М Е Т О Д И Ч Е С К И Е У К А З А Н И Я

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ
ОДЕССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМ. И.И. МЕЧНИКОВА
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ДЛЯ РАБОТЫ В БИОХИМИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ
(при выполнении экспериментальных исследований по БСП,
производственной практике, курсовым и дипломным работам)
для студентов биологического факультета
Одесса 2008
Печатается по решению
Ученого Совета
биологического факультета
ОНУ им. И.И. Мечникова
протокол № 10 от 4 июля 2008 г.
Практикум позволяет студентам усвоить основные требования, которые
предъявляются к организации работы биохимической лаборатории.
Пособие может быть использовано студентами других обучающих учреждений,
которые готовят специалистов по биологии, а также студентами медицинских вузов
Украины.
Методические указания составлены доц. Запорожченко А.В., проф. Петровым С.А.,
доц. Чернадчук С.С., доц. Захариевой З.Е., доц. Федорко Н.Л., доц. Вовчук И.Л., доц.
Сорокин А.В., доц. Будняк А.К. на основании учебного плана специальности, обобщая
учебную и научную литературу.
Утверждено на заседании кафедры биохимии
(протокол № 12 от 3 июня_2008 г.)
Зав. кафедрой
Доц. Запорожченко А.В.
Ученый секретарь
Доц. Федорко Н.Л.
Рецензенты:
доктор биологических наук, профессор Карпов Л.М.
доктор медицинских наук, профессор Леус Н.Ф.
доктор медицинских наук, старший научный сотрудник Пахомова В.А.
2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
5
УСТРОЙСТВО ЛАБОРАТОРИИ
1.1. КРАТКАЯ ИНСТРУКЦИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ В
БИОХИМИЧЕСКОЙ ЛАБАРАТОРИИ
5
6
МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ
ПРИ РАБОТЕ С ЕДКИМИ ВЕЩЕСТВАМИ
7
МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ
С ГОРЮЧИМИ И ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИМИСЯ ВЕЩЕСТВАМИ
7
ПРАВИЛА РАБОТЫ СО СТЕКЛОМ
8
УХОД ЗА СТЕКЛЯННОЙ ПОСУДОЙ
8
ПРАВИЛА РАБОТЫ С НАГРЕВАТЕЛЬНЫМИ ПРИБОРАМИ
8
ПРАВИЛА РАБОТЫ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ПРИБОРАМИ
8
1.2. ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКТИВЫ
9
1.3. ХИМИЧЕСКАЯ ПОСУДА
9
СТЕКЛЯННАЯ ПОСУДА
9
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ПИПЕТКИ
2
2
ЭЛЕКТРОННЫЕ ПИПЕТКИ
2
5
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ДОЗАТОРЫ
2
7
1.4. ВЕСОИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА
2
8
МЕХАНИЧЕСКИЕ ВЕСЫ ДЛЯ ГРУБОГО ВЗВЕШИВАНИЯ
2
8
МЕХАНИЧЕСКИЕ ВЕСЫ ДЛЯ ТОЧНОГО ВЗВЕШИВАНИЯ
2
8
АПТЕЧНЫЕ ВЕСЫ
2
8
ТЕХНО-ХИМИЧЕСКИЕ ВЕСЫ
2
9
АНАЛИТИЧЕСКИЕ ВЕСЫ
3
3
0
АНАЛИТИЧЕСКИЕ ВЕСЫ ТИПА АДВ-200
3
0
АНАЛИТИЧЕСКИЕ ВЕСЫ ВЛР-200
3
2
ТОРСИОННЫЕ ВЕСЫ
3
4
1.5. ФОТОМЕТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
3
5
СПЕКТРОФОТОМЕТР СФ-26
35
СПЕКТРОФОТОМЕТР СФ-46
37
КОЛОРИМЕТР ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНЦЕНТРАЦИОННЫЙ КФК-2
39
1.6. РН-МЕТРИЯ
44
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ МОНОМЕР ЭВ-74
45
РН-МЕТР-МИЛЛИВОЛЬТМЕТР ТИПА РН-150
47
РН-МЕТР—МИЛЛИВОЛЬТМЕТР ТИПА РН-150М
49
1.7. ТЕХНИКА ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЯ
51
1.8. РАСТВОРЫ
53
ПРАВИЛА ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРОВ
54
ПРОЦЕНТНЫЕ РАСТВОРЫ
54
ВЕСОВЫЕ ПРОЦЕНТНЬЕЕ РАСТВОРЫ
55
ВЕСО-ОБЪЕМНЫЕ ПРОЦЕНТНЫЕ РАСТВОРЫ (Р/V)
58
ОБЪЕМНЫЕ ПРОЦЕНТНЫЕ РАСТВОРЫ (V/V)
58
ПРАВИЛА РАЗБАВЛЕНИЯ ПРОЦЕНТНЫХ РАСТВОРОВ
58
ПРАВИЛА ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТИТРОВАННЫХ РАСТВОРОВ
58
МОЛЯРНЫЕ РАСТВОРЫ
59
НОРМАЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ
61
ПРАВИЛА ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТОЧНЫХ РАСТВОРОВ ИЗ ФИКСАНАЛОВ
64
СПОСОБЫ ПРОВЕРКИ ТОЧНЫХ РАСТВОРОВ
64
ПРИГОТОВЛЕНИЕ БУФЕРНЫХ РАСТВОРОВ
65
1.9. ИНДИКАТОРЫ
66
4
ПРИЛОЖЕНИЕ
68
ЛИТЕРАТУРА
70
ВВЕДЕНИЕ
Цель настоящего учебного пособия – ознакомить студентов с правилами
организации работы в биохимической лаборатории. Также в учебном руководстве приведена
дополнительная информация, относительно лабораторного оборудования.
Следует отметить, что студенты не всегда знакомы с правилами техники
безопасности в химической лаборатории, что может привести к случаям травматизма. В
связи с этим мы приводим краткую инструкцию по технике безопасности, которую должны
строго соблюдать студенты. Ознакомившись с ней, студенты обязаны расписаться в
специальном журнале инструктажа по технике безопасности.
УСТРОЙСТВО ЛАБОРАТОРИИ
Под биохимическую лабораторию следует отводить просторное светлое помещение,
обязательно обеспеченное водопроводом, канализацией и электричеством. Отопление
предпочтительнее центральное. Средняя норма площади на одного работающего составляет
около 14 кв. м. В небольших лабораториях, не имеющих деления на специализированные
отделы, нежелательным является совместное расположение биохимической и
общеклинической лабораторий, так как в последней воздух обычно загрязнен аммиаком и
сероводородом, что может негативно отразиться на качестве реактивов и, наоборот,
повышенная влажность при кипении водяных бань, испарения едких реактивов вызывают
коррозию металлических частей и оптической системы микроскопов. В качестве примера,
показательно иллюстрирующего влияние повышенных концентраций аммиака в воздухе,
можно привести хорошо знакомый лабораторным работникам эффект резкого изменения
окраски с зеленоватой на интенсивно синюю бумажных лент с электрофореграммой
белковых фракций, окрашенных бромфеноловым синим.
Кроме рабочих комнат, в лаборатории должны быть предусмотрены помещения для
взятия материала у больных, для приготовления и хранения реактивов, аппаратная, весовая,
центрифужная, моечная, бытовая комната для сотрудников. Для хранения больших емкостей
с кислотами и легко воспламеняющимися реактивами выделяется кладовая вне помещения
лаборатории.
Электрическое энергоснабжение должно обеспечивать питание всей измерительной
и вспомогательной аппаратуры лаборатории. Необходимо предусмотреть достаточное
количество электророзеток различных типов, электросиловых автоматов и обязательно
систему заземления электрооборудования. Для работы в вечернее и ночное время необходимо создать достаточное освещение, лучше лампами дневного света.
Лаборатория должна быть оборудована приточно-вытяжной вентиляцией с
мощностью не менее 3-кратного обмена воздуха в помещении за смену. Кроме того, все
работы с газообразными, летучими и ядовитыми веществами необходимо проводить в
5
вытяжном шкафу. Вытяжные шкафы бывают различными по конструкции. Вытяжная
система шкафа состоит из побудительного вентилятора и воздуховодов, которые имеют либо
самостоятельный выход на улицу подальше от рабочих помещений и палат для больных,
либо же, что еще лучше, в домах старой постройки открываются в дымоход.
Для поддержания оптимальной температуры воздуха в рабочем помещении в жаркое
время года необходимо предусмотреть в лаборатории установку кондиционеров.
В биохимической лаборатории не должно быть много мебели, но рабочие
химические столы должны быть большие, приблизительно от 1,5 до 3 кв. м. полезной
поверхности на каждого работающего. Это необходимо для того, чтобы удобно было
расставить исследуемый материал, реактивы и посуду. Столы следует располагать таким
образом, чтобы свет падал сбоку, желательно с левой стороны от работающего. Столешницы
выпускаемых современных химических столов обычно имеют химически стойкое
декоративное покрытие. Если же в качестве покрытия используется линолеум, то его
необходимо обработать каким-либо кислотоупорным составом. Например, пастой,
содержащей следующие ингредиенты: воска—10 г, церезина—-20 г, скипидара—1 г, бензина
— 80 г.
В любом случае желательно покрывать столы стеклом толщиной не менее 5 мм.
Кроме химической инертности, это позволяет располагать под стеклом расчетные таблицы,
номограммы и другой справочный материал. Удобно на столе, вдоль всей его длины,
установить горизонтальные полочки для рабочих реактивов и штативов с пипетками.
Стеклянные пипетки лучше выставлять в пробирки в обычных лабораторных штативах,
каждая пипетка должна быть подписана для соответствующего реактива и размечена под
необходимые объемы стеклографом. Хорошо, если пипетки и реактивы расставлены в
порядке очередности их использования по ходу выполнения методики. Иногда это служит и
подсказкой и создает определенный автоматизм в работе. Механические автоматические
пипетки и наконечники к ним хранятся в специальных штативах. На рабочем столе следует
установить также емкость для дистиллированной воды, сосуды для промывания пипеток и
емкости с дезинфицирующими растворами для обработки столов и рук персонала.
В лаборатории необходимо иметь письменные столы, где выполняются расчеты,
выписка и регистрация результатов анализа. Там же хранятся журналы регистрации,
справочная литература. Лаборатория должна быть укомплектована специальными шкафами
для хранения реактивов и стеклянной посуды, а также сейфом для сильнодействующих и
ядовитых веществ. Стулья лучше подходят типа вертушки с моющимся покрытием. В
лаборатории необходимо установить аппарат для дистилляции воды, который лучше
расположить в моечной-препараторской.
Весоизмерительная техника, если нет возможности оборудовать отдельную комнату,
должна быть установлена в местах, отдаленных от всякого рода отопительных и
нагревательных приборов, исключаются также места возможных сквозняков и действия
едких испарений реактивов. С особой тщательностью эти условия должны быть соблюдены
при выборе места для установки аналитических весов. Следует иметь также в виду, что
аналитические весы лучше всего устанавливать на специальных подставках, укрепленных на
кронштейнах в капитальной стене. В виде исключения аналитические весы могут быть
расположены на массивных утяжеленных столах. В любом случае непременно должна быть
исключена вероятность сотрясений весов.
Фотометрическую аппаратуру также предпочтительнее концентрировать в
отдельной комнате — аппаратной или же на столе, где не выполняются основные рабочие
манипуляции.
Во всех местах установки лабораторной аппаратуры любого класса обязательно
должны быть вывешены правила работы с ней. В доступном месте для персонала
лаборатории вывешиваются типовые правила по технике безопасности, пожарной
безопасности и соблюдению санитарно-эпидемиологического режима работы. Там же,
6
обычно, комплектуется аптечка для оказания первой медицинской помощи с учетом профиля
работы лаборатории.
К РАТКАЯ ИНСТРУКЦИЯ
по технике безопасности при работе в биохимической лаборатории
Химические вещества при неумелом и неправильном использовании могут стать
причиной отравления лиц, которые работают, вызывать пожар, взрыв или химический ожог.
С целью исключения случаев травматизма при работах в химических лабораториях
необходимо выполнять следующие требования:
1.
Каждый студент к началу опыта должен хорошо ознакомиться со свойствами
веществ, с которыми прийдеться сталкиваться и необходимыми условиями безопасного
проведения работы с учетом возможных побочных реакций.
2.
При работе в вытяжном шкафу, с целью более эффективного действия
вентиляции, следует поднять дверцы вытяжного шкафа на 1\3 - 1\4 ее подъема. По
окончанию работы необходимо плотно прикрыть дверцы шкафа.
3.
В случае перерыва действия вентиляции все работы в вытяжных шкафах,
которые связаны с выделением вредных газов, паров, нужно немедленно прекратить.
4.
Не оставлять никаких веществ в посуде без этикеток. Не делать никаких
опытов в нечистой посуде. Посуду мыть сразу же после опыта.
5.
Не оставлять включенных нагревательных приборов, электроплиток,
сушильных шкафов, термостатов, горелок, которые горят, открытых газовых и
водопроводных кранов.
МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ
ПРИ РАБОТЕ С ЕДКИМИ ВЕЩЕСТВАМИ
1. При смешивании концентрированных серной и азотной кислот пользоваться
только тонкостенной химической или фарфоровой посудой.
2. Во избежание разбрызгивания при разведении концентрированной серной
кислоты - добавлять кислоту в воду, а не наоборот.
3. При попадании кислот или щелочей на поверхность кожи их необходимо
немедленно смыть сильной струей воды.
4. Едкие щелочи дают ожоги всех степеней. Поэтому при работе с отмеченными
растворами необходимо применять меры против разбрызгивания и использовать защитную
спецодежду и предохранительные очки.
5. Наполнение пипеток концентрированными кислотами, щелочами путем
всасывания ртом категорически запрещается, для этого нужно пользоваться сифонами или
специальными пипетками с резиновой грушей.
МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ
С ГОРЮЧИМИ И ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИМИСЯ ВЕЩЕСТВАМИ
1. При работе с горючими и легковоспламеняющимися жидкостями (сероуглерод,
эфир, спирт, бензол и т.д.) необходимо выполнять такие правила:
а) не пользоваться открытым пламенем для нагревания;
б) не держать эти соединения на столах в больших количествах;
в) переливать вдали от огня, а при переливании больших количеств все нагреватели
(газовые и другие горелки) в помещении потушить;
г) не выливать эти вещества в раковину;
д) не греть на открытом огне, а только на водяной бане.
2. При работе с масляными банями пользоваться термометром и не превышать
температуру воспламенения горючих соединений.
7
3. Не наклоняться над сосудом, в котором кипит раствор или в который наливают
какую-либо жидкость (особенно едкую), потому что брызги могут попасть в глаза.
4. Пробирку, в которой нагревается жидкость, держать отверстием в сторону, а не к
себе или к рядом работающему, потому что жидкость в результате нагревания нередко
выбрасывается из пробирки.
5. В случае воспламенения горючих жидкостей:
а) немедленно погасить все горелки, отключить электронагревательные приборы;
б) отставить сосуды с огнеопасными веществами от очага воспламенения;
в) прикрыть пламя мокрым одеялом, а по необходимости засыпать песком;
г) отключить вентиляционные установки;
д) при необходимости использовать углекислотный огнетушитель;
е) срочно сообщить в отделение МЧС (тел. 01) и руководству факультета.
ПРАВИЛА РАБОТЫ СО СТЕКЛОМ
Химическая посуда – в большинстве случаев тонкостенная и хрупкая – поэтому при
небрежном обращении с ней ее можно разбить, а осколками порезаться. Посуду следует
держать в руках осторожно, не сжимая сильно пальцами. Химическую посуду нельзя резко
ставить на стол. В случае пореза стеклом нужно вначале осмотреть рану и извлечь осколки
стекла, если они есть, а затем промыть пораненное место, смазать йодом и заклеить
лейкопластырем или завязать бинтом.
УХОД ЗА СТЕКЛЯННОЙ ПОСУДОЙ
Стеклянная посуда должна быть тщательно вымыта. Чистота посуды в значительной
мере влияет на правильность выполняемых анализов.
Обычно хорошая очистка достигается уже после замачивания посуды в моющем
комплексном растворе. Затем посуда промывается проточной водой и ополаскивается
дистиллированной водой. С хорошо вымытой посуды вода стекает струйками, не
задерживаясь в виде капель. После сушки она абсолютно прозрачная и не имеет подтеков.
Высушивают посуду в сухожаровых шкафах.
Часто такая обработка посуды бывает недостаточной. Тогда прибегают к более
эффективным химическим методам очистки. Из них наиболее распространенным является
мытье хромовой смесью. Хромовую смесь готовят следующим образом: растирают в ступке
25 г K2Cr2O7 и вносят его в 150 мл H2SO4 . Полученную смесь интенсивно взбалтывают и
перед использованием выдерживают сутки. Правильно приготовленная смесь имеет темнооранжевую окраску. Хранят хромовую смесь в сосуде из темного стекла.
Посуду, подлежащую очистке, оставляют в хромовой смеси на ночь. Посуда должна
быть полностью погружена в смесь. Очищенную посуду тщательно промывают проточной
водой и дистиллятом. Работать с хромовой смесью следует в резиновых перчатках,
прорезиненном фартуке и в защитных очках.
Хромовая смесь употребляется многократно.
ПРАВИЛА РАБОТЫ С НАГРЕВАТЕЛЬНЫМИ ПРИБОРАМИ
На практических занятиях по биоорганической химии часто приходится
пользоваться спиртовками. Зажигать спиртовку нужно только спичкой. Нельзя нагревать
вещества в толстостенной посуде. В пробирке можно нагревать только небольшие
количества вещества. Отверстие пробирки при нагревании в ней жидкости следует
направлять в сторону от себя и рядом находящихся людей. Нельзя наклоняться над
спиртовкой. При нагревании пробирки с веществом вначале необходимо нагреть пробирку
всю, затем нагревать в нужном месте, не вынимая из пламени спиртовки. Нельзя нагревать
пробирку долго в одной точке, так как теплопроводность стекла низкая, жидкость быстро
закипит и выплеснется из пробирки. Нагревать пробирку нужно ниже уровня жидкости в
ней. После нагревания следует сразу погасить спиртовку, накрыв пламя фарфоровым
колпачком.
8
Работа
с водяной баней осуществляется только под тягой. Перегоревшие
электроплитки нужно сразу выключить, вынув вилку из штепсельной розетки. При
неосторожной работе могут быть ожоги нагретой стеклянной посудой. При ожогах на
обожженное место нужно положить ватку, смоченную раствором марганцовокислого калия.
ПРАВИЛА РАБОТЫ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ПРИБОРАМИ
1.Перед включением электроприборы должны быть заземлены.
3. Работать с электронагревательными приборами, которые имеют открытую
спираль, в химической лаборатории категорически запрещено.
4. Перед включением прибора необходимо проверить исправность розетки и
целостность шнуров, особенно от электроплит.
5. При работе с приборами, которые генерируют высокое напряжение, необходимо
тщательным образом проверить их заземление, а также не касаться электронесущих узлов.
6. При работе с центрифугами центрифужные пробирки попарно уравновешивать на
центрифужных весах и помещать в гнезда ротора одну напротив другой. При разливе проб
гнезда тщательным образом очистить и высушить.
7. По окончанию работы необходимо выключить все использованные в работе
электроприборы.
Внимание! После изучения данной инструкции в специальном журнале делается
соответствующая отметка, где каждый студент ставит свою подпись.
ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКТИВЫ
Химические реактивы – это вещества, которые служат для приготовления
разнообразных смесей и растворов, применяемых в ходе анализа.
Химические реактивы выпускаются промышленностью с различной степенью
очистки. В биохимических лабораториях находят применение реактивы, в основном,
следующих четырех типов квалификации чистоты:
- технический – на этикетке обозначается «Т», содержит значительное количество
примесей, для выполнения анализов непригоден. Используется только для подсобных целей;
- чистый – имеет до 0,1 % примесей, на этикетке обозначается буквой «Ч»;
- чистый для анализа – содержание примесей не превышает 0,07 %. На этикетке
обозначается буквами «Ч.Д.А.»;
- химически чистый – содержит примеси не более 0,03 %. На этикетке обозначается
буквами «Х.Ч..».
Последние три типа чистых реактивов используются непосредственно для
проведения биохимического анализа.
ХИМИЧЕСКАЯ ПОСУДА
СТЕКЛЯННАЯ ПОСУДА
Применяемая в лабораториях химическая посуда может быть разделена на ряд
групп. Но назначению посуду можно разделить на посуду общего назначения, специального
назначения и мерную. По материалу—на посуду из простого стекла, специального стекла, из
кварца.
К группе общего назначения относятся те предметы из стекла, которые всегда
должны быть в лаборатории и без которых нельзя провести большинство работ. Такими
являются: пробирки, воронки простые и делительные, стаканы, плоскодонные колбы,
кристаллизаторы, конические колбы (Эрленмейера), колбы Бунзена, холодильники, реторты,
колбы для дистиллированной воды, тройники, краны и т. п.
9
К группе специального назначения
относятся те предметы из стекла, которые
употребляются для одной какой-либо цели, например: аппарат Киппа, аппарат Сокслета,
прибор Кьельдаля, дефлегматоры, склянки Вульфа, склянки Тищенко, пикнометры,
ареометры, склянки Дрекселя, кали-аппараты, прибор для определения двуокиси углерода,
круглодонные колбы, специальные холодильники, прибор для определения молекулярного
веса, приборы для определения температуры плавления и кипения и др.
К мерной посуде относятся: мерные цилиндры, стаканы, мензурки, пипетки, бюретки
и мерные колбы.
Посуда общего назначения
Пробирки (рис. 1) представляют собой узкие цилиндрической формы сосуды с
закругленным дном; они бывают различной величины и диаметра и из различного стекла.
Обычные лабораторные пробирки изготовляют из легкоплавкого стекла, но для особых
работ, когда требуется нагревание до высоких температур, пробирки изготовляют из
тугоплавкого стекла или кварца.
Кроме обычных, простых пробирок, применяют также градуированные пробирки
и центрифужные конические.
Для хранения пробирок, находящихся в работе, служат специальные деревянные,
пластмассовые или металлические штативы (рис. 2).
Рис.1. Простая и градуированная пробирки
Рис.2. Штатив для пробирок
Рис. 3. Внесение в пробирку порошкообразных веществ
Пробирки применяют для проведения главным образом аналитических или
микрохимических работ. При проведении реакций в пробирке реактивы не следует
применять в слишком большом количестве. Совершенно недопустимо, чтобы после добавления какого-либо реагента пробирка была полна до краев.
10
Реакцию проводят с небольшими количествами веществ; достаточно бывает 1/4 или
даже 1/8 емкости пробирки.
Иногда в пробирку нужно ввести твердое вещество (порошки, кристаллы и т. п.), для
этого полоску бумаги шириной чуть меньше диаметра пробирки складывают вдвое по длине
и в полученный совочек насыпают нужное количество твердого вещества. Пробирку держат
в левой руке, наклонив ее горизонтально и вводят в нее совочек почти до дна (рис. 3).
Если пробирка наполнена жидкостью больше чем на половину, содержимое
перемешивают стеклянной палочкой.
Если пробирку нужно нагреть, ее следует зажать в держателе. При неумелом и
сильном нагревании пробирки жидкость быстро вскипает и выплескивается из нее, поэтому
нагревать нужно осторожно. Когда начнут появляться пузырьки, пробирку следует отставить
и, держа ее не в пламени горелки, а около него или над ним, продолжать нагревание горячим
воздухом. При нагревании открытый конец пробирки должен быть обращен в сторону от
работающего и от соседей по столу.
Когда не требуется сильного нагрева, пробирку с нагреваемой жидкостью лучше
опустить в горячую воду. Если работают с маленькими пробирками (для полумикроанализа),
то нагревают их только в горячей воде, налитой в стеклянный стакан соответствующего
размера (емкостью не больше 100 мл).
Воронки служат для переливания жидкостей, для фильтрования и т. д. Химические
воронки выпускают различных размеров, верхний диаметр их составляет 35, 55, 70, 100, 150,
200, 250 и 300 мм. Обычные воронки имеют ровную внутреннюю стенку, но для ускоренного
фильтрования иногда применяют воронки с ребристой внутренней поверхностью. Воронки
для фильтрования всегда имеют угол 60° и срезанный длинный конец.
При работе воронки устанавливают -или в специальном штативе или в кольце на
обычном лабораторном штативе (рис. 4).
Рис. 4. Укрепление стеклянной химической воронки в кольце на штативе
При переливании жидкости в бутыль или колбу не следует наливать воронку до
краев.
Если воронка плотно прилегает к горлу сосуда, в который переливают жидкость, то
переливание затрудняется, так как внутри сосуда создается повышенное давление. Поэтому
воронку время от времени нужно приподнимать. Еще лучше сделать между воронкой и
горлом сосуда щель, вложив между ними, например, кусочек бумаги.
11
Для аналитических работ при фильтровании лучше пользоваться аналитическими
воронками (рис 5). Особенность этих воронок заключается в том, что они имеют удлиненный
срезанный конец, внутренний диаметр которого в верхней части меньше, чем в нижней
части; такая конструкция ускоряет фильтрование.
Кроме того, бывают аналитические воронки с ребристой внутренней поверхностью,
поддерживающей фильтр, и с шарообразным расширением в месте перехода воронки в
трубку. Воронки такой конструкции ускоряют процесс фильтрования почти в три раза по
сравнению с обычными воронками.
Рис. 5. Аналитическая воронка с длинной капиллярной трубкой
Делительные воронки (рис. 6) применяют для разделения несмешивающихся
жидкостей (например, воды и масла). Они бывают или цилиндрической, или грушевидной
формы и в большинстве случаев снабжены притертой стеклянной пробкой. В верхней части
отводной трубки имеется стеклянный притертый кран. Делительные воронки бывают
различной емкости (от 50 мл и до нескольких литров). В зависимости от емкости толщина
стенок меняется. Чем меньше емкость воронки, тем тоньше ее стенки и наоборот.
Рис. 6. Делительные воронки
К а п е л ь н ы е воронки (рис. 7) отличаются от делительных тем, что ОНИ более
легкие, тонкостенные и в большинстве случаев с длинным концом. Эти воронки применяют
при многих работах,
когда вещество добавляют в реакционную массу небольшими
порциями или по каплям. Поэтому они обычно составляют часть прибора. Воронки
укрепляют в горле колбы на шлифе или при помощи корковой или резиновой пробки.
Перед работой с делительной или капельной воронкой шлиф стеклянного крана
нужно осторожно смазать вазелином или специальной смазкой.
12
Рис. 7. Капельные
воронки
Рис. 8.
Капельная воронка с насадкой
Это дает возможность открывать кран легко и без усилий, что очень важно, так как
если кран открывается туго, то можно при открывании сломать его или повредить весь
прибор. Смазку нужно наносить очень тонким слоек так, чтобы при поворачивании крана
она не попадала в трубку воронки или внутрь отверстия крана. Для более равномерного
стенания капель жидкости из капельной воронки и для наблюдения за скоростью подачи
жидкости применяют капельные воронки специальной формы (рис. 8). У таких воронок
сразу после крана находится расширенная часть, переходящая в трубку. Жидкость через
кран поступает в это расширение по короткой трубке и затем в трубку воронки.
Химические стаканы представляют собой тонкостенные цилиндры различной
емкости (50, 100, 250, 500, 1000 мл). Они бывают двух видов: с носиками и без носиков (рис.
9). Так же как и другую стеклянную химическую посуду, стаканы делают и из тугоплавкого,
и из химически стойкого стекла.
Нагревать стаканы из обычного стекла на голом пламени нельзя—от этого они
лопаются. Нагревание следует проводить только через асбестированную сетку или на
водяной, или другой бане.
Кроме химических стаканов, в лабораториях иногда применяют толстостенные, так
называемые батарейные стаканы. Они бывают также разной величины и емкости и
предназначены для работы без нагревания.
Рис. 9. Набор
стаканов
химических
Рис. 10. Плоскодонные колбы
Плоскодонные колбы (рис. 10) бывают самой разнообразной емкости, начиная от
50 мл и до нескольких литров, со шлифом и без шлифа на горле. Их изготовляют из
обычного, а также из кварцевого и специальных сортов стекла.
13
Промывалки. Для промывания осадков дистиллированной водой или каким-либо
раствором, для смывания осадков с фильтров и стенок сосудов применяют так называемые
промывалки (рис. 11). Они служат и для хранения небольших количеств дистиллированной
воды. Под промывалку можно приспособить колбу емкостью от 0,5 до 2 л. Для этого к колбе
подбирают резиновую пробку, в которой просверливают два отверстия. В одно из них
вставляют трубку, изогнутую под острым углом; при этом один конец трубки должен
доходить почти до дна колбы, а другой конец должен быть оттянут. В другое отверстие
вставляют трубку, изогнутую под тупым углом. Конец этой трубки, находящийся внутри
колбы, должен выступать из пробки не больше чем на 3—5 см.
В колбу до горла наливают дистиллированную воду или какой-либо раствор и
плотно закрывают пробкой. При работе коней короткой трубки, изогнутой под тупым углом,
берут в рот и, вдувая в колбу воздух, получают из другой трубки струю воды, которую
направляют, например, на стенку воронки, чтобы смыть осадок в нижнюю часть фильтра, и
т. д.
Если промывалкой приходится пользоваться часто, для облегчения работы
рекомендуется на трубку для подачи воздуха надеть резиновую грушу; ею можно хорошо
регулировать как силу струи (при смывании осадков со стенок посуды), так и количество
выливаемой жидкости.
Иногда промывалки изготовляют с притертой пробкой,- снабженной двумя
трубками.
Рис. 11. Промывалки
Жидкость, находящаяся в промывалке, может быть загрязнена пылью и т. п. через
открытый конец трубки. Чтобы предупредить возможность такого загрязнения, в пробку
можно вставить насадку Кьельдаля и через нее вдувать воздух в промывалку (рис. 12).
Применение такой насадки особенно желательно в тех случаях, когда приходится работать с
горячими растворами или с горячей водой, или с растворами неприятно пахнущих веществ
(Н2S, NН3 и пр.).
Расход жидкости на промывание осадков должен быть минимальным, его
регулируют, изменяя диаметр отверстия трубки, через которую выливается вода.
Недостатком обыкновенных промывалок является то, что при работе с летучими или
ядовитыми веществами или растворами газов, а также с горячей водой не исключена
возможность попадания паров или газов в рот. На рис. 13 приведены усовершенствованные
промывалки, не имеющие этого недостатка. У одной из них (рис.. 13, а) на нижний конец
14
изогнутой под тупым углом трубки надет клапан
паров или газов из промывалки в рот.
Бунзена,
препятствующий попаданию
Рис. 12. Промывалка с насадкой Кьельдаля Рис.13 Усовершенствованные промывалки
Конические колбы (Эрленмейера) находят широкое применение при аналитических
работах (титрование). Они бывают различной емкости, с носиками и без носиков (рис. 14).
Кроме того, для некоторых работ применяются колбы с притертой пробкой.
Рис. 14. Конические колбы (Эрленмейера)
Нагревать колбы следует только через асбестированную сетку или на какой-либо
бане.
Нередко горло конической колбы бывает необходимо закрыть. Для этого можно
пользоваться часовыми стеклами соответствующего размера, но значительно удобнее
применять стеклянную крышку (рис. 15). Колбу, закрытую такой крышкой, можно вращать
для перемешивания содержимого ее и сильно наклонять.
Рис. 15.Стеклянная крышка для колб
15
Рис. 16. Колба для фильтрования под
вакуумом (Бунзена)
Колбы для отсасывания (Бунзена) употребляют в тех случаях, когда фильтрование
ведут с применением вакуум-насоса. Колба для отсасывания (рис. 16) имеет тубус,
находящийся в верхней части ее; тубус соединяют резиновой трубкой с предохранительной
склянкой, а затем с вакуум-насосом. В горло колбы вставляют воронку, укрепленную в резиновой пробке. Колбы для отсасывания бывают различной емкости и формы. Чаще всего в
лабораториях встречаются колбы конической формы как наиболее устойчивые и удобные.
Колбы Бунзена делают из толстого стекла, так как иначе при работе они могут быть
раздавлены атмосферным давлением. Работающие колбы Бунзена (во избежание несчастного
случая) рекомендуется закрывать полотенцем или ящиком из толстого картона или жести.
Мерные колбы. Из всех существующих видов мерной посуды, они являются
наиболее точными. Служат для приготовления титрованных растворов. Представляют собой
обычно круглую плоскодонную колбу с длинным узким горлом, на котором нанесена
кольцевая метка, ограничивающая точно измеренный объем. Промышленностью
выпускаются мерные колбы емкостью от 25 до 2000 мл. Их нельзя нагревать, так как это
приводит к деформациям стекла и изменению первоначального объема. Не рекомендуется
также в мерных колбах долго хранить приготовленные растворы.
Рис. 17. Мерные колбы
Рис. 18. Мензурка
Рис. 19. Мерные цилиндры
При работе с любой мерной посудой важно уметь правильно выполнять сам процесс
отсчета измеряемого объема жидкости (рис. 20). Если жидкость смачивает стекло (вода,
растворы на водной основе), то ее поверхность образует вогнутый мениск и отсчет ведут по
нижнему уровню мениска. Жидкости, не смачивающие стекло (ртуть), образуют выпуклый
мениск, и отсчет производится по верхнему уровню мениска. В клинических лабораториях
часто приходится измерять объемы окрашенных непрозрачных жидкостей, смачивающих
стекло (кровь, молоко и др.), когда нижний уровень мениска не виден. Для таких жидкостей
отсчет ведут по верхней кромке мениска. Во всех названных вариантах, сосуд с измеряемой
жидкостью следует располагать так, чтобы мениск жидкости находился на уровне глаз.
Рис. 20: а — жидкость смачивает стекло; б — жидкость не смачивает стекло; в —
непрозрачная окрашенная жидкость
16
Кристаллизаторы—тонкостенные стеклянные плоскодонные сосуды различных
диаметров и емкости (рис. 21). Их применяют при перекристаллизации веществ, а иногда в
них проводят выпаривание. Нагревать кристаллизаторы можно только на водяной бане.
Рис. 21. Кристаллизатор
Холодильники—приборы, применяемые для охлаждения и конденсации паров.
В. зависимости от условий работы жидкость, образующаяся в холодильнике при
охлаждении паров (конденсат), должна или отводиться в приемник, или возвращаться в
тот сосуд, в котором проводят нагревание. Это различие в назначении холодильников
определяет их форму и название. Холодильники, предназначенные для собирания
конденсата, называют прямыми, а холодильники, из которых конденсат возвращается в
процесс, называют обратными.
П р я м ы е х о л о д и л ь н и к и (Л и б и х а). Очень распространены в
лабораториях холодильники Либиха (рис 18), состоящие из длинной стеклянной трубки
(форштоса), один конец которой расширен. Эту трубку пропускают через стеклянную или
металлическую рубашку, или муфту, и закрепляют отрезками резиновой трубки,
насаженными на концы муфты. Иногда встречаются холодильники Либиха, у которых
холодильная трубка спаяна с рубашкой.
На концах муфты (перпендикулярно к ее оси) расположено по одному отводу; на них
надевают резиновые трубки, одну из которых, находящуюся около узкого конца форштоса,
соединяют с водопроводным краном, а другую отводят в сточную трубу. При таком
присоединении трубок вода в холодильнике движется навстречу парам охлаждаемой
жидкости.
Присоединяя холодильник, необходимо соблюдать следующее правило: вода должна
поступать в холодильник всегда с нижнего опущенного конца и выходить из верхнего
приподнятого. Холодильная рубашка (муфта) должна быть всегда заполнена водой. Иначе
при продолжительной перегонке холодильная трубка сильно нагреется и на границе с
уровнем воды может лопнуть.
Резиновые трубки, служащие для соединения форштоса с холодильной рубашкой,
должны быть обвязаны тонкой проволокой или бечевкой, чтобы вода в этом месте не
просачивалась.
При сборке холодильника, прежде всего, нужно подобрать соединительные
резиновые трубки, надеть их на холодильную рубашку и, смазав внутренние стенки их
вазелином, осторожно, все время, поворачивая, вставить холодильную трубку.
Рис. 22. Прямые холодильники (Либиха):а — с резиновыми
муфтами; б — со шлифом; 1—форштос; 2—рубашка; 3—соединительные резиновые трубки
(муфты); 4—отростки
17
Перегонять жидкость, применяя холодильник Либиха, можно только,
температура ее паров не превышает 150 °С.
когда
Обратные холодильники могут быть шариковые (холодильники Аллина),
змеевиковые (рис. 23) и других форм. У шариковых холодильников трубка состоит из
шарообразных расширений, а у змеевиковых свернута в виде спирали. Такая форма трубки
увеличивает поверхность охлаждения и при этом происходит более полная конденсация
паров.
Рис.23. Обратные холодильники: 24. Холодильник Сокслета
Рис. 25. Шариковый
холодильник с мешалкой
а — шариковый (Аллина);
6 — змеевиковый.
Холодильник Аллина устанавливают только в вертикальном положении, но не в
наклонном, так как в последнем случае в шариках будет собираться сконденсированная
жидкость, мешающая правильному отбору фракций.
Посуда специального назначения
Круглодонные колбы (рис. 26) изготовляют из обыкновенного и из специального
(например, иенского) стекла. Все, что сказано об обращении с плоскодонными колбами,
относится и к круглодонным; их применяют при многих работах. Некоторые круглодонные
колбы имеют короткое, но широкое горло.
Для нагревания круглодонных колб на голом пламени применяют асбестированные
сетки с полушаровидным углублением.
Круглодонные колбы, так же как и плоскодонные, бывают самой разнообразной
емкости; со шлифом на горле и без него.
18
Рис. 26. Круглодонные колбы
Рис. 27. Подставка для круглодонных
колб
.
Круглодонные колбы удобно ставить в подставки из дерева, имеющие углубление
(рис. 27). Применяют также подставки в виде колец разного диаметра, изготовленные из
различных материалов, например из резины, резиновых трубок и др.
Колбы Кьельдаля имеют грушевидную форму и удлиненное горло (рис. 28), их
применяют для определения азота по Кьельдалю; емкость их обычно от 300 до 800 мл. Такие
колбы изготовляют из тугоплавкого и термостойкого стекла типа пирекс.
Колбы для дистилляции. Для перегонки жидкостей применяют специальные
колбы, например колбы Вюрца, Клайзена, Арбузова и другие.
Наиболее распространены к о л бы В ю р ц а (рис. 29) емкостью от 50 мл до 1—2 л;
они представляют собой круглодонные колбы с длинным горлом, от которого отходит под
углом длинная, узкая отводная трубка.
При работе в горло колбы Вюрца плотно вставляют корковую или резиновую пробку
с термометром, а боковую трубку присоединяют на пробке или шлифе к холодильнику.
Термометр устанавливают так, чтобы его резервуар не касался стенок шейки и был
посредине ее против отверстия отводной трубки. Пробки на боковую трубку надевают так,
чтобы конец трубки, который будет вставлен в холодильник, входил в него не менее чем на
4—5 см.
Рис. 28. Колба Кьельдаля и установка для нагревания таких колб
Рис. 29. Колба Вюрца
Когда колба подготовлена, ее укрепляют в лапке на штативе, помещают на баню или
на асбестированную сетку и затем присоединяют к ней холодильник. Перед началом работы
19
пробку с термометром вынимают, в горло вставляют воронку с концом такой длины, чтобы
он был ниже уровня отводной трубки, и в колбу наливают жидкость, которую нужно
перегнать. Когда жидкость заполнит шар колбы максимум на 3/4. последнюю закрывают
пробкой с термометром, проверяют еще раз весь прибор и приступают к перегонке.
Эксикаторы—приборы, применяемые для медленного высушивания и для
сохранения веществ, легко поглощающих влагу из воздуха. Эксикаторы закрывают
стеклянными крышками, края которых притерты к верхней части цилиндра. Различают два
основных типа эксикаторов: обыкновенные (рис. 30) и в а к у у м-э к с и к а т о р ы (рис.
31). Последние имеют отверстие, В которое на резиновой пробке вставляют трубку с
краном, или же в крышке имеется тубус с притертой пробкой, к которой припаяна
стеклянная трубка с краном; это дает возможность соединять эксикатор с вакуумнасосом и, создавая внутри эксикатора уменьшенное давление, вести высушивание
под вакуумом (рис. 32). Между вакуум-эксикатором 1 и вакуум-насосом
обычно
помещают манометр 2 и предохранительную склянку 3.
Вис.30. Эксикатор
Рис. 31. Вакуум-эксикаторы
Рис.32. Схема соединения вакуум-эксикатора с вакуум-насосом: /—вакуумэксикатор; 2—манометр; 3—предохранительная склянка
Некоторые вакуум-эксикаторы имеют приспособление для обогрева при помощи
электричества. В таком эксикаторе возможно, вести высушивание в вакууме при подогреве.
Впускать воздух в вакуум-эксикатор нужно очень осторожно, так как струя
врывающегося воздуха может разбросать высушиваемое вещество. Поэтому впускной кран
20
нужно поворачивать очень медленно и поднимать крышку только через несколько минут
после того, как впускной кран был приоткрыт.
Рис. 33. Фарфоровые вкладки в эксикатор
Рис. 34. Положение рук при переноске эксикатора
Внутрь эксикатора, на дно цилиндра, над конусообразной частью, обычно кладут
фарфоровую вкладку (рис. 33). Вместо вкладок можно пользоваться обычным стеклом
(кроме тех случаев, когда в эксикатор ставят горячие тигли). Класть стекло нужно на пробки,
чтобы не изолировать цилиндрическую часть эксикатора от конусообразной.
При работе с эксикатором нужно следить, чтобы притертые части всегда были
слегка смазаны вазелином или другой смазкой.
Эксикаторы очень часто приходится переносить
с места наместо и при этом
нередки случаи, когда крышка соскальзывает и разбивается. Поэтому при переноске
эксикатора обязательно нужно придерживать крышку (рис. 34).
В качестве водопоглощающих средств для снаряжения эксикаторов применяют
различные поглотители.
Ниже приведены наиболее распространенные поглотители и способы их
применения.
Хлористый кальций применяют только прокаленный, в виде кусков, но ни в
каком случае не пылевидный или очень
мелкораздробленный. Эксикатор наполняют
кусками
хлористого кальция
приблизительно на одну треть высоты его конической
части.
Серная кислота
концентрированная (95—96%). Чтобы уменьшить опасность
разбрызгивания или расплескивания кислоты, коническую часть эксикатора следует
заполнить песком, стеклянными шариками (стеклянная дробь) или кольцами Рашига
диаметром 4 мм.
Кислоту меняют, когда она потемнеет.
Пары серной кислоты насыщают воздух, содержащийся в эксикаторе; поэтому
применять серную кислоту нельзя, если она может каким-либо образом взаимодействовать с
высушиваемым веществом.
Силикагель и окись алюминия (безводная). Для удобства наблюдения за
состоянием адсорбентов к ним прибавляют немного хлористого кобальта. Поэтому безвод-
21
ные силикагель и окись алюминия окрашены в синий цвет, при поглощении влаги они
приобретают розовую окраску.
Насыщенные водой поглотители регенерируют нагреванием: силикагеля при
температуре не выше 200 °С, окиси алюминия— не выше 175 °С.
Пятиокись фосфора (фосфорный ангидрид). Это наиболее действенное
высушивающее средство. Фосфорный ангидрид меняют, когда он расплывется.
Перед работой новые вакуум-эксикаторы нужно обязательно испытать. Особенно
это относится к большим вакуум-эксикаторам. Перед испытанием нового вакуум-эксикатора
его вначале следует завернуть в полотенце или старый халат и только после этого откачивать
воздух.
Рис. 35. Открывание эксикатора
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ПИПЕТКИ
Автоматические пипетки служат для высокоточного скоростного манипулирования
при отборе и дозировании жидкостей. Представляют собой устройство с пневматическим
механизмом, действие которого основано на вытеснении жидкости воздухом. По
конструктивным особенностям применяемые в настоящее время автоматические пипетки
можно характеризовать по следующим основным группам:
1. Механические и электронные;
2. Одноканальные и многоканальные;
3. Фиксированного и переменного объема.
Причем, как механические, так и электронные автопипетки могут быть
одноканальные и многоканальные, фиксированного и переменного объема.
Кратко охарактеризуем каждую из вышеуказанных групп.
Механические автопипетки снабжены пружинным механизмом и дозирующим
устройством — микрометрическим винтом. Приводятся в действие вручную. В электронных
— пневматический механизм приводится в действие электромотором, который управляется
микрокомпьютером с электропитанием от аккумуляторов. В нерабочем состоянии
устанавливается в держатель, который одновременно является зарядным устройством для
аккумуляторов автопипетки. Сам держатель подключается к электросети.
Одноканальные автопипетки — это универсальный прибор.
Из всех типов автопипеток они нашли наибольшее применение в лабораториях.
Поэтому несколько ниже мы остановимся подробно на правилах их эксплуатации.
Многоканальные автопипетки по производительности значительно превышают
одноканальные, но область их применения ограничена рамками узкоспециальной
аппаратуры. Это определяет конфигурацию их концевой части. Например, девятиканальная
пипетка для автоанализаторов «Финнпиппет» фирмы «Лабсистемс», Финляндия. Либо
22
многоканальные пипетки для иммунологических исследований, которые рассчитаны на
работу с плашками строго определенных параметров.
Автопипетки фиксированного объема предназначены для измерения только одного
строго определенного объема жидкости и для дозирования каждого необходимого объема
должна быть своя отдельная пипетка. В этом заключается их недостаток.
Автопипетки переменного объема служат для измерений в широко варьирующем
диапазоне объемов жидкостей. Например, пипетки фирмы «Лабсистемс», Финляндия.
Обеспечивают измерение любых объемов жидкостей в пределах от 5 до 5000 мкл. Комплект
состоит из 4 автопипеток для измерений объемов от 5 до 40 мкл, от 40 до 200 мкл, от 200 до
1000 мкл, от 1 до 5 мл. Такой тип пипеток является наиболее практичным.
Рассмотрим устройство механических автопипеток на примере автопипетки фирмы
«Лабсистемс» (рис. 36). Пипетка изготавливается из механически прочных и химически
инертных пластмасс. Состоит из корпуса и пневматического механизма, смонтированного
внутри корпуса. В корпусе различают: рукоятку с крючком в верхней части 1, головку
плунжера 2, стволовую часть 3, кончик стволовой части 4, удалитель наконечника 5, на
рукоятке пипетки имеется окошко цифрового индикатора объема жидкости 6.
Пневматический механизм слагается из пружины и микрометрического винта, шаг винта
соответствует строго определенному объему жидкости в микролитрах. Приводится в движение микрометрический винт вращением головки плунжера, при этом в окошке цифрового
индикатора обозначается выбранный объем жидкости. К каждой пипетке имеется набор
сменных наконечников. Они изготовлены из прозрачного полипропилена. Используются 3
типа наконечников в зависимости от объема, измеряемого пипеткой.
Рис. 36. Устройство механической одноканальной автопипетки с
переменным
объемом (фирма «Лабсистемс», Финляндия):
1— рукоятка с крючком; 2 — головка плунжера; 3 — стволовая часть; 4 —
кончик стволовой части; 5 — удалитель наконечника; 6 — окошко цифрового индикатора; 7
— сменный наконечник
Правила работы с автопипеткой.
1. Настраивают пипетку на нужный для измерения объем. Это достигается
вращением головки плунжера по часовой стрелке (уменьшение объема), либо против
часовой стрелки (увеличение объема). Каждый шаг вращения головки плунжера
сопровождается щелчком. Выбранный объем фиксируется в окошке цифрового индикатора.
Цифры должны быть полностью видны на индикаторе.
2. Рукоятку пипетки располагают в ладони как «рукоятку кинжала», ушко рукоятки
навешивают на указательный палец. Этим обеспечивается минимальное напряжение кисти
руки при работе с пипеткой. На кончик стволовой части пипетки плотно надевают
соответствующий ей наконечник. При работе пипетка должна быть всегда в вертикальном
положении. Отбор и дозирование жидкости осуществляют, непосредственно оперируя
плунжером. По ходу движения плунжера имеются две остановки.
3. Пипетирование. Можно осуществить двумя способами: прямым и обратным. При
прямом способе пипетирования нажимают на головку плунжера большим пальцем до первой
остановки. Погрузив наконечник пипетки в раствор, медленно освобождают плунжер. В
23
наконечник набирается необходимый объем жидкости. Для того чтобы слить жидкость,
повторно нажимают на головку плунжера, но теперь уже до второй остановки, то есть до
упора. При этом из наконечника удаляются все остатки жидкости. Затем палец подымают,
плунжер возвращается в исходное положение.
При обратном способе пипетирования нажимают на головку плунжера большим
пальцем до упора. Погружают наконечник пипетки в раствор и медленно освобождают
плунжер. В наконечник набирается объем жидкости, но несколько больший, чем
необходимо. Для дозировки заданного объема нажимают на головку плунжера только до
первой остановки. Остающаяся после этого в наконечнике часть жидкости в измеряемый
объем не входит. Ее необходимо удалить, что осуществляют дожатием плунжера до второй
остановки, то есть до упора. Затем освобождают палец и плунжер возвращается в исходное
положение. Обратным способом удобно пользоваться при дозировке легко пенящихся и
вязких жидкостей.
Для того чтобы снять наконечник, нажимают на удалитель до упора, после чего
наконечник сам отсоединяется от кончика пипетки. Желательно использованный наконечник
погрузить в 6% раствор перекиси водорода, чем обеспечивается его более тщательная
очистка и обеззараживание. Затем, после мойки и сушки, наконечник может использоваться
повторно.
Порядок работы с механическими многоканальными автопипетками аналогичен
вышеописанному для одноканальных. Многоканальные пипетки комплектуются
соответствующими их конфигурации сменными блоками наконечников.
Точность и воспроизводимость измерений, выполняемых автопипетками колеблется
в пределах от ±0,5% до ±3%, в зависимости от типа автопипеток.
ЭЛЕКТРОННЫЕ ПИПЕТКИ
Электронные пипетки обладают целым рядом уникальных качеств, которые создают
им существенные преимущества перед механическими автопипетками. Это более высокая
производительность и скорость дозирования, многовариантность режимов дозирования,
высокая точность дозирования и воспроизводимость результатов, которые к тому же абсолютно не зависят от навыка работы с электронной пипеткой. Пипетка приводится в
действие только легким нажатием на кнопку «Пуск» большим пальцем. И это обстоятельство
создает еще одно важное преимущество перед механическими автопипетками —
использование электронных пипеток не связано с риском развития профессиональных заболеваний, который при работе с механическими дозаторами чрезвычайно высок.
Многократные нажатия на поршень большим пальцем при дозировании и динамическая
нагрузка на локтевой сустав могут привести к развитию синдрома запястного канала,
который сопровождается дискомфортом, болевыми ощущениями и нарушением функции.
Электронные пипетки перспективны к внедрению в лабораторную практику.
Позволяют работать с объемами жидкостей от 0,2 до 5000 мкл. Для того чтобы перекрыть
этот диапазон, выпускаются четыре модели одноканальных пипеток емкостью: 0,2—10; 5—
100; 50—1000; 100—5000 мкл. Кроме того, имеются 4-, 8-, 12-канальные модели с объемами
дозирования 5—100 и 25—250 мкл. Они удобны для работы с иммунологическими 96луночными микропланшетами. Каждая электронная пипетка поставляется в комплекте,
состоящем из собственно электронной пипетки, штатива-стойки зарядного устройства и
адаптера к сети переменного тока.
В рукоятке пипетки смонтированы электромотор, микропроцессор, и никелькадмиевый аккумулятор, который обеспечивает их электропитание. При нахождении
пипетки в штативе ее аккумулятор постоянно подзаряжается, что обеспечивает
максимальный его заряд. Зарядное устройство является бесконтактным и не требует
технического обслуживания металлических контактов. Устанавливается пипетка в верхнее
24
положение на зарядной головке для магнитной фиксации и зарядки. Время зарядки
полностью разряженной батареи — максимум 10 часов.
Рис. 37. Устройство электронной пипетки:
1 — рукоятка; 2 — втулка сбрасывателя наконечника; 3 — посадочный конус для наконечника; 4 — дисплей; 5 — клавиатура; 6 — кнопка «Пуск»; 7 — рычаг сбрасывателя
наконечника; 8 — крючок
Корпус электронной пипетки изготовлен из механически прочных и химически
инертных пластмасс. В корпусе различают: рукоятку /, втулку сбрасывателя наконечника 2,
посадочный конус для наконечников 3. На рукоятке вынесены: дисплей на жидких
кристаллах 4, имеющий два регистра — левый и правый. Левый регистр является индикатором рабочего состояния. Он информирует о параметрах программирования пипетки,
выполняемых функциях и числе возможных доз. Правый регистр используется для
программирования и индикации разных объемов, необходимых в различных режимах работы
пипетки; клавиатура 5, состоящая из 6 кнопок, изготовленных из силиконовой резины,
которые позволяют программировать скорость дозирования: увеличение, либо уменьшение
объема жидкости и количество доз, выбор режима дозирования [М], дополнительной кнопки
[*] и кнопки ввода в память. Во время работы клавиатура автоматически отключается и
поэтому случайное нажатие на клавиши не приводит к сбою программы; кнопка «пуск» 6
включает операции всасывания и сброса жидкости в соответствии с запрограммированным
режимом; рычаг сбрасывания наконечника 7; крючок 8, который при работе с пипеткой
навешивается на указательный палец. Во время работы пипетку всегда необходимо держать
в вертикальном положении для того, чтобы избежать насасывания жидкости в поршневую
систему.
Электронные пипетки могут обеспечивать работу в следующих режимах:
1. «Прямое дозирование». В наконечник набирается дозируемый объем жидкости,
сбрасывание осуществляется как обычно с продувкой.
2. «Прямое дозирование с перемешиванием». После того как происходит аспирация
необходимого объема жидкости с последующим ее сбросом из наконечника и поршень
дозатора возвращается в исходное положение, нажатие на кнопку «пуск» приводит к тому,
что пипетка всасывает около 70% дозируемого объема. Приблизительно через 1 секунду
происходит сброс жидкости из наконечника без продувки. В таком режиме дозатор работает
при нажатой кнопке «пуск». Если кнопку «пуск» привести в исходное положение, то дозатор
25
опорожняет наконечник и после двукратного кратковременного нажатия кнопки «пуск»
подготавливается к дальнейшей работе.
3. «Обратное дозирование». Объем жидкости, набираемый в наконечник, несколько
превышает дозируемый. После дозирования избыток жидкости остается в наконечнике. Этот
режим используется при работе с легко пенящимися и вязкими жидкостями.
4. «Обратное дозирование с перемешиванием». Аналогичен пунктам 3 и 2.
5. «Многократное дозирование» (режим диспенсера). На первом такте в наконечник
набирается суммарный объем жидкости, который затем дозируется равными аликвотами.
Это позволяет быстро внести равные объемы жидкости в ряд пробирок иди лунок. На
дисплее фиксируется количество аликвот, что позволяет избежать ошибки при многократном
дозировании и делает возможным использование дозатора для титрования растворов.
6. «Последовательное многократное дозирование». Суммарный объем жидкости
набирается на первом такте, но объем каждой последующей аликвоты задается в процессе
программирования. Номер и объем каждой последующей аликвоты отражается на дисплее.
7.
«Смешивание двух объемов жидкостей» (режим дилютера). Позволяет
смешивать, одновременно дозируя, две разных жидкости. Оба объема могут выбираться в
рабочем диапазоне объемов дозатора. После всасывания первого объема наконечник
извлекают из жидкости и нажимают кнопку «пуск» для образования воздушной прослойки
между двумя жидкостями. Это предотвращает загрязнение второй жидкости и смешивание
растворов в наконечнике. Когда обе жидкости попадут в наконечник, нажатие кнопки «пуск»
опорожнит его с продувкой.
Порядок работы с многоканальными электронными пипетками аналогичен
вышеприведенному для одноканальных.
Погрешность измерений, выполняемых электронными пипетками, обычно не
превышает 0,6%.
Безусловно, электронные пипетки займут свое достойное место в арсенале средств
дозирования жидкостей в лабораторной практике, однако, как появление в свое время
механических дозаторов не привело к исчезновению из лабораторий стеклянных пипеток,
так и электронные пипетки вряд ли полностью вытеснят своих механических и стеклянных
предшественников. Расширение ассортимента средств дозирования жидкостей следует
только приветствовать, так как это увеличивает возможности и облегчает труд лабораторных
работников, но применение того или иного типа дозаторов обычно диктуется соображениями
рациональности их использования на каждом конкретном этапе анализа. Немаловажным при
этом является и такое понятие как себестоимость анализа.
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ДОЗАТОРЫ
В настоящее время с появлением электронных пипеток, рабочий режим которых
позволяет обеспечивать не только одноразовое, но и многократное дозирование, смешивание
и перемешивание жидкостей, четкие грани между такими понятиями как автоматическая
пипетка и автоматический дозатор начинают сглаживаться. Но одно несомненное качество
может быть положено в основу различий между ними — это объем дозируемой жидкости.
Автоматические дозаторы, в отличие от пипеток любой модификации, рассчитаны на
дозирование больших объемов жидкости. И в этом смысле автоматические дозаторы могут
быть представлены как аналог хорошо известных в лабораторной практике стеклянных
бюреток. Они бывают выполненными в варианте для ручного применения и как
стационарные. Ручные автодозаторы снабжены резервуаром для жидкости (шприцевые
насадки, баллончики), в который набирается реактив и из этого резервуара реактив
дозируется в необходимых количествах. Дозатор состоит из двух рабочих частей: собственно
дозатора и насадки — резервуара для жидкости. Собственно дозатор заключает в себе
поршневую пневматическую систему, которая в механическом варианте приводится в
действие пружинным механизмом, а в электронном — электромотором. В рабочем
26
состоянии к дозатору жестко крепится насадка. В комплект входит 8 типов насадок с
объемом: 0,1мл; 0,2мл; 0,5 мл; 1,0 мл; 2,5 мл; 5,0 мл; 10,0 мл; 50 мл. Во время работы с
дозатором необходимо держать его в вертикальном положении. В механическом дозаторе, в
верхней части имеется лимб выбора объема аликвот для многократного дозирования. В зависимости от объема используемой насадки, объем аликвот может выбираться в пределах от 1
мкл до 10 мл. Этот объем фиксируется на жидкокристаллическом дисплее с указанием типа
насадки. Дозировка в серии от общего объема жидкости возможна в количестве до 100
порций. Жидкость в насадку в полном объеме набирается рычагом 6, а дозируется
аликвотами рычагом 5. По окончании работы насадка отсоединяется нажатием на парную
кнопку «сбрасыватель насадки».
Рис. 38. Механический ручной автодозатор:
1 — собственно дозатор; 2 — насадка-резервуар для жидкости; 3 — лимб выбора
объема дозирования; 4 — дисплей; 5 — рычаг дозирования аликвот; 6 — рычаг наполнения
резервуара; 7 — кнопка сбрасывателя насадки
Рис. 39. Электронный ручной автодозатор:
1 — собственно дозатор; 2 — насадка-резервуар для жидкости; 3 — дисплей; 4 —
клавиатура; 5 — кнопка «Пуск»; 6 — кнопка сбрасывателя насадки
Работа электронного дозатора программируется микропроцессором с клавиатурой,
аналогичной для электронных пипеток. Выбранные параметры и необходимая информация
по ходу работы фиксируется на жидкокристаллическом дисплее.
ВЕСОИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА
Весы являются неотъемлемой частью оснащения любой клинической лаборатории и
обеспечивают выполнение процессов взвешивания, то есть сравнения массы какого-либо
тела с массой эталона, выполненного в виде гирь.
Весы, по их разрешающей способности принято делить на четыре категории:
1. Для грубого взвешивания;
2. Для точного взвешивания;
27
3. Аналитические;
4. Специальные.
По технологии производства и эксплуатации современные весы делятся на
механические и электронные.
Каждый тип весов характеризуется определенной грузоподъемностью — предельно
допустимой массой взвешивания, которая указывается на весах. В комплект с весами
обязательно входит набор разновесов из гирь с различной номинальной массой, в
зависимости от грузоподъемности весов. Весы и разновесы требуют периодической
проверки на соответствие метрологическим характеристикам.
МЕХАНИЧЕСКИЕ ВЕСЫ ДЛЯ ГРУБОГО ВЗВЕШИВАНИЯ
В данной категории чаще применяются чашечные весы. Это хорошо знакомые
обычные бытовые весы. В лабораториях применяются только для промежуточных
взвешиваний больших количеств веществ, например, при их фасовке в тару. Они
выпускаются грузоподъемностью от 1 до 10 кг. Точность взвешивания до 2%.
Комплектуются набором разновеса с номинальной массой от 1 г до 1 кг.
МЕХАНИЧЕСКИЕ ВЕСЫ АЛЯ ТОЧНОГО ВЗВЕШИВАНИЯ
Позволяют проводить взвешивание с точностью до десятков миллиграмм, что делает
возможным их применение с целью получения навесок веществ, необходимых в
приготовлении основной массы рабочих растворов реактивов. Сюда относят аптечные и
технохимические весы. Комплектуются набором разновесов из граммовых и
миллиграммовых гирь.
АПТЕЧНЫЕ ВЕСЫ. Выпускаются грузоподъемностью в пределах до 100 г.
Представляют собой коромысло с подвешенными на нем двумя чашками. Коромысло
подвижно крепится в держателе с кольцом в верхней части. Снабжены указательной
стрелкой. Для работы весы навешивают на специальный штатив, либо на палец левой руки,
тогда локоть руки опирают о стол, с тем, чтобы избежать излишних колебаний коромысла.
Если чашки весов уравновешены, стрелка занимает вертикальное положение. Разновес
кладут на левую чашку, взвешиваемое вещество — на правую, но предварительно уложив и
уравновесив на чашке чистый лист бумаги. Аптечные весы мало удобны в обращении и
применяются редко (рис. 40).
Рис. 40. Аптечные весы
ТЕХНО-ХИМИЧЕСКИЕ ВЕСЫ. Более совершенны по конструкции, чем
предыдущие. Выпускаемые промышленностью весы делят на два класса. В клинических
лабораториях применяются весы 2-го класса с грузоподъемностью 200 г, 1000 г, 5000 г.
Допустимая погрешность взвешивания при наибольшей нагрузке лежит в пределах 0,1%,
28
0,3%. Весы первого класса обладают более высокой грузоподъемностью, что излишне в
клинических лабораториях и поэтому такие весы не используются.
Общий вид технохимических весов представлен на рис. 41. Отдельно следует
остановиться только на одной особенности их устройства, которая в дальнейшем будет
повторяться и в других, более совершенных и высокоточных весах. Этой особенностью
является механизм, который называется арретир. Арретир в нерабочем состоянии весов
приподымает коромысло, разъединяя призмы коромысла и подушечки стояка, что
предохраняет призмы от преждевременного истирания и, как следствие, потери
чувствительности весов.
Правила эксплуатации. Перед взвешиванием весы должны быть установлены на
рабочем столе в строго горизонтальной плоскости. Регулировку проводят по отвесу
(ватерпасу) вращением винтовых ножек подставки. Затем приступают к уравновешиванию
чашек весов. Для этого, уложив на обе чашки чистые листы бумаги, выключают арретир и
манипулируют балансировочными гайками по обоим концам коромысла до тех пор, пока
указательная стрелка не займет нулевое положение по шкале.
Рис. 41. Технохимические весы:
/ — подставка; 2 — регулируемые ножки; 3 — арретир, рукоятка; 4 — колонка; 5 —
коромысло; 6 — балансировочные гайки; 7 — приемные призмы коромысла и серьги; <8—
подвески с чашками весов; 9 — указательная стрелка; 10 — шкала; // — отвес
В этом случае весы готовы к работе. Весы арретируют, на левую чашку весов кладут
разновес (его необходимо брать пинцетом), на правую — взвешиваемое вещество.
Выключают арретир и проверяют правильность навески. При достижении необходимой
массы навески, указательная стрелка весов устанавливается на нулевом делении шкалы. Если
следует добавить или снять какое-либо количество вещества, то перед этим весы должны
быть поставлены на арретир. И, вообще, любые манипуляции на чашках весов должны
выполняться только при арретированных весах. Это предотвратит их преждевременную
порчу. По окончании взвешивания навеску переносят в нужный сосуд, а разновес убирают в
соответствующую колодочку для хранения. Нельзя оставлять разновес на чашке весов.
АНАЛИТИЧЕСКИЕ ВЕСЫ
Аналитические весы бывают различной конструкции. Позволяют производить
взвешивание с точностью до 0,1 мг. Допускаемая погрешность при взвешивании с
максимальной нагрузкой составляет ±0,75 мг. Имеющиеся на оснащении в клинических
лабораториях аналитические весы типа АДВ-200 по своей конструкции являются
демпферными с автоматической системой нагрузки миллиграммового разновеса.
Грузоподъемность весов составляет 200 г.
29
АНАЛИТИЧЕСКИЕ ВЕСЫ ТИПА АДВ-200. Рабочий механизм весов
смонтирован в шкафчике, предохраняющем его от механических повреждений и пыли.
Шкафчик имеет подставку с винтовыми ножками впереди. Его передняя стенка застеклена.
По бокам имеются раздвижные стеклянные дверки, обеспечивающие доступ к чашкам весов.
Верхняя крышка шкафчика съемная. Сам механизм весов состоит из коромысла, подвижно
укрепленного на вертикальной стойке в связующем звене призма-подушка. В нерабочем
состоянии это звено разъединяется арретиром. С коромыслом жестко связана указательная
стрелка. На ее конце укреплена микрошкала. Цена одного деления шкалы равна 0,1 мг. Весы
оборудованы демпферным устройством, которое представляет собой систему из двух
широких полых металлических цилиндров, вставленных друг в друга. Причем, один цилиндр
неподвижно укреплен на стояке, а второй — подвешивается в верхней части стремени чашки
и может перемещаться внутри первого. Образующаяся при их смещениях воздушная
подушка тормозит колебания коромысла, а, следовательно, указательной стрелки весов, что
позволяет быстрее выполнять взвешивание.
Рис. 42. Аналитические весы АДВ-200:
1 — основание весов; 2—колонка; 3 — демпфер; 4 — грузоприемные призмы; 5
— коромысло; 6, 7 — большой и малый лимб управления миллиграммовым разновесом;
8 — стрелка весов; 9 — чашка весов; 10 — экран вейтографа; // — регулируемые ножки; 12
— ручка арретира; 13 — дверка
Демпферами могут быть оборудованы оба плеча коромысла, либо только одно.
Важной особенностью весов является оптическое приспособление, вейтограф, который
позволяет наблюдать в увеличенном виде микрошкалу при ее перемещениях относительно
неподвижной отсчетной линии. Вейтограф расположен у передней стенки шкафчика, в
рабочем состоянии весов освещается электролампочкой. Штурвал арретира вынесен наружу
шкафчика. Другой особенностью весов является встроенный блок миллиграммовых
разновесов в виде колец, каждое с определенной номинальной массой. Кольца навешиваются
на планку, связанную с правым коромыслом. Осуществляется это вращением двух дисков,
имеющих шкалу с делениями от 100 до 900 мг — внешний диск, и шкалу с делениями от 10
до 90 мг — внутренний диск. Диски укреплены на передней верхней части шкафчика,
справа.
Весы комплектуются набором аналитического разновеса, который состоит только из
гирь с номинальной массой в граммах. Разновес снабжен паспортом, где указаны его
основные параметры. При взвешиваниях массу вещества в граммах получают за счет
аналитического разновеса. Десятые и сотые грамма — за счет встроенного блока мил-
30
лиграммового разновеса, третий и четвертый знаки после запятой от грамма — определяют
по микрошкале в плюсовом ее диапазоне.
Правила эксплуатации.
1. Аналитические весы лучше устанавливать в отдельной весовой комнате, если же
такая возможность отсутствует, то для их расположения выбирают место, удаленное от
нагревательных приборов, сквозняков и возможных испарений едких реактивов. Весы
устанавливают на полке, укрепленной на кронштейнах в капитальной стене, для избежания
сотрясений весов.
2. Перед взвешиванием проверяют настройку весов на нулевую точку микрошкалы.
При этом диски миллиграммового блока должны быть выведены на нули. Боковые дверки
шкафа закрыты. Плавным поворотом штурвала выключают арретир, одновременно
включается подсветка вейтографа. Если весы настроены правильно, то нулевая точка
микрошкалы сливается с неподвижной вертикальной чертой вейтографа. Если же это не
происходит, то необходимо выполнить настройку, для чего шкалу подтягивают в нужном
направлении, вращая передние винтовые ножки подставки, либо компенсатор нуля.
Уравновесив таким образом обе чашки весов, плавно включают арретир.
3. Взвешиваемое вещество на аналитических весах, в отличие от других типов
весов, помещают на левую чашку, а граммовый разновес — на правую. Аналитический
разновес берут только при помощи пинцета. Взвешивается вещество обязательно в таре —
стеклянных бюксах, либо во флакончиках емкостью не более 10 мл. Тару предварительно
взвешивают в чистом виде и записывают ее массу с точностью до четвертой значащей
цифры после запятой. Весы арретируют. Затем, с учетом массы предполагаемой навески,
рассчитывают, какой разновес следует добавить к уже имеющемуся на весах, после
взвешивания тары, и какое значение десятых миллиграмма должно быть получено по
микрошкале. Делают это следующим образом: например, необходимо взвесить 0,5394 г
вещества, масса взвешенной тары равна 9,8381 г. Тогда суммарное значение массы, которое
подлежит взвешиванию составит 9,8381 г + 0,5394 г = 10,3775 г. Добавляют на правую
чашку весов аналитическую гирю с номинальной массой 1,0 г. Переводят диски
миллиграммового разновеса в соответствии с величиной первой и второй цифр после
запятой, а значение третьего и четвертого знака после запятой необходимо получить на
вейтографе по микрошкале непосредственно в процессе взвешивания.
Помещают вещество в тару и ставят на середину левой чашки. Закрывают дверки
шкафа. Выключают арретир. Проверяют массу навески. Если необходимо добавить или
снять какое-то количество вещества, весы вновь арретируют. Итак, до тех пор, пока не будет
достигнута требуемая масса. По окончании взвешивания, навеску количественно переносят в
необходимый сосуд, разновес укладывают в колодочку для хранения, а диски
миллиграммового разновеса переводят на нулевое значение.
АНАЛИТИЧЕСКИЕ ВЕСЫ ВЛР-200. Весы ІІ-го класса, грузоподъемностью 200 г.
Допускаемая погрешность взвешивания при максимальной нагрузке ±0,75 мг. Весы
комплектуются набором граммового аналитического разновеса. Оборудованы демпферным
устройством и имеют блок встроенного миллиграммового разновеса. Общий вид весов
представлен на рис. 43. Корпус весов выполнен в виде остекленного шкафчика 2 с дверками
по бокам. В основании корпуса имеются три ножки 10, из которых две передние —
регулируются, наружу по бокам основания выведены две спаренные рукоятки управления
арретиром 9. Под основанием по центру весов выведена ручка 11 для настройки четкости
изображения шкалы. На основании внутри шкафчика крепится прямоугольная полая стойка,
которая впереди закрыта коробчатым кожухом 3. Верхняя часть стойки несет опорную
подушку, на которой устанавливается опорная призма коромысла. Стойка несет на себе также один из цилиндров демпферного устройства и рычаги арретира. Само коромысло весов,
ближе к краю каждого плеча, имеет грузоприемные призмы, на них опираются подушками
серьги с подвеской для чашек весов. К серьгам также крепится второй подвижный цилиндр
демпфера. С коромыслом жестко связана указательная стрелка. На нижнем конце стрелки
31
имеется микрошкала с ценой деления— 1 мг. На основании корпуса весов смонтирован
вейтограф 6. Вейтограф устроен таким образом, что изображение микрошкалы проецируется
на экран, расположенный в верхней части корпуса весов. Экран состоит из трех смотровых
окон — левое служит для отсчет сотен миллиграммов и связано с блоком миллиграммового
разновеса; на центральное окно, как было отмечено выше, проецируется изображение
микрошкалы, что позволяет снимать цифровые значения десятков и единиц миллиграммов;
правое окно дает показания по шкале диска делительного устройства, цена деления шкалы
— 0,05 мг.
Если, например, в левом окне установлена цифра 6, диска миллиграммового
разновеса, в центральном окне — число 25 микрошкалы и в окне делительного устройства
цифра — 35, то суммарный отсчет на экране будет равен 625,35 мг (или 0,62535 г.).
Рис. 43. Весы аналитические ВЛР-200:
1 — основание; 2 — дверка; 3 — короб, в котором смонтирована колонка,
поддерживающая коромысло весов; 4 — дужка с чашкой весов; 5 — регулятор нулевого
положения шкалы; 6 — экран с тройной шкалой вейтографа; 7 — ручка управления гиревым
механизмом; 8 — ручка управления делительным устройством; 9 — ручка арретира; 10 —
регулируемая ножка; 11—ручка настройки четкости изображения шкалы
Рис. 44. Цифровой экран весов ВЛР-200
Правила эксплуатации.
1. Весы устанавливают в строго горизонтальной плоскости по ватерпасу, вращением
регулировочных ножек.
2. Проверяют правильность настройки весов по нулевой отметке микрошкалы. Для
этого ручками 7 и 8 устанавливают нулевые значения в левом и правом окне экрана.
Выключают арретир, повернув боковые рукоятки книзу. Одновременно включается
32
освещение центрального окна экрана с показаниями значений микрошкалы. Для снятия
отсчета по шкале имеется отсчетная отметка в виде двух треугольников. Регулировка
нулевого положения шкалы выполняется ручкой 5. При необходимости увеличить резкость
изображения освещенного участка шкалы, вращают диск // под основанием корпуса весов.
Добившись правильной настройки весов на «ноль», можно начинать взвешивание. Весы
арретируют.
3.
Взвешивание. На левую чашку весов устанавливают, в предварительно
взвешенной таре, необходимое вещество. На правую чашку кладут граммовый
аналитический разновес. Ручкой 7 устанавливают нужную величину миллиграммового
разновеса, ручкой 8—необходимое значение делительного диска.
В центральном окне добиваются соответствующих показаний по микрошкале,
непосредственно в процессе взвешивания. Если необходимо добавить или снять вещество в
навеске, весы обязательно арретируют. Правила взвешивания тары и расчета требующегося
разновеса для получения заданной навески, аналогичны изложенным для весов АДВ-200
4. По окончании взвешивания весы арретируют, навеску количественно переносят в
подготовленный сосуд. Аналитический разновес убирают в соответствующую колодочку.
Ручки 7 и 8 приводят к нулевому значению.
ТОРСИОННЫЕ ВЕСЫ
Относятся к категории специальных весов. Торсионные весы нашли широкое
применение в клинических лабораториях благодаря их портативности, удобству и простоте
использования. Позволяют быстро и точно выполнять взвешивание небольшой массы в
пределах 500 мг. Бывают торсионные весы грузоподъемностью 1000 мг. Основной рабочий
элемент — чувствительная спиральная пружина. При взвешивании пружина деформируется,
с силой, пропорциональной величине действующего на нее веса тела. И в данном случае
фактически измеряется не масса, а вес тела. Но шкала весов градуирована в единицах массы.
Поэтому результат измерений выражается в единицах массы тела.
Имеющиеся на оснащении в клинических лабораториях торсионные весы типа ВТ500, обладают грузоподъемностью 500 мг, цена деления шкалы — 1 мг, допустимая
погрешность взвешивания не более ±1 мг Основные элементы конструкции указаны на рис.
45.
Правила эксплуатации.
1. Весы устанавливают на рабочем столе в строго горизонтальной плоскости. Это
достигается вращением винтовых ножек подставки под контролем ватерпаса,
вмонтированного в подставку весов.
2. Проверяют настройку весов по нулевой точке шкалы. Для этого выключают
арретир — рычаг арретира переводят в положение «открыто», указатель массы
устанавливают на «ноль» шкалы и, вращением тарировочной рукоятки, добиваются
совмещения черты равновесия и указателя равновесия. В таком состоянии весы готовы к
работе. Рычаг арретира переводят в положение «закрыто».
3. Процесс взвешивания лучше представить отдельно в двух вариантах: взвешивание
заранее заданного количества вещества и взвешивание тела с неизвестной массой. В первом
случае указатель массы переводят на цифру, соответствующую заданной массе. Открывают
шкафчик и на чашку весов кладут какое-то количество вещества. Опять закрывают шкафчик.
Рычаг арретира переводят в положение «открыто». Если черта и указатель равновесия
совмещаются, значит необходимая масса достигнута. Весы арретируют, снимают чашу с
крюка и навеску переносят в соответствующую емкость. Возвращают чашку весов на свое
место, закрывают шкафчик и указатель массы приводят к нулю.
Для взвешивания тела, массу которого нужно установить, вначале также проводят
все операции по настройке весов, а, затем, взвешиваемый объект помещают на чашку весов,
закрывают шкафчик и открывают арретир. Поворачивают поводок указателя массы до тех
пор, пока не совместятся черта и указатель равновесия. При этом указатель массы
33
останавливается против цифры, соответствующей найденной массе тела. По окончании
взвешивания весы арретируют, чашку весов освобождают, протирают. Закрывают шкафчик и
возвращают указатель массы к нулю.
Рис. 45. Торсионные весы:
1—основание; 2—регулируемые ножки; 3 — короб, в котором смонтирован
пружинный механизм весов; 4 — шкафчик для чашки весов и чашка; 5 — рычаг арретира; 6
— поводок указателя массы; 7 — указатель массы; 5 — черта и указатель равновесия; 9 —
миллиграммовая шкала; 10 — ватерпасс
ФОТОМЕТРИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА
Фотометрические методы исследования широко применяются в лабораторной
практике для количественного определения веществ в биологических объектах. В основе
фотометрических методов лежит закон Ламберта – Меера - Бера (1852), согласно которому
существует прямая пропорциональная зависимость между концентрацией вещества в
окрашенном растворе и степенью поглощения лучей света данным раствором.
Интенсивность поглощения света зависит не только от количества и природы растворенного
вещества, но и от толщины слоя раствора, длины волны падающего света, температуры
раствора.
Степень поглощения света окрашенным раствором выражается оптической
плотностью (экстинкцией), под которой понимают отношение интенсивности света,
падающего на раствор, к интенсивности света, прошедшего через раствор. Величина
оптической плотности обозначается буквой Е или D. Чем больше оптическая плотность, тем
меньше света пропускает раствор, то есть между оптической плотностью и
светопропусканием существует обратная пропорциональная зависимость (Е=lg 1/r, где r коэффициент светопропускания).
34
СПЕКТРОФОТОМЕТР СФ-26. Предназначается для измерения коэффициента
пропускания и оптической плотности жидких и твердых сред в спектральной области от 186
до 1100 нм. Диапазон измерения оптической плотности от 0 до 2,0. Главными элементами
устройства спектрофотометра являются: 1) источник света — дейтериевая лампа, для работы
в области спектра от 186 до 350 нм и лампа накаливания для работы в области спектра от 340
до 1100 нм; 2) диспергирующая призма из кварцевого стекла для получения
монохроматического луча света; 3) светоприемник, состоящий из двух фотоэлементов —
сурьмяно-цезиевого, который применяется для измерений в области спектра от 186 до 650
нм, и кислородноцезиевого, который обеспечивает измерения в пределах от 600 до 1.100 нм.
Электросхема аппарата рассчитана на питание от электросети с напряжением 220 В.
Внешний вид спектрофотометра представлен на рис. 48. Спектрофотометр комплектуется
кюветами из кварцевого либо увиолевого стекла, как правило, с толщиной рабочего слоя 10
мм.
Рис. 46. Спектрофотометр СФ-26:
1 — тумблер «Сеть»; 2 — световые индикаторы; а — сеть; Д— режим работы в в
УФ спектре; Н — режим работы в видимом и инфракрасном спектре; 3— рукоятка
настройки длин волн; 4 — рукоятки растяжки шкалы СФ; 5 — окошко шкалы длин волн; 6
— шкала измерительного прибора; 7 — указательная стрелка измерительного прибора; 8 —
рукоятка механизма изменения ширины щели; 9 — окошко шкалы ширины щели; 10—
рукоятка каретки; // — рукоятка шторки фотоэлемента; 12 — рукоятка «Компенсация»; 13 —
рукоятка «Чувствительность»; 14 — крышка рабочей
камеры;
15 — рукоятка
переключателя фотоэлементов; 16 — рычаг переключателя источников света
Правила эксплуатации.
1. Перед включением в электросеть прибор должен быть обеспечен заземлением.
2.
Установить в рабочее положение фотоэлемент и источник излучения
соответственно выбранному спектральному диапазону измерений. При работе в области
спектра 186—340 нм установить переключатель ламп на кожухе осветителя в положение
«Д»; при работе в области спектра 340—1100 нм — в положение «Н»; при работе в области
спектра 186—620 нм установить рукоятку переключателя фотоэлементов в положение «Ф»;
при работе в области спектра 620—1100 нм — в положение «к».
3. Закрыть фотоэлемент, поставив рукоятку 11 шторки в положение «Закр.» и
переключателем 8 установить ширину щели 0,15 нм.
4. Включить тумблер «Сеть», загорается сигнальная лампа «Сеть» и сигнальная
лампа «Д» или «Н», в зависимости от выбранного источника излучения. Стабильная работа
спектрофотометра обеспечивается через 1 час после его включения.
5. Установить рукоятку «компенсация» в положение «0».
35
6. Установить требуемую длину волны вращением рукоятки в сторону увеличения
длин волн. Если при этом шкала повернется на большую величину, то необходимо
возвратить ее назад на 3—5 нм и снова подвести к требуемому делению.
7.
Поместить в кюветное отделение кювету с контрольным раствором и
исследуемыми образцами.
8.
Установить рукоятку «Чувствительность» в положение «1». Если поток
излучения недостаточен, выбрать более высокий порог чувствительности, установив
рукоятку в положение «2», «3», «4».
9. Ввести в световой поток кювету с контрольным раствором, перемещая каретку
рукояткой 10.
10. Установить рукоятку 13 в положение «х 1».
11. Установить рукояткой «нуль» стрелку измерительного прибора на «0» по шкале
светопропускания.
12. Открыть фотоэлемент, установив рукоятку // шторки в положение «Откр.». При
открытом фотоэлементе запрещается подымать крышку кюветного отделения! Это приводит
к засвечиванию фотоэлемента и прекращению работы аппарата не менее чем на 10—20
минут.
14. Установить стрелку измерительного прибора на «0» по шкале экстинкций,
вращением рукоятки 8 механизма изменения ширины щели.
15. Установить в рабочее положение измеряемый образец, перемещая каретку
рукояткой 10, и снять показания по шкале экстинкций.
16. По окончании работы выключить тумблер «Сеть».
СПЕКТРОФОТОМЕТР СФ-46. Предназначение прибора, его спектральные
характеристики, диапазон измерения оптической плотности, устройство источника света и
светоприемника аналогичны приведенным для СФ-26. Конструктивной особенностью СФ-46
является диспергирующий элемент — вогнутая дифракционная решетка для получения
монохроматического луча света. Кроме того, прибор оборудован микропроцессорной
системой (МПС), которая расширяет его эксплуатационные возможности и обеспечивает
следующие режимы работы: измерение спектральных коэффициентов пропускания (Т);
определение оптической плотности (Д); определение концентраций (С); определение
скорости изменения оптической плотности.
Рис. 47. Спектрофотометр СФ-46:
1 — тумблер «Сеть»; 1а — индикаторная лампа); 2 — рукоятка настройки длин
волн; 3 — окошко цифрового индикатора длин волн; 4 — микропроцессорная система: а —
цифровое табло; б — клавиатура управления; 5 — рукоятка «Щель»; 6 — рукоятка каретки;
7 — рукоятка шторки фотоэлемента; 8 — рукоятка «Нуль»; 9 — крышка рабочей камеры; 10
— рукоятка переключателя фотоэлементов
36
Правила эксплуатации.
1. Перед включением в электросеть прибор должен быть обеспечен заземлением.
2.
Установить в рабочее положение фотоэлемент и источник излучения,
соответственно выбранному спектральному диапазону измерений.
При работе в области спектра 186—340 нм установить переключатель ламп на
кожухе осветителя в положение «Д», при работе в области спектра 340—1100 нм — в
положение «Н»; при работе в области спектра 186—620 нм установить рукоятку
переключателя фотоэлементов в положение «Ф», при работе в области спектра 620—1100 нм
— в положение «К».
3. Закрыть фотоэлемент, поставив рукоятку 7 шторки в положение «Закр.» и
переключателем 5 установить ширину щели 0,15 нм.
4. Нажать кнопку «Сеть», после чего загорается индикаторная лампа «сеть», нажать
клавишу «пуск» на клавиатуре МПС, при этом должна высветиться запятая на табло МПС.
Стабильная работа спектрофотометра обеспечивается через 30 минут после его включения.
5.
Установить требуемую длину волны, вращением рукоятки 2 в сторону
увеличения длин волн. Если при этом шкала повернется на большую величину, то
необходимо возвратить ее назад на 3—5 нм и снова подвести к требуемому делению.
6.
Поместить в кюветное отделение кювету с контрольным раствором и
исследуемыми образцами.
7. Нажать клавишу «Ш(0)», при этом на фотометрическом табло высветится
значение сигнала в вольтах, пропорциональное значению темнового тока в фотоэлементах.
8. Установить рукояткой 8 «Нуль» на фотометрическом табло числовое значение в
диапазоне от 0,05 до 0,1.
9. Ввести в световой поток кюветы с контрольным раствором, перемещая каретку
рукояткой 6.
10. Открыть фотоэлемент, установив рукоятку 7 шторки в положение «Откр.». При
открытом фотоэлементе запрещается подымать крышку кюветного отделения! Это приводит
к засвечиванию фотоэлемента и прекращению работы прибора на менее чем на 10—20
минут.
11. Нажимая клавишу «К(1)», рукояткой «щель» установить на фотометрическом
табло показания в диапазоне от 0,5 до 5,0. Наблюдая за миганием запятой на
фотометрическом табло, отсчитать 10 секунд и нажать клавишу «К(1)».
12. Дальнейшие измерения возможны в трех вариантах (А, Б, В):
А. Определение оптической плотности.
1) нажать клавишу «Д(5)». При этом на фотометрическом табло должно появиться
показание 0,000 ± 0,001, а слева индекс — «5». Если показание имеет другое значение,
необходимо еще раз ввести значение сигнала сравнения, нажав клавишу «К(1)»;
2) нажать клавишу «ц/р», при этом высвечивается индикатор режима «ц»;
3) установить в световой поток кювету с исследуемым образцом;
4) нажать клавишу «Д(5)>>. Снять показания с фотометрического табло.
Б. Определение концентрации.
1) рассчитать по калибровочному графику коэффициенты [ и Ь. [=До — значение
оптической плотности при пересечении градуировочного графика с осью оптической
плотности Д.
Ь = tg α = Д i-[
Ci
37
где а — угол между градуировочной прямой и осью концентрации С; (Сi, Дi) —
текущая точка градуировочного графика;
2) ввести значения констант [ и Ь в память МПС.
Чтобы ввести значения [, нажать клавишу «[», при этом на табло появится индекс «[»
и высветиться число «0,000». Нажать клавишу СБР и набрать с клавиатуры нужное значение
константы, после чего нажать клавишу «Утв.». Для введения константы Ь, нажать клавишу
«Ь», при этом на табло появится индекс «Ь» и высветится число «1,000». Нажать клавишу
СБР и ввести с клавиатуры нужное значение константы Ь. Нажать клавишу «Утв.»;
3) установить на пути светового потока кювету с контрольным раствором.
4) установить рукоятку переключения шторки в положение «Откр.»;
5) повторить операции по пункту 11;
6) ввести в световой поток кювету с исследуемым образцом;
7) нажать клавишу «С(4)>>. Снять показания с фотометрического табло.
В. Определение скорости изменения оптической плотности.
1) ввести в память МПС константы [ и Ь, как указано в пункте Б(2);
2) ввести в световой поток кювету с контрольным раствором;
3) установить рукоятку переключения шторки в положение «Откр.»;
4) повторить операции по пункту 11;
5) ввести в световой поток кювету с исследуемым образцом;
6) нажать клавишу «А(3)>>, при этом на фотометрическом табло появится индекс
«_|» и высветиться число «1,000», что соответствует интервалу времени между измерениями,
равному 10 секунд;
7) если этот интервал времени необходимо изменить, следует нажать клавишу СБР.
Задать требуемый интервал времени между измерениями, нажав одну из клавиш «1»—«9»,
что соответствует времени между измерениями от 10 до 90 сек.;
8) нажать клавишу «Утв.», на табло слева высвечивается индекс «3», свечение в
остальных разрядах отсутствует. После появления на фотометрическом табло числового
значения снять показания;
13. По окончании работы выключить тумблер «Сеть».
КОЛОРИМЕТР ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНЦЕНТРАЦИОННЫЙ КФК-2.
Прибор предназначен для измерения в отдельных участках диапазона длин волн 315-980 нм,
выделяемых светофильтрами, коэффициентов пропускания и оптической плотности
жидкостных растворов и твердых тел, а также определения концентрации веществ в
растворах методом построения градуировачных графиков.
Принцип измерения коэффициента пропускания состоит в том, что на фотоприемник
направляются поочередно световые потоки полный Fоλ и прошедший через исследуемую
среду Fλ, и определяется отношение этих потоков. Отношение потоков есть коэффициент
пропускания τ исследуемого раствора:
τ = Fλ · 100%
Fоλ
На колориметре это отношение определяется следующим образом.. Вначале в
световой пучок помещают кювету с растворителем или контрольным раствором.
Изменением чувствительности колориметра добиваются, чтобы отсчет по шкале
коэффициентов пропускания колориметра n1 был равен 100 дел. Таким образом, полный
световой поток Fоλ условно принимается равным 100%. Затем, в световой пучок помещают
кювету с исследуемым раствором. Полученный отсчет n2 по шкале коэффициентов
пропускания колориметра будет соответствовать Fλ. Следовательно, коэффициент
пропускания исследуемого раствора в процентах будет равен n2, т. е.
τ % = n2
38
Оптическая плотность Д определяется по формуле:
Рис. 48. Колориметр фотоэлектрический концентрационный КФК-2:
1 – микроамперметр; 2 – источник света; 3 – ручка для ввода светофильтра в
световой пучок; 4 – ручка для переключения кювет в световом пучке; 5 – включение
фотоприемника; 6 – чувствительность.
Правила эксплуатации.
1. Если колориметр внесен в помещение с мороза, то распаковка и расконсервация
его должна производиться после 12 часов пребывания в помещении.
После долгого хранения колориметра целесообразно включить его и провести
тренировку в течение 2—5 часов.
2. Измерения на колориметре следует проводить при температуре окружающего
воздуха от 10 до 35° С.
3. При измерении со светофильтрами 315, 364, 400, 440, 490, 540 им, отмеченными
на лицевой панели колориметра черным цветом, ручку ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ устанавливайте в одно из положений «1», «2», «3», отмеченных на лицевой панели также черным
цветом.
При измерении со светофильтрами 590, 670, 750, 870, 980 нм, отмеченными на
лицевой панели колориметра красным цветом, ручку ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ
устанавливайте в одно из положений «1», «2», «3», отмеченных на лицевой панели
колориметра также красным цветом.
4. Рабочие поверхности кювет должны перед каждым измерением тщательно
протираться спиртоэфирной смесью. При установке кювет в кюветодержатели нельзя
касаться пальцами рабочих участков поверхностей (ниже уровня жидкости в кювете).
Наличие загрязнений или капель раствора на рабочих поверхностях кюветы
приводит к получению неверных результатов измерений.
Наливайте жидкость в кюветы до метки на боковой стенке кюветы. Жидкость в
ограниченном объеме кюветы в некоторых случаях образует мениск. По капиллярам, в
39
особенности по углам кюветы, жидкость поднимается на значительную высоту, равную 4—6
мм. Если уровень жидкости превышает метку на боковой стенке кюветы, то наблюдается
переползание жидкости по углам, что создает впечатление протекания кюветы.
Не наклоняйте кювету с жидкостью при установке в кюветодержатель.
5. После смены светофильтра измерения начинайте после пятиминутной засветки
фотоприемника.
6. При переключениях светофильтров ручка 5 (рис. 8) ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ
должна находиться в положении «1», а ручка 6 — УСТАНОВКА 100 ГРУБО — в крайнем
левом положении (минимальная чувствительность). Этим предохраняется от перегрузки
регистрирующий прибор и возможность его порчи.
УКАЗАНИЯ МЕР БЕЗОПАСНОСТИ
1. Работа на колориметре должна производиться в чистом помещении, свободном от
пыли, паров кислот и щелочей.
2. Вблизи колориметра не должны располагаться громоздкие изделия, создающие
неудобства в работе оператора.
3. Все регулировочные работы, связанные с проникновением за постоянные
ограждения к токоведущим частям колориметра, смена ламп, замена неисправных деталей
должны производиться после отсоединения колориметра от электросети.
4. При эксплуатации колориметр должен быть надежно заземлен.
УСТАНОВКА ОСВЕТИТЕЛЯ
В случае длительного хранения или транспортирования колориметра необходимо
проверить правильность установки лампы осветителя.
Для этого в выходное окно кюветного отделения вставьте юстировочную пробку.
Винтами подвижки узла крепления лампы добейтесь, чтобы в плоскости пробки было
круглое световое пятно.
ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ
1.
Колориметр включите в сеть за 15 минут до начала измерений. Во время
прогрева кюветное отделение должно быть открыто (при этом шторка перед
фотоприемниками перекрывает световой пучок).
2. Введите необходимый по роду измерения цветной светофильтр.
3. Установите минимальную чувствительность колориметра. Для этого ручку
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ установите в положение «1», ручку УСТАНОВКА 100 ГРУБО — в
крайнее левое положение.
4. Перед измерениями и при переключении фотоприемников проверяйте установку
стрелки колориметра на «0» по шкале коэффициентов пропускания Т при открытом
кюветном отделении. При смещении стрелки от нулевого положения, ее подводят к нулю с
помощью потенциометра НУЛЬ, выведенного под шлиц.
ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПРОПУСКАНИЯ
1.
В световой пучок поместите кювету с растворителем или контрольным
раствором, по отношению к которому производятся измерения.
2. Закройте крышку кюветного отделения
3.
Ручками ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ и УСТАНОВКА 100 ГРУБО и ТОЧНО
установите отсчет 100 по шкале колориметра. Ручка ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ может находиться в одном из трех положений: «1», «2», или «3».
4. Затем, поворотом ручки 4 (рис. 48) кювету с растворителем или контрольным
раствором замените кюветой с исследуемым раствором.
5.
Снимите отсчет по шкале колориметра, соответствующий коэффициенту
пропускания исследуемого раствора в процентах. Для регистрирующего прибора типа М90710 отсчет снимите по шкале коэффициентов пропускания Г в процентах или по шкале Д в
единицах оптической плотности.
6. Измерение проведите 3-—5 раз и окончательное значение измеренной величины
определите как среднее арифметическое из полученных значений.
40
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ВЕЩЕСТВА В РАСТВОРЕ
При определении концентрации вещества в растворе следует
соблюдать
следующую последовательность в работе:
— выбор светофильтра;
— выбор кюветы;
— построение градуировочной кривой для данного вещества;
—
измерение оптической плотности исследуемого раствора и определение
концентрации вещества в растворе.
1. Выбор светофильтра.
Наличие в колориметре узла светофильтров и набора кювет позволяет подобрать
такое их сочетание, при котором погрешность в определении концентрации будет
наименьшей.
Проводите выбор светофильтра следующим образом.
Налейте раствор в кювету (о выборе размера кювет см. ниже) и определите
оптическую плотность для всех светофильтров.
По полученным данным постройте кривую, откладывая по горизонтальной осп
длины волн, соответствующие максимуму коэффициента пропускания светофильтров,
указанные в описании колориметра, а по вертикальной оси — соответствующие значения
оптической плотности раствора. Отметьте тот участок кривой, для которого выполняются
следующие условия:
— оптическая ПЛОТНОСТЬ имеет максимальную величину;
— ход кривой примерно параллелен горизонтальной оси, т. е. оптическая плотность
мало зависит от длины волн.
Светофильтр для работы выбирается так, чтобы длина волны, соответствующая
максимуму коэффициента пропускания светофильтра, приходилась на отмеченный выше
участок спектральной кривой испытуемого раствора.
Если эти условия выполняются для нескольких светофильтров, то выберите тот из
них, для которого чувствительность колориметра выше.
2. Выбор кюветы. Как указывалось выше, абсолютная ошибка измерения
коэффициента пропускания не. превышает 1%. Относительная ошибка определения
концентрации раствора будет различной при работе на разных участках шкалы колориметра
и достигает минимума при значении оптической плотности 0,4. Поэтому при работе на
колориметре рекомендуется, путем соответствующего выбора кювет, работать вблизи
указанного значения оптической плотности.
Предварительный
выбор
кювет
проводится
визуально,
соответственно
интенсивности окраски раствора. Если раствор интенсивно окрашен (темный), следует
пользоваться кюветами с малой рабочей длиной. В случае слабо окрашенных растворов
рекомендуется работать с кюветами с большой рабочей длиной.
В предварительно подобранную кювету налейте раствор и измерьте его оптическую
плотность, введя в ход лучей соответствующий для данного раствора светофильтр.
При измерении ряда растворов кювету заполняйте раствором средней концентрации.
Если полученное значение оптической плотности составляет примерно 0,3—0,5 — выберите
данную кювету для работы с этим раствором. В том случае, когда это условие не
выполняется, следует испробовать другую кювету. Если величина измеренной оптической
плотности больше 0,5—0,6, берут кювету меньшей рабочей длины, если величина
оптической плотности меньше 0,3—0,2, следует выбрать кювету с большей рабочей длиной.
3. Построение градуировочной кривой для данного вещества.
Построение градуировочной кривой проведите следующим образом. Приготовьте
ряд растворов данного вещества с известными концентрациями, охватывающими область
возможных изменений концентраций этого вещества в исследуемом растворе.
41
Измерьте оптические плотности всех растворов и постройте градуировочную
кривую, откладывая по горизонтальной оси известные концентрации, а по вертикальной —
соответствующие им значения оптической плотности.
4. Определение концентрации вещества в растворе. По градуировочной
кривой в дальнейшем определяйте
неизвестную концентрацию вещества в исследуемых растворах. Для этого раствор
налейте в ту же кювету, для которой построена градуировочная кривая, и, включив тот же
светофильтр, определите оптическую плотность раствора. Затем по градуировочной кривой
найдите концентрацию, соответствующую измеренному значению оптической плотности.
Примечания:
1. Часто в работе бывает удобнее пользоваться градуировочными таблицами,
которые составляются по данным градуировочной кривой.
2. Градуировочную кривую следует время от времени проверять.
ПРОВЕРКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ КОЛОРИМЕТРА
Проверку технического состояния колориметра проводят с целью определения
работоспособности колориметра в период эксплуатации.
Проводите проверку колориметра в незапыленном помещении при температуре
окружающей среды (20±5)° С и относительной влажности 45—80%.
Начинайте проверку спустя 15 минут после включения колориметра.
Откройте перед включением колориметра крышку кюветного отделения, при этом
шторка перекроет световой поток.
При измерениях периодически проверяйте установку стрелки колориметра на «0» по
шкале коэффициентов пропускания Т.
1. Проверка
чувствительности
колориметра. Проверку
чувствительности
колориметра проводите со всеми цветными светофильтрами и при установленной кювете
из комплекта колориметра.
Установите ручку СВЕТОФИЛЬТРЫ в положение «315» нм, ручки ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ и УСТАНОВКА 100 ГРУБО — в положение, соответствующее
минимальной чувствительности колориметра (ручка ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ должна быть
установлена в положение «1», УСТАНОВКА 100 ГРУБО — в крайнее левое положение).
Закройте крышку кюветного отделения и ручками ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ и УСТАНОВКА
100 ГРУБО и ТОЧНО проверьте возможность установки отсчета 100 по шкале
коэффициентов пропускания Т колориметра.
Проверку чувствительности с остальными цветными светофильтрами проводите
аналогично.
С каждым светофильтром должна обеспечиваться установка отсчета 100. При этом,
ручку ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ необходимо устанавливать в одно из трех положений «1»; «2»
или «3», при котором обеспечивается выставка отсчета 100.
2. Проверка смещения стрелки колориметра при освещенных фотоприемниках.
Проверку смещения стрелки колориметра при освещенных фотоприемниках
проводите со светофильтрами 540 и 750 нм. При закрытой крышке кюветного отделения
установите ручками ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ и УСТАНОВКА 100 ГРУБО и ТОЧНО отсчет
90 по шкале коэффициентов пропускания Т колориметра. Через 5 мин определите смещение
стрелки, оно не должно быть более 1 дел.
3. Проверка показаний колориметра по контрольным светофильтрам К-2 и К-1.
Значения коэффициентов пропускания светофильтров К-2 и К-1, входящих в
комплект колориметра, записаны в паспорте и действительны только для данного
колориметра.
Не допускается для проверки использовать контрольные светофильтры других
колориметров.
Светофильтры аттестованы с включенным светофильтром 540 нм колориметра.
42
При
закрытой
крышке
кюветного
отделения
установите
ручками
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ и УСТАНОВКА 100 ГРУБО И ТОЧНО отсчет 100 по шкале
коэффициентов пропускания Т. В кюветное отделение (ближе к осветителю) без срезания
светового пучка установите контрольный светофильтр. Закройте крышку кюветного
отделения и снимите отсчет по шкале коэффициентов пропускания Т колориметра,
соответствующий коэффициенту пропускания контрольного светофильтра.
Коэффициент пропускания светофильтра определяется как среднее арифметическое
из 5-ти измерений.
Измеренные коэффициенты пропускания каждого светофильтра не должны
отличаться по абсолютной величине более чем на ±0,5% от паспортного значения.
Например, при коэффициенте пропускания 90% отсчет должен быть в пределах
89,5—90,5; при 15% —в пределах 14,5—15,5.
Если это отличие будет превышать ±0,5%, следует произвести повторную юстировку
лампы, проверить чистоту поверхностей контрольных светофильтров, оптических деталей в
световых каналах и правильность установки контрольного светофильтра. В случае
получения повторно результатов измерения, превышающих номинальное значение
коэффициента пропускания контрольных светофильтров более чем ±0,5% (абс), колориметр
необходимо направить в ремонтную организацию.
Определение концентрации вещества в растворе по оптической плотности
Для определения концентрации вещества в окрашенном растворе необходимо
построить калибровочную (градуировочную) кривую. С этой целью готовят ряд растворов
исследуемого вещества с известными концентрациями (стандартные растворы) и измеряют
на КФК-2 их оптическую плотность. Полученные результаты отражают графически:
откладывают по оси абсцисс концентрации, а по оси ординат соответствующую им
оптическую плотность. Например:
Оптическая плотность раствора (Е)
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
0
10
20
30
Концентрация вещества (С) в мг%
Измерив оптическую плотность исследуемого
концентрацию вещества по калибровочной кривой.
40
раствора,
50
нетрудно
найти
РН-МЕТРИЯ
Величиной рН обозначают водородный показатель, который представляет собой
отрицательный десятичный логарифм концентрации, водородных ионов. Концентрацией
водородных ионов определяется реакция среды — кислая, щелочная или нейтральная. В
качестве показателя нейтральной реакции среды принят рН химически чистой воды, в
43
которой концентрация водородных ионов равна концентрации гидроксильных ионов. Это
обусловлено характером диссоциации молекул воды. Установлено, что в 1 л воды на каждый
вид ионов в отдельности [Н+] и [ОН-] приходится по 1 • 10-7 моль/ионов. Тогда, водородный
показатель воды равен:
рНн2о = -lg[Н+] = -lg1-10-7 = 7.
Если рН = 7 обозначает нейтральную реакцию, то рН > 7 будет выражать щелочную
реакцию, так как концентрация водородных ионов в этом случае меньше, а рН < 7 будет
соответствовать кислой реакции в связи с преобладанием концентрации водородных ионов
над гидроксильными. Из математической характеристики величины рН следует, что
изменение рН на единицу соответствует изменению концентрации водородных ионов в 10
раз.
Определение рН среды имеет важное практическое значение, во-первых, как один из
показателей гомеостаза — постоянства внутренней среды организма. Во-вторых, рН имеет
значение при выполнении биохимического анализа целого ряда компонентов живого
организма. Например, ферментов, биологическая активность которых непосредственно
зависит от величины рН.
Самым точным методом определения величины рН является потенциометрический
метод, который основан на измерении электродвижущей силы элемента, состоящего из
электрода сравнения (каломельного, хлорсеребряного, водородного) с известным
потенциалом и измерительного электрода (стеклянного), потенциал которого определяется
концентрацией водородных ионов в исследуемой среде.
Приборы для потенциометрического анализа типа ЭВ-74 и рН-150 рассмотрены
ниже.
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ МОНОМЕР ЭВ-74. Предназначен для измерения
концентрации ионов водорода (рН) и других одно- и двухвалентных ионов в водных
растворах с соответствующими ионоселективными электродами. Может применяться для
измерения окислительно-восстановительных потенциалов в растворах. В клинических
лабораториях прибор, главным образом, используется для измерения рН. Поэтому основные
характеристики и правила эксплуатации прибора приводятся только для режима работы на
измерение рН.
Диапазон измерения рН от «—1» до «14». Предел допускаемой основной
погрешности при измерении рН составляет ±0,05. Пределы температурной компенсации
прибора от 0 до 100 °С.
Принцип работы иономера основан на потенциометрическом методе измерения рН.
Иономер состоит из преобразователя и системы электродов (рис. 55). На лицевой
стороне преобразователя располагаются органы оперативного управления и показывающий
прибор. На шкале показывающего прибора имеются следующие оцифровки: «—1н-19» для
измерения в широком диапазоне и «Он-5» для измерения рН в узких диапазонах, отдельную
оцифровку имеет диапазон «—1—4». Для установки температуры измеряемого раствора
имеется оцифровка «Он-100».
К органам оперативного управления относятся: тумблер «Сеть», ручки переменных
резисторов «Калибровка» и «Крутизна», «рХ» и «Температура раствора»; кнопки выбора
рода работы «Анионы/Катионы (+/—)», «рХ» и «Т»; кнопки выбора диапазона измерения:
«—1÷19», «—1÷4», «4÷9», «9÷4»; корректор показывающего прибора.
Система электродов состоит из измерительного и вспомогательного электродов.
Крепится в штативе, который устроен из основания и вертикального стержня. На стержне
крепится два кронштейна — один для держателя электродов и термокомпенсатора, второй —
подвижной со столиком для емкости с измеряемым раствором.
44
Рис. 49. Универсальный иономер ЭВ-74:
1 — преобразователь; 2 — показывающий прибор: а — шкала; б — указательная
стрелка; 3 — тумблер «Сеть»; 4 — регулятор «Калибровка»; 5 — регулятор «Крутизна»; 6 —
регулятор «Температура раствора»; 7 — кнопки выбора режима работы; 8 — кнопки выбора
диапазона измерения («— 1 —§—19»; «—1-4-4»; «4-ИЭ»; «9-Н4»); 9 — система электродов:
в — измерительный электрод; г — вспомогательный электрод; д — термокомпенсатор; 10 —
штатив с подвижным столиком для емкости с измеряемым раствором
Правила эксплуатации.
1. Перед включением в сеть прибор должен быть заземлен.
2. Подготовить соответствующим образом электроды: измерительный электрод
вымочить в 0,1 н растворе НС1 не менее 8 часов, вспомогательный электрод, удалив пробку,
промыть изнутри дистиллированной водой, затем налить насыщенный при 20 °С раствор
хлористого калия, а затем выдержать в сосуде с раствором хлористого калия в течение 48
часов.
3. Установить в держатель оба электрода и термокомпенсатор; подключить
измерительный электрод к гнезду «Изм.», вспомогательный электрод — к гнезду «В сп.»,
автоматический термокомпенсатор — к разъему «Термокомпенсатор». Указанные гнезда
находятся на задней поверхности корпуса преобразователя.
4. Отвести столик штатива в сторону, подвести под электроды стакан с измеряемым
раствором, повернуть столик обратно и отрегулировать положение держателя электродов
так, чтобы электроды не доходили до дна стакана приблизительно на 5 мм.
5. Выбрать род температурной компенсации — переключатель «Термокомпенсатор»
должен находиться в положении «Ручн.» при термокомпенсации вручную или в положении
«Авт.» при подключенном автоматическом термокомпенсаторе.
6. Нажать кнопку «t°», на температурной шкале показывающего прибора при
автотермокомпенсации
устанавливается
соответствующее
значение
температуры
измеряемого раствора; при термокомпенсации вручную соответствующее значение
температуры необходимо устанавливать вращением ручки «Температура раствора», под
контролем ртутного термометра.
Во всех случаях, когда измерение рН непосредственно не производится, должна
быть нажата кнопка «t°».
7. Нажать кнопки «Анионы/Катионы (+/—)», «рХ» и необходимого диапазона
измерения, а кнопку «Х'/Х"» оставить отжатой.
8. Отсчет показаний на диапазонах «—1÷4» и «—1÷19» следует производить по
шкалам показывающего прибора иономера с соответствующей оцифровкой. При работе на
других диапазонах для отсчета следует пользоваться шкалой «0÷5», показания которой
45
необходимо суммировать со значением нижнего предела выбранного диапазона измерений
(4, 9 или 14 рХ).
9. Выполнить калибровку прибора по буферным растворам:
а) погрузить электроды в стакан с первым буферным раствором — рН 1,1. Нажать
кнопку «—1÷4» и при нажатой кнопке «рХ» вращением ручки «Калибровка» установить на
шкале «—1÷4» значение 1,1. Выключить режим измерений, нажав кнопку «t°». Промыть
электроды в стакане с дистиллированной водой, осушить фильтровальной бумагой;
б) погрузить электроды в стакан, содержащий второй буферный раствор, рН 9,18.
Нажать кнопки «9÷14» и «рХ». Вращением ручки «Крутизна» установить стрелку
показывающего прибора на рН 9,18. Отсчет ведут по шкале «0÷5», суммируя ее значение с
цифрой «9». Окончив эту операцию, нажать кнопку «1°». Промыть электроды в стакане с
дистиллированной водой и осушить фильтровальной бумагой.
Указанные манипуляции повторяют несколько раз, добиваясь стабильности
показаний прибора. В таком случае прибор готов к измерениям рН.
10. Произвести измерение. Погрузить электроды в стакан с измеряемым раствором.
Нажать кнопки «—1÷19» и «рХ», получают по шкале «—1÷19» приблизительное значение
рН. Для точного измерения рН нажимают кнопку соответствующего узкого диапазона
измерения и снимают показания по необходимой шкале показывающего прибора.
По окончании измерения нажать кнопку «t°». Промыть электроды
дистиллированной водой и осушить их фильтровальной бумагой. Прибор готов к
следующему измерению.
11. По окончании работы выключить тумблер «Сеть». Электроды погрузить в
стакан с дистиллированной водой.
РН-МЕТР-МИЛЛИВОЛЬТМЕТР ТИПА РН-150. Предназначен для измерения
концентрации ионов водорода (рН), окислительно-восстановительного потенциала (Еh) и
температуры водных растворов. Для клинических лабораторий из указанных возможностей
прибора интерес представляет, прежде всего, измерение концентрации ионов водорода (рН).
Поэтому основные характеристики и правила эксплуатации прибора будут приведены только
для режима работы на измерение рН.
Диапазон измерения рН от «1» до «14». Цена единицы младшего разряда —0,01.
Предел допускаемой погрешности преобразователя ±0,02, рН-метра — ±0,05. Визуальный
отсчет значений измеряемой величины производится по цифровому индикатору в единицах
рН. Электропитание прибора возможно в двух вариантах: от сети переменного тока с
напряжением 220 В и от автономных батарей с напряжением 5,4—9 В.
Принцип работы прибора основан на потенциометрическом методе измерения рН.
По конструкции прибор выполнен в виде комплекта, состоящего из преобразователя, блока
сетевого питания и системы электродов (рис. 50).
Преобразователь смонтирован в корпусе, на лицевой панели которого расположены
органы управления и цифровой индикатор. Блок сетевого питания подключается к
преобразователю при использовании прибора в стационарных условиях.
Система электродов подключается к преобразователю и состоит из измерительного
стеклянного электрода и вспомогательного хлорсеребряного электрода, который для работы
в стационарных условиях крепится в штативе с держателями электродов и
термокомпенсатором. На оси штатива подвижно крепится столик, который позволяет
регулировать степень погружения электродов в сосуд с исследуемым раствором.
Правила эксплуатации.
1. Перед включением в сеть прибор должен быть заземлен.
2. Перед измерениями необходимо подготовить электроды: стеклянный электрод
измерительный вымочить в 0,1 Н растворе НС1 не менее 8 часов, вспомогательный электрод
залить насыщенным при 20 °С
46
Рис. 50. рН-метр милливольтметр типа рН-150:
1 — преобразователь; 2 — цифровой индикатор; 3 — кнопка «Вкл.»; 4 — кнопка рН;
5 — кнопка тУ; 6 — кнопка Т; 7 — ручка «Буфер»; 8 — ручка «Ручн. температура»; 9 —
резистор; 10 — система электродов: а — измерительный; б—вспомогательный; в —
термокомпенсатор; 11 —штатив с подвижным столиком для емкости с измеряемым
раствором раствором КС1, а затем выдержать в сосуде с раствором КС1 в течение 48 часов.
3. Установить в держатель оба электрода и термокомпенсатор, отрегулировать
положение держателя так, чтобы электроды не доходили до дна сосуда с измеряемым
раствором приблизительно на 5 мм.
4. Подсоединить электроды и термокомпенсатор к соответствующим гнездам
преобразователя.
5. Отвести столик штатива в сторону, подвести под электроды стакан с раствором,
повернуть столик обратно и погрузить электроды в стакан.
6. Выбрать род температурной компенсации:
а) при ручной термокомпенсации штекер автоматического термокомпенсатора
должен быть отключен. Нажать кнопку «Т» и «Вкл.», вращая ручку «Ручн. темп.»,
установить на индикаторе значение температуры буферных растворов (предварительно
измерив температуру ртутным термометром);
б) при использовании автоматической термокомпенсации повернуть ручку «Ручн.
темп.» против часовой стрелки до щелчка. Нажать кнопку «Т» и «Вкл.» на лицевой панели
прибора. На индикаторе высвечивается показание температуры. Оптимальная температура
для работы прибора +20 °С. Температура должна измеряться с точностью до 1 °С, в
противном случае преобразователь необходимо отградуировать.
7. Нажать кнопку «рН» и «Вкл.» на лицевой панели и установить резистор рН,
расположенный на боковой стенке, примерно в среднее положение.
8. Выполнить калибровку прибора по буферным растворам:
а) погрузить электроды в стакан с первым буферным раствором рН 1,1. Вращая
ручку «Буфер», установить на индикаторе значение 1,1.
Промыть электроды в стакане с дистиллированной водой, осушить фильтровальной
бумагой;
б) погрузить электроды в стакан, содержащий второй буферный раствор рН 9,18.
Вращая ось резистора «9» на боковой стенке, установить на индикаторе значение 9,18.
Промыть электроды дистиллированной водой, осушить фильтровальной бумагой.
47
9. Провести измерение. Погрузить электроды в стакан с измеряемым раствором.
Отсчет показаний произвести по истечении 3 мин. на цифровом индикаторе.
Промыть электроды дистиллированной водой, осушить фильтровальной бумагой.
Прибор готов к следующему измерению.
10. По окончании работы выключить прибор, отжав кнопку «Вкл.». Электроды
погрузить в стакан с дистиллированной водой.
РН-МЕТР—МИЛЛИВОЛЬТМЕТР ТИПА РН-150М. Предназначен для измерения
активности ионов водорода (рН), окислительно-восстановительных потенциалов (Еh) и
температуры водных растворов. Для клинических лабораторий из указанных возможностей
прибора интерес представляет, прежде всего, измерение активности ионов водорода (рН).
Поэтому основные характеристики и правила эксплуатации прибора будут приведены только
для режима работы на измерение рН.
Диапазон измерения рН от минус «1» до «14». Цена единицы младшего разряда
преобразователя (0,01). Предел допускаемой погрешности преобразователя ±0,2, рН-метра —
±0,05. Визуальный отсчет значений измеряемой величины производится по цифровому
индикатору в единицах рН.
Электропитание прибора возможно в двух вариантах: от сети переменного тока с
напряжением 220 ± 22 В, частотой 50 ± 0,5 Гц и от автономных батарей с напряжением от 5
до 6 В (четырех элементов по 1,5 В).
Принцип работы прибора основан на потенциометрическом методе измерения рН.
По конструкции прибор выполнен в виде комплекта, состоящего из малогабаритного
преобразователя, блока сетевого питания и системы электродов (рис. 51).
Преобразователь смонтирован в корпусе, на лицевой панели которого расположены
органы управления и цифровой индикатор. Блок сетевого питания подключается к
преобразователю при использовании прибора в стационарных условиях.
Система электродов подключается к преобразователю и состоит из измерительного
стеклянного электрода и вспомогательного хлорсеребряного электрода. Для рН-150М оба
электрода совмещены в комбинированный электрод, который для работы в стационарных
условиях крепится в штативе с держателями электродов и термокомпенсатором. На оси
штатива подвижно крепится столик, который позволяет регулировать степень погружения
электродов в сосуд с исследуемым раствором.
Правила эксплуатации.
1. Перед включение в сеть прибор должен быть заземлен.
2. Перед измерениями необходимо подготовить электроды: подготовка электродов к
работе производится в соответствии с рекомендациями, изложенными в паспортах на
соответствующие электроды. Вспомогательный электрод залить насыщенным при 20 °С
раствором КС1. При работе пробка для заливки КС1 должна быть удалена. Комбинированный электрод должен храниться в вертикальном положении в стакане с водой или в 0,1 н
растворе соляной кислоты.
3. Установить в держатель комбинированный электрод и термокомпенсатор,
отрегулировать положение держателя так, чтобы электроды не доходили до дна сосуда с
измеряемым раствором приблизительно на 5 мм.
4.
Подсоединить электрод и термокомпенсатор к соответствующим гнездам
преобразователя.
5. Отвести столик штатива в сторону, подвести под электроды стакан с раствором,
повернуть столик обратно и погрузить электроды в стакан.
6. Выбрать род температурной компенсации:
а) при ручной термокомпенсации, (автоматический термокомпенсатор отключен)
вращая ручку «Ручн. темп.», установить на индикаторе значение температуры буферных
растворов, измеренное стеклянным термометром с ценой деления не более 0,5 °С.
48
б) при автоматической термокомпенсации температура раствора должна измеряться
с точностью до 1 °С.
7. Установить единицы измерения рН, нажимая кнопку РЕЖИМ на лицевой панели
и, вращая резистор рНи на боковой стенке. Установить его примерно в среднее положение.
Вращение оси резистора производить ручкой, входящей в комплект к аппарату.
8. Погрузить электрод в первый буферный раствор с температурой + 20 °С (рН =
4,001) и, вращая ось резистора «Буфер», установить на индикаторе значение, равное
значению рН.
9. Промыть электрод дистиллированной водой, осушить фильтровальной бумагой и
погрузить во второй буферный раствор с температурой + 20 °С (величина рН этого
буферного раствора должна быть близка к началу (концу) диапазона измерения
анализируемых растворов).
10. Вращая ось резистора 5 на боковой стенке преобразователя, установить на
индикаторе значение, равное рН буферного раствора.
11. Промыть электрод дистиллированной водой, осушить фильтровальной бумагой.
12. Провести измерение. Погрузить электроды в стакан с измеряемым раствором.
Отсчет показания произвести по истечении 3 мин. на цифровом индикаторе.
Промыть электрод дистиллированной водой, осушить фильтровальной бумагой.
Прибор готов к следующему измерению.
13. По окончании работы выключить прибор, отжав кнопку «Вкл./Откл». Электроды
погрузить в стакан с дистиллированной водой.
Рис. 51. рН-метр милливольтметр типа рН-150М:
1 — лицевая панель; 2 — индикатор; 3 — резистор установки температуры раствора
при ручной термокомпенсации; 4 — переменный резистор для настройки по буферному
раствору; 5 — гнездо для подключения комбинированного электрода; 6 — кнопка
переключения режимов измерения; 7 — кнопка включения питания; 8 — вилка для
подключения термокомпенсатора; 9 — резистор для установки значения координаты рН; 10
49
— резистор для регулировки крутизны электродной системы; 11 — резисторы для настройки
начала и конца диапазона измерения температуры; 12 — штатив с измерительным
электродом и термометром
ТЕХНИКА ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЯ
Суть процесса центрифугирования состоит в разделении неоднородных систем
(суспензий, эмульсий) в поле действия центробежных сил. Под действием этих сил
суспензии разделяются на твердую фазу — осадок и жидкую фазу — центрифугат (фугат),
которую называют также супернатант, либо надосадочная жидкость (НОЖ). Эмульсии
разделяются на различные слои жидкости. Флотируют (всплывают) те, которые имеют
наименьшую относительную плотность.
Большой
разрешающей
способностью
обладает,
так
называемое,
«центрифугирование в градиенте плотности». Это метод разделения веществ с помощью
центрифугирования, при котором исследуемый образец наслаивается на поверхность
раствора с непрерывным градиентом плотности. В этом случае частицы вещества в процессе
центрифугирования распределяются вдоль градиента в виде дискретных зон или полос, не
смешиваясь между собой. Для создания градиента плотности используют растворы солей
тяжелых металлов или сахарозы. Центрифугирование в градиенте плотности подразделяют
на препаративное и аналитическое. Препаративное центрифугирование в градиенте
плотности заключается в целенаправленном выделении необходимого биологического
материала для последующего его анализа. Аналитическое центрифугирование в градиенте
плотности применяется само по себе как метод изучения практически чистых препаратов
макромолекул или частиц.
Центрифугирование, выполняется в аппаратах, называемых центрифугами. Важной
характеристикой центрифуг является создаваемая ими разрешающая величина ускорения
центробежного поля. Ускорение в поле центробежных сил расчитывается по формуле — ώ2 /
R
Но на практике удобнее рассматривать не указанную величину, а производное от нее
безразмерное отношение — фактор разделения. Фактор разделения — это величина
характеризующая отношение ускорения центробежных сил к ускорению силы тяжести (g).
G – ω2R / g = (2πn)2 R / g
где
ω – угловая скорость, рад/сек;
R – радиус ротора центрифуги (см);
g – гравитационная постоянная (980 см. сек -1);
π – константа (3,14);
n – число оборотов в секунду;
G – фактор разделения (относительное центробежное ускорение, выражаемое
количеством «g»).
Максимальное значение «G» практически достигается увеличением угловой
скорости при вынужденном уменьшении радиуса ротора ω и R зависят от конструктивных
особенностей центрифуг.
Наряду с величиной «G», а на практике даже чаще ее, для характеристики
разрешающей способности центрифуг используют величину угловой скорости вращения
ротора, которую в технических расчетах обозначают числом оборотов в минуту «п». При
необходимости перевести величину «G» в число «об./мин.», можно использовав следующую
формулу:
n (об. мин.) = 300 √ G/ R
50
В зависимости от достигаемого фактора разделения центрифуги принято условно
подразделять на нормальные (G < 3500) и сверхцентрифуги (G > 3500). Нормальные
центрифуги применяются для разделения обычных суспензий, главным образом, с целью
препаративного центрифугирования. Например, в клинической практике при центрифугировании мочи для получения мочевого осадка, либо при центрифугировании крови с
целью осаждения форменных элементов крови и получения плазмы (сыворотки). Реже
центрифуги данного типа используются для аналитического центрифугирования. Сверх
центрифуги служат для разделения эмульсий и тонкодисперсных суспензий. Чаще применяются в аналитическом центрифугировании. Например, для выделения из крови необходимых
фракций липопротеидов. К данному типу центрифуг относятся и, так называемые,
ультрацентрифуги, позволяющие развивать ускорение центробежного поля до 300 000 G.
Они используются сугубо в аналитических целях, например, для определения молекулярной
массы полимеров и выделения их отдельных фракций из растворов.
Характеризуя устройство лабораторных центрифуг можно отметить, что при всем
конструктивном многообразии, главными рабочими узлами этих аппаратов являются ротор и
электродвигатель, обеспечивающий вращение ротора. Роторы по конструкции бывают 2
типов: угловые и горизонтальные. Угловой ротор выполнен в виде цельнометаллической
конусовидной насадки с ячейками для пробирок, расположенными в роторе под углом к оси
вращения. Горизонтальный ротор несет подвесные стаканы для пробирок, которые при
центрифугировании откидываются и располагаются под углом к оси вращения. Ротор
обычно непосредственно насаживается на ось электродвигателя, реже вращающий момент
обеспечивается системой ременной (пасиковой) передачи. Ротор вращается в рабочей
камере, которая в простейшем виде представляет собой защитный металлический, либо
пластиковый кожух, закрывающийся крышкой. В специальных центрифугах, например, в
рефрижераторных, в рабочей камере может поддерживаться охлаждение. В ультрацентрифугах ротор вращается в бронированной камере с глубоким вакуумом для того,
чтобы исключить перегрев ротора от его трения о воздух при очень высокой скорости
вращения.
Универсальные центрифуги комплектуются набором сменных роторов: угловых,
горизонтальных со стаканами для пробирок и с фиксаторами для 96-луночных планшетов.
Выбор скорости вращения ротора может быть ограничен только несколькими строго
фиксированы ми значениями угловой скорости как, например, в центрифугах типа ОПН-3;
ОПН-8; СМ-6 (1000; 1500; 3000 об/мин). В более прогрессивных по конструкции
центрифугах скорость вращения ротора выбирается плавно в любом промежутке угловой
скорости возможной для данного типа центрифуг.
Современные центрифуги снабжены системой электронного управления функциями:
угловой скоростью, времени центрифугирования, поддержания заданной температуры в
рабочей камере и остановкой работы.
При работе с центрифугами необходимо соблюдать следующие правила:
1. Центрифуга должна быть установлена в строго горизонтальном положении и
зафиксирована на полу (напольные центрифуги) либо на прочном утяжеленном столе
(настольные центрифуги);
2.
Центрифугированию подвергаются всегда четное количество пробирок
(флаконов, планшетов);
3. Пробирки расположенные на взаимно противоположных концах ротора должны
быть строго уравновешены;
4. Крышка рабочей камеры во время центрифугирования должна быть обязательно
закрыта. Это предотвращает возможное травмирование персонала при аварийных ситуациях
и обеспечивает правильное давление воздуха в работающей центрифуге;
5. Открывать крышку рабочей камеры можно только после полной остановки
ротора;
51
6. В центрифугах набор скорости осуществляется переключателем последовательно
— от меньшей к большей.
в
Рис. 52. Настольные центрифуги
г
РАСТВОРЫ
Растворы различных химических веществ широко применяются в лабораторной
практике. Растворы — это однородные смеси, состоящие из растворенного вещества,
растворителя и продуктам их взаимодействия.
В зависимости от характера растворителя растворы могут быть водные и неводные.
В последних в качестве растворителя служит не вода, а какие-либо другие жидкости, чаще
всего органические, спирты, эфир, толуол, хлороформ, масла и т. д. К неводным
растворителям прибегают в тех случаях, когда вещество в воде нерастворимо. Но и
растворимые в воде вещества по степени своей растворимости существенно отличаются друг
от друга. Для характеристики этих различий введено понятие величины растворимости.
Требования к приготовлению растворов
1. Все водные растворы следует готовить только на дистиллированной,
бидистилированной воде, рН в областях нейтральных значений. При приготовлении водных
растворов солей заданной концентрации нужно учитывать также кристаллизационную воду.
2. Приготовляя точные растворы, нельзя наливать в мерную колбу сразу все нужное
количество воды.
3. Мерные колбы калиброваны на определенный объем лишь при температуре,
указанной на колбе. Поэтому точный объем жидкости можно получить только при
стандартной температуре.
52
4. Навески для приготовления растворов готовятся с помощью технических,
торсионных или аналитических весов.
5. Так как приготовить растворы точно заданной концентрации трудно, то прежде
чем пользоваться раствором, надо установить его концентрацию или поправку на
нормальность.
6. Необходимо наклеивать этикетки (или делать надпись специальным карандашом)
на сосудах с растворами.
7. Все растворы следует готовить только в хорошо вымытой посуде. Надо заботится
о том, чтобы приготовленные растворы не загрязнялись каким-либо образом. Нельзя путать
пробки от посуды, содержащей растворы разных веществ.
8. Растворы, которые могут, портится от действия света, как марганцовокислый
калий, азотнокислое серебро и др., нужно хранить только в темных склянках. Для некоторых
веществ можно употреблять желтые склянки, для других же сосуды необходимо оклеивать
черной бумагой, но не покрывать стекло черным лаком: лаковая пленка всегда немного
пропускает свет. Если черной бумаги нет, бутыль или другой сосуд следует оклеить плотной
бумагой и бумагу покрыть черным лаком.
9. Растворы щелочей нужно хранить так, чтобы на них не действовала двуокись
углерода. Для этого в пробку вставляют хлоркальциевую трубку, наполненную натронной
известью или другим твердым поглотителем двуокиси углерода.
10. Растворы щелочей следует готовить вначале очень концентрированными и
разбавлять их до нужной концентрации только после отстаивания и фильтрования.
11. Надо быть осторожным с растворами, которые могут вредно действовать на кожу
рук, одежду или обувь.
12. Все растворы нужно проверять. Точные растворы - путем установки титра,
приблизительные - по плотности или иным путем.
13. Растворы (за исключением точных) после приготовления следует обязательно
профильтровать. Это относится одинаково и к водным растворам, и к растворам в
органических жидкостях.
14. При приготовлении растворов в органических жидкостях надо применять только
чистые растворители и, когда нужно, - безводные. Если растворитель чем-либо загрязнен,
его следует перегнать или очистить от примесей каким-либо другим способом.
ПРАВИЛА ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРОВ
ПРОЦЕНТНЫЕ РАСТВОРЫ. По способу приготовления процентные растворы
принято делить на три группы:
1) весовые процентные растворы;
2) весо-объемные процентные растворы;
3) объемные процентные растворы.
Для каждой группы характерна своя определенная степень достигаемой точности. И,
выбирая способ приготовления процентного раствора, исследователь, прежде всего,
руководствуется целесообразностью получения той или иной степени точности
концентрации, которая либо обусловлена в исполняемом методе, либо диктуется его личным
опытом работы.
1. Весовые процентные растворы (р/р) —это растворы, содержащие определенное
количество вещества в граммах в 100 граммах раствора. Являются наиболее точными из
процентных растворов.
2. Весо-объемные процентные растворы (p/v) — это растворы, содержащие
определенное количество вещества в граммах в 100 мл раствора.
3. Объемные процентные растворы (v/v) — это растворы, содержащие
определенное количество миллилитров растворенного вещества в 100 мл раствора. Являются
наименее точными из процентных растворов.
53
ВЕСОВЫЕ ПРОЦЕНТНЬЕЕ РАСТВОРЫ (Р/Р). Более детально остановимся на
правилах приготовления весовых процентных растворов. В зависимости от характера
растворенного вещества и растворителя возможны 5 вариантов приготовления весовых
процентных растворов.
I вариант. Растворенное вещество твердое, не содержит кристаллизационную воду.
Растворитель — вода.
Рассчитываем практическую навеску вещества — Пн. Она равна указанной
1.
величине процента в граммах.
Рассчитываем необходимое количество растворителя, т. е. воды:
2.
Хн2о, г = 100 г - Пн, г.
Взвешиваем необходимое количество вещества в граммах на технохимических
весах, переносим навеску в любую посуду. Р/р растворы не обязательно готовить в мерной
посуде. Приливаем к навеске рассчитанное количество воды. Т. к. относительная плотность
воды р = 1,0; то для воды единицы массы и единицы объема равнозначны. Поэтому
отмеривают такой объем воды в миллилитрах, какой был рассчитан в граммах.
П р и м е ч а н и е : можно готовить растворы данной группы (р/р) непосредственно в
мерной посуде, поместив туда навеску вещества и доводя объем дистиллированной водой до
100 мл. В этом случае отпадает необходимость производить расчет количества растворителя.
Н а п р и м е р . Приготовить 0,9%растворNaCl водный.
1. Взвешиваем 0,9 г NaCl и переносим в химический стакан.
2. Рассчитываем необходимое количество воды:
100 г —0,9 г = 99,1 г.
3.
Отмериваем мерным цилиндром 99 мл дистиллированной воды и добавляем к
навеске NaCl (допустимо отмерить целые значения мл, так как десятые не входят в
разрешающую способность мерных цилиндров).
II вариант. Растворенное вещество твердое, содержит кристаллизационную воду.
Растворитель — вода. При расчете навески вещества вносят поправку на содержание в ней
кристаллизационной воды.
1.
Рассчитываем теоретическую навеску вещества — Тн. Она всегда равна
указанной величине процента в граммах.
2.
Рассчитываем практическую навеску вещества — Пн. Для этого необходимо
знать: теоретическую навеску, молекулярную массу кристаллогидрата. Практическую
навеску находим из следующей пропорции:
Пн
Мм кр. гидр.
— = ___________________'
Тн
Мм сух. в-ва
Тн х Мм кр . гидр
Пн = -------------------Мм сух . в – ва
3. Рассчитываем необходимое количество растворителя:
Хн2о, г = 100 г - П н , г
Например. Приготовить 10% раствор медного купороса водный.
54
Мм СuS04 • 5Н20 = 249.7; Мм СuS04= 159,6
1. Рассчитываем теоретическую навеску Тн=10 г.
2. Рассчитываем практическую навеску вещества
Пн = (10х249,7) / 159,6 = 15,6 г.
Взвешиваем на точных весах и переносим в химический стакан.
3.
Рассчитываем количество воды:
100 г — 15,6 г = 84,4 г.
4.
Отмериваем мерным цилиндром 84 мл воды и приливаем к навеске.
III вариант. Растворенное вещество — жидкость, растворитель — вода.
1. Рассчитываем теоретическую навеску жидкости в граммах. Она, как обычно,
равна указанной величине процента в граммах.
2. Рассчитываем практическую навеску жидкости в граммах. Составляем для этого
следующую пропорцию:
Пн = 100% раствор
Тн
% исх. жидкости
Пн = Тн · 100% раствор
% исх. жидкости
Здесь необходимо отметить, что используемое в пропорции понятие «100 %-ный
раствор» является чисто условным. 100% растворов не существует вообще. Фактически
100% может быть только растворитель.
3. Переводим величину Пн из единиц массы в единицы объема, то есть из грамм в
мл. Делается это потому, что при работе с жидкостью удобнее измерить объем, а не
взвешивать ее массу.
Для того чтобы перевести массу в объем, пользуются формулой:
m
V= p
где V—объем раствора в
см3 (М3); т — масса вещества, г (кг); р — плотность вещества, г/см3 (кг/м3)
4.
Рассчитываем необходимое количество растворителя. При этом из 100
вычитается не Пн в миллилитрах, а обязательно только величина Пн в граммах.
Например. Приготовить 10% раствор соляной кислоты из концентрированной с
р=1,16 г/см3 Учитывая, что концентрация соляной кислоты 37,1%.
1 Рассчитываем теоретическую навеску соляной кислоты в граммах: Тн = 10 г.
2. Рассчитываем практическую навеску соляной кислоты в
граммах:
10x100%
Пн HCL, г = --------------------------------------------- = 2 6 , 9 г
37,1%
3.
Переводим практическую навеску из граммов в миллилитры:
Пн HCL, мл
26,9
= ______ = 23,2
1,16
мл
55
4.
Рассчитываем необходимое количество дистиллированной воды:
100 г - 26,9 г = 73,1 г.
Отмериваем мерным цилиндром 23 мл соляной кислоты и переносим в химический
стакан, в который предварительно было налито 73 мл дистиллированной воды.
Перемешиваем.
IV вариант. Растворенное вещество твердое, растворитель неводный, с
относительной плотностью, отличающейся от относительной плотности воды:
1. Рассчитываем навеску вещества. Она равна величине указанного процента в
граммах.
2.
Рассчитываем количество растворителя в граммах.
Х г = 100 г — Пн, г.
3.
Рассчитываем объем растворителя в мл.
Пн, мл =
Пн,г
--------------------------------------------- ----р растворителя
Например. Приготовить 1 % раствор фенолфталеина на этиловом спирте с р = 0,81
1. Навеска фенолфталеина— 1 г.
2. Рассчитываем количество спирта в граммах: 100—1=99 г.
3. Рассчитываем количество спирта в мл:
99
0,81 = 122,2 мл
Взвешиваем 1 г фенолфталеина, переносим в химический стакан. Приливаем туда
122 мл этилового спирта. Перемешиваем.
V вариант. Растворенное вещество жидкое, растворитель неводный.
1.
Рассчитываем необходимое количество растворяемой жидкости согласно
схеме, изложенной в ІІІ варианте.
2.
Рассчитываем необходимое количество растворителя по схеме IV варианта.
Например: приготовить стандартный 0,2% раствор триолеина с р = 0,91.
Растворитель изопропиловый спирт с р =0,79
1. Навеска триолеина в граммах 0,20 г.
2. Рассчитываем количество триолеина в миллилитрах:
3. Рассчитываем количество изопропилового спирта в граммах:
100 г — 0,2 г = 99,8 г
0,20 = 0,22 мл
изопропилового спирта в
граммах:
.
0,91
4.
Рассчитываем количество изопропилового спирта в миллилитрах:
99,8
0,97 = 126,3
56
мл
Отмериваем 0,22 мл триолеина концевой пипеткой емкостью на 1,0 мл в химический
стакан. Туда же приливаем 126 мл изопропилового спирта. Перемешиваем. Для того чтобы
полностью удалить триолеин, оставшийся на стенках пипетки ее несколько раз
ополаскивают в содержимом стакана.
ВЕСО-ОБЪЕМНЫЕ ПРОЦЕНТНЫЕ РАСТВОРЫ (Р/V).
1. Принцип расчета навески растворяемого вещества остается тот же, что и для
весовых процентных растворов.
2. Особенностью данной группы растворов является то, что объем растворителя для
их приготовлен никогда не рассчитывается. Навеска необходимого вещества переносится в
мерный стакан на 100 мл после растворения навески в небольшом объеме растворителя
доливают растворитель до метки.
При таком способе приготовления совпадать концентрации для растворов р/р и p/v
будут только в случае водных растворов. Неводные растворы готовить по способу p/v не
рекомендуется, так как этом случае вносятся существенные отклонения от заданной
концентрации раствора.
ОБЪЕМНЫЕ ПРОЦЕНТНЫЕ РАСТВОРЫ (V/V). Данный способ приготовления
процента: растворов, как мы уже отмечали, является наименее точным. Применяется только
для смешивай взаимно растворяющихся жидкостей. И концентрация при этом выражается не
в процентах, а к соотношение частей жидкостей друг относительно друга. В данном
соотношении их необходимо смешать, чтобы приготовить соответствующий раствор (v/v).
Записывается подобная концентрат через двоеточие.
Например, соотношение 1:5:1 показывает, сколько частей ледяной уксусной
кислоты, уксусного ангидрида и концентрированной серной кислоты необходимо смешать
для приготовления реактива Илька в одноименном методе определения холестерина.
Концентрацию объемных процентных растворов можно обозначать также в
«градусах», как практикуется, например, в отношении этилового спирта (96°).
К этой же группе наименее точных процентных растворов следует отнести растворы,
которые можно приготовить путем разбавления из более концентрированных.
ПРАВИЛА РАЗБАВЛЕНИЯ ПРОЦЕНТНЫХ РАСТВОРОВ. Есть, по крайней
мере, два простейших правила, позволяющих быстро и в пределах допустимых
погрешностей производить расчеты получения менее концентрированных процентных
растворов из более концентрированных.
1. Правило «креста». Вычерчиваем две взаимно перпендикулярные диагонали. В
точке их пересечения то есть в центре креста, записываем величину концентрации раствора,
которую необходимо получить на конце левого верхнего луча отмечаем концентрацию
имеющегося раствора. На конце левого нижнего луча— «концентрацию» дистиллированной
воды, что, безусловно, соответствует «0». Затем вычитаем из цифры, расположенной слева
вверху, центральную цифру, результат записываем на конце правого нижнего луча, а
результат вычитания нуля из центральной цифры, записываем на правом верхнем луче.
Тогда цифры, стоящие справа, показывают, в каком соотношении нужно смешать
расположенные одном уровне с ними растворы для получения искомой концентрации.
Например, приготовить раствор из 50% раствора.
р-р
50
7
7
Н2О
О
43
57
Получаем, что для приготовления 7% раствора следует смешать 7 частей 50%
раствора и 43 части дистиллированной воды. Это же правило действует, если необходимо
смешать два раствора одного вещества, но различной концентрации, для получения третьего
раствора с промежуточной концентрацией.
3. Расчет по величине разведения. Величину разведения «X» находят из
соотношения:
%исходной жидкости
Х = _____________________
%искомой жидкости
Полученная таким образом величина разведения показывает, во сколько раз следует
развести исходную жидкость, для того чтобы получить искомую. В качестве примера
проведем расчет с такой же концентрацией, как и в предыдущем случае — из 50% раствора
получить 7% раствор.
50
Х = 7 = 7,1,
То есть 50% раствор необходимо развести в 7 раз (1:6) дистиллированной водой, для
того чтобы получить 7% раствор. Это соотношение практически совпадает с найденным по
правилу «креста» 1:6 = 7:43, только цифры правой части больше, чем в левой, а соотношение
между цифрами в каждой паре одно и то же.
ПРАВИЛА ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТИТРОВАННЫХ РАСТВОРОВ
Особенностью титрованных растворов является то, что для их приготовления нет
необходимости рассчитывать объем растворителя. Концентрация титрованных растворов
всегда задается из расчета на приготовление 1 литра раствора. Готовятся титрованные
растворы обязательно в мерных колбах. Навеску вещества берут на аналитических весах,
переносят в мерную колбу на 1 литр и после растворения в небольшом количестве
растворителя объем доводят растворителем до верхней метки колбы.
МОЛЯРНЫЕ РАСТВОРЫ. Молярными называют растворы, содержащие
определенное количество грамм-молей вещества в 1 л раствора.
Грамм-моль ( г / м ) вещества — это количество вещества в граммах, численно
равное его молекулярной массе. Например, молекулярная масса (Мм) NaOH равна 40 у. е.,
соответственно 1 грамм-моль NaOH равен 40 г, и раствор, содержащий такое количество
NaOH, будет одномолярным. Молярную концентрацию обозначают большой буквой «М».
Молярные растворы с концентрацией дольной от 1М (1 молярной), различающиеся между
собой на один порядок цифрового выражения, могут иметь следующие часто встречающиеся
сопоставимые названия:
1М — молярный раствор;
0,1М — децимолярный раствор;
0,01М — сантимолярный раствор;
0,001М — миллимолярный раствор.
В зависимости от характера растворяемого вещества могут встречаться 3 варианта
приготовления молярных растворов.
I вариант. Растворяемое вещество твердое, не кристаллогидрат.
1.
Рассчитываем величину навески вещества в граммах:
58
Пн, г == Заданная величина молярности (М) х Мм вещества.
2.
Переносим навеску вещества в мерную колбу на 1 л и после растворения
доводим объем водой до метки.
Например. Приготовить 0,25М раствор едкого натра NaOH с Мм = 40у. е.
1.
Рассчитаем необходимую величину навески в граммах:
Пн, г = 0,25 X 40 = 1 0 г .
2.
Взвешенное количество NaOH — 10 г предварительно растворяем в
химическом стакане, приблизительно в 1/3 требуемого объема дистиллированной воды, так
как процесс растворения щелочи сопровождается выделением значительного количества
тепла, а затем, после охлаждения раствора, его количественно переносят в мерную колбу на
1
л
и доводят объем дистиллированной водой до метки.
II вариант. Растворяемое вещество — кристаллогидрат.
1.
Рассчитываем величину навески вещества в граммах.
Пн, г = Заданная вел. молярности (М)хМм кристаллогидрата.
2.
Переносим навеску вещества в мерную колбу на 1 л и готовим водный раствор.
Например. Приготовить 0,5М раствор медного купороса из кристаллогидрата с
содержанием 5 молекул воды. CuS04 · 5Н2О. Мм ==249,5 у. е.
1.
Рассчитаем необходимую навеску медного купороса в граммах.
Пн, г = 0,5 · 249,5 = 124,3 г.
2.
Взвешиваем необходимое количество медного купороса и предварительно
растворяем в небольшим объеме воды в химическом стакане, количественно переносим в
мерную колбу на 1 литр, доводим объем раствора в колбе дистиллированной водой до метки.
III вариант. Растворяемое вещество жидкость, не являющаяся 100%-ной.
1.
Рассчитываем величину теоретической навески в граммах.
Тн, г = Заданная величина молярности (М) X Мм жидкости.
2.
Рассчитываем величину практической навески в граммах:
Тн х100%
Пн, г = --------------%исходной жидкости
3. Рассчитываем величину практической навески в миллиметрах:
Пн, г
Пн, г =
р
4. Отмериваем необходимый объем жидкости в мл концевой пипеткой, переносим в
мерную колбу на 1 л и доводим объем до метки дистиллированной водой.
Например. Приготовить 0,1М раствор соляной кислоты с р=1,16, из
концентрированной соляной кислоты с исходной концентрацией 37,1%.
Мм НС1 = 36,5 у. е.
1.
Рассчитываем величину Тн соляной кислоты в граммах:
Тн, г = 0,1x36,5 =3,65 г.
2.
Рассчитываем величину Пн соляной кислоты в граммах:
59
3,65x100%
Пн, г = - ---------------------------------------------= 9,83 г
37,1%
3.
Рассчитываем величину Пн соляной кислоты в миллилитрах:
9,83
Пн,мл = ------------------------------------------------- = 8,5 мл
1,16
4.
Отмериваем 8,5 мл НС1 концевой пипеткой, переносим в 1 л мерную колбу,
содержащую уже приблизительно половинное количество дистиллированной воды,
перемешиваем и доводим объем колбы до метки водой.
Если нет необходимости готовить в большом количестве (1 л) молярные растворы,
то можно раствор готовить в мерной колбе меньшего объема, но обязательно, в кратное
число раз уменьшая и навеску растворяемого вещества. Например, если по результатам
последнего расчета приготовить не 1 л, а 100 мл 0, 1М раствора НС1, то соответственно в 10
раз уменьшают и объем НС1 — в мерную колбу на 100 мл помещают 0,85 мл НС1. После
приготовления данный раствор также будет 0,1М.
НОРМАЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ. Нормальными называют растворы, содержащие
определенное количество грамм-эквивалента вещества в 1 литре раствора. Грамм-эквивалент
(Г-э) вещества — это количество вещества в граммах, численно равное его эквиваленту. Под
эквивалентом вещества понимают часть его молекулы, способную принять участие в
реакциях. Для наиболее часто употребляемых в работе классов химических соединений,
таких как основания, кислоты, соли эквивалент рассчитывается следующим образом:
Эквивалент основания равен молекулярной массе основания, деленной на число
гидроксильных групп, содержащихся в молекуле основания. Например, эквивалент гидрата
окиси кальция с Мм = 74 у. е. рассчитывается:
74
Э Ca (OH)2 = 2 = 37
Тогда 1 г-э Са(ОН)2 равен 37 г.
Эквивалент кислоты равен молекулярной массе кислоты, деленной на число атомов
водорода в ее молекуле (для неорганических кислот) или для органических кислот — на
число атомов водорода в карбоксильной группе кислоты.
Например, эквивалент серной кислоты с Мм = 98 у. е. рассчитывается
Э H 2 S О 4 = 98
2
=
49
Тогда, г-э H 2 S О 4 равен 49 г.
Эквивалент соли, равен молекулярной массе соли, деленной на произведение числа
атомов металла на его валентность.
Например, эквивалент сернокислого алюминия с Мм = 342 у. е. рассчитывается:
342
Э A l 2(SO4)3 =
= 57
2x3
Тогда, г-э A l 2 (S04)3 равен 57 г.
60
Нормальную концентрацию обозначают буквой русского алфавита «Н», либо
латинского — «N». Нормальные растворы с концентрацией дольной от 1 -нормальной и
различающиеся между собой на один порядок в цифровом выражении могут иметь
следующие сопоставимые названия:
1н — нормальный раствор;
0,1н —децинормальный раствор;
0,01н — сантинормальный раствор;
0,001н — миллинормальный раствор.
Такими обозначениями часто пользуются, особенно, если речь идет о сильно
разбавленных растворах. Например, 0,005н раствор гипосульфита натрия в методе
определения
глюкозы
крови
по
Хагедорну—Иенсену
можно
назвать
«пятимиллинормальным».
В зависимости от характера растворяемого вещества могут встречаться 3 варианта
приготовления растворов с нормальной концентрацией.
1 вариант. Растворяемое вещество твердое, не кристаллогидрат.
1. Рассчитываем эквивалент вещества.
2. Рассчитываем величину навески вещества в граммах.
Пн, г = заданная величина нормальности (Пн) Хг-э.
3. Переносим навеску вещества в мерную колбу на 1 л и готовим водный раствор.
Н а п р и м е р . Приготовить 0,1 н раствор едкого натра. Мм NaOH = 40 у. е. 1. Рассчитываем
эквивалент NaOH:
40
Э = 1 = 40
2.
Рассчитываем величину навески NaOH в граммах:
Пн, г = 0,1x 40 = 4 г.
3.
Взвешиваем 4 г NaOH, помещаем в химический стакан, растворяем в
небольшом объеме дистиллированной воды и после остывания, количественно переноси в
мерную колбу на 1 л, доводим объем колбы дистиллированной водой до метки
II вариант. Растворяемое вещество — кристаллогидрат.
1. Рассчитываем эквивалент вещества.
2. Рассчитываем величину навески вещества в граммах.
Пн, г = заданная вел. нормальности (пН) х г-э кристаллогидрата.
3.
Переносим навеску вещества в мерную колбу на 1 л и готовим водный раствор.
Н а п р и м е р . Приготовить 0,5н раствор медного купороса из кристаллогидрата с
содержанием 5 молекул воды.
CиSО4 · 5H20; Мм = 249,5 у. е.
1. Рассчитываем эквивалент CиS04 · 5H20:
2.
249,5
Э=
2
= 124,7
Рассчитываем величину навески медного купороса в граммах:
Пн, г = 0,5 ·124,7 =62,3 г.
61
3.
Взвешиваем 62,3 г, помещаем в химический стакан, растворяем в небольшом
объеме дистиллированной воды и количественно переносим в мерную колбу на 1 л, доводим
объем раствора дистиллированной водой до метки на колбе.
III вариант. Растворяемое вещество — жидкость, не являющаяся 100%-ной.
1. Рассчитываем эквивалент вещества.
2. Рассчитываем величину теоретической навески в граммах:
Тн, г - заданная величина нормальности (Пн)хг-э.
3. Рассчитываем величину практической навески в граммах:
Тн х100%
Пн, г = --------------%исходной жидкости
4.
Рассчитываем величину практической навески в миллилитрах:
Пн,г
Пн, мл = -----------------------------------------------р
5 . Отмериваем необходимый объем жидкости в мл концевой пипеткой,
переносим в мерную колбу на 1 л и доводим объем до метки дистиллированной водой.
Н а п р и м е р , приготовить 0,2н раствор серной кислоты с р=1,83 из
концентрированной серной кислоты с исходной концентрацией 93,8%. Мм H2S04 = 98 у. е.
1.
Рассчитываем эквивалент H2S04:
98
Э = 2 = 49
2.
Рассчитываем теоретическую навеску H2S04 в граммах:
Тн, г = 0 , 2 X 4 9 = 9,8 г.
3.
Рассчитываем практическую навеску Н2504 в граммах:
9,8 x1 00%
Пн, г = - ----------------------------------------------= 10,4 г
93,8 %
4.Рассчитываем практическую навеску H2S04 в миллилитрах
104
Пн, мл = ------------------------------------------------ = 5,7 мл
1,83
5.
Отмериваем H2S04 концевой пипеткой, переносим в химический стакан,
содержащий приблизительно 0,5л дистиллированной воды, перемешиваем и после
остывания количественно переносим в мерную колбу на 1 л, доводим объем в колбе
небольшими порциями дистиллированной воды до метки.
Так же, как и в случае с молярными растворами, если нет необходимости готовить
большой объем нормального раствора, можно использовать мерную колбу меньшей емкости,
чем 1 л. Но, обязательно, в кратное число раз уменьшая навеску растворяемого вещества.
62
ПРАВИЛА ПРИГОТОВЛЕНИЯ ТОЧНЫХ РАСТВОРОВ ИЗ ФИКСАНАЛОВ
Для быстрого приготовления точных растворов удобно пользоваться, так
называемыми, фиксаналами. Фиксанал — это заранее приготовленное и запаянное в
стеклянные ампулы точно отвешенное количество вещества, необходимое для
приготовления 1 л, обычно, 0,1н раствора. Бывают и другие исходные концентрации.
Стеклянные ампулы имеют два углубления — в нижней и в верхней части. На каждой
ампуле, легко смывающейся краской, нанесено название вещества и его г-э. Удобство в
пользовании фиксаналами состоит в том, что в случае необходимости приготовить точный
раствор выпадают этапы предварительного расчета навески вещества и его взвешивание.
Используют фиксанал следующим образом: прежде всего, удаляют с ампулы надпись, это
можно сделать ватным тампоном, смоченным в спирте, затем ампулу ополаскивают
дистиллированной водой. В мерную колбу на 1 л вставляют воронку, в нее кладут
стеклянный боек, который прилагается к набору фиксаналов. Боек перед употреблением
ополаскивается дистиллированной водой. Ампулу вставляют в воронку так, чтобы ее
втянутое дно касалось бойка и слегка ударяют дном о конец бойка. Одновременно
пробивают отверстие в верхнем углублении ампулы и после ее опорожнения промывают
внутренние стенки небольшими порциями дистиллированной воды, смывая остатки
содержимого в колбу. Затем объем раствора доводят дистиллированной водой до метки и
тщательно перемешивают, закрыв горлышко колбы стеклянной пробкой.
Из 0,1н фиксанального содержимого можно готовить и нормальные растворы с иной
концентрацией, для чего достаточно варьировать объемом растворителя.
Например, из 0,1н навески фиксанала можно приготовить 1н раствор, если
содержимое фиксанала перенести в мерную колбу на 100 мл. Можно получить 0,2н раствор,
растворив фиксанальную навеску в мерной колбе емкостью на 500 мл. Для приготовления
0,5н раствора используют мерную колбу емкостью 200 мл.
СПОСОБЫ ПРОВЕРКИ ТОЧНЫХ РАСТВОРОВ
Точные (титрованные) растворы периодически необходимо проверять и не только на
правильность в изначальном приготовлении. Дело в том, что при хранении титр многих
веществ в растворах может изменяться с течением времени. В качестве эталонов используют
также титрованные растворы, но наиболее устойчивые при хранении.
Так, например, титр растворов наиболее часто применяемых щелочей — NaOH, КОН
проверяют по титру щавелевой кислоты, растворы которой довольно стойки. Допустим,
необходимо проверить 0,1н раствор щелочи. Для этого готовят, соответственно 0,1н раствор
щавелевой кислоты. Взвешивают 4,5 г сухой щавелевой кислоты (СООН)2 или 6,3 г
кристаллогидрата щавелевой кислоты (СООН)2 · 2Н20. Навеску переносят в мерную колбу на
1 литр и доводят ее объем до метки дистиллированной водой. Затем из приготовленного
раствора 0,1н щавелевой кислоты отмеривают 10 мл и приливают в коническую колбочку
для титрования, добавляют туда в качестве индикатора 2—3 капли 1%-ного спиртового
раствора фенолфталеина. Содержимое колбочки титруют из бюретки проверяемым 0,1н
раствором щелочи. Момент окончания титрования, то есть точка эквивалентности,
определяется появлением малиновой окраски фенолфталеина. В идеальных случаях, когда
проверяемый раствор точно 0,1н, на титрование уйдет ровно 10 мл раствора щелочи.
Столько же, сколько взято эталонного раствора 0,1н щавелевой кислоты. Но нередко
проверяемый раствор при титровании затрачивается в несколько большем или меньшем
объеме.
Допустим, что на титрование 10 мл 0,1н щавелевой кислоты израсходовано 9,7 мл
0,1н щелочи. В данном случае на проверяемую щелочь выводится, так называемый,
63
поправочный коэффициент К = 10:9,7 = 1,03. При пользовании такой щелочью, во избежание
ошибки, количество затрачиваемого раствора умножают на его поправочный коэффициент.
Если есть 0,1н раствор NaOH, титр которого проверен, можно по нему проверить
титр какой-либо сильной кислоты, например, 0,1н H2SO4 или 0,1н НС1 (обычно они
готовятся из фиксанала). Для этого 10 мл 0,1н раствора NaOH помещают в коническую
колбочку для титрования, добавляют 2—3 капли индикатора фенолфталеина и титруют из
бюретки 0,1н раствором НС1 до исчезновения окраски. Допустим, на титрование ушло 9,7
мл 0,1н раствора НС1, то есть в данном случае необходимо выводить поправочный
коэффициент на приготовленный раствор соляной кислоты.
10 x1,03
К = 9,7 = 1,06
На данный коэффициент умножают количество затрачиваемого раствора ОДн НС1
при работе с ней.
Как вы обратили внимание, мы пользовались растворами одинаковой нормальности,
ожидая, что они прореагируют между собой в одинаковых объемах. Эта замечательная
особенность нормальных растворов вытекает из того, что вещества всегда реагируют между
собой в эквивалентных количествах, а сам принцип приготовления нормальных растворов
базируется как раз на понятии эквивалентности. Поэтому растворы одинаковой
нормальности реагируют в одинаковых объемах и, наоборот, объемы различных растворов,
количественно реагирующих между собой, обратно пропорциональны нормальностям этих
растворов. Данное положение может быть представлено в виде пропорции:
V1
H2
V2 = H1
отсюда, зная объемы прореагировавших растворов и нормальность одного из них,
можно рассчитать нормальную концентрацию второго раствора:
H1 =
V2 x H2
V1
Это правило положено в основу всех титрометрических методов исследования.
ПРИГОТОВЛЕНИЕ БУФЕРНЫХ РАСТВОРОВ.
1.
Буферные растворы состоят из раствора слабой кислоты и раствора соли
сильного основания и слабой киcлоты.
2.
Растворы имеют определенное значение рН и характеризуются буферной
емкостью
(поддержание рН в определенных пределах).
3. Растворы кислоты и соли готовятся отдельно и перед опытом сливаются в
определенных объемах для получения заданного значения рН.
4. Приготовление растворов кислоты и соли, а также объемы необходимые для
заданного рН проводятся с использованием таблиц имеющихся в справочниках для
буферных растворов.
5. После приготовления буферного раствора с заданным рН, проводится измерение
рН. В начале с помощью индикаторной бумаги, а затем на рН-метре. В случае отклонения от
заданного значения рН доводится с использованием небольшого количества (капли) либо
раствора кислоты, либо соли.
6. Буферный раствор хранится в холодильнике в течении недели, в закрытой посуде,
с этикеткой содержащей информацию о названии буфера, его рН, время изготовления и кем
изготовлен раствор.
64
ИНДИКАТОРЫ
Индикаторами называют вещества, применяемые при объемно-аналитических
определениях и в некоторых других случаях для определения конца реакции.
Момент окончания реакции определяют или по изменению окраски (например,
метилового оранжевого) или же по исчезновению или же по исчезновению или появлению ее
(например, фенолфталеина)
Применять один и тот же индикатор во всех случаях титрования нельзя: это может
привести к ошибкам. Поэтому нужно точно придерживаться указаний, какой индикатор
применять в каждом случае. Если в методике анализа сказано, что в качестве индикатора
берут метиловый оранжевый, то его и следует брать, не заменяя, например, лакмусом.
Индикаторы готовят обычно в виде разбавленных водных, спиртоводных или
спиртовых растворов.
Изменение окраски индикатора зависит от изменения концентрации ионов водорода
(рН), причем каждый индикатор меняет окраску только в определенных интервалах рН.
Индикаторы применяют также для определения реакции растворов (фильтровальная
бумага, пропитанная соответствующим индикатором). Во всех случаях определения реакции
раствора при помощи индикаторной бумаги не следует опускать ее в раствор. Надо взять
маленькую каплю жидкости при помощи или тонкого капилляра или тонкой стеклянной
палочки и захваченную жидкость наносить на индикаторную бумагу.
При титровании темноокрашенных жидкостей встречаются большие трудности, так
как часто невозможно установить момент изменения окраски обычных индикаторов. В таких
случаях полезно применять так называемые титровальные палочки. Тонкий слой жидкости
позволяет легче заметить изменение окраски, особенно если разглядывать его на фоне белой,
предпочтительнее баритовой (бланфиксовой), бумаги.
ВОПРОСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ:
1.
Перечислите основные требования по технике безопасности в биохимической
лаборатории при работе:
- с едкими веществами;
- с горючими и легковоспламеняющимися веществами;
- с электрическими и нагревательными приборами;
- с химической стеклянной посудой.
2. На какие группы делится химическая стеклянная посуда по назначению?
Приведите примеры каждой группы.
3. На какие категории делится весоизмерительная техника, которая используется в
биохимической лаборатории? Приведите примеры каждой категории.
4. Какие методы применяются в лабораторной практике для количественного
определения веществ в биологических объектах? Закон Ламберта-Меера-Бера.
5. Принцип построения калибровочной кривой.
6 Принцип и правила эксплуатации спектрофотометра.
7. Принцип и правила эксплуатации фотоэлектроколориметра.
8. Что обозначают величиной рН?
9. Принцип работы рН-метров.
10. В чем заключается суть процесса центрифугирования?
11. Что собой представляют химические реактивы?
12. На какие типы делятся химические реактивы в зависимости от степени очистки?
13. Какие существуют требования к приготовлению химических растворов?
14. Что собой представляют:
- процентные растворы;
65
- титрованные растворы;
- буферные растворы;
- точные растворы из фиксаналов?
Способы их приготовления.
15. Какие растворы называются:
- молярными;
- нормальными?
66
ПРИЛОЖЕНИЕ
БУФЕРНЫЕ РАСТВОРЫ
Исходные растворы
Раствор № 1 – соляная кислота, 0,1 н (готовится из фиксанала, либо 8,26 мл HCl с
концентрацией 37,3 % и ρ = 1,185 в 1 л воды)
Раствор № 2 – цитрат натрия, о,1 М (21,014 г Н3С6Н5О7 · Н2О + 200 мл 1 н раствора NaОН
в 1 л воды)
Раствор № 3 – уксусная кислота, 1 н (57, 1 мл ледяной уксусной кислоты с концентрацией
99,9 % и ρ = 1,050 в 1 л воды )
Раствор № 4 – NaОН, 1 н ( 40,0 г NaОН в 1 л воды)
Раствор № 5 – КН2РО4, 0,06 м ( 9,073 г КН2РО4 в 1 л воды)
Раствор № 6 - Na2НРО4, 0,06 м ( 11,866 г Na2НРО4 в 1 л воды)
Раствор № 7 – трис – (оксиметил) – аминометан (24,2 г в 500 мл воды)
Раствор № 8 - соляная кислота, 1 н (готовится из фиксанала, либо 82,6 мл HCl с
концентрацией 37,3 % и ρ = 1,185 в 1 л воды)
Цитратный буфер рН = 1,1 – 4,9. Каждый из указанных ниже объемов раствора № 2
доводят до 100 мл раствором № 1.
рН
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
2,0
р-р № 2
4,8
11,1
15,9
19,3
22,2
24,6
26,5
28,2
29,5
30,6
рН
2,1
2,2
2,3
2,4
2,5
2,6
2,7
2,8
2,9
3,0
р-р № 2
31,7
32,6
33,6
34,5
35,4
36,4
37,3
38,3
39,3
40,3
рН
3,1
3,2
3,3
3,4
3,5
3,6
3,7
3,8
3,9
4,0
р-р № 2
41,5
42,7
44,0
45,4
46,8
48,4
50,1
51,9
53,8
56,0
рН
4,1
4,2
4,3
4,4
4,5
4,6
4,7
4,8
4,9
р-р № 2
58,5
61,1
64,3
67,9
71,9
76,9
82,2
88,0
95,6
Ацетатный буфер рН = 3,8 – 6,3. К указанному объему раствора № 3 прибавляют 50
мл раствора № 4 и разбавляют дистиллированной водой до 500 мл.
рН
3,8
3,9
4,0
4,1
4,2
4,3
4,4
4,5
4,6
4,7
р-р № 3
421,5
345,1
284,4
236,2
197,9
167,4
143,3
124,1
108,9
96,8
рН
4,8
4,9
5,0
5,1
5,2
5,3
5,4
5,5
5,6
5,7
р-р № 3
87,2
79,5
73,4
68,6
64,8
61,7
59,3
57,4
55,9
54,7
67
рН
5,8
5,9
6,0
6,1
6,2
6,3
р-р № 3
53,7
53,0
52,3
51,9
51,5
51,2
Фосфатный буфер рН = 4,8 – 8,0. Каждый из указанных ниже объемов раствора №
6 доводят до 100 мл раствором № 5.
рН
4,8
4,9
5,0
5,1
5,2
5,3
5,4
5,5
5,6
5,7
5,8
5,9
6,0
р-р № 6
0,35
0,60
0,95
1,35
1,80
2,30
3,00
3,90
4,90
6,20
7,90
9,8
12,1
рН
6,1
6,2
6,3
6,4
6,5
6,6
6,7
6,8
6,9
7,0
7,1
7,2
7,3
р-р № 6
15,0
18,4
22,1
26,4
31,3
37,1
43,0
49,2
55,2
61,2
67,0
72,6
77,7
рН
7,4
7,5
7,6
7,7
7,8
7,9
8,0
р-р № 6
81,8
85,2
88,5
91,2
93,6
95,5
96,9
Буферный раствор трис – (оксиметил) – аминометана (трис-буфер) рН = 7,1 –
9,2. К 500 мл раствора № 7 прибавляют указанные ниже объемы раствора № 8 и разбавляют
дистиллированной водой до 1000мл.
рН
7,1
7,2
7,4
р-р № 8
189
183
170
рН
7,8
8,1
8,3
р-р № 8
150
90
70
рН
8,5
8,7
9,2
р-р № 8
50
16,5
5,75
Плотности и концентрации некоторых продажных реактивов
Реактив
Аммиака раствор конц.
Азотная кислота «крепкая»
Азотная кислота «слабая»
Бромистоводородная кислота
Йодистоводородная кислота
Серная кислота
Соляная кислота
Уксусная кислота ледяная х.ч.
Уксусная кислота ч.д.а. и чист.
Фосфорная кислота ч.д.а.
Фосфорная кислота чист.
Фтористоводородная кислота ч.д.а.
Фтористоводородная кислота чист.
Хлорная кислота
Плотность
при 20 °С,
г/см3
0,901-0,907
1,372-1,405
1,337-1,367
1,486
1,50-1,55
1,83-1,835
1,147-1,185
≤ 1,0503
≤ 1,0549
≥ 1,719
≥1,713
≥1,128
≥1,116
1,206-1,220
68
Концентрация
% (масс.)
25,0-27,0
60,7-68,0
54,0-60,0
46,85
45,3-45,8
93,56-95,60
35,0-38,0
≥ 99,8
≥98
≥88
≥87,5
≥40
≥35
30,0-31,61
моль/л
13,32-14,28
13,28-15,16
11,41-13,02
8,60
5,31-5,55
17,46-17,88
11,27-12,38
≥17,45
≥17,21
≥15,43
≥15,29
≥22,55
≥19,52
3,60-3,84
Количество исходных веществ для приготовления процентных растворов
кислот и аммиака (в мл на 1 л процентного раствора)
ОтносиУдельный тельная
Весовой
Исходное
вес
моле%
25 %
вещество исходного кулярная исходного
вещества
масса,
вещества
1 г-м
HCl
1,19
36,47
37,23
634,8
H2SO4
1,84
98,0
95,6
167,7
HNO3
1,40
63,02
65,6
313,0
CH3COOH
1,05
60,05
99,5
247,8
NH4OH
0,91
35,04
25,0
1000,0
20 %
10 %
5%
2%
1%
496,8
129,9
243,6
196,7
814,0
236,4
60,6
115,0
97,1
422,0
115,2
29,3
56,0
48,2
215,4
45,5
11,5
22,0
19,2
87,2
22,6
5,6
10,8
9,0
43,7
ЛИТЕРАТУРА
1. Биологическая химия: Практикум / Под общ. Ред. Ю.В. Хмелевского. – К.:Вища
школа., Головное изд-во, 1985. – 208 с.
2. Біологічна хімія: Лабораторний практикум / За заг. ред. проф. Я.І. Гонського. –
Тернопіль: Укрмедкнига, 2001. – 288 с.
3. Біохімія: Підручник / М.Є. Кучеренко та ін.. – К.: Либідь, 1995. – 464 с.
4. Горячковский А.И. Справочное пособие по клинической биохимии.-Одесса:
ОКФА, 2005.- 616 с.
5. Пустовалова Л.М. Практикум по биохимии. – Ростов – на – Дону: Феникс, 1999. –
544 с.
6. Кучеренко Н. Е., Бабенюк Ю. Д., Васильев А. Н. Биохимия (практикум). - Киев.:
Вища школа, 1988. - 128 с.
69
Составители:
Доц. Запорожченко А.В.,
Проф. Петров С.А.,
Доц. Чернадчук С.С.,
Доц. Захариева З.Е.,
Доц. Федорко Н.Л.
Доц. Вовчук И.Л.,
Доц. Сорокин А.В.,
Доц. Будняк А.К.
70