Что такое воронка?

Что такое воронка?

Воронка — это устройство, используемое для переноса жидкости из одной емкости в другую.

В основном она используется в химических экспериментах. Наиболее распространенным и знакомым примером является стеклянная воронка. Ее форма представляет собой перевернутый треугольник с широким отверстием вверху и более узким отверстием внизу. На нижнем конце находится тонкая трубка.

Применение воронок

Воронки используются двумя основными способами: во-первых, они используются для перемещения жидкостей. Переливание жидкости непосредственно из одной емкости в другую может привести к проливанию. Это нормально для воды и других жидкостей, но для опасных жидкостей возникает проблема.

Второе применение — разделение жидкостей и твердых веществ в суспензии. Воронки выстланы фильтровальной бумагой, и жидкость с диспергированными в ней твердыми веществами выливается через фильтровальную бумагу и вниз по узкой трубке воронок. Между тем, твердые вещества остаются на фильтровальной бумаге и могут быть отделены от жидкости.

Принцип воронок

Принцип воронок зависит от типа воронки. Типичные принципы воронок следующие:

1. Разделение твердого вещества и жидкости с помощью стеклянной воронки

Для разделения твердых веществ и жидкостей с помощью стеклянной воронки сначала помещают фильтровальную бумагу в перевернутую треугольную воронку из стекла. При заливке суспензии твердых веществ через отверстие воронки нерастворимый материал получается в виде остатка на фильтровальной бумаге, в то время как жидкость проходит через фильтровальную бумагу и отделяется в виде фильтрата.

Разделение твердого вещества и жидкости с помощью стеклянных воронок является простейшим примером воронок, используемых для разделения твердых веществ и жидкостей, и многие из вас использовали его в научных экспериментах в начальной школе.

2. Разделение двух жидкостей с помощью делительных воронок

Чтобы разделить две жидкости с помощью делительных воронок, сначала налейте смесь двух несмешанных жидкостей в баклажановый контейнер делительных воронок и дайте ему постоять. Верхний слой содержит раствор с низким удельным весом (например, масло), а нижний слой содержит раствор с высоким удельным весом (например, воду), которые четко разделены как две жидкости.

Две жидкости можно разделить, открыв нижний кран и удалив только нижний слой. 

3. Разделение твердых веществ и жидкостей с помощью воронок Бюхнера

В отверстии воронки Бюхнера установлена ​​круглая фильтровальная пластина с многочисленными порами. В круглое сечение помещается фильтровальная бумага, и через отверстие воронки Бюхнера заливается суспензия дисперсных твердых веществ.

Во многих случаях суспензия, которую нужно налить, представляет собой суспензию, которую трудно отделить от твердого вещества и раствора в обычной стеклянной воронке из-за ее высокой вязкости или по другим причинам. По этой причине воронки Бюхнера устанавливаются в специальном устройстве, называемом бутылкой для всасывающей фильтрации, а операция разделения выполняется путем отсасывания растворителя с помощью аспиратора.

Фильтрация с использованием аспиратора называется всасывающей фильтрацией или декомпрессионной фильтрацией. Ее преимущество в том, что операция фильтрации завершается за более короткое время по сравнению с естественным потоком.

Типы воронок

Существуют различные типы разделительных воронок, используемых в химических экспериментах, в зависимости от области применения. В частности, часто используются три типа воронок: стеклянные воронки, делительные воронки и воронки Бюхнера.

1. Стеклянные воронки

Стеклянные воронки используются для разделения твердых и жидких компонентов в суспензии. Стекло является наиболее распространенным материалом для этого типа воронок из-за его устойчивости к органическим растворителям, которые часто используются в химических экспериментах. Фильтровальная бумага накладывается на перевернутое треугольное отверстие.

2. Воронки для разделения жидкостей

Делительные воронки используются для разделения двух несмешанных жидкостей.

К стеклянной трубке прикреплен кран, позволяющий жидкости стекать вниз, и, открыв кран, жидкость может быть пропущена и извлечена.

3. Воронки Бюхнера

Воронки Бюхнера используются для быстрой фильтрации суспензий, содержащих большое количество твердых веществ или суспензий с высокой вязкостью. Она изготовлена ​​из фарфора, который устойчив к органическим растворителям, и используется путем установки его в бутылку для всасывающего фильтрования. В экспериментах по синтетической органической химии воронки Бюхнера часто используются для отделения большого количества кристаллов от растворителя за короткое время.

Другая информация о воронках

Материалы воронок и меры предосторожности при использовании

Материалы воронок сильно различаются, включая пластик, нержавеющую сталь и стекло, и должны выбираться в соответствии с химическими свойствами дозируемой жидкости.

Например, во многих химических экспериментах используются органические растворители, которые вступают в реакцию с пластиком, поэтому используются стеклянные воронки с превосходной устойчивостью к органическим растворителям.