МИКРОЛАБОРАТОРИЯ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА Российский патент 2003 года по МПК G09B23/24 

Изобретение относится к средствам обучения учащихся в учебных заведениях различного уровня на уроках химии, а именно к средствам проведения практических химических экспериментов, а также для научных исследований.

Известны технические решения по патентам США 3300055, 3480152 по кл. 211-74, в которых склянки, пробирки устанавливаются в углубления, выполненные или в наклонной плоскости, или на ступенчатом планшете. Однако эти технические решения не являются пригодными в процессе обучения учащихся и студентов, так как ограничены в своих функциональных возможностях.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является микролаборатория для химического эксперимента, описанная в статье "Творческий поиск учителя" в журнале "Химия в школе", 1985, 3, С.52-54. В ней описывается разработанный стол, в отсеке которого размещены многоярусный штатив с гнездами, расположенными в шахматном порядке, в которых размещен постоянный набор реактивов. Все реактивы помещены в склянки, часть которых закрыты капельницами, а часть обычными пробками. Склянки снабжены этикетками, имеющими различную окраску (и такие же соответствующие этикетки на штативе), а также прозрачную в виде прямоугольника планшетку с ячейками. Однако такое решение очень громоздко, требует больших затрат и взаимосвязано с большим переоборудованием классных комнат. Кроме того, данное техническое решение не содержит всех необходимых средств для индивидуальной подготовки учащихся при проведении экспериментальных работ в школах и вузах.

Технической задачей настоящего изобретения является создание такой микролаборатории, которая бы обеспечила устойчивое закрепление склянок с реактивами, индивидуальное безопасное проведение любых лабораторных опытов по электропроводности растворов каждым учащимся по различным разделам неорганической, органической, общей и аналитической химии с использованием безопасных микро-и полумикрометодов, что значительно повысит интерес учащихся к химии, а также оснащение микролаборатории необходимыми наглядными учебными материалами и их удобное расположение в ней.

Технический результат заключается в обеспечении безопасности, наглядности и простоты проведения химических экспериментов.

Поставленная задача достигается тем, что в микролаборатории для химического эксперимента, содержащей штатив, в корпусе которого в шахматном порядке расположены гнезда, заполненные склянками с реактивами, прозрачную в виде прямоугольника планшетку с ячейками, дополнительно содержится задняя стенка, держатель электродов, электронагреватель пробирок, лапчатый пробирочный зажим со стержнем и соединительной муфтой, при этом верхняя панель корпуса штатива выполнена наклонной с вертикальными цилиндрическими гнездами, планшетка выполнена с нижними отбортовками и снабжена фиксирующими отверстиями, расположенными на одной поперечной оси с ячейками, соединенными общим каналом, а держатель электродов выполнен в виде короба, снабженного удерживающим блоком для подвижной установки электродов, а в нише короба расположены электропровода с наружным выводом клемм и выключателя, причем удерживающий блок снабжен фигурными боковинами, между которыми в нижней части закреплена перемычка с вырезом и фиксаторами, взаимодействующими с отверстиями планшетки, а в верхней части боковин, со смещением относительно выреза, закреплена траверса для установки электродов и размещения пружинных фиксаторов электродов, при этом электронагреватель выполнен в виде перфорированного цилиндра с основанием и размещенными внутри него стакана, со сферическим внутренним дном и вертикальными прорезями в стенках стакана, закрепленного на вмонтированном в теплоизолятор нагревательном элементе, соединенным с электрошнуром, а в корпусе штатива между задней стенкой и наклонной верхней панелью в зоне расположения гнезд дополнительно выполнена щель для размещения табличного материала.

Поставленная цель достигается тем, что обе створки лапчатого пробирочного зажима выполнены в виде пластин с изогнутыми свободными концами каждой створки, а другой конец одной створки жестко закреплен к стержню, а другой конец второй створки изогнут под прямым углом и снабжен овальным отверстием, сквозь которое пропущен стержень, при этом обе пластины в средней своей части соединены регулировочным винтом, а корпус соединительной муфты выполнен в виде снабженного сквозными взаимно перпендикулярными отверстиями полого прямоугольного параллелепипеда, в полость которого вставлены с возможностью перемещения два вкладыша, причем каждый вкладыш снабжен сквозным отверстием, совпадающим с соответствующим отверстием корпуса муфты и наружным резьбовым хвостовиком, на каждый из которых навинчивается фиксатор, при этом торцы корпуса муфты снабжены предохранителями от выпадения вкладышей.

Поставленная цель достигается тем, что электроды устанавливают под углом с возможностью свободного падения в ячейки планшетки при отпущенных фиксаторах.

На фиг. 1 изображена микролаборатория для химического эксперимента, вид сверху; на фиг.2 изображена планшетка; на фиг.3 - вид по стрелке А фиг.; на фиг. 4 изображен держатель электродов, вид сбоку; на фиг.5 - то же, вид сверху; на фиг.6 изображен электронагреватель, вид сверху; на фиг.7 - разрез по А-А фиг.6; на фиг.8 изображен лапчатый пробирочный зажим со стержнем и соединительной муфтой; на фиг.9 - разрез В-В фиг.8.

Микролаборатория для химического эксперимента содержит штатив 1 (см. фиг.1), на наклонной верхней панели 2 которого выполнены вертикальные цилиндрические гнезда 3, в которые вставляются склянки с реактивами. Каждая склянка снабжена этикеткой, на которой имеется информация: формула реактива, находящегося в склянке, название реактива, порядковый номер склянки, причем такой же номер нанесен любым способом около соответствующего гнезда штатива, в нижней части эллипса. Выполнение верхней панели для установки склянок в виде наклонной плоскости, а гнезд для склянок в виде вертикального цилиндра обуславливает образование на наклонной плоскости эллипсов, при этом нижняя часть каждого эллипса обеспечивает открытость этикетки склянки, в то время как боковые и задняя стенки эллипса надежно охватывают склянку с реактивами и обеспечивают ее устойчивое положение, одновременно сохраняя наглядный обзор номеров склянок и вида реактива. Нумерация гнезд на штативе начинается с левого края нижнего яруса гнезд, где расположены наиболее употребляемые реактивы.

В корпусе штатива между передней панелью 2 и задней стенкой 4 образована щель 5 для размещения необходимых таблиц или другого наглядного пособия.

Микролаборатория для химического эксперимента снабжена планшеткой 6 (см. фиг. 2, 3), выполненной в виде прямоугольника с наружными отбортовками 7, служащими для нее опорами. Планшетка также дополнительно снабжена фиксирующими отверстиями 8, выполненными на поперечной оси двух ячеек 9, соединенных общим каналом 10. Микролаборатория снабжена усовершенствованным держателем электродов (см. фиг.4,5). Держатель электродов выполнен в виде короба 11, на котором закреплен удерживающий блок 12, предназначенный для подвижной установки электродов 13 под углом. Электроды 13 фиксируются пружинными фиксаторами 14, расположенными в траверсе 15 удерживающего блока 12, при этом траверса 15 закреплена в верхней части фигурных боковин 16. Между фигурными боковинами 16 в их нижней части закреплена перемычка 17, в которой выполнен вырез, по бокам выреза установлены фиксаторы 18, взаимодействующие с отверстиями 8 планшетки 6, при подведении планшетки 6 под перемычку 17. В результате такого конструктивного выполнения планшетки 6 и удерживающего блока 12 осуществляется надежная фиксация этих элементов при выполнении работ по электролизу. Электроды 13 подсоединены соответственно к клеммам 19 проводами 20 (не показаны), расположенными в коробе 11, при этом клеммы 19 выведены на верхнюю поверхность 21 короба, а один из проводов 20 снабжен выключателем 22. При проведении опытов к клеммам 19 подается напряжение. Электроды 13, установленные под углом к горизонту, при освобождении от фиксации пружинными фиксаторами 14 опускаются в ячейки 9, соединенные общим каналом 10 планшетки 6.

Микролаборатория для химического эксперимента снабжена модернизированным электронагревателем 23 для пробирок (см. фиг.6,7). Электронагреватель состоит из корпуса, выполненного в виде перфорированного цилиндра 24 с основанием 25. На основании 25 закреплен теплоизолятор 26, в котором вмонтирован нагревательный элемент 27, на котором закреплен стакан 28 со сферическим внутренним дном и вертикальными прорезями 29 в стенках стакана. Нагревательный элемент 27 подключается к источнику тока электрошнуром 30. Кроме того, цилиндр 24 электронагревателя снабжен горизонтальным стержнем 31 для закреплении его в физическом штативе (не показан), а на теплоизоляторе 26 установлены дополнительные фиксаторы 32 для пробирок.

Микролаборатория для химического эксперимента снабжена модернизированным лапчатым пробирочным зажимом 33 (см. фиг.8). Зажим 33 содержит две створки 34, выполненные в виде пластин. Свободные концы 35 пластин изогнуты для обхвата пробирок. Второй конец 36 одной пластины приварен к стержню 37, а второй конец 38 второй пластины изогнут под прямым углом и снабжен овальным отверстием, сквозь которое пропущен стержень 37. Обе пластины в средней части соединены регулировочным винтом 39 для изменения зева зажима. Стержень 36 снабжен соединительной муфтой 40, корпус которой выполнен в виде полого прямоугольного параллелепипеда. В корпусе муфты выполнены сквозные взаимно перпендикулярные отверстия, при этом в полость корпуса вставлены с возможностью перемещения два вкладыша 41, в которых также выполнены сквозные отверстия, совпадающие с соответствующими отверстиями корпуса муфты. Вкладыши снабжены наружными резьбовыми хвостовиками, на которые навинчиваются фиксаторы 42, при этом корпус соединительной муфты по торцам снабжен предохранителями от выпадения вкладышей 41.

Такое выполнение соединительной муфты обеспечивает надежное закрепление стержня 33 в ней, а также всего лапчатого зажима в физическом штативе (не показан).

Предложенная микролаборатория для химического эксперимента позволяет выполнять полный перечень лабораторных опытов и практических работ, предусмотренных базовым уровнем химического образования, а также обеспечивает их безопасность, так как используется минимальное количество реактивов, надежно установленных и зафиксированных в своих гнездах. Разработанная конструкция микролаборатории обеспечивает наглядность и простоту проведения химических экспериментов, что значительно повышает интерес учащихся к предмету и совершенствует их практические умения и навыки, так как микролаборатория является индивидуальным набором для каждого учащегося.

Данная микролаборатория была апробирована в общеобразовательной школе г. Москвы, а ее результаты показали, что разработанная конструкция микролаборатории и ее оснащение позволяют более рационально использовать рабочее время учителя и учащихся.

Изобретение предназначено для использования при проведении практических химических экспериментов, а также для научных исследований. Содержит штатив с наклонной верхней панелью и гнездами, в которые вставлены склянки с реактивами, прозрачную прямоугольную планшетку с ячейками. Дополнительно содержит держатель электродов, электронагреватель, лапчатый пробирочный зажим со стержнем и соединительной муфтой. Планшетка выполнена с нижними отбортовками и снабжена фиксирующими отверстиями, расположенными на одной поперечной оси с ячейками, соединенными общим каналом. Держатель электродов выполнен в виде короба, снабженного удерживающим блоком. В нише короба расположены электропровода с наружным выводом клемм и выключателя. Удерживающий блок снабжен фигурными боковинами, между которыми в нижней части закреплена перемычка с вырезом и фиксаторами. В верхней части боковин со смещением относительно выреза закреплена траверса для установки электродов и размещения пружинных фиксаторов электродов. В корпусе штатива между задней стенкой и наклонной верхней панелью в зоне расположения гнезд дополнительно выполнена щель для размещения табличного материала. Электронагреватель выполнен оригинальной конструкции. Обеспечиваются безопасность, наглядность и простота проведения химических экспериментов. 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Микролаборатория для химического эксперимента, содержащая штатив, в корпусе которого в шахматном порядке расположены гнезда, заполненные склянками с реактивами, прозрачную в виде прямоугольника планшетку с ячейками, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена задней стенкой, держателем электродов, электронагревателем пробирок, лапчатым пробирочным зажимом со стержнем и соединительной муфтой, при этом верхняя панель корпуса штатива выполнена наклонной с вертикальными цилиндрическими гнездами, планшетка выполнена с нижними отбортовками и снабжена фиксирующими отверстиями, расположенными на одной поперечной оси с ячейками, соединенными общим каналом, а держатель электродов выполнен в виде короба, снабженного удерживающим блоком для подвижной установки электродов, а в нише короба расположены электропровода с наружным выводом клемм и выключателя, причем удерживающий блок снабжен фигурными боковинами, между которыми в нижней части закреплена перемычка с вырезом и фиксаторами, взаимодействующими с отверстиями планшетки, а в верхней части боковин, со смещением относительно выреза, закреплена траверса для установки электродов и размещения пружинных фиксаторов электродов, при этом электронагреватель выполнен в виде перфорированного цилиндра с основанием и размещенным внутри него стаканом со сферическим внутренним дном и вертикальными прорезями в стенках стакана, закрепленным на вмонтированном в теплоизолятор нагревательном элементе, соединенном с электрошнуром, а в корпусе штатива между задней стенкой и наклонной верхней панелью в зоне расположения гнезд дополнительно выполнена щель для размещения табличного материала. 2. Микролаборатория для химического эксперимента по п. 1, отличающаяся тем, что створки лапчатого пробирочного зажима выполнены в виде пластин с изогнутыми свободными концами каждой створки, а другой конец одной створки жестко закреплен к стержню, а другой конец второй створки изогнут под прямым углом и снабжен овальным отверстием, сквозь которое пропущен стержень, при этом обе створки в средней своей части соединены регулировочным винтом, а корпус соединительной муфты выполнен в виде снабженного сквозными взаимно перпендикулярными отверстиями полого прямоугольного параллелепипеда, в полость которого вставлены с возможностью перемещения два вкладыша, причем каждый вкладыш выполнен со сквозным отверстием, совпадающим с соответствующим отверстием корпуса муфты, и снабжен наружным резьбовым хвостовиком, на каждый из которых навинчивают фиксатор, при этом торцы корпуса муфты снабжены предохранителями от выпадения вкладышей. 3. Микролаборатория для химического эксперимента по п. 1, отличающаяся тем, что электроды установлены под углом с возможностью их падения в ячейки планшетки при отпущенных фиксаторах.