ГАЗОВЫЕ БАЛЛОНЫ И ОБРАЩЕНИЕ С НИМИ
В лабораторной практике довольно часто приходится пользоваться различными газами, которые обычно хранят в жидком или сжатом состоянии в специальных стальных баллонах различной емкости.
Наиболее часто в лабораториях применяют кислород, азот, хлор, двуокись углерода, водород, сжатый воздух и аммиак, реже—ацетилен и метан.
Для хранения газов применяют специальные баллоны, имеющие опознавательную окраску; баллоны с газами окрашивают в следующие цвета:
По конструкции баллоны (рис. 504) разделяются на два типа: для сжатых газов и для сжиженных газов; последние обычно внутри имеют сифонную трубку.
Для хранения сжатых газов применяют простые баллоны (рис. 504, а). Баллон для хлора (рис. 504, б) состоит из корпуса 1, навинчивающегося колпака 4 и вентиля 3. Внутри баллона от горла его и почти до дна проходит сифонная трубка, через которую жидкий хлор поступает в вентиль.
Однако встречаются также баллоны для хлора и без сифонной трубки.
Для хранения ацетилена применяют специальные баллоны, которые заполняют пористой массой (например, углем), пропитанной раствором ацетилена в ацетоне.
При работе с газовыми баллонами прежде всего нужно следить, чтобы в нерабочем состоянии на баллон был всегда навинчен колпак.
Передвигать баллоны следует по возможности осторожно, так как толчки могут привести к взрыву. Лучше всего баллон поместить в специальный штатив (рис. 505).
Нельзя помещать газовые баллоны в местах, где они могут нагреваться, так как это может привести к взрыву. Как правило, баллоны должны стоять не ближе чем на 1 м от печей, отопительных батарей или других источников тепла. Летом заботятся о том, чтобы на баллон с газом не падали прямые солнечные лучи, что также может вызвать нагревание газа.
Необходимо следить за тем, чтобы выпускной вентиль не был загрязнен, в особенности каким-либо жиром или маслом (это имеет особое значение для баллонов с кислородом и другими газами-окислителями, так как возможно возгорание смазки и взрыв). Поэтому не до-пускается смазывание вентилей чем бы то ни было.
После опорожнения баллона его нужно сразу же отправить на заполнение, причем обязательно следить за тем, чтобы не путать баллонов из-под разных газов. Если баллон не имеет опознавательной окраски или надписи, обязательно нужно приклеить к баллону ярлык с указанием, какой газ был в нем.
Расходуя газ, никогда не следует снижать давление его в баллоне до атмосферного. При перезарядке баллонов на заводе исследуют находящийся в них газ, чго значительно облегчается, когда газ находится под некоторым давлением.
Периодически баллоны необходимо испытывать на давление; это испытание проводят только на заводе. На баллоне должна быть отметка о времени последнего испытания.
Совершенно недопустимо работать с неисправными баллонами или с такими, которые не проверялись в течение нескольких лет. Если в баллоне обнаружится какая-либо неисправность, например ие открывается вентиль или происходит просачивание газа через закрытый вентиль, баллон следует немедленно отправить на завод, производивший заполнение.
Ни в каком случае не допускается исправление вентиля собственными средствами. Особенно это нужно помнить при работе с ядовитыми газами, так как неисправность вентиля при попытке открыть его может привести к несчастному случаю.
Газ из баллона выпускают через выпускной вентиль (рис. 506). На штуцер 1 вентиля навинчивают ниппель— бронзовую или латунную трубку с очень узким внутренним диаметром. Наружный диаметр ниппеля около 2— 3 мм. Ниппель имеет припаянную гайку, навинчивающуюся на штуцер 1. В нерабочем состоянии штуцер закрыт навинчивающейся гайкой 2.
Когда на штуцере / закреплен ниппель или (в крайнем случае) резиновая трубка для высоких давлений (с прокладкой), осторожно поворачивают маховичок 3. В зависимости от того, какая интенсивность струи газа необходима, маховичок поворачивают больше или меньше, регулируя этим выпуск газа.
После окончания работы прежде всего закрывают возможно плотнее вентиль, затем снимают ниппель и вместо него навинчивают гайку 2 и, наконец, надевают на баллон колпак, следя за тем, чтобы и он был хорошо завинчен.
Для точной регулировки подачн газа необходимо применять так называемые редукционные вентили. Они бывают различных конструкций и отличаются друг от друга (в зависимости от редуцируемого газа) пропускной способностью, величиной рабочего давления, принципом действия. Лабораторные редукционные вентили имеют небольшую пропускную способность, до 1 м3/ч, и снабжены микрометрическим винтом, при помощи которого можно точно дозировать расход газа. Наиболее совершенные вентили имеют два манометра, один из которых показывает давление газа в баллоне, а другой давление струи выходящего газа.
Различаются редукционные вентили: для кислорода, для водорода, для ацетилена и т. д. Обычно редукционные вентили окрашивают в тот цвет, в который окрашен газовый баллон. Для каждого газа должен быть свой редукционный вентиль.
Редукционный вентиль прикрепляют на баллон при помощи накидной гайки к штуцеру выпускного вентиля, в зависимости от того, для какого газа предназначен баллон, эта гайка имеет правую или левую резьбу. Например, вентили для кислорода имеют правую резьбу, а для водорода —левую.
В лабораториях иногда встречаются более простые редукционные вентили, например вентили по Росиньолу (рис. 507). Один из них (рис. 507, а) приспособлен для насаживания на него резинового шланга, а другой (рис. 507, б) — для привинчивания ниппеля. Гибкий шланг или резиновую трубку для высоких давлений следует прочно закреплять на вентиле-проволокой так, чтобы при пуске газа они не слетали.
Применение при работе с баллонами редукционных вентилей гарантирует от слишком бурного вытекания газа и несчастных случаев, которые могут произойти в результате этого. Для выпуска газа сначала открывают редукционный вентиль, затем очень осторожно - выпускной.
Часто баллоны снабжают так называемыми игольчатыми выпускными вентилями (рис. 508), которые дают возможность при отсутствии редукционного вентиля сравнительно точно регулировать выпуск газа. Эти вентили называют также вентилями точной регулировки.
Сжатые или жидкие газы нельзя отбирать непосредственно в реакционный сосуд, предварительно их следует пропускать через предохранительную склянку, аналогично тому, как это делается при работе с вакуум-насосами.
Баллоны с сжиженными газами, имеющие сифонные трубки, при работе следует перевертывать (особенно это относится к баллонам для хлора), что предохраняет от выбрасывания из баллона струи сжиженного газа. Жидкая двуокись углерода при медленном выпускании из баллона сразу переходит в газообразное состояние; если же ее выпускать быстро, то она переходит в твердое состояние, образуя «снег» или «сухой лед», имеющий температуру от —79 до —8O 0C
При работе с газовыми баллонами нужно в основном руководствоваться следующими правилами:
1. Баллон должен быть правильно закрыт.
2. Осторожно обращаться с наполненным газом баллоном.
3. Нельзя пользоваться неисправным баллоном.
4. При работе с газовым баллоном сначала открывают редукционный вентиль, затем осторожно выпускной, следя, чтобы газ выходил под определенным давлением.
5. Баллон должен быть защищен от нагревания.
6. Следить за степенью наполнения баллона газом и, когда он израсходуется, отправить баллон на наполнение.
7. Запомнить опознавательную окраску баллонов для каждого газа или наклеить на баллон этикетку с обозначением газа и времени наполнения.
8. Экономно расходовать газ.
9. Периодически отправлять баллоны на проверку.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
О газовых баллонах см. Ф а л ь к е в и ч А. С, Аппаратура для газовой сварки, ОНТИ, 1936; К а ц М. И., Техника безопасности при эксплуатации и хранении баллонов со сжатыми, сжиженными и растворенными газами, Госхимиздат, 1960.
О сжатых газах см. Юрьев Ю. К. Практические работы по органической химии, Изд. МГУ, 1967.