Лабораторная работа №1. Правила техники безопасности при работе в химической лаборатории. Химическая посуда и ее назначение.

Цель работы: Познакомится с правилами техники безопасности при работе в химической лаборатории, изучить основные виды химической посуды и ее назначение.

Приборы и реактивы: пробирки; лабораторные стаканы; колбы плоскодонные, конические, мерные; воронки; пипетки градуированные, Мора; капельницы, мензурки; бюксы;мерные цилиндры; фарфоровые тигли; ступка и пестик; штатив; держатель для пробирок.

Теоретическая часть:

1. Ознакомление с правилами техники безопасности.

2. Посуда и ее назначение.

3. Утилизация химических реактивов и мытье посуды.

Техника безопасности и организация труда на рабочем месте

1. С первых дней приучите себя работать аккуратно, внимательно, без торопливости.

2. Содержите свое рабочее место в чистоте: грязь нередко бывает причиной искажения результатов. Приборы и посуду мойте тотчас после окончания опыта, не откладывая до окончания всей работы. Если пролита вода или реактивы, быстро вытрите стол, но будьте осторожны, чтобы не повредить руки и одежду. Разбитое стекло, куски бумаги, испорченные сухие реактивы и так далее не оставляйте на столах, а выбрасывайте в специальную мусорницу, ни в коем случае не в водопроводную раковину.

3. Не загрязняйте реактивы. Их нужно держать в плотно закрывающейся посуде, открывать банки с реактивами только во время пользования ими и, закрывая их, не путать пробок. Каждая склянка с реактивом должна быть подписана, иметь собственную пипетку или шпатель, при взятии реактивов - нельзя пользоваться пипетками и шпателями от других склянок. Не ссыпайте и не сливайте обратно в реактивные склянки, взятые в избытке или просыпанные реактивы. Такая экономия может испортить весь реактив в реактивной склянке.

4. Не будьте расточительными и берите реактивы в количествах, указанных в руководстве. Отработанные дорогие или редкие реактивы по указанию преподавателя или лаборанта сливайте в специально поставленные для них склянки.

5. Горячие и особенно раскаленные предметы ставьте только на асбестовый картон или на асбестированную сетку. Поставленные на стол, они портят его поверхность и портятся сами - краска прилипает к ним; стеклянные приборы, поставленные на холодные металлические или каменные подставки, могут лопнуть от резкого изменения температуры.

6. Не загромождайте стол ненужными в данный момент предметами, приборами, книгами. Все предметы на столе должны быть расставлены в определенном порядке. Личные вещи во время работы должны быть убраны с рабочего стола. Проходы в лаборатории не загромождайте стульями и другими предметами.

7. Реактивы и приборы общего пользования не уносите на свои столы - они должны находиться всегда на отведенном для них месте.

1. Аккуратно вносите в пробирки концентрированные кислоты и щелочи, остерегайтесь пролить их на руки, на одежду, на стол. Если кислота или щелочь попали на кожу или на одежду, быстро большим количеством воды смойте их и обратитесь за дальнейшей помощью к преподавателю или лаборанту. О пролитых в большом количестве концентрированных кислотах и щелочах также сообщите преподавателю или лаборанту.

2. С ядовитыми и сильно пахнущими веществами работайте в вытяжном шкафу, проверив, хорошо ли работает тяга.

3. Перед выполнением работы следует ознакомиться с методикой проведения эксперимента, изучить принцип действия прибора, установки, понять назначение метода и цель работы. Продумайте хорошо технику эксперимента, чтобы не могла произойти авария; не нагревайте в закрытых сосудах газообразные вещества, при нагревании жидкостей в пробирках держите их отверстием в сторону от себя и от товарищей, горячие предметы берите специальными щипцами и т.д.

4. Не сливайте растворы, содержащие ядовитые соединения, в раковину и не проливайте их. Остатки ядовитых реактивов сливайте в специальные сосуды по указанию лаборанта.

5. После работы в лаборатории обязательно вымойте руки.

6. По окончании работы вымойте и сдайте лаборанту приборы и посуду, приведите в порядок рабочее место, дайте преподавателю на подпись свой журнал.

7. Все наблюдения записывайте в лабораторный журнал непосредственно после каждого опыта. Не делайте записи в черновиках и на отдельных листочках.

8. Лабораторная работа оформляется в виде отчета в лабораторном журнале.

Никакое отступление от требований безопасности не может быть оправдано ни особыми обстоятельствами, ни "разумными доводами". Недопустимо нарушать эти требования даже при полной уверенности, что в данном случае нарушение не приведет к аварии: если неправильный навык закрепится, в дальнейшем он может быть автоматически применен в других, более опасных условиях. Разумеется, далеко не каждое нарушение инструкций влечет за собой несчастный случай. Однако пренебрежение по мелочам быстро входит в привычку и создает предпосылки для более серьезных нарушений

Оказание первой медицинской помощи в химической лаборатории

При работе в химической лаборатории наиболее вероятными случаями являются порезы стеклом, ожоги термические и химические, а также ингаляционные поражения парами токсических веществ. Доврачебная помощь должна быть оказана пострадавшему самостоятельно или товарищами по работе.

1. При порезах рук стеклом в первую очередь необходимо пинцетом, промытым спиртом, удалить из раны видимые осколки стекла, затем промыть рану 2%-ным раствором перманганата калия и, смазав рану 5%-ным раствором йода, забинтовать.

2. При термических ожогах рекомендуется вначале делать примочки из 2%-ного раствора перманганата калия или этилового спирта (96%-ного), а затем смазать обожженный участок мазью от ожогов и наложить повязку. Причинами термических ожогов могут быть прикосновение к сильно нагретым предметам, воспламенение горючих жидкостей и сильный электрический разряд.

3. При химических ожогах кожи необходимо прежде всего удалить вызвавшее ожог вещество соответствующим растворителем. При ожогах кислотами и фенолом обожженное место обильно промывают проточной водой, а затем 2%-ным раствором NaHCO₃. При ожогах щелочами после обильной промывки прочной водой промывают обожженное место 2%-ным раствором уксусной или борной кислоты. При попадании на кожу агрессивных органических веществ пораженный участок следует быстро промыть этиловым спиртом (96%), а затем смазать мазью от ожогов.

4. При химических ожогах глаз необходимо до обращения в медпункт промыть пострадавшему глаза вначале большим объемом воды, затем 2%-ным раствором NaHCO₃ (при попадании ки

слоты) или 2%-ным раствором борной кислоты (при попадании щелочи).

5. При ингаляционных поражениях пострадавшего необходимо немедленно вывести (вынести) на свежий воздух, освободить от стягивающей одежды, создать ему абсолютный покой, положить на спину, тепло укутать и вызвать врача. При поражении электрическим током, если пострадавший остается в соприкосновении с токоведущими частями, необходимо немедленно выключить свет при помощи пускателя, или перерубить токопроводящий привод изолированным инструментом. К пострадавшему, пока он находится под током, нельзя прикасаться незащищенными руками (без резиновых перчаток). Если пострадавший потерял сознание, после отключения тока нужно немедленно, не дожидаясь прибытия врача, применить ему искусственное дыхание.

Утилизация отходов химической лаборатории

При выполнении лабораторных работ и использовании реактивов в результате образуются отходы (органические растворители, щелочи, кислоты).

1. Утилизация отходов кислот и щелочей. Отходы, содержащие кислоты и щелочи, сначала разбавляют водой, при необходимости нейтрализуют и сливают в канализацию.

Сливать неразбавленные кислоты и щелочи в канализацию категорически запрещается!

2. Утилизация хромовой смеси. Свежая хромовая смесь имеет темно- оранжевый цвет. После долгой работы она теряет свои окислительные свойства и приобретает темно-зеленую окраску, что указывает на необходимость ее замены. Использованную хромовую смесь ни в коем случае не следует выливать в раковину. Ее необходимо осторожно перелить в банку для кислых сливов и отнести в специально отведенное для сливов место.

3. Утилизация органических реактивов. Отходы, содержащие органические реактивы, сливают в специально отведенную емкость для слива органических веществ (под тягой).

Лабораторная посуда и ее назначение

Посуда химическая лабораторная, изделия из стекла, кварца, фарфора, платины и др. материалов, применяемые для препаративных и химико-аналитических работ. Посуда химическая лабораторная должна быть устойчива к воздействию химических реагентов, легко отмываться от загрязнений, а материал её должен быть термоустойчив и обладать малым коэффициентом теплового расширения. По назначению она может быть разделена на мерную, немерную и специального применения.

 2.1. Мерная посуда химическая лабораторная имеет точную градуировку, её нельзя нагревать. Мерная посуда, как и вся посуда химическая лабораторная, различается по ёмкости, диаметру и формам. К ней относятся: пипетки — для отбора жидкостей (0,1—100 мл); бюретки (1—100 мл) — для титрования, измерения точных объёмов; мерные колбы (10—2000 мл) — для отмеривания и хранения определённых объёмов жидкостей: мерные мензурки и цилиндры (градуированы менее точно).

Пипеткой называют дозирующий сосуд в виде трубки. Каждая пипетка имеет на конце носик с отверстием, который предназначен для снижения скорости вытекания жидкости. Основным назначением пипеток является измерение точного объема жидкости.

 Различают пипетки:

          Неградуированные, на заданный объем (от 1мл и далее); такие пипетки в верхней своей части имеют одну метку, таким образом, снижается погрешность измерения объема.

         Градуированные, как правило, цилиндрические; погрешность измерений таких пипеток составляет 0,1 – 0,2 мл.

 До середины 20 века жидкость в пипетку набирали путем всасывания ее ртом, что являлось крайне небезопасным способом и приводило к многочисленным травмам. Наиболее же безопасным способом набора жидкости является использования для этих целей резиновой груши, которую присоединяют к верхней части пипетки. При этом необходимо набрать в пипетку такое количество жидкости, чтобы она поднялась на 2-3 сантиметра выше необходимой метки. Затем верх пипетки необходимо зажать указательным пальцем правой руки, предварительно быстро убрав грушу от верхнего отверстия, не дав жидкости слиться. Избыток жидкости убирается путем частичного ослабления нажима пальца на верхнее отверстие. При совмещении мениска с чертой деления на конце пипетки, как правило, остается капля, которую необходимо аккуратно удалить с помощью фильтровальной бумаги.

 После работы каждую пипетку необходимо промыть чистой водой, спуская ее через носик пипетки.  

Ассортимент пипеток представлен двумя видами:         на полный слив объемом и   на частичный слив объемом от 1мл до 10мл.

Мензурка представляет собой стеклянный сосуд (сосуд – вместилище для жидких и для сыпучих веществ) конической формы. В верхней своей части мензурки имеют носик, предназначенный для удобства переливания жидкостей, находящихся в мензурках. На боковой стороне мензурки имеется градуированная шкала, показывающая объем вмещаемой в данную мензурку жидкости. Мензурки имеют два класса точности, чему соответствует частота делений шкалы.

Мензурки относятся к классу химической лабораторной посуды как посуда, предназначенная для отмеривания и хранения определенных заданных объемов жидкостей. Соответственно основное назначение мензурок как химической лабораторной посуды – это измерение объемов жидкости и использование их (мензурок) для отстаивания мутных жидкостей. Осадок при отстаивании жидкости в мензурке собирается в нижней ее части, а отделенную от примесей жидкость сливают из мензурки в другую емкость.

  2.2.К немерной, или общего назначения, посуде химической лабораторной относятся:

2.2.1.изделия, употребляемые с нагревом, — пробирки (5—25 мл), стаканы (5—1000 мл), колбы (10—1000 мл, плоскодонные, круглодонные, конические);

Пробирки являются самым популярным видом лабораторной посуды. Пробирки представляют собой сосуды цилиндрической формы. Посуда изготавливается из специального лабораторного, кварцевого стекла, иногда из пластика. предназначена как для проведения качественных химических реакций, так и для специализированных исследований.

Стакан представляет собой сосуд, выполненный из стекла, как правило, цилиндрической формы. Все стаканы лишены ручки. Форма химических стаканов стандартная: либо цилиндрическая, либо усеченный конус. Неотъемлемой частью любого химического стакана является наличие в верхней его части носика, предназначенного для удобства сливания жидкостей. Химические стаканы, как правило, изготавливаются из термостойкого тугоплавкого стекла. Дно стаканов имеет плоскую форму. На некоторых стаканах присутствует шкала объемов, однако, следует помнить, что такая шкала лишь ориентировочная, то есть приблизительная. А сосуды, предназначенные для точного измерения объемов жидкостей, то есть имеющие градуированную шкалу, называют мензурками.

Назначение химических стаканов обусловлено их строением. Таким образом, стаканы в лабораториях используют для приготовления так называемых «сложных» растворов, где растворяют при перемешивании сразу несколько твердых веществ.

Колба представляет собой сосуд, выполненный из стекла и имеющий тонкое длинное горлышко. Горлышко это может закрываться как простой резиновой пробкой, так и иметь специальную притертую пробку – шлиф. Дно колб, как правило, имеет плоскую или круглую форму. Колбы относятся к общему типу технических сосудов, применяемых для проведения опытов и исследований в химических лабораториях. Колба является емкостью, непосредственно в которой происходят химические реакции. Зачастую в целях ускорения химических реакций проводят подогревание колб. Для этого используются специальные колбонагреватели.

2.2.2. Употребляемые без нагрева — пробирки (из толстостенного стекла) для центрифугирования, воронки для переливания и фильтрования жидкостей и делительные воронки (от 25 мл и выше, цилиндрические, грушевидные и шарообразные), кристаллизаторы (плоскодонные сосуды), холодильники для охлаждения и конденсации паров и собирания конденсата (специальные и универсальные), водоструйные насосы (ускоряют фильтрование, создают при перегонке вакуум над кипящей жидкостью), склянки (служат в качестве резервуара, из которого жидкость поступает в др. сосуд, например в бюретки при титровании), бюксы с пришлифованными крышками (для хранения веществ), капельницы различного устройства (для дозировки жидкости).

Холодильники лабораторные – один из наиболее известных видов оборудования для проведения исследований. Основным назначением приборов является проведение реакции при температуре кипения различных жидкостей. Посредством холодильников лабораторных пары охлаждаются и сгущаются, после чего оседают и переходят в начальное состояние.

Воронка является одним из наиболее распространенных типов лабораторной химической посуды. В классическом понимании воронка служит приспособлением, используемым при переливании жидкостей, и представляет собой конусообразную полую емкость, зауженную книзу. Однако в лабораторной технике и промышленности используются воронки более сложного строения, в достаточной мере отличающиеся от воронки в ее стандартном представлении.

Наибольшее распространение в лабораторных целях получило использование стеклянных воронок. Стеклянные воронки классифицируют по принципу  назначения на лабораторные, делительные, фильтрующие, капельные. Итак, основное назначение лабораторных воронок – это непосредственно переливание жидкостей между емкостями, перенос сыпучих веществ в сосуды, а также возможно проведение фильтрования при условии вложения в воронку специально приспособленного для этих целей фильтра. Также существуют воронки делительные, представленные в виде цилиндрических и грушевидных делительных воронок.

Делительная воронка является одной из разновидностей лабораторных воронок и используется при разделении двух несмешивающихся жидкостей по их плотности. Как и лабораторная, делительная воронка представляет собой сосуд, в нижней части которого, как правило, располагается трубка с краном для спуска по мере разделения более тяжелые фракции жидкости. Особенность работы с данным типом воронки в том, что перед началом каждого опыта следует проверить кран на герметичность. Для этого в воронку наливают воду или эфир. Если в результате проверки выяснится, что кран протекает, то возникает необходимость проведения процедуры притирки, то есть отшлифовки двух соприкасающихся поверхностей для достижения определенного уровня герметичности.

  2.3. К посуде химической лабораторной специального назначения относятся: колбы для дистилляции, аллонжи — изогнутые трубки (для соединения холодильника с приёмником), колбы грушевидной формы, применяющиеся для определения азота («колбы Кьельдаля»), эксикаторы для медленного высушивания и сохранения веществ, легко поглощающих влагу из воздуха (в т. ч. вакуум-эксикаторы), Киппа аппарат для получения лабораторных количеств газов (CO₂, H₂S и др.), трубки различной формы (например, хлоркальциевые U-образные) для сушки и очистки газов от механических загрязнений, тигли.

Тигель представляет собой емкость, зауженную книзу и расширенную в верхней ее части, то есть имеет коническую или цилиндрическую форму. Что касается применения тиглей, то оно вытекает из высокой температурной устойчивости образующих тигель материалов, а именно:

 Растворение самых разнообразных веществ, так как тигли устойчивы к воздействию и щелочных и кислотных сред;

• Сжигание и плавление веществ, что обусловлено огнестойкостью образующих тигель материалов;

• Взвешивание различных веществ и др.

Рис. 1. Химическая посуда

  Наиболее распространённый материал для посуды химической лабораторной — стекло; во многих случаях применяются и др. материалы. Платиновая посуда химическая лабораторная используется главным образом при работе с фтористоводородной (плавиковой) кислотой.

Фарфоровая посуда химическая лабораторная по сравнению со стеклянной более прочна и термостойка, но непрозрачна и тяжела. Помимо стаканов, чашек (для выпаривания) и тиглей, из фарфора изготовляют ступки, воронки Бюхнера, ложки-шпатели для отбора вещества, лодочки для прокаливания в печи. Для нагревания при 1200—3000 °С применяют тигли из высокоогнеупорных материалов (алунд, глинозём, корунд и др.). Нередко посуда химическая лабораторная изготовляется из полимерных материалов (полиэтилен, фторопласт и др.), обладающих химической устойчивостью в сочетании с ценными физико-механическими свойствами. Обычно такая посуда пригодна для работы с агрессивными веществами, например плавиковой кислотой.

Рис. 2. Химические приборы

Самостоятельно подготовить и законспектировать следующие темы:

1. Мытье посуды. Утилизация отходов. Последовательность мытья посуды.

2. Моющие жидкости, способы их приготовления. Способ определения чистоты посуды.

Практикум по общей химии под редакцией Е.М.Соколовской. Издательство Московского университета, 1973.С.5-43.

Г.П.Хомченко. практические работы по неорганической химии и качественному анализу. Учеб. пособие для вузов. М., «Высш. школа», 1972.С.5-27

Вопросы к защите:

1. Какие правила техники безопасности необходимо соблюдать при работе в лаборатории химии?

2. Правила работы с реактивами.

3. Правила работы с кислотами и щелочами.

4. Правила оказания первой медицинской помощи при порезах и ожогах.

5. Виды посуды, используемой в лаборатории.

6. Мерная посуда, ее виды и назначение.

7. Немерная посуда, ее виды и назначение.

8. Посуда специального назначения

9. Фарфоровая и пластмассовая посуда и ее назначение.

10. Последовательность мытья посуды.

11. Утилизация реактивов.