Лабораторная стеклянная посуда, проверка мерного цилиндра

Лабораторная стеклянная посуда: Проверка мерного цилиндра

Введение
Мерные цилиндры – один из наиболее распространенных типов лабораторной стеклянной посуды, используемый для приблизительного измерения объемов жидкостей. В отличие от мерных колб и пипеток, они не относятся к посуде высшего класса точности, однако их правильная калибровка и состояние критически важны для получения достоверных результатов во многих лабораторных процедурах. Регулярная проверка мерных цилиндров является обязательной частью системы обеспечения качества в лаборатории.

1. Объекты испытаний
Объектом испытаний являются мерные цилиндры различных типов и номинальных объемов, изготовленные из стекла (чаще всего боросиликатного) или стойких к химическим воздействиям полимерных материалов. К ним относятся:

• Цилиндры градуированные: Имеют шкалу с делениями по всей высоте рабочей части.
• Цилиндры с носиком: Оснащены сливным носиком для удобства переливания.
• Цилиндры цилиндрические и конические: Различаются по форме (прямые стенки или слегка сужающиеся к основанию).
• Цилиндры малых и больших объемов: От 5-10 мл до 1-2 литров и более.
• Цилиндры новые: Проверяются при приемке в лабораторию на соответствие заявленным метрологическим характеристикам.
• Цилиндры, находящиеся в эксплуатации: Проверяются периодически в соответствии с установленным регламентом (программой контроля качества) или после механических повреждений, ремонта, длительного хранения.

2. Область испытаний
Проверка мерных цилиндров охватывает следующие ключевые аспекты их эксплуатационных характеристик:

• Точность вместимости (Объемная точность): Определение соответствия фактического объема жидкости, соответствующего определенной отметке шкалы (обычно номинальной вместимости цилиндра или другим контрольным точкам), установленным допустимым пределам погрешности.
• Точность нанесения шкалы: Проверка правильности расположения, ширины и четкости делений шкалы, а также цифровых обозначений. Оценка равномерности нанесения делений.
• Качество шкалы (Стойкость): Оценка устойчивости шкалы к истиранию и воздействию химических реагентов при обычных условиях эксплуатации (для новых цилиндров обычно проверяется соответствие стандарту).
• Герметичность (для цилиндров с притертыми пробками): Проверка отсутствия протечек при заполнении цилиндра жидкостью и закрытии пробкой.
• Общее состояние: Визуальный осмотр на наличие сколов, трещин, глубоких царапин, помутнений или других дефектов, которые могут повлиять на точность измерения или безопасность использования.

3. Методы испытаний

• 3.1. Метод определения вместимости (Гравиметрический метод): Это наиболее точный и распространенный метод.

  1. Цилиндр тщательно моется, ополаскивается дистиллированной водой и высушивается.
  2. Цилиндр взвешивается пустой на аналитических весах (m0).
  3. Цилиндр заполняется дистиллированной водой до нижнего края мениска на проверяемой отметке шкалы (обычно номинальный объем). Важно, чтобы цилиндр находился на строго горизонтальной поверхности, а глаз наблюдателя был на уровне мениска для исключения ошибки параллакса. Температура воды измеряется с точностью ±0.1°C.
  4. Заполненный цилиндр взвешивается (m1).
  5. Определяется масса воды (m = m1 - m0).
  6. Фактический объем (V) при температуре испытаний (t) рассчитывается по формуле: V = m / ρ, где ρ – плотность воды при температуре t (значения берутся из таблиц). Плотность воды при 20°C обычно используется как эталонная.
  7. Рассчитывается погрешность: ΔV = Vфакт - Vномин.
  8. Сравнивается с допустимыми пределами погрешности для данного класса точности и номинального объема цилиндра (определяются по соответствующим стандартам, например, ISO или ГОСТ).
  9. Проверку рекомендуется проводить как минимум для номинального объема и, при необходимости, для других контрольных точек (например, 50% от номинала).

• 3.2. Визуальный метод контроля шкалы и состояния:

  1. Проводится тщательный визуальный осмотр цилиндра при хорошем освещении.
  2. Проверяется целостность стекла/материала: отсутствие сколов, трещин, глубоких царапин, пузырей, свилей.
  3. Оценивается четкость и сохранность шкалы: линии должны быть четкими, непрерывными, равномерной толщины, перпендикулярными оси цилиндра. Цифры и обозначения должны быть легко читаемыми.
  4. Проверяется равномерность нанесения делений. Ширина делений и промежутков между ними должна быть постоянной.
  5. Для шкалы на новой посуде проверяется стойкость краски к истиранию (легкое протирание влажной тканью не должно вызывать потери четкости).

• 3.3. Метод проверки герметичности (для цилиндров с пробками):

  1. Цилиндр заполняется водой примерно до 90% номинального объема.
  2. Насухо вытирается горловина цилиндра и пробка.
  3. Пробка плотно вставляется в горловину цилиндра.
  4. Цилиндр переворачивается вверх дном и удерживается в таком положении 10-15 секунд.
  5. Проверяется отсутствие протечек или капель воды по линии соприкосновения пробки и горловины.

4. Испытательное оборудование

Для проведения проверки мерных цилиндров требуется следующее оборудование:

• Аналитические весы: Должны иметь точность, достаточную для определения объема с погрешностью не более 1/10 от допустимой погрешности проверяемого цилиндра. Например, для цилиндра 100 мл с допустимой погрешностью ±1 мл, погрешность весов должна быть не хуже ±0.1 г.
• Термометр: Термометр с диапазоном измерения от 10°C до 30°C и ценой деления не более 0.1°C для точного измерения температуры воды.
• Источник дистиллированной воды: Вода должна соответствовать требованиям по чистоте (как минимум, степень чистоты 3 по ISO 3696).
• Горизонтальная поверхность: Устойчивый, отъюстированный по уровню стол для установки цилиндра во время заполнения и считывания показаний шкалы.
• Чистящие средства: Мягкие моющие растворы, щетки, дистиллированная вода для ополаскивания, безворсовые салфетки для сушки.
• Эталонные таблицы плотности воды: Таблицы зависимости плотности дистиллированной воды от температуры в диапазоне, используемом при испытаниях (обычно 15-25°C).
• Линейка или штангенциркуль (опционально): Для проверки ширины делений и расстояний между ними при визуальном контроле шкалы.

5. Примечания

• Периодичность проверки: Устанавливается внутренними регламентами лаборатории (Программа контроля качества) на основе интенсивности использования, критичности измерений и требований нормативных документов. Обычно составляет 1-3 года.
• Документирование: Результаты всех проверок (вместимость, погрешность, состояние) должны тщательно документироваться. На проверенный цилиндр наносится уникальный идентификатор и метка о последней проверке (обычно наклейка с датой и инициалами проверяющего).
• Критерии приемки: Цилиндр признается годным, если погрешность объема не превышает допустимого предела для его класса и номинала, шкала находится в удовлетворительном состоянии, отсутствуют дефекты, влияющие на использование, а цилиндр с пробкой – герметичен.

Заключение
Проверка мерных цилиндров – это обязательная процедура, обеспечивающая надежность и точность измерений объемов жидкостей в лабораторной практике. Использование стандартизированных методов и точного оборудования позволяет объективно оценить соответствие цилиндров метрологическим требованиям и вовремя вывести из эксплуатации непригодные экземпляры. Регулярная проверка является основой для получения достоверных экспериментальных данных.