Колбы - что это такое и для чего используются?

Колба - что это такое?

Колбы стеклянные лабораторные – специальные емкости для проведения физико-химических операций.

Для чего используются колбы?

Стеклянная посуда используется во всех лабораториях, от биологических до химических. В колбах проводят физико-химические процессы, титрование, отгонку. Определенный вид стеклянной посуды применяется для приготовления химических реактивов с аналитической точностью, микробиологических сред или других лабораторных жидкостей. При необходимости колбы нагревают на электроплите, колбонагревателях или магнитных мешалках с нагревом.

Основные операции, где понадобятся лабораторные стеклянные колбы:

• приготовление растворов;
• синтез;
• титрование;
• фильтрация;
• дистилляция;
• перегонка;
• выпаривание.

В колбах обрабатывают образцы, в них же проводят химические и физические процессы, в них же принимают полученное вещество. В колбах готовят и хранят жидкие реактивы. Как видно, исследовательская работа в лаборатории без такой посуды невозможна.

Классификация колб

Несмотря на общее название, колбы сходны расширением в нижней части и сужением в верхней. Они бывают металлические, кварцевые, стеклянные, пластиковые. Стеклянные – наиболее универсальные и распространенные. Особенно качественные изделия из боросиликатного стекла, например, тип 3.3, как предлагает производитель Simax. Такое стекло аналогично по своим характеристикам пирексовому или ТС.

Различают стеклянные колбы по следующим признакам:

• назначению: мерные, приемные, реакторы;
• вместимости: от 5 см³до 50 дм³ (50 л);
• наличию шкалы, метки;
• устойчивости к различным воздействиям: термостойкие (маркировка ТС обозначает, что стекло можно нагревать до 800-1000°С), нетермостойкие, из светлого и темного стекла;
• форме: плоско-, кругло-, остродонные, сердцевидные, грушевидные. Есть редкие виды колб для особых потребностей. Например, изделия с рельефным дном для культивирования и перемешивания на шейкере. Такой же редкой является колба «микро» – небольшие сосуды с тонким коротким горлом и полуовальным дном, благодаря чему они, словно «неваляшки», качаются, но не переворачиваются. Такие крохи удобно применять для работ с нагревом и вакуумом;
• количеству или типу горловин: одно-, двух-, трех- или четырехгорлые, с прямыми или под углом, под гладкую пробку или со шлифом. Реже встречаются колбы с винтовой горловиной или со сферическим шлифом (для ротационных испарителей), обычно такие модификации предлагают иностранные производители;
• именные колбы.

Особенности колб различной формы

Все виды колб имеют общие свойства, плюс каждый тип по форме имеет свои особенности.

Плоскодонные отличаются особой устойчивостью, поэтому такую их удобно ставить на рабочие поверхности, шейкеры. Не нуждаются в дополнительных подставках. Они долговечные и имеют большую площадь соприкосновения. Устойчивы к агрессивным средам, термостойкие легко переносят медленный нагрев и охлаждение.

Круглодонные колбы отличаются от предыдущего вида шарообразным дном. Поэтому, чтобы ее поставить на ровную поверхность, необходимо воспользоваться штативом и фиксатором или специальной О-образной подставкой из пластика или другого материала.

Изготавливают из термостойкого тонкого стекла, это позволяет нагревать такие емкости длительное время. Колбы из тонкого стекла быстрее изнашиваются, если реакционная смесь включает в себя концентрированные кислоты или щелочи (кипячение смеси для отгонки аммиака во время определения азота по Кьельдалю). Чаще всего используют для перегонки.

Конические колбы одни из наиболее популярных лабораторных видов. Устойчивые, удобные в использовании. Благодаря узкому горлу растворы в таких емкостях легко перемешивать методом вращений или взбалтывания, не опасаясь выливания жидкости через верх. Узкое горло препятствует быстрому испарению содержимого посуды.

Чаще используют для титрования. Удобно пользоваться коническими колбами с метками, которые не являются мерной шкалой, просто показывают приблизительное изменение объема реакционной смеси.

Сердцевидные колбы округлой формы с остроконечным дном. Для изготовления использую прочное термостойкое стекло. Ставят в специальную подставку или штатив. Используются для перегонки, синтеза, дистилляции, других химопераций.

Грушевидные колбы применяют для операций с нагревом. Представляют собой посуду в форме груши с длинным горлом маленького диаметра. Для установки необходим штатив или подставка.

Мерные колбы

Данный вид стеклянных колб используется для отмеривания точного количества жидкости в см³ или приготовления реактивов. Представляют собой круглые плоскодонные сосуды с длинной, тонкой горловины, на которую нанесена метка. Для изготовления используют стекло высокого качества, коэффициент расширения минимальный. Хранить готовые растворы в таких сосудах не рекомендуется.

Данный вид емкостей производят по ГОСТ 1770, ДСТУ ИСО 1042. Их в обязательном порядке вносят в спецреестр СИ, и с завода выпускают с первичной поверкой. Посуда иностранных производителей не вносится в российский реестр. Некоторые зарубежные производители выпускают очень качественную мерную посуду, что их изделия также вносятся в реестр. Остальные образцы придется поверять самостоятельно. Все средства измерения, внесенные в реестр можно запросить в госслужбе или найти в сети интернет (www.fundmetrology.ru, аналогичные сайты).

Маркировка на мерных сосудах ГОСТ 1770 свидетельствует о том, что колбу не нужно поверять дополнительно. Опытные химики дополнительно калибруют ту мерную посуду, которую используют для особо точных работ и аналитических реактивов для важных определений (хроматография, масс-спектрометрия). А по одной единице мерной посуды хранят для проверки остальных образцов, и этот контрольный образец дополнительно поверяется или калибруется 1 раз в год или реже.

Колбы точного объема выпускают 1 и 2 класса точности. Более распространены менее точные сосуды 2 класса, которые подходят для всех видов общелабораторных операций. Для 1 класса погрешность от 0,025 см³ для объема 5-10 см³, и 0,05 см³ для таких же колб 2 класса точности.

Изготавливают несколько модификаций мерных сосудов:

• С одной меткой, которая обозначает указанный на посуде точный объем при стандартной температуре.
• С двумя метками, одна из которых обозначает вместимость на вливание (сколько см³ жидкости помещается в емкости) и на выливание (сколько см³ выливается из сосуда). Например, 50-55 см³.

Маркировка на емкости наносится несмываемой краской или при помощи шлифовки. Есть разновидности с более детальной шкалой на горловине, позволяющая отметить изменение объема во время приготовления некоторых реактивов, например, при смешивании двух растворов (спирт и вода).

Производятся колбы с различными типами пробок (пластиковыми, стеклянные, притертые). Согласно НД выделяют 6 исполнений мерных колб, в зависимости от типа горловины и количества меток.

Есть модели с горловинами, которые немного расширяются сверху, чтобы удобно было вставлять воронки. Также производят колбы с винтовыми горловинами и пробками.

Колбы общелабораторного применения

В эту группу входит огромное количество разнотипных стеклянных колб, которые производят по ГОСТ 25336 или по фирменным ТУ. Их используют на всех этапах лабораторных работ (пробоподготовка, фильтрация, испарение, дистилляция, разложение, другие).

Метки и шкала на посуде этой группы носят информативный характер, в отличие от мерной посуды. На стенках термостойких сосудов нанесен белый матовый квадрат. Такие емкости можно использовать для кипячения, выпаривания, дистилляции и перегонки.

Точные размеры и схемы есть в ГОСТ 25336 и аналогичных НД. Если необходимы нестандартные габариты, посуда выпускается по ТУ, выдувается стеклодувами в индивидуальном порядке по чертежам, или покупается у иностранных производителей.

Круглодонные сосуды

Круглодонные колбы с несколькими горловинами обычно используют для операций с нагревом, чему способствует шарообразная форма дна, тонкое и качественное стекло, стойкое к агрессивным средам и термовоздействию. Перегонка, сублимация, синтезы и дистилляция – все эти операции проводят в круглодонной посуде.

Колбы К (с одной горловиной), КГУ (горловины под углом) и КГП (горловины параллельно) выпускают в 1-ом исполнении (горло со шлифом, конусообразное), и во 2-ом (без шлифа). От вместимости колб (10 см³ – 10 дм³) зависит диаметр горловин и тип шлифа. Обычно боковые отводы имеют стандартный размер шлифа 14/23 или без него (исп. 2). Все размеры регламентируются ГОСТ 25336.

Из-за круглого дна такие сосуды не стоят самостоятельно, поэтому используют подставки или штативы.

Плоскодонные колбы

Внешне напоминают круглодонные, но срезанные снизу. Широко используются на всех этапах физических и химических экспериментов, исследований. Для изготовления используют термостойкое стекло, поэтому этот тип посуды применяют для перегонки, кипячения, титрования при нагреве или охлаждении, плюс как составляющие различных сложных конструкций. Благодаря своему плоскому дну они отлично стоят на любой горизонтальной поверхности без вспомогательных аксессуаров. Поэтому их ставят на магнитные мешалки, шейкеры для смешивания реактивов.

Аналогично другим колбам, плоскодонные (П) выпускают со шлифом (конусообразной формы – исп.1) и просто с гладкой горловиной (цилиндрической формы – исп.2). Изделий данного типа с несколькими горловинами не бывает.

Конические колбы

Эту посуду выпускают с маркировкой Кн, а выглядит она как конус с расширенной верхушкой. Коблы Эрленмейера часто используются в лабораториях для самых разных целей (приготовление реактивов, титрование, кипячение или смешивание, фильтрация и другое). Суженое горло, широкое и плоское дно, хорошая вместимость позволяют легко перемешивать содержимое, не боясь выплескивания, плюс высокая площадь соприкосновения компонентов. Удобно ставить на шейкер, магнитную мешалку для растворения компонентов, подогрева и перемешивания содержимого. Узкая горловина для таких работ является преимуществом перед цилиндрическими стаканами.

Есть изделия с белым квадратом (термостойкие) и без (они дешевле). Часть колб выпускается с ориентировочной шкалой на стенках, позволяющей отметить объем добавленного реактива.

Колбы с исполнением №1 идут с конусообразным горлом, шлифованным, №2 – гладкое горло, без сужения. Первый тип закрывают пробками из стекла с шершавыми стенками, второй – резиновые, пробковые, силиконовые, пластиковые крышки.

Производят вместимостью от 10 см³ до 5 дм³. Все типоразмеры указаны в ГОСТах.

Грушевидные и остродонные колбы

 Для производства лабораторных сосудов формы груши (маркировка Гр) или с заостренным донышком (О) используют термостойкое стекло, так как они удобны для нагревания, выпаривания, дистилляции, синтеза и других операций с охлаждением и нагревом. Остродонный тип оптимален для операций, в которых растворитель необходимо отогнать, и получить небольшое количество остатка, маслянистого или сухого в кончике колбы.

Как другая лабораторная посуда, эти стеклянные колбы изготавливают согласно ГОСТа или аналогичным НД. Производят только со шлифованным горлом, отдельно они не применяются, только как часть более сложной конструкции. Иностранные производители выпускают и без шлифа.

Грушевидные емкости бывают объемом от 10 см³ до 5 дм³, без шкалы.

Остродонные изделия внешне похожи на круглодонную посуду, но дно у них более острое, вытянутое, благодаря чему площадь воздействия высоких температур увеличивается. Есть модели с несколькими горловинами (обычно 2-3), расположенными под углом. Колбы ОГ-2 или ОГ-3 выпускают вместимостью от 10 до 500 см³.

Именные колбы

Стеклянные лабораторные колбы бывают именные, которые предназначенные для конкретной операции или определения.

Именные колбы:

• Эрленмейера – плоскодонная, коническая колбы, используемая для множества химических операций, чаще всего для титрования.
• Бунзена – плоскодонная, коническая колбы с тубусом. Через боковой отвод емкость соединяется с вакуумным насосом, а в горловину вставляется воронка Бюхнера. Используется для фильтрации под пониженным давлением, как сосуд для сбора фильтрата (ресивер). Изготавливается из толстого стекла с высокой термо- и химической устойчивостью. Можно стерилизовать и нагревать.

Выпускают со съемным (пластиковый, с резьбой или защелкой) и несъемным боковым отводом. Есть модели бочковидной формы (на 3,5,10 дм³).

• Кьельдаля – грушевидная колба, с круглым дном и удлиненным горлом (цилиндрической или конусообразной формы). Изготавливают из тугоплавкого стекла. Используется на начальном этапе (сжигании пробы в концентрированной серной кислоте) при определении азота методом Кьельдаля.
• Вюрца – часть конструкции для перегонки, выпаривания, дистилляции и разгонки растворителей или нефтепродуктов. Представляет собой круглодонную колбу с отводной трубкой, припаянной к длинному горлу под углом. Относится к типу КП, похожа, по строению, на колбу Энглера. Горло выпускают под пробку со шлифом или без. От места расположения отвода (ближе или дальше от шарообразной формы) меняется предназначение сосуда.
• Энглера – круглодонная, на длинной шее боковой отвод под углом. Конструктивно близка к колбе Вюрца, относится к типу КРН. Используется для дистилляции, разгонки, отгонки или перегонки нефтепродуктов.
• Богданова – круглодонная колба со сложным длинным горлом и отводной трубкой с изгибом. Применяется для определения температурного интервала кипения, для перегонки парафинов, без или под вакуумом.
• Клайзена – круглодонная, с боковым отводом, от второго горла. Используется для различных типов перегонки (под обычным или пониженным давлением).
• Фаворского – острогорлая, с двумя горлами, на верхнем горле один отвод. Применяют для различных типов перегонки.

Именные колбы пригодны не только для тех целей, для которых они первоначально изобретались, но и для других химических задач.

Маркировка лабораторных колб

Для обозначения стеклянной посуды используют общий подход: обозначение типа сосуда, номер исполнения, вместимость, номера шлифа на горловине, особенности стекла и номер НД.

Например:

• К-1-2000-29/32, 45/40 ТС ГОСТ 25336 – круглодонная колба, объем 2 дм³, шлиф горловин 29/32 плюс 45/40, стекло термоустойчивое, изготовлена по ГОСТ 25336.
• КГУ-2-1-100-14/23, 19/26 ТС ГОСТ (номер) – круглодонная колба с 2 горловинами, которые расположены под углом друг к другу, объем 100 см³, горловина конусообразная, со шлифом 14/23. Термостойкое стекло, посуда выпущена по ГОСТ (номер).
• КГП-3-1-500-29/32 ТС номер НД – круглодонная, с тремя параллельными горловинами, вместимостью 500 см³, термостойкая, по НД.
• П-1-500-29/32 ТС Номер НД – плоскодонная, на 500 см³, с шлифованным горлом, термостойкая. Если же вместо номера шлифа стояло одно число, например, 34, это обозначало бы, что горловина обычная, без конуса и шлифовки.
• Кн-1-10-14/23 ТС ГОСТ 25336 – коническая, 10 см³, устойчивая к нагреву, со шлифованным горлом, размер 14/23. Если стоит одно число, например, 18, то колба с гладким стеклом на горлышке.
• ОГ-3-100-14/23 ТС ГОСТ (номер документа) – термостойкая колба с вытянутым дном и 3-мя горловинами, со шлифом, вмещает 100 см³.

Купить лабораторные стеклянные колбы

У нас Вы всегда можете приобрести колбы для своей лабораториии.