|
1.3. Meranie teploty |
Na meranie teploty sa v chemických laboratóriách používajú najčastejšie kvapalinové teplomery, prípadne termoelektrické články, tzv. termočlánky.
Jednotka hustoty v sústave SI je [°C] resp. [K]. Najbezpečnejšie kvapalinové teplomery sú ortuťové, etanolové alebo toluénové. Ortuť je pri tlaku 0,1 MPa tekutá v teplotnom intervale od -38,9 °C do +357 °C,
pričom nezmáča sklo a má konštantný koeficient teplotnej rozťažnosti. Teplomery používané pre nižšie teploty majú ako náplň na modro alebo na červeno zafarbený etanol (do teploty -70 °C),
prípadne toluén (do teploty -100 °C). Keďže obidve tieto kvapaliny majú index lomu blízky indexu lomu skla, musia sa farbiť.
Pre vyššie teploty sa ako náplň používa ortuť pod zvýšeným tlakom dusíka (do teploty 675 °C) alebo sa používa gálium (do teploty 1200 °C).
V prípade gáliového teplomera je sklo nahradené taveným kremeňom (Si02).
Teplomery sa vyrábajú v rôznej úprave: obalové, tyčinkové, zábrusové a iné. Pri obalových teplomeroch je kapilára s kvapalinou - ako aj stupnica - v sklenom ochrannom obale,
zatiaľ čo pri tyčinkových teplomeroch je kapilára s kvapalinou priamo v sklenej tyčinke a stupnica je vyznačená na povrchu tyčinky.
Zábrusové teplomery sú osobitným prípadom obalových teplomerov a používajú sa výlučne pri zostavovaní zábrusových aparatúr.
Teplomery sú kalibrované tak, že celý stĺpec náplne tyčinkového teplomera je ponorený do meraného prostredia.
V chemických aparatúrach však býva teplomer čiastočne vysunutý do chladnejšieho prostredia. Pri presných meraniach je potrebné robiť s ohľadom na túto skutočnosť korekciu.
(Potrebné údaje nájdeme prakticky v každých chemických tabuľkách).
Nové teplomery je vhodné prekontrolovať, či ukazujú správne hodnoty. Využívame na to rovnovážnu teplotu zmesi vody a ľadu (0 °C),
teplotu varu destilovanej vody pri normálnom atmosférickom tlaku (100 °C) a prípadne teplotu varu chemicky čistej síry (444,6 °C).
S teplomerom pracujeme veľmi opatrne. Nikdy ním nemiešame kvapaliny alebo suspenzie. Kladieme ho na laboratórny stôl tak, aby nemohol spadnúť.
Po skončení merania ho umyjeme, osušíme a odložíme, pričom ho nikdy neodkladáme medzi kovové potreby (pomôcky).
Ak sa nám napriek tomu ortuťový teplomer rozbije, ortuť na laboratórnom stole a podlahe neutierame, ale ju dôkladne posypeme práškovou sírou, a až po určitom čase síru s ortuťou starostlivo odstránime pomocou štetca.
Termoelektrický článok tvorí v podstate dvojica kovov, vo forme drôtov na jednom konci pevne spojených. Druhé konce sú prepojené cez citlivý milivolmeter.
Zistené termoelektrické napätie je priamo úmerné teplote zvaru termočlánku a milivolmeter býva opatrený stupnicou priamo v stupňoch Celzia - pre konkrétny typ termočlánku.
Termoelektrické články používame v chemických laboratóriách najčastejšie pre teplotný interval 400 °C až 1600 °C.
Na reguláciu teploty používame kontaktné teplomery, a to ortuťové alebo kovové. Ak sa dosiahne vo vyhrievanom priestore vopred nastavená teplota,
potom sa póly spínacieho teplomera spoja a vypínacie zariadenie preruší ohrev priestoru. Pri poklese teploty sa póly spínacieho teplomera rozpoja a ohrev vyhrievaného priestoru sa obnoví.
Kontaktné teplomery sa používajú v rôznych napríklad olejových kúpeľoch, v termostatoch, v elektrických sušiarňach a podobne.