Делительные воронки — принцип работы, виды, преимущества

Делительная воронка — это важный элемент лабораторного оборудования, который используется в химических, биологических исследованиях. Она применяется для точного разделения жидкостей, которые не смешиваются друг с другом. Из-за надежности, универсальности, этот тип лабораторной посуды востребован в органической химии, фармацевтике, экологическом анализе, а также других областях науки. В статье мы подробно расскажем об этом виде лабораторной посуды, а также дадим рекомендации по ее выбору и использованию.

Что такое делительная воронка?

Делительная воронка — это вид лабораторной посуды, которая применяется для разделения несмешивающихся жидкостей на основе их плотности. Она часто используется для экстракции. Емкость позволяет химикам и биологам аккуратно отделять слои жидкостей без смешивания, обеспечивая точность и чистоту разделения.

Сосуд изготавливается из химически стойкого боросиликатного стекла. Материал устойчив к воздействию агрессивных химикатов, высокой температуры. Иногда для производства этой лабораторной посуды используют пластик (например, полипропилен). Пластиковые емкости легче, менее подвержены механическим повреждениям. Однако пластик имеет ограничения по температуре и устойчивости к органическим растворителям.

Принцип работы делительной воронки и её устройство

Делительная воронка состоит из нескольких частей:

• Корпус (колба) — имеет форму груши или конуса. Эта форма позволяет легко смешивать жидкости, а также эффективно разделять их благодаря различию в плотностях. Стекло обеспечивает прозрачность, что позволяет визуально контролировать уровень, состояние жидкостей внутри.
• Отверстие для внесения смеси или растворителя — плотно закрывается крышкой, предотвращает утечку паров, обеспечивает герметичность. Она также позволяет проводить встряхивание, необходимое для смешивания жидкостей, без риска разлива. Крышка может иметь специальные отверстия для шлангов или для доступа к атмосфере.
• Кран (вентиль) — расположен в нижней части корпуса, позволяет аккуратно сливать нижний слой жидкости. Изготавливается из устойчивых к коррозии материалов, например, тефлон. Кран может быть простым поворотным или более сложным с системой регулировки потока. Вентиль позволяет контролировать скорость слива, предотвращает нежелательное смешивание слоев.
• Выходное отверстие — расположено в нижней части колбы, через которое происходит слив. Представляет собой трубку, соединенную с краном.

В зависимости от модели и назначения, стенки сосуда могут иметь градуированные метки. Они позволяют с высокой точностью измерять объем жидкостей, определять, сколько компонента было добавлено или удалено. Это особенно важно при выполнении количественных анализов.

Принцип работы выглядит следующим образом: в воронку добавляют смесь двух несмешивающихся жидкостей (например, воду и органический растворитель) через верхнее отверстие. Затем сосуд закрывают крышкой, осторожно встряхивают. Это позволяет фазам смешаться, что увеличивает площадь контакта между ними, способствует экстракции растворяемых веществ из одной жидкости в другую. Сосуд устанавливают в вертикальном положении на штативе. Это позволяет обеспечить стабильность, предотвратить случайное опрокидывание.

После установки на штатив воронку оставляют в покое на некоторое время, чтобы жидкости могли разделиться. Более плотная жидкость опускается вниз, а менее плотная остается сверху. Это происходит из-за силы тяжести и разницы в плотностях. После разделения открывают кран. Это позволяет аккуратно слить более плотный слой жидкости в подготовленную емкость. Важно контролировать процесс слива, чтобы не допустить смешивания с верхним слоем. После слива нижнего слоя можно аккуратно слить оставшийся верхний слой через носик или верхнее отверстие.

Типы делительных воронок и их особенности

Делительные воронки бывают различных типов, каждый из которых имеет свои характеристики и предназначение. Ниже приведены основные типы по форме сосуда:

Воронка Гилсона — один из наиболее распространенных видов конусной формы и вытянутой трубкой. Используется для разделения жидкостей, гранулированных или порошкообразных материалов. Этот вид позволяет эффективно отделять фазы, что делает популярным в химических исследованиях.

Грушевидная — сосуд, сужающийся книзу, с узким горлышком сверху. Используется для экстракции и разделения жидкостей, позволяя легко сливать нижний слой через узкое горлышко.

Круглая — имеет круглую форму с широким горлышком, позволяет работать с большими объемами жидкостей, обеспечивает хорошую видимость содержимого. Широкое горлышко облегчает добавление образцов и смешивание.

Открытая — имеет форму цилиндра с отсутствующим горлышком, используется для разделения больших объемов жидкости. Простота конструкции делает ее удобной для быстрого слива, смешивания жидкостей, но она менее подходит для точных анализов.

Цилиндрическая — по форме напоминает открытую модель, но имеет узкое горлышко для внесения образца. Обеспечивает хорошую точность при работе с небольшими объемами. Узкое горлышко позволяет контролировать добавление и удаление жидкостей.

Каждый тип подходит для определенных лабораторных задач, поэтому выбор конкретной модели зависит от объема работ, свойств исследуемых жидкостей, требований к точности разделения.

Для чего используется делительная воронка?

Делительные воронки используются в органической химии при проведении различных реакций: галогенирование, нитрование, алкилирование, ацилирование, восстановление и магнийорганический синтез, позволяют эффективно экстрагировать и разделять продукты этих реакций. Лабораторная посуда этого типа обеспечивает высокую точность, минимизируя загрязнение и потери реагентов.

Кроме того, делительные воронки также применяются в фармацевтике, экологии и пищевой промышленности. В фармацевтике они используются для очистки и извлечения активных ингредиентов, в экологических исследованиях — для анализа загрязненных образцов воды и почвы, а в пищевой промышленности — для экстракции жиров и ароматизаторов из продуктов.

Как выбрать делительную воронку: важные параметры и рекомендации

Объем сосуда зависит от масштабов ваших экспериментов. Стандартные объемы варьируются от 50 мл до 5 л. Для небольших анализов подойдут сосуды объемом до 250 мл. В промышленных задачах используются емкости большего объема. Также важно учитывать химическую совместимость материалов лабораторной посуды с используемыми веществами. К тому же, выбирайте объем с запасом, чтобы избежать переполнения. При работе сосуд наполняют не более 2/3 от всего объема.

Наконец, делительные воронки — лабораторное оборудование, поэтому должно изготавливаться в соответствии с ГОСТ. При покупке посуды обращайте внимание на наличие сертификатов.

Меры предосторожности при использовании делительной воронки

• Обязательно наденьте защитные очки, перчатки и лабораторный халат, чтобы защитить кожу и глаза от возможных брызг химических веществ.
• Перед использованием стеклянной посуды убедитесь, что она не имеет трещин или повреждений. В противном случае это может привести к утечкам и разливу химикатов.
• Перед встряхиванием обязательно плотно закройте емкость шлифованной крышкой, чтобы избежать выброса содержимого. Край горлышка смазывают небольшим количеством вазелина.
• При открывании крана, сливе нижнего слоя жидкости действуйте медленно и аккуратно, чтобы избежать смешивания с верхним слоем.
• При использовании летучих или опасных химических веществ работайте в вытяжном шкафу для минимизации вдыхания паров, предотвращения загрязнения окружающей среды.

Обслуживание и уход за делительными воронками

После использования емкость необходимо тщательно промыть под струей теплой воды с использованием нейтрального моющего средства. Если она использовалась с агрессивными химикатами, рекомендуется промывать ее раствором, нейтрализующим остатки веществ. После мытья изделий следует тщательно ополоснуть чистой водой, чтобы удалить все моющие средства.

Сушить делительные воронки лучше всего на воздухе, помещая их в вертикальном положении, чтобы избежать накопления влаги внутри. Храните лабораторную посуду в защищенном месте, чтобы избежать механических повреждений. Лучше всего использовать специальный контейнер или органайзер для лабораторной посуды. Перед повторным использованием убедитесь, что воронка чистая и сухая, проверяйте ее на наличие трещин или повреждений.

Популярные производители и модели делительных воронок

Среди множества производителей выделяются компании Jiangsu Huida Medical Instruments Co., Ltd и KavalierGlass. Они хорошо известны на рынке благодаря качественной продукции и современным технологиям. Особенно стоит обратить внимание на линейку лабораторной посуды Simax от KavalierGlass. Она представлена широким выбором моделей делительных воронок и других полезных аксессуаров для лабораторий. Продукция KavalierGlass отличается высоким качеством, надежностью, что делает ее популярной среди специалистов.

Вы можете найти товары этих производителей в нашем каталоге. Если у вас возникнут вопросы или вам потребуется помощь в выборе, обратитесь к нашим менеджерам. Они всегда помогут вам разобраться в ассортименте, подберут лабораторное оборудование для ваших задач.

Источник фото: millab.ru, ru.freepik.com