Правила тб при работе в химической лаборатории. Правила устройства, техники безопасности, производственной санитарии, противоэпидемического режима и личной гигиены при работе в лабораториях (отделениях, отделах) санитарно-эпидемиологических учреждений сис
Общие положения безопасной работы
1. К работе в лаборатории допускаются лица, достигшие 18 летнего возраста, прошедшие медосмотр не имеющие противопоказания по состоянию здоровья, прошедшие инструктаж по технике безопасности, противопожарным мероприятиям и охране труда. В лаборатории следует работать в чистом халате. Нельзя пить воду, принимать пищу, курить.
2. Тщательно следить за чистотой реактивов и не опускать использованную пипетку в емкость с другим реактивом, а также выливать реактив, взятый для анализов, обратно в емкость.
3. Не следует использовать один и тот же инструмент для отбора различных веществ.
4. Нельзя заглядывать сверху и наклоняться над сосудами с кипящей жидкостью или при смешивании в них каких-либо веществ.
5. При работе с опасными веществами в лабораторной комнате должно находиться не менее двух сотрудников, один из которых назначается старшим.
6. Разрешается работать только на исправных электроприборах и оборудовании.
7. После окончания аналитических работ необходимо выключить воду, газ, электроприборы.
Техника безопасности при эксплуатации электроустановок
1. К оперативному обслуживанию электроустановок допускаются лица, прошедшие обучение и проверку знаний с выдачей специального удостоверения.
2. Установки напряжением выше 1000В обслуживаются только специально обученным персоналом.
3. При эксплуатации электронагревательных приборов необходимо соблюдать правила противопожарной безопасности.
4. Питание переносных электроприемников разрешается только через трансформатор, подключение к автотрансформатору запрещается. Перед началом работы с электроинструментом нужно убедиться в его исправности.
5. Для зашиты от поражения электротоком необходимо пользоваться защитными диэлектрическими средствами.
Техника безопасности при мытье химической посуды .
Мыть посуду следует сразу после ее использования, не откладывая на следующий день.
При выборе способа очистки необходимо исходить из природы загрязнения их растворимости в воде или водных растворах, в органических растворах, способности окисляться.
При работе с ершом нужно следить за тем, чтобы нижним концом его не проткнуть дно или не разбить стенки сосуда.
При мытье обязательно надевать резиновые перчатки, а в случае использования агрессивных жидкостей, особенно хромовой смеси, концентрированных щелочей и т.п. - защитные очки или маску.
Желательно, чтобы очистка посуды осуществлялась непосредственно работающим с ней сотрудником. Если свойства загрязнения лаборанту неизвестны, перед мытьем посуды он должен получить подробные сведения от сотрудника, работавшего с этой посудой.
Чистой считают такую стеклянную посуду, на стенках которой не остается отдельных капель, а после стекания воды видна ее тончайшая равномерная пленка. Чистую посуду сушат в сушильном шкафу при температуре 80-100°С.
Техника безопасности при работе с едкими веществами (кислоты, щелочи)
1. Все химические реактивы должны храниться в соответствующей упаковке и иметь этикетки с ясным обозначением содержимого.
2. Растворы щелочей и концентрированных кислот должны храниться в помещении лаборатории в небольших количествах, в толстостенной стеклянной таре объемом 1-2 л под тягой.
3. Переливание концентрированных кислот и щелочей в рабочих помещениях производится только в вытяжном шкафу.
4. Для переноса малых количеств кислот и щелочей следует использовать пипетки с резиновыми грушами.
5. Нейтрализацию проводить только после разбавления.
6. При приготовлении растворов кислот кислоту вливают в воду при охлаждении, а не наоборот, так как при этом происходит значительное выделение тепла, что может привести к растрескиванию стеклянной посуды и «выбрасыванию» брызг кислоты.
1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
Для обеспечения безопасного труда сотрудников биохимической лаборатории следует руководствоваться международными стандартами надлежащей лабораторной практики (GLP, Good Laboratory Practice), а также общегосударственными законами и ведомственными документами по технике безопасности при проведении работ в лаборатории.
Во время работы в лаборатории следует неукоснительно соблюдать правила техники безопасности. Каждый работающий должен быть полностью информирован о требованиях техники безопасности, принятых в лаборатории, и о местонахождении средств противопожарной безопасности и аптечки первой помощи. Для ознакомления с правилами безопасного проведения работ организуется регулярный инструктаж сотрудников. Результаты инструктажа заносятся в специальный журнал.
Важным элементом обеспечения безопасных условий работы является правильная организация труда сотрудников лаборатории, рационализация работ.
Во время работы необходимо соблюдать правила личной гигиены.
Курить в лаборатории запрещается.
Помещения лаборатории должны быть оборудованы специальными контейнерами для сбора мусора и производственных отходов. Утилизация отходов должна проводиться регулярно в соответствии со специальными требованиями по утилизации отходов.
Помещения лаборатории должны быть оборудованы местами хранения повседневной и спецодежды, индивидуальных средств защиты, а также специально выделенными местами для переодевания.
Все помещения лаборатории должны быть оборудованы аптечками для оказания первой (неотложной) помощи.
В каждой лаборатории должны быть хорошая вентиляция, водопровод с горячей и холодной водой, система электропитания, канализация, установки для дистилляции воды.
В качестве спецодежды в лаборатории используются лабораторные халаты и перчатки.
Халаты должны быть достаточно длинными и застегиваться полностью, при этом быть закрытыми спереди. Рукава должны плотно охватывать запястья. Перчатки должны быть удобными и достаточно длинными.
Защита глаз обеспечивается защитными очками с противоударными стеклами и защитными масками различной конструкции.
В случае необходимости для защиты органов дыхания используют респираторы различного типа (в зависимости от степени опасности).
Все химические вещества (реактивы), используемые в биохимической лаборатории, подразделяются на 8 групп хранения в зависимости от степени их опасности. Особенности правил работыс определенными реактивами и требования к их хранению зависят от отнесения ве- щества к той или иной группе хранения (см. табл. 1).
Не допускается совместное хранение химических веществ (реактивов), способных к активному взаимодействию друг с другом.
Ядовитые и сильнодействующие вещества (включая лекарственные препараты списков А и Б) следует хранить в сейфе или специальном шкафу под замком и пломбой.
Вся посуда, содержащая реактивы и готовые реагенты, должна быть маркирована соответствующими этикетками.
Хранить химические вещества (материалы) и готовые реагенты в таре без этикеток или с надписями, сделанными стеклографом на стекле, запрещается. Если этикетка утеряна, а идентифицировать содержимое не представляется возможным, содержимое подлежит уничтожению в соответствии с требования правил утилизации химических веществ (материалов).
Сосуды с химическими веществами, обладающими потенциально опасными свойствами, должны в обязательном порядке содержать маркировку в соответствии с требованиями ГОСТ:
легковосиламеняющиеся вещества,
взрывооиасные вещества,
едкие вещества,
ядовитые вещества.
Таблица 1. Классификация химических реактивов в биохимической лаборатории
Группа | Общие свойства | Перечень веществ | Условия хранения |
Взрывчатые вещества | Нитроглицерин | ||
Вещества, выделяющие при взаимодействии с водой легковоспламеняющиеся газы | Литий, натрий, кальций металлические; кальция карбид | ||
Самовозгорающиеся вещества | |||
Легковоспламеняющиеся жидкости (темпе- ратура воспламенения ниже 61 ?C) | Диэтиловый эфир, ацетон, этанол | В металлическом ящике или в специальной заводской укладке |
|
Легковоспламеняющиеся твердые вещества | Сера, фосфор красный | В сейфе или в шкафу под замком |
|
Окисляющие (воспламеняющие) реактивы | Калия перманганат, азотная кислота (конц.), нитраты щелочных металлов | В шкафу под замком, отдельно от реактивов IV и V групп |
|
Вещества повышенной физиологической активности (ядовитые) | Бром, аммиак, бария нитрат, свинца (II) оксид | В сейфе или в шкафу под замком |
|
VIII | Малоопасные и безопасные вещества | Натрия хлорид, сахароза, магния сульфат | Нет особых условий хранения |
2. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПЕРЕД НАЧАЛОМ РАБОТ
Перед началом работ необходимо проверить исправность оборудования, вентиляции, газовой сети, водопровода, системы электропитания. В случае выявления неисправностей, создающих повышенную опасность, работу в лаборатории запрещается проводить до их устранения.
3. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ВО ВРЕМЯ РАБОТЫ
Во время работы следует соблюдать порядок, чистоту и аккуратность, чтобы максимально избежать воздействия вредных и потенциально опасных факторов.
Работы в лаборатории должны проводиться в спецодежде, а при необходимости - с использованием соответствующих индивидуаль- ных средств защиты.
В лаборатории запрещается пробовать на вкус любые реактивы и расходные материалы, пить, есть и курить.
Все работы можно проводить только в чистой посуде, не содержащей даже следовых количеств предыдущей анализируемой про- бы или каких-либо реагентов. Использованная посуда должна сразу после проведения анализов мыться или складываться в специально отведенном месте для грязной посуды во избежание повторного использования.
Во время нагревания жидких и твердых веществ в пробирках и колбах нельзя направлять отверстие пробирки или колбы на себя или других людей. Нельзя заглядывать сверху в нагреваемые сосуды во избежание возможных травм при выбросе горячей массы из сосуда.
При эксплуатации приборов и аппаратов следует руководствоваться инструкциями и правилами, изложенными в техническом паспор- те и руководстве по эксплуатации.
В процессе эксплуатации аппаратуры должна быть исключена возможность ее падения. Запрещается прикасаться к движущимся и вращающимся частям используемого оборудования.
Все электрические приборы должны быть заземлены, если отсутствие заземления не предусмотрено их конструкцией. По возможности следует избегать использования удлинителей.
Электроплитки, муфельные печи и другие электронагревательные приборы должны размещаться на термоизолирующем материале.
Недопустимо оставлять во включенном состоянии без присмотра электронагревательные приборы, за исключением приборов, предна- значенных для круглосуточной работы.
Сосуды с любыми веществами и реагентами следует брать одной рукой за горлышко, а другой - аккуратно поддерживать за дно.
Никакие вещества в лаборатории нельзя пробовать на вкус.
Нюхать вещества можно, лишь осторожно направляя на себя пары или газы легким движением руки, но ни в коем случае не наклоняясь к сосуду и не вдыхая пары (газы) полной грудью.
Пролитые жидкие вещества (реагенты), обладающие опасными свойствами, следует немедленно нейтрализовать, посуду тщательно обезвредить и очистить, запачканную одежду - обезвредить и передать в стирку.
При использовании для дозирования жидких реактивов пипеток категорически запрещается затягивать реактивы в пипетки ртом.
Легковоспламеняющиеся вещества запрещается помещать в термостат.
При работе с едкими веществами необходимо пользоваться индивидуальными средствами защиты (перчатки, защитные очки). Запрещается приливать воду к кислоте.
При работе с едкими и летучими веществами запрещается пользоваться контактными линзами.
При пролитии едких веществ следует немедленно засыпать пролитое вещество сухим песком, удалить его и место, где пролилось вещество, тщательно промыть водой.
Запрещается выливать ртуть в канализацию. Для сбора ртути следует использовать стеклянную толстостенную банку с водой, закрывающуюся резиновой пробкой. Пролитую ртуть собирают с помощью стеклянной ловушки с резиновой грушей, а ее мельчайшие капельки - ветошью, смоченной 0,1%-ным раствором КМп0 4 , слегка подкисленным HCl. После этого поверхность обрабатывают 20%-ным водным раствором FeCl 3 и промывают водой.
Запрещается выливать в раковину концентрированные растворы щелочей и кислот, органические растворители, легковоспламеняющиеся, горючие и взрывоопасные вещества, щелочные металлы. Все указанные отходы должны обязательно собираться в специальные емкости.
4. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ В АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЯХ
В каждом помещении должны быть средства противопожарной защиты. Необходимый минимум первичных средств пожаро- тушения:
. Пенные огнетушители типа ОХП-10, ОХВП-10, порошковые огнетушители типа ОП-1, ОП-2Б.
. Закрывающийся крышкой ящик с сухим просеянным песком вместимостью не менее 0,05 м 3 , укомплектованный совком вместимостью не менее 2 кг песка. Вместо ящика песок можно размещать в металлических сосудах вместимостью по 4-6 кг.
. Накидки из огнезащитной ткани (1,2 χ 0,5 м).
Загорания в помещениях лаборатории необходимо немедленно ликвидировать, при этом:
. легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, электропроводку и оборудование, находящееся под напряжением, следует гасить только песком, огнезащитной тканью или порошковыми огнетушителями;
. обесточенные электропроводку и приборы можно гасить водой;
. загорание в вытяжном шкафу ликвидируется первичными средствами пожаротушения только после отключения вентилятора.
Во всех помещениях лаборатории должны быть размещены планы (схемы) эвакуации сотрудников при возникновении пожара и
иных чрезвычайных ситуаций, когда требуется немедленно покинуть помещение.
Недопустимо загромождать проходы и выходы помещений лаборатории, поскольку это может привести к повышенному риску для сотрудников, при необходимости срочно покинуть помещение.
5. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПО ОКОНЧАНИИ РАБОТЫ
По окончании работы необходимо проверить отключение электроприборов, закрытие газовых и водопроводных кранов.
Все химические вещества, представляющие опасность, должны быть убраны в места их постоянного хранения.
ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ
В ХИМИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ
Многие из веществ, используемых в органической химии, являются в той или иной мере воспламеняющимися, или токсичными, или теми и другими одновременно. Поэтому при работе в лаборатории необходимо строго соблюдать основные правила техники безопасности независимо от того, какой выполняют эксперимент.
1. Категорически запрещается работать одному в лаборатории, так как в экстренном случае будет некому оказать пострадавшему первую помощь и ликвидировать последствия неудавшегося эксперимента. Работать следует только в отведенное время под контролем преподавателя или других сотрудников.
2. Необходимо соблюдать тишину, чистоту и порядок. Поспешность и неряшливость в работе часто приводят к несчастным случаям. Нельзя отвлекать от работы и отвлекать своих товарищей. Запрещается держать на лабораторном столе посторонние предметы (сумки, учебники и т.д.).
4. Каждый должен знать, где находятся средства индивидуальной защиты, аптечка, средства для тушения пожара. Кроме очков, в лаборатории должны быть защитные маски, респираторы и противогазы. Во всех лабораториях в легко доступных местах находятся средства для пожаротушения (ящики с песком и совком, огнетушители, противопожарные одеяла), а также аптечки, которые снабжены всеми медикаментами, необходимыми для оказания первой медицинской помощи (растворы борной кислоты, гидрокарбоната натрия, перманганата калия, танина, нашатырного спирта, а также вата, бинт, иодная настойка, активированный уголь, мазь от ожогов, склянка для промывания глаз).
5. В лаборатории необходимо находиться в застегнутом хлопчатобумажном халате. Это обеспечивает некоторую индивидуальную защиту и позволяет избежать загрязнения одежды.
6. Приступать к работе можно после усвоения всей техники ее выполнения. Если вы испытываете какие-либо сомнения в методике проведения эксперимента или в технике безопасности, прежде чем продолжить работу, проконсультируйтесь с преподавателем.
7. Нельзя проводить опыты в загрязненной посуде. Посуду следует мыть сразу после окончания эксперимента.
8. Категорически запрещается пробовать химические вещества на вкус. Нюхать вещества следует осторожно, не поднося сосуд близко к лицу, а лишь направляя к себе пары или газы легким движением руки, при этом не следует делать полный вдох. Жидкие органические вещества и их растворы запрещается набирать в пипетки ртом, для этого необходимо использовать резиновые груши и другие приспособления.
9. В процессе работы необходимо следить, чтобы вещества не попадали на кожу, так как многие из них вызывают раздражение и ожоги кожи и слизистых оболочек.
10. Все банки, в которых хранятся вещества, должны быть снабжены этикетками с соответствующими названиями.
11. Запрещается нагревать, смешивать и взбалтывать реактивы вблизи лица. При нагревании нельзя держать пробирку или колбу отверстием к себе или в направлении работающего товарища.
12. Необходимо пользоваться защитными очками в следующих случаях:
а) при работе с едкими веществами (с концентрированными растворами кислот и щелочей, при дроблении твердой щелочи и т.д.);
б) при перегонке жидкостей при пониженном давлении и работе с ваккум-приборами;
в) при работе со щелочными металлами;
г) при определении температуры плавления вещества в приборе с концентрированной серной кислотой;
д) при работе с ампулами и изготовлении стеклянных капилляров.
13. Запрещено выливать в раковину остатки кислот и щелочей, огнеопасных и взрывоопасных, а также сильно пахнущих веществ. Для слива этих веществ в вытяжном шкафу должны находиться специальные сосуды с плотно притертыми крышками и соответствующими этикетками («СЛИВ КИСЛОТ», «СЛИВ ЩЕЛОЧЕЙ», «СЛИВ ОРГАНИКИ»).
14. Не разрешается бросать в раковину стекла от разбитой посуды, бумагу и вату.
15. После завершения работы необходимо отключить газ, воду, вытяжные шкафы и электроэнергию.
ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ С КИСЛОТАМИ И ЩЕЛОЧАМИ
1. Хранить концентрированные кислоты и щелочи следует в вытяжном шкафу в прочной посуде на поддоне.
2. Все работы с кислотами и щелочами нужно проводить в защитных очках.
3. Концентрированную соляную и азотную кислоты можно переливать только в вытяжном шкафу. Разбавление кислот следует проводить в жаростойкой посуде, при этом кислоту необходимо приливать к воде небольшими порциями, при перемешивании (нельзя приливать воду к концентрированной кислоте, так как в этом случае выделяется большое количество теплоты, воды, как менее плотное вещество, вскипает на поверхности кислоты, и жидкость может быть выброшена из сосуда).
4. При растворении гидроксидов натрия и калия кусочки щелочи можно брать только пинцетом или шпателем, но не руками; растворение этих веществ следует проводить небольшими порциями.
ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ С БРОМОМ
1. Бром необходимо хранить только в толстостенной посуде из темного стекла с плотно притертыми пробками в ящике с песком под тягой отдельно от концентрированных кислот и аммиака.
2. Все работы с бромом необходимо проводить в вытяжном шкафу в резиновых перчатках и защитных очках, так как он является сильно ядовитым веществом, действующим на слизистые оболочки и вызывающим при попадании на кожу тяжело заживающие ожоги. Категорически запрещается набирать бром в пипетку ртом; для этого следует использовать резиновую грушу.
3. Переносить склянки с бромом можно только в емкостях с песком.
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ С ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИМИСЯ ЖИДКОСТЯМИ
1. Работы с легковоспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ) следует проводить подальше от огня. Запрещается нагревать летучие и легковоспламеняющиеся жидкости (ацетон, эфиры, спирты, петролейный эфир, бензин, бензол, сероуглерод) на открытом пламени. Для нагревания ЛВЖ можно пользоваться водяной баней или электрической плиткой с закрытой спиралью, при этом колба должна быть снабжена водяным холодильником.
2. Нельзя нагревать горючие вещества в открытых сосудах. Это следует делать в колбах с обратным холодильником.
3. Перегонять ЛВЖ следует в приборе с водяным холодильником или на роторном испарителе. Нельзя перегонять жидкости досуха – это может привести к взрыву или пожару. Приборы, в которых содержится ЛВЖ, следует разбирать после удаления всех источников пламени (зажженные газовые горелки, спиртовки, электрические плитки с открытой спиралью и т.д.) и полного охлаждения колбы.
5. ЛВЖ должны храниться в металлических шкафах в количествах, не превышающих ежедневные потребности.
МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ УТЕЧКЕ ГАЗА И ТУШЕНИИ ЛОКАЛЬНОГО ПОЖАРА И ГОРЯЩЕЙ ОДЕЖДЫ
1. При возникновении пожара нужно быстро убрать все горючие вещества подальше от места возгорания, отключить газовую магистраль, все электроприборы и прекратить активный доступ воздуха в лабораторию.
2. Пламя следует тушить песком или противопожарным одеялом. Тушение пламени водой может привести к расширению очага пожара. В случае более обширной площади возгорания следует пользоваться огнетушителем.
3. Если на ком-либо загорится одежда, необходимо плотно на- крыть загоревшуюся ткань противопожарным одеялом. При возгорании одежды нельзя бежать, так как это способствует распространению пламени.
ОКАЗАНИЕ ПЕРВОЙ МЕДИЦИНСКОЙ ПОМОЩИ ПРИ ОЖОГАХ И ОТРАВЛЕНИЯХ ХИМИЧЕСКИМИ ВЕЩЕСТВАМИ
1. При термических ожогах первой степени (краснота и припухлость) обожженное место надо обработать спиртовым раствором танина, 96%-ным этиловым спиртом или раствором перманганата калия. При ожогах второй и третьей степени (пузыри и язвы) допустимы только обеззараживающие примочки из раствора перманганата калия, после чего необходимо обратиться к врачу.
2. При ожогах кислотами необходимо промыть пораженное место большим количеством проточной воды, а затем 3%-ным раствором гидрокарбоната натрия, после чего – снова водой.
3. При ожогах щелочами нужно промыть очаг поражения проточной водой, а затем разбавленным раствором борной или уксусной кислоты.
4. При попадании щелочи или кислоты в глаза необходимо промыть их проточной водой (3 – 5мин), а затем раствором борной кислоты (в случае попадания щелочи) или гидрокарбоната натрия (в случае попадания кислоты), после чего обратиться к врачу.
5. При ожогах фенолом очаг поражения следует обработать 70%-ным этиловым спиртом, а затем глицерином до исчезновения белых пятен на коже. При отравлении парами фенола категорически запрещается пить молоко.
6. При ожогах бромом его нужно смыть 96%-ным спиртом или разбавленным раствором щелочи, после чего место поражения смазать мазью от ожогов и обратиться к врачу. При отравлении парами брома необходимо несколько раз глубоко вдохнуть пары этилового спирта, а затем выпить молока.
7. При попадании на кожу едких органических веществ, не растворимых в воде, их необходимо смыть большим количеством подходящего растворителя. После оказания первой помощи пострадавший должен быть направлен в медпункт.
1. Общие требования безопасности
1.1. К работе в химических лабораториях допускаются лица в возрасте не моложе 18 лет, прошедшие инструктаж по охране труда, медицинский осмотр и не имеющие противопоказаний по состоянию здоровья.
1.2. Лица, допущенные к работе в лаборатории, должны соблюдать правила внутреннего трудового распорядка, расписание учебных занятий, установленные режимы труда и отдыха.
1.3. При работе в лаборатории возможно воздействие на работающих следующих опасных и вредных производственных факторов:
Химические ожоги при попадании на кожу или в глаза едких химических веществ;
Термические ожоги при неаккуратном пользовании спиртовками и нагревании жидкостей;
Порезы рук при небрежном обращении с лабораторной посудой;
Отравление парами или газами высокотоксичных химических веществ;
Возникновение пожара при неаккуратном обращении с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями;
1.4. При работе в лаборатории должна использоваться следующая спецодежда и средства индивидуальной защиты: халат хлопчатобумажный, фартук прорезиненный, резиновые сапоги и перчатки, очки защитные, респиратор или противогаз.
1.5. В лаборатории должна быть медаптечка с набором необходимых медикаментов и перевязочных средств.
1.6. Лаборатория должна быть оборудована вытяжным шкафом для хранения кислот, щелочей и проведения опытов с ЛВЖ и ГЖ.
1.7. Лаборанты и преподаватели обязаны соблюдать правила пожарной безопасности, знать места расположения первичных средств пожаротушения. Лаборатория должна быть оснащена первичными средствами пожаротушения: двумя огнетушителями, ведром с песком и двумя накидками из огнезащитной ткани.
1.8. О каждом несчастном случае пострадавший или очевидец обязан немедленно сообщить преподавателю, зав.лабораториями, начальнику службы ОТ, директору техникума.
1.9. В процессе работы преподаватели и лаборанты должны соблюдать правила ношения спецодежды, пользования средствами индивидуальной и коллективной защиты, соблюдать правила личной гигиены, содержать в чистоте рабочее место.
1.10. Лица, допустившие невыполнение или нарушение инструкций по охране труда, привлекаются к дисциплинарной ответственности в соответствии с правилами внутреннего трудового распорядка и, при необходимости, подвергаются внеочередной проверке знаний и норм и правил охраны труда.
2. Требования безопасности перед началом работы
2.1. Надеть спецодежду обязательную, при работе со щелочноземельными металлами, кальцием, кислотами и щелочами, подготовить к использованию средства индивидуальной защиты.
2.2. Подготовить к работе и проверить исправность оборудования, приборов, убедиться в целостности лабораторной посуды.
2.3. Убедиться в наличии и целостности заземления у приборов.
2.4. Проверить исправность и работу вентиляции вытяжного шкафа.
2.5.
3. Требования безопасности во время работы
3.1. Запрещается использовать лаборатории в качестве кабинета для занятий по другим предметам.
3.2. Пребывание студентов в лаборантской запрещается. Работать в помещении лаборатории разрешается только в присутствии преподавателя.
3.3. Во время работы в лаборатории требуется соблюдать чистоту, порядок и правила охраны труда.
3.4. Работа должна быть организована так, чтобы во время длительных операций одновременно можно было выполнять другую работу.
3.5. Нельзя нагревать пробирку с растворами реагирующих веществ на сильном пламени, т.к. при этом жидкость выбрасывается из пробирки, что ведет к потере исследуемого вещества.
3.6. Когда требуется понюхать пахучие вещества, необходимо легким движением ладони руки направить струю воздуха от сосуда к себе.
3.7. Отработанные растворы, остатки кислот, сернистых соединений, соединений ртути и серебра, растворы, содержащие йод и т.д. сливают в специальные банки. Нельзя сливать указанные растворы в раковины, соединённые с общей системой канализации.
3.8. Не допускается выбрасывать в канализацию реактивы, сливать в неё растворы, ЛВЖ и ГЖ. Их необходимо сливать для последующего обезвреживания в стеклянную тару с крышкой ёмкостью не менее Зл.
3.9. Запрещается хранить любое оборудование на шкафах и в непосредственной близости от реактивов и растворов.
3.10. Приготавливать растворы щелочей, концентрированных кислот и водного раствора аммиака разрешается только с использованием средств индивидуальной защиты в вытяжном шкафу с включенной вентиляцией в фарфоровой лабораторной посуде, причём жидкость большей плотности вливать в жидкость меньшей плотности.
3.11. Работа с химическими веществами без спецодежды и наличия необходимых средств защиты глаз, органов дыхания, кожных покровов запрещается.
3.12. Работа с кислотами и щелочами:
3.12.1. Для предупреждения ожогов при работе с кислотами и щелочами необходимо пользоваться спецодеждой, очками и другими средствами защиты.
3.12.2. Концентрированные кислоты и щелочи хранятся в стеклянных бутылях, которые помещены в обрешетки. Пространство между бутылью и обрешеткой должно быть заполнено упаковочным материалом.
3.12.3. При переносе бутылей с кислотами или щелочью пользуются двуручными корзинами. Переносить корзины с бутылями следует с большой осторожностью, предохраняя их от удара. Удобно пользоваться тележкой или носилками.
3.12.4. Допускается переноска кислот одним человеком в стеклянной посуде вместимостью не более 0,5 л в специально приспособленных ящиках с ручкой.
3.12.5. Расфасовка кислот производится в специальном помещении. Концентрированные кислоты должны поступать в лаборатории в таре вместимостью не более 1 л.
3.12.6. Кислоты, щелочи и другие жидкости следует переливать при помощи:
3.12.6.1. Сифонов с грушей или ручных насосов. Разливать концентрированную азотную, серную и соляную кислоты нужно только при при включенной вентиляции в вытяжном шкафу.
3.12.6.2. Установить корзину с бутылью на подставку, медленно наклонять бутыль вместе с корзиной. В горло сосуда, куда наливают кислоту или щелочь, вставляют стеклянную воронку большого диаметра.
3.12.7. Запрещается хранить растворы щелочей и кислот в тонкостенной стеклянной посуде.
3.12.8. При работе пипетками с растворами крепких щелочей и кислот:
3.12.8.1. Запрещается затягивать жидкость ртом.
3.12.8.2. Заполнение пипеток разрешается с помощью резиновой груши или вакуума.
3.12.9. При приготовлении растворов кислот (соляной, серной, азотной) необходимо осторожно вливать тонкой струей кислоты в воду при непрерывном помешивании, а не наоборот.
3.12.10. Запрещается применять серную кислоту в вакуум-эксикаторах в качестве водопоглощающего средства.
3.12.11. Растворять твердые щелочи следует путем медленного прибавления их небольшими кусочками к воде при непрерывном перемешивании. Кусочки щелочи разрешается брать только щипцами.
3.12.12. При смешивании веществ, сопровождающимся выделением тепла, необходимо пользоваться термостойкой толстостенной стеклянной или фарфоровой посудой.
3.12.13. В лабораториях концентрированные кислоты необходимо хранить в склянках на противнях под тягой.
3.12.14. На рабочем месте необходимо иметь соответствующие нейтрализующие вещества.
3.13. Работа с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями:
3.13.1. Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости следует доставлять в лабораторию в закрытой посуде помещенной в таре с ручками.
3.13.2. Запас хранящихся в лаборатории ЛВЖ и ГЖ не должен превышать суточной потребности.
3.13.3. ЛВЖ и ГЖ должны храниться в лабораторных помещениях в толстостенной стеклянной посуде, закрытой пробками, помещенной в специальные металлические ящики с крышками, стенки и дно которых должны быть выложены асбестом. Примечание: вместимость стеклянной посуды для ЛВЖ и ГЖ не должна превышать 1 л.
3.13.4. Все работы с ЛВЖ и ГЖ проводятся в вытяжном шкафу при работающей вентиляции, выключенных газовых горелках и электронагревательных приборах.
3.13.5. При перегонке ЛВЖ и ГЖ необходимо следить за работой холодильника. Во избежании взрыва запрещается выпаривать низкокипящие ЛВЖ досуха. Нагрев и перегонку ЛВЖ и ГЖ проводить на предварительно нагретых банях. Диаметр бани должен превышать размер используемого нагревательного прибора /электрические плитки должны быть с закрытой спиралью.
3.13.6. Запрещается нагревать на водяных банях вещества, которые могут вступать в реакцию со взрывом или выделением паров или газов.
3.13.7. При случайных проливах ЛВЖ /сероуглерод, бензин, диэтиловый эфир и др./, а также при утечках горючих газов необходимо выключить все источники открытого огня, электронагревательные приборы выключением общего рубильника. Место пролива жидкости следует засыпать песком, а загрязненный песок собрать совком или деревянной лопатой.
3.13.8. Запрещается внесение пористых, порошкообразных и других подобных им веществ (активированного угля, губчатого металла, пемзы и т.п.) в нагретые ЛВЖ и ГЖ.
3.13.9. Посуда, в которой проводились работы с ЛВЖ и ГЖ, после окончания работы должна быть немедленно освобождена от оставшейся жидкости и промыта.
3.13.10. Запрещается выливать ЛВЖ и ГЖ в хозяйственно-фекальную канализацию, а необходимо собирать в специальную герметично закрывающуюся посуду и в конце рабочего дня передавать из лаборатории для регенерации и для уничтожения в соответствии с установленным порядком.
3.13.11. Диэтиловый эфир следует хранить в посуде из темного стекла изолированно от других веществ в холодном помещении, так как при хранении на свету образуется взрывчатое вещество.
3.13.12. Спецодежду,загрязненную в ЛВЖ и ГЖ, а также окислителями немедленно заменить, а пострадавшему лицу немедленно принять душ.
3.14. Работа с использованием спиртового и сухого горючего
3.14.1. Перед зажиганием спиртовки нужно удостовериться, что корпус ее исправен, фитиль выпущен на нужную высоту и распущен, а горловина и держатель фитиля сухие.
3.14.2. Зажженную спиртовку нельзя переносить с места на место, нельзя зажигать спиртовку от другой.
3.14.3. Гасить спиртовку нужно, накрывая пламя фитиля колпачком. Задувать пламя запрещается.
3.14.4. В спиртовках используется только этиловый спирт (в крайнем случае керосин, пользоваться бензином или другими горючими жидкостями запрещается.
3.14.5. Иногда могут использоваться для нагревания брикеты /таблетки/ сухого горючего. Зажигать их нужно на керамических пластинках, тушить - колпачками для спиртовок или керамическими тигельками. Недогоревшие брикеты после тушения убираются в вытяжные шкафы.
3.15. Работа со стеклянной посудой.
Основным травмирующим фактором, связанным с использованием стеклянной посуды, аппаратов и приборов, являются острые осколки стекла, способные вызвать порезы тела работающего, а также ожоги рук при неосторожном обращении с нагретыми до высокой температуры частями стеклянной посуды.
3.15.1. Вся посуда, в которой находятся химические вещества должна иметь маркировку.
3.15.2. При проведении всех работ по сборке приборов необходимо соблюдать следующие правила:
3.15.2.1. Стеклянные трубки небольшого диаметра можно ломать только после подрезки их специальными ножами /пилой/ для резки стекла, предварительно защитив руки полотенцем.
3.15.2.2. Для облегчения сборки концы стеклянных трубок необходимо оплавлять и смачивать водой или глицерином.
3.15.2.3. При соединении стеклянных трубок с просверленной пробкой нужно держать пробку за боковые стороны одной рукой и насаживать ее на трубку, удерживаемую другой рукой.
3.15.3. Оставлять действующий прибор без присмотра не разрешается.
3.15.4. Для отсасывания под вакуумом используются колбы Бунзена, которые изготовляются из толстого стекла.
3.15.5. Нагревая жидкость в пробирке или колбе, сосуд нужно держать специальным держателем так чтобы отверстие было направлено в сторону от работающего.
3.15.6. Переносить посуды с горячей жидкостью, нужно держа их двумя руками - одной за дно, другой за горловину, используя при этом полотенце /во избежание ожога кистей и пальцев рук.
3.15.7. При закрывании толстостенного сосуда пробкой следует держать его за верхнюю часть горла. Нагретый сосуд нельзя закрывать притертой пробкой до тех пор, пока он не охладится.
3.15.8. При мытье посуды необходимо надевать резиновые перчатки, а в случае использования агрессивных жидкостей, особенно хромовой смеси или концентрированных щелочей - защитные очки или маску. Для мытья посуды можно применять мыло, кальцинированную соду, моющие средства, а также хромовую смесь, серную кислоту и растворы щелочей, в том числе 5-10 % раствор соды, 10% раствор фосфата натрия или гексаметофосфата натрия. Для удаления из посуды нерастворимых в воде органических веществ пользуются органическими растворителями, например ацетоном, хлороформом, петролейным эфиром и т.п.Промываемую посуду ополаскивают изнутри несколько раз минимальными порциями подходящего растворителя, после чего сливают его в специальную банку с этикеткой "Слив". Для первых ополаскиваний можно брать уже использованный растворитель, а для последующих чистый.
3.15.9. При переливании жидкостей следует пользоваться воронкой, поставленной в колею штатива над сосудом - приемником жидкости.
3.15.10. В тех случаях, когда реакция идет при нагревании реакционной смеси до кипения или при перегонке, следует пользоваться круглодонными тонкостенными колбами. Толстостенную посуду нагревать нельзя.
3.16. Работа с пероксидами.
Пероксиды представляют собой нестабильные, чрезвычайно химически активные соединения. Органические пероксиды способны разлагаться под действием детонационного импульса, удара, трения, тепла, пламени, загрязнений и т.д.
3.16.1. Пероксидные соединения необходимо хранить в специальных металлических ящиках при температуре, значительно выше температуры их разложения.
3.16.2. Для хранения жидких пероксидов и гидропероксидов необходимо применять ёмкости из полиэтилена или тёмного стекла. Твёрдые перекиси, чувствительные к механическим воздействиям, следует хранить в контейнерах-коробках, покрытых изнутри полиэтиленом или парафином. Запрещается применять навинчивающиеся крышки.
3.16.3. Все работы с концентрированным пероксидом водорода, неорганическими и органическими пероксидами следует проводить в герметичной аппаратуре с использованием защитных экранов.
3.16.4. Запрещается пользоваться загрязнёнными пероксидами. Во избежание загрязнения пероксидов необходимо их хранить в фабричной упаковке.
3.16.5. Дробление и просеивание небольших количеств пероксидов необходимо проводить в специальной камере из негорючего материала.
3.16.6. Во избежание взрыва перекисных соединений запрещается отгонять эфир досуха, а также взбалтывать сосуды с ними, т.к. начавшийся процесс разложения мгновенно нарастает и может привес.
3.17. Работа с электрооборудованием и электроприборами в химической лаборатории.
Химическая лаборатория по степени опасности поражения электрическим током относится к помещениям с повышенной или особой опасностью. Особая опасность обусловлена возможностью воздействия на электрооборудование химически активных сред.
3.17.1. Эксплуатация электрооборудования в лаборатории микробиологии и биохимическими веществами осуществляется в соответствии с требованиями, предъявленными к таким помещениям. Правилами техники безопасности при эксплуатации установок потребителей (ПТЭ и ПТБ),а так же правилами устройства электроустановок ПУЭ).
3.17.2. Все лица, непосредственно работающие с электрооборудованием, приборами должны проходить предварительный и периодические медицинские осмотры,а так же производственное обучение с последующей проверкой знаний квалификационной комиссией с присвоением соответствующей группы по злектробезопасности.
4. Требование безопасности в аварийных ситуациях
4.1. Разлитый водный раствор кислоты или щёлочи засыпать сухим песком, переместить адсорбент от краёв разлива к середине, собрать в полиэтиленовый мешочек и плотно завязать. Место разлива обработать нейтрализующим раствором, а затем промыть водой.
4.2. При разливе ЛВЖ и органических веществ объёмом до 50мл погасить открытый огонь спиртовки и проветрить помещение. Если разлито более 100мл, удалить студентов из лаборатории, погасить открытый огонь спиртовки и отключить систему электроснабжения помещения устройством вне лаборатории. Разлитую жидкость засыпать сухим песком или опилками, влажный адсорбент собрать деревянным совком в закрывающуюся тару и проветрить помещение до полного исчезновения запаха.
4.3. При разливе ЛВЖ и их загорании, немедленно эвакуировать студентов из лаборатории, сообщить о пожаре в пожарную часть по телефону "01"и приступить к тушению очага возгорания первичными средствами пожаротушения.
4.4. В случае, если разбилась лабораторная посуда, не собирать её осколки незащищёнными руками, а использовать для этой цели щётку и совок.
4.5. При получении травмы немедленно оказать первую помощь пострадавшему, сообщить об этом зав.лабораториями, начальнику службы ОТ, директору техникума. При необходимости отправить пострадавшего в лечебное учреждение.
5. Требования безопасности по окончании работы
5.1. Привести в порядок рабочее место, убрать все химреактивы на свои места в лаборантскую в закрывающиеся на замки шкафы и сейфы.
5.2. Отработанные растворы реактивов слить в стеклянную тару с крышкой емкостью не менее 3 л для последующего уничтожения.
5.3. Выключить вентиляцию вытяжного шкафа.
5.4. Отключить приборы от электрической сети. При отключении зт электророзетки не дергать за электрический шнур.
5.5. Снять спецодежду, средства индивидуальной защиты и тщательно вымыть руки с мылом.
5.6. Проветрить помещение лаборатории.
ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ХИМИЯ»
Учебное пособие
Белгород 2015г.
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ В ХИМИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ.. 3
ХИМИЧЕСКАЯ ПОСУДА.. 10
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1. 15
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2. 27
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3. 51
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4. 55
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5. 62
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ В ХИМИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ
Работа в химической лаборатории неизбежно связана с рядом опасных и вредных факторов. Для обеспечения безопасности людей необходимо соблюдать определенные правила. Неумелое или небрежное обращение с химическими реактивами и оборудованием может привести к несчастному случаю.
Химическая лаборатория оборудована специальными рабочими столами, шкафами и полками для реактивов, посуды, растворов. Для работы с ядовитыми летучими веществами имеются вытяжные шкафы. Лаборатория снабжена водопроводом и канализацией.
Мебель и оборудование располагаются так, чтобы проходы между столами и выход из лаборатории были всегда свободными для обеспечения возможности быстрой эвакуации людей в экстренных случаях.
В химической лаборатории обязательно имеются средства противопожарной безопасности, а также аптечка для оказания первой помощи.
Общие правила поведения в лаборатории
1. Лабораторные работы выполняются студентами во время, предусмотренное расписанием занятий. Категорически запрещается работать в лаборатории в неустановленное время без разрешения преподавателя.
2. В лаборатории никогда нельзя работать одному.
3. Запрещается посещение студентов, работающих в лаборатории, посторонними лицами, а также отвлечение студентов посторонними работами и разговорами.
4. В лаборатории необходимо соблюдать порядок и тишину. Шум и посторонние разговоры отвлекают внимание и могут привести к ошибкам в работе.
5. Нельзя находиться в лаборатории в верхней одежде. Следует работать обязательно в халате, застегивающемся спереди, иметь при себе полотенце. Студенты без халата к выполнению работ не допускаются .
7. Запрещается проводить какие-либо опыты, не предусмотренные программой практикума, приносить свои реактивы, выносить реактивы из лаборатории.
8. К выполнению лабораторной работы можно приступать после тщательного изучения методики и правил работы с приборами.
9. На рабочем столе должны находиться необходимые реактивы, оборудование и посуда, рабочий журнал. Поверхность стола должна быть чистой и сухой. Не следует загромождать стол посторонними предметами, ставить на него портфели, сумки и т.д.
10. Во время работы не следует спешить и суетиться. Торопливость, беспорядочность и неряшливость приводят к неудачам в работе, а иногда и к несчастным случаям. Если при выполнении работы возникают какие-либо затруднения, нужно обратиться за советом к лаборанту или преподавателю.
11. При выполнении лабораторной работы все операции необходимо выполнять над столом.
12. После окончания работы следует вымыть посуду, отключить электроприборы, выключить воду, привести в порядок рабочее место и сдать его лаборанту. Бумагу, использованные фильтры, мусор, осколки разбившейся посуды необходимо выбрасывать в мусорное ведро, ни в коем случае не в раковину. О случаях нарушения порядка (разбита посуда, испорчены реактивы и т.п.) необходимо сообщить преподавателю или лаборанту.
ХИМИЧЕСКАЯ ПОСУДА
В лаборатории используется стеклянная, фарфоровая, металлическая посуда. Наиболее часто опыты проводят в стеклянной посуде.
Стеклянная химическая посуда условно делится на три группы: посуда общего назначения, мерная посуда, специальная посуда.
Посуда общего назначения используется для самых разнообразных целей. Изготавливается она из обычного и термостойкого стекла.
Пробирки (рис. 1) служат для проведения опытов с небольшими количествами веществ. Обычная лабораторная пробирка имеет размеры 15´150 мм и емкость около 20 мл. При проведении опыта не следует заполнять пробирку более чем на 1/3 объема. Перемешивают реактивы в пробирке легким встряхиванием, постукивая по ней. Нельзя перемешивать вещества резким встряхиванием, закрыв отверстие пробирки пальцем. Нагревают жидкость в пробирке на водяной бане или на открытом пламени, закрепив ее в пробиркодержателе. При этом нагревают не дно пробирки, а сначала верхнюю часть жидкости, затем прогревают всю пробирку. Пробирку держат отверстием от себя и от работающих рядом, чтобы в случае внезапного выброса горячей жидкости она ни на кого не попала.
Химические стаканы (рис. 2) – тонкостенные сосуды цилиндрической формы. Они предназначены для выполнения различных операций – приготовления растворов, проведения некоторых химических реакций и т.д. Химические стаканы изготавливаются в соответствии с ГОСТ, емкость их бывает различной – от 50 мл до 2 л. Различаются они и по форме (высокие и низкие, с носиком и без носика).
Плоскодонные и конические колбы (рис. 3) применяются для самых различных работ (приготовление растворов, фильтрование и т.д.). Небольшие конические колбы, иначе называемые колбами Эрленмейера, применяются для титрования. Емкость плоскодонных конических колб может быть различной – от 25 мл до 5 л. Изготавливают разнообразные колбы: с узким и широким горлом, с обычным цилиндрическим горлом и с отогнутыми краями, а также со специальным пришлифованным горлом. Такие колбы герметично закрываются специальными пробками стандартных размеров. Если колба изготовлена из термостойкого стекла, на ней имеется соответствующее обозначение: ТС, матовый прямоугольник или кружок.
Круглодонные колбы (рис. 4) предназначены для проведения синтезов, могут использоваться при перегонке жидкостей. Они могут иметь одно, два, три, реже четыре горла стандартных размеров. Как правило, одно из них более широкое, остальные узкие.
Химические воронки (рис. 5) различной емкости используются для переливания жидкостей, для фильтрования. Угол воронки чаще всего составляет 60°. Хвостовая часть воронки имеет косой срез, необходимый для того, чтобы переливаемая жидкость стекала по стенке сосуда и не разбрызгивалась.
Эксикаторы (рис. 6) используются для сохранения химических веществ в сухой атмосфере. Эксикатор представляет собой толстостенный стеклянный сосуд с широкой притертой крышкой. На дно эксикатора помещают влагопоглощающее вещество, например прокаленный хлорид кальция. Сверху кладут фарфоровую решетку, на которую ставятся чашки или бюксы с веществами. Эксикатор герметично закрывается крышкой. Герметичность обеспечивается специальной смазкой, которая наносится на пришлифованные поверхности. Крышку открывают, перемещая ее в горизонтальном направлении. Эксикатор переносят, придерживая крышку.
Капельницы (рис. 7) предназначены для работы с индикаторами.
Мерная посуда применяется для измерения объемов жидкостей. Она калибрована, т.е. имеет метку, отмечающую определенный объем жидкости. Калибрование точной мерной посуды производят при температуре 20°С, что указывается на посуде. Отклонение температуры на ± 5°С не вызывает значительного изменения объема. Поэтому с мерной посудой работают при температуре, отличающейся в указанных пределах от той, при которой производилась калибровка. В случае необходимости делают соответствующий пересчет.
Если мерная посуда, кроме метки, отмечающей общий объем, имеет еще метки, которые делят общий объем на части, то такая посуда называется градуированной. При работе с градуированной посудой необходимо установить цену деления.
Мерные (измерительные) цилиндры, мензурки позволяют грубо измерить объем жидкостей. Для точного измерения предназначены мерные колбы, бюретки, пипетки.
Для правильного измерения объема жидкости мерную посуду наполняют ею так, чтобы мениск касался метки, при этом глаз должен находиться на уровне метки. Уровень смачивающих стекло прозрачных жидкостей (воды, водных растворов, спирта) устанавливают по нижнему краю вогнутого мениска, а для непрозрачных и темноокрашенных – по верхнему краю.
Мерные цилиндры и мензурки (рис. 8) используют при приготовлении растворов. Мензурки в отличие от мерных цилиндров имеют коническую форму. Емкость мерных цилиндров от 10 мл до 2 л, мензурок – от 50 до 500 мл. Измерение объемов жидкостей при помощи мензурок дает меньшую точность.
Мерные колбы (рис. 9) предназначены для приготовления растворов точной концентрации. Это мерная посуда на наливание, они имеют одну метку на длинном узком горлышке. Мерные колбы бывают различной емкости – от 50 мл до 2 л. Они бывают с притертой пробкой и без нее.
Пипетки и бюретки (рис. 10)– это мерная посуда, используемая при проведении химического анализа. Пипетки предназначены для отбора точных объемов анализируемых растворов. Бюретки используются для титрования (см. работу 1).
Фарфоровая химическая посуда также довольно часто используется при выполнении химического эксперимента.
Выпарная (выпарительная) чашка (рис. 11)– круглодонная тонкостенная емкость с носиком или без. Применяется для упаривания и выпаривания растворов.
Ступка (рис. 12) – толстостенная фарфоровая посуда.Нижняя внешняя поверхность ступки плоская, а внутренняя – сферическая. Ступки используют для измельчения и растирания твердых веществ с помощью пестика .
Тигли (рис. 13) применяются для прокаливания веществ. Они бывают различной емкости от 2 мл до 100 мл.
В лаборатории также применяются фарфоровые стаканы, кружки и т.д.
| Рис. 1. Пробирки | 
Рис. 2. Химические стаканы
|
||||
 Рис.3. Плоскодонные конические колбы
| 
Рис. 4. Круглодонная колба
|
||||
Рис. 5. Воронка
| 
Рис. 6. Эксикатор
| 
Рис. 7. Капельницы
| |||
| Рис. 8. Мерный цилиндр | 
Рис. 9. Мерные колбы
| ||||
Рис. 10. Пипетки: Мора(а), градуированные (б) и бюретка (в)
| 
Рис. 12. Ступка и пестик
| ||||
Рис. 11. Выпарительная чашка
| |||||
Рис. 13. Тигель
| |||||
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
Общие понятия
Раствор – гомогенная (однородная) система, состоящая из двух или более компонентов, относительные количества которых могут изменяться в широких пределах . В истинном растворе растворенные вещества равномерно распределены в виде молекул или ионов в растворителе. Обычно растворителем считают тот компонент, который в чистом виде существует в том же агрегатном состоянии, что и полученный раствор. Например, в случае раствора соли в воде растворителем является вода. Если оба компонента до образования раствора находились в одинаковом агрегатном состоянии, например жидком (спирт и вода), то растворителем чаще всего считается компонент, находящийся в растворе в относительно большем количестве. Наибольшее практическое значение имеют жидкие растворы.
Растворы электролитов – это растворы диссоциирующих на ионы солей, кислот и оснований. В них растворенные вещества присутствуют в виде молекул и ионов (слабые электролиты) или только в виде ионов (сильные электролиты). Электрическая проводимость этих растворов выше, чем растворителя.
Растворы неэлектролитов – это растворы веществ, не диссоциирующих в растворителе. Они практически не проводят электрический ток. Неэлектролиты в растворе диспергированы до молекул.
Раствор, находящийся при данных условиях в равновесии с растворяемым веществом, называется насыщенным раствором. В нем содержится максимально возможное количество растворенного вещества при заданной температуре.
Раствор, в котором при данных условиях предел растворимости не достигнут, называется ненасыщенным. Концентрация растворенного вещества в нем меньше, чем в насыщенном растворе.
Раствор, в котором при данной температуре содержится большее количество растворенного вещества, чем в насыщенном растворе, называется пересыщенным. Такие системы являются метастабильными, т.е. при отсутствии внешних воздействий могут достаточно долгое время оставаться без изменений, но при введении, например, маленького кристалла растворенного вещества весь избыток его в растворе быстро выпадает в осадок, раствор переходит в устойчивое состояние и становится насыщенным.
Титриметрический анализ
3.1. Сущность титриметрического метода анализа
Титриметрия (титриметрический анализ) – это количественный химический метод анализа, основанный на точном измерении объема стандартного раствора (титранта), вступающего в реакцию с определяемым веществом.
Стандартным называется раствор реагента с точно известной концентрацией. Стандартный раствор добавляется из бюретки по каплям к определенному объему анализируемого раствора. Этот процесс называется титрованием.
Состояние системы, когда количество добавляемого титранта эквивалентно количеству определяемого вещества, называется точкой эквивалентности , или теоретической точкой конца титрования . Для фиксирования точки эквивалентности используют различные индикаторы или инструментальные методы. Резкое изменение окраски индикатора соответствует конечной точке титрования, которая, строго говоря, не всегда совпадает с точкой эквивалентности.
Титриметрия как метод анализа имеет ряд достоинств. Во-первых, этовысокая скорость и точность анализа, а также применимость для определения различных количеств веществ. Во-вторых,этим методом в одном и том же растворе часто можно определять одновременно несколько веществ. Еще одно достоинство –возможность автоматизировать титрование.
В титриметрии применяются реакции, удовлетворяющие следующим требованиям.
· Реакция должна протекать быстро.
· Реакция должна быть стехиометрична и протекать строго по уравнению.
· Она должна протекать количественно, почти до конца, т.е. константа равновесия реакции К р ³ 10 8 .
· Основной реакции не должны мешать побочные реакции и посторонние вещества.
· Должна четко фиксироваться точка эквивалентности с помощью подходящего индикатора.
Вычисления в титриметрии
В основе расчетов в титриметрическом анализе лежит закон эквивалентов : вещества взаимодействуют друг с другом в эквивалентных количествах . В случае реакций между растворами (титруемого вещества и титранта) его записывают следующим образом
,
где С Н1 и С Н2 – молярные концентрации эквивалента реагирующих веществ (нормальные концентрации),
V 1 и V 2 – объемы растворов.
По известным значениям объемов растворов и концентрации титранта рассчитывают молярную концентрацию эквивалента для исследуемого раствора (нормальность), а далее при необходимости можно найти молярную концентрацию, содержание определяемого вещества в г/л, массу определяемого вещества в образце и т.д.
При серийных анализах удобно пользоваться титром стандартного раствора по определяемому веществу.
Например, T(KMnO 4 /Fe 2+) = 0.005585 г/мл означает, что одним миллилитром стандартного раствора KMnO 4 можно оттитровать 0,005585 г ионов Fe 2+ .
Цель работы.
1. Научиться готовить растворы с заданной массовой долей растворенного вещества (процентной концентрацией) из твердого вещества и разбавлением.
2. Освоить метод кислотно-основного титрования.
Реактивы.
- Соль (указывает преподаватель).
- КОН или NaOH.
- Стандартный 0,1 н раствор тетрабората натрия.
- 1%-ный водный раствор метилового оранжевого.
- Раствор соляной кислоты (титр которой устанавливается).
Оборудование и посуда.
· Бюретки.
· Стаканы на 150-200 мл.
· Набор ареометров.
· Цилиндры.
· Пипетки на 10, 20, 25 мл.
· Колбы конические для титрования на 100 или 250 мл.
Выполнение работы.
Опыт №1.Приготовление раствора заданной процентной концентрации.
1.1. Приготовление раствора из твердого вещества и воды.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
Биогенные s- и р-элементы
К s-элементам относятся первые два элемента каждого периода. Электронная формула внешнего слоя ns 1 –ns 2 . К ним относятся элементы главной подгруппы I группы (IА группы) – водород, щелочные металлы (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr), а также элементы главной подгруппы II группы (IIA группы) – Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, и элемент VIIIА благородный газ гелий Не. Некоторые из них относятся к макроэлементам (H, Na, K, Ca, Mg), другие – к микроэлементам (например, Sr, Ba, Ra). Первые пять элементов являются жизненно необходимыми (незаменимыми), биогенными элементами. Остальные s-элементы (Li, Rb, Cs, Fr, Be, Sr, Ba, Ra) являются примесными элементами.
К р-элементам относятся последние 6 элементов II–VI периодов (VII период не завершен). Электронная формула внешнего слоя этих элементов np 1 –np 6 . Это элементы главных подгрупп III–VIII групп (кроме гелия, он s-элемент). Из них к макроэлементам относятся O, C, N, P, S, Cl, они же являются жизненно необходимыми биогенными элементами. Большинство р-элементов относятся к примесным микроэлементам. Из микроэлементов только йод (I) относится к числу незаменимых биогенных элементов. Фтор (F) также можно считать элементом, необходимым для нормального функционирования живых организмов. Некоторые исследователи относят и селен (Se) к жизненно необходимым элементам.
Группа IA (водород)
Пероксид водорода – это соединение водорода, элемента IА группы, который относится к s-семейству. Пероксид водорода является важным побочным продуктом метаболизма. Обычно в митохондриях идет восстановление О 2 до Н 2 О:
О 2 0 + 4 Н + + 4е = 2Н 2 О -2 .
При неполном восстановлении кислорода образуется пероксид водорода:
О 2 0 + 2Н + + 2е = Н 2 О 2 -1 .
Пероксид водорода, как промежуточный продукт восстановления кислорода, очень токсичен для клетки. Токсичность связана с тем, что Н 2 О 2 взаимодействует с липидным слоем клеточных мембран и выводит их из строя.
Аэробные клетки могут защитить себя от вредного действия пероксида водорода с помощью фермента каталазы, под действием которой Н 2 О 2 превращается в воду и кислород:
2Н 2 О 2 
2Н 2 О + О 2
.
Освободившийся кислород принимает участие в дальнейших процессах биологического окисления.
Аналогичное разложение пероксида водорода можно осуществить в лабораторных условиях под действием MnO 2 в качестве катализатора.
2Н 2 О 2 
2Н 2 О + О 2
.
В медицинской практике пероксид водорода применяют в основном как наружное бактерицидное средство. Действие Н 2 О 2 основано на окислительной способности пероксида водорода и безвредности продукта его восстановления – воды. При обработке ран выделяющийся кислород играет двоякую роль. Во-первых, он оказывает противомикробное, дезодорирующее и депигментирующее действие, убивая микробные тела. Во-вторых, образует пену, способствуя переходу частиц тканевого распада во взвешенное состояние и очищению ран.
В качестве фармакопейного препарата используется 3%-ный водный раствор пероксида водорода. 6%-ный раствор Н 2 О 2 применяют для обесцвечивания волос. В виде 30%-ного раствора Н 2 О 2 применяют при лечении бородавчатых форм красного плоского лишая и для удаления юношеских бородавок.
Группа IA и IIА
Металлы IA и IIA группы относятся к s-семейству.
Гидрокарбонат натрия NaHCO 3 используют при различных заболеваниях, сопровождающихся повышенной кислотностью - ацидозом (диабет и др.). Механизм снижения кислотности заключается во взаимодействии NaHCO 3 с кислыми продуктами. При этом образуются натриевые соли органических кислот, которые в значительной мере выводятся с мочой, и углекислый газ, покидающий организм с выдыхаемым воздухом:
NaHCO 3 (р) + RCOOH(р) ®RCOONa(р) + Н 2 О(ж) + СО 2 (г)
Используют NaHCO 3 и при повышенной кислотности желудочного сока, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. При приеме NaHCO 3 протекает реакция нейтрализации избыточной соляной кислоты:
NaHCO 3 (р) + HCl(р) = NaCl(р) + Н 2 О(ж) + СО 2 (г)
желудоч. сок
Следует иметь в виду, что применение NaHCO 3 вызывает ряд побочных эффектов. Выделяющийся при реакции диоксид углерода раздражает рецепторы слизистой оболочки желудка и вызывает вторичное усиление секреции, кроме того, он может способствовать перфорации стенки желудка при язвенной болезни. Слишком большая доза NaHCO 3 в результате гидролиза приводит к алкалозу , что не менее вредно, чем ацидоз.
Среди оксидов элементов IIА-группы в качестве лекарственного препарата применяют оксид магния MgO. Основные свойства оксида магния и его нерастворимость в воде обуславливают его применение в качестве антацидного средства при повышенной кислотности желудочного сока:
MgO(тв.) + 2HCl(желудоч. сок) = MgCl 2 (р) + Н 2 О(ж)
Оксид магния имеет преимущество перед гидрокарбонатом натрия, так как при взаимодействии MgO с кислотой желудочного сока не происходит выделение диоксида углерода. Поэтому при действии оксида магния не наблюдается гиперсекреции. Образующийся при реакции хлорид магния переходит в кишечник, оказывает легкий послабляющий эффект, обусловленный осмотическим действием.
Антацидным и адсорбирующим действием обладает карбонат кальция СаСО 3 . Его назначают внутрь при повышенной кислотности желудка, так как он нейтрализует соляную кислоту:
СаСО 3 (тв.) + 2HCl (желудоч. сок) = CaCl 2 (р) + Н 2 О(ж) + СО 2 (г).
Жесткость воды
Растворимые соли Са и Mg обуславливают важное свойство природной воды, называемое жесткостью (суммарное содержание солей кальция и магния). Определение жесткости воды имеет большое практическое значение и широкое применение в лабораторной практике различных производств. При стирке белья жесткая вода ухудшает качество тканей и требует повышенной затраты мыла, которое расходуется на связывание катионов Са 2+ и Mg 2+ :
2С 17 Н 35 СОО – + Са 2+ = (С 17 Н 35 СОО) 2 Са¯
2С 17 Н 35 СОО – + Mg 2+ = (С 17 Н 35 СОО) 2 Mg¯.
Пена образуется лишь после полного осаждения этих катионов. Правда, некоторые синтетические моющие средства хорошо моют и в жесткой воде, так как их кальциевые и магниевые соли легко растворяются. В жесткой воде плохо развариваются овощи. Очень плохо заваривается чай, и вкус его теряется. В то же время в санитарно-гигиеническом отношении эти катионы не представляют опасности, хотя при большом содержании катионов магния Mg 2+ (как в море или океане) вода горьковата на вкус и оказывает послабляющее действие на кишечник человека. Однако использование жесткой воды в качестве питьевой способствует возникновению мочекаменной и желчекаменной болезней (образованию камней).
Различают жесткость временную (или устранимую) и постоянную . Временная жесткость обусловлена присутствием в воде гидрокарбонатов Ca(HCO 3) 2 , реже Mg(HCO 3) 2 и иногда Fe(HCO 3) 2 . Постоянная жесткость обусловлена присутствием других растворимых солей этих металлов (хлоридов, сульфатов и др.).
При кипячении воды гидрокарбонаты разлагаются с образованием труднорастворимых соединений, выпадающих в осадок, и жесткость уменьшается.
Ca(HCO 3) 2 ® CaCO 3 ¯ + H 2 O + CO 2
Ca 2+ + 2HCO 3 - ® CaCO 3 ¯ + H 2 O + CO 2
2Mg(HCO 3) 2 ® (MgOH) 2 CO 3 ¯ + H 2 O + 3CO 2
2Mg 2+ + 2HCO 3 2- ® (MgOH) 2 CO 3 ¯ + H 2 O + 3CO 2 .
Сохраняющаяся после кипячения воды жесткость, называется постоянной (некарбонатной) .
В соответствии с ГОСТ 6055-86 по значению общей жесткости (ммоль/л) различают воду: очень мягкую <1,5, мягкую 1,5–3,0, средней жесткости 3,0–6,0, жесткую 6,0–9,0, очень жесткую > 9,0.
Жесткость воды хозяйственно-питьевых водопроводов не должна превышать 7 ммоль/л.
Для определения жесткости воды применяют титриметрический метод (см. лабораторную работу №1).
В даннойработе методом кислотно-основного титрования (метод нейтрализации) определяется временная (гидрокарбонатная) жесткость воды. Гидрокарбонаты кальция и магния титруют соляной кислотой в присутствии индикатора.
Ca(HCO 3) 2 + 2НCl®CaCl 2 + 2H 2 O +2CO 2
HCO 3 – + Н + ®H 2 O +CO 2
Группа IIIA (алюминий)
По содержанию в организме человека алюминий относится к примесным микроэлементам (10 –5 %). Известно, что алюминий влияет на развитие эпителиальной и соединительной тканей, на регенерацию костной ткани, на обмен фосфора. Катион Al 3+ способен замещать ионы Ca 2+ и Mg 2+ , влияя тем самым на протекание ферментативных процессов. Избыток алюминия в организме тормозит синтез гемоглобина, так как благодаря довольно высокой способности к комплексообразованию ионы алюминия блокируют активные центры ферментов, участвующих в кроветворении.
Алюминий – амфотерный металл, растворяется в растворах кислот и в щелочах. Амфотерными свойствами обладают оксид (Al 2 O 3) и гидроксид алюминия (Al(OH) 3).
Соли алюминия и кислородсодержащих кислот растворимы в воде, за исключением фосфата алюминия AlPO 4 . Это следует учитывать при назначении препаратов алюминия, в частности гидроксида алюминия при повышенной кислотности желудка. В желудке гидроксид алюминия нейтрализует соляную кислоту
Al(OH) 3 + 3HCl = AlCl 3 + 3H 2 O
Al(OH) 3 + 3H + = Al 3+ + 3H 2 O
Перешедшие в раствор ионы алюминия в кишечнике переходят в малорастворимую форму – фосфат алюминия, который выводится из организма. Таким образом, в присутствии ионов алюминия уменьшается усвоение фосфора.
В медицинской практике также находят применение алюмокалиевые квасцы (KAl(SO 4) 2 ∙12H 2 O) и жженые квасцы (KAl(SO 4) 2). Эти соединения используются для наружного применения для полосканий, промываний, примочек при воспалительных заболеваниях кожи и слизистых, как кровоостанавливающее средство при порезах. Фармакологическое действие солей алюминия основано на том, что ионы Al 3+ образуют с белками комплексы, выпадающие в виде гелей, что приводит к гибели микробных клеток.
Группа VA (азот)
Опыт 6. Получение и свойства аммиака
Азот (N) – элемент VА группы (р-элемент). Из соединений азота, в которых он проявляет степень окисления –3, наибольший интерес для медиков и биологов представляет аммиак NH 3 и его производные – соли аммония и аминокислоты. Аммиак NH 3 в организме человека является одним из продуктов метаболизма аминокислот и белков.
Причина токсического действия аммиака на мозг до конца не выяснена. В крови при рН = 7,4 аммиак почти полностью находится в виде ионов аммония. Ионы NH 4 + , несмотря на то, что они в крови находятся в большом избытке, не могут проникать через клеточные мембраны, в то время как нейтральные молекулы NH 3 легко проходят и могут воздействовать на мозг.
NH 3 – бесцветный газ с резким запахом, очень хорошо растворим в воде: в 1 объеме воды при 20°С растворяется около 700 объемов аммиака (растворимость 31 моль/л). В концентрированном водном растворе массовая доля аммиака составляет 25%. В медицинской практике применяют 10%-ный раствор аммиака (нашатырный спирт) для выведения из обморочного состояния. При вдыхании аммиак оказывает возбуждающее влияние на дыхательный центр. При больших дозах наступает удушье.
Группа VIA (кислород)
Кислород – важнейший биогенный элемент, находится в VIА группе (р-элемент).
В атмосфере Земли содержится около 21% кислорода (по объему). В промышленности кислород получают из жидкого воздуха путем ректификации – дробной перегонки, основанной на различии температур кипения кислорода (–183°С) и азота (–195,8°С). В лабораториях пользуются кислородом промышленного производства, поставляемым в стальных баллонах под давлением 15 МПа. Лабораторным способом его получения служит электролиз водных растворов щелочей. Небольшие количества О 2 можно получать взаимодействием раствора KMnO 4 с подкисленным раствором Н 2 О 2 (см. опыт 4.2 в работе 8) или термическим разложением некоторых кислородсодержащих веществ, например, перманганата калия:
2KMnO 4 = K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 .
Велика биологическая роль кислорода. Элемент кислород входит в состав всех жизненно важных органических веществ – белков, жиров, углеводов. Без О 2 невозможны чрезвычайно важные жизненные процессы: дыхание, окисление аминокислот, жиров, углеводов. Только немногие растения, называемые анаэробными ,могут обходиться без кислорода. За сутки человек фактически использует около 0,1 м 3 кислорода. У высших животных О 2 проникает в кровь, соединяется с гемоглобином, образуя оксигемоглобин, который поступает в капилляры различных органов. Здесь О 2 отщепляется от гемоглобина и через стенки капилляров диффундирует в ткани. В тканях кислород расходуется на окисление различных веществ. Эти реакции в конечном итоге приводят к образованию углекислого газа, воды и созданию запаса энергии.
Регенерация кислорода осуществляется в растениях в результате фотосинтеза.
Кислород используют в медицине при затрудненном дыхании. В последние годы при лечении газовой гангрены и ряда других заболеваний, при которых накапливаются микробы в омертвевших тканях, применяют гипербарическуюоксигенацию, т.е. помещают больных в барокамеры с повышенным давлением кислорода в воздухе. При этом улучшается снабжение тканей кислородом, и во многих случаях такой способ лечения дает хорошие результаты.
Группа VIIA (йод)
Йод (I) находится в VIIА группе, относится к р-элементам. Он относится к числу незаменимых биогенных элементов, и его соединения играют важную роль в процессах обмена веществ. Имеются данные, что йод влияет на синтез некоторых белков, жиров и гормонов. В организме человека содержится около 25 мг йода, из них больше половины находится в щитовидной железе, причем в связанном состоянии – в виде гормонов – и только около 1% его находится в виде иодид-иона. Щитовидная железа секретирует иод-содержащие гормоны тироксин и трииодтиронин.
Пониженная активность щитовидной железы (гипотиреоз) может быть связана с уменьшением ее способности накапливать иодид-ионы, а также с недостатком в пище иода (эндемический зоб).
При эндемическом зобе назначают препараты иода: KJ или NaJ. В районах, где имеется дефицит иода, для профилактики эндемического зоба добавляют к поваренной соли NaJ или KJ (1-2,5 г на 100 кг).
При повышенной активности щитовидной железы (гипертиреоз) вследствие избыточного синтеза тиреоидных гормонов наблюдается ненормально увеличенная скорость метаболических процессов.
KJ применяют и при гипотиреозе (эндемический зоб), и при гипертиреозе. В первом случае иодид-ионы используют для синтеза гормонов, во втором случае иодид-ион тормозит иодирование тирозина иодом. При неэффективности указанных препаратов для лечения гипертиреоза применяют препарат радиоактивного иодаJ-131, излучение которого разрушает фолликулы щитовидной железы и уменьшает избыточный синтез гормонов.
NaJ и KJ используют также как отхаркивающее средство при воспалительных заболеваниях дыхательных путей.
Иод применяют в медицине в виде раствора в этиловом спирте (массовая доля иода 3, 5 или 10%), который является превосходным антисептическим и кровоостанавливающим средством. Кроме того, йод входит в состав ряда фармацевтических препаратов.
D-элементы
По содержанию в организме человека d-элементы относятся к микроэлементам (10 –3 масс. % и ниже). Среди них есть жизненно необходимые (незаменимые) элементы – это Mn, Cu, Co, Fe, Zn, Mo, V (по классификации В.В. Ковальского). Другие, такие как, Cd, Cr, Ni, Ag, Hg и другие, относятся к примесным элементам, биологическая роль которых мало выяснена или неизвестна. Шесть d-элементов (Fe, Zn, Cu, Mn, Mo, Co) наряду с четырьмя s-элементами (Ca, K, Na, Mg) относятся к металлам жизни.
У d-элементов сильно выражена способность к комплексообразованию (слово «комплексные» означает сложные, составные). Комплексные соединения - ярко окрашенные солеобразные вещества были известны химикам еще в XVIII веке. Одними из первых были открыты комплексные соли железа и кобальта. Многие биокатализаторы – ферменты также являются комплексными соединениями. Изучением их занимается бионеорганическая химия.
Рассмотрим образование комплексной соли на конкретном примере. Если к голубому водному раствору CuSO 4 прибавить раствор аммиакаNH 3 , то при этом раствор приобретает красивый ярко-синий цвет. Происходит реакция образования комплексной соли SO 4:
CuSO 4 + 4NH 3 → CuSO 4 ×4NH 3
Строение комплексных соединений объясняет теория А. Вернера. В молекулах комплексных соединений выделяют центральный атом или ион (М ) и непосредственно связанные с ним молекулы (или ионы), называемые лигандами (L ), в количестве n .
Центральный ион и окружающие его лиганды образуют внутреннюю сферу комплекса . Внутренняя сфера связана электростатическими силами притяжения с внешней сферой, которая состоит из m частиц Х (молекулы или ионы). Общая запись формулы комплексного соединения имеет вид X m .
Центральный атом координирует лиганды, геометрически правильно располагая их в пространстве. Поэтому комплексные соединения называют также координационными. Число лигандовn называется координационным числом, а внутренняя сфера – координационной.
В соответствии с этим формулу комплексного соединения меди с аммиаком можно записать в виде SO 4 , где ион меди Cu 2+ – центральный ион; молекулы NH 3 – лиганды; 4 – координационное число; сульфат анион SO 4 2- – внешняя сфера. Называется данная соль сульфат тетраамминмеди (II).
Комплексные соли диссоциируют на внутреннюю и внешнюю сферу по типу сильных электролитов:
SO 4 « 2+ + SO 4 2- .
Образующийся комплексный ион 2+ диссоциирует как очень слабый электролит:
2+ «Cu 2+ + 4NH 3 .
Концентрация образующихся ионов Cu 2+ очень мала.
Константа равновесия этого процесса называется константой нестойкости комплексного иона (комплекса).