажим Мора.

Цилиндры и мерные пробирки – это мерная посуда более низкого класса. Их применяют для отмеривания объемов растворов вспомогательных веществ, не учитывающих при вычислении результатов анализа.

Цилиндры – цилиндрические сосуды различной вместительности с нанесенными на наружной стенке делениями, указывающими объем в см 3 или мм 3 . Обычно используются цилиндры емкостью от 5 до 2000 мл. Носик позволяет выливать содержимое цилиндра узкой струйкой так, чтобы жидкость не проливалась и не стекала по внешней поверхности цилиндра.

Рис. 43. Цилиндры

Цилиндры изготавливают из стекла с подходящими химическими и термическими свойствами. Иногда используют прозрачный полиэтилен или полипропилен. Мерный цилиндр имеет основание из стекла или пластикового материала, оно может быть круглым или иметь другую форму, например, шестиугольную. За счет этого цилиндр стоит на ровной поверхности вертикально без качания или вращения. Пустой цилиндр не должен падать, если он находится на поверхности, наклоненной под углом 15° к горизонтали.

Мерные пробирки - пробирки с делениями объемом от 5 до 25 мл предназначены для отмеривания определенного объема наливаемой или выливаемой жидкости, или определения объема осадка (центрифужные).

Рис.44. Мерные пробирки

Шкала, соответствующая вместимости пробирки, нанесена на всей боковой поверхности. Выпускаются из химически стойкого лабораторного стекла, не обладающего термической устойчивостью.

ЛИТЕРАТУРА

1. Бабков А. В. Общая и неорганическая химия/ А.В. Бабков, Т.И. Барабанова, А.М. Попков. – Москва. – Издательство «ГЭОТАР-Медиа», 2016г. – 384 стр.

2. Березов Т.Т. Биологическая химия/ Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин.- Москва. - Издательство «Медицина», 1998г – 680 стр.

3. Большая Российская энциклопедия. Химия. Москва. БРЭ. - 2004 / 2016 – 787 стр.

4. Буцеева А.А. Общая и неорганическая химия для фармацевтов/ А.А. Буцеева, В.В. Негребецкий В.В., Сергеева В.П., Албегова Д.З., Белавин И.Ю., Камкина О.В., Павлова С.И. - Юрайт. Профессиональное образование – 2015г. – 358 стр.

5. Волкова М.А. Роль растворителей в химических процессах / Волкова М.А., Марфин Ю.С. // Химия в школе 2016 г. №1-10, 2017г. №1-2.

6. Конспект лекций по дисциплине «Общая и неорганическая химия».

7. Саенко О.Е. Аналитическая химия/ О.Е. Саенко. - Ростов – на – Дону. - Издательство «Феникс», 2014г. – 287 стр.

8. Скобина Е. В. Жидкие лекарственные формы. Технология водных растворов. 2012/ Елена Васильевна Скобина: Владивостокский государственный медицинский университет. Владивосток, 2012 – 25 стр.

9. Соколовская Е.М. Общая химия/ Е.М. Соколовская. - Москва. - Издательство МГУ. 1989 г. – 730 стр.

10. Практикум по общей химии: учеб. пособие / под ред. С.Ф. Дунаева – М.: Издательство МГУ, 2005. – 336 с.

Правила работы с бюретками. Бюретку укрепляют в штативе в строго вертикальном положении. Перед каждым новым титрованием ее заполняют до верхнего (нулевого) деления, предварительно заполнив титрованным раствором нижний оттянутый конец бюретки или крана.

В момент отсчета показаний бюретки глаза экспериментатора должны находиться на уровне мениска (см. рис. 17).

Отсчет проводят по нижней части вогнутого или верхней части выпуклого мениска. Всякий раз установка уровня раствора на нулевое деление должна соответствовать способу отсчета уровня оставшегося в бюретке раствора.

Выливать жидкость из бюретки следует медленно, давая возможность всей жидкости стечь со стенок бюретки, что имеет особое значение при титровании неводными растворами. Под конец титрования раствор выливают по каплям. Титрование нужно выполнять несколько раз. За окончательный результат принимают среднюю величину, вычисляемую на основании ряда параллельных определений. Объем расходуемого на титрование стандартного раствора не должен превышать емкость бюретки. Титрование считается оконченным, когда разность параллельных определений превышает .

По окончании титрования остающийся в бюретке раствор сливают; после этого бюретку дважды ополаскивают дистиллированной водой, а затем, заполнив ее доверху водой, накрывают верхний конец бюретки колпачком для защиты от пыли. Перед употреблением сличают дистиллированную воду до сужения бюретки. Затем бюретку дважды ополаскивают тем раствором, которым будут титровать. Лишь после этого бюретку наполняют стандартным раствором.

Наполняют бюретки с помощью абсолютно чистой и сухой маленькой стеклянной воронки. После употребления воронку немедленно вынимают и ставят в штатив.

Очистка бюреток. Перед употреблением бюретки должны быть тщательно вымыты (так же, как мерные колбы). Ошибки, обусловливаемые загрязнением бюретки, могут достигать значительных величин. Наибольшие ошибки вызываются жировыми загрязнениями. Вследствие этого в процессе титрования на стенках бюретки остаются удерживаемые на стекле капли жидкости. При этом, разумеется, искажаются результаты измерений.

Во избежание попадания в бюретку маслянистых и жировых веществ нельзя применять грязную посуду, обильно смазывать стеклянный кран бюретки вазелином и закрывать при мытье посуды отверстие бюретки пальцами.

Указанной степени чистоты бюретки нельзя достичь только мытьем. Для окончательной очистки бюретки пропаривают водяным паром.

Проверка емкости бюретки. Действительная емкость бюретки и отдельные ее деления могут значительно отличаться от номинальной емкости и обозначений, нанесенных на бюретке. Поэтому перед употреблением следует проверить емкость бюретки. Так как объемы, соответствующие одинаковым делениям по всей длине бюретки, практически не могут быть равны вследствие того, что трубка бюретки обычно не бывает строго цилиндрической, то равным делениям бюретки в различных ее частях соответствуют неравные объемы вмещаемого бюреткой раствора.

Для нахождения точного объема жидкости, вмещаемой между определенными делениями бюретки, бюретку наполняют дистиллированной водой и устанавливают мениск на нулевом делении. Затем под бюретку подставляют бюкс, предварительно взвешенный с крышкой на аналитических весах с точностью до 0,001 г. В бюкс медленно сливают из бюретки определенный объем воды. После этого бюкс закрывают крышкой и снова взвешивают. Разность между массой бюкса с водой и массой пустого бюкса соответствует массе воды, вмещаемой в бюретке между делениями 0 и 5 при данной температуре. После этого снова наполняют бюретку дистиллированной водой до нулевого деления. Затем сливают в бюкс воды, которые взвешивают. Таким же способом взвешивают 15, 20, 25 и т. д. миллилитров воды.

С целью получения более точных результатов массу воды определяют три раза и берут среднее арифметическое трех взвешиваний. При этом пользуются следующей формой записи результатов взвешиваний:

При выполнении точных работ вносят соответствующие поправки и вычисляют точный объем вылитой жидкости.

Если вычесть из величины истинного объема бюретки величину объема, обозначенного на бюретке, то получим искомую поправку:

где - масса вылитой из бюретки воды, г; - кажущаяся плотность воды, .

Например, если вода, вылитая из бюретки между делениями , при 15° С весит 5,052 г, то поправка равняется:

Поправки вычисляют для каждых пяти миллилитров; данные записывают в таблицу. На основании данных полученной таблицы вычерчивают кривую поправок (рис. 29).

Рис. 29. Кривая поправок емкости бюретки.

По оси ординат откладывают величины поправок, по оси абсцисс - объемы, обозначенные на бюретке. По кривой находят поправки для любого объема бюретки.

Примерная форма записи поправок, вычисляемых при калибровании бюретки:

Номинальная емкость бюретки

Найдя нужную поправку, прибавляют (или вычитают, в зависимости от ее знака), ее величину к обозначенной на бюретке величине емкости и получают истинный объем раствора, помещающегося в бюретке или части ее.

Например, если на титрование пошло , истинный объем раствора равен если на титрование пошло , истинный объем раствора составляет и т. д.

Определение объема капли растворителя. Очень полезно в начале пользования бюреткой определить средний объем капли вытекающего из нее растворителя. При употреблении водных растворов определяют объем капли воды. Определение ведут следующим образом. Наливают растворитель в бюретку. Устанавливают уровень жидкости на нуль. Подставляют под бюретку колбу или стакан и очень медленно, ведя счет каплям, сливают жидкость из бюретки. Отсчитав 100 капель, закрывают кран бюретки и измеряют объем вытекшего растворителя. Отмеренный объем жидкости делят на 100 и вычисляют объем одной капли применяемого растворителя.

Зная объем капли растворителя, можно вносить необходимые поправки при вычислении результатов титрования.