Книга
← К списку книгЗагрузка разделов…
активнаАктивные записи участвуют в каталоге и синках. Неактивная книга скрыта, но не удалена из базы.
Книга
ВВЕДЕНИЕ
Работа в химической лаборатории никогда не относилась к категории безопасных. История науки со времен средневековых алхимиков и до наших дней изобилует примерами тяжелых несчастных случаев, нередко с человеческими жертвами, в результате взрывов и пожаров в лабораториях. Риск всегда был постоянным спутником химика.
В настоящее время химия превратилась в одну из наиболее развитых отраслей народного хозяйства. Потребности общества уже не могут быть удовлетворены усилиями энтузиастов-одиночек или немногочисленных групп исследователей. Научно-исследовательские, аналитические и учебные лаборатории ежегодно пополняют тысячи девущек и юношей, пришедших со студенческой или школьной скамьи.
С развитием техники условия труда человека сами по себе не становятся безопаснее, напротив — появляются новые, неизвестные ранее опасные факторы. Современная химия немыслима без широкого использования электроэнергии, высокого давления и глубокого вакуума, высоких и низких температур, разнообразных агрессивных или токсичных соединений, большинство из которых обладает взрыве- или пожароопасными свойствами (60]. ' .
Необходимый уровень безопасности и безвредности труда в сфере науки и производства призвана обеспечить система охраны труда. В соответствии с ГОСТ 12.0.002—80, охрана труда определяется как.«система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебнопрофилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда».
Несколько самостоятельных аспектов охраны труда с разных сторон подводят к решению одной.: проблемы — сохранению здоровья трудящихся:
. 1) правовые и организационные вопросы охраны труда; - у
производственная санитария и гигиена труда;
техника безопасности;
пожарная профилактика.
В круг правовых и организационных вопросов ox- i раны труда входят законодательство по охране труда,, ’ расследование, учет и анализ производственного травматизма, разработка стандартов и инструкций по охране труда, организация обучения персонала безопас- I ным методам работы, организация службы техники безопасности и общественного контроля по охране труда и т. п.
Производственной санитарией называется система j организационных мероприятий и технических средств, предотвращающих или уменьшающих до нормирован- , ных уровней воздействие на работающих вредных про- j изводственных факторов, т. е. факторов, приводящих- ] к заболеванию или снижению работоспособности. В ус- ловияХ химических лабораторий в задачи производственной санитарии входит предупреждение профессиональных отравлений, предотвращение воздействия на работающих ядовитых и раздражающих веществ, про- ; изводственной пыли, ионизирующих излучений, шума ' и прочих вредныхфакторов, определение предельно' допустимых концентраций вредных веществ в воздухе и контроль воздуха производственных помещений, разработка и эксплуатация средств индивидуальной защиты, систем вентиляции и отопления, рационального освещения и т. п.
Сходные задачи решает и гигиена труда — область профилактической медицины, разрабатывающая научные основы и практические меры обеспечения высокой работоспособности и предупреждения профессиональных заболеваний.
В отличие от вредных, опасные производственные факторы при воздействии на человека приводят к внезапному резкому ухудшению здоровья — травме, ожогу н т. п. Защита работающих от опасных производственных факторов возложена на систему техники безопасности.
Техника безопасности на основе всестороннего изу-' чёния опасных факторов способствует разработке, созданию и усовершенствованию безопасного оборудования, приборов и инструментов, разработке и изучению безопасных приемов и методов работы, безопасной ; организации рабочего места, внедрении? в практику средств защиты от опасных производственных факто-
ров. Важнейшими задачами техники безопасности являются также разработка правил и норм и крнтроль за их. выполнением, организация обучения персонала безопасной работе.
Пожарная профилактика решает ограниченный круг задач — предотвращение пожара, ограничение его распространения, создание условий для его успешного тушения, обеспечение безопасности людей и сохранения материальных ценностей. В то же время в условиях химических лабораторий при наличии огромного числа разнообразных горючих веществ, окислителей, а также источников воспламенения пожарная профилактика оказывается тесно связанной с техникой безопасности. Одни и те же нарушения, например повреждение изоляции электрооборудования, оказываются одновременно и опасным производственным фактором и возможной причиной пожара. Поэтому поЖарную профилактику в химических лабораториях целесообразно изучать совместно с техникой безопасности.
Хотя отдельные аспекты охраны труда находятся в тесной взаимосвязи и между ними невозможно провести четкие границы, не следует смешивать понятия «охрана труда» и «техника безопасности». Между тем на многих химических предприятиях отделы, выполняющие по существу функции служб охраны труда, традиционно именуются службами техники безопасности. И дело здесь, конечно, не просто в терминологической путанице. Если техника безопасности опирается в основном на достижения технических наук и инженерных дисциплин, таких как физика, химия, процессы и аппараты химической технологии, сопротивление материа- лбв, инженерная психология и т. п., то для решения правовых и организационных вопросов охраны труда требуется участие юристов, социологов, экономистов, для решения вопросов гигиены труда и производственной санитарии1—гигиенистов, физиологов, токсикологов й т.п.
В данной книге практически не затронуты правовые и организационные вопросы охраны труда и даны лишь Самые Общие представления О производственной санитарии. При работе над книгой автод стремилсИ удовлетворить прежде всего потребности химиков-экспе-
риментаторов. Существующие книги по технике безопасности и охране труда либо рассчитаны на работников химических производств, либо имеют лишь историческое значение [26, 35]. Сборники типовых инструкций и правил безопасности [38, 43], а также инструкции по отдельным видам работ, имеющиеся в каждой лаборатории, выполняют весьма ограниченную функцию. Они, например, не вполне пригодны для инструктирования малоопытных работников непосред: ственно на рабочем месте перед выполнением ими отдельных работ, или операций, Поскольку не содержат объяснения или обоснования тех или иных запретов или предписаний. Разделы по технике безопасности в лабораторных практикумах и руководствах по технике лабораторных работ не носят систематического характера и, как правило, не идут дальше формулировки > самых общих правил безопасности.)
В одной книге невозможно охватить все многообра- j зие потенциально опасных работ в лабораториях. Поэтому здесь рассмотрены вопросы техники безопасно- < сти применительно к наиболее часто выполняемым операциям, с которыми связано наибольшее число травм j и аварий. К их числу относятся, например, работы со , стеклянной посудой, электрооборудованием, органи- .] чески ми растворителями и т. п. Относительно большой объем имеют.главы, посвященные оказанию первой по- . мощи при поражениях, а также работе со ртутью.
Второй критерий, которым руководствовался автор при. отборе материала— степень освещенности данного вопроса в литературе. Так, например, имеются подробные руководства и инструкции по работе с газовыми баллонами [44, 53], по хранению реактивов (49, 58], поэтому соответствующие разделы в книге имеют минимальный объем.
В киргу не включены разделы по технике, безопасности при работе с применением высокого давления,* ; сильнодействующих ядовитых и радиоактивных (а также биологически активных) веществ. При проведении такого рода работ, относящихся к категории повышенной опасности, нельзя руководствоваться общими правилами и инструкциями, кацимИ бы подробными они ни ; были. Обязательное условие обеспечения безопасно- ( сти в этой ситуации — максимальная конкретизация ]
инструкций — не может быть выполнено в рамках монографии. Лаборатории, в которых проводятся работы повышенной опасности; имеют, как правило, усиленную службу техники безопасности, в задачу которой входит организация необходимых профилактических мер в соответствии с конкретными условиями.
Систематическое изложение любой научной дисциплины невозможно без введения единых понятий и единой терминологии. В области техники безопасности эту функцию выполняет комплекс взаимосвязанных стандартов Системы стандартов безопасности труда (ССБТ). Введенная в действие с 01.07.1974, в настоящее время ССБТ еще не охватывает многих важнейших аспектов техники безопасности. Однако она активно развивается и становится все более необходимым рабочим инструментом не только для лиц, профессионально занимающихся охраной труда; но и для химиков-экспериментаторов. В приложении 1 приведен аннотированный перечень стандартов ССБТ, которыми необходимо руководствоваться при работе в химических лабораториях, а в приложении 13 — список установленных стандартами терминов й определений основных понятий в области безопасности труда.
Во второе издание книги включена глава, посвященная технике работы в инертной атмосфере-. Безопасность работы со многими реакционноспособными веществами: металлорганическими соединениями, щелочными металлами и их гидридами, пирофорными твердыми и жидкими веществами и т. п.—может быть обеспечена только при тщательной защите от кислорода й влаги воздуха. В то же время этот вопрос до сих пор практически-не освещен ни в одном руководстве по технике лабораторных работ. В первое издание не вошла и такая важная тема, как безопасность работы с газообразными веществами. Второе Издание восполняет этот пробел. Более обстоятельно изложен материал главы «Работа со стеклянной посудой и приборами»: расширен раздел «Работа со шлифами». Существенные дополнения внесены в главы «Правила работы в химических лабораториях», «Средства и способы тушения пожаров й загораний...» и др. Ценные в практическом отношении данные справочного' характера внесены в приложения.
ПРАВИЛА РАБОТЫ
В ХИМИЧЕСКИХ ЛАБОРАТОРИЯХ
Основой для нормальной работы в химической лаборатории может служить лишь сознательное соблюдение каждым сотрудником правил техники безопасности. Более опытные работники должны считать своей прямой обязанностью создание такой психологической атмосферы, при которой пренебрежительное отношение к требованиям техники безопасности было бы не- возможно. Следует прежде всего на собственном примере прививать менее опытным, начинающим работникам привычку к рациональной организации рабочего места и трудового процесса, к применению наиболее безопасных приемов работы, к постоянному использованию коллективных и индивидуальных средств защиты.
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 манкирование по* мелочам быстро входит в привычку и создает предпосылки, для более серьезных нарушений. В результате в лаборатории может возникнуть обстановка, объективно способствующая росту производственного травматизма.
Конечно, никакими, даже самыми подробными инструкциями невозможно охватить все конкретные ситуации, возникающие на практике. Поэтому важно не только знать требования техники безопасности, но и понимать их суть, уметь применять их в нестандартных ситуациях и оценивать возможные последствия любого
действия. Умёние работать без травм и аварий — один из основных критериев при определении профессиональной квалификации любого специалиста.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
За состояние охраны труда и техники безопасности в лаборатории отвечает руководитель лаборатории. Он может назначать ответственных за технику безопасности в целом по лаборатории, ответственных за противопожарное состояние каждого лабораторного помещения, включая подсобные помещения и лабораторные склады, ответственных за соблюдение техники безопасности при выполнении отдельных видов работ, однако основная ответственность в конечном счете лежит на нем. При этом остальные сотрудники лаборатории также несут персональную ответственность за обеспечение безопасности на собственном рабочем месте й на рабочих местах своих непосредственных подчиненных.
Старшие научные сотрудники или руководители, групп осуществляют надзор за исправным состоянием оборудования, индивидуальных защитных средств и средств пожаротушения, проводят инструктажи по отдельным видам, работ и обучение безопасным методам работы, присутствуют при выполнении опасных работ.
Ответственным за технику безопасности в лаборатории назначается наиболее опытный и квалифицированный химик, хорошо знакомый с методикой и техникой всех выполняемых в лаборатории работ. В обязанности ответственного за технику безопасности входит:
Проведение регулярных инструктажей по технике безопасности (с ведома и по поручению руководителя лаборатории).
Осуществление периодических проверок состояния приборов и оборудования, запрещение работы на неисправном оборудовании.
Контроль за соблюдением персоналом лаборатории правил техники безопасности, обсуждение всех случаев нарушения правил с ответственными за это лицами.
Оказание консультативной помощи сотрудникам лаборатории при выборе, наиболее безопасных способов проведения тех или иных работ, при конструировании и установке лабораторного оборудования.
Анализ совместно с руководителем лаборатории всех происшествии, связанных с нарушениями правил техники безопасности;-:
Разработка программ обеспечения безопасности и плана мероприятий в рамках комплексной программы охраны труда, контроль за реализацией программ.
К работе в химических .лабораториях допускаются лица, прошедшие медицинское освидетельствование и инструктаж по технике безопасности. Прохождение инструктажа обязательно для всех работников, неза- j висимо от их образования, стажа работы или должно* j стн, а также для командированных и проходящих про» изводственное обучение или практику.
По характеру и времени проведения инструктаж ! подразделяют на вводный, первичный на рабочем месте, повторный, внеплановый и текущий. Вводный инструктаж проводится инженером по охране труда (технике безопасности у, а остальные виды инструктажа —■ заведующим лабораторией или непосредственно руководителем работ. Вводный инструктаж помимо прочих вопросов обязательно должен включать подробное рассмотрение основных опасных и вредных производственных факторов, ознакомление с характерным» причинами несчастных случаев в лаборатории и со средствами индивидуальной защиты. Отдельно должны быть рассмотрены общие меры по обеспечению по - жаркой безопасности и правила пользования первичными средствами тушения пожаров, а также вопросы оказания первой помощи пострадавшему.
Первичный инструктаж на рабочем месте Должен включать ознакомление с условиями работы в лаборатории, с конкретными опасными и вредными производственными факторами, с безопасной организацией и содержанием рабочего места. Инструктируемый должен быть ознакомлен с безопасными и наиболее рацио- нальн^пш приемами и методами работы, с тем, как надо действовать при возникновении опасной ситуации, со средствами индивидуальной защиты на данном рабочем месте, а также с имеющимися в лаборатории средствами пожаротушения.
. Цельюповторного инструктажа является проверка и повышение уровня знаний правил и инструкций -но технике безопасности.
Внеплановый инструктажпроводится индивидуально или с группой в случаях, изменения инструкций, необходимости проведения нового вида работ, незнакомых операций, перед работой с новыми веществами, а также в случаях нарушения работниками правил техники безопасности или после несчастных случаев.
В химических лабораториях нельзя работать при плохом самочувствии, в болезненном состоянии, а также при сильной усталости. К работе с химическими веществами нельзя приступать при наличии незащищенных царапин или ссадин на руках, тем более при экземе или воспалительных процессах кожи.
Любые работы в химической-лаборатории надо выполнять тщательно, аккуратно, без спешки. На рабочем месте должны находиться только необходимые длй выполнения конкретной работы реактивы, • приборы й оборудование. Беспорядок на рабочем месте недопустим. s
; К выполнению любой работы можно приступать только, тогда, когда все ее этапы понятны и не вызывают никаких сомнений. Если возникают какие-либо неясности, следует до начала работы обратиться к ру- ководителю. Операции, связанные с повышенной опасностью,необходимо проводить только под непосредственным наблюдением руководителя или опытного работника.
План работы должен быть заранее обдуман, а лучше всего — обсужден. Если какая-либо операция не может быть выполнена в течение рабочего дня, следует заранее решить, на какой стадии работа может быть прервана до следующего дня.
Фиксация условий и результатов- каждого опыта в рабочем журнале должна проводиться в ходе выполнения работы или сразу же после ее окончания. Ведение черновиков не допускается; в рабочем журнале должны проводнться н все необходимые; расчеты. При оли- санни экспериментов особо следует выделять все замеченные отклонения- от описанного в методике хода процесса, а также возможные источники опасности — бурное выделение газа, самопроизвольное повышение температуры и т. п.
При воспроизведении описанных в литературе синтезов следует по крайней мере первый опыт проводить
с рекомендованными количествами веществ и строго придерживаться условий, указанных в прописи.
Исследовательские работы, результат которых невозможно предсказать заранее, нельзя проводить сразу с большими количествами веществ. Даже когда пробные опыты с малыми количествами реактивов прОходят гладко, при переходе к препаративным синтезам следует соблюдать осторожность. Ведь если, например, выделение теплоты или вспенивание массы в небольших объемах не вызывает осложнений, • то при значительных загрузках они могут послужить причиной аварии.
Емкости с реактивами должны быть снабжены надежно наклеенными этикетками с разборчивыми надписями, где указаны Название соединения и его химическая формула. Запрещается исправлять надписи на этикетках, наклеивать новые этикетки, не удалив старых, наносить на емкости с реактивами легко смывающиеся надписи. Запрещается пользоваться реактивами без этикеток «ли с сомнительными надписями на «их: в подобных случаях необходимо Точно установить формулу вещества,с помощью химического анализа. Если определение состава реактива не представляется возможным, он подлежит уничтожению; Этикетками с указанием формулы вещества и номера опыта по рабочему журналу должны непременно снабжаться также емко* сти с промежуточными продуктами в многостадийных синтезах, если они не используются немедленно.
Необходимо внимательно следить за сохранением чистоты реактивов. Ни в коем случае нельзя путать пробки От банок с реактивами, доставать вещество из банки грязным шпателем и т. д. Загрязнение реактивов может не только привести к искажению результатов работы, но и вызвать нежелательные.и опасные побочные процессы вследствие, например, каталитических эффектов/ Так, присутствие случайных примесей, солей или оксидов железа, то есть ржавчины, солей хрома, цинка и т. п. при работе с концентрированной перекисью водорода может вызвать ее самопроизвольное бурное разложение. •
Запрещается выбрасывать в раковины отходы, хи- 1 мических реактивов, сливать органические растворители. водные оаствооы химических веществ. Отходы
подобного рода следует в, конце рабочего дня выносить в специально отведенные для сливов места с целью последующего централизованного и^ уничтожения. Отходы органических растворителей собирают отдельно от водных растворов и от-неорганических веществ. Практика выбрасывания в раковину даже, казалось бы, безвредных и безопасных химических веществ, во- первых, приводит к ускоренной коррозии и выходу из строя канализационных труб; во-вторых, при взаимодействии отходов могут образоваться ядовитые газы. Результаты взаимодействия, как правило, труднопредсказуемы, поскольку .в канализационной сети смешиваются стоки из разных лабораторных помещений.
Химические вещества также нельзя выбрасывать вместе с мусором на помойку.
Все сотрудники лаборатории обязаны владеть приемами оказания первой (доврачебной) помощи при несчастных случаях — уметь накладывать повязки для остановки кровотечения, проводить искусственное дыхание, непрямой массажсердца и т- д. В каждом рабочем помещении на видном месте должна находиться полностью укомплектованная аптечка первой помощи. Состав аптечки зависит от характера работ,"выполняемых в лаборатории, и должен быть согласован, с врачом. По мере расходования и окончания срока годности медикаментов аптечку необходимо без промедления пополнять. ,
Запрещается работать в условиях, при которых невозможно оказание немедленной помощи в случае аварии: при работе в вечернее и ночное время, независимо от характера работ, а также при выполнении операций, связанных с какой-либо опасностью, в любое .время суток, в рабочем помещении должно находиться не менее двух человек. К числу опасных относятся любые работы с токсичными, едкими, горючими и взрывоопасными веществами (см. приложения 2 и 3), с движущимся оборудованием, с использованием повышенного давления, вакуума, высоких температур, сильного охлаждения, электрического тока, а также все нестандартные операции. ‘
Запрещается оставлять без присмотра работающие установки, включенные электронагревательные приборы, газовые горелки. Если необходимо ненадолго от?
лучиться от работающей установки, следует поручить присмотр за ней достаточно квалифицированному сотруднику, подробно проинструктировав его. Нельзя поручать другим лицам присмотр за установкой, если она не вышла на' рабочий режим, работает нестабильно или имеет какие-либо отклонения от нормы. ,
Перед уходом из лаборатории следует убедиться, что на каждом рабочем столе и в вытяжных шкафах отключены вода и электрические приборы, перекрыты газовые линии, в смонтированных приборах закончи- . лйсь все химические процессы,, а из водяных холодильников слита вода.
Каждый работник лаборатории должен иметь в индивидуальном пользований средства индивидуальной защиты — очки или маску для защиты глаз и лица, респираторы для работы с пылящими веществами, заранее подогнанный и проверенный на герметичность противогаз, резиновые перчатки, а также спецодежду — халат, a в некоторых случаях головной убор и прорезиненный фартук.
IX ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ
ПРИ УБОРКЕ ЛАБОРАТОРНЫХ ПОМЕЩЕНИЙ
Уборщица лабораторных помещений должна на-' ходиться в подчинении непосредственно у руководителя лаборатории я не должна подчиняться другим руководителям.-
Первичный инструктаж на рабочем месте для уборщиц помимо обязательных сведений общего характера (см. разд. L1) должен включать конкретные указания на оборудование, которое не подлежит уборке вовсе, и на места, где уборка разрешается только в присутствии второго лица' б инструктаже следует четко оговорить объем работы, периодичность уборки отдельных участков (ежедневно, раз в неделю, перед праздниками, по мере необходимости), а также способ очистки каждого из объектов (влажная уборка, про- , тирка сухой тряпкой, уборка пылесосом и т. п.). Обязательным является также подробное ознакомление с особенностями работы в лаборатории, ср всеми опас- ; . ными и воедными производственными факторами. Тек- .<
нический персонал лаборатории должен владеть приемами оказания первой помощи пострадавшему и уметь пользоваться средствами пожаротушения.
Если уборка помещений производится до начала рабочего дня или после его окончания, помимо уборщицы в лаборатории обязательно должен присутствовать дежурный сотрудник.
При уборке помещений не следует по собственной инициативе стирать пыль с приборов, оборудования, опорожнять контейнеры с химическими сливами, если на это не получено специального разрешения. Ни при каких обстоятельствах нельзя мыть -или чистить включенное в сеть электрооборудование. Уборка рабочих столов, вытяжных шкафов, персонального оборудования должна проводиться самостоятельно каждым сотрудником.
Если во время уборки произошел какой-либо инцидент: разлился или просыпался реактив, разбился или поломался предмет оборудования и т. п., нельзя пытаться ликвидировать последствия, не поставив в известность кого-либо из сотрудников.
Не разрешается давать техническому персоналу какие-либо поручения, не входящие в круг его прямых должностных обязанностей, например присмотр за работающим оборудованием, демонтаж экспериментальных установок и т. п.
Нельзя поручать уборщицам уборку пролитых или просыпанных химических веществ, ликвидацию последствий аварии. Прибегать к помощи уборщиц можно лишь после полного удаления вредных или пожароопасных веществ.
Нельзя стирать дома спецодежду, в которой производится уборка химических лабораторий.
ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ОТРАВЛЕНИЙ |3, 9, М|
Задачи предотвращения воздействия на работающих вредных производственных факторов и в частности вредных веществ решает производственная санитария. В книге по технике безопасности невозможно подробно рассмотреть вопросы производственной санита- ГУЙИ П yumhum-wuv пя/1лпатппи<11_ lowmilniern ni-no.
ла охраны труда. Однако каждый химик должен иметь представление об основных направленйях борьбы с профессиональными отравлениями.-
Классификация химических веществ но степени воздействия на организм
При работе в химической лаборатории следует нс- j ходить из того, что все химические вещества в той или иной степени ядовиты. Совершенно безвредна только ; чистая вода. По степени воздействия на организм вред- j ные вещества подразделяются на четыре класса опас-- j ности:
1—чрезвычайно опасные;
— высокоопасные;
— умеренно опасные;
. — малоопасные.
Таблица 1. Классификация вредных вемцеств в зарисимосп1 от тохсикометряческях характеристик (по ГОСТ 12.1.007—76 ССБТ)L
Показатель
Нормы для класса опасности
1
1 2
3
*
Предельно допустимая
<0,1
0.1 —1.0
1,1 — 10.0
>10,0
концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны производственных помещений ПДК,,. йг/м**
Средняя смертельная доза ЛДм, мг/Кг: при введении в желу-
<15
15—150
151—5000
>5000
дюк
яри нанесении на ко-
< 100
100—500
501—2500
>2500
жу
Средняя смертельная
<500
500—5000
5001—50 000
>50 000
концентрация в возду-
хе ЛКю, мг/м3 Коэффициент возмож-
>300
300—30
29—3
<3
кости ингаляционного
отравления (КВ ИО)
18.1 — 54,Q
>54,0
Зена острого действий ** -
<6,0
6.0—18,0
Зона хронического дей-
> юд
10,0—5,0
4,9—2,5
<2,5,
ствия **
’ Далее всюду иядеке хр.--а» опускается.
”. Сц.приложение 1
3..
-4 лл:
Класс Опасности вредных веществ устанавливают в зависимости от показателей, приведенных в табл. 1. Отнесение конкретного вещества к тому или иному классу опасности производят по показателю, значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности. ' - ■ . ■•
Обязательным условием безопасной работы с химическими веществами является не только знание класса опасности всех реактивов и растворителей, с которыми приходится иметь дело при повседневной работе, но также знание особенностей их токсического, действия, основных мер профилактики отравлений, симптомов отравления и способов оказания первой помощи при отравлениях. Перед началом работы с новыми, незнакомыми веществами следует не только изучить их химические и физические свойства, но и обязательно ознакомиться по справочным изданиям; например [6, 7, 66}, с их токсическим действием и с гигиеническими нормативами-. / ,
Острые и хронические отравления
Результатом воздействия вредных веществ на организм человека могут быть острые или хронические отравления. О с т р ы е отравления возникают при поступлении в организм относительно больших количеств вредных веществ за небольшой промежуток времени и выражаются в ярких типичных нарушениях нормальной жизнедеятельности непосредственно после отравления или через сравнительно небольшой (от нескольких минут до нескольких часов, реже — несколь-, ких суток) период. Понятно, что острые отравления не могут возникать при нормальной работе, а являются следствием аварийных ситуаций, поломок оборудования, разливов вредных веществ или-грубых нарушений техники безопасности. Меры предупреждения аварий при различных видах работ в химических лабораториях рассмотрены в других главах книги. Меры первой помощи при , острых отравлениях рассмотрены В ГЛ, 2 * . -
В отличие от острых, х р о н и ч е с к и е от р а в л е - ння возникают при длительном -воздействии на организм относительно небольших количеств военных ве-
ществ и могут иметь место и при безаварийной работе, как следствие несоблюдения правил и норм хранения ^реактивов, недостаточно эффективной работы вентиляции, несоблюдения правил личной гигиены и т. и. Тяжелые последствия хронических отравлений усугубляются тем, Что их симптомы часто бывают неспецифическими и не связываются с истинной причиной до тех пор, пока продолжающееся проникновение ядов в организм не приводит к серьезным нарушениям здоровья. Нередко хронические отравления не проявляются : в виде выраженных профессиональных заболеваний, но способствуют развитию или обострению общих, непрофессиональных заболеваний [54). Специфика работы в химических лабораториях заключается в чрезвычайном разнообразии воздействующих вредных веществ^ что затрудняет клиническую диагностику хронических отравлений. ■
Меры предосторожности при различных путях поступления вредных веществ е организм
При работе с химическими веществами следует предотвратить возможность их проникновения в организм, человека через легкие, кожу н через рот.
Общие меры предосторожности. За мена ч р е з - вычайиб опасных н высокоопасных веществ умеренно и малоопасными умень- тает возможность как хронических, так к острых № равлецнй. Допустимость подобной замены должна определяться прежде всего особенностями конкретной работы. Так, в качестве растворителя для перекристаллизации органических веществ или для проведения реакций в органической химии вместо относящегося и высокбоиаеным веществам бензола можна с успехом использовать умеренно опасный толуол. Хотя Оба растворителя построению относятся к одному классу орга- ничесиих соедииений, толуол при 20°C почти втри раза мёнее летуч- но Сравнению с бензолом. Следовательно, при работе с Толуолом при прочих равных условиях в воздух попадает в три раза меньше вредных паров, чём при работе с бензолом. Кроме того, -толуол обладает ыенъшей токсичноетью, поскольку в организме сравни- m*hlua ^бжяыеедяь* Awer"««ДУг г*«1 тлъ 4^ы«вл&и^Д’ wM/btWini / П’УЙ!
для бензола 5 мг/м3, а для толуола — 50 мг/м3) и легче обнаруживается по запаху (порог восприятия запаха— ПВЗ — для бензола составляет 5 мг/м3," а для Толуола—1,8 мг/м3). В то же время растворяющая способность обоих растворителей практически достаточно близка; при небольшой корректировке "толуолом удается заменить бензол и в большинстве смесей для элюирования в тонкослойной хроматографии. В некоторых случаях использование толуола дает определенные преимущества, поскольку он имеет более низкую температуру замерзания.
Следует категорически запретить практику исполь- . зования высокоопасных растворителей для технических целей, в частности бензола и четыреххлор истого углерода для очистки поверхностей и «химчистки», дихлорэтана — для приготовления клея для пластмасс. Bio всех этих случаях токсичные растворители можно заменить на малоопасные или их смеси. Так, превос- ходным растворителем для многих лаков -служит смесь ацетона (4 класс опасности) и тетралина (4 класс опасности). При выведении жирных пятен с одежды кашица из скипидара и аэросила гораздо эффективнее четыреххлористого углерода..
Во многих случаях при проведении научно-исследовательских работ опасность отравлений может б«Ть весьма существенно уменьшена путём перехода к «микрохимии», то есть к работе с микро- или полу- микроколичествами веществ. Развитие со-; временных все более и более совершенных методов анализа дает реальную возможность такого перехода не только без снижения научной результативности работы, но и со значительной экономией материалов и времени.
Ингаляция газов, паров, туманов и аэрозолей. Поступление вредных веществ в организм человека через органы дыхания — наиболее распространенная опасность в лабораторной практике. Поражению различных'органов и систем организма при ингаляционных отравлениях способствует большая поверхность легочной ткани и быстрота проникновения вредных веществ в кровь.
Основной пуц? ‘борьбы с ингаляционными отравлениями' заключается в предотвращении возможности
попадания вредных веществ в виде газов, паров и аэрозолей в воздух лабораторных помещений.
Любые работы с газообразными, а также летучими или пылящими жидкими и твердыми ■веществами разрешается проводить только в вытяжном Шкафу при включенной вентиляции. Под тягой следует размещать . также сушильные шкафы, в которых производят сушку веществ от органических растворителей.
Скорость воздуха в рабочих проемах вытяжного шкафа должна соответствовать классу опасности веществ, с которыми производится работа:
Класс опасности 'Скорость воздуха,
м/с
Малоопасные вещества (4)^ 0,35— 0,5
Умеренно опасные (3)0,5—0,75
Высокоопасные (2)0,75—1,0
Чрезвычайно опасные (1)1,0— 2,0
Нередко требование работать в вытяжном шкафу распространяется только на дурнопахнущие и раздражающие слизистые оболочки вещества. Между тем, гораздо большую опасность представляют вредные вещества,-обладающие слабым запахом. В этом случае человек может не чувствовать, что подвергается опасности отравления, и не принимает своевременно мер предосторожности. Так, ПВЗ для бензола составляет 5 мг/м3 и совпадает со значением ПДК; для этилбензола значение ПВЗ — 10 мг/м3, что в 2 раза выше ПДК — 5 мг/м3 [6, т. 1]. Особую опасность представляют пары ртути, не обнаруживаемые органами чувств даже в концентрациях, быстро приводящих к острому отравлению (см. гл. 14).
Дежурный по лаборатории должен включать вытяжную вентиляцию не менее чем за полчаса до начала рабочего дня. -Отключать ее в течение рабочего дня можно только в том случае, если конструкция створок вЫтяжного шкафа позволяет Закрыть его герметично. При работе створки следует открывать на минимальную удобную для работы высоту, но не более чем на */з. Окна вытяжного шкафа, которыми в данный момент не пользуются, должны быть закрыты.
Закрытыми окна вытяжного шкафа следует оставлять и на ночь. Пыль, ржавчина и сконденсировавшиеся Маслянистые Жидкости оседают на стенках вентиля- 20
ционных каналов в виде рыхлого хлопьевидного слоя, который активно адсорбирует вредные вещества. При отключенной вентиляции и при открытых створйах вытяжного шкафа может создаваться обратный поток воздуха — из вентиляционного канала в рабочее помещение. За счет десорбции вредных веществ воздух рабочего помещения к. утру накапливает их в концентрациях, в несколько раз превышающих ПДК-
В рабочих помещениях не следует создавать запасов реактивов, особенно летучих: через неплотности в упаковке они могут постепенно испаряться и в течение длительного времени отравлять атмосферу, вызывая хронические отравления. Необходимые для текущей работы реактивы нужно держать плотно укупоренными, а наиболее летучие —- на специальных полках в вытяжном шкафу (см. разд. L4).
Взвешивать летучие твердые и жидкие вещества мбжно только в плотно закрывающихся сосудах. При необходимости частого взвешивания летучих веществ технические весы устанавливают в вытяжном шкафу, если же вещества относятся к классу чрезвычайно опасных— в перчаточном боксе.
Еще одним из источников загрязнения атмосферы может быть лабораторная раковина-мойка; если она не оборудована вытяжной вентиляцией. В таких случаях предварительную очистку посуды, загрязненной летучими вредными веществами, следует проводить в вытяжном шкафу. В необходимых случаях производят дегазацию посуды раствором кислоты, щелочи или специальным дегазирующим раствором.
В аварийных ситуациях, когда атмосфера лаборатории внезапно -оказывается зараженнойz ядовитыми парами или газами, оставаться в помещении для ликвидаций последствий аварии (отключения аппаратуры, уборки пролитой ЖИДКОСТИ И Т. п.) можно только в противогазе. Личные противогазы каждого работника всегда должны находиться в рабочей комнате на видном месте и быть готовыми "к немедленному применению (марки фильтрующих противогазов и их назначение см. в приложении 4). Коробка фильтрующего противогаза дол жна соответствовать характеру , находящегося в- атмосфере ядовитого вещества. Отработанные коробки противогазов следует своевременно заме-
нять Не допускается применение противогазов при наличии в воздухе практически абсорбирующихся веществ—ацетилена, метана, этана, бутана, этилена и т. п., а также при неизвестном составе паров или газов, Загрязняющих атмосферу. В таких случаях находиться в помещении нельзя:
■ Как аварийную ситуацию следует рассматривать пролив вне вытяжного шкафа даже небольших количеств токсичных жидкостей, особенно имеющих низкие значения ПДК. Так, в случае пролива и последующего испарения в комнате объемом Юб м3 всего 50 г бензола, в зоне дыхания образуются концентрации, превышающие значение ПДК (5 мг/м3) более чем в 100 раз. При расчете необходимо учитывать, что смесь паров бензола (и других жидкостей, кипящих ниже 80 °C) с воздухом значительно тяжелее воздуха и скапливается в нижних зонах помещения* что затрудняет удаление паров при проветривании. Снижение концентрации пиров- до уровня ПДК только за счет работы вытяжной вентиляции будет обеспечено не ранее чем через не- скблько^часов. Приступать к нормальной работе без противогаза после аварийного пролива ядовитых жид-- костей можно только убедившись с помощью индикаторных трубок; что концентрация паров не превышает ПДК (перечень выпускаемых индикаторных трубок см. в приложении 6). •
Песок, обычно рекомендуемый для уборки пролитых жидкостей, обладает невысокой впитывающей способностью. Для этой цели лучше использовать сухие древесные опилки*-фильтроперлитовый порошок и другие пористые материалы: (см. разд. 33).
v Проникновение через ножные покровы. Работники химических лабораторий обычно недооценивают опасность отравления при попадании токсичных веществ на кожу* Между тем, мнение органические жидкости, Ртом числе анилин, бензол, диоксан, дихлорэтан, внпе- ридин, метанол, а также растворы твердых и жидких веществ в таких растворителях, как диметнлеульф- бкеид, обладают способностью легко всасываться при попадании на кожу. При этом количество яда, прошпе- шего в организм при единовременном контакте, ‘может исчисляться ■: сотнями миллиграммов, --' а- при продолжительном контакте или большой площади облитой
кожи — граммами. Те же количества ядовитых веществ могут попасть в организм через легкие только при длительном (несколько десятков часов) пребывании в атмосфере, содержащей высокие концентрации паров данного вещества. Проникшие через кожу яды попадают непосредственно в кровь, вызывая острые отравления, или депонируются в жировых тканях,, приводя к хроническим отравлениям, аллергическим дерматитам и другим заболеваниям.
■ Твердые вещества также могут проникать через не^ поврежденную кожу, особенно если они находятся в мелкодисперсном, пылеобразном состоянии. При попадании под одежду, особенно на внутренние поверхности манжет, воротничков, частицы пыли постепенно втираются в поры кожи прц движении. Увлажнение кожи, например при потении, резко увеличивает скорость проникновения через нее.
Наконец, токсичные пары и газы могут попадать в организм через кожные покровы и непосредственно из воздуха. так как кожа участвует в процессе дыхания.
Необходимо учитывать высокую сорбционную способность текстильных материалов, особенно шерсти и хлопка, по отношению ко многим жидким и газообраз^ ным веществам, Работа без слецодежды создает условия для накопления ядовитых веществ в личной одежде. Постепенно десорбируясь, яды впитываются всей поверхностью кожи, причем их-действие продолжается вне стен лаборатории [9].
Проникновение ядов в организм через кожу можно предотвратить или уменьшить путем соблюдения личной гигиены и применения спецодежды.
Все сотрудники лабораторий, даже не работающие непосредственно с химическими веществами, должны на рабочем месте носить халаты из хлопчатобумажной ткани. В лаборатории должна быть органи7 зоваца регулярная стирка спецодежды в специальной прачечной, где необходимо предусмотреть предварительную дегазацию от химических загрязнений. Сги- рать спецодежду дома или кепосредсгвешю в химиче- осой лаборатории запрещается. Нельзя хранить вместе рабочие халаты и личную одежду.
- При попадании каких-либо веществ на кожу их необходимо немедленно удалять, ,В каждой рабочей ком-
Рис. I. Приспособление для засасывания жидкостей в пипетку:.
.1 — медицинский щприц; 2 — отрезок резинового шланга; 3 — / пипетка
> нате должны быть умывальник и фен для мытья ^ и сушки рук; пользоваться полотенцем в химических лабораториях нежелательно.
L/J Использование резиновых перчаток при работе с химикатами во многих случаях служит достаточной мерой для предотвращения :т загрязнений [9] . Следует однако иметь в виду, что резина не в одинаковой степени защищает руки от действия различных веществ (см. приложение 7). Многие жидкости обладают способностью быстро проникать через тонкую ре- зиновую пленку.
Особое. внимание следует уделять защите глаз. Весьма желательно постоянное ношение защитных очков в рабочих помещениях. При проведении любых операций, связанных хотя бы с малейшей опасностью повреждения: или засорения глаз, работать без очков или маски запрещается.
Поступление через пищеварительный тракт. Случаиумышленного принятия ядовитых веществ здесь не рассматриваются. Непреднамеренное попадание не- । больших количеств вредных веществ в органы пищева- р'ения возможно при нарушении правил личной гигиены, при курении и приеме пищи в рабочих помещениях.
Прием пищи Допустим только в специально отведенных для этой цели помещениях, в которых не должны проводиться какие-либо работы с химическими веществами. Нельзя принимать пищу в рабочих халатах — увы, это, казалось бы, само собой разумеющееся правило на практике часто нарушается даже опытными химиками, что вызывает необходимость еще раз сосредоточить на нем внимание.
Запрещается хранить пищевые продукты, в том числе выдаваемые на предприятии молочные продукты, в холодильниках, используемых для хранения или даже эпизодического охлаждения химических веществ. Молоко должно храниться в специальных пищевых холодильниках, расположенных вне рабочих помещений.
Категорически запрещается засасывать ^к в пипетки ртом. Для этой цели удобнее и пользоваться резиновой грушей - или ме™
шприцем, на который вместо иглы надеван шой отрезок резинового шланга (рис. 1). Уд< петки-дрзаторы с цилиндрическим шлифом
ХРАНЕНИЕ РЕАКТИВОВ
Вопросам организации складского хозяйства в рамках завода или института посвящены отдельные монографии [49, 58]. Ниже рассмотрены лишь самые общие положения, которыми необходимо руководс^о- ваться при хранении лабораторных запасов реактивов на лабораторных складах или. непосредственно в рабочих помещениях.
Хранение на лабораторных складах и в кладовых
Лабораторные запасы реактивов должны храниться в специально оборудованных, хорошо вентилируемых сухих, а в необходимых случаях отапливаемых помещениях в строгом порядке. Небольшие лабораторные склады, как правило, не имеют специальных кладовщиков, однако поддержание порядка на складе должно быть поручено одному работнику; он же контролирует расход- и своевременное^ополнение реактивов. Нормы и правила хранения лабораторных реактивов разрабатываются отдельно в каждой организации в соответствии с особенностями работы, количеством реактивов и их ассортиментом, наличием складских помещений и т. п.
При размещении реактивов на складах или в кладовых следует неукоснительно соблюдать порядок совместного хранения пожаро- и взрывоопасных веществ. Не разрешается совместное хранение реактивов, способных реагировать друг с другом с выделением тепле или горючих газов. Нельзя также совместно хранить вещества, которые в случае возникновения пожара нельзя тушись одним огнетушащим средством.
Отдельно друг от друга следует хранить следующие группы реактивов.
Твердые окислители, образующие с горючими веществами пожарф- и взрывоопасные смеси — < гипохлориты, перхлораты, хлораты, перманганаты, нитраты, хроматы, дихроматы, пероксиды металлов и т. п.
. 2. Жидкие . окислители, неорганические кислоты и дымящие неорг аЛн иче - ские вещества кислотного характера — серная, соляная, азотная, хлорная кислоты, олеум, 3 30% пероксид водорода (пергидроль), бром, тионил; ;; хлорид, сульфурилхлорид и т. п. Дымящие вещества необходимо хранить в вытяжных шкафах вентилируе- ] мых хранилищ.I
С ж aТ ые, с ж и женные и растворен-] н ы е газы. Горючие и взрывоопасные газы — ацетилен, водород; пропан, бутан — следует хранить отделы- ‘ но от газов, поддерживающих горение — кислорода, воздуха, хлора. Допускается совместное хранение горючих газов с инертными и негорючими газами: арго-, ном, гелием, азотом, диоксидом углерода и т. п.
Вещества, воспламеняющиеся либо при контакте с воздухом или. водой, либо при незначительном нагревании — щелочные и щелочноземельные, металлы, пирофорные металлы (например, никель Ренея), карбиды, силициды и гидриды щелочных и щелочноземельных металлов, белый фосфор. Металл- органические соединения (МОС) образуют отдельную группу хранения в связи с особенностями их тушения (см. разд. 12.3).,. -
5. Ко н це нт р и ро в а н н ы е растворы и индивидуальные МО С — триэтилалюминий, дн- этилалюминий хлорид, бутиллнтин и др.
Легковоспламеняющиеся и горючие ж ид кости (ЛВЖ и ГЖ). ЛВЖ с температурой кипения ниже 50 °C (диэтиловый эфир, пентан, сероуглерод, метилформиат и т. п.) летом следует хранить в прохладных помещениях или холодильниках, чтобы избежать повышения давления внутри тары,
„ 7. Ле г к о в о сп л а м е н я ю щ не с я т ве р Д.ы,е в е щ е с т в а — красный фосфор, сера, нитроцеллюлоза, и другие- нмтросоединения, циклогексаноноксим и др.
С и л ь н ы е яды — цианиды, соеднневдя мышь-
яка, метанол - хранят отдельно в соответствии со специальными инструкциями.
При размещении реактивов на складе следует максимально ограничить возможность разрушения тары в результате неаккуратного обращения и при возможных аварийных ситуациях. Стеклянные бутыли с веществами объёмом 5—20 л хранят в заводской упаковке, предпочтительно полимерных обрешетках" цельнолитой конструкции. Деревянные обрешетки должны иметь огнезащитные покрытия и не содержать стружек или других пожароопасных прокладочных материалов. Хранение стеклянных бутылей объемом 5—20 л без обрешеток не допускается.
Хранение в рабочих помещениях
Необходимые для повседневной работы реактивы в ограниченных количествах допускается держать в лабораторных помещениях. При этом в шкафах Для реактивов, на открытых полках или в тумбах лабораторных столов можно хранить нелетучие, Непожароопасные и малотоксичные твёрдые вещества и водные растворы, титрованные растворы кислот и щёлочей, наборы реактивов для качественного химического анализа в пузырьках и капельницах объемом 10—50 мл.
Бутылки с концентр и ров аии ы м и MW- нерал ь н ы м и к й с л о т а м и — соляной, азотной, серной, а также с хромовой смесью на осйовё концентрированной серной кислоты — следует держать раздельно друг оТ друга в вытяжном Шкафу на керамических или эмалированных поддонах с песком или в фарфоровых стаканах. Емкость бутылок с кислотами не должна превышать 1 л. Если в Лаборатории имеется такая возможность, для хранения кислот и других выделяющих агрессивные пары реактивов необходимо выделить отдельный Вытяжной шкаф. В крайнем Случае допускается хранение кислот в рабочих вытяжных шкафах, лучше на специальных полках. Но и тогда нельзя загромождатьвытяжной шкаф; при проведении работ с повышенной пожароопасностью, например при перегонке ЛВЖ, ёмкости с кислотами следует временно убрать. ’ ,. ;
Нельзя хранить дымящие минеральные кислоты в
и в специальных выложенных: асбестом ящиках. Поступающие даже в ничтожных количествах в воздух лабораторных помещений пары кислот провоцируют заболевание кариесом; не говоря уже о преждевременной порче расположенного в нижней части вытяжных шкафов сантехнического оборудования. Нельзя также признать безопасной практику ежедневного в конце рабочего дня выноса кислот на лабораторный кислотный склад. Переноска агрессивных жидкостей — сама по себе опасная операция, и частое ее повторение увеличивает вероятность пролива. Следовало бы покончить и с укрепившейся во многих организациях практикой обязательного выноса из лабораторных помеще-; ний кислот и ЛВЖ перед 1 Мая и 7 ноября.]
В вытяжном шкафу следует держать и некоторые! друг и е л ету ч и е и а г р ес с и в и ы е в еще ст в а,1 например бром, хлористый тионил,''концентрированный! водный раствор аммиака и т. п. Однако в рабочей тяге! подобные реактивы могут находиться только в тех слу-Я чаях, когда потребность в них возникает регулярно.! .Как только повседневная необходимость в каком-либо* реактиве исчезает, он должен быть вынесен на лабо-! раторный склад.1
Необходимые для- повседневной работы л е г к о воспламеняющиеся и горючие жидко'стм (ЛВЖ и ГЖ) в пределах установленных для каждого! лабораторного помещения норм (как правило, сум-1 мерный объем не должен превышать 3—5 л) могу™ храниться в специальных плотно закрывающихся мед таллических ящиках, выложенных изнутри асбестом! Нормы и условия хранения ЛВЖ должны быть согла! сованы с Инженером по технике безопасности. Емкости с ЛВЖ, хранящиеся в лаборатории, не должны превые шать 1 л, В случаях, если возникает необходимость Л хранении перегнанных или, абсолютированных раствое ригелей в колбах или сосудах Шленка, их помещают ■ выложенный изнутри асбестовым картоном фарфоро! вы й стакан или металлический кожух.У 1
В соответствии с действующими правилами, непЛ средственно в. ящиках дд? ЛВЖ нельзя хранить жидЯ кости с температурой кипения ниже 50 °C (пентан, роуглерод, диэтиловый эфир и др.). Это же ограничЛ ние оаспоостоаняется и на растворы горючих газов Л
ЛВЖ, например раствор диметиламина в толуоле й т. п. В лабораториях такие растворители следует держать в специальных холодильниках для реактивов. Холодильники бытового типа имеют электрические устройства (выключатели света, тумблеры ручной регулировки температуры и т. п.), которые могут оказаться причиной воспламенения паров, образовавшихся в результате случайного пролива ЛВЖ внутри холодильника . [48]. При нормальном режиме хранения ' только за счет испарения через неплотности в укупорке в холодильнике не могут создаться взрывоопасные концентрации. Однако в случае аварийных перерывов в подаче электроэнергии, особенно в ночное время, и при наличии очень большого количества плохо укупорен-' ных ЛВЖ в холодильнике такая опасность не может быть исключена. Для ее устранения бытовые холодильники переоборудуют: выносят тумблер ручного контроля и всю электроарматуру за пределы внутрен- ■ него объема и герметизируют все мест* выхода проводов из холодильника. Саморазмораживающиеся холодильники не подлежат переоборудованию. Хранение небольших количеств ЛВЖ в герметически укупоренной таре, например диэтйлового эфира в фабричной упаковке во флаконах по 100 мл («Эфир для наркоза»), в условиях, исключающих возможность падения бутылок или нарушения герметичности, допускается и в необорудованных холодильниках. Помимо горючих веществ в холодильниках хранят реактивы и полупродукты, нестойкие при комнатной температуре, разумеется при этом обязательно соблюдать порядок совместного хранения пожаро- и взрывоопасных веществ.
РАСФАСОВКА РЕАКТИВОВ
Многие реактивы поступают в лаборатории в крупной таре. Запрещен отбор мелких порций веществ непосредственно из больших бутылей, бочек и г. д. Поэтому перед употреблением необходимо произвести расфасовку реактивов. Расфасовка реактивов — опасная операция, поэтому доверять ее можно только опытным лицам, хорошо знакомым со свойствами данных веществ.'' /
Расфасовка твердых реактивов
Твердые реактивы, способные раздражать кожу | •или слизистые оболочки, следует расфасовывать в спё- j циальных вентилируемых помещениях или — при уело- ' ' вин теплой, сухой, безветренной погоды — на открытом j воздухе. Работать следует в резиновых перчатках, защитных очках или маске. Волосы должны быть убраны .под берет или косынку, манжеты и ворот халата — | плотно прилегать к телу. При расфасовке пылящих ) или выделяющих едкИе пары веществ необходимо на- ; девать респиратор или противогаз. Нельзя Заменять j респираторы марлевыми повязками — они недостаточно эффективны. После расфасовки пылящих ве- ’ ществ необходимо принять душ, а спецодежду отдать в стирку.
' Расфасовка жидкостей
;' ■ * ; .
Эту операцию рекомендуется производить с по-, мощью сифонов или передавливать жидкости под небольшим напором воздуха, например с помощью; велосипедного насоса (рис. 2). Для переливания жидкостей из больших бутылей удобны деревянные или ме- таллические стояки; бутыль при этом жестко закрепляется в гнезде, посаженном на ось, благодаря чему ее можно плавно наклонять под любым углом (рис. 3).
Рас., 2. Переливание жидкости из большой бутыли напором воздукД
Рис. 3. Приспособление для наклона бутылейЖ
Особенно" осторожно следует переливать концентрире-- ванные кислоты и другие едкие жидкости. Чтобы не образовывалось брызг, жидкость должна течь тонкой равномерной струей.
Расфасовку, а также любые, даже самые простые работы с едкими жидкостями необходимо выполнять в резиновых перчатках и защитной маске (очки не обеспечивают защиту лица?). При работе со значительными (более 1л) количествами едких жидкостей обязательно надевать резиновые сапоги и длинный прорезиненный фартук. Пренебрежение средствами индивидуальной защиты может привести к. тяжелым последствиям.
Младший научный сотрудник Н. проводил реакцию в расплаве едкого натра в открытом фарфоровом стакане на. электроплитке. Перед уходом на обед он, в соответствии с инструкцией, отключил обогрев, а после окончания обеденного перерыва снова включил плитку. Спустя 15—20 мин он заглянул в стакан и обнаружил там твердую массу. Желая убедиться, что щелочь еще не расплавилась, Н. притронулся стеклянной палочкой к ее поверхности. В этот момент ему в лицо брызнула струя расплавленной щелочи.
Н. быстро промыл лицо струей воды из-под крана. Непосредственное глаза брызги не лопали, хотя пострадавший в момент прмкг шествия был без очков. Однако при смывании щелочи, со лба н с виска раствор ее попал в глаз. Этого оказалось достаточно, чтобы вызвать химический ожог роговицы. После продолжительного лечения зрение пораженного глаза было восстановлено почти полностью.
Причиной выброса расплава оказалось стечение следующих * стоятельств. Застывшая во время обеда масса .после возобновлемя обогрева успела почти полностью расплавиться. Сверху оставалась тонкая горка кристаллической массы. При этом под коркой создалось избыточное давление за счет расширения щелочи при плавлении и нагревании. Когда Н. дотронулся палочкой до поверхности, горна проломилась и часть расплава под. давлением была выброшена через образовавшееся отверстие.
Единственное, что можно поставить в вину пострадавшему, это отсутствие очков или маски, поскольку заранее предвидеть подобное поведение массы было, пожалуй, трудно. Но в данном конкретном случае даже наличие очков не повлияло бы на исход, поскольку глаз был поражен не прямым попаданием щелочи, а при промывании лица. Однако защитный экран йли маска, безусловно, предотвратили бы Несчастье.
Расфасовку едких реактивов должны производить не менее чем два работника. Наготове должна находиться вода в достаточном количестве и нейтрализующие средства — раствор соды или кислоты.
Расфасовка органических растворителе*
Этот процесс требует принятия специальных мер предосторожности. Хотя пары большинства растворителей не обладают выраженным раздражающим дей-: . станем, они токсичны. При переливании больших количеств", особенно если оно производится неаккуратно, . может создаться опасная для здоровья и даже жизни концентрация паров. При расфасовке четыреххлористого углерода, сероуглерода, бензола, нитробензола, пиридина, „метанола необходимо пользоваться сифо- ■ нами. Работать следует при хорошей вентиляции, же- лательно в противогазе.
2. ПЕРВАЯ (ДОВРАЧЕБНАЯ) ПОМОЩЬ ПОСТРАДАВШЕМУ
ОСТАНОВКА СЕРДЦА Н ДЫХАНИЯ
Причинами нарушения или остановки сердечной деятельности или дыхания в практике химических лабораторий могут быть либо поражение электрическим током, либо острое отравление. Необходимо помнить, что Необратимые процессы в коре головного Мозга наступают через 5—6 мин после остановки сердца или дыхания. Поэтому спасение жизни пострадавшего полностью зависит от. своевременного и полноценного проведения реанимационных мероприятий: масСажг сердца и искусственной, вентиляции легких. Кажды! работник.лаборатории должен уверенно владеть этим» основными приемами оказания первой помощи.
Массаж сердца
В рамках Оказания Первой помощи использует» только непрямой (наружный) массаж сердца, заклю чающийся в. ритмичном надавливании на переднюк стенку грудной клетки. В результате сердце сжимаете» между грудиной и позвоночником и выталкивает и: своих полостей кровь; в промежутках между надавлн ваниями сердце пассивно распрямляется. и заполняет ся кровью. Этого достаточно для поступления кров! ко всем органам и тканям тела и поддержания жизн1
Рис. 4. Положение пострадавшего и оказывающего помощь при наружном массаже сердца
пострадавшего. Массаж сердца обязательно производится в сочетании с искусственным дыханием.
Как только обнаружена остановка сердца, пострадавшего кладут на ровную жесткую поверхность на спину, лучше (но не обязательно) с наклоном в сторону головы. Если это возможно, полезно приподнять примерно на 0,5 м ноги пострадавшего, что способствует лучшему притоку крови к сердцу из нижней части тела. Необходимо быстро расстегнуть стесняющую тело одежду, обнажить грудную клетку. Снимать одежду не следует: это неоправданная потеря времени.
Оказывающий помощь занимает удобное положение справа или слева от пострадавшего, накладывает ладонь одной руки на нижнюю часть грудины, а другую руку — на тыльную сторону первой. Надавливание следует производить энергичными волчками выпрямленных в локтях рук, используя массу своего тела (рис. 4). Нижняя часть грудины пострадавшего должна прогибаться на 3—4 см, а у полных людей — на 5— 6 см. Не следует надавливать на окончания нижних ребер, так как это может привести к их перелому (рис. 5). После каждого толчка необходимо задержать руки в достигнутом положении примерно на одну треть секунды, после чего позволить грудной клетке расправиться, не отрывая от нее рук. Надавливания производят примерно один раз в секунду или несколько чаще. При меньшем темпе не создается достаточного КООВПТПИЯ
Рис. 5. Определение места наложения ладони при наружном массаже сердцаЧерез каждые 5— 6 толчков делается перерыв на 2—3 с. Если помощь оказывают два человека, второй в это время . производит искусственный вдох. Если помощь оказывает один человек,Рис. 5. Определение места наложения ладони при наружном массаже сердцаЧерез каждые 5— 6 толчков делается перерыв на 2—3 с. Если помощь оказывают два человека, второй в это время . производит искусственный вдох. Если помощь оказывает один человек,Искусственное дыханиеИз всех известных способов искусственного дыхг ния, не требующих специальных приспособлений, Н4 иболее эффективным и доступным в настоящее врем признан способ «изо рта в рот» (или «изо рта в нос»)Искусственное дыханиеИз всех известных способов искусственного дыхг ния, не требующих специальных приспособлений, Н4 иболее эффективным и доступным в настоящее врем признан способ «изо рта в рот» (или «изо рта в нос»)Ручные методы (Сильвестра, Шефера, Лаборда И Др. Рис. 6. Положение головы пострадавшего при проведейии искус- ввиду их низкой эффективности при оказании перво ственного дыхания «рот в рот»Ручные методы (Сильвестра, Шефера, Лаборда И Др. Рис. 6. Положение головы пострадавшего при проведейии искус- ввиду их низкой эффективности при оказании перво ственного дыхания «рот в рот»
Рис. 5. Определение места наложения ладони при наружном массаже сердца
Через каждые 5— 6 толчков делается перерыв на 2—3 с. Если помощь оказывают два человека, второй в это время . производит искусственный вдох. Если помощь оказывает один человек,
Рис. 5. Определение места наложения ладони при наружном массаже сердца
Через каждые 5— 6 толчков делается перерыв на 2—3 с. Если помощь оказывают два человека, второй в это время . производит искусственный вдох. Если помощь оказывает один человек,
Искусственное дыхание
Из всех известных способов искусственного дыхг ния, не требующих специальных приспособлений, Н4 иболее эффективным и доступным в настоящее врем признан способ «изо рта в рот» (или «изо рта в нос»)
Искусственное дыхание
Из всех известных способов искусственного дыхг ния, не требующих специальных приспособлений, Н4 иболее эффективным и доступным в настоящее врем признан способ «изо рта в рот» (или «изо рта в нос»)
Ручные методы (Сильвестра, Шефера, Лаборда И Др. Рис. 6. Положение головы пострадавшего при проведейии искус- ввиду их низкой эффективности при оказании перво ственного дыхания «рот в рот»
Ручные методы (Сильвестра, Шефера, Лаборда И Др. Рис. 6. Положение головы пострадавшего при проведейии искус- ввиду их низкой эффективности при оказании перво ственного дыхания «рот в рот»
рекомендуется чередовать операции следующим образом: после двух быстрых вдуваний воздуха в легкие -следует Ю сдавливаний груди с интервалом й 1 с.
Наружный массаж сердца следует проводить до появления у пострадавшего собственного, не поддер- живаемогомассажем, регулярного пульса. Пульс проверяют во время 2—3-сёкундного перерыва массажа при вдувания воздуха в легкие. Удобнее всего опре- : делять пульс на сонной артерии. Для этого пальць накладывают на адамово яблоко пострадавшего и продвигая руку вбок, осторожно нащупывают соннук
артерию.
При проведении массажа сердца следует помнить что в состоянии клинической смерти вследствие резко го снижения мышечного тонуса грудная клетка приоб ретаёт повышенную подвижность. Поэтому оказываю щий помощь должен действовать аккуратно, ни в кое»
случае не поддаваясь панике. При глубоком проведе нии массажа вероятны переломы ребер и грудины Если помощь оказывают два человека, более опытны; проводит массаж сердца, а второй — искусственно дыхание.
Подготовка к искусственному дыханию заключается в быстром выполнении следующих операций:
пострадавшего уложите на спину на горизонтальную поверхность, расстегнуть затрудняющую дыхание и кровообращение одежду;
встать справа1 от пострадавшего, подвести правую руку под его шею, левую наложить на лоб и максимально запрокинуть голову назад так, чтобы подбородок оказался на одной линии с шеей; обы'чно при запрокидывании головы рот самопроизвольно открывается (рис. 6);
если челюсти пострадавшего крепко сжаты — выдвинуть нижнюю челюсть большими пальцами обеих рук так, чтобы нижние резцы оказались впереди верхних, или разжать челюсти плоским предметом (черенком ложки и лр ) ; •
пальцем, обернутым платком, марлей или тонкой материей, освободить рот пострадавшего от слизи, рвотных масс, зубных протезов.
Нередко уже подготовительных операций бывает достаточно для восстановления самостоятельного дыхания.
Для выполнения искусственного дыхания оказывающий помощь делает глубокий вдох, охватывает своими губами полуоткрытый рот, пострадавшего и, сжав пальцами его нос, делает энергичный выдох. Рот или нос пострадавшего можно прикрыть чистым платком или марлей. Выдох происходит пассивно за счет эластичности грудной клетки. В минуту следует делать
i 12—15 вдуваний; объем вдуваемого-за 1 раз воздуха 1 —1,5 л. Превышение рекомендуемого объема вдувае- . мого за один прием воздуха может вызвать баротравму легких. Эффективность искусственного дыхания оценивают по амплитуде движений Грудной клетки. Если воздух попадает не в легкие, а в желудок, что обнаруживается по отсутствию расширения грудной клетки и вздутию живота, необходимо удалить из него воздух, быстро надавив на область между грудиной и пупком. При этом может начаться рвота, поэтому голову пострадавшего предварительно поворачивают набок.
После появления самостоятельных дыхательных движений следует еще некоторое время продолжать искусственное дыхание, приурочив вдувание к началу собственного вдоха пострадавшего. Искусственную вентиляцию легких проводят до появления ритмичного и достаточно глубокого дыхания или до прибытия медицинских работников, которые переводят пострадавшего на аппаратно-ручное или аппаратно-автоматическое дыхание.
ТЕРМИЧЕСКИЕ ОЖОГИ
Термические ожоги кистей рук I и II степеней — наиболее часто встречающееся поражение. Однако при пожарах и особенно в случаях воспламенения одежды возможны и более тяжелые ожоги.
По степени тяжести ожоги принято условно подразделять на четыре группы: I степень — эритема (покраснение) кожи, II степень — образование пузырей. III степень — омертвение отдельных участков кожи, IV степень — Омертвение глубже лежащих тканей; Ожоги I степени опасны при поражении более 50% поверхности тела, ожоги II степени приводят к развитик ожогового шока при поражении 25—30% поверхности, ожоги Ш степени — менее 25% поверхности (ладонь человека равна примерно 1% поверхности его тела)
Задача первой помощи при тяжелых термически) ожогах заключается в борьбе с болью и предотвращении травмирования, раздражения и загрязнения обожженных участков.
При термических ожогах кожи (кроме ограничен них ожогов I степени) следует вызвать врача или не
медленно доставить пострадавшего в ближайшее лечебное учреждение.
До оказания медицинской помощи необходимо осторожно, не допуская травмирования, обнажить обожженный участок и закрыть его сухой асептической повязкой. С обожженного участка нельзя снимать прилипшие остатки обгоревшей одежды и вообще как-либо очищать его. Обработка ожогов мазями или наложение компрессов производится только квалифицированными медицинскими работниками.
Сильная боль — одна из главных причин ухудшения об(цего состояния пострадавшего в первые часы после ожога. Для снятия боли следует применять любые доступные обезболивающие средства: амидопирин (0,5 г), анальгин (0,5—1 г), ацетилсалициловую кислоту (0,5—1 г.). Рекомендуется также прием димедрола (0,1 г) или супрастина (0,025 г). Действенным средством обезболивания при ожогах служит применение сухого холода (лед, снег, холодная вода в пузыре или полиэтиленовом мешочке) поверх повязки. Охлаждение одновременно уменьшает отек и воспалительные процессы в обожженных тканях.
При ожогах II и III степени не следует смачивать обожженные участки холодной водой. В рамках оказания первой помощи не допускается также промывание тяжелых ожогов этиловым спиртом, перекисью водорода или другими средствами, смазывание мазями, жирами и маслами, присыпание питьевой содой, крахмалом и т. д.
ПОРАЖЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ
Исход поражения током зависит от .длительности его воздействия на человека. Поэтому главная задача при оказании первой помощи — как можно быстрее освободить пострадавшего от действия тока. В помещениях лабораторий это быстрее и надежнее всего достигается путем отключения электроэнергии общим рубильником. Допускается отключение от сети прибора, вызвавшего поражение.
Запрещается прикасаться голыми руками к обнаженным частям тела пострадавшего до размыкания
После освобождения от действия тока пострадавшему немедленно оказывают медицинскую помощь Следует помнить, что при поражениях электрическим током, вызвавших хотя бы кратковременную потери сознания, независимо от самочувствия пострадавшей и успешности мероприятий первой помощи, необходи мо обязательно и немедленно вызвать врача.
Если пострадавший потерял созна ние, следует в первую очередь проверить пульс и ды хание. При наличии дыхания и пульса необходимо уло жить его на сп'ину и повернуть голову в сторону, чтобь предупредить западание языка. Далее принимаю’ меры, чтобы привести пострадавшего в сознание — обрызгивают лицо холодной водой, дают нюхать вату смоченную нашатырным спиртом, и т. п. После того как он придет в сознание, ему дают выпить настоит . валерианы (15—20 капель) и горячего чая.
Если пострадавший после обморок: пришел в созна ни е, до прихода врача нужн< обеспечить ему полный покой, уложить в теплом поме щении, дать теплое питье, расстегнуть стесняющу1 дыхание одежду. Нельзя оставлять пострадавшего бе присмотра, позволять ему двигаться, а тем более про должать работу;
Если-дыханиесла б ое и неровное, про изводят искусственное дыхайие и массаж сердца.
Если дыхание и пульс отс утств уют, hi в коем случае не следует считать пострадавшего мерт вым. Необходимо немедленно приступить к искусст венному дыханию по способу «изо рта в рот» с одновре менным массажем сердца. Помощь должна оказывать ся непрерывно1 до полного восстановления дыхания пульса, независимо от времени, в течение которого пс страдавший находится в состоянии клинической смер ти. Основанием для прекращения реанимационны мероприятий может служить только заключение врг ча или полное окоченение и охлаждение тела до тем пературы окружающего воздуха.
Если на теле по страда вшего имеютс ожоги, первую помощь следует оказывать так ж< как при термических ожогах.
ОСТРЫЕ ОТРАВЛЕНИЯ [611
Основное правило при. оказании помощи в случае острого отравления ядовитыми веществами: независимо от тяжести отравления и состояния пострадавшего немедленно вызвать врача.
Необходимо помнить, что действие многих химических веществ проявляется не сразу, а лишь по истечении некоторого времени. Даже если меры первой помощи оказались достаточно эффективными и симптомы отравления исчезли, это вовсе не означает, что здоровью пострадавшего не угрожает опасность. Только после тщательного медицинского осмотра, выполненного квалифицированными специалистами, а в некоторых случаях и специального обследования, можно делать какие-либо медицинские заключения. Самолечение в случае отравлений химическими веществами недопустимо.
Основные принципы оказания первой помощи при острых отравлениях:
прекращение поступления яда в организм (вынести пострадавшего из зоны отравления, удалить яд с кожи или со слизистых оболочек, снять загрязненную одежду);
восстановление нарушенных функций организма и поддержание жизни (искусственное дыхание, массаж сердца);
выведение яда из организма (промывание желудка, руотные средства, адсорбенты);
' 4) применение соответствующих противоядий и медикаментов, усиливающих защитные свойства организма.
В инструкциях по технике безопасности при работе с ядовитыми веществами, используемыми в лаборатории, должны содержаться-точные указания о мерах неотложной помощи в случае отравления. В лабораторной аптечке должны находиться все необходимые медикаменты, противоядия и приспособления.
Попадание яда через рот
Наиболее эффективным методом выведения яда считается промывание желудка через зонд. Промывание желательно проводить немедленно пдсле
установления факта отравления независимо от состояния пострадавшего и срока, прошедшего с момента несчастного случая. Вследствие нарушения перистальтики яд может задерживаться в желудке иногда более суток, что приводит к пролонгированному течению отравления. Перед промыванием в желудок вводят раствор поваренной соли (1—2 столовые ложки на стакан воды), чтобы вызвать пилороспазм, препятствующий прохождению ядовитого вещества в кишечник. Промывание через зонд проводят до тех пор, пока в промывных водах не перестанет обнаруживаться наличие яда (по данным качественного химического анализа). За 1 раз в желудок вводят 0,4—0,5 л теплой воды; число промываний при необходимости может достигать 20—30. Через 5—6 ч проводят повторное промывание.
Для а д с о р б ц и и токсических веществ, находящихся в желудке, рекомендуется применение активного угля. Столовую ложку угля размешивают в стакане воды и вводят взвесь в желудок после промывания.
Антидоты (противоядия): суспензию оксида магния в воде, растворы таннина, перманганата калия, а также обволакивающие вещества, например яичный белок, молоко, крахмальный клейстер — следует применять с большой осторожностью и лишь при полной уверенности, что выбор противоядия не ошибочен. Так, рекомендуемое при самых различных интоксикациях молоко нельзя давать в случае отравлений, например, фосфором или органическими нитросоединениями. Применение раствора бикарбоната натрия для нейтрализации попавшей в желудок крепкой кислоты, хотя и рекомендуется в" старых руководствах, может значительно ухудшить состояние пострадавшего, так как вызывает острое расширение желудка образующимся углекислым тазом.
С целью уточнения правильности мер первой помощи в каждом конкретном случае следует обращаться к специальным справочникам [6, 7, 36, 54, 66]. Разумеется, подобного рода литература должна находиться в каждой химической лаборатории.
В случае, если немедленное промывание желудка провести не удается, следует вызвать рвоту, давая по-
страдавшему пить большое количество теплой воды с несколькими каплями нашатырного спирта. При отравлениях прижигающими ядами (кислотами, щелочами) и в случае бессознательного состояния вызывать рвоту нельзя.
Отравления через дыхательные пути (вдыхание газов, паров аэрозолей)
Необходимо прежде всего вывести пострадавшего на свежий воздух или (в холодное время года) в теплое проветренное помещение и немедленно вызвать врача. До прихода врача пострадавшего ни в коем слу-- чае нельзя оставлять без присмотра, даже если его состояние на первый взгляд не вызывает опасений. Выраженные симптомы острой интоксикации — дыхательная и сердечно-сосудистая недостаточность, потеря сознания и т. п.— могут развиться внезапно на фоне временного улучшения самочувствия (например, при отравлении окислами азота).
Пострадавшему следует обеспечить полный покой, усадить в удобное кресло или уложить, предохранять от охлаждения.
В случае поражения раздражающими газами или парами (хлор, окислы азота и др.) глубокое дыхание противопоказано. Искусственное дыхание — только при необходимости и без сдавливания грудной клетки. При удушье — ингаляции кислорода.
Попадание яда на кожу
Необходимо самым тщательным образом смыть яд теплой водой с мылом, немедленно снять загрязненную одежду. Горячий душ и ванна противопоказаны. Смывание яда органическими растворителями, в том числе этиловым спиртом, за редким исключением не рекомендуется, поскольку спирт может способствовать всасыванию яда через кожу. Если яд обладает гидрофобными свойствами и плохо смывается водой, следует с максимальной тщательностью удалить его с помощью сухого полотенца, ватного тампона, фильтровальной бумаги и т. п., стараясь не втирать яд в кожу.
ОЖОГИ КИСЛОТАМИ И ЩЕЛОЧАМИ
При химических ожогах пораженное место промывают струей воды из-под крана в течение длительного времени — не менее 15 мин. Далее при ожогах кислотами и кислотоподобными прижигающими веществами накладывают примочки 2%-м раствором бикарбоната натрия, а при ожргах щелочами — 2%-м раствором уксусной, лимонной или виннокаменной кислот.
Практика показывает, что пострадавшие или оказывающие им помощь часто недооценивают необходимость длительного промывания кожи при химических ожогах. Уже- после нескольких минут возникает ложное ощущение, что агрессивное вещество смыто полностью. Однако, как правило, вещество в той или иной степени проникает вглубь пораженных тканей и для его удаления требуется длительное время. В зарубежной литературе имеются сообщения, что более продолжительное промывание химических ожогов холодной водой — до 2 ч — способствует быстрейшему заживанию пораженного участка. Вряд ли целесообразно рекомендовать подобный метод до подтверждения его эффективности в отечественной литературе, однако произвольное сокращение минимального времени промывания (15 мин) недопустимо.
Если агрессивное вещество попало на кожу через одежду, ее следует перед снятием разрезать ножницами, чтобы не увеличить площадь поражения.
Синтетическая одежда может растворяться в некоторых агрессивных веществах, например, в серной кислоте. При смывании водой полимер коагулирует и покрывает кожу липкой пленкой. В этом случае промывание не достигает цели. Необходимо сначала как можно тщательнее стереть кислоту с кожи сухой хлопчатобумажной тканью и лишь затем промывать водой (см. пример в'разд. 9.2).
ПОПАДАНИЕ АГРЕССИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В ГЛАЗА
Необходимо немедленное промывание глаз водой с помощью душа или водяного фонтанчика в течение 10—15 мин. Веки пораженного глаза во время промывания должны быть раздвинуты. При отсутствии фон-
танчика струйное промывание глаз может вызвать затруднения. В таких случаях рекомендуется, опустить лицо в таз или большую кастрюлю с водой.
В случае попадания в глаза кислоты после промывания водой продолжают промывание ‘2%-м раствором бикарбоната натрия. При резких болях закапывают 1—2 капли 1%-го раствора новокаина.
Особенно опасны поражения глаз щелочами. После удаления большей' части щелочи с помощью струи воды в течение 5—10 мин продолжают промывать глаза изотоническим растйбрдм хлорида натрия еще 30—60 мин. При поражении глаз щелочами полезно промывание 1%-м раствором аскорбиновой кислоты в теплой воде.
При поражении глаз химическими веществами после тщательного промывания глаз следует немедленно обратиться к врачу, даже если возникло субъективное ощущение, что ожог не опасен.
КРОВОТЕЧЕНИЯ
Наиболее частая причина кровотечений — порезы кистей рук стеклом. Могут случаться и более тяжелые ранения, но для химических лабораторий они нехарактерны.
В зависимости от, того, какие кровеносные Сосуды повреждены при ранении, различают капиллярное, венозное и артериальное кровотечение.
При капиллярном и венозном кровотечении кровь темная, вытекает каплями или сплошной струей. Способ остановки капиллярного и венозного кровотечений — наложение на рану давящей повязки. При артериальном кровотечении кровь алого цвета, вытекает пульсирующей струей. Остановку артериального кровотечения производят путем наложения жгута или полного сгибания конечности в суставе и фиксации ее в таком положении с помощью ремня или бинта.
При оказании первой помощи необходимо соблюдать следующие правила:
промывать рану можно только в случае попадания в нее едких или ядовитых веществ;
О \ ПА ПАЛМп т— — - — — — - - — — -
пал песок, ржавчина и т. п., промывать ее водой или лекарственными растворами нельзя;
нельзя смазывать рану мазями или засыпать порошком — это препятствует ее заживлению;
при загрязнении раны следует осторожно удалить грязь с кожи вокруг раны по направлению от краев раны наружу; очищенный участок перед наложением повязки смазывают настойкой иода;
нельзя допускать попадания иода внутрь раны;
нельзя прикасаться к ране руками, даже если они чисто вымыты; нельзя удалять ^из раны сгустки крови, так как это может вызвать сильное кровотечение;
удалять из раны мелкие осколки стекла может только врач;
после оказания первой помощи, когда кровотечение остановлено, если потеря крови оказалась значительной, пострадавшего следует срочно направить к врачу;
в случае тяжелых кровотечений и значительной потери крови пострадавшего необходимо уложить.
Наложение давящей повязки
Непосредственно на кровоточащую рану наклады- вают стерильный бинт, марлю или чистую ткань; Если используют нестерильный перевязочный материал, на ткань рекомендуется накапать немного настойки иода, чтобы получилось пятно размером больше раны. Поверх ткани накладывают плотный валик из бинта, ваты или чистого носового платка. Валик туго прибинтовы- - вают и при необходимости продолжают надавливать 'на него рукой. Если это возможно, кровоточащую конечность следует поднять выше тела. При правильном положении давящей повязки кровотечение прекращается и повязка не промокает.
Остановка кровотечения из конечности сгибанием в суставах
Для остановки кровотечения необходимо до предела согнуть конечность в суставе, расположенном выше
щуюся при сгибании сустава, предварительно вкладывают комок из любой материи. Согнутую конечность фиксируют в таком положений с помощью ремня или бинта и привязывают к телу пострадавшего.
Наложение жгута или закрутки
Неквалифицированно наложенный жгут сам по себе представляет серьезную опасность; к этой операции следует прибегать только в крайнем случае при очень сильных кровотечениях, которые не удается остановить иначе. Не теряйте времени! Тяжелое кровотечение может привести к смерти пострадавшего за 3—5 мин.
Если жгут не может быть наложен немедленно, с целью временной остановки кровотечения необходимо надавить пальцами на сосуд выше раны (рис. 7).
Кровотечение из нижней части лица останавливается прижатием челюстной артерии к краю нижней челюсти (/); на виске и лбу — прижатием височной артерии впереди Козелка уха (2); на голове и шее — прижатием сонной артерии к шейным позвонкам (5); на подмышечной впадине и плече — прижатием подключичной артерии к кости в подключичной ямке (4); на предплечье — прижатием плечевой артерии посредине плеча" с внутренней стороны (5); на кисти и пальцах рук — прижатием двух артерий (лучевой и локтевой) к нижней трети предплечья у кисти (6); на голени — прижатием ?/Т^х—
подколенной артерии (7)-; на бед- , ре — прижатием бедренной арте- 3- рии к костям таза (8); на стопе—/ 1
прижатием артерии на тыльной )/
части стопы (9)./ 1/
Если под рукой нет специаль-Гр!\
ного резинового жгута, наиболее6^J/1\ ^\ 6
подходящим материалом для его|/V/
изготовления служит мягкий рези-\I
новый шланг. На место наложения?\J 1I
жгута (выше раны на 5—7 см), чтобы। А м
не прищемить кожу, необходимо пре-\ / \ I
Рис. 7. Схема временной остановки кровоте- ®тгу "
чений HVTPM ППИЖЯТИЯ ЯПТРПИИ6iV
дварительно положить плотную, ткань или обмотать конечность несколькими слоями бинта. Можно накладывать жгут поверх рукава или брюк. Конечность обматывают несколько раз предварительно растянутым жгутом. Витки должны ложиться плотно, без зазоров и нахлестов. Первый виток наматывают не слишком туго, каждый следующий — все с большим натяжением. Накладывание ви-Гков продолжают только ло остановки кровотечений, после чего завязывают жгут. Не следует допускать чрезмерного натяжения жгута, так как при этом могут пострадать нервные волокна.
Максимальное время, в течение которого можно не снимать жгут, в теплое время года составляет 1,5— 2 ч, в холодное время — 1 ч. Превышение указанного времени может привести к омертвлению обескровленной конечности. После наложения жгута необходимо принять все меры для скорейшей доставки пострадавшего в ближайшее медицинское учреждение.
Если жгут причиняет сильную боль, допускается на время снять его, чтобы дать пострадавшему отдохнуть от боли. Перед этим необходимо плотно прижать пальцами сосуд, по которому кровь идет к ране. Распускать жгут следует очень осторожно и медленно.
Вместо жгута можно воспользоваться закруткой, изготовленной из мягкого нерастягивающегося материала— бинта, полотенца, галстука, пояса и т. п. Прочную петлю окружнос+ью в полтора-два раза превышающей окружность конечности надевают узлом вверх выше раны на 5—7 см. Кожу, так же как и при наложении жгута, защищают от защемления тканью. В узел или под него продевается короткая палочка или любой подходящий предмет, с помощью которого производится закручивание. Как только кровотечение прекратится, закрепляют палочку, чтобы она не могла самопроизвольно раскрутиться, и закрывают рану асептической повязкой. '
Под закрутку или жгут необходимо вложить записку с указанием точного времени их наложения.
СРЕДСТВА И СПОСОБЫ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ И ЗАГОРАНИЙ
К первичным огнетушащим средствам относятся различные огнетушители, асбестовое полотно, а также водопроводная вода. В условиях лаборатории, при чрезвычайном обилии разнообразных горючих веществ с различными свойствами, особенно важно правильное и своевременное применение первичных средств тушения огня. Успешная борьба с загораниями невозможна без четкого знания возможностей и областей применения каждого из имеющихся в лаборатории огнетушащих средств [1, 21,.33, 37, 39, 40].
ОГНЕТУШИТЕЛИ |40|
Лабораторные, складские, вспомогательные и административные помещения снабжаются огнетушителями в соответствии с разработанными на предприятии нормами. В химических лабораториях рекомендуется использовать углекислотные, порошковые, пенные и воздушно-пенные огнетушители.
Ручные углекислотно-бромэтиловые огнетушители ОУБ-3 и ОУБ-7, а также ручные аэрозольные огнетушители ОА-Ги ОА-3, содержащие в качестве рабочего вещества этилбромид, в настоящее время сняты с производства и в химических лабораториях не применяются. Вместо них рекомендуется использование углекислотных и порошковых огнетушителей.
Технические .характеристики огнетушителей приведены в приложении 10., -
Углекислотные огнетушители.
Ручные Огнетушители ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8 и передвижные УП-1М, УП-2М заполняются сжиженным диоксидом углерода под Давлением 6 МПа. При повороте до отказа маховичка вентиля против часовой стрелки сжиженный диоксид углерода выбрасывается из баллона через раструб. На выходе за Счет частичного испарения струя сильно охлаждается и поступает в зону горения в виде снегообразной массы. Огнету-
кислорода в зоне горения и охлаждением горящего вещества ниже температуры вспышки. Огнетушащая концентрация диоксида углерода в воздухе составляет (по объему) 20—30%; при испарении из 1 л СО2 при 0 °C образуется более 500 л газа.
В условиях химических лабораторий углекислотные огнетушители представляют собой наиболее предпочтительное огнетушащее средство. Диоксид углерода не содержит воды и не причиняет вреда оборудованию. Огнетушители весьма удобны и эффективны для тушения практически любых загораний на небольшой
площади, в том числе электроустановок, находящихся под напряжением не свыше 10 кВ.
При тушении небольших загораний нет нужды выпускать весь заряд огнетушителя. После ликвидации пламени маховичком вентиля перекрывают струю СОг- Остаток заряда определяют взвешиванием и при необ
ходимости отправляют огнетушитель
на
дозарядку.
Случаи, при которых углекислотные огнетушители
неэффективны или неприменимы, весьма редки. Так, ими нельзя пользоваться при тушении горящей одежды на человеке — снегообразная масса СОг при попа
дании на незащищенную кожу вызывает обморожение.
Диоксид углерода не прекращает горения щелочных
металлов, многих жидких МОС, например алкилалю
миниевых составов,
производныхсодержащих
(см
стр. 223) ,
а также
горючих.
способный отщепляться при
нагревании кислород (составы на основе селитры, перхлоратов, хлоратов, перманганатов, пероксидов и т. п.). Однако органический растворитель, горящий в присут
ствии щелочного металла, можно успешно потушить
с помощью углекислотного огнетушителя (см. разд. 13.5) ; эффективен диоксид углерода и при воспламенении растворов МОС в органических растворителях. Углекислотные огнетушители малоэффективны при
тушении тлеющих материалов.
Углекислотный огнетушитель должен быть в каждом лабораторном помещении, независимо от наличия других средств огнетушения.
Ручные порошковые огнетушители и огнетушащие порошки
Огнетушители этого типа содержат специальные порошковые составы, представляющие собой тонкоиз- мельченные минеральные соли с различными добавками, которые препятствуют слеживанию и комкованию порошков.
Порошки являются одним из самых эффективных средств пожаротушения; их огнетушащая способность при тушении горючих жидкостей и твердых материалов составляет, как правило, 1,5—2 кг/м 2. К достоинствам порошковых огнетушителей относится высокая степень универсальности, их применяют для тушения загораний и в тех случаях, когда другие средства.непригодны или малоэффективны. В условиях химических лабораторий важно, что порошки не Повреждают оборудование; кроме того, они нетоксичны и неэлектро- проводны.
Хотя механизм огнетушащего действия порошков еще недостаточно изучен, ясно, что основную роль играет гетерогенная рекомбинация радикалов и атомарных частиц пламени на поверхности порошка, что приводит к обрыву ценных реакций горения. Поэтому при уменьшении размеров частиц порошка, то есть при увеличении его удельной поверхности возрастает и его огнетушащая способность. Помимо ингибирующего действия, высокая эффективность порошковых составов объясняется совместным влиянием таких факторов, как разбавление горючей среды газообразными продуктами разложения порошка, охлаждение зоны горения, изоляция поверхности горящего материала от кислорода воздуха.
При пользовании порошковыми средствами очень важно четко знать области их применения. В табл. 2 даны некоторые марки огнетушЬщих порошков и указаны классы пожаров; для тушения которых эти порошки пригодны.
В некоторых инструкциях по противопожарной безопасности все порошки ошибочно1 характеризуют как универсальные огнетушащие средства независимо от марки и рекомендуют для тушения, например,
Таблица 2. Характеристики огнетушащих порошков и облает их применения ,37,
Марка
порошка
Основной компонент
Класс пожара *
ПСБ, ПФ
ПСБ-3
Бикарбонат натрия Диаммонийфосфат
В, С, Е
А, В, С, Е
П-1А, СИ-2
П-2АП
Аммофос
Крупнопористый силикагель, насыщенный тетрафторди- бромэтаном (1:1 по массе)
В, С, Е
С, Е, а также тушение пирофорных металлорганиче- ских соединений (концентрированных растворов и индивидуальных алюмииийорга- нических соединений)
ПГС,
ПГС-М
Хлориды щелочных металлов
А, В, С, D, Е
пс-1,
ПС-2
Карбонат натрия
В, С, D (для тушения натрия и калия, но не лития). Е
ПС-11
ПС-13
ПС-12,
Различные флюсы и графитовая пудра
D (для тушения лития, магния)
* Пожары классифицируются по объекту горения:
класс А —обычные твердые горючие материалы (дерево, бумага, текстильные материалы, резина, уголь и др );
класс В — горючие жидкости (ЛВЖ, ГЖ) и плавящиеся при нагревании материалы (в том числе плавящиеся полимерные материалы, масла);
класс С— горючие газы;
класс D —металлы и их сплавы (калий, натрий, магний и др.);
класс Е — электрооборудование под напряжением.
ПСБ, содержащие в качестве основного компонента бикарбонат натрия, нельзя применять для тушения- щелочных металлов, поскольку при их*термическом разложении выделяются диоксид углерода и вода:
2№НСО3 = №2СОЭ4-СО2 + Н2О, взаимодействие которых с горящим металлом усиливает горение. В то же время при тушении горючих жидкостей, газов и электрооборудования под напряжением сосГавы ПСБ весьма эффективны: так, горящий на площади 1 м 2 бензин можно потушить 1 кг порошка ПСБ. Помимо бикарбоната натрия в порошок ПСБ-3 входит аэросил и для улучшения сыпучести — нефелиновый концентрат,
Порошок ПФ на основе диаммонийфосфата, а также другие фосфорноаммонийные порошки (П-1 А, П-2АП), в отличие от порошка ПСБ, эффективны и при
стых тлеющих материалов, поскольку при высоких температурах они образуют на поверхности горящего или тлеющего материала вязкую пленку полифосфатов, изолирующую зону горения от воздуха/
Состав СИ-2, являющийся единственным средством для тушения алюминийорганическнх соединений, также непригоден для подавления горения щелочных металлов, поскольку содержит жидкий хладон П4В2, или тетрафторднбромэтан, способный бурно реагировать со щелочными металлами, особенно с горящими. -
Тушение щелочных и щелочноземельных металлов предназначенными для этого составами также имеет свою специфику; подробнее этот вопрос рассмотрен в гл. 13..
Все работники должны знать; каким составом за- - ряжены имеющиеся в лаборатории порошковые огнетушители. Во избежание неправильного применения порошковых огнетушителей- непосредственно на корпус или рядом с местом постоянного нахождения огнетушителя следует приклеить табличку с перечислением областей его применения.
Огнетушитель порошковый ОП-1. Порошковый заряд высыпается сквозь сетку при опрокидывании корпуса огнетушителя. Для приведения в действие огнетушителя ОП-1 отворачивают, крышку, затем, перевернув корпус и энергично встряхивая его, высыпают содержимое на очаг горения так, чтобы порошок образовал плотное облако над пламенем.
Огнетушитель порошковый «Момент*. Порошковый заряд выбрасывается под давлением диоксида углерода, находящегося в баллончике внутри корпуса. При тушении загорания огнетушитель следует взять за нижнюю часть корпуса, ударить головкой о твердую поверхность и направить струю порошка на пламя, стараясь полностью покрыть облаком очаг горения.
Огнетушитель порошковый переносной ОПС-10. Выброс порошка в зону горения осуществляется под давлением инертного газа, находящегося в баллончике, присоединенном к корпусу. Емкость баллончика с газом 0,7 л, емкость баллона с порошковым составом 10 л, продолжительность работы огнетушителя 30— 80 с.
Пенные и воздушно-пенные огнетушители
Ручной химический пенный огнетушитель ОХП-10. Корпус заполнен водным раствором бикарбоната натрия с добавкой поверхностно-активного вещества. Отдельно в полиэтиленовом стакане содержится кислотная часть заряда — смесь сульфата железа (Ш) с серной кислотой. Для приведения огнетушителя в действие ручку верхней части корпуса поворачивают на 180° и переворачивают огнетушитель вверх дном (ударять об пол не надо). При этом кислотная и щелочная части заряда перемешиваются и за счет выделения диоксида углерода образуется пена, которая сильной струей выбрасывается через спрыск. Огнетушитель ОХП-10 образует примерно 90 л пены. Попадая на горящий объект, пена изолирует его от кислорода воздуха и резко уменьшает испарение горящей жидкости, что приводит к прекращению горения. Огнетушащий эффект пены связан также с ее охлаждающим действием.
Эффективность пенного огнетушителя во многом зависит от правильности действий оператора. Струю пены следует направлять не в центр пламени, а под минимальным углом к поверхности горения в нижнюю часть пламени, последовательно сбивая и оттесняя его от краев к центру.
Если во время работы огнетушителя ^труя пены ослабнет или внезапно прекратится при неполностью использованном заряде, следует перевернуть огнетушитель вниз дном, энергично встряхнуть и вновь вернуть в рабочее положение. В случае засорения спрыска его необходимо быстро прочистить специальной шпилькой, привязанной к ручке огнетушителя.
Несмотря на высокую эффективность пенных огнетушителей для тушения многих твердых и жидких веществ и материалов, область их применения в лабораториях весьма ограничена.
Химическая пена обладает высокой электропроводимостью, поэтому при тушении огня пенными огнетушителями необходимо обесточить все помещение с помощью общего рубильника. Оператор может быть по- j ражен электрическим током не только при тушении '
и при случайном попадании струи пены, например, на электрическую розетку или электрощит, на недостаточно надежно изолированный провод или электрический контакт и т. п.
Пенные огнетушители нельзя применять в помещении, где проводятся работы с веществами, способными реагировать с водой со взрывом, с выделением горючих или едких газов или большого количества теплоты. Поскольку круг таких веществ весьма широк и работы с ними проводятся почти в каждой лаборатории, использование пенных огнетушителей следует ограничивать. Даже если пожар вызван веществом, которое можно тушить водой, применять пенный огнетушитель следует лишь при полной уверенности, что поблизости от очага пламени нет веществ, взаимодействие которых с водой будет способствовать распространению пожара. Следует помнить, что дальность струи огнетушителя. ОХП-10 составляет 6—8 м и не всегда удается направить всю пену строго в заданное место.
Наибольшую опасность представляет контакт воды или пены с такими веществами, как щелочные и щелочноземельные металлы, их сплавы и некоторые соединения (в том числе гидриды, пероксиды, карбиды, амиды и др.), многие МОС, ангидриды и галогенангидриды минеральных и органических кислот.
Существенный недостаток применения пенных огнетушителей в условиях лаборатории заключается в невозможности выпустить лишь часть заряда и прекратить их действие после ликвидации пламени. Пена повреждает приборы, оборудование и реактивы. Неоправданное применение пенных огнетушителей приносит иногда больше вреда; чем само загорание. В то же время не следует полностью отказываться от использования этих огнетушителей. В соответствии с нормами, ими необходимо обеспечивать вспомогательные, административные и складские помещения [49]. В помещениях лабораторий пенные огнетушители должны служить не основными, а вспомогательными средствами тушения пожаров. Их рекомендуется применять лишь для тушения крупных очагов пламени, когда другие средства малоэффективны.
Пг,„ пазмртрнии химических пенных огнетушите-
вор и в холодное время года должны храниться только в отапливаемых помещениях.
Располагать химические пенные огнетушители необходимо в доступных местах в вертикальном положении. При наклоне возможно подтекание раствора бикарбоната натрия через спрыск и засорение отверстия.
Ручные воздушно-пенные огнетушители РВП-5 и ОВП-10. Заряжены 4—6%-м водным раствором пенообразователя ПО-1. Выталкивание заряда из корпуса осуществляется под "давлением диоксида углерода, находящегося в отдельном стальном баллончике внутри корпуса огнетушителя. При начатии на пусковой рычаг в верхней части корпуса прокалывается мембрана баллона с диоксидом углерода. В корпусе создается давление до 1 МПа, под действием которого раствор пенообразователя по сифонной трубке поступает в раструб-насадку, где смешивается с воздухом и образует воздушно-механическую пену кратностью 55—60 (кратностью пены называется отношение объема пены к объему раствора, из которого она образовалась). Во время работы огнетушитель держат вертикально, не наклоняя и не переворачивая. Струю направляют на горящую поверхность, стараясь покрыть пе'ной всю площадь горения, начиная от краев к центру.
Области . применения воздушно-пенных и химических пенных огнетушителей совпадают. Воздушно- пенные огнетушители также нельзя применять для тушения электрооборудования под напряжением, веществ, вступающих во взаимодействие с водой или горящих без доступа воздуха. Воздушно-механическая пена повреждает оборудование и приборы, хотя и в значительно меньшей степени, чем химическая пена. По сравнению с химическими пенными огнетушителями, воздушно-пенные обладают некоторыми преимуществами и, прежде всего, большей эффективностью за счет более высокой кратности воздушно-механической пены: из огнетушителя ОВП-5 получается 260—: 280 л, а из огнетушителя ОВП-10 — 520—560 л пены., Понятно, что использование воздушно-пенных огнету-i шителей для тушения небольших очагов пламени, как правило, нецелесообразно. Воздушно-механическая) пена обладает более высокой эффективностью и при: ^..„Л,,,,,, T"MZ „ HDW П»г,^пм/мтлп, l./xn-rL ^и.ТГЛИГ,^ j
пламени бензина ria площади 2м2 огнетушителем ОВП-10 составляет 38—40 с.
Ручной химический воздушно-пенный огнетушитель ОХВП-10. Этот огнетушитель представляет собой переходную модель от химического пенного к воздушно-пенному. Пена образуется при взаимодействии щелочной и кислотной частей заряда. Однако пена выбрасывается наружу не через спрыск, а через раструб- насадку, где за счет подсоса воздуха увеличивается ее кратность. Этот огнетушитель приводят в действие также, как химический пенный, а по эффективности он приближается к воздушно-пенному.
ДРУГИЕ ОГНЕТУШАЩИЕ СРЕДСТВА
Вода
Одно из важных достоинств воды как средства ог- нетушения — постоянное наличие ее в любой лаборатории практически в неограниченном количестве. Для тушения небольших очагов пламени всегда можно взять воду в ближайшем водопроводном кране. -При необходимости йодачи большого количества воды пользуются внутренним пожарным водопроводом.
Особенно эффективно применение воды для тушения обычных твердых горючих материалов — дерева, бумаги, угля, резины, тканей, а также хорошо растворяющихся в воде ГЖ — ацетона, низших спиртов, органических кислот. Вода — предпочтительное средство для тушения горящей одежды. Эффективность воды резко повышается при подаче ее в зону горения в виде распыленных струй (диаметр капель от 0,3 до 0,8 мм). При этом орошается гораздо большая поверхность, расход воды снижается, а ее охлаждающее действие значительно повышается. Охлаждающее и смачивающее действие воды используется не только для тушения огня, но и для предотвращения- распространения пламени. В тех случаях, когда очаг загорания не удается быстро ликвидировать первичными средствами огнетушения, водой обливают расположенные поблизости материалы — мебель, оборудование, газовые баллоны, если их невозможно вынести.
Однако, несмотря на очевидные преимущества и в ряде случаев высокую эффективность воды, как огнетушащего средства, в условиях лабораторий область ее применения весьма ограничена. Вода обладает значительной электропроводимостью и поэтому не может быть использована для тушения горящего электрооборудования, находящегося под напряжением. Нельзя применять воду, если в зоне пожара находятся вещества, бурно с ней реагирующие (см. ниже). Вода маЛОг эффективна при тушении горящих углеводородов и других не смешивающихся с ней жидкостей, если их плотность меньше единицы, В некоторых случаях применение воды приводит не к прекращению, а к усилению горения, поскольку горючие жидкости всплывают и продолжают гореть на поверхности воды, причем площадь горения значительно увеличивается.
Особенно опасно попадание, воды в горящие масляные бани или другие емкости с горящими высококи- пящими жидкостями или плавящимися при нагревании твердыми веществами. В зависимости от количества воды и температуры жидкости происходит либо бурное вспенивание, либо разбрызгивание и выброс горящей жидкости, что приводит к резкому усилению интенсивности горения и распространению его очага. Известны случаи тяжелых ожогов лица и рук при попытках погасить водой горящее в бане масло. В то же время распыленными водяными струями с диаметром капель не более 0,8 мм можно с успехом тушить многие высококипящие горючие жидкости, в том числе дизельные, трансформаторные и смазочные масла, керосин и т. п. О других способах тушения горящих бань см. в разд. 6.3.
Нельзя не считаться также с тем, что вода может необратимо повреждать оборудование, приборы, рабочую документацию, причем не только в аварийном помещении, но и на нижних этажах. Неоправданное ее применение для тушения небольших, загораний иногда может принести больший ущерб, чем непосредственное действие огня.
Ниже приведен краткий перечень веществ, при наличии которых в зоне пожара ни в коем случае нельзя применять воду и другие огнетушащие средства на основе воды;
ВеществоАлюминийорганические соединенияРазбавленные растворы алюминийорганических соединенийАрсениды металловВысокочувствительные взрывчатые вещества (азид свинца, гремучая ртуть, нитроглицерин) Гидриды щелочных и щелочноземельных металлов, алюмогидриды щелочных металловКарбиды алюминия, бария, кальция, магния, марганца।Карбиды щелочных металловМагний и его сплавыМагнийорганические соединения (R2Mg) Надпероксид калия (КОа)ВеществоАлюминийорганические соединенияРазбавленные растворы алюминийорганических соединенийАрсениды металловВысокочувствительные взрывчатые вещества (азид свинца, гремучая ртуть, нитроглицерин) Гидриды щелочных и щелочноземельных металлов, алюмогидриды щелочных металловКарбиды алюминия, бария, кальция, магния, марганца।Карбиды щелочных металловМагний и его сплавыМагнийорганические соединения (R2Mg) Надпероксид калия (КОа)Пероксиды щелочных и щелочноземельных металловСилициды металлов (лития, магния, железа и др.) Стибиды металловФосфиды металловПероксиды щелочных и щелочноземельных металловСилициды металлов (лития, магния, железа и др.) Стибиды металловФосфиды металловЦинкорганические соединения (RaZn) Щелочные металлыЩелочных металлов органические производные RMЦинкорганические соединения (RaZn) Щелочные металлыЩелочных металлов органические производные RM
Вещество
Алюминийорганические соединения
Разбавленные растворы алюминийорганических соединений
Арсениды металлов
Высокочувствительные взрывчатые вещества (азид свинца, гремучая ртуть, нитроглицерин) Гидриды щелочных и щелочноземельных металлов, алюмогидриды щелочных металлов
Карбиды алюминия, бария, кальция, магния, марганца।
Карбиды щелочных металлов
Магний и его сплавы
Магнийорганические соединения (R2Mg) Надпероксид калия (КОа)
Вещество
Алюминийорганические соединения
Разбавленные растворы алюминийорганических соединений
Арсениды металлов
Высокочувствительные взрывчатые вещества (азид свинца, гремучая ртуть, нитроглицерин) Гидриды щелочных и щелочноземельных металлов, алюмогидриды щелочных металлов
Карбиды алюминия, бария, кальция, магния, марганца।
Карбиды щелочных металлов
Магний и его сплавы
Магнийорганические соединения (R2Mg) Надпероксид калия (КОа)
Пероксиды щелочных и щелочноземельных металлов
Силициды металлов (лития, магния, железа и др.) Стибиды металлов
Фосфиды металлов
Пероксиды щелочных и щелочноземельных металлов
Силициды металлов (лития, магния, железа и др.) Стибиды металлов
Фосфиды металлов
Цинкорганические соединения (RaZn) Щелочные металлы
Щелочных металлов органические производные RM
Цинкорганические соединения (RaZn) Щелочные металлы
Щелочных металлов органические производные RM
Характер взаимодействия с водой Реагируют со взрывом
Разлагаются с образованием газообразных углеводородов, дающих с воз- • духом взрывоопасные смеси Образуется арсенид водорода (арсин), самовозгорающийся на воздухе Взрываются от удара струи воды
Выделяется водород, воспламеняющийся от тепла реакции; возможны взрывы
Разлагаются с выделением горючих газов
При контакте с водой взрываются
Горящий металл разлагает воду на водород и кислород
Реагируют со взрывом
Бурно реагирует с водой с образованием пероксида водорода; возможен •взрывообразный выброс и усиление горения
Бурно реагируют с образованием пероксида водорода и выделением теплоты
Выделяется силицид водорода (силан), самовоспламеняющийся на воздухе Выделяется горючий стибид водорода (стибин)
Выделяется фосфид водорода (фосфин), самовоспламеняющийся выше 150 °C, и дифосфин, самовоспламеняющийся при комнатной температуре Бурно взаимодействуют, иногда со взрывом
От тепла реакции воспламеняются выделяющийся водород и сами металлы Очень бурно реагируют, продукты реакции воспламеняются
Многие негорючие твердые и жидкие- неорганические вещества — хлорид алюминия, тетрахлорид титана, оксид кальция, серная кислота, олеум, хлорсульфоновая кислота и Др. при взаимодействии с. водой образуют негорючие продукты, но выделяют большое количество теплоты, что может привести к взрывоопасному выбросу.
Сильный экзотермический'эффект при контакте с водой некоторых органических веществ, например ацетилхлорида, уксусного ангидрида и др. приводит к испарению исходного вещества и горючих продуктов реакции и образованию большого объема взрывоопасной смеси. Опасно также разбрызгивание агрессивных жидкостей.
Некоторые неорганические вещества, например тионилхлорид, оксалилхлорид и др. выделяют при взаимодействии с водой токсичные и едкие газы (HCI, СО, SO2), увеличивающие число опасных факторов пожара.
Асбестовое полотно >
Это средство применяют для тушения веществ и материалов, горение которых не может происходить без доступа воздуха, но только в тех случаях, когда площадь горения невелика. Рекомендуемый размер полотна 1 X 1 м — большие размеры делают его неудобным в обращении.
Важно полностью покрыть полотном очаг пламени, чтобы прекратить поступление воздуха к горящему веществу. В случаях воспламенения закрепленных в штативах установок, загораний в труднодоступных местах или на заставленном оборудованием лабораторном столе применение асбестового полотна не только бесполезно, но может послужить причиной поломки стеклянных приборов и усиления пожара. При тушении ГЖ с невысокой температурой воспламенения не следует поднимать полотно до полного охлаждения зоны горения. Если пары ГЖ будут соприкасаться с воздухом, может произойти повторное воспламенение от раскаленных предметов. Для ускорения охлаждения рекомендуется подать под асбестовое полотно струю диоксида углерода из углекислотного огнетушителя, если, конечно, в зоне горения не присутствуют щелочные металлы.
Асбестовое или грубошерстяное полотно — эффективное средство при тушении горящей одежды. Асбестовое полотно должно находиться в доступном месте в каждом лабораторном помещении.
При тушении небольших очагов пламени иногда можно воспользоваться старым, прекрасно зарекомендовавшим себя средством — мокрой тряпкой, техника применения которой не требует специального пояснения.
Более современным средством является стеклоткань с силиконовым покрытием.
Сухой песок
В соответствии с нормами противопожарной безопасности, наличие песка обязательно в каждое лабораторном помещении. Песок рекомендуется применять при загорании небольших количеств ГЖ или ЛВЖ и твердых веществ, в том числе тех, которые нельзя тушить водой. В то же время по эффективности лесок значительно уступает прочим огнегасительным средствам, в частности порошковым огнетушителям. Единственное преимущество песка по сравнению с порошковыми огнетушителями заключается в его дешевизне. Однако экономия на средствах пожаротушения в итоге может обернуться гораздо большими расходами. Значительная часть химических лабораторий относится к помещениям с повышенной пожарной опасностью1', и их следует укомплектовывать наиболее эффективными средствами пожаротушения, в первую очередь углекислотными огнетушителями.
Обычно в помещениях химических лабораторий песок хранят в ящиках, снабженных совком или лопаткой. Однако такой способ хранения обеспечивает лишь видимость заботы о противопожарной безопасности, поскольку крайне неудобен для практического применения. Ящик, как правило, достаточно тяжел, чтобы его невозможно было поднести к месту загорания. Если же пользоваться совком, то основное время уходит не на борьбу с огнем, а на перебежки до ящика и обратно, что способствует развитию пожара. Если уж отдавать дань традиции и пользоваться таким малоэффективным средством, как песок, то его следует держать в цилиндрических сосудах с ручкой, вместимостью 5—8 кг. Такие сосуды можно изготовить из старых корпусов пенных огнетушителей; впрочем их нетрудно сделать и из оцинкованной жести (рис. 8). Рекомендуемое количество сосудов с песком — от 4 до 6 на лабораторное помещение [51J.
Поглотители для сбора пролившихся ГЖ
Хотя песок рекомендуется для сбора пролившихся горючих жидкостей, его способность впитывать органические жидкости крайне мала. Ниже приведены ко-
♦200
Рис. 8. Размещение емкостей для песка
личества горючих жидкостей, которые могут впитывать различные поглотители, в л/кг:
ГЖ
Песок Древесные опилки
Лигнин
Торфя- Фильт-
Асбоочесы
Распу шенный асбест
нои
роперлит
Ацетон
0,2
2,6
2,2
8,3
6,0
1,6
8,8
Бензол
0,2
1,9
2,1
7,6
7,0
1,4
5,8
Этанол
0,3
1,5
2,1
7,7
9,2
1,5
6,4
Цикло-
0,2
2,0
2,1
6,7
9,2
1,4
8,7
гексан
Для сбора ГЖ "место пролива засыпают одним из поглотителей, например древесными опилками, до полного впитывания жидкости, собирают совком в ведро и выносят в место слива отходов ГЖ. Массу со впитанной ГЖ желательно сжечь.
Фильтроперлитовый порошок (по ТУ 480-1-79—74), получаемый путем термической обработки из природных кислых вулканических пород, пригоден и для тушения ГЖ. Его хранят в закрытых бидонах или контейнерах, которые рекомендуется помещать вместо ящиков с песком.
Интересны результаты сравнительных испытаний огнетушащей способности фильтроперлита и сухого просеянного песка [55]. Испытания проводили с применением круглого противня площадью 0,25 м по методике оценки огнетушащей способности огнетушителей. В противне поджигали 8 л бензина А-76 и через 60 с начинали тушение. Расход фильтроперлита на гашение пламени составил 5 кг. При тушении песком происходило разбрызгивание горящего бензина; после .гт.„. ал izr* попио илгягитк плямя не удалось.
ОСОБЕННОСТИ ТУШЕНИЯ НЕКОТОРЫХ ТИПОВ ПОЖАРОВ И ЗАГОРАНИЙ
Тушение одежды на человеке
При воспламенении одежды очень важно действовать быстро, но не поддаваться панике. Нельзя совершать резких движений и бегать в горящей одежде — это усиливает горение. При воспламенении небольшого участка иногда удается сорвать горящую одежду и затем потушить ее на полу. Сбивание пламени руками может привести к дополнительным ожогам. Если огонь охватил большую часть одежды, необходимо повалить пострадавшего на пол, чтобы пламя не распространялось к голове, и немедленно применить огнетушащие средства. Вода наиболее эффективна при тушении загоревшейся одежды, при ее использовании уменьшается тяжесть ожогов. Другие средства огнетушения применяют только в тех случаях, когда вода по каким-либо причинам недоступна в данный момент. Допустимо использование воздушно-пенного и даже химического пенного огнетушителя. В последнем случае пену нельзя направлять на голову, а пострадавший должен закрыть глаза. При умелом применении весьма эффективны и порошковые огнетушители. Накрывание пострадавшего асбестовым одеялом, ватником и т. п. позволяет быстро потушить пламя, но приводит к прижиманию горящей или тлеющей одежды к коже и увеличивает тяжесть ожогов, особенно при горении синтетической одежды. Углекислотные огнетушители не предназначены для тушения горящей одежды, поскольку существует опасность обморожения незащищенной кожи. Однако в экстренных ситуациях, если других средств под рукой не оказалось, лица, имеющие опыт работы с углекислотными огнетушителями, могут применять их для тушения одежды, соблюдая известные меры предосторожности.
После ликвидации пламени необходимо быстро удалить тлеющие остатки одежды, кроме тех, которые прилипли к обожженным участкам кожи, и немедленно приступить к оказанию первой помощи при термических ожогах (см. разд. 2.2).
Действия при возникновении загорания в вытяжном шкафу.
Интенсивный приток воздуха при работающей вентиляции способствует распространению пламени, поэтому, если загорание не удалось ликвидировать в первые несколько секунд и горение усиливается, следует отключить мотор вентилятора и закрыть шибер вентиляционного канала. К числу первоочередных мероприятий относятся:
подача сигнала голосом для привлечения помощи;.
удаление всех способных воспламеняться материалов и в первую очередь ЛВЖ из зоны горения или, в случае возможности, удаление источника, воспламе- ' нения;,
обесточивание электросети внутри шкафа или отключение электроэнергии общим рубильником;
применение первичных средств огнетушения. Последовательность действий определяется здравым смыслом и зависит от конкретной ситуации.
Если в вытяжном шкафу проводились работы с токсичными летучими веществами, отключение вентиляции сопряжено с опасностью отравления участников ликвидации пожара. В таких случаях всем находящимся в помещении необходимо надеть противогазы.
РАБОТА СО СТЕКЛЯННОЙ ПОСУДОЙ
И ПРИБОРАМИ
ИСТОЧНИКИ ОПАСНОСТИ
' Подавляющая часть работ в современных химических лабораториях связана с использованием стеклянной посуды, аппаратов и приборов. Несмотря на отдельные примеры удачной замены стекла другими материалами, прежде всего полимерными (см. рис. 99, 102), в ближайшие десятилетия стекло, по-видимому, все же останется основным материалом для изготовления лабораторной посуды [20, 42}.
С точки зрения техники безопасности, стекло имеет вял сепьезных недостатков, 'основные из которых —
- хрупкость и невысокая стойкость к резким перепадам температуры. По приблизительным подсчетам, до 80% от общего числа аварий и несчастных случаев происходит из-за неправильного обращения со стеклом.
Большая часть несчастных случаев при нарушении правил работы со стеклом относится к категории мик- ротравм (после которых можно продолжать работу) и легких травм (потеря трудоспособности на один или несколько дней). В первую очередь—это порезы рук при поломке стеклянной посуды, деталей приборов и т. п., а также ожоги рук при неосторожном обращении с нагретыми до высокой температуры стеклянными деталями. Особенно опасны порезы осколками посуды, загрязненной химическими соединениями, поскольку в таких случаях токсические вещества могут попадать непосредственно в кровь. -
При грубых нарушениях прайил работы со, стеклом возможны серьезные ранения кистей рук, в том числе повреждения сухожилий, связанные с более длительной потерей трудоспособности и относящиеся к категории травм средней тяжести. ;
Тяжелые травмы (требующие длительного лечения) и травмы, приводящие к инвалидности, могут быть вызваны попаданием осколков стекла в глаза. Опасность такого рода травм возникает при отсутствии средств индивидуальной защиты (очки, маска) и других защитных средств (защитные экраны) в процессе механической обработки стекла, работы с вакуумными приборами и во всех случаях, когда возможен разрыв стеклянной аппаратуры.
Кроме травм при"поломке стеклянной аппаратуры и посуды возможны и другие виды аварий и несчастных случаев — пожары и взрывб! (при проливе ГЖ, окислителей и др.), отравления и химические ожоги (при попадании токсических или едких веществ в атмосферу или на кожу).
Из сказанного ясно, что технике безопасности при работе со стеклом необходимо уделять самое серьезное внимание, особенно при обучении начинающих и малоопытных работников. '
ТЕРМОСТОЙКОСТЬ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СТЕКЛА [20]
Под термостойкостью понимают способность материала выдерживать без разрушения резкие температурные перепады. Термостойкость изделий из стекла зависит от следующих факторов.
Термостойкость обратно пропорциональна значению коэффициента теплового расширения, .который зависит от химического состава стекла.
Стекла, имеющие коэффициент теплового расширения в пределах (704-90) • 10"7 К”1 в интервале 20— 400 °C, обладают низкой термостойкостью. К этой группе относятся стекла ХС1 (23), ХС2, ХСЗ, ХУ-1, тюрингенское (Германия), «унихост» (ЧСФР), Х8 (Англия), свинцовые стекла и некоторые другие.
Повышенной термостойкостью обладают стекла, имеющие коэффициент теплового расширения в пределах (504-65) - 10-7 К"1. Наиболее распространенными из этой группы являются молибденовые стекла (дают вакуумно-плотный спай с металлическим молибденом), а также стекла ДГ-2 («Дружная горка»), ТХС1, ТХС2, «иенатерм» (Германия), «сиал» (ЧСФР), G20 (Германия).
Коэффициент теплового расширения стекол с высокой термостойкостью равен (324-49) • 10~7 К-1. К этой группе относятся стекла «пирекс» (или ТС), «симакс» (ЧСФР), «разотерм» (Германия), «дюран» (Германия) , «термисил» (Польша) и др. Особо высокой термостойкостью обладают кварцевые стекла — их коэффициент теплового расширения составляет (54-7) -10”7 К"*.
Одно из требований техники безопасности заключается в необходимости строгого соответствия марки стекла характеру проводимой работы. Посуда из нетермостойкого стекла используется преимущественно для работ, не требующих нагревания. Допускается равномерное, без резких температурных перепадов нагревание нетермостойкой посуды примерно до 100 °C. Нельзя нагревать нетермостойкие стаканы и колбы на открытом огне или непосредственно на электроплитке, а также резко охлаждать нагретые сосуды.
Термостойкую посуду можно эксплуатировать в ^АПОО WPCTU U V ТАМ ПДПОТИПиМУ nOU/UMDV AUUHIZA nnontf.
ет иметь в виду, что резкое нагревание или охлаждение с перепадом температур более 150—200 °C может вызвать растрескивание, особенно при некачественном ее изготовлении (см. п. 3). Работы, связанные с необходимостью прокаливания веществ при температурах выше 300 °C, следует проводить в фарфоровой или кварцевой посуде.
Термостойкость, при прочих равных условиях, . обратно пропорциональна тольцине стенок. Так, например, сосуды из стекла «симакс» выдерживают перепад температур до 300 °C при толщине стенок 1 мм, 180 °C — при толщине 3 мм и только 100 °C — при толщине 10 мм.
Особенно следует оберегать от неравномерного нагревания толстостенные стеклянные издедия — эксикаторы, колбы Бунзена, склянки Тищенко, Вульфа, мерные цилиндры, массивные пробки стеклянных кранов и т. п. Их нельзя мыть очень горячей цодой, помещать в разогретый сушильный шкаф, наливать в них горячие жидкости. Сушить толстостенную посуду рекомендуется на наклонных колышках. При необходимости сушки в сушильном шкафу посуду кладут в холодный шкаф и только затем включают обогрев. Вынутую из шкафа горячую посуду нельзя сразу ставить на холодные, а тем более мокрые поверхности. Для этого рядом со шкафом должен находиться лист асбестового картона.
Автор был очевидцем несколько необычного для лабораторной практики инцидента. Старший научный сотрудник В. занимался изучением реакции между галогеналкилом и раствором диметиламина в толуоле при температуре около 100 °C. С небольшими загрузками реагентов реакция обычно проводилась в стеклянных ампулах или небольшой стальной «бомбе». Для проведения реакции в большем масштабе — около.0,6 л — ввиду отсутствия стального сосуда соответствующего объема автор предложил В. использовать бутылку яз-под шампанского. Избыточное давление внутри сосуда в ходе реакции не могло превышать 2 ат, что исключало опасность взрыва бутылки. Пробка нестандартного реакционного сосуда была надежно укреплена. Бутылку поставили в холодную водяную баню и очень медленно нагрели до нужной температуры. Были приняты и другие меры предосторожности: створки вытяжного шкафа, в котором проводилась реакция, были опущены; в качестве дополнительной защиты использовали асбестовое одеяло.
После завершения процесса и отключения электроплитки В. вынул бутылку из еще не успевшей охладиться бани, чтобы сквозь стекло визуально оценить количество выпавших кристаллов солянокис-
для охлаждения н отошел к рабочему столу. Через несколько секунд раздался сильный хлопок и из-под приоткрытой створки вытяжного шкафа вылетел крупный осколок бутылки, едва не задев стоявшую поблизости сотрудницу. Общее недоумение продолжалось недолго — оплошность В. была Очевидной. Еще горячую бутылку (толстостенную и притом из нетермостойкого стекла!) он поставил на покрытую свинцом рабочую поверхность вытяжного шкафа. Естественно, что от перепада температур бутылка треснула и за счет внутреннего давления ее части с силой разлетелись.
В данной ситуации, как и во многих других инцидентах (см. пример на стр. 189), характерно, что авария произошла не в ходе наиболее опасного этапа работы, а на заключительной, неопасной стадии. Действительно, в ходе реакции за счет расходования диметиламина избыточное давление в реакционном сосуде упало, реакция прошла успешно, обогрев водяной бани был выключен... Психологически понятно, что В. расслабился и, хотя и был опытным химиком, все-таки совершил элементарную ошибку. Подробно психологические причины несчастных случаев рассмотрены в работах М. А. Котика [27 29].
Термостойкость резко снижается при нарушении однородности структуры или состава стекла. В первую очередь это относится к различным инородным включениям: пузырям, камням, крупке (включение мелких зерен кварцевого песка), пене, свилям и др. Стеклянные заготовки, имеющие инородные включения, обычно отбраковываются на стадии стеклодувных работ. Однако при получении новой стеклянной посуды.ее необходимо тщательно просматривать. Изделия, имеющие пороки, нельзя использовать для работ, связанных с нагреванием.
Резко снижают термостойкость царапины и мельчайшие трещины на стеклянной посуде. Поскольку эти пороки могут появиться в процессе эксплуатации изделий, необходимо взять за правило перед использованием посуды каждый раз осматривать ее при хорошем освещении.
Неоднородность может быть следствием спаивания между собой заготовок из различных сортов стекла. В случае спаивания стекол со значительно различающимися коэффициентами теплового расширения, например стекол из разных групп термостойкости, спай неизбежно растрескивается при охлаждении. Стекла с близкими значениями коэффициента теплового расширения дают устойчивый спай, однако термостойкость в месте спая оказывается невысокой, даже если
причине ответственные детали стеклянных приборов, к которым предъявляются требования термостойкости, должны быть обязательно изготовлены из стекла одной марки.
Важным фактором, влияющим на термостойкость изделий из стекла, является их правильный отжиг — специальная термическая обработка с целью ликвидации остаточных напряжений. Вследствие малой теплопроводности стекла при формовке деталей или пайке оно остывает неравномерно, что приводит к возникновению остаточных внутренних напряжений. Остаточные напряжения резко снижают прочность и термостойкость стеклянных изделий — плохо отожженные детали нередко трескаются даже при хранении, без какого-либо внешнего воздействия, поэтому использовать такие изделия опасно. Поскольку каждый сорт стекла требует особого температурного режима отжига, который зависит также от массы изделия, толщины стенок и т. д., отжиг должен производиться либо в заводских условиях, либо в стеклодувной мастерской квалифицированными специалистами. При изготовлении простейших стеклянных изделий непосредственно в лаборатории обязательно следует отжигать стекло в пламени горелки. Для этого еще горячую деталь сразу после ее изготовления помещают в широкое мягкое пламя горелки и, равномерно обогревая ее со всех сторон, постепенно уменьшают подачу воздуха до образования коптящего пламени. В зависимости от размера детали время отжига в пламени горелки должно быть не менее 2—5 мин.
ОБЩИЕ МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ
Основные правила работы со стеклом просты и не требуют особых пояснений. В то же время именно несоблюдение элементарных мер предосторожности служит причиной большинства травм в лабораториях. Поэтому коротко остановимся на самых важных правилах, соблюдение которых должно войти в привычку у каждого, кто работает со стеклом.
Стекло — хрупкий материал, имеющий малое сопротивление при ударе и незначительную прочность при изгибе. Применение физической силы при работе
со стеклянными деталями связано с опасностью их поломки. Особенно велико бывает искушение применить усилие при разъединении заклинивших шлифов, вынимании пробок, надевании резиновых шлангов на трубку большего диаметра. Однако во всех случаях лучше недооценить прочность стеклянной детали, чем переоценить ее. Вероятность ранения рук пропорциональна усилию, приложенному к стеклянной детали.
Нужно помнить, что стеклянная посуда не предназначена для работы при повышенном давлении. Если необходимо создать незначительное избыточное давление, например инертного газа, следует либо ввести в газовую линию ртутный предохранительный затвор, обеспечивающий избыточное давление не выше 2— 2,6 кПа (15—20 мм рт. ст.), либо подавать инертный газ из резиновой камеры. Создавать в стеклянных сосудах избыточное давление непосредственно с помощью редуктора без предохранительных приспособлений опасно. Хотя стеклянная посуда, предназначенная для работы под вакуумом, выдерживает давление порядка 0,1 МПа (1 ат), работа с избыточным давлением более опасна: при наличии незамеченных дефектов вероятность разрушения посуды выше, а осколки разлетаются с большей силой, чем при работе под вакуумом.
Ни при каких обстоятельствах нельзя допускать нагревания жидкостей в закрытых колбах или приборах, не имеющих сообщения с атмосферой,, даже в тех случаях, когда температура нагрева не превышает температуру кипения жидкости. Нагревание жидкостей в закрытых сосудах могут проводить только лица, сдавшие экзамен по технике безопасности при работах с сосудами, находящимися под давлением. В зависимости от объемов реакционной массы и давлений подобные работы проводятся либо в лабораторных автоклавах, либо в стеклянных толстостенных ампулах. Работы с ампулами относятся к категории особо опасных.
Категорически запрещается использовать посуду, имеющую трещины или отбитые края. Острые края стеклянных трубок следует немедленно оплавить в пламени горелки. В качестве временной меры допускается зачистка краев трубок на мелкозернистом наждачном камне. Неоплавленные края стеклянных трубок опасны не только как источник травм — со временем они пере-
резают надетые на них резиновые шланги, особенно тонкостенные, что может послужить причиной аварии.
В рабочем столе или шкафу следует держать только самую необходимую, постоянно используемую посуду. Важно, чтобы пОсуда в столе содержалась в порядке, мелкие детали — в неглубоких коробках в один слой на вате. При выдвижении ящиков стола предметы не должны ударяться друг о друга. Минимальный запас посуды в лаборатории необходим, однако он должен храниться отдельно. Если посуда не имеет своего постоянного места, хранится неаккуратно, в тесноте, она неизбежно бьется, что повышает вероятность травм.
Осколки разбитой посуды убирают только с помощью щетки и совка, но ни в коем случае не руками.
Стеклянные приборы и посуду больших размеров можно переносить только двумя руками. Крупные (более 5 л) бутыли с жидкостями переносят вдвоем в специальных корзинах или ящиках с ручками. Поднимать крупные бутыли за горло запрещается.
МЫТЬЕ ПОСУДЫ
Практика показывает, что на долю такой, казалось бы, несложной процедуры, как мытье посуды, приходиться весьма значительное число травм. Основная причина заключается, по-видимому, в том, что мытье посуды — одна из наиболее распространенных-операций в любой лаборатории. Возможно, играет роль и неизбежное ослабление внимания при выполнении этой мало ответственной процедуры, которая к тому же нередко поручается низкоквалифицированным работникам. Часто мытье посуды проводится в конце рабочего дня, в спешке. Так или иначе, высокий уровень травматизма заставляет отдельно рассмотреть вопросы безопасности при мытье посуды.
Основные меры предосторожности
Мыть посуду следует сразу же после ее использования, а если это невозможно — в конце рабочего дня. Как правило, не рекомендуется откладывать очистку посуды на следующий лень.
Грязную посуду аккуратно складывают в специальные кюветы или противни. Не следует складывать посуду в общую лабораторную раковину, оставлять в беспорядке на рабочем столе или в вытяжном шкафу.
Желательно, чтобы каждый сотрудник мыл свою посуду самостоятельно. Такая организация работы во всех отношениях более безопасна. Поручать мытье посуды другим лицам допускается лишь в тех случаях, когда загрязнения неагрессивны, нетоксичны и легко смываются. Если свойства загрязнений лаборанту неизвестны, перед мытьем посуды он должен получить подробный инструктаж.
При мытье посуды надо обязательно надевать резиновые перчатки, а в случае использования агрессивных жидкостей, особенно хромовой .смеси или концентрированных щелочей,— защитные очки или маску.
Если лабораторная мойка не оборудована вытяжкой, первичное ополаскивание посуды; загрязненной легколетучими, вредными или дурнопахнущими веществами, следует производить в вытяжном шкафу.
Если заранее неизвестно, какой метод очистки наиболее эффективен в данном случае, начинать надо с наиболее простого и доступного — мытья горячей или мыльной водой. Прибегать к использованию более агрессивных и опасных моющих средств — органических растворителей, концентрированных кислот и щелочей, хромовой смеси — следует только в тех случаях, когда загрязнения не отмываются водой.
Мытье горячей водой, мыльными и слабощелочными растворами
Этот способ в первую очередь рекомендуется для очистки любой химической посуды, поскольку в наибольшей степени отвечает требованиям техники безопасности. Для механического удаления приставших к стенкам сосуда загрязнений и для увеличения эффективности моющих средств применяют различной формы ерши и щётки с мягкой щетиной. Нельзя употреблять песок, наждачную бумагу, проволочные щетки, так как на поверхности стекла при этом неизбежно образуются царапины, что снижает термическую устой-
зуют растворы хозяйственного мыла, стиральных паст и порошков, 5—10% раствор соды Na^COa, 10% раствор фосфата натрия Na3PO4 или гексаметафосфата натрия NaePeOia.
Посуду небольших размеров рекомендуется после ополаскивания горячей водой положить в кастрюлю или таз с нагретым моющим раствором и прокипятить, после чего вынуть и тщательно ополоснуть горячей водой. .Обычно такая обработка позволяет избавиться от самых различных органических и неорганических загрязнений. Моющий раствор может быть использован многократно. В бутыли, крупные колбы, стаканы и прочие емкости наливают небольшое количество горячего моющего раствора, чистят их ершом или щеткой и, наконец, ополаскивают горячей водой.
Мытье органическими растворителями
Эта операция опасна и может быть рекомендована в исключительных случаях для очистки посуды от нерастворимых в воде органических веществ. Наиболее пригодны для этой цели ацетон, хлороформ, петролей- ный эфир и некоторые другие растворители. Поскольку органические растворители, как правило, огнеопасны и за редким исключением представляют опасность для здоровья, операцию проводят в вытяжном шкафу вдали от нагревательных приборов. Посуду ополаскивают изнутри несколько раз минимальными порциями подходящего растворителя, сливая их в специально отведенную для этого банку. Для первых ополаскиваний можно брать уже использовавшийся растворитель, для последующих — чистый. Если посуда не требует последующего мытья водой, ее сушат в вытяжном шкафу. Не следует поручать мытье посуды органическими растворителями низкоквалифицированным работникам.
Мытье хромовой смесью
Хромовая смесь относится к самым эффективным моющим средствам. В то же время ее приготовление и применение требуют особого внимания и осторожности. Безводная хромовая смесь по действию на кожу и
слизистые оболочки опаснее концентрированной серной кислоты, с органическими жидкостями иногда реагирует со взрывом. Взрывы по этой причине происходят чрезвычайно редко, но они очень опасны — брызги хромовой смеси при попадании в глаза вызывают тяжелые поражения. Образующийся в хромовой смеси оксид хрома СгОз представляет собой летучее едкое соединение. ,
Запрещается работать с хромовой смесью без резиновых перчаток и защитных очков или маски, а также прорезиненного или полиэтиленового фартука.
Для приготовления безводной хромовой смеси к 100 мл конц. H2SO4 при перемешивании стеклянной палочкой добавляют 10 г тонкоизмельченного бихромата калия К2СГ2О7. Иногда для уменьшения опасности используют смесь, содержащую большое количество воды (например, смешивают 10 масс. ч. К2СГ2О7, 70 масс. ч. воды и 20 масс. ч. конц. H2SO4), но в этом варианте она обладает слабым моющим эффектом. Хромовую смесь хранят в фарфоровых стаканах, снабженных крышками, либо в стеклянных эксикаторах, установленных на эмалированных или керамических поддонах. Хранить хромовую смесь в тонкостенной посуде или посуде без крышек нельзя.
Перед мытьем хромовой смесью посуду очищают с помощью горячей воды и ерша. Мелкую посуду целиком помещают в сосуд с хромовой смесью и оставляют на 20—30 мин. Вынимают посуду тигельными щипцами и аккуратно складывают в эмалированную кастрюлю, следя за тем, чтобы капли не попадали мимо. Далее кастрюлю ставят под струю теплой воды и после полного удаления остатков хромовой смеси еще раз тщательно ополаскивают отдельно каждый предмет. При мытье пипеток хромовую смесь набирают в них с по- мощщо резиновой груши. В колбы и стаканы больших размеров вливают небольшое количество горячей хромовой смеси (60—70 °C) и, осторожно вращая их, полностью смачивают внутренние стенки, после чего сливают раствор обратно в сосуд для хранения, а посуду через некоторое время моют водой. Небольшие количества хромовой смеси можно нагревать в прочных термостойких стаканах. Нагревание выше 70 °C не только опасно, но и нецелесообразно, поскольку при-
водит к преждевременной потере хромовой смесью окислительных свойств.
Свежая хромовая смесь имеет темно-оранжевый цвет, отработанная 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 них место.
Рекомендуемая иногда хромовая смесь на основе азотной кислоты (200 г К2СГ2О7 в 1 л конц. НМО3) по моющим свойствам в большинстве случаев превосходит обычную хромовую смесь. Однако с точки зрения техники безопасности её применение для мытья посуды недопустимо ввиду чрезвычайно высокой опасности. При попадании органических веществ в азотнокислую хромовую смесь возможны самовоспламенения и взрывы. Заслуживает внимания случай бурной реакции при случайном смешении обычной и азотнокислой хромовой смеси.
Во время предпраздничной уборки лабораторного помещения старший научный сотрудник X. дал распоряжение лаборанту объединить хромовую смесь, стоявшую в вытяжном шкафу в двух толстостенных.стеклянных банках. Обе банки вместимостью по 2 л каждая содержали примерно по 1 л хромовой смеси и имели этикетки с надписью «Хромовая смесь». Через несколько секунд после сливания содержимое. банки бурно вскипело и вылилось. Лежавшие поблизости комки ваты и фильтровальной бумаги, которыми до этого протирали стекла вытяжного шкафа, при попадании на них смеси немедленно воспламенились. К счастью, в вытяжном шкафу не было других горючих материалов и загорание удалось ликвидировать с помощью углекислотного огнетушителя.
При разборе происшествия было установлено, что одна из банок содержала приготовленную неделю тому назад хромовую смесь на основе концентрированной серной кислоты, а вторая — свежую хромовую смесь из концентрированной азотной кислоты и бихромата калия. Смеси на основе азотной кислоты ранее в лдборатории никогда не использовались. Сотрудник Б., приготовивший вторую смесь, не сменил на банке старую этикетку. В момент происшествия его в комнате не было.
’ Приведенный пример характерен тем, что причиной происшествия : явилось не прямое нарушение каких-либо правил техники безопасно- . сти, а лишь недостаточная осмотрительность, проявленная как сотрудником X., так и сотрудником Б., который приготовил хромовую смесь по новому рецепту и_никоМу об этом не сообщил.
. Мытье растворами окислителей
Не следует допускать применения смеси концентрированной азотной и серной кислот для растворения смолистых органических загрязнений на химической посудё. Вероятность взрыва объясняется возможностью образования нестойких фульминатов или поли- нитросоёд'инений.
Не отвечает требованиям техники безопасности практика мытья посуды, в частности бюреток, смесью небольшого количества этилового спирта и избытка концентрированной азотной кислоты. В присутствии тяжелых металлов, образуются способные к детонации фульминаты.
МЕЛКИЕ СТЕКЛОДУВНЫЕ РАБОТЫ
Техника безопасности при работах в стеклодувной мастерской выходит за рамки настоящей книги. Однако нередко мелкие стеклодувные работы, например запаивание ампул, оттягивание капилляров для перегонки под вакуумом, изгибание стеклянных трубок, приходится выполнять непосредственно на рабочем месте. В то же время установка стеклодувных горелок, оборудованных местной вытяжной вентиляцией, в помещении лаборатории в большинстве случаев не допускается. К тому же многие современные лаборатории не имеют разводки горючего газа.
Безопасную микрогорелку, позволяющую работать с трубками диаметром до 8—10 мм, в том числе из термостойкого стекла, можно изготовить из обычной спиртовки, если оборудовать ее поддувом воздуха (рис. 9). Для этого стеклянную пипетку с диаметром узкого отверстия около 0,5 мм или иглу от медицинского шприца закрепляют в штативе таким образом, чтобы обеспечить поддув воздуха в основание пламени спиртовки. Воздух подается с помощью микрокомпрессора (например, для аквариумов) с производительностью не менее 20 л/ч. Необходимый напор воздуха можно обеспечить и при помощи резиновой груши от пульверизатора. Груша должна иметь промежуточный резиновый баллон для обеспечения равномерного тока воздуха. Чтобы руки оставались свободными, грушу соединяют
Рис. 9. Микрогорелка из спиртовки
с пипеткой длинным резиновым шлангом — в этом случае грушу кладут на пол и нажимают на нее ногой. Для получения более высокотемпературного пламени этиловый спирт в спиртовке заменяют изопропиловым. Без поддува воздуха он дает светящееся слабокоптя- щее пламя, необходимое для отжига готовых изделий [13].
РЕЗКА ТРУБОК
Простейший способ резки — на излом — применим для трубок диаметром до 15—20 мм при толщине стенок не менее 0,2 мм, а также для толстостенных капилляров и палочек диаметром до 10 мм. Резку начинают с нанесения надреза на трубке надфилем, напильником с мелкой надсечкой или специальным ножом из высокоуглеродистой стали или победита. Надрез производят без нажима, перпендикулярно оси трубки на Vs—Vs часть длины ее окружности. Затем надрез слегка смачивают водой, трубку оборачивают полотенцем, берут двумя руками так, чтобы большие пальцы упирались в нее с противоположной надрезу стороны и стараются легким, но резким движением одновременно растянуть и согнуть трубку в месте надреза. Если легкого усилия окажется недостаточно, следует немного углубить надрез и повторить описанный прием. Края трубки после разрезания следует сразу же опла-
вить на спиртовке или, в крайнем случае, тщательно затупить с помощью мелкозернистого точильного камня или наждачной бумаги.
Не следует разрезать трубки большого диаметра или тонкостенные трубки, не имея достаточного опыта в обращении со стеклом. При необходимости проведения такой работы лучше прибегнуть к помощи стеклодува.
ОБЩИЕ ПРИЕМЫ СБОРКИ СТЕКЛЯННЫХ ПРИБОРОВ
Стеклянные приборы любой сложности могут быть собраны из простейших стеклянных деталей.
Цельнопаяные стеклянные установки
Такие установки используют главным образом при проведении исследовательских работ с особо чистыми веществами или с высоким вакуумом. Использование при монтировании ручной газовой горелки представляет определенную сложность. Для обеспечения безопасности работы на установках, предназначенных для высокого вакуума, очень важно тщательно снять напряжение в системе стеклянных трубок после спаивания. Не менее важно правильное крепление установки на раме-каркасе. В то же время следует отметить, что аварии, причина которых заключалась бы в небрежности при сборке сложных установок, сравнительно редки. Конструкцию установки обычно тщательно продумывают и обсуждают, монтирование доверяют только самым опытным экспериментаторам, а пайку — высококвалифицированным стеклодувам.
Перед вводом в эксплуатацию цельнойаяные установки неоднократно испытывают в холостом режиме.
Стеклянные установки из отдельных частей на конусных взаимозаменяемых шлифах
Сборка таких установок — гораздо более распространенная в лабораториях и притом чрезвычайно простая операция. Однако на ней приходится останавливаться отдельно, поскольку именно при сборке простей-
ших установок требования техники безопасности, как показывает практика, нарушаются особенно часто.
Выбор способа крепления. Основой для сборки различных стеклянных установок обычно служат лабораторные штативы или стационарные рамы-каркасы.
К сожалению, далеко не все штативы отвечают требованиям техники безопасности, например штатив лабораторный ШЛ, укомплектованный держателями и зажимами, в которых металлические барашки заменены пластмассовыми (из полистирола низкого качества). Опасность использования таких штативов связана с недостаточной прочностью пластмассовых барашков — при незначительном усилии они трескаются, что может привести к самопроизвольному разжиманию держателей и поломке стеклянной установки. Незначительная термостойкость полистирола также может послужить причиной возникновения аварийной ситуации.
При выборе способа крепления установки обычно руководствуются соображениями удобства. Неудобно или нерационально закрепленный прибор, как правило, служит источником повышенной опасности. Так, установки, которые невозможно закрепить на одном штативе (например, установку для перегонки жидкостей — см. разд. 10.2), рекомендуется монтировать на передвижных или стационарных рамах. Использование для закрепления приборов двух или трех несвязанных штативов недопустимо, поскольку система неизбежно получается более шаткой и возникает риск поломки прибора. Кроме того, установку, закрепленную на несвязанных штативах, невозможно передвинуть в собранном виде, что бывает необходимо в аварийных ситуациях.
Сварная передвижная настольная рама может быть изготовлена из двух штативов с массивными основаниями и стальных стержней того же сечения, что и стойки штативов (см. рис. 41). Такую же раму можно быстро собрать и с помощью муфт-зажимов. Иногда для сборки установок удобно использовать два горизонтальных стержня, прочно укрепленных в вытяжном шкафу на высоте примерно 30 и 90 см и на расстоянии 60 см от створок. Вертикальные стержни крепятся в любом удобном месте с помощью муфт.
Некоторые широко используемые установки многократного применения, например батареи колонок для сушки газов, приборы для определения температуры плавления, целесообразно либо монтировать на от-
дельных штативах, чтобы их можно было не разбирая убирать с рабочего места, либо неподвижно закреплять в наиболее удобном месте.
При сборке приборов на конусных Шлифах следует учитывать жесткость всей конструкции. Тогда как резиновые пробки и сферические шлифы действуют в известной степени как шарниры и допускают некоторое отклонение деталей прибора от оси, при использовании конусных шлифов осевые напряжения недопустимы.
Меры предосторожности. Лапки и кольца, предназначенные для закрепления стеклянных приборов, обязательно должны иметь мягкие резиновые прокладки на поверхностях, соприкасающихся со стеклом. Если прокладки -отсутствуют, на губы лапок либо натягивают отрезки резиновых трубок соответствующего размера, либо приклеивают клеем 88Н или 88НП куски мягкой резины. Во избежание поломки стеклянных деталей нельзя туго закручивать винты лапок. Лучше вначале создать необходимое усилие, сдвинув губы лапки пальцами, а затем барашком зафиксировать положение губ.
Важное, но часто нарушаемое требование техники безопасности — обязательное скрепление конусных шлифов с помощью резиновых колечек или стальных пружинок (см., например, рис. И). Последние предотвращают самопроизвольное разъединение шлифов в процессе работы установки, что особенно опасно при наличии в приборе легковоспламеняющихся, паров или газов.
РАБОТА СО ШЛИФАМИ
В настоящее время в химических лабораториях подавляющая часть стеклянных приборов собирается из отдельных частей с помощью шлифованных соединений. Хотя с точки зрения техники безопасности шлифы, безусловно, предпочтительнее резиновых пробок, неумелое обращение с ними — причина многих аварий. Поэтому здесь уместно будет подробнее рассмотреть назначение различных типов шлифов, особенности их применения, правила безопасной работы с ними.
Конусные взаимозаменяемые шлифы
Это наиболее распространенные соединительные элементы в лабораторной практике. Они чрезвычайно удобны в работе: на сборку и разборку любого прибора на шлифах даже малоопытный работник тратит не более нескольких минут. И, что особенно важно — при этом не требуется физических усилий, без которых не обойтись при работе с резиновыми пробками, а значит, уменьшается вероятность поломки стекла.
Безопасность работы с конусными шлифами опрет деляется качеством их изготовления и правильным применением смазки.
Притирка. Одним из критериев качества шлифованного соединения служит невозможность покачивания керна в муфте и легкость их вращения друг относительно друга (только со смазкой!). Стеклянные детали и посуда со шлифами заводского изготовления довольно часто не удовлетворяют этому простейшему требованию, поэтому перед использованием их необходимо дополнительно притирать. Плохо притертые керн и муфта соприкасаются лишь частью поверхности, что увеличивает опасность заклинивания, а значит — поломки посуды. Кроме того, неплотные шлифы не обеспечивают герметичности приборов и сосудов, а это недопустимо при сборке вакуумных установок, при работе с ядовитыми летучими веществами. Дефекты притирки никогда не следует компенсировать большим количеством смазки. Из зазора между шлифованными поверхностями смазка вымывается растворителями или вытекает при нагревании, в результате герметичность не сохраняется, но вещества загрязняются смазкой.
Притирка конусных шлифов может быть выполнена в стеклодувной мастерской На специальном станке. В случае острой необходимости срочно пришлифовать какую-либо деталь можно и вручную — при наличии тонкого абразивного порошка и некоторого запаса терпения. Небольшое количество абразива разводят водой или скипидаром до консистенции трасты, кбторую распределяют по шлифу, вращая керн в муфте в ту и другую сторону с небольшим нажимом. Во время притирки не следует оставлять керн в муфте без движе-
aa55Рис. 10. Конусные шлифы: а — муфты с рантом; 6 — кернРис. 10. Конусные шлифы: а — муфты с рантом; 6 — керн
a
a
5
5
Рис. 10. Конусные шлифы: а — муфты с рантом; 6 — керн
Рис. 10. Конусные шлифы: а — муфты с рантом; 6 — керн
ния. Вся операция занимает от 10 минут до получаса; за это время приходится несколько раз добавлять новые порции абразива. Хотя необходимость притирки, как правило, не вызывает у химиков особого энтузиазма, цсе же потраченные труд и время в конечном итоге окупаются благодаря надежной и безопасной работе оборудования.
Устройство шлифов. Поскольку при сборке стеклянных приборов конусные шлифы несут наибольшую нагрузку, при выборе посуды необходимо обращать особое внимание на прочность шлифов. Верхняя, широкая часть муфты должна иметь по внешней окружности небольшое утолщение, прямоугольное или полукруглое в сечении, называемое рантом (рис. 10, а). Муфты без ранта непрочны и легко ломаются; посуду с такими шлифами не стоит использовать для ответственных работ. Не менее важный с точки зрения техники безопасности параметр — толщина стенок шлифов. Шлифы № 14, 19 и 29 должны быть изготовлены из трубок с толщиной стенок 1,5—2 мм. Следует избегать применения без особой нужды тонкостенных шлифов.
Керн в нижней, узкой части может быть либо обрезан, либо переходить в более узкую трубку (рис. 10, б). Если через шлифованное соединение в процессе работы возможно протекание жидкости, например в приборах для перегонки, фильтрования и т. п., керн обязательно должен иметь в нижней части более узкую трубку, обрезанную на некотором расстоянии под углом 45 °. Это защищает шлифованную поверхность от попадания жидкости (см., например, рис. 56).
К трубкам вблизи керна и муфты припаивают специальные «цепки», служащие для скрепления шлифо-
ванного соединения с помощью стальных пружинок или резиновых колечек (рис. 11). Иногда «усики» припаивают непосредственно к внешней части муфты, однако это создает неудобства при закреплении муфты в лапке.
Смазка. Как уже было сказано, залогом безопасной работы со шлифами служит правильное применение смазки. Смазка не только повышает герметичность соединения, но и уменьшает возможность заклинивания шлифов. Использование шлифованных соединений без смазки, как правило, не допускается.
Перед нанесением смазки шлифы следует тщательно очистить. Особенно опасны для шлифов остатки абразивного порошка, песчинки и т. п. Смазку наносят небольшим шпателем или стеклянной палочкой тонким кольцом на среднюю часть керна, затем вставляют керн в муфту и несколько раз поворачивают без нажима. Смазка должна распределиться тонким1 слоем по поверхности шлифа, которая при этом становится прозрачной. Не следует стремиться полностью смазать шлиф: нижняя (более узкая) часть керна шириной в несколько миллиметров должна оставаться несмазанной. Если смазка выдавливается за пределы шлифованной зоны, значит взято слишком большое ее количество. Шлифы в таком случае следует разъединить и удалить избыток смазки: слишком обильно смазанные шлифы значительно раньше становятся неплотными — в смазке при действии растворителей1 образуется сеть каналов. При употреблении вязких сортов смазки шлифы рекомендуется предварительно слегка нагреть над пламенем спиртовки, чтобы слой смазки был как можно тоньше.
Особая тщательность требуется при смазывании кранов. Заклинивание кранов в вакуумных или газовых линиях может явиться причиной аварии. Смазку наносят на предварительно очищенную поверхность
Рис. И. Скрепление конусных шлифов резиновыми колечками
Рис. 12. Схема нанесения смазки на пробку крана
в виде двух тонких колец в середине более тонкой и более . толстой части пробки. Эти кольца соединяют двумя узкими полосками смазки параллельно оси крана (рис. 12). Пробку вставляют во втулку так, чтобы кран оказался открытым, затем медленно поворачивают пробку в ту и другую сторону не более чем на 10—15 °. Только после равномерного распределения смазки кран можно закрыть. При быстром вращении пробки в кранах большого размера слой смазки может разорваться. Избыток смазки особенно вреден, так как может закупорить канал.
В лабораторной практике используется множество различных смазок для шлифов и кранов; каждая имеет свои области применения в зависимости от рабочей температуры, растворяющей способности веществ, с которыми соприкасаются шлифы, а также от требований к чистоте эксперимента.
Из выпускаемых промышленностью смазок в наибольшей степени пригодны для стеклянных шлифов и кранов смазки на основе силиконовых полимеров, например кремнийорганические вазелины КВ-3/10, КВ- 3714 (ГОСТ 15975—70). Они представляют собой высоковязкие гидрофобные химически инертные пасты, нерастворимые 6 большинстве органических растворителей. Такие пасты можно применять при температурах от —60 до 200 °C, причем их вязкость изменяется с температурой незначительно.
Хорошо зарекомендовали' себя смазки на основе натурального каучука, например смазка вакуумная ОСТ 38-0183—75 (15% каучука, 20% церезина, 65% медицинского вазелинового масла). Отличную смазку Рамзая можно изготовить в лаборатории путем сплавления 1 масс. ч. парафина, 3—8 масс. ч. вазелина и 3— 15 масс. ч. натурального невулканизированного каучука. Изменяя соотношение компонентов, ее можно делать более или менее густой в соответствии с назначением.
Автором предложена смазка, которую несложно изготовить в лаборатории, тщательно перемешав 1
масс. ч. аэросила (аморфный силикагель) с 6—10 масс. ч. силиконового масла. Смазка устойчива при нагревании, поскольку жидкая часть удерживается между частицами аэросила действием мощных капиллярных сил. Неплохая смазка получается при замене силиконового масла техническим вазелином; при смешивании с аэросилом его необходи^б предварительно разогреть. Ёсли нужна смазка, нерастворимая в углеводородах, но легко смывающаяся со шлифа водой, вместо силиконового масла можно взять глицерин, но в иной пропорции: 5—6 частей на часть аэросила. Смазка на основе глицерина гигроскопична, что следует учитывать при ее хранении [17].
Если в ходе работы возможен нагрев шлифованного соединения до температуры выше 200 °C, в качестве смазки рекомендуется использовать тонкую графитовую пудру.
Для работ при комнатной или незначительно повышенной (до 40 °C) температуре часто применяют апие- зоновую смазку (сортов L, М или N), однако ввиду высокой стоимости ее применение оправдано лишь для работ в высоком вакууме.
Более подробные сведения о смазках и легкоплавких замазках для шлифов можно получить в руководствах по лабораторной технике [2, 31].
При использовании смазок на основе минеральных масел, вазелина, каучука, глицерина следует учитывать возможность разложения или. вытекания смазки при высоких температурах, разрушения компонентов смазки при работе с агрессивными веществами и растворения смазки органическими растворителями.
Если смазка подобрана без учета условий работы, она не только не предохраняет шлифы от заклинивания, но иногда способствует настолько прочному склеиванию шлифов, что разъединить их бывает очень трудно.
Разъединение заклинившихся шлифов. При многочисленных достоинствах конусные шлифы обладают существенным недостатком: несмотря на все предосторожности их иногда заклинивает. Разъединение заклинившихся шлифов с применением физической силы — опасная операция, нередко приводящая к поломке стеклянных деталей и, как следствие, к Травмам.
Наиболее безопасный и эффективный способ разъединения конусных шлифов заключается в осторожном кратковременном нагревании муфты над пламенем спиртовки; керн при этом не должен успеть прогреться. Защитив руки полотенцем, осторожно покачивают керн или застрявшую пробку в разные стороны, прилагая при этом основное усилие вдоль оси шлифа. Нельзя прилагать усилие к изогнутым частям разъединяемых деталей; пальцы следует держать по возможности ближе к шлифу. Если результат не достигнут с первого раза, после охлаждения шлифов операцию повторяют. При наличии в сосуде горючих жидкостей нагревание на спиртовке опасно — в этом случае можно воспользоваться струей горячей воды.
- Если шлиф заклинило в результате кристаллизации попавшего на его поверхность вещества, рекомендуется замочить шлиф на несколько часов в жидкости, хорошо растворяющей данное вещество. Обычно используют воду, спирт, скипидар. После того, как жидкость проникнет в зазор между шлифами, приступают к «раскачиванию» керна, наблюдая за поведением жидкости. Если жидкость при покачивании двигается, значит шлиф вскоре разъединится.
При хранении деталей со шлифами, особенно стеклянных кранов, в собранном виде без смазки во избежание заклинивания рекомендуется между шлифованными поверхностями помещать полоски тонкой бумаги.
Ни в коем случае не следует поворачивать шлифы и краны без смазки, поскольку при этом их можно поцарапать, что резко снижает их прочность.
В случаях, когда конусные шлифы подвергаются нагреванию в ходе работы, следует использовать детали из одного сорта стекла или из стекол, имеющих близкие коэффициенты теплового расширения.
Конусные нешлифованные взаимозаменяемые соединения
Такие соединения с совершенно гладкой поверхностью, не совсем точно иногда называемые «прозрачными шлифами», получают методом горячей калибровки (моллирования). Они изготавливаются по тем же размерам (но с меньшими допусками), что и конусные
взаимозаменяемые шлифы; одинаковы и их области применения. Конусные нешлифованные соединения при условии их высокого качества превосходно держат вакуум без смазки — чрезвычайно важное преимущество при работе с особо чистыми веществами, а также с агрессивными жидкостями и газами. Поскольку гладкие поверхности, в отличие от шлифованных, не имеют микротрещин, нешлифованные соединения обладают большей механической прочностью. Кроме того, даже при работе без смазки их почти никогда не заклинивает, и разъединяются они легко.
Указанных преимуществ было бы достаточно, чтобы рекомендовать полную замену в химических лабораториях конусных шлифов на нешлифованные соединения. Однако на практике, к сожалению, молли- рованные конусы часто не отвечают предъявляемым требованиям. Их преимущества при некачественном изготовлении (кЬгда керн качается в муфте или они соприкасаются не всей поверхностью) полностью сводятся на нет. Исправить заводской брак в лабораторных условиях невозможно. В стеклодувной мастерской на шлифовальном станке их можно превратить в обычные конусные шлифы.
Гладкие точные соединения (соединения КРУ) зарубежных фирм (Швейцария, Англия, Германия), имеющиеся в некоторых лабораториях, хотя и дороги, многократно окупаются в работе.
Сферические шлифы
Сферический шлиф представляет собой по существу стеклянное шарнирное соединение, позволяющее соединяемым деталям отклоняться от оси на угол до 20° без нарушения герметичности. Это свойство сферических шлифов, неимеющее значения при сборке небольших неподвижных приборов, становится решающим преимуществом при необходимости компенсировать деформации, возникающие в приборах, отдельные части которых находятся в движении, например в ротационных испарителях. Незаменимы сферические шлифы и при сборке крупногабаритных приборов. При сборке сложных больших установок на конических шлифах даже при малейшем отклонении летали ила-
никают значительные напряжения, которые могут привести к поломке и аварии. Кроме того, конические шлифы № 60 и № 100 весьма склонны к заклиниванию, и их бывает очень трудно разъединить. Сферические же шлифы — и это второе очень важное их преимущество с точки зрения техники безопасности — никогда не заклинивает.
Обязательная мера предосторожности при сборке приборов на сферических шлифах — скрепление чашки и шара специальными стальными подпружиненными зажимами. Очень удобно скреплять сферические шлифы с помощью эластичной тонкостенной резиновой трубки, например обрезанного с двух сторон пальца от испорченной резиновой перчатки. Такое крепление не только надежно фиксирует шлиф, не.ограничи- вая его подвижность, но и обеспечивает герметичность соединения, что особенно ценно при работе под вакуумом, поскольку часто из:за некачественного изготовления сферические шлифы без дополнительной герметизации весьма посредственно держат вакуум.
Плоские шлифы
Плоскими шлифами называют стеклянные фланцевые соединения с пришлифованными рабочими поверхностями. Плоские шлифы для трубок диаметром до 100 мм могут быть изготовлены в обычной стеклодувной мастерской.. Шлифовка и полировка плоскостей — сравнительно простая операция, которую производят на станках типа ШО (шдифовочно-обдироч- ный) и ШР (шлифовально-ручной).
Плоские шлифы большого диаметра встречаются, например, в эксикаторах (диаметр корпуса 100, 140, 190 и 250 мм) и колпаках (диаметр корпуса от 56 до 160 мм). Однако при изготовлении стеклянной аппаратуры плоские шлифы находят лишь ограниченное применение, хотя во многих случаях они гораздо удобнее конусных и сферических шлифов.
Плоские шлифы сообщают стеклянной конструкции некоторую подвижность. В отличие от сферических • шлифов, допускающих отклонение оси детали на определенный угол, плоский шлиф допускает смещение детали параллельно оси, тем самым предотвращая воз-
можные возникновения напряжений и поломку. Это свойство плоских шлифов используется в ротационных испарителях (например, ИР-10), пленочных роторных испарителях, циркуляционных выпарных аппаратах и других приборах с движущимися частями.
Применение плоских шлифов в стеклянных реакторах позволяет использовать нескладывающиеся якорные мешалки большого диаметра, а также облегчает выгрузку из реактора вязких реакционных масс. Такие лабораторные стеклянные реакторы (рис. 13) используются в химии высокомолекулярных соединений.
Плоские шлифы вместо конических целесообразно использовать для деталей большого диаметра, особенно если прибор подвергается нагреванию или вакуумированию, иными словами, когда есть опасность заклинивания конического шлифа. В качестве примера можно привести вакуумную сушилку с крышкой на плоском шлифе (рис. 14).
Рис. 13. Стеклянный реактор с пришлифованной крышкой:
/ — струбцина; 2 — якорная мешалка
Рис. 14. Вакуумная сушилка с крышкой на плоском шлифе:
/ — бюкс с осушаемым веществом; 2 — кипящая жидкость; 3 — обратный холодильник; 4—крышка на плоском шлифе; 5 — отвод к вакуумному насосу .
Рис. 15. Соединение стеклянных фланцев с помощью эластичной резиновой трубки
Ч г* Крепление плоских шлифов осуществляют I специальными стяжками, или тремя-четырьмя 1 струбцинами с мягкими прокладками. Аналоев гично сферическим шлифам, плоские шлифы небольшого диаметра удобно стягивать эластичными резиновыми трубками, добиваясь одновременно большей герметичности (рис. 15). Использование при сборке приборов плоских шлифов без креп
ления опасно.
Цилиндрические шлифы
Цилиндрический шлиф состоит из муфты и втулки, пришлифованные поверхности которых имеют, как следует из названия, форму цилиндра. Простейшим примером цилиндрического шлифа является медицинский шприц со стеклянным поршнем. Цилиндрические шлифы, применяемые при изготовлении стеклянной аппаратуры, как правило, невзаимозаменяемы.
Наиболее важная область применения цилиндрических шлифов — цилиндрические затворы для герметизации вала мешалки (см. рис. 98).
При наличии калиброванных по внутреннему диаметру стеклянных пипеток на 1, 2, 5 и 10 мл и калиброванных стеклянных стержней соответствующего диаметра несложно изготовить очень удобные в работе пипетки-дозаторы для агрессивных жидкостей (рис. О 1 16). Поршень такого дозатора должен быть по V всей длине тщательно пришлифован к пипетке.
По существу такая пипетка аналогична шприцу, но не может быть заменена последним при необходимости дозирования, например, кислот, реагирующих с металлическими частями шприца. Безусловно, пипетки с цилиндрическим шлифом обеспечивают более высокую степень безопасности не только при обращении с агрессивными жидкостями; их можно рекомендовать как
Рис. 16. Стеклянная пипетка-дозатор:
V / — пришлифованный стеклянный стержень
удобную и надежную замену резиновых груш, медицинских шприцев и других приспособлений для засасывания жидкостей в пипетки.
КРАНЫ
Стеклянные краны — не только незаменимые элементы многих лабораторных приборов и установок, они еще и источники повышенной опасности при неаккуратном или неграмотном обращении. Очень опасно заедание кранов во время работы прибора: в лучшем — с точки зрения техники безопасности — случае это приводит к необходимости прекращения процесса и разборки установки, в худшем — к поломке прибора при попытке открыть кран силой. Понятно, что поломка прибора во время работы может иметь весьма неприятные последствия. В отдельных случаях несвоевременное заедание крана может привести к взрыву, например из-за возрастания давления в замкнутой части прибора. Опасным может оказаться и подтекание крана, например у капельной воронки, особенно если она содержит агрессивную или реакционноспособную жидкость. Особенно высокие требования к безопасной работе кранов предъявляются при работе с аэрофоб- ными жидкостями в инертной атмосфере в специальной аппаратуре (см. гл. 11).
Безопасная работа с кранами возможна, во-первых, при грамотном использовании смазки, а во-вторых, при правильном выборе оптимальной для каждой конкретной работы конструкции крана. Ниже рассмотрены наиболее часто применяемые в лабораторной практике стеклянные краны.
Соединительные краны
Простые соединительные краны широко используются для соединения и разобщения различных частей стеклянных химических ашпаратов и приборов, для. перекрывания тока газа или жидкости. Известно множество кранов различной конструкции — в зависимости от назначения.
Простые краны состоят из тщательно пришлифованных муфты и пробки. Муфта простых кранов имеет
Рис. 17. Соединительные краны
два ранта — нижний и верхний. В средней части к муфте припаяны отводные трубки, которым соответствуют проходные отверстия в пробке. В верхней части пробка имеет ручку, а в нижней — канавку, в которую вкладывается резиновое колечко, предотвращающее самопроизвольное выпадание пробки.
Для кранов, даже в большей степени, чем для конических шлифов важно, чтобы муфта и пробка были изготовлены из одного сорта стекла — в противном случае при температурных перепадах возможно заедание крана илн^ при сильном нагревании, растрескивание муфты.
Стандартные одноходовые краны (рис. 17, а) выпускаются как с индивидуальной пришлифов- кой пробки, так и со взаимозаменяемыми пробками. Конусность в любом, случае не должна отличаться от 1 ; 10.
Кран с наклонным боковым отверстием (рис. 17, б) обеспечивает большую герметич
ность, чем кран с прямым отверстием, в котором при быстром вращении пробки за счет стирания части
-смазки может образоваться кольцевой канал.
Еще легче образуются каналы в двух-, трех- и че-
тырехходовых кранах — из-за того, что расстояния между отверстиями меньше. Однако тщательная притирка и грамотное использование смазки позволяют добиться необходимой герметичности.
Двухходовой кран с двумя на клон -
н ы м и о т в е р с т и я м и (рис. 17, в) позволяет поворотом пробки на 180° переходить от включения линий 1—2 к включению 1—3. Краны такого типа особенно удобны для попеременного продувания аппаратуры инертным газом и вакуумирования (см. рис. 60, г). Длина муфты двухходовых кранов несколько больше, чем у одноходовых. Так, при наибольшем диаметре пробки 14,5 мм длина муфты составляет 44 мм, при
диаметре пробки 24 мм — 60 мм.
Трехходовой кран (рис. 17, б) имеет четыре возможных рабочих положения: соединенными могут быть линии 1—2, 1—3, 2—3 или одновременно все три
линии /—2—3. При этом, однако, невозможно от по
ложения крана /—2 перейти сразу к включению 2—3.
Серповидный, или <к а р л с р у е в с к и й» трехходовой кран (рис. 17, е) позволяет в любой последовательности соединять две из трех отводных трубок: включение 1—2, 1—3 и 2—3. На рис. 18 в качестве примера удачного применения серповидного
Рис. 18. Бюретка для титрования неводными растворами:
/ — емкость для раствора; 2 — подача сухого воздуха в процессе заполнения бюретки; 3— серповидный кран в рабочем положении 1 (заполнение бюретки раствором) ; 4 — бюретка; 5 — хлоркальциевая трубка; б — ячейка для титрования; 7 — отвод для хловкальииевой тоубки
крана изображена микробюретка для титрования при необходимости защиты раствора от кислорода и влаги воздуха. В конструкции использован кран большого диаметра (наибольший диаметр пробки 24 или 29 мм), что позволяет уменьшить вероятность подтекания и с большой тонкостью регулировать расход жидкости в процессе титрования. Кран имеет три рабочих положения: 1) соединяет емкость для раствора и микробюретку для заполнения последней; 2) соединяет микробюретку с отводной частью в процессе титрования и 3) соединяет емкость для раствора с отводной частью при необходимости удаления пузырьков воздуха. Положение отверстия пробки между 1 и 2 соответствует нерабочему состоянию. Использование одного крана большого диаметра вместо обычных двух особенно оправдано, например, при работе с разъедающими смазку жидкостями (раствором Фишера и т. п.) — за счет большей пришлифованной поверхности кран менее склонен к заеданию и дольше сохраняет герметичность.
Четырехходовой кран, с переменным включением (рис. 17, ас) используется для переключения потоко'в в газовых линиях. Он имеет два рабочих положения 1—2,3—4 и /—3, 2—4.
Боковой кран (рис. 17, г) очень удобен для бюреток, но может быть также исйользован в качестве концевого крана, например для впуска воздуха в вакуумную систему.
Муфта заливного крана вместо верхнего ранта имеет воротничок, в который заливают уплотняющую жидкость — воду, глицерин, масло. Изображенный на рис. 17, з заливной кран, подобно крану с двумя наклонными отверстиями (рис. 17, в) позволяет осуществлять включения 1—2 или 1—3. Разумеется, заливные краны могут работать только в вертикальном положении.
Вакуумные краны
Вакуумные краны незаменимы при сборке вакуумных установок и линий. Основное их отличие от простых соединительных кранов — широкие отводные Tnv6t<U и шиппиир ПППУЛПиМР ПТПАПГТиа итп nUVTVPTna
необходимостью увеличить пропускную способность частей вакуумных установок (см. разд. 7.4).
Вакуумные краны с массивными литыми пробками по конструкции аналогичны простым соединительным кранам (рис. 17, а, б), но наибольший диаметр пробки у них должен быть не менее 24 мм, а диаметр проходного отверстия — не менее 5 мм.
Вакуумные краны с полыми пробками (рис. 19) гораздо легче литых. Конструкции, в которых ведущая к вакуумному насосу отводная трубка является продолжением муфты крана, обладают еще одним существенным преимуществом — во время работы атмосферное давление надежно уплотняет кран, вдавливая пробку в муфту. Полая пробка крана может иметь вид открытой снизу трубки с просверленным в стенке отверстием или иметь внутри соединительную трубку.
Существует множество конструкций вакуумных кранов, позволяющих осуществлять любые необходимые виды включения Для двух, трех и четырех отводов. Так, представленный на рис. 19, в двухходовой кран рассчитан на соединение линий /—3 либо 2—3. Трехходовой кран, изображенный на рис. 19, г, имеющий в пробке два отверстия и одну соединительную трубку, позволяет осуществлять включения 1—2, 1—3 или 2—3.
Рис. 19. Вакуумные краны
При особо высоких требованиях к герметичности крана, когда требуется полностью исключить возможность проникновения воздуха в систему, используют заливные вакуумные краны (рис. 19, <Э). Для уплотнения таких кранов в воротничок заливают небольшое количество вязкой инертной жидкости, например силиконового масла.
ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ
Насыщенность современных лабораторий электрооборудованием чрезвычайно высока. Прежде всего следует отметить используемые в качестве основных источников тепла различные электронагревательные приборы мощностью от нескольких ватт до десятков киловатт, в том числе электроплитки, сушйльные шкафы и термостаты, электропечи, приборы для выпаривания, перегонки и высушивания с электроподогревом и т. д. (см. гл. 6). Разнообразны применяемые в лабораториях электродвигатели как малой мощности, например для лабораторных мешалок, так и мощные — для механических вакуумных насосов (до 1,1 кВт), центрифуг (до 2,0 кВт) и ультрацентрифуг (до 7,5 кВт), компрессоров. Во многих лабораториях широко используются источники электрического тока, в том числе гальванические элементы и батареи, аккумуляторы, преобразователи тока, блоки питания. Потребляют электроэнергию также различные источники света, многочисленные приборы* для оптического, спектрального, рентгеноструктурного, хроматографического и других видов анализа, приборы машины для' механических испытаний [22, 34].
ИСТОЧНИКИ ОПАСНОСТИ
Высокая опасность поражения персонала химических лабораторий электрическим током определяется рядом факторов. Широкое распространение электрических приборов в повседневной жизни привело к общему повышению грамотности в вопросах электробезопасности. Теперь, пожалуй, нет необходимости убеждать кого-либо в недопустимости установки «жучков»
или необходимости изоляции токоведущих проводов. С другой стороны, именно привыкание человека к постоянному обращению с электрооборудованием и создает чрезвычайно опасную иллюзию сравнительной безопасности электрического тока' [29]. Широко распространено мнение, что ток напряжением 220 В и ниже не представляет опасности для жизни. Это мнение подкрепляется «личным опытом»: практически каждый взрослый .человек неоднократно получал удары током без какого-либо вреда для здоровья. Недооценка опасности приводит к пренебрежительному отношению к правилам техники безопасности, а нередко и "к преднамеренному их нарушению. Это недопустимо, так как химические лаборатории по степени опасности поражения людей электрическим током относятся к помещениям с повышенной опасностью, а нередко — к особо опасным. Особая опасность обусловлена возмож- ностьк) воздействия на электрооборудование химически активной среды.
В очень тяжелых условиях эксплуатации находится аппаратура, работающая внутри вытяжных шкафов,— сушильные шкафы, электроплитки, ЛАТР, электромоторы. В ходе реакций или через неплотности в укупорке в объем вытяжного шкафа могут выделяться чрезвычайно вредные для электрооборудования кислые газы и пары — оксиды азота, галогеноводороды, оксид серы(П), а из хромовой смеси — летучий оксид хрома (III). К быстрому выходу из строя электрических приборов приводят брызги электролитов, органических растворителей, агрессивных жидкостей, а также водяные пары, в больших количествах образующиеся, например, при использовании кипящих водяных бань.
Опасность поражения людей электрическим током при работе в вытяжных шкафах повышается в связи с возможностью одновременного прикосновения к металлическим корпусам электрооборудования и заземленным водопроводным и газовым коммуникациям.
Постоянный источник опасности в химических лабораториях — самодельные электроприборы. Поскольку промышленность не обеспечивает полностью потребности химиков в оборудовании, было бы нецелесообразно запрещать самостоятельное изготовление некоторых приборов. Удобны снабженные электпической
обмоткой приборы для определения температуры плавления, электрообогреваемые приборы для перегонки твердых веществ, ректификационные колонки и колонки для сушки газов гранулированным адсорбентом, погружные электронагреватели для масляных бань и жидкостных термостатов и т. д. [11]. Однако изготовление и ремонт подобного оборудования нужно поручать квалифицированным электрикам, хорошо знакомым с условиями эксплуатации приборов.
Статистические данные о несчастных случаях при работе с электрическими приборами в лабораториях практически отсутствуют. Хотя доля электротравм в числе прочих причин, вызвавших временную потерю трудоспособности, в разных лабораториях различна, в среднем они занимают третье место после химических ожогов и порезов стеклом. Нельзя не считаться также с высокой вероятностью смертельного исхода при действии электрического тока на организм человека.
Необходимый уровень электробезопасности может быть достигнут только при проведении комплекса взаимосвязанных мероприятий, направленных не только на совершенствование защитных средств и повышение надежности электрооборудования, но также на обучение работников правилам безопасной работы с электрическими приборами и повышение квалификации обслуживающего персонала.
ДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА 110, 32j
При действии электрического тока на человека могут иметь место поражения двух видов: электротравмы и электрические удары.
Электротравмами называются местные повреждения тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. Наиболее характерной разновидностью электротравм являются электрические ожоги, обусловленные термическим воздействием тока или электрической дуги. К электротравмам относят также электрические знаки, металлизацию кожи, электрофтальмию (поражение глаз интенсивным ультрафиолетовым »->
ляющиеся следствием резких судорожных движений под действием тока.
степени:I.— судорожноестепени:I.— судорожноеЭлектрический удар представляет собой резкое возбуждение живых тканей проходящим через организм током. В зависимости от силы воздействия электрические удары принято условно подразделять на четыре
степени:
I.— судорожное
степени:
I.— судорожное
сокращение мышц без потери со
знания;
II — потеря сознания при сохранении дыхания;
Ш — потеря сознания, нарушение дыхания и/или сердечной деятельности;
ной нервной системы.Исход поражения электрическим разных причин, многие из которых в еще недостаточно изучены. К числу торов "следует отнести:параметры тока и электрической частота, напряжение;условия поражения — путь токаной нервной системы.Исход поражения электрическим разных причин, многие из которых в еще недостаточно изучены. К числу торов "следует отнести:параметры тока и электрической частота, напряжение;условия поражения — путь токаIV — клиническая смерть, возникающая в результате прекращения дыхания, прекращения работы сердца или электрического шока, т. е. поражения централь
ной нервной системы.
Исход поражения электрическим разных причин, многие из которых в еще недостаточно изучены. К числу торов "следует отнести:
параметры тока и электрической частота, напряжение;
условия поражения — путь тока
ной нервной системы.
Исход поражения электрическим разных причин, многие из которых в еще недостаточно изучены. К числу торов "следует отнести:
параметры тока и электрической частота, напряжение;
условия поражения — путь тока
током зависит от настоящее время важнейших фак-
цеп и — род тока,
действия;физиологическое и психологическое состояние организма в момент поражения — влажность кожи, пол, возраст, болезни, утомление, ослабление внимания;факторы внешней среды — температура, влажность, атмосферное давление, парциальный состав воздуха, электрические и магнитные поля, загрязнениедействия;физиологическое и психологическое состояние организма в момент поражения — влажность кожи, пол, возраст, болезни, утомление, ослабление внимания;факторы внешней среды — температура, влажность, атмосферное давление, парциальный состав воздуха, электрические и магнитные поля, загрязнениев теле, время его
действия;
физиологическое и психологическое состояние организма в момент поражения — влажность кожи, пол, возраст, болезни, утомление, ослабление внимания;
факторы внешней среды — температура, влажность, атмосферное давление, парциальный состав воздуха, электрические и магнитные поля, загрязнение
действия;
физиологическое и психологическое состояние организма в момент поражения — влажность кожи, пол, возраст, болезни, утомление, ослабление внимания;
факторы внешней среды — температура, влажность, атмосферное давление, парциальный состав воздуха, электрические и магнитные поля, загрязнение
воздуха.
Однако, даже зная точные численные значения каждого из факторов, предсказать результат воздействия тока на организм можно только с определенной степенью вероятности. Это неудивительно, если учесть, . что живой организм представляет собой чрезвычайно сложную систему. Даже в специальной медицинской литературе нет единого мнения относительно механизмов поражения электрическим током, противоречивы оценки влияния различных факторов на исход пораже
ния [32]..
При решении вопросов электробезопасности важно ППМРИТИПППЯТкГа HP НЯ иГПРПМРЦНМР пяиимр Л ПРЙГТВиИ
тока на организм, а на минимальные, пороговые значения тока, напряжения и других параметров цепи, которые при неблагоприятных условиях ;могут оказаться причиной поражения.
Наибольшую опасность представляет переменный ток низкой частоты, в том числе ток промышленной частоты — 50 Гц. Пороговые значения ддя постоянного тока в 3—5 раз выше, чем для переменного частотой 50 Гц. Так, пороговый ощутимый ток, при частоте 50 Гц составляет 0,5—1,5 мА, при частоте 10 кГц —около 30 мА, а для постоянного тока 5—7 мА.
Теки на уровне порогового ощутимого не представляют непосредственной опасности для здоровья. Однако неожиданное воздействие таких токов на работающего человека при неблагоприятных обстоятельствах может вызвать опасные вторичные эффекты. Даже легкий неожиданный удар током Вызывает непроизвольное отдергивание рук, что может привести, например, к поломке стеклянной аппаратуры, к проливу огнеопасных или агрессивных жидкостей. Из сказанного следует сделать вывод: в условиях химической лаборатории опасно воздействие на человека любого ощутимого тока.
Очень важной величиной является пороговый неотпускающий ток, то есть минимальный ток, прохождение которого через кисть руки вызывает настолько, сильные судорожные сокращения мышц, что человек не может самостоятельно освободиться от зажатого в руке проводника. Средние значения порогового неотпускающего тока частотой 50 Гц для взрослых мужчин составляют 15 мА. Во многих инструкциях переменный ток силой до 15 мА считается безойасным. Даже если учитывать только непосредственную опасность действия электрического тока на организм и исключить возможность вторичных эффектов, с такой оценкой все равно нельзя согласиться.
Во-первых, для женщин значение порогового неот- пускающегО,тока уменьшается в среднем на 30% и составляет 10 мА. Было бы несправедливо не принимать во внимание особенности организма женщин при рассмотрении вопросов электробезопасйости, тем более, что они составляют большую часть персонала современных лабораторий.
Во-вторых, как уже было сказано, средние значения поражающих факторов не годятся в качестве критериев при решении проблем безопасности. В 50% случаев пороговьщ неотпускающие токи оказываются меньше средних значений, например, для 0,5% мужчин границей неотпускающегр тока (50 Гц) служит ток, равный 9 мА, для женщин — 6 мА.
Можно ли считать, что протекание тока силой менее 6 мА через организм человека вполне безопасно? Ни в коем случае! Пороговые значения неотпускающе- £о тока определяются экспериментально — при этом испытуемый держит электрод в руке. На практике электрическая цепь далеко не всегда возникает по схеме ладонь—ладонь или ладонь—ноги. Вполне вероятны и в действительности происходят поражения, при ко- Торых ток проходит через тыльную часть руки, предплечье или голень. В то же время на теле человека, в том числе на тыльной части рук, имеются чувствительные к току (активные) места. Образование электрических цепей с участием этих уязвимых мест, приводит к тяжелым поражениям и смерти даже при очень малых токах. Важно, что смерть наступает и в тех случаях, когда путь тока не лежит через жизненно важные органы — сердце, легкие, мозг. Зарегистрированы поражения со смертельным исходом при напряжении 220 В и ниже, когда с токоведущими частями соприкасалась только одна рука и путь тока проходил от тыльной стороны руки к ладони или даже с одной стороны пальца на другую [32].
Если раньше наличие особо чувствительных точек на теле человека оспаривалось, то теперь, когда игло- рефлексоФерапия стала признанным методом лечения и обрела научный фундамент, существование участков кожи, уязвимых к действию раздражителей, уже не вызывает сомнения. Таким образом, нормативы и правила электробезопасности не вполне отвечают современным знаниям о действии электрического тока на организм.
Особую опасность представляют токи выше пороговых неотпускающих. При протекании через туловище тока силой 25—50 мА (наиболее вероятные пути: рука—рука, рука—ноги) крайне затрудняются дыхание и работа сердца. Если продолжительность дейст,-
вия тока; не Превышает нескольких секунд, дыхание, как правило, нормализуется. Если же пострадавший сам не в состоянии разорвать цепь, а помощь оказать некому (например, пострадавший, нарушая инструкцию, работал в помещении один), вскоре наступает потеря сознания, а через 3—4 мин возможна смерть от удушья. При длительном протекании тока силой 50— 80 мА через область сердца происходят опасные нарушения сердечной деятельности вплоть до фибрилляции. Токи силой 100—150 мА вызывают фибрилляцию серд- -ца и паралич дыхания через 2—3 с.
Приведенным данным не противоречат факты сравнительно благополучных исходов при поражении большими токами. Так, при кратковременном (менее 0,20— 0,25 с) действии тока силой от нескольких сотен мА до 3—5 А решающим фактором, влияющим на исход поражения, является фаза кардиоцикла. В разные пе- риоды кардиоцикла сердце неодинаково восприимчиво к внешним раздражителям. Фибрилляция наиболее вероятна, если электрический удар по времени совпадает с уязвимой для сердца фазой кардиоцикла, составляющей около 150—200 мс. При действии тока на сердечную мышцу вне этого периода фибрилляция менее вероятна.
Токи силой более 5 А, независимо от фазы кардиоцикла, вызывают не фибрилляцию сердца, а одновременное сокращение всех волокон сердечной мышцы и остановку, дыхания. Если действие тока было кратковременным и не вызвало повреждения сердца, то после отключения тока деятельность сердца может восстановиться самостоятельно. Для восстановления дыхания в таких случаях требуется, как правило, применение искусственного дыхания (см. разд. 2.1).
Хотя действие электрического тока на организм характеризуется его силой, практически измерить эту' величину можно лишь в эксперименте. В условиях реального поражения значения действующих токов могут быть только вычислены, для чего необходимо знать напряжение цепи и сопротивление тела человека. Определение минимального значения сопротивления тела человека необходимо также для решения важнейшего вопроса электробезопасности: каковы минимальные значения напряжений, которые при включении в цепь
тела человека могут создать токи, вызывающие опасные поражения.*
Сопротивление человеческого, тела — величина непостоянная. Наибольшим сопротивлением обладает сухая неповрежденная кожа. На разных участках тела В зависимости от толщины эпидермиса, степени наполнения капилляров кровью, количества потовых желез и других факторов сопротивление кожи колеблется от десятков до сотен килоом.
Огрубевшие или мозолистые участки кожи на ладонях обладают особенно высоким сопротивлением. Поэтому при «включении» человека в сеть напряжением 220 и даже 360 В сопротивление кожи обычно оказывается достаточным, чтобы ограничить ток до таких значений, при которых происходит лишь более или менее сильное раздражение или удар током I степени, как правило не причиняющий вреда здоровью. Так, * при напряжении 100 В и сопротивлении кожи 100 кОм через тело пройдет ток около 1/мА, который обладает раздражающим действием, но, если он не попадает в активные точки, не смертелен.
Увлажнение кожи резко снижает ее защитные свойства. В условиях лаборатории весьма вероятно загрязнение рук электролитом, что снижает сопротивление Кожи иногда в несколько раз. Такое же действие оказывает увлажнение ладоней в результате потоотделения. Продолжительное воздействие на кожу рук теплой воды (например, при мытье посуды) или высокой влажности (например, при длительной работе в резиновых перчатках) вызывает набухание рогового слоя кожи и снижение сопротивления в десятки раз.
Электропроводимость кожи, как и всего организма в целом, обусловлена не только физико-химическими, но может быть даже в большей степени биофизическими и биохимическими факторами. Так, сопротивление кожи снижается в 2 раза и более под действием физических раздражителей — резкого звука, световой вспышки, легкого удара, а также под влиянием эмоциональных состояний. В несколько раз различается электропроводимость отдельных участков кожи ладоней, что не может быть объяснено только различием в толщине рогового слоя. Наконец, кожа почти полностью лишается своих защитных свойств в результате
точечных пробоев, которые могут происходить при напряжениях, превышающих 15—20 В.
Точные оценки электропроводимости внутренних тканей и органов тела весьма затруднительны. Поэтому, учитывая возможность одновременного действия различных неблагоприятных факторов, при решении вопросов электробезопасности за расчетное- значение полного сопротивления тела человека принимают 1000 Ом. Ниже представлены рекомендуемые [32] расчетные значения сопротивления тела человека (в кОм) при различном напряжении в сети:
Путь тока
до 65
Напряжение, В:
127
220
выше 220
От ладоней к тыльной части
3,2
2,5
°,8
0,65
руки или к плечу
От тыльной части руки или
3,6
2,8
1,2
0,8
плеча к ноге
От ладони к ногам, от ладони
4,4
3,4
1,6
1,2
к ладони
Пользуясь этими цифрами, можно рассчитать максимально возможные токи при «включении» человека в сеть с известным напряжением. Так, если человек по- , падает под полное линейное напряжение 65 В, то при сопротивлении 3200 Ом через руку пройдет тбк около 20 мА, который значительно превышает порог неотпускающего тока. При неблагоприятном стечении обстоятельств такой ток может оказаться смертельным.
Разумеется, вероятность смертельного исхода от электрического удара в сетях напряжением 65 В и ниже значительно меньше, чем в сети напряжением 220 В, однако она. не равна нулю. Ежегодно регистрируются десятки случаев смертельных поражений не только «сварочным напряжением» 65 В, но и «безопасным» напряжением 36 и даже 12 В. При этом поражающее напряжение, как правило, бывает ниже линейного напряжения сети и в отдельных случаях составляет всего 4—5 В (32}. ;
Очевидно, было бы целесообразно вообще .отказаться от терминов «безопасное напряжение» и «напряжение безопасности». Применение этих терминов к напряжениям 65, 36 и 12 В, не являющимся безусловно безопасными, имеет отрицательный психологический эффект, снижая внимание персонала. ГОСТ
12.1.009—76 квалифицирует термин «безопасное напряжение» как недопустимый.
Во многих случаях замена малых напряжений в помещениях с повышенной опасностью, на напряжение 220 В с одновременным повышением качества изоляции и надежности изготовления оборудования не только оправдана экономически, но привела бы к повышению уровня электробезопасности.
ЗАЩИТА ОТ ПОРАЖЕНИЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ (25, 30]
Поражение людей электрическим током происходит при совпадении следующих обстоятельств:
1) отсутствие или нарушение заземления прибора;
появление на корпусе прибора электрического напряжения вследствие замыкания на корпус или пробоя на корпус; '
одновременное прикосновение к корпусу поврежденного прибора или к токоведущим частям с нарушенной изоляцией и к заземленному оборудованию (другой электроприбор с исправным заземлением, водопроводные или газовые трубы, отопительные батареи) либо ситуация, когда человек прикасается к поврежденному прибору, стоя на влажном полу.
Основными мерами предотвращения поражений электрическим током в лабораториях являются защита от прикосновения к находящимся под напряжением частям электрооборудования и применение защитного заземления. Прочие меры защиты — защитное отключение, применение малых напряжений — имеют ограниченное применение.
Поскольку, как уже было сказано, в условиях лабораторий опасно воздействие на человека любого ощутимого тока, заилите от случайного прикосновения подлежат все токоведущие части' независимо от напряжения.
В соответствии с ГОСТ 12.2.0070—75, по способу защиты человека от поражения электрическим током изделия подразделяются на 5 классов.
и з д е л и й к л а с с а 0 есть только основная (рабочая) изоляция и нет элементов для заземления или какой-либо иной дополнительной защиты. Рабочая
изоляция отделяет находящиеся под напряжением детали от ограждающих металлических частей (корпуса, металлической арматуры и др.) и тем самым обеспечивает нормальное функционирование аппаратуры. Одновременно она выполняет функцию защиты от прикосновений. При повреждении изоляции, что в реальных условиях эксплуатации вполне вероятно, на корпусе электроприбора или других электропроводящих частях может возникнуть напряжение. Нормальное функционирование аппаратуры при этом, как правило, не нарушается и повреждение может оставаться незамеченным до тех пор, пока кто-либо не окажется в цепи тока.
Особенно опасна работа с электрооборудованием класса 0 вблизи от заземленных коммуникаций или Заземленных приборов. Категорически запрещается использование в пределах одного рабочего места электроприборов класса 0 и заземленного оборудования.
В большинстве инструкций по технике безопасности содержится требование, согласно которому расстояние от электроприборов до заземленных коммуникаций должно быть не менее 1,5 м [50]. Выполнение этого пункта значительно уменьшило бы опасность, связанную с использованием изделий класса 0, однако в реальных условиях лаборатории это вряд ли возможно. Лабораторные столы- и вытяжные шкафы имеют •подводку воды и газа, поэтому работа с электрооборудованием неизбежно проводится в непосредственной близости от заземленных водопроводных и газовых труб. .
Правила электробезопасности для лабораторий не ограничивают использование электрооборудования класса 0. Следует, однако, иметь в виду, что применение электроприборов, в которых единственной защитой от поражения электрическим током служит рабочая изоляций, не исключает возможности поражения работников даже в случае добросовестного выполнения ими всех требований техники безопасности. Такое положение противоречит основным принципам техники безопасности и не может считаться приемлемым. Проблема может быть решена только полной заменой потенциально опасного электрооборудования изделиями vna^PAD Т tr И ’
Аппаратура, имеющая дополнительную защиту от поражения электрическим током с цомощью защитного заземления (или зануления^, относится к классам 01 или I. Изделия класса 01 имеют двухжильный сетевой шнур, а заземление корпуса или других доступных для прикосновения металлических частей осуществляется независимо от подключения к питающей сети. Электроприборы снабжены специальными зажимами для присоединения заземляющего провЬда, что необходимо сделать до включения прибора в сеть.
Аппараты класса I отличаются способом присоеди-' нения к,системе защитного заземления. Как правило, заземляющий провод проходит в общей оболочке с токоведущими проводами, т. е. приборы имеют трехжильный сетевой шнур и сетевую вилку с заземляющим контактом. К классу I относятся и аппараты, рассчитанные на постоянное присоединение к питающей сети, поскольку заземление производится при их установке и не может быть отсоединено без помощи инструмента.
Различие в способах присоединения к цепи защитного заземления обусловливает существенную разницу в -уровнях электробезопасности, обеспечиваемых изделиями классов 01 и I.
Аппаратура класса 01 в процессе эксплуатации в результате небрежности, недобросовестности или по случайным причинам может оказаться незаземленной. Поскольку отсутствие заземления не влияет на работу. приббра, он длительное время может оставаться без дополнительной защиты; нарушение изоляции в этом случае может повлечь за собой поражение персонала электрическим током.
Заземление аппаратуры класса I происходит автоматически при включении вилки в розетку. Цепь заземления замыкается раньше, чем цепь питания; размыкание происходит в обратном порядке. С точки зрения электробезопасности весьма существенно, что приборы класса I не могут оказаться незаземленными, так как вилка с заземляющим контактом не входит в обычную розетку.
Одна из наиболее действенных мер по снижению электротравматизма в лабораториях — перевод всего электрооборудования'на систему заземления по классу I. Основные трудности при внедрении аппаратов
класса I связаны с необходимостью одновременного 1 перемонтажа всех сетевых розеток, имеющихся в ла- » | боратории, и штепсельных вилок у приборов клас- I са 01. Существующая практика временной установки в одном помещений розеток с заземляющим контактом и без него облегчает переходный период, но не может быть рекомендована, поскольку при этом существенно снижается уровень электробезопасности — в непосредственной близости могут оказаться включенными приборы классов 0 и I.
Опыт эксплуатации аппаратуры класса I показывает, что переход^на более эффективный способ защиты ; сам по себе еще не гарантирует высокого уровня электробезопасности. Поражения электрическим током при работе с приборами класса I связаны, главным образом, с обрывом заземляющего провода, а также с ошибками при неквалифицированном монтаже сетевой розетки или вилки.
Обрыв заземляющего провода, в отличие от обрыва фазного провода, не приводит к нарушениям в работе прибора и может быть обнаружен либо при профилактическом осмотре или ремонте, либо, в случае повреждения изоляции и замыкания на корпус, после пораже- ’ ния током кого-либо из работников. Если оборванный заземляющий провод касается одного из токоведущих проводов, возникает серьезная опасность, поскольку в этом случае на корпусе прибора появляется фазное напряжение. Появление фазного напряжения может быть следствием ошибки при монтажу вйлки или сете- ' вой розетки, если заземляющий провод соединен с токоведущим контактом. Такие ошибки возможны при починке вилок и розеток неквалифицированными работниками.
Гораздо более эффективным и перспективным способом защиты от поражений электрическим током, по сравнению с защитным заземлением, служит применение двойной или усиленной изоляции. Под двойной , изоляцией понимают комбинацию основной (рабочей) и независимой от нее дополнительной изоляции. Наиболее типичный пример дополнительной изоляции — пластмассовый корпус электроприбора. При использовании двойной изоляции отпадает необходимость в nnuuouAunu чачАмлриия ЭлектоичеСкие изделия, имею-
щие двойную или усиленную изоляцию и не имеющие элементов для заземления, относятся к классу П.
Некоторые недостатки используемых в настоящее время пластмасс, прежде всего их недостаточная механическая прочность и термостойкость, ограничивают ‘ широкое применение изделий класса 11 в лабораториях. Появление и внедрение в практику новых полимерных материалов приводит к постепенному снижению значения заземления как защитной меры. Можно надеяться, что в недалеком будущем основной мерой защиты от поражения электрическим током станет усиленная изоляция. 1
В аппаратах класса III защита осуществляется за счет питания от источника низкого-на пряжения (не более 24 В постоянного или переменного тока). Однако в условиях химических лабораторий аппараты этого класса не получили распространения.
При использовании электроаппаратуры любых классов поражения электрическим током так или иначе связаны с повреждением изоляции. Поэтому в системе мероприятий по предупреждению электротравматизма основное внимание должно уделяться контролю изоляции и профилактике ее повреждений.
В особо тяжелых условиях эксплуатации находится изоляция электроаппаратуры, постоянно работающей в вытяжном шкафу. В химических лабораториях нередко используют бытовое электрооборудование: электроплитки, электромоторы и т. и. Их изоляция не рассчитана на воздействие агрессивных химических веществ; поэтому на сетевые шнуры с полихлорвиниловой изоляцией или хлопчатобумажной оплеткой необходимо по всей длине надевать резиновый,шланг.
Если в результате неосторожности или аварии находящееся под током электрооборудование (электронагреватель, ЛАТР и т. п.) оказалось облитым водой, а тем более раствором электролита.или органической жидкостью, прибор необходимо немедленно отключить. Вновь приступать к его эксплуатации можно только после тщательной очистки, высушивания и проверки надежности изоляции, то есть практически не ранее чем на следующий день.
Наиболее уязвимы места частого сгиба сетевого шнура у вилки и непоспедстнеинп v unnnvra ппиЛлп»
Повреждения изоляции у вилки возникают также . вследствие значительных механических нагрузок при выдергивании вилки за шнур,-что может привести к обрыву жил. Возникающая в результате обрыва электрическая дуга приводит к перегоранию изоляции, нередко в этом заключается причина болезненных ожогов кистей рук. Починка вилок часто производится неквалифицированными работниками с нарушением элементарных правил, что дополнительно повышает опасность поражения электрическим током.
Опасность повреждения изоляции в месте ввода сетевого шнура в корпус прибора связана с возможностью контакта оголенного провода с электропроводящим корпусом и как следствие — с появлением напряжения на корпусе. От чрезмерного изгиба в месте ввода в корпус прибора и в вилку сетевой шнур должен быть защищен упругой изолирующей втулкой. Если втулка отсутствует, допускается заменить ее отрезком резинового шланга..’
НАГРЕВАНИЕ
ИСТОЧНИКИ ОПАСНОСТИ
В настоящее время в химических лабораториях электронагревательные приборы в значительной степени вытеснили традиционно использовавшиеся газовые горелки. Среди прочих, достоинств электронагревательных приборов не последнее место занимает меньшая, по сравнению с газовыми горелками, пожарная опасность при эксплуатации. Однако, как показывает практика, несоблюдение элементарных правил безопасности при работе с электронагревательными приборами приводит к резкому увеличению вероятности возникновения пожаров, аварий и несчастных случаев.
Электронагревательные приборы представляют пожарную опасность как в нормальном режиме работы, так и при повреждениях, связанных с возможностью возникновения короткого замыкания, электрической дуги, воспламенения изоляции. Профилактика повреждении электрооборудования была рассмотрена в гл. 5.
Пожарная опасность при эксплуатации электррна- гпанятрльных ппибооов обусловлена прежде всего
высокой-температурой в рабочей зоне. Однако вероятность воспламенения определяется не столько температурой нагревательного элемента, сколько условиями работы — присутствием в зоне нагрева горючих или легковоспламеняющихся веществ и материалов, режимом подвода тепла, конструкцией нагревательных и обогреваемых приборов.
ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
Электрические плитки. Это самые распространенные нагревательные приборы в лабораторной практике. С точки зрения пожарной безопасности их по типу нагревательного элемента принято подразделять на плитки с открытой спиралью и с закрытым нагревательным элементом.-
Повышенная опасность плиток с открытой спиралью является следствием сравнительно высокой температуры, до которой разогревается спираль: 700—9001°С, а при затрудненном теплоотводе — до 1000 °C и выше. При попадании на раскаленную спираль большинство горючих материалов немедленно воспламеняется. Значительное число пожаров, причиной которых было неосторожное обращение с такими плитками, привело к запрещению их использования в лабораториях."
Было бы, однако, ошибкой, считать • п л и т к и с закрытым нагревательным элементом полностью безопасными в пожарном отношении. Рабо- . чад поверхность наиболее широко распространенных плиток ПКЭ-800/3 и «Экран» при максимальной мощности 800 Вт нагревается до 400 °C. Такой температуры оказывается достаточно для воспламенения не только паров ЛВЖ, но и большинства масел, используемых для заполнения жидкостных бань, в случае попадания их непосредственно на нагретую конфорку. Так, температура самовоспламенения высокотемпературного теплоносителя АМТ-300 составляет 290 °C, глицерина — 365 °C.
- Одна из обязательных мер предосторожности при нагревании ЛВЖ — использование жидкостных бань. Диаметр бани должен быть не меньше, диаметра нагревательного элемента плитки— выполнение этого требо-
вания позволяет предотвратить возможность случайного попадания ГЖ или паров непосредственно на конфорку. Однако часто это, казалось бы, справедливое требование значительно усложняет работу и, следовательно, повышает ее опасность. Дело в том, что диаметр нагревательного элемента у плиток с закрытой спиралью составляет 18 см. Минимальный объем бани, которую можно разместить на такой плитке, 1 —1,5 л. При работе с аппаратурой небольших размеров, например при перегонке из колб вместимостью 50—100 мл, использование бань такого размера недопустимо по многим причинам. В. то же время применение небольших
' плиток с открытой спиралью мощностью 300 Вт с диаметром рабочей части 9 см позволило бы работать с небольшими банями, полностью закрывающими спираль, и, таким образом, привести в соответствие требования техники безопасности и условия целесообразной работы.
Электрические водяные и' паровые бани, .которые используют для нагревания колб и пробирок до 100 °C, являются безопасными нагревателями. С их помощью проблема нагревания ЛВЖ решается кардинально. Отсутствие сильно нагретых поверхностей исключает возможность воспламенения ГЖ или паров.
Электрические песочные бани, хотя и представляют меньшую пожарную опасность по сравнению с электроплитками, пригодны только для обогрева небольших сосудов, например пробирок, и в тех случаях, когда местные перегревы допустимы. Обогревать с помощью песочных бань стеклянные колбы нежелательно еще и по той причине, что песчинки царапают поверхность стекла, существенно снижая прочность.
Жидкостные термостаты совершенно безопасны в пожарном отношении, хотя и громоздки. Рабочей жидкостью в термостатах служит вода, при необходимости нагревания до температур ниже 100 °C, или масло (преимущественно силиконовое), если рабочая температура лежит в интервале от 100 до 200—250 °C. Обогрев рабочей жидкости осуществляется с помощью погружного электронагревателя, терморегулятор обеспечивает поддержание заданной температуры с точностью ±0,5 °C; пропеллерная мешалка/приводимая в движение электромотором, исключает возможность местных
Рис. 20. Приспособление для нагрева медленного тока жидкости или газа:
стрелками показаны ввод и выход обогреваемой жидкости или газа (внизу) и охлаждающей воды (наверху)
перегревов. Некоторые марки термостатов снабжены устройствамй, позволяющими поддерживать заданную температуру в сосудах вне термостата посредством прокачивания термостатированной жидкости через рубашки приборов.
При необходимости получения медлен- **" кого тока нагретой до заданной "температуры жидкости или газа вместо термостата можно использовать простейшее приспособление, изображенное на рис. 20. Приспособление состоит из двух соединенных холодильников Димрота; в спираль нижнего с небольшой скоростью подается обогреваемая, жидкость или газ, верхний работает как обычный водяной холодильник для конденсации паров. Нагрев осуществляется парами кипя
щей жидкости; подбор жидкости с необходимой температурой кипения от 35 °C'до 300 °C не представляет трудности.
Погружные электрокипятильники бытового типа мощностью 300, 600 и 1000 Вт являются удобной и -безопасной заменой электроплиток для нагревания жидкостных бань. В лабораторных мастерских нетрудно изготовить жидкостные, бани необходимых размеров со встроенным погружным электронагревателем. Для изготовления нагревателя используют нихромовую спираль и медные или тёрмостойкие стеклянные трубки. На рис. 21 изображена конструкция масляной бани с электрообогревом. Трубка для подвода воды исполь-.^ зуется при необходимости быстрого охлаждения масла в бане или для получения равномерного тока горячей воды. Поддерживать необходимую температуру масла в бане можно либо с помощью контактного термометра и реле, либо подключив нагреватель через ЛАТР.
Сосуды с токопроводящим покрытием (колбы, .стаканы) выпускаются промышленностью и обладают рЯДОМ Преимуществ. Ня Hflnvwuvin—
Рис. 2L Комбинированная масляная баня:
/ — медная трубка с нихромовой спиралью; 2 — трубка для охлаждающей воды; 3— стальной стержень для крепления обогреваемых сосудов; 4 — крышка (набор концентрических колец); 5 — асбестовый теплоизоляционный кожух
лянных стенок нанесена пленка диоксида олова. Ток к покрытию подводится посредством силикатно-сере- бряных шинок, на которых закреплены съемные медные контакты, -подсоединяемые к источнику электроэнергии. Изделия с токопроводящими покрытиями включают в сеть через ЛАТР, который служит для регулирования интенсивности нагревания. Если при нагревании бань на плитке тепловой поток проходит через несколько поверхностей раздела, то у сосудов с токопроводящей пленкой нагреваются непосредственно стеклянные стенки, вследствии чего осуществляется наиболее эффективный теплоотвод. Поэтому, несмотря на высокую мощность этих нагревателей (до 3000 Вт), они менее опасны в пожарном отношении по сравнению с электроплитками. Существенным преимуществом «самонагревающихся» изделий с точки зрения техники безопасности является большая компактность всей системы [42]. .
Стаканы с токопроводящим покрытием вместимостью 300 и 500 мл очень удобны в качестве жидкостных бань при работе с приборами небольшого размера. Теплоносителями служат прозрачные силиконовые масла или глицерин.
С другой стороны, при неграмотном обращении изделия с токопроводящими покрытиями могут быть источником опасности. Пленка диоксида олова пред-
ставляет собой открытый проводник, поэтому в готовых изделиях она изолирована бесцветным лаком. Лак недостаточно стоек к действию органических растворителей и хромовой смеси, что необходимо учитывать при мытье посуды. В случае нарушения лаковой изоляции прикосновение к токопроводящему покрытию может привести к электрическому удару'. Восстановить изолирующее покрытие можно с помощью лака КО-921, который наносят из пульверизатора или окунают в него изделие, защитив предварительно силикатно-сереб- ряные шинки. Пленку лака необходимо сушить сперва 4 ч при комнатной температуре, после чего 2 ч при 100 °C.
Некоторые ограничения на широкое применение изделий с токопроводящим покрытием накладывает необходимость поддержания уровня жидкости в сосуде не ниже границы токопроводящего покрытия.
Вязцные чехлы из стеклоткани с вплетенной в нее тонкой нихромовой проволокой заслуживают особой рекомендации. Они практически не обладают инерционностью и позволяют легко регулировать степень нагрева с помощью ЛАТРа. Подгонка по форме сосуда обычно не представляет трудностей. Оптимальные условия теплопередачи и небольшие теплопотёри позволяют обходиться небольшой мощностью. Приборы для перегонки жидкостей, в которых перегонная колба.обогревается вязаным чехлом, отличаются компактностью (исключаются плитка и жидкостная баня), что способствует их безопасной эксплуатации.
Инфракрасные излучатели, например ИКЗ-220-500, во многих случаях предпочтительнее других источников тепла не только по соображениям удобства в работе, но и с точки зрения техники безопасности. Проблема выбора безопасного нагревателя возникает, например, при необходимости обогрева сосудов на аппарате для встряхивания. Инфракрасный излучатель дает мощный и равномерный тепловой поток и может находиться' в стороне от реакционного сосуда, что уменьшает возможность воспламенения случайно пролитой ГЖ. Обязательной мерой предосторожности при пользовании инфракрасным излучателем служит контроль температуры нагрева с помощью термометра. Следует иметь в виду, что за счет направленности мощность
теплового потока инфракрасного зеркального излучателя в несколько раз выше, чем у электроплитки равной номинальной мощности. Поскольку температура в зоне облучения может достигать 350—400 °C (особённо сильно нагреваются черные предметы), необходимо заботиться о том, чтобы на пути теплового потока не было легковоспламеняющихся материалов — бумаги; ткани, горючих пластиков. Не следует пытаться оценивать температуру нагрева, помещая под инфракрасную лампу руку — оценка оказывается заниженной на 100 °C и более. Во избежание воспламенения следует исключить возможность контакта ГЖ или паров с колбой лампы — излучатель должен находиться сверху или сбоку от обогреваемого сосуда,-но не снизу.
Электрические лампочки накаливания применяют для Обогрева воздушных бань, при перегонке эфира и других легкокипящих жидкостей [2]. При этом следует иметь в виду, что в обычных условиях колба лампочек мощностью 25 Вт нагревается до 100 °C, 40 Вт —- до 150, а 75 Вт — до 250 °C. При затрудненном теплоотводе, особенно при соприкосновении колбы ламцочки с теплоизоляционными материалами, ее температура может повышаться до 300—400 °C и выше.
ТЕПЛОНОСИТЕЛИ ДЛЯ ЖИДКОСТНЫХ БАНЬ
Негорючие теплоносители
Вода. При необходимости нагревания до температур ниже 100 °C в качестве теплоносителя для жидкостных бань и термостатов обычно используют воду. Опасно применять воду ‘для обогрева стеклянных сосудов, содержащих бурно реагирующие с водой вещества — щелочные металлы, МОС и т. п. Приходится отказываться от использования водяных бань при проведении работ с абсолютными растворителями и в тех случаях, когда присутствие водяных паров нежелательно по условиям эксперимента.
Как уже отмечалось, постоянное использование открытых кипящих водяных бань чрезвычайно увеличивает опасность работы с находящимся в вытяжном шкафу электрооборудованием. Применение водяных
бань закрытого типа с набором концентрических колец (см. рис. 18) значительно уменьшает испарение воды, что весьма существенно при длительном нагревании. Если рабочая температура водяной бани лежит в интервале от 50 до примерно 95 °C, эффективным средством уменьшения испарения воды служит защитный слой парафина толщиной около 0,5 см. Однако этот способ имеет недостаток — усложняется мытье посуды.
Водные растворы неорганических солей позволяют расширить фабочий температурный интервал по сравнению с водяными банями. Так, 20 % раствор NaCI кипит при 105 °C, 50% раствор К2СО3 — при 115 °C, 60% раствор К2СО3 — при 125 °C, 58% раствор СаС12— при 140 °C, а 75% раствор СаС12— при 175 °C [4].
Водно-солевые бани не получили широкого распространения в лабораторной практике. Существенный их недостаток — сильное корродирующее действие брызг солевых растворов. Кроме того, чтобы температура кипящей бани была постоянной, необходимо поддерживать постоянную концентрацию соли, т. е. непрерывно компенсировать испаряющуюся воду, доливая ее до первоначального уровня, что усложняет работу. Следует избегать'использования в качестве теплоносителей концентрированных растворов таких солей, как KNO3, NaNO3, NH4NO3, ввиду их сильного окислительного действия.
Легкоплавкие сплавы также можно использовать в качестве горючих теплоносителей. Например, сплав Вуда (50% висмута, 25% свинца, 12,5% кадмия и 12,5% олова) имеет температуру плавления около 70 °C. Ценное свойство сплавов, обеспечивающее равномерность нагрева,— высокие значения их коэффициентов теплопроводности; так, теплопроводность сплава Вуда более чем в сто раз превышает теплопроводность вазелинового, масла. Рабочий интервал температур сплава Вуда 70—350 °C. Однако при температуре выше 250 °C металл сравнительно быстро окисляется на поверхности. Для предотвращения окисления на поверхность сплава насыпают слой измельченного древесного угля. Чтобы метал-л не налипал на стенки колбы, перед началом работы ее полезно закоптить над пламенем.
Опасность работы со сплавом Вуда определяется его высокой плотностью, подвижностью жидкого сплава и высокой температурой. Особенно опасно попадание брызг расплавленного металла в глаза и на кожу.
С металлическими банями необходимо работать в очках и холщовых рукавицах. Не рекомендуется поднимать или передвигать горячую баню одной рукой; при необходимости следует прибегнуть к помощи товарища по работе. Нельзя погружать в сплав Вуда тонкостенные склянки и колбы объемом более 1 л — вследствие высокой плотности сплава они могут быть раздавлены. Во избежание поломок колбы и термометры следует вынимать сразу по окончании обогрева (до затвердевания сплава).
Концентрированная серная кислота используется в качестве жидкого теплоносителя лишь в специальных случаях, например при заполнении приборов для определения температуры плавления веществ — приборов Тиле и др. Работать с приборами, заполненными серной кислотой, можно только в защитной маске.
Замена серной кислоты силиконовым маслом (см. ниже) хотя и оправдана с точки зрения техники безопасности, не всегда . устраивает исследователей, поскольку из-за большей вязкости этого масла снижается точность измерения. В большей степени подходят для замены серной кислоты некоторые высококипящие жидкости —- дибутилфталат (температура кипения 340 °C), трикрезилфосфат (температура кипения 410 °C со слабым .разложением), тетракрезилсиликат (температура кипения около 446 °C). Необходимо отметить, что мнение о пожарной безопасности трикрезилфосфата ошибочно: его температура вспышки 169 °C и температура самовоспламенения 385 °C (41, ч. II].
Горючие теплоносители
Силиконовые масла — синтетические полисилоксаны различной степени полимеризации — являются наиболее, подходящими теплоносителями для нагревания до температур вплоть до 250 °C. Они обладают высокой термоокислительной стойкостью, химически инертны. Важное их преимущество — прозрачность, что позволяет визуально наблюдать за содержанием
нагреваемого сосуда. Следует, однако, учитывать, что отечественная промышленность выпускает множество марок силиконовых масел для различных областей применения. Для заполнения жидкостных бань при- * годны масла, имеющие сравнительно высокую температуру вспышки— в пределах 290—310 °C и выше, например ПФМС-4 (полифенилметилсилоксановая жидкость, температура вспышки 300 °C, температура самовоспламенения 475 °C). Хотя некоторые марки силиконовых масел выдерживают без разложения нагревание до 300 °C, а в банях закрытого типа—до 350 °C, не рекомендуется нагревать их выше температуры вспышки. При выполнении этого условия силиконовые масла безопасны в пожарном отношении.
Минеральные масла различных марок, представляющие собой продукты переработки нефти, применяют достаточно часто. Однако рекомендации заслуживают только масла с температурой вспышки не ниже 300 °C, например цилиндровое масло «Вапор». При длительном нагревании выше 180 °C многие минеральные масла постепенно разлагаются, образуя густой осадок на дне бани и более легкие горючие продукты. Последние, накапливаясь в масле, повышают его пожароопасность, значительно снижая как температуру вспышки, так и температуру самовоспламенения. По этой причине при появлении первых признаков разложения — густого слоя на дне бани — масло необходимо заменить.
Глицерин широко применяют для заполнения жидкостных бань и термостатов. К его преимуществам, по сравнению с Минеральными маслами, следует отнести прозрачность и растворимость в воде, благодаря чему он легко, смывается с посуды. Однако, как теплоноситель глицерин обладает серьезными недостатками. Он не представляет собой химически инертное вещество; при взаимодействии с сильными окислителями, например с перманганатом калия, возможно воспламенение. Опасно попадание щелочных металлов в нагретую глицериновую баню (см. разд. 13.1).
Глицерин весьма гигроскопичен, при поглощении воды резко снижаются температуры кипения и вспышки: чистый глицерин кипит при 290 °C, при содержании 1% воды температура кипения составляет 240 °C, а пои 2% воды — 210 °C. Пои длительном нагоевании
даже до сравнительно невысоких температур (100— 150 °C) глицерин разлагается с образованием легковоспламеняющихся веществ, понижающих температуру его вспышки на несколько десятков градусов. Кроме того, образующийся при термическом разложении глицерина акролеин сильно раздражает слизистые оболочки. При нагревании выше 200 °C глицерин разлагается весьма интенсивно; многие загрязнения катализируют его окисление и термическое разложение.
Трнэтиленгликоль обладает более высокой стабильностью по сравнению с глицерином (температура кипения 287 °C, температура вспышки 154 °C, растворим в воде).
Этиленгликоль не рекомендуется использовать в качестве теплоносителя ввиду низкой (120 бС) температуры вспышки.
Общие правила работы с жидкостными банями, заполненными горючими теплоносителями
В качестве теплоносителей допускается использовать только чистые жидкости, не содержащие посторонних примесей и загрязнений. При необходимости использования масел,- бывших в употреблении, например из масляных вакуумных насосов,, следует предварительно прогреть масло в вакууме, чтобы удалить легколетучие продукты.
Запрещается превышать рабочий интервал температур используемого теплоносителя, нагревать жидкостные бани до появления дыма или интенсивного испарения масла.
Не допускается нагревание жидкостных бань без контроля температуры. Шарик термометра должен находиться примерно посередине между дном бани и поверхностью жидкости, не касаясь стенок бани.
Для обогрева, жидкостных бань не разрешается использовать открытое пламя и другие источники тепла с нерегулируемым тепловым потоком. Электроплитки для обогрева бань должны иметь ступенчатый или плавный регулятор - мощности. Погружные электронагреватели следует вклЮчать через ЛАТР.
При необходимости нагревания до температур, Rnuauuv и RpnvupMv пябочему ппелелу.для данного
теплоносителя, следует использовать бани закрытого типа. В крайнем случае для прикрытия свободной поверхности бани допускается использование двух кусков асбестового картона, имеющих вырезы в виде полукруга по размеру обогреваемой колбы.
Уровень масла в бане при полном погружении обогреваемого прибора должен как минимум на 2—3 см не достигать краев бани. Следует учитывать, что при нагревании масло расширяется и уровень его в бане повышается.
Диаметр бани не должен быть меньше диаметра нагревательного элемента электроплитки, чтобы при случайном проливе масла через край оно не попало на раскаленную поверхность.
Обогрев бани начинают только после полной сборки прибора. Если необходимо добавить вещества в реакционный сосуд во время нагрева, следует позаботиться, чтобы добавляемый реагент не попал в масло.
Особенно опасно попадание воды в нагретую масляную баню. Даже несколько ее капель вызывают бурное вспенивание масла, выброс его из бани, а иногда воспламенение. Во избежание подобных случаев следует особенно тщательно закреплять резиновые шланги на водяных холодильниках, своевременно заменять потерявшие эластичность и растрескавшиеся шланги.
В случае попадания небольших количеств воды в холодную масляную баню, ее следует медленно нагреть выше 100 °C. Лишь после этого баню можно использовать по назначению.
Для тушения загоревшегося масла нельзя променять воду. Углекислотные огнетушители следует использовать с осторожностью, чтобы от резкого перепада температур не треснули стеклянные части прибора. Проще всего потушить горящее в бане масло, накрыв баню ку'ском асбеста или крышкой, однако не всегда имеется такая возможность, особенно если баня используется для обогревания сразу нескольких приборов, например аппаратов Сокслета. Эффективным способом тушения служит разбавление содержимого горящей бани некоторым количеством холодного теплоносителя для снижения температуры масла ниже температуры его воспламенения.
РАБОТА С ВАКУУМНЫМИ СИСТЕМАМИ
В лабораторной практике для проведения многих операций — фильтрования с отсасыванием, вакуумной перегонки, сушки в вакууме и других — требуется создать разрежение. Для этого обычно используют водоструйные насосы, позволяющие в зависимости от температуры Водопроводной воды получать разрежение в пределах 0,8—2,6 кПа (6—20 мм рт. ст.). Различные типы механических вакуумных насосов с масляным уплотнением (масляные насосы) обычно применяют для достижения остаточного давления порядка 70—400 Па (0,5—3 мм рт. ст ). Для работ,,требующих высокого вакуума порядка 0,133—0,133-10~2 Па (10-3—10-5 мм рт. ст.), используют диффузионные паромасляные и парортутные насосы.
ИСТОЧНИКИ ОПАСНОСТИ
Опасность работы с вакуумными системами связана с возможностью взрыва стеклянной аппаратуры и, как следствие, ранения или отравления работающих вред-, ными веществами. При создании разрежеция детали вакуумной установки испытывают значительные нагрузки — до 1 МПа. Если эти детали не предназначены для работы под вакуумом или имеют дефекты, они могут быть раздавлены внешним давлением. Осколки стекла при этом разлетаются с большой скоростью и создают угрозу ранений, особенно опасных для глаз.
Следует иметь в виду, что сила взрыва и энергия разлетающихся осколков зависят не столько от степени разрежения, сколько от объема вакуумируемой системы. Так, взрыв эксикатора вместимостью 5 л, откачиваемого водоструйным насосом, гораздо опаснее, чем разрыв колбочки вместимостью 50 мл, в которой разрежение создано с помощью высоковакуумного насоса. Поэтому не следует без особой необходимости пользоваться большими вакуум-эксикаторами, колбами Бунзена и т. п. Некоторое представление о возможной силе взрыва вакуумируемых приборов может дать приведенный ниже пример.
Аспирант В. проводил фильтрование с отсасыванием большого количества раствора. Фарфоровая воронка Бюхнера вместимостью 500 мл была вставлена на резиновой пробке в обернутую полотенцем колбу Бунзена вместимостью 5 л. После подключения системы к водоструйному насосу и достижения максимального разрежения пробка проскочила внутрь колбы и воронка с силой ударилась о горло. Раздался сильный взрыв. Колба разбилась на множество мельчайших осколков, но они остались внутри полотенца. Воронка раскололась на несколько крупных кусков, которые разлетелись в разные стороны и, по счастливой случайности, не травмировали работавших в лаборатории.. Один из осколков воронки массой 115 г ударился на излете о стену комнаты на расстоянии 5,5 м ет места взрыва.
Причиной аварии послужила невнимательность аспиранта. Выбрав для работы колбу большего чем обычно размера, он не обратил внимания на то, что-Диаметр пробки лишь на несколько миллиметров превышал диаметр горла колбы. Хотя пробка вошла в горло достаточно плотно, за счет большого диаметра горла создалось весьма значительное усилие (в соответствии с расчетом, около 19 кг), протолкнувшее пробку внутрь. '
Следует отметить, что даже использование предусмотренных защитных средств (в данном случае колба была обернута полотенцем) не гарантирует полной безопасности в случае, если работники недостаточно внимательны.
Последствиями взрывов вакуумных установок могут быть не только травмы — не менее опасно" попадание в атмосферу горючих или ядовитых паров, брызг едких жидкостей и т. п.
МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ
Безопасность работы с вакуумными приборами может быть обеспечена при соблюдении ряда несложных правил (меры предосторожности при вакуум-перегонке см. в разд. 10.4, при работе с ртутными вакуумметрами— в разд. 14.6).
Любые работы с использованием вакуума следует обязательно проводить в защитных очках или маске.
Вся вакуумная установка или отдельные ее части, представляющие наибольшую опасность лри взрыве (стеклянные емкости большого объема), должны быть экранированы проволочной сеткой или органическим стеклом. Вакуум-эксикаторы и колбы Бунзена перед работой помещают в специальные матерчатые чехлы или оборачивают полотенцем. Одной из наиболее эффективных мер предосторожности служит оклеивание вакуум-эксикаторов, стеклянных сосудов Дьюара лип-
Все стеклянные детали, применяемые для сборки системы, нужно предварительно проверить: должны отсутствовать трещины, пузыри и другие видимые дефекты. Шлифы и краны необходимо тщательно очистить и смазать тонким слоем вакуумной смазки.
Цельнопаяные высоковакуумные установки должны изготовлять только опытные мастера-стеклодувы. Особое внимание следует уделять снятию внутренних напряжений.
Дня сборки вакуумных установок нельзя использовать плоскодонные колбы и склянки, кроме специально предназначенных для работы при пониженном давлении (например, колбы Бунзена, предохранительные склянки — Тищенко, Вульфа и др.).
Перед началом работы на вновь собранной установке ее необходимо испытать на герметичность и прочность при максимальном рабочем разрржении, приняв необходимые меры предосторожности.
При" необходимости нагрела или сильного охлаждения частей установки следует сперва создать необходимое разрежение и лишь затем приступить к осторожному нагреванию или охлаждению. Запрещается обогревать стеклянные детали работающей вакуумной установки открытым пламенем. При необходимости охлаждения морозильных ловушек жидким азотом можно использовать только предварительно испытанные сосуды из специального стекла. Запрещается использовать для охлаждения жидкий кислород или жидкий воздух, так как вследствие их чрезвычайно высокой окислительной способности велика опасность пожара или взрыва.
ДЕТАЛИ ВАКУУМНЫХ СИСТЕМ
Предохранительные склянки и клапаны
Обязательная мера предосторожности при работе с водоструйными насосами заключается в установке предохранительных склянок. Их- назначение: во-первых, препятствовать попаданию воды в вакуумную установку при внезапном «захлебывании» насоса вследствие колебаний напора в водопроводной системе; во-вторых, при случайном перебросе жидкостей из установки препят-
ствовать непосредственному попаданию их в водоструйный насос. Попадание воды в установку недопустимо по многим причинам; в некоторых случаях, например при перегонке под вакуумом высококипящих Жидкостей, это может привести к взрыву.
Рекомендуемые в некоторых руководствах предохранительные клапаны, в том числе поплавковые клапаны и клапаны Бунзена, недостаточно надежны и поэтому не могут служить заменой предохранительных склянок. Даже если вновь установленный клапан работает хорошо, он вскоре перестает действовать, неизбежно загрязняясь в процессе работы. Ртутные клапаны-с пористой стеклянной пластинкой более надежны, но создают значительное сопротивление току газа при вакуумировании [2].
Предохранительная склянка выполняет свои функции лишь в том случае, если ее объем соизмерим - с объемом вакуумируемой системы. Однако слишком большая склянка создает неудобства в работе ввиду небольшой производительности водоструйного насоса. Практически рекомендуется использовать трехГорлые склянки Вульфа или склянки Тищенко для жидкостей вместимостью около 1 л (рис. 22). Склянка Вульфа с
Рис. 22. Предохранительные склянки: Вульфа (а) и Тищейко для жидкостей (б):
/ — кран для впуска воздуха в систему; 2 — отвод к вакуумируемой системе; 3 — отвод к водоструйному насосу; 4— сифонная трубка
доходящей до дна сифонной трубкой имеет преимущества при частом «захлебывании» насоса — после возобновления нормальной работы попавшая в склянку вода уходит по трубке. С другой стороны, при попадании в склянку ценной для экспериментатора жидкости (например, фильтрата из колбы Бунзена при случайном ее переполнении или перегоняемой жидкости при перебросе ее из перегонной колбы в результате бурного вскипания) она по той же трубке попадает в насос. Склянка Тищенко прекрасно выполняет функции ловушки.
При создании водоструйным насосом вакуума в установках, содержащих бурно реагирующие с водой вещества, следует принимать дополнительные меры предосторожности. Так, при получении хлорангидридов органических кислот избыток тионилхлорида из реакционной массы рекомендуется отгонять при помощи водоструйного насоса. В- подобных случаях, целесообразно использовать установку для перегонки с вертикальным расположением холодильника (см. рис. 42): внутренний объем холодильника будет играть роль буферной емкости, предотвращающей попадание в предохранительную склянку реакционной массы при ее случайном перебросе из перегонной колбы. От проникновения паров воды из водоструйного насоса установку следует защитить с помощью дополнительной предохранительной склянки, заполненной гранулированным осушителем, например хлоридом кальция.
Определенную опасность представляет также создание вакуума с помощью водоструйного насоса в вакуум-эксикаторах, содержащих энергично реагирующие с водой осушители — фосфорный ангидрид, едкое кали и др. Недопустимо оставлять вакуумируемый эксикатор без присмотра: в случае резкого падения напора воды предохранительная склянка может переполниться. и вода попадет в эксикатор, в результате чего Может произойти взрыв Впрочем, длительное вакуумирование эксикатора с помощью водоструйного насоса не рекомендуется не только па соображениям техники безопасности. После достижения максимального вакуума движение газов по шлангу, соединяющему эксикатор и насос, прекращается (если отсутствует подсос воздуха через плоский шлиф эксикатора), и
пары воды начинают поступать из насоса во внутренний объем эксикатора, что приводит к увлажнению осушаемого продукта. Поэтому после достижения максимального вакуума кран эксикатора следует закрыть. Чтобы компенсировать падение вакуума в эксикаторе, процесс следует несколько раз повторить.
Поглотительная система
Безопасность эксплуатации механических вакуумных насосов во многом зависит от правильной сборки вакуумной линии и поглотительной системы.
Поглотительная система, устанавливаемая между насосом и вакуумируемым прибором, должна, во- первых, обеспечивать надежную защиту насоса от любых паров и агрессивных газов, а во-вторых, обладать по возможности минимальным сопротивлением движению газа. Способ улавливания паров летучих веществ с помощью адсорбентов или химических поглотителей не’ отвечает указанным требованиям. Поскольку не существует универсального поглотителя, достаточно полное поглощение даров воды, органических растворителей и кислых тазов может быть обеспечено лишь батареей из четырех-пяти колонок с различными твердыми поглотителями. Такая батарея оказывает очень большое сопротивление току газа, что снижает производительность насоса, но главное — ее приходится часто разбирать для замены или регенерации поглотителей. Однако частое демонтирование системы сопряжено не только с' непроизводительными затратами труда, но и с опасностью поломки, стеклянных колонок, тем более, что для их соединения используются малоэластичные и тяжелые вакуумные шланги большого диаметра.
В последнее время в связи с доступностью твердого диоксида углерода («сухого льда») широкое распространение получили охлаждаемые ловушки (рис. 23) различных конструкций. В качестве хладоагента обычно используют смесь сухого льда с органическими растворителями, например ацетоном. Чтобы избежать бурного «вскипания» растворителя, предварительно измельченный в матерчатом мешке сухой лед небольшими кусочками добавляют к растворителю, находящемуся
Рис. 23. Охлаждаемые ловушки:/ — охлаждающая смесь; 2 — колбочка для приема конденсата; 3 — крышка (о—пенопластовая; б — полиэтиленовая); 4 -*- сосуд Дьюара; 5 — конденсатРис. 23. Охлаждаемые ловушки:/ — охлаждающая смесь; 2 — колбочка для приема конденсата; 3 — крышка (о—пенопластовая; б — полиэтиленовая); 4 -*- сосуд Дьюара; 5 — конденсат
Рис. 23. Охлаждаемые ловушки:
/ — охлаждающая смесь; 2 — колбочка для приема конденсата; 3 — крышка (о—пенопластовая; б — полиэтиленовая); 4 -*- сосуд Дьюара; 5 — конденсат
Рис. 23. Охлаждаемые ловушки:
/ — охлаждающая смесь; 2 — колбочка для приема конденсата; 3 — крышка (о—пенопластовая; б — полиэтиленовая); 4 -*- сосуд Дьюара; 5 — конденсат
в ловушке или в сосуде Дьюара. Температура смеси остается постоянной до тех пор, пока в ней присутствует избыток сухого льда. Во время работы насоса следует периодически добавлять сухой лед, не допуская размо
раживания ловушки.
Распространенная ошибка при работе с охлаждаемыми ловушками заключается в произвольном выборе растворителя для охлаждающей смеси. Необходимо иметь в виду, что не все растворители позволяют достигнуть достаточного охлаждения. Ниже приведены температуры охлаждающих смесей на основе твердого диоксида углерода с различными жидкостями:
ЖидкостьЭтиленгликольЧеты ре ниюристый углерод о-Ксилол 5-Гептанон Ацетонитрил ЦиклогексанонЖидкостьЭтиленгликольЧеты ре ниюристый углерод о-Ксилол 5-Гептанон Ацетонитрил ЦиклогексанонГ, “С Жидкость Л “С — 15 Диэтиловый эфир ди- —52 —23 этиленгликоля
Жидкость
Этиленгликоль
Четы ре ниюристый углерод о-Ксилол 5-Гептанон Ацетонитрил Циклогексанон
Жидкость
Этиленгликоль
Четы ре ниюристый углерод о-Ксилол 5-Гептанон Ацетонитрил Циклогексанон
Хлороформ — 61 — 28 Этанол —72 — 38 л-Ксилол —72 — 42 . Ацетон ■ ( —77 — 46 Диэтиловый эфир —77
Наиболее приемлемые растворители для приготовления охлаждающей смеси — ацетон и этанол. Пожароопасные свойства диэтилового эфира не являются препятствием при его. использовании для этих целей, поскольку образующийся газообразный диоксид угле-
рода служит отличным флегматизатором горения. Следует, однако, строго соблюдать правило: после размораживания ловушки немедленно сливать растворитель в специальную склянку с этикеткой «Охлаждающая смесь».
Совершенно непригодны для заполнения ловушек охлаждающие смеси на основе минеральных солей и снега (или дробленого льда). Так, хотя эвтектическая смесь хлорида кальция со снегом, содержащая 100 масс. ч. СаСЬ- бИгО и-70 масс. ч. снега, при условии предварительного охлаждения соли до 0 °C теоретически способна охладиться до—54,9 °C, ее .теплоемкость при этой температуре крайне мала и составляет лишь 17,7 кал/г. При 0 °C эта же. смесь способна поглотить 45,8 кал/г. Таким образом, охлаждающие смеси из льда и соли применимы для кратковременного охлаждения. Использование их в охлаждаемых ловушках, где требуется более длительно поддерживать низкую температуру, является самообманом. Достаточно ввести в ловушку с такой смесью термометр, чтобы обнаружить, что желаемая температура если и достигнута, то всего на несколько.минут.
Конструкция ловушки, изображенная на рис. 23 а, не лишена серьезных недостатков. При конденсации паров веществ с температурой замерзания выше ^70 °C (при охлаждении сухим льдом) во внутренней трубке скапливаются ‘кристаллы улавливаемого вещества, что при длительной работе может привести к образованию плотной пробки, а иногда — к аварии. Довушка не может быть закреплена стационарно, так как для удаления конденсата ее необходимо разбирать. Если все же возникает потребность в использовании такой ловушки, следует обратить внимание на то, чтобы внутренняя трубка была достаточно широкой. Условию постоянства сопротивления движению газа отвечает отношение диаметров внутренней трубки и цилиндра 1:1,6. При работе с ловушками, имеющими шлиф, важно не допускать его контакта с охлаждающей смесью, что неизбежно, если шлиф находится внутри сосуда Дьюара. Наконец, подключение ловушки необходимо производить так, как показано на рисунке. Если же пары будут поступать сперва в узкую трубку, повышается вероятность ее закупоривания кристаллической массой.
Более безопасны и удобны ловушки, изображенные на рис. 23, б. Их вместимость от 0,5 до 1л, расстояние между стенками 2—3 см. Ловушку закрепляют в наиболее удобном.месте внутри вытяжного шкафа. Дополнительное преимущество ловушки —возможность наблюдать за ходом конденсации и состоянием охлаждающей смеси, поскольку стенки ее прозрачны.
Ловушки,.охлаждаемые смесями на основе диоксида углерода, неполностью улавливают пары низкокипящих растворителей. Поэтому следует избегать использования механического насоса в тех случаях, когда можно обойтись водоструйным. Так, откачивание вакуум- эксикатора при сушке веществ от воды и органических растворителей необходимо проводить с помощью водоструйного насоса: Ошибкой является также использование масляного насоса для отгонки легколетучих органических растворителей — хлороформа, бензола, толуола. Отгонку таких растворителей необходимо проводить в вакууме водоструйного насоса и лишь после полного удаления легколетучей фракции можно подключать масляный насос.
Оценить возможность улавливания паров различных жидкостей в охлаждаемых ловушках можно с помощью табл. 3.
Практически температура охлаждающей смеси должна быть по меньшей мере на 20—30 °C ниже температуры конденсации жидкости при данном вакууме.
Необходимая площадь конденсации определяется количеством паров, поступающих в единицу времени.
Следует учитывать, что полнота конденсации зависит не только от температуры стенки ловушки, но и от скорости движения паров, интенсивности теплоотвода и т. д. Даже незначительный под.сос воздуха в вакуумную систему увеличивает скорость движения паров в ловушке и резко снижает ее эффективность. На этот факт следует обратить особое вниманйе при использовании механических насосов для вакуумной перегонки. Регулирование давления при перегонке нередко осуществляется путем впуска воздуха в вакуумируемую систему. Кран для впуска воздуха следует располагать такйм образом, чтобы воздух попадал непосредствен - а Цр ппоходил через поглотительную систему.
Рис. 24. Схема сборки вакуумной системы:
/ — ртутный вакуумметр; 2 — трехходовой вакуумный кран; 3 — охлаждаемая ловушка; 4 — поглотительные склянки с гранулированным осушителем (склянки Тищенко для сыпучих материалов); 5— кран для впуска воздуха в систему
В противном случае при любой конструкции ловушки она практически перестает действовать. ■
После охлаждаемой ловушки рекомендуется установить одну колонку с гранулированным поглотителем, который выбирают в зависимости от характера работы. Если возможно попадание в вакуумную систему небольшого количества чрезвычайно вредных длП насоса кислых паров, например хлороводорода, обязательно наличие колонки с гранулированной щелочью. При исправном действии охлаждаемой ловушки необходимость замены твердых поглотителей возникает весьма редко.
СБОРКА ВАКУУМНОЙ ЛИНИИ
Взаимное расположение насоса, поглотительной системы и вакуумной установки должно обеспечить минимальную протяженность вакуумной линии. На рис. 24 изображена схема одного из возможных вариантов сборки вакуумной линии. Соединение деталей производят с помощьювакуумных шлангов с диаметром отверстия не менее 1и мм. Стеклянные детали прочно закрепляют в удобном месте и экранируют металличесг ксй сеткой. '
РАБОТА С ГАЗАМИ
ИСТОЧНИКИ ОПАСНОСТИ [47]
Многие газы поступают в лаборатории в стальных баллонах в сжатом (азот, аргон, водород, гелий, кислород и др.), сжиженном (аммиак,- углеводороды за исключением метана, диоксид углерода, фреоны, хлор и др.) или растворенном (ацетилен) состоянии (см. приложение 9). Небольшие количества газов при необходимости получают химическими путями непосредственно в лабораториях [46].
По своим опасным свойствам все газы делятся на пять групп, причем некоторые относятся не к одной, а к нескольким группам:
горючие и взрывоопасные (водород, сероводород, аммиак, оксид углерода, углеводороды);
поддерживающие горение (кислород, воздух, хлор);
инертные и негорючие (азот, аргон, гелий, диоксид углерода);
ядовитые (аммиак, сероводород, фосген, хлор, циановодород, оксид углерода);
едкие и вызывающие коррозию (хлор, аммиак, озон, хлороводород, диоксид серы, диоксид азота).
Разумеется, принадлежность газов к той или иной группе в некоторой степени условна. Так, хотя диоксид углерода не отнесен ни к горючим, ни к поддерживающим горение, известно, что щелочные металлы горят в его атмосфере. Литий, кроме того, может гореть и в считающемся инертным азоте. Неядовитые инертные газы и диоксид углерода могут вызвать удушье при значительной утечке в замкнутом объеме, вытесняя кислород из зоны дыхания.
. Кроме того, приведенная классификация не учитывает всех видов-опасности при работе* с газами. Так, химическая активность газов отнюдь не исчерпывается их корродирующим действием. Ацетилен, например, отнесен к группе взрывоопасных газов,, из-за свойств его смесей с воздухом, а также способности к взрывному разложению в отсутствие кислорода и другие окислителей. Однако не меньшую опасность представляют ацетилениды металлов, которые могут образовываться
при взаимодействии ацетилена с водными растворами солей меди, серебра, ртути. При длительном контакте влажного ацетилена, содержащего аммиак, с красной медью или сплавами с содержанием меди выше 70% образуется взрывоопасный ацетиленид меди. В результате взаимодействия диоксида азота с некоторыми органическими соединениями в определенных условиях могут образовываться чрезвычайно взрывоопасные полинитросоединения.
. Опасность работы с баллонами связана не только с горючестью, взрывоопасностью, токсичностью или агрессивностью содержащихся в них газов, но также с высоким давлением газа в баллоне — до 15 МПа, что само по себе может явиться причиной взрыва при падении баллона или его перегреве. Кроме того, при аварийных, утечках газов из баллонов взрывоопасные или поражающие концентрации образуются гораздо быстрее и в больших объемах, чем при разливе горючих или ядовитых жидкостей.
Но, манипулируя с газами в стеклянной аппаратуре даже и при нормальном давлении, следует учитывать, что перечисленные опасные свойства усугубляются их агрегатным состоянием. Если утечка жидкости из прибора во время работы происходит, как правило, только в результате аварии и вряд ли может остаться незамеченной экспериментатором, утечка газа может явиться следствием случайной разгерметизации и внешне никак не проявляться.
В приборах, где происходят химические и физические процессы с участием газообразных веществ, серьезную опасность представляют возможные колебания давления. Особенно велика эта опасность при проведении процессов, связанных с изменением агрегатного состояния — незначительные температурные колебания могут вызвать быстрое испарение сконденсированного газа. Если это обстоятельство не предусмотрено в конструкции прибора, результатом могут быть выброс реакционной массы, взрыв или другие неприятные последствия.
Существует реальная опасность перепутать газ при нечеткой идентификации содержимого баллона. Хотя маркировка стальных баллонов для газов с обязательным нанесением надписи с названием газа (см, прило-
жение 9), казалось бы, должна исключать ошибки, в обращении иногда находятся баллоны со стершейся надписью. К тому же система отличительной окраски баллонов сложна и не вполне логична. Например, баллоны со сжатым воздухом, являющимся сильным окислителем, окрашены в тот же черный цвет, что и баллоны с инертным азотом и сырым аргоном. Нет нужды объяснять, что ошибочное использование сжатого воздуха вместо азота может привести к Очень серьезной аварии. Чтобы избежать ошибок, следует категорически отказаться от использования баллонов без надписи или с неразборчивой надписью.
ОБЩИЕ МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ
ПРИ РАБОТЕ С ГАЗАМИ
ПРИ АТМОСФЕРНОМ ДАВЛЕНИИ
Все меры, предосторожности при работе с газами так или иначе направлены на то, чтобы исключить возможность неконтролируемой утечки газов в атмосферу. При работе с горючими и взрывоопасными газами, так же как при работе с ЛВЖ, необходимо удалять или защищать возможные источники воспламенения.
Любые работы, связанные с получением, применением или поглощением пожароопасных, токсичных или агрессивных газов можно проводить только в вытяжном шкафу.
Обеспечение герметичности г
При сборке приборов для работы с газами особое внимание следует уделять обеспечению герметичности. Соединение отдельных элементов приборов осуществляют с помощью конусных взаимозаменяемых шлифов, резиновых или полимерных шлангов. ' . -
Конусные шлифы должны быть тщательно смазаны (см. разд. 4.8). Особо жесткие требования предъявляются к смазкам для шлифов, контактирующих с агрессивными газами. Для работы с газообразным хлором? оксидами азота можно рекомендовать смазки на основе олигомеров трифторхлорэтилена: во многих
Рис. 25. Соединение двух стеклянных трубок «встык» с помощью резинового шланга: ■
1 — соединяемые трубки; 2 — резиновый шланг
случаях оправдано применение сиропообразной фосфорной кислоты.
При работе с газами обязательным требованием техники безопасности является укрепление шлифов <* помощью стальных пружинок или резиновых колечек (см. разд. 4.8);-самопроизвольное разъединение шлифов в ходе работы должно быть полностью исключено.
При соединении частей приборов резиновыми или полимерными шлангами следует учитывать возможность воздействия газов на материал шланга. Если нет уверенности в полной химической индифферентности материала шланга, стеклянные трубки соединяют по возможности встык, как это изображено на рис. 25. В любом случае для сборки приборов следует использовать совершенно чистые, лучше не бывшие в употреблении шланги. Резиновые шланги предварительно тщательно очищают от талька; при необходимости уменьшения их проницаемости для газов и влаги их обрабатывают расплавленной парафин-полиэтиленовой смесью (см. стр. 134). При использовании тонкостенных шлангов из резины, силиконового каучука, поливинилхлорида следует исключить возможность перегиба шланга в процессе работы.
Вообще при компоновке газовой линии необходимо стремиться к уменьшению длины шлангов; вся установка должна быть компактной и, главное, удобной для работы.
Старший инженер-химик Т. проводила очистку примерно 100 мл жидкого диметиламина (т. кип. 4-7 °C) на установке, изображенной на рис. 26. С целью очистки и Осушки диметиламин из грушевидной колбы объемом 150 мл переводился в газообразное состояние, пропускался через систему склянок с гранулированной щелочью "и затем конденсировался в приемнике, охлаждаемом сухим льдом. Отдельные детали установки были соединены с помощью шлангов из силиконового каучука. Установка была собрана в вытяжном шкафу; створки шкафа во время работы были опущены.
В ходе работы Т. решила заменить воду в бане на более теплую. Для этого она открыла створку вытяжного шкафа и "приподняла перегонную колбу с диметиламином. В этот момент из горла колбы выбило насадку Вюрца и сильная струя паров диметиламина попала в лицо Т. В момент происшествия на пострадавшей был защитный щиток из оргстекла, но он прикрывал лицо лишь до верхней губы и не был до конца опущен, из-за этого пары попали под маску.
Причиной выброса явилось повышение давления в колбе в результате перегиба шланга в момент подъема колбы. Возможно, сыграло роль и более интенсивное испарение диметиламина, при непроизвольном покачивании колбы.
Пострадавшей немедленно была оказана первая помощь — глаза обильно промыты водой и слабым раствором аскорбиновой кислоты. (Хотя в инструкциях по оказанию первой помощи пострадавшим при щелочных ожогах глаз рекомендуется промывание раствором борной кислоты, лечащий врач одобрил применение аскорбиновой кислоты вместо борной.) Несмотря на оказанную помощь, Т. получила ожог роговицы II степени. После интенсивного лечения в стационаре, продолжавшегося две недели, зрение было восстановлено практически полностью.
Приказом по институту пострадавшей был объявлен выговор за нарушение правил техники безопасности, которое, по мненикГ администрации, заключалось в том, чтоТ. подняла створки вытяжного шкафа выше допустимой отметки.
Приведённый пример наглядно показывает, насколько важна осмотрительность при работе с агрессивными жидкостями и газами. Помимо слишком высокого подъема створки вытяжного шкафа и небрежно надетой маски к ошибкам пострадавшей следует отнести то, что она подняла перегонную колбу. Правила техники
Рис. 26. Установка для перегонки диметиламина:
/—колба с жидким диметиламииом; 2— баня с холодной водой; 3 — склянка Тищенко с гранулированной щелочью; 4 — ловушка для кондеи- садии диметиламина; 5 — сосуд Дьюара с охлаждающей смесью; 6 —счетчики пузырьков с силиконовым маслом
безопасности при перегонке жидкостей предписывают собирать установку таким образом, чтобы при необходимости можно было опустить обогревающую баню. Перегиб шланга, конечно, случайность, однако" вовсе не такая, которую невозможно предусмотреть при аккуратной работе.
Хотелось бы обратить внимание еще . на один важный момент, связанный с данным несчастным случаем., Сразу после оказания первой помощи пострадавшая с сопровождающим была отправлена на личной машине одного из сослуживцев в городской глазной травмпункт. Однако окулист травмпункта недооценил опасность ожога и возможность развития поражения. После введения в глаза. раствора дикаина врач выписал рецепты на альбуцид и глазную мазь и отпустил пострадавшую домой. Однако пострадавшая и сопровождающий — опытные химики — не удовлетворились заключением врача, а обратились за консультацией в ведомственную поликлинику, после чего пострадавшая была срочно госпитализирована, поскольку последствия ожога стали особенно'активно развиваться спустя несколько часов. ' Речь шла о возможности полной потери зрения. И лишь своевременное квалифицированное лечение позволило избежать инвалидности. В связи с этим хочется еще раз подчеркнуть, что клиническая картина химических ожогов глаз имеет свою специфику, о чем, как оказалось, не всегда достаточно осведомлены медицинские работники. Тем более важно знание основ оказания первой помощи при отравлениях и химических ожогах каждым работающим в лаборатории.
Перед работой с прибором его обязательно проверяют на герметичность. Наиболее надежна проверка с помощью вакуума — для этого к собранному прибору подсоединяют вакуумметр, откачивают из системы воздух масляным или водоструйным насосом, затем перекрывают вакуумную линию и наблюдают за падением вакуума. Прибор можно считать герметичным, если показания вакуумметра не изменяются в течение по крайней мере нескольких минут.
Контроль и регулирование давления и расхода газа
Если стеклянный прибор для работы с газами не соединяется с атмосферой, он должен быть обязательно снабжен чувствительным манометром, автоматическим регулятором давления (маностатом) или клапаном избыточного давления. Маностат следует отрегулировать таким образам, чтобы избыточное давление в приборе не превышало нескольких десятков миллиметров ртутного столба. Хотя круглодонная стеклянная посуда, используемая для работы под вакуумом, выдер-
при избыточном давлении значительно выше, чем при вакуумировании. При необходимости повышения давления в приборе до 1 ат следует принимать особые меры предосторожности. Стеклянные части установки должны быть только толстостенными, а колбы — круглодонными; недопустимы царапины и прочие пороки стекла. Для соединения отдельных частей прибора в этом случае используют только вакуумные шланги, которые обязательно закрепляют на трубках, для чего обматывают в месте крепления изоляционной лентой и прочно прикручивают шнуром или мягкой проволокой.
Если газ подается в прибор из генератора или газового баллона, необходимо контролировать не только давление, но и расход газа. Для этой цели используют различного тира реометры, газовые часы или в простейшем случае — счетчики пузырьков. Работа с неконтролируемыми газовыми потоками не всегда достаточно безопасна.
Предотвращение выброса газа в атмосферу
Наконец, важным, хотя и не всегда соблюдаемым требованием техники безопасности при работах с любыми газами, кроме инертных, является недопустимость выброса газа непосредственно в атмосферу. Выделяющиеся в ходе реакции газообразные вещества, особенно агрессивные и ядовитые, следует поглощать в специальных поглотительных склянках. Во многих случаях при поглощении агрессивных газов не только предохраняется от коррозии расположенная в вытяжном шкафу аппаратура, но и побочно образуются небесполезные в лабораторной практике растворы.
СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ
НЕБОЛЬШИХ КОЛИЧЕСТВ ГАЗОВ (46, 31 {
Все способы получения газов в лабораторных условиях можно классифицировать следующим образом в соответствии с агрегатным состоянием взаимодействующих веществ и порядком их добавления друг к другу: 1. Взаимодействие жидкостей с твердыми веществами:
добавление жидкости к твердому веществу по каплям; -
Рис. 27. Прибор для получения газов путем прикапывания жидкости к твердому веще- . ству:
/ — твердый реагент (Nad^ 2 — жидкость (H2SO4); 3.— обогревающая баня
. автоматическое добавление жидкости к твердому веществу (аппарат Киппа);
добавление твердого сыпучего вещества к жидкости;
другие способы (предварительное смешивание твердого вещества с жидкостью с последующим выделением газа при нагревании; предварительное растворение твердого вещества с последующим добавлением другой жидкости).
Взаимодействие двух жидкостей.
Взаимодействие газа с твердыми и жидкими вещест
вами.
Выделение газов из растворов или твердых веществ без добавления реагентов (например при нагревании).
Из множества известных в лабораторной практике способов получения газов предпочтение следует отдавать тем, которые обеспеиивают получение равномерного, легко контролируемого и регулируемого тока газа. Из многочисленных предложенных для этих целей приборов заслуживают внимание наиболее простые и целесообразные: чем проще конструкция прибора, тем, как правило, безопаснее его эксплуатация.
На рис. 27—32 изображены некоторые универсальные приборы, пригодные для получения самых разных газов. Достоинства и недостатки различных способов разберем на двух конкретных примерах.
Получение хлороводорода ,
’ I. Небольшие количества сухого НСГполучаю! прикапыванием концентрированной серной кислоты к кристаллическому NaCl в простейшем приборе, изображенном на рис. 27. Несмотря на простоту, способ во
многом неудобен: масса сильно пенится, газ выделяется неравномерно, что создает дополнительные проблемы при его утилизации. К недостаткам способа следует отнести невозможность быстрого прекращения реакции в случае необходимости. Наконец, хлорид натрия используется далеко не полностью, что существенно в данном случае, конечно, не из соображений экономии реактива, а из-за- сложностей расчета при необходимости получения заданного количества газа. С целью более полного смешивания реагентов рекомендуется смочить соль концентрированной соляной кислотой. В колбу Вюрца на 100 мл (или одногорлую колбу с насадкой Вюрца) вносят не более 35—40 г NaCl, добавляют конц. *НС1 до полного смачивания соли. Прикапывание серной кислоты стараются вести равномерно, не допуская сильного вспенивания массы. В конце процесса для более полного выделения газа колбу нагревают, но не более чем до 100 °C. Выход газообразного НС1 в этом случае составляет 2р г из 40 г NaCl.
При получении газообразного НС1 в аппарате Киппа из кусочков NH4CI и концентрированной H2SO4 также следует иметь в виду, что. выделение газа может происходить неравномерно, с внезапным вспениванием, поэтому аппарат нельзя встряхивать. Очень важно, чтобы кусочки хлорида аммония были достаточно плотными и не рассыпались под действием H2SO4.
При необходимостиполучения очень чистого сухо: го НС1 иногда прибегают к обратному порядку добавления — осторожно присыпают NH4CI квалификации х. ч. к концентрированной H2SO4 в медленном токе индифферентного" газа. Удобное приспособление для этой щели изображено на рис. 28. Перед проведением работы необходимо убедиться, что порошок идеально сыпучий, а шлиф реторточки хорошо смазан.
В полной мере условие получения равномерного, контролируемого тока НС1 выполняется при взаимодействии двух жидкостей. При добавлении концентрированной соляной кислоты к конц. H2SO4 более легкую кислоту следует обязательно вводить под массу с помощью оттянутого кончика капельной воронки, как это изображено на рис. 29. При несоблюдении этого правила неизбежно образуется два слоя, смешивание которых' в любой момент может вызвать слишком
Рис. 28. Приспособление дли постепенного присыпании сыпучего реагента:
/ — реторточка с реагентом; 2 — отвод к горлу реакционного сосуда
Рис. 29. Прибор дли получения газов при смешивании двух жидкостей, когда вводимая жидкость имеет меньшую плотность:
/ — жидкость с большей плотностью (H2SO4); 2 — жидкость с меньшей плотностью (конц. НС1)
бурное выделение газа и даже выброс реакционной массы. Из 100 мл соляной кислоты и 100 мл. серной по этому способу получается 30—33 г газообразного HCL Скорость прибавления соляной кислоты регулируют в зависимости от требуемого расхода газа; ограничения накладывает лишь экзотермичность процесса — не следует допускать сильного разогревания массы. Образующийся газ, по крайней мере в конце процесса, заметно увлажнен и требует осушки.
В приборе, изображенном на рис. 30, использована высокая осушающая способность концентрированной серной кислоты. Выделяющийся газообразный НС1 эффективно осушается в елочном дефлегматоре медленно стекающей концентрированной H2SO4; выходящий из прибора газ практически не требует очистки. Вместо конц. НС1 в колбу можно поместить жидкую кашицу из конц. НС1 и тонкоизмельченного NaCI.
Наконец, из трех капельных воронок и трехрогого форштосса можно собрать простой и эффективный прибор (рис. 31) для непрерывного получения НС1 с производительностью до 1 л газа в мрнуту. Полное
смешивание концентрированных соляной и серной кислот происходит на рыхлом слое стеклянной ваты, которой набивают реакционную воронку. Основная сложность состоит в регулировании параллельного прикапывания: в реакционную зону должны поступать равные объемы кислот. Отработанную жидкость сливают периодически, поддерживая уровень ее в нижней воронке от '/* до 1/з объема. Поскольку сливаемая жидкость сильно пахнет НС1, ее разбавляют большим объемом воды.
Рис. 30. Прибор для получения сухого газообразного НС1:
1 — смесь NaCI и конц. НС1; 2 — елочный дефлегматор; 3 — конц. H2SO<
Рис. 31. Прибор для непрерывного получения тазов при смешивании двух жидкостей:
/ — воронки для реагирующих жидкостей (конц. НО и конц. H2SO,) 2 — насадка (слой стекловаты); 3 — кран для периодического спуска отработанного раствора
Рис. 32. Прибор для получения газа путем нагревания его водного раствора:
/ — раствор газа (водный раствор аммиака); 2 — обогревающая баня 3 — сифон для спуска отработанного раствора; 4 — обратный холодильник
Получение аммиака
I. Способ, заключающийся в добавлении по каплям 60% раствора КОН,к твердой соли NH4CI и нагревании смеси, имеет тот же недостаток, что и получение HCI из NaCl, а именно неравномерность выделения газа. Нельзя не считаться также с высокой опасностью работы с концентрированным раствором щелочи.
/ 2. Совершенно безопасно и удобно получение аммиака при нагревании тщательно перемешанных NH4CI, Са(ОН)2 и воды в весовых соотношейиях 5:7:10. Замена Са(ОН)2 на КОН или NaOH возможна, однако гранулированная щелцчь реагирует не полностью, а ее измельчение — неприятная и опасная операция.
Наиболее прост и удобен способ получения газообразного МНз из его 25% водного раствора, который медленно нагревают в колбе с обратным холодильником. Для"получения непрерывного равномерного тока газа предложен прибор, изображенный на рис. 32. Колбу заполняют водой примерно на 1 /2 объема и нагревают до 98 °C. Концентрированный раствор аммиака добавляют из капельной воронки с необходимой скоростью. Слив воды из колбы с помощью сифонной > трубки (которая должна'быть заполнена водой заранее) производят с такой скоростью, чтобы поддерживать уровень постоянным. Отрегулированный прибор дает равномерный ток газа в течение неограниченного времени; эффективность использования реактива довольно высока: в вытекающей жидкости остается не более 2% NH3.
ОЧИСТКА ГАЗОВ
Требования к установкам для осушки и очистки газов определяются прежде всего характером и задачами конкретной работы. С точки зрения техники безопасности важно лишь, чтобы установка был? прочной, компактной и исключала возможность утечки осушаемого газа. В случае применения жидких осушителей, в частности концентрированной серной кислоты, должна быть исключена возможность переброса жидкости из .промывной склянки при изменении скорости газа или направления его движения. При сухой очистке газов
необходимо учитывать способность некоторых твердых осушителей расплываться при увлажнении, что может при неблагоприятных обстоятельствах привести к закупориванию системы и, как следствие, к аварии.
Хотя эффективность действия осушительной системы, казалось бы, не имеет прямого отношения к вопросам техники безопасности, однако здесь, как и в большинстве случаев, тщательность работы оказывается неразрывно связанной с безопасностью. Достаточно привести в качестве примера работу с чувствительными к влаге веществами (см. разд. 11.1), где использование недостаточно осушенного инертного газа может быть причиной взрыва, вспышки и т. п. Но даже, при работе с неопасными соединениями примеси, содержащиеся в газе, могут вызывать побочные реакции, что чревато непредсказуемыми последствиями.
Приборы для осушки и очистки газов
Конструкция часто используемых в качестве промы- валок склянок Дрекселя не исключает возможности обратного засасывания поглощающей жидкости при изменении направления тока газа. Поэтому склянки Дрекселя всегда следует соединять попарно, «навстречу» друг другу, как'показано на рис. 33. При этом первая по ходу движения газа склянка играет роль предохранительной, а вторая — собственно промывной.
Рис. 33. Соединение двух склянок Дрекселя, предотвращающее возможность обратного переброса промывной жидкости
aa55Рис. 34. Промывные склянки с пористым стеклянным фильтром.а — склянка Дрекселя с пористым стеклянным фильтром; 6— склянка с впаянной пористой стеклянной перегородкойРис. 34. Промывные склянки с пористым стеклянным фильтром.а — склянка Дрекселя с пористым стеклянным фильтром; 6— склянка с впаянной пористой стеклянной перегородкой
a
a
5
5
Рис. 34. Промывные склянки с пористым стеклянным фильтром.
а — склянка Дрекселя с пористым стеклянным фильтром; 6— склянка с впаянной пористой стеклянной перегородкой
Рис. 34. Промывные склянки с пористым стеклянным фильтром.
а — склянка Дрекселя с пористым стеклянным фильтром; 6— склянка с впаянной пористой стеклянной перегородкой
Рис. 35. Винтообразная промывалка для газов
Полностью лишены указанного недостатка склянки Тисценко для жидкостей (рис. 22, б). От склянок Дрекселя они также выгодно отличаются большей прочностью.
Что касается эффективности промывки или осушки, то склянки Тищенко и Дрекселя пригодны лишь при чрезвычайно быстро протекающих абсорбционных ' процессах и при . сравнительно невысоких объемных расходах газа — не более 5—10 л/ч при объеме промывной жидкости 100 мл. На практике процессы - абсорбции далеко не всегда протекают мгновенно, поэтому большое значение имеют поверхность контакта и время соприкосновения газа с жидкостью.
Наиболее эффективны в этом отношении оросительные колонки, в которых восходящий поток газа взаимодействует с медленно стекающей в виде пленки жидкостью. Этот принцип использован в. приборе на рис. 30 для осушки газообразного НС1 серной кислотой."
Один из способов увеличения поверхности контакта газа с жидкостью — уменьшение размеров пузырьков, для чего газ пропускают через пористые стеклянные фильтры (рис. 34, а и б). Чтобы не создавать большого дополнительного сопротивления току газа, следует ис-
ГмГм
Гм
Гм
Рис. 36. Компактный прибор для получения газа и двухступенчатой его очистки:
/ — твердый реагент (или жидкость); 2 — прикапываемая жидкость; 3 — гранулированный осушитель; 4 — жидкий поглотитель
пользовать лишь крупнопористые фильтры е размером пор не менее 0,16—0,2 мм Поверхность контакта при этом увеличивается более чем на порядок. К недостаткам про- мывалок с пористыми фильтрами следует отнести невозможность их использования для концентрированных растворов щелочей.
Сложность изготовления винтообразной промывалки (рис. 35) оправдывается ее высокой эффективностью за счет значительного (в 10 и более раз) увеличения времени абсорбции. В тех случаях, когда Для полной осушки газа требуется установка последовательно 4—6 склянок Дрекселя, тот же эффект может быть достигнут с помощью одной винтообразной промывалки.
При использовании промывных склянок любых Конструкций уровень жидкости не должен превышать % объема склянки.
Общие требования к газовой линии
При необходимости многоступенчатой очистки и осушКи газа необходимо строго следить, чтобы общее сопротивление току газа не оказалось слишком высоким. Твердые адсорбенты и химические поглотители должны быть*гранулированными; колонки с порошкообразными поглотителями, например мелкозернистым оксидом алюминия, применимы лишь при очень незначительных расходах газа. При последовательном соединении склянок с различными поглотителями нельзя допускать непосредственного соседства * веществ, бурно реагирующих друг с другом (например, серной кислоты и щелочи при очистке нейтральных газов от кислых и основных примесей), даже если в нормальном режиме работы переброс кажется невозможным.
Особое внимание следует уделять компактности газовой линии; все лишние соединения, будь то шлифы,
КШ14КШ140270270505Kill 14Kill 14шар 015шар 015 приведен пример рациональной 040(биутр.) приведен пример рациональной 040(биутр.)требное количествотребное количество
КШ14
КШ14
027
027
05
05
Kill 14
Kill 14
шар 015
шар 015
приведен пример рациональной 040(биутр.)
приведен пример рациональной 040(биутр.)
требное количество
требное количество
Рис. 37. Поглотительная ячейка для жидкостей
пробки или шланги, должны быть исключены. На рис. 36
компоновки прибора для получения газа .из твердого вещества и жидкости и двухступенчатой очистки газа гранулированным адсорбентом и жидким поглотителем. При использовании такого прибора необходимо заранее рассчитать по-
реагентов, поскольку добав-
лить их в процессе работы невозможно. В качестве промывной склянки в приборе использована специаль-
ная поглотительная ячейка для жидкостей (ее основные размеры приведены на рис. 37). Ячейки такого типа могут работать подобно склянкам Тищенко как при прямом, так и "при обратном движении газа. Из
нескольких ячеек без применения пробок или шлангов легко собирается компактная поглотительная колонка. Разумеется, совмещение эффективности установки с ее компактностью возможно уе только за счет конструктивных особенностей, но и, может быть даже в большей степени, за счет подбора эффективных поглотителей и способов очистки.
Осушители (адсорбенты)
Подробная характеристика различных осушителей выходит за рамки данной книги; ниже приведены лишь некоторые, имеющие отношение к технике безопасности, особенности наиболее распространенных твердых и жидких поглотителей.
Синтетические цеолиты (моЛекулярные сита). В качестве осушителей для газов цеолиты обладают уникальным комплексом полезных свойств и с точки зрения техники безопасности предпочтительнее прочих осуща- ющих средств. Поскольку цеолиты выпускаются в виде гранул стандартных размеров (2^—4 мм в диаметре) цилиндрической и сферической формы, снаряженные
ими колонки обладают стандартным же, очень незначительным и не изменяющимся в ходе работы сопротивлением движению газа. Промытые и прокаленные цеолиты не загрязняют газ посторонними примесями и не пылят. Весьма ценным качеством является их химическая инертность: незапланированное попадание в колонку с цеолитами даже агрессивных жидкостей не вызывает каких-либо бурных эффектов. Нельзя не отметить безопасность и безвредность цеолитов в обращении — их контакт с кожей нН к каким неприятным последствиям не приводит. Синтетические цеолиты сорбируют лишь те соединения, молекулы которых - способны проникать в поры кристаллической решетки.
Для осушки и очистки газов широко используются цеодиты марок КА, Na А, СаА и СаХ. Цеолиты марки КА имеют эффективный диаметр пор 0,3 нм и активно . адсорбируют из газового потока воду, аммиак, но не задерживают молекулы больших размеров. Цеолиты NaA с эффективным диаметром пор 0,4 нм можно использовать для избирательной адсорбции вод^, серо- водородй, диоксида углерода, диоксида серы, оксида углерода, аммиака, диоксида азота, метана, паров метанола. При очистке газообразных углеводородов необхо- ' дймо иметь в виду, что цеолиты NaA адсорбируют этилен, этан, пропилен, не адсорбируют пропан и углеводороды с более высокой молекулярной массой. Размер пор цеолитов СаА — 0,5 нм — позволяет им адсорбировать кроме веществ, перечисленных для цеолитов марки NaA, углеводороды нормального строения вплоть до бутана; углеводороды с разветвленной цепью и циклические соединения от циклобутана и выше не проникают, в поры. Наконец, цеолиты СаХ с размером пор 0,8 нм применяются для высушивания газов и очистки их от примесей паров разветвленных углеводородов и ароматических соединений.
По эффективности осушки газов цеолиты превосходят большинство осушающих средств: осушенный цеолитами аргон можно использовать при работе с высокоактивными пирофорными веществами, концентрированными растворами металлорганических соединений (см. гл. 12). Цеолиты позволяют обесценить осушку газов до точки росы минус 74—76 °C. Важные преимущества цеолитов как осушителей для газов —
высокая скорость высушивания и высокая емкость: молекулярные сита КА и NaA способны поглотить до 15—20% воды по отношению к собственной массе. Регенерация цеолитов осуществляется прокаливанием в муфельной печи при 350—380 °C в течение 7—8 ч.
Оксид алюминия. Этот адсорбент лишь немного уступает по эффективности цеолитам и также относится к наиболее удобным и безопасным ■ в обращении "осушителям. Для осушки газов применим лишь крупнозернистый оксид алюминия — колонки, набитые мелкозернистым оксидом алюминия для хроматографии, обладают слишком высоким'сопротивлением. Практически достижимая степень обезвоживания газа при использовании оксида алюминия составляет около ’•Ю-3 мг Н2О в литре; емкость адсорбента также весьма высока — он может поглотить до 14% воды по отношению к собственной массе. Оксид алюминия не уступает цеолитам по скорости высушивания. С целью регенерации адсорбент прокаливают при 400— 450 °C 5—6 ч; при необходимости температуру прокаливания можно повышать до 500 °C. .
Силикагель. Гранулированный силикагель также относится к. наиболее рекомендуемым в лабораторной практике ■ осушителям для газов. Промышленность выпускает большое количество различных марок силикагеля; при практическом применении следует обращать внимание на размер зерен (колонка с осушителем не должна обладать слишком большим сопротивлением) и на пористость адсорбента. Крупнопористый силикагель используют главным образом для предварительного осушения газов с высокой влажностью, мелкопористый— для досушивания. В зависимости от марки меняется и достижимая степень осушки газа — от 0,02 мг Н2О в 1 л до 0,006 мг Н2О в 1 л. Силикагель обладает высокой емкостью — до 20% воды (а крупнопористый и выше), и высокой скоростью высушивания. Регенерируют его нагреванием при 200—250 °C в течение 8—Ю ч. - .
Серная кислота. Хотя концентрированная серная кислота широко используется для сушки газов в промывных склянках и вряд ли стоит полностью отказываться от нее в лабораторной практике, следует все же по возможности заменять ее другими, менее
опасными осушителями. Обязательным требованием безопасности при использовании серной кислоты является исключение возможности ее переброса из промывной склянки при изменении скорости газа и направления его движения, а также при возможных аварийных ситуациях (см. разд. 8.4). Нельзя не учитывать высокук) химическую активность "серной кислоты, в частности ее сильное окисляющее действие. Пыль и пары многих органических веществ, а также газы, обладающие восстановительными свойствами, восстанавливают H2SO4 до SO2, в результате чего происходит загрязнение осушаемого газа. 1
Серная кислота неприменима для сушки НВг, HI, NO2, HCN, .(CN)2, H2S, С2Н2 и других непредельных углеводородов, а также газов основного характера, например NH3, CH3NH2, (CH3)2NH и т. п. Рекомендуется применение серной кислоты для удаления влаги из получаемых в лаборатории в небольших количествах НС1, SO2, Cl2, СО, N2O, низших насыщенных углеводородов. Серную кислоту в принципе можно использовать для осушки азота, кислорода и водорода из баллонов, однако это вряд ли целесообразно — удобнее и безопаснее применять для этих целей гранулированные адсорбенты. Запрещается использовать серную кислоту в качестве осушающего средства в эксикаторах. Этот запрет объясняется возможностью бурного взаимодействия осущаемо.го вещества с серной кислотой при его случайном просыпании.
Весьма неприятным, а в некоторых ситуациях и опасным свойством серной кислоты является ее способность образовывать аэрозоль, особенно в склянках с пористым стеклянным фильтром при высоком расходе газа: мельчайшие брызги, получающиеся при разрушении пузырьков на поверхности жидкости, могут, уноситься током газа. Тампон из стекловаты в отводной трубке промывной склянки лишь частично задерживает туман. При проведении работ, требующих особой чистоты, для поглощения аэрозоля приходится использовать 40-сантиметровую колонку, плотно набитую прокаленной стекловатой. .
■ К достоинствам концентрированной серной кислоты следует отнести очень высокую скорость высушивания и очень высокую емкость. Эффективность ее как осуши-
теля резко падает с разведением: если 98—100%-ная кислота по достижимой степени осушения почти не уступает оксиду алюминия, то при разведении до 95— 90% она обеспечивает лишь грубую , сушку газов. Поэтому никогда не следует оставлять серную кислоту в долговременно работающих осушительных установках. * '
Хлорид кальция. Для осушки газов рекомендуется использовать выпускаемый промышленностью гранулированный прокаленный хлорид кальция. Стандартный размер ‘гранул гарантирует невысокое сопротивление газовому потоку. (Хлорид кальция, регенерированный в лаборатории путем прокаливания, лучше применять для осушки жидкостей, но не газов.) Область применения хлорида кальция ограничена его химической активностью: он не пригоден для сушки аммиака и аминов, поскольку образует аммиакаты. С другой стороны, пользуясь этим свойством, можно очищать газы от незначительных примесей аммиака, летучих аминов, а также спиртов. Нельзя применять хлорид кальция для сушки газообразных НВг, HI, поскольку онивзаимот действуют с осушителем с образованием НС1. При осушке кислых газов (НС1, Ch, SO2 и . др.) следует иметь в виду, что хлорид кальция может содержать в качестве примеси карбонат — в этом случае осушаемый газ загрязняется СО2. При проведении особо точных работ, когда нежелательно загрязнение осушаемого газа воздухом, 'использование прокаленного хлорида кальция, как, впрочем, и других крупнопористых осушителей, создает, определенные проблемы — присутствующий в порах воздух выделяется в небольших количествах в течение длительного времени.
Еще одно свойство хлорида кальция, которое может привести к аварии при неграмотном обращении с осушителем — способность расплываться при перенасыщении влагой. Опасность заключается в том, что при расплывании осушителя может резко увеличиваться сопротивление колонки вплоть До полного ее закупоривания, что при отсутствии предохранительных приспособлений в газовой линии может привести к взрыву. Предотвратить неприятные последствия можно, используя поглотительные колонки таких конструкций, в которых растекшийся осушитель не может попасть
в отводную трубку или узкое место, однако правильнее было бы не доводить осушитель до состояния пересыщения. Дело в том, что хлорид кальция образует твердые гидраты с 1, 2, 4 и 6 молекулами воды, при этом его эффективность как осушителя резко падает. Так, если безводный СаС12 позволяет снизить содержание Н2О в проходящем воздухе до 0,2 мг в литре, то эффективность моногидрата СаС12-Н2О в четыре раза ниже. Более гидратированная соль пригодна лишь для очень грубой сушки. .
К достоинствам хлорида кальция как осушителя для газов обычно относят высокую скорость высушивания и высокую емкость. Однако, хотя теоретически безводная соль способна поглотить почти равное по массе количество "воды, практически удается использовать лишь небольшую долю емкости. При осушке газа с высокой начальной влажностью за счет высокой скорости высушивания большая часть воды поглощается в самом начале колонки, и осушитель здесь начинает расплываться, тогда как основная часть его еще не отработала своего ресурса.
Из сказанного необходимо сделать вывод, что широкое применение хлорида кальция для сушки газов в лабораторных условиях объясняется лишь данью традиции, поскольку он не имеет решительно никаких преимуществ перед цеолитами, оксидом алюминия и силикагелем. Впрочем, использование этого осушителя для снаряжения хлоркальциевых трубок и, в ряде случаев, для сушки растворителей вполне оправдано.
Оксид фосфора (V) (фосфорный ангидрид) — самый эффективный из всех известных осушителей.
. Воздух, высушенный фосфорным ангидридом, содержит не более 2-10—s мг Н2О в литре. Однако из-за сложности в обращении, высокой опасности и множества других недостатков его следует рекомендовать в последнюю очередь. >
Это чрезвычайно тонкий порошок, сам по себе непригодный для снаряжения осушительных колонок. Перед употреблением его необходимо нанести на какой- либо инертный твердый носитель, например на гранулы предварительно прокаленной пемзы; операция, разумеется, проводится с соблюдением мер предосторожности в атмосфере сухого инертного газа.
Оксид фосфора обладает очень невысокой емкостью — теоретически он поглощает около 10% воды по отношению к собственной массе; осушитель, приготовленный нанесением Р2О5 на пемзу, обладает, соответственно, значительно меньшей емкостью. Практически же полностью не удается использовать даже этот ресурс: при взаимодействии С влагой осушитель покрывается вязкой непроницаемой для газа пленкой, что резко замедляет скорость высушивания. По этой причине Р2О5 используют исключительно для досушивания газов, предварительно высушенных другими осушителями. Но и в этом случае не стоит рассчитывать на равномерное высушивание газа в потоке: первые порции газа высушиваются быстро и полно, последующие — медленнее и не так эффективно. Чтобы добиться указанной выше максимальной степени осушки, необходимо оставить газ в контакте с осушителем на длительное время, иногда на несколько суток.
Оксид фосфора можно использовать для осушки инертных газов, кислорода, оксидов азота, насыщенных углеводородов. Свежий, нерасплывшийся осушитель пригоден и для ненасыщенных углеводородов, хотя увлажненный оксид фосфора способен их поглощать.
Нельзя применять оксид фосфора для осушения' аммиака и аминов, H2S, Ch, Br2, НС1, НВг. Хлороводород, например, реагирует с увлажненным оксидом фосфора с образованием POCh:-
НРОГ+ЗНС1<-РОС1з + 2Н2О.
Весьма рискованным может оказаться использование недостаточно чистого фосфорного ангидрида, содержащего низшие' оксиды фосфора. При. поглощении воды эти примеси превращаются в низшие фосфорные' кислоты, разлагающиеся затем с образованием фосфина РНз, который вряд ли может быть желательной примесью в осушаемом газе. Простая проба на отсутствие низших оксидов— кипячение с раствором AgNOs: чистый фосфорный ангидрид не вызывает помутнения растворов. Очистку фосфорнОго ангидрида проводят путем сублимации в вакууме или в токе сухого Ог.
При обращении с фосфорным ангидридом следует соблюдать особую осторожность: при попадании в глаза и на кожу он вызывает сильные ожоги.
Перхлорат магния (ангидрон) — чрезвычайно эффективный нейтральный осушитель для газов. Предельная степень осушения при комнатной температуре составляет, по разным данным, от Ь 10-3 до 2-10-4 мг Н2О в литре. При поглощений влаги в количестве 25 % от собственной массы ангидрон превращается в гидрат состава Mg(C104)2*3H20, эффективность которого как осушителя хотя и меньше, но также весьма велика — (24-3) 10"2 мг Н2О в литре. Полное насыщение влагой наступает при поглощении ангидроном 50 % воды»по отношению к массе сухой соли.
Ангидрон можно применять для сушки почти всех газов, как кислых, так и основных. Однако, как и все соли хлорной кислоты, он является очень сильным окислителем, поэтому наличие в газах органических примесей может привести к взрыву. Особенно опасной операцией является регенерация увлажненной соли путем нагревания в вакууме: в случае присутствия органических загрязнений весьма вероятен взрыв.
Взаимодействие ангидрона с сильными минеральными кислотами также может привести к взрыву, поэтому нельзя соединять последовательно осушительные склянки с ангидроном и серной кислотой.
Едкие щелочи. Безводный плавленый гидроксид калия — очень эффективный осушитель, с помощью которого можно понизить-содержание влаги в газе до 2-10“3 мг Н2О в литре. Эффективность гидроксида натрия существенно ниже — остаток влаги в газе при комнатной температуре составляет 0,15 мг Н2О в литре. Едкие щелочи широко используют для сушки гдзов основного характера — аммиака, аминов, а также инертных газов, кислорода, водорода и др. Часто эти осушители используют при необходимости удаления из газов кислых примесей (HQ, H2S, СО2 и др.). Однако следует иметь в виду, что эти газы надежно поглощаются едкими щелочами только в присутствии следов влаги. Совершенно сухие щёлочи не реагируют, например, с безводным СО2. Для- снаряжения осушительных колонок удобно применять едкие щелочи в виде мелких лепешечек массой около 0,1 г. Основная опасность применения этих осушителей связана с их способностью прочно «слеживаться» после длительной оаботы в осушительной колонке. Не следует пытаться
механически удалить щелочь из колонки — обычно это кончается поломкой. В то же время при растворении щелочи водой необходимо учитывать сильный экзотермический эффект. Загрузку осушителей- в колонки следует проводить с помощью воронок для сыпучих веществ, чтобы не допустить попадания щелочи на шлифы. Во избежание заклинивания шлифов их надо тщательно смазывать жировой смазкой.
Едкие щелочи опасны в обращении — при пересыпании в сухом виде они «пылят» и вызывают кашель, попадание же сухих щелочей в глаза приводит к потере зрения.
РАБОТА С ГАЗОВЫМИ БАЛЛОНАМИ )44, 53Ь
При получении со склада каждый баллон должен быть тщательно осмотрен. При наличии повреждений корпуса (трещин, вмятин) или вентиля, при пропускании газа или по истечении срока очередного освидетельствования пользоваться баллоном запрещается. При обнаружении утечки через вентиль горючего или ядовитого газа необходимо с соблюдением всех мер предосторожности удалить баллон в безопасное место и принять меры к устранению утечки.
Транспортировать баллоны можно только на специальных тележках или носилках. Вентили должны быть защищены стальными или чугунными предохранительными колпаками, навинчивающимися на горловину баллона. . Запрещается переносить баллоны на руках, на плечах или на спине. При транспортировке и установке баллонов следует оберегать их от нагревания, толчков, ударов, падений. При сильном ударе баллон может взорваться. При транспортировке в грузовых лифтах баллоны должны быть закреплены вертикально на-тележках или в специальных приспособлениях, которыми оборудуется лифт.
Для установки газовых баллонов выделяют либо специальные подсобные помещения, либо металлические будки, расположенные рядом с лабораторным корпусом. Подводка газов от баллонов до рабочего места монтируется работниками соответствующих служб по специальным правилам с помощью медных или стальных (для ацетилена) трубок [55]. Запрещается уста-
навливать в одной будке -баллоны с кислородом и горючими газами.
В рабочем помещении допускается установка баллонов с инертными газами и диоксидом углерода, однако по возможности их также рекомендуется размещать в специальных помещениях или будках. При установке в рабочем помещении баллонов с. негорючими и инертными газами их прочно прикрепляют к рабочему столу или стене железными хомутами, цепью или устанавливают в специальных стойках; Место дЛя установки баллонов должно быть удалено от источников тепла (электроприборов, батарей отопления и т. д.); баллон следует предохранять от нагревания солнечными лучами.
Запрещается устанавливать непосредственно в рабочих помещениях баллоны с горючими и поддерживающими горение, а также с ядовитыми газами. В отдельных случаях, по согласованию с инспекцией Госгортехнадзора, допускается установка -в специально оборудованных рабочих помещениях баллонов с горючими газами вместимостью до 12 л.;
Перед отбором газа из баллона следует внима тельно осмотреть вентиль, проверить, не повреждена ли резьба, нет ли утечки газа, не загрязнено ли отвер стие. Отбор гЗза из баллона должен производиться только через редуктор, предназначенный для данного газа и имеющий одинаковую с баллоном окраску.. Отбор газа из баллона без редуктора запрещается.
Перед присоединением редуктора следует убедиться в отсутствии на всех деталях следов грязи и жира, а также в наличии исправной прокладки под накидной гайкой (рис. 38).
При работе с кислородными баллонами следует помнить, что масло и жировые вещества способны воспламеняться в струе кислорода, что может привести к взрыву баллона. Поэтому кислородный редуктор и
Рис. 38. Присоединение редуктора к газовому баллону: .
/ — газовый баллон; 2 — вентиль; 3 — маховик; . 4 — штуцер; 5 — накидная гайка; 6 — редуктор; 7 — манометр высокого давления; 6 — манометр низкого давления; 9 — регулировочный винт;
10 — предохранительный клапан; Н —' патрубок для выхода газа из редуктора
другие детали газовой линии не должны иметь даже следов жировых загрязнений. Использование кислородных редукторов для отбора инертных газов вопреки распространенной практике также недопустимо. Дело в 'том, что инертные газы сжимаются поршневыми компрессорами, в результате в баллоны может попасть масло. Использование кислородного редуктора не по назначению может привести к его загрязнению. Если же в дальнейшем он будет опять применен для отбора кислорода, нельзя исключить вероятность взрыва.
После присоединения редуктора следует полностью ослабить регулировочный винт, вращая его против часовой стрелки, затем осторожно открыть вентиль баллона, следя за показаниями манометра высокого давления. Перед отбором газа нужно убедиться в отсутствии течи — для этого места соединений смазывают мыльной пеной. При обнаружении течи необходимо немедленно закрыть вентиль баллона, выпустить из редуктора газ и устранить неисправность — подтянуть резьбовые соединения, сменить прокладку накидной гайки и т. п. Запрещается подтягивать какие-либо детали, не сбросив предварительно давление газа в редукторе. Не разрешается ремонтировать редуктор, установленный на баллоне, а также Самостоятельно ремонтировать вентиль баллона. Ремонт редуктора должен производиться в ремонтной мастерской специальным персоналом. В случае неисправности вентиля баллон подлежит возврату на завод-наполнитель с надписью мелом на корпусе: «Неисправный с газом».
Не реже одного раза в год редукторы необходимо сдавать на проверку в службу контрольно-измерительных приборов предприятия. Не разрешается пользоваться просроченными или неисправными редукторами.
Отбор газа из баллона осуществляют, медленно вращая регулировочный винт по часовой стрелке до установления нужного давления или до установления нужного тока газа. Если газ из баллона поступает в стеклянный прибор, он должен сообщаться с атмосферой, так как в противном случае давление внутри прибора быстро возрастает, что мо>кет привести к взрыву.
По окончании работы закрывают вентиль баллона, выпускают газ из редуктора, что проверяют по мано-
метру высокого давления, после чего ослабляют регулировочный винт, вращая его против часовой стрелки. Запрещается оставлять баллон без присмотра с незакрытым вентилем или с неослабленным регулировочным винтом редуктора.
Не'льзя выпускать весь газ из баллона! При достижении в баллоне остаточного давления 0,1— 0,15 МПа (1 — 1,5 ат) необходимо прекратить работу, плотно закрыть вентиль, снять редуктор, навернуть заглушку на штуцер вентиля, надеть колпак на баллон, после чего отправить его на перезарядку, сделав на корпусе надпись мелом: ««1 ат».
РАБОТА С ОРГАНИЧЕСКИМИ РАСТВОРИТЕЛЯМИ
ИСТОЧНИКИ ОПАСНОСТИ
Особое место среди применяемых в лабораториях огнеопасных веществ занимают органические растворители. Они легко воспламеняются, быстро горят и с трудом тушатся. При горении ЛВЖ- выделяют теплоту в 10 раз интенсивнее, чем древесина. Пары многих органических растворителей даже при комнатной температуре способны образовывать с воздухом пожаро- взрывоопасные смеси (см. приложение 2). Опасность применения и хранения органических растворителей зависит от ряда условий — количества и горючести жидкости, температуры, герметичности аппаратуры или тары, наличия источников воспламенения и т. д.
Классификация ЛВЖ по степени опасности. В зависимости от температуры вспышки ЛВЖ принято услов
но относить к одному из трех разрядов:
вспышки, °C: в открытом тиглеДо — 13От — 13 до 27От 27 до 66вспышки, °C: в открытом тиглеДо — 13От — 13 до 27От 27 до 66Температура в закрытом тиглеДо—18От — 18 до 23От 23 до 61Температура в закрытом тиглеДо—18От — 18 до 23От 23 до 61Разряд Характеристика жидко- опас-сти
вспышки, °C: в открытом тигле
До — 13
От — 13 до 27
От 27 до 66
вспышки, °C: в открытом тигле
До — 13
От — 13 до 27
От 27 до 66
Температура в закрытом тигле
До—18
От — 18 до 23
От 23 до 61
Температура в закрытом тигле
До—18
От — 18 до 23
От 23 до 61
ности
IОсобо опасные
IIПостоянно опасные
111Опасные при повы
шенной температуре .
К 1 разряду относятся: акролеин, аллилхлорид, ацеталь, ацетальдегид, ацетон, бензины, гексан, диметилдихлорсилан, дйпро-
пиловый эфир, диэтиламин, диэтиловый эфир, изопропиламин, изо- пропилхлорид, метилаль, метилметакрилат, метилформиат, пропи- леноксид, петролейный эфир, пропилхлорид, сероуглерод, .тетрагид-
рофуран, фуран,- циклогексан, циклогексен, этнламин, этилформиат и др.
К П разряду относятся: акрилонитрил, аллилбромид, аллил- амин, амилхлорид, ацетонитрил, бензол, бутиламин, 2-метил-2-про- 'панол, бутилхлорид, винилацетат, гексаметилдисилоксан, тептан, дибутиловый эфир, диоксан, дихлорэтан, диэтилхлорсилан, диэтил- кетон, изопропилацетат, 2-пропанол, изопропилформиат, изопропил- карбонат, лигроин, метилацетат, метанол, метилтрихлорсилан, метил- хлорформиат, метилэтилкетон, пиперидин, пиридин, толуол, триэтил- амин, циклогексиламин, этилакрилат, этилацеУат, этилбензол, этилен- имин, этанол и др.
К Ш разряду относятся: амилацетат, амилбромид, амил- формиат, анизол, ацетилацетон, бензилхлорид, бромбензол, бутанол, гексилхлорид, декан,- диамиловый эфир, дикетен, диметиламиноэтанол, диметилсульфат, N.N-диэтиламиноэтанол, диэтилкарбонат, изоамилацетат, керосины, ксилол, метилакрилат, морфолин, муравьиная кислота, октиламин, пентанол, пропилбензол, пропанол, скипидар, стирол, уайт-спирит, уксусная кислота, уксусный ангидрид, хлорбензол, циклогексанон и др.
Жидкости, имеющие температуру вспышки выше 61 °C в закрытом тигле или выше 66 °C в открытом тигле и способные гореть после удаления источника зажигания, относятся к ГЖ.
Образование пероксидов. Некоторые органические растворители в процессе хранения способны поглощать кислород воздуха и реагировать с ним, образуя пероксиды (подробнее см. разд. 9.3). Органические пероксиды представляют собой нестабильные соединения, разлагающиеся под действием удара, трения, тепла, пламени, загрязнений, а иногда и без видимых причин. Опасность применения растворителей, содержащих пероксиды, связана прежде всего с тем, что в определенных условиях разложение может происходить смени бурно и даже со взрывом.
Особенно велика опасность взрыва при перегонке или упаривании жидкости, содержащей пероксид. Как правило, пероксиды обладают меньшей летучестью по сравнению с исходным растворителем, и во время перегонки концентрация их в кубе увеличивается. При попытке отогнать растворитель досуха может произойти взрыв.
Некоторые жидкости при неблагоприятных условиях хранения способны накапливать пероксиды в таких количествах, когда вероятность взрыва возникает даже без упаривания растворителя. Айтору известен случай самопроизвольного взрыва т^трагидрофурана, хранив-
шегося более года над гранулированной щелочью в литровой бутылке под корковой пробкой. Взрыв произошел через 10—15 мин после того как бутылку принесли с мороза в теплое помещение. %
Иногда взрывы могут быть следствием бурного взаимодействия пероксидов с теми или иными реагентами. Так, например, небезопасно добавление гранулированной щелочи к'содержащим пероксиды, тетрагидрофурану или диоксану с целью их осушки.
Вследствие^способности связи —О—О— к гомолитическому расщеплению с образованием двух радикалов пероксиды инициируют радикальные реакции. В случае применения растворителей,.содержащих пероксиды, возможно непредусмотренное течение реакции, по радикальному, механизму, которое иногда сопровождается сильным экзотермическим эффектом. Инициируемой пероксидами экзотермической полимеризации подвержены такие соединения, как метилметакрилат, стирол, акриловая кислота, акрилонитрил, бутадиен, винидиденхлорид, тетрафторэтилен, хлортрифторэти- лен, винилацетилен, винилхлорид, винилпирндин, хлоропрен и др. При длительном контакте перечисленных соединений с кислородом воздуха в отсутствие инигибиторов образуется достаточное для инициирования полимеризации количество пероксида.
РАБОТА С ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИМИСЯ жидкостями
При работе с ЛВЖ следует придерживаться трех основных принципов:
не допускать попадания горючих паров в атмосферу (предотвращать образование пожаровзрывоопасных смесей);
исключать возможность воспламенения при случайном образовании пожаровзрывоопасной концентрации паров (исключать возникновение источников зажигания);
заранее принимать все возможные меры, чтобы последствия аварии, если оца все же произойдет, были минимальными.
Предотвращение образования пожаровзрывоопасных и токсичных концентраций паров ЛВЖ [47]
Попадание паров ЛВЖ в атмосферу и образование пожаровзрывоопасных концентраций может происходить при неправильном проведении лабораторных операций или в аварийных ситуациях. '
Учет утяжеления воздуха. Вентиляция — эффективное средство, предотвращающее образование пожаро- взрывоопасных концентраций горючих паров. Запрещается производить какие-либо работы с ЛВЖ вне вытяжного шкафа.
При отсутствии „эффективной вентиляции пары низ- кокипящих органических растворителей способны опускаться вниз и «растекаться» по горизонтальным поверхностям, например по поверхности рабочего стола. При этом взрывоопасные концентраций неожиданно для экспериментатора создаются сравнительно далеко — на расстоянии до 3—5 м от места работы с ЛВЖ. В наибольшей степени это свойство проявляется у паров диэтилового эфира и сероуглерода, что создает дополнительную опасность при работе с ними.
Существует ошибочное мнение, будто свойство паров опускаться вниз определяется только молекулярной массой вещества. Однако пары ртути (М = 200,59) даже в неподвижном воздухе не опускаются вниз, а рассеиваются конвективными воздушными потоками (см. гл. 14). Следует иметь в виду, что в воздух попадает не изолированный пар вещества, а паровоздушная смесь. Способность ее опускаться вниз или рассеиваться определяется степенью утяжеления воздуха парами, которая в свою очередь представляет собой функцию давления насыщенного пара данного вещества при данной температуре и его молекулярной массы. В табл. 4 приведены сравнительные данные о степени утяжеления воздуха насыщенными парами различных жидкостей.
В соответствии с эмННрическими данными, при сте- пени утяжеления воздуха 25% и более паровоздушная смесь (при отсутствии принудительного перемешивания) опускается вниз. Таким свойством обладают пары растворителей, кипящих около 80 °C и ниже: бензола, четыреххлористого углерода, диэтилового эфира и др.
Таблица 4. Степень утяжеления воздуха насыщенными парами некоторых жидкостей при 20 ° С
Жидкость
Молекулярная масса
Температура кипения, °C
Давление насыщенного пара, мы рт. ст.
Концентрация в воздухе, мг/л
Степень утяжеления воз- духа, %
Диэтиловый эфир
74,12
35,6
442,0
1795
90
Сероуглерод
76,14
46,3
292,0
1200
63
Хлороформ
119,37
61,2
159,6 •
1080
65
Четыреххлористый
153,81
76,8
91,0
764
51
углерод Бензол
78,12
80J
75,1
320
17
Хлорбензол
112,50
132,1
8,8
53
3
Уксусный анТид-
102,09
140,0 -
2,7
15
0,9
рид Анилин
93,13
184,4
0,4
2;0
0,5 -
Нитробензол
123,11
210,9
0,26
1,7
0,3
Ртуть ’
200,59
356,9
0,0012
0,0143
0,1 .
При необходимости расчета степени утяжеления воздуха G (в %) парами какой-либо жидкости можно воспользоваться следующей приближенной формулой:
100,100,^_ Г [(760-р„).29 + рнМ) 273
100,
100,
1,205.760-22,4.293
где рн — давление насыщенного пара жидкости при 293 К, мм рт. ст.; М — молекулярная масса жидкости.
Проведение процессов, связанных с нагреванием ЛВЖ (перегонка, перекристаллизация, реакции в кипящих органических растворителях). При проведении этих процессов следует. пользоваться эффективными водяными холодильниками.
При использовании ЛВЖ в качестве растворителей для п е р е к р и с т а л л и з а ц-ии растворение веществ производят в колбе с обратным холодильником, используя в случае необходимости механическое перемешивание (рис. 39). Применение для этих целей химических стаканов, прикрытых часовым стеклом или чашкой Петри,— часто встречающаяся грубая ошибка. При выборе растворителя для перекристаллизации предпочтение следует отдавать растворителям с более высокой температурой кипения или негорючим.
Горячее фильтрование насыщенного рас-
Рис. 39. Установка для перекристаллизации вещества из органического растворителя:
•1 — обогревающая баня; 2 — растворитель с растворяемым веществом; 3 — капельная воронка с растворителем; 4 — направляющие тефлоновые втулки на валу мешалки
и опасная операция, Для выпол- нения которой необходим некоторый опыт и предельная аккуратность. Для предотвращения свободного испарения растворителя можно рекомендовать замкнутую установку для горячего фильтрования с погружной обратной воронкой (рис. 40). Передавливание раствора осуществляется небольшим избыточным давлением воздуха или инертного газа из резиновой камеры. Приспособления для горячего фильтро
вания, в которых не предусмотрена защита горячего .растворителя от испарения, пригодны для фильтрования водных растворов, но не ЛВЖ.
Перекристаллизация при комнатной или пониженной температуре дает возможность избежать сложной операции горячего фильтрования. Насыщенный раствор
подлежащего перекристаллизации вещества в органическом растворителе готовят либо без нагревания, либо (для ускорения процесса) нагревают, но значительно ниже температуры кипения растворителя. Отфильтровывание механических примесей или обработку активным углем проводят при комнатной температуре, что не только гораздо безопаснее, но и проще. Для выделения кристаллов к раствору ' приливают заранее подобранный второй растворитель, в котором очищаемое соединение нерастворимо, а примеси растворяются, по возможности, хорошо. Разумеется, приливаемый растворитель должен смешиваться с основным во всех соотношениях. Так, из спиртовых и ацетоновых оаствооов часто удается выделить вещество водой,
форме — петролейным эфиром. Подходящие пары растворителей ^подбирают' с помощью пробирочных опытов.
Следует иметь в виду, что если второй растворитель прилить быстро, в один прием, вещество выпадает в виде мути или очень мелких кристаллов, которые, обладая большой суммарной поверхностью, в значительной степени адсорбируют загрязнения. Поэтому такой прием, называемый осаждением, приводит к получению более грязного, по сравнению с кристаллизацией, продукта.
Чтобы получить кристаллы нужного размера, растворитель добавляют по каплям из капельной воронки при постоянном перемешивании массы , с помощью электромотора. В зависимости от количества раствора время операции составляет от нескольких десятков минут до нескольких Часов. По мере выпадения кристаллов их можно при желании отфильтровать, а затем продолжать процесс, получая таким образом фракции вещества различной степени чистоты.
В случае, если основной растворитель образует при комнатной температуре насыщенный раствор низкой концентрации (в пределах 5—10%), кристаллизацию можно провести путем испарения части растворителя под вакуумом без нагревания. Необходимое условие получения чистых кристаллов — непрерывное переме-
Рис. 40,- Приспособление для горячего фильтрования раствора под давлением газа:
/ — воронка для обратного фильтрования с пористым стеклянным фильтром;
2— резиновая груша для создания избыточного давления; 3 — крепление пробок в горлан колбы; 4 — колба для сбора фильтрата
шивание в процессе испарения. Особенно удобен для этих целей ротационный испаритель.' Выпавшие кристаллы можно переодически отфильтровывать и повторять упаривание маточного раствора. Последняя порция кристаллов при этом оказывается наименее чистой. Дополнительное преимущество такого способа — возможность регенерации большей части растворителя.
Описанные способы перекристаллизации не только менее опасны, но и во многих случаях позволяют добиться гораздо более высокой степени очистки, так как процесс выделения кристаллов можно контролировать.
Пожаровзрывоопасные концентрации паров ЛВЖ могут возникнуть также при сушке на воздухе или в сушильном шкафу больших количеств веществ после перекристаллизации из органических растворителей. Проведение процесса сушки в эксикаторе или вакуум- сущильном шкафу позволяет избежать этой опасности. По той же причине нельзя производить упаривание'Органических растворителей в открытых сосудах. Упаривание под вакуумом с обязательной конденсацией паров на установке для перегонки веществ (см. рис. 42) или на ротационном испарителе не только безопаснее, но и экономичнее.
Хранение и проливы ЛВЖ- Пары ЛВЖ могут попадать в атмосферу при несоблюдении температурных режимов хранения или при хранении их в негерметично закрытой таре. Концентрация паров ЛВЖ в воздушном пространстве внутри тары всегда выше верхнего концентрационного предела воспламенения (ВКПВ) для жидкостей I разряда и выше и близка к ВКПВ для жидкостей II разряда. При выводе из горловины через неплотности в укупорке пары разбавляются воздухом, и в некотором объеме рядом с емкостью образуется зона взрывоопасных концентраций. Поскольку пары этих жидкостей тяжелее воздуха, при отсутствии вентиляции они могут скапливаться в нижних частях складских помещений, что создает условия для длительного сохранения опасной обстановки. Поэтому следует строго соблюдать нормы и. режимы хранения ЛВЖ, не допуская размещения их запасов в подвальных невентили-
В лабораторных помещениях не допускается хранение даже небольших количеств ЛВЖ с температурой кипения ниже 50 °C (пентан, сероуглерод, диэтиловый эфир). В конце рабочего дня остатки таких растворителей следует вынести в специальное холодное помещение (см. разд. 1.4). Хранение прочих ЛВЖ, в соответствии с нормами, утвержденными руководителем "организации, допускается в толстостенных бутылках вместимостью не более 1 л, снабженных герметичными пробками. Бутылки с ЛВЖ помещают в специальные металлические ящики, установленные вдали от источников тепла. Запрещается выливать отходы ЛВЖ в канализацию.
Особую опасность представляет пролив ЛВЖ в лабораторных помещениях. Хотя полностью предотвратить возможность пролива по неловкости невозможно, следует принимать меры, чтобы свести вероятность пролива к минимуму и ограничить количество жидкости, которое может пролиться.
В лабораторию жидкости- следует доставлять в плотно закрытых бутылках вместимостью не более 1 л, помещенных в специальную металлическую корзину с ручками. Расфасовку ЛВЖ из больших бутылей производят в специально оборудованных подсобных помещениях (см. разд." 1.4). Под приборы, содержащие более 0,5 л ЛВЖ, необходимо помещать кювету, чтобы в случае аварии ограничить площадь растекания жидкости. При необходимости хранения ЛВЖ в тонкостенных емкостях (ампулы, сосуды Шленка) их следует помещать в металлические контейнеры или фарфоровые стаканы, заполненные на 4—5 см песком или асбестовой крошкой. .
Одной из причин разрушения стеклянной тары могут послужить температурные колебания окружающей среды. Необходимо строго следить, чтобы емкости с ЛВЖ не оказались рядом с нагретыми предметами и не освещались прямыми лучами солнца. При температуре 58 °C внутри герметично закрытой емкости с пента,- ном создается давление, в 2 раза превышающее атмосферное, что может вызвать разрушение стеклянных бутылок, имеющих механические повреждения. Для этилового эфира такое же избыточное давление достигается при 56 °C, для метилформиата — при 51,9 °C,
для трихлорфторметана— при 44,1 °C, для эгил- амина — при 35,7 °C.'. ‘•
Гораздо более высокие давления развиваются при повышении температуры в тех случаях, когда тара заполнена жидкостью полностью, без воздушного пространства. Расчет показывает, что для разрушения даже неповрежденных стеклянных бутылей, заполненных органическими растворителями «под пробку», достаточно повышения температуры всего на 5—10 °C. Для предотвращения подобных явлений при расфасовке жидкостей тару не доливают примерно на 10%.
При замерзании органических жидкостей в стеклянных бутылках, как правило, не происходит их разрушения. Вода и водные растворы в процессе замерзания расширяются и разрушают даже очень прочную тару. Аварии подобного рода особенно опасны тем, что пролив жидкости, может остаться долгое время незамеченным, в результате чего образуется значительный объем взрывоопасной смеси, как это произошло в описанном ниже случае.
.Рабочий ночной смены в цехе химического завода почувствовал сильный запах бензола. Удалось установить, что источник запаха , находится в одном из помещений заводской лаборатории, расположенной этажом Выше. Начальник смены вместе с работником охраны вскрыли лабораторную комнату, чтобы обнаружить й ликвидировать причину утечки бензола. Пытаясь включить освещение, они ошибочно включили силовой рубильник. В тот же момент в комнате возник пожар, огонь охватил вытяжной шкаф. Несмотря на оперативные действия по-ликвидации пожара, площадь горения стала быстро увеличиваться, и вскоре пламя распространилось на часть помещения. В результате пострадала большая часть мебели и оборудования.
В ходе анализа происшествия выяснилось следующее. Работники лаборатории в конце рабочего дня принесли в комнату бутыль с замерзшим бензолом вместимостью 20 л для оттаивания. Бутыль хранилась на складе в плетеной корзине; в той же корзине она была принесена в лабораторию и поставлена в вытяжной шкаф.
Поскольку во время тушения пожара бутыль разбилась, причину ее повреждения, вызвавшего вытекание бензола, удалось установить, только путем сопоставления фактов. Бензол, хранившийся в бутыли, представлял собой отгон водного азеотропа, полученного в цехе. По технологическому журналу удалось установить, что отгон содержал до 7% воды. При хранении образовался слой воды толщиной 4—5 см. При понижении температуры замерз вначале бензольный слой. Поскольку бутыль была заполнена почти доверху (верхняя, коническая часть бутыли, как показали работники лаборатории, была заполнена на половину высоты), при замерзании нижнего водного слоя за счет — ——— «ы™ пыпаппоил пно Так как бутыль стояла в корзине,
лаборанты не заметили трещины. К моменту возникновения пожара успела оттаять и вытечь только часть бензола. Оставшаяся часть растаяла уже под действием пламени, что и вызвало усиление пожара.
Воспламенение паров бензола, как показала экспертиза, произошло от искры при срабатывании реле сушильного шкафа — бутыль стояла рядом с ним. Сушильный шкаф большой мощности был подключен к распределительному щиту. Тумблер «Сеть» в момент происшествия находился а положении «Вкл». Поэтому при" включении общего рубильника сушильный шкаф оказался включенным.
Гораздо труднее оказалось определить степень виновности каждого из участников происшествия. Практика оттаивания бензола в лабораторном помещении была вызвана необходимостью: склад ЛВЖ не отапливался, и в зимнее время бензол перед расфасовкой приходилось размораживать. Специального помещения для этой Цёли на заводе не было. Прежде такие операции неоднократно роводйлись с ведома отдела техники безопасности. Правда, отгон водного азеотропа бензола использовался в лаборатории впервые. С другой стороны, не существует каких-либо правил, запрещающих применение регенерированных растворителей. Действия начальника смены были признаны правильными. Ошибочное включение силового рубильника вряд ли можно поставить ему в вину, так как он не был знаком с расположением выключателей в комнате и действовал в темноте.
Одной из причин разрушения тары явилось -слишком большое количество растворителя в бутыли. Если бы была заполнена только ■ цилиндрическая часть, при замерзании водного слоя масса бензола поднялась бы вверх. Но аппаратчик, заполнявший бутыль, не мог предвидеть, что присутствие водного слоя приведет к таким послед- 8твиям. Чистый бензол при том же уровне не разрушает бутыль во время замерзания.
Характерно, что вскоре после происшествия в цехе был оборудо: ван отапливаемый склад ЛВЖ.
При случайном проливе ЛВЖ необходимо принять меры для ликвидации аварийной ситуации в зависимости от конкретных обстоятельств,
При проливе значительных количеств ЛВЖ (более 1 л) следует прежде всего устранить возможность воспламенения паров—обесточить работающее электрооборудование общим рубильником, погасить газовые горелки и спиртовки. В зоне вероятных пожаровзрывоопасных концентраций паров нельзя выключать электроприборы с помощью тумблеров или выдергивания вилки из розетки: в момент прерывания электрической цепи образуется искра, которая может явиться источником зажигания.
Следует помнить, что пары многих органических растворителей весьма токсичны. При проливе за счет большой поверхности испарения быстро создаются
Функциональные группыФункциональные группыАллильнь/е соединенияАллильнь/е соединения
Функциональные группы
Функциональные группы
Аллильнь/е соединения
Аллильнь/е соединения
высокие концентрации, представляющие опасность для здоровья и- даже для жизни. В некоторых случаях острые отравления могут возникнуть после 5—10 минут пребывания в отравленной атмосфере или даже после нескольких вдохов, Поэтому ликвидацию пролива значительных количеств токсичных жидкостей необходимо осуществлять в противогазе. Лица, не участвующие в уборке, должны покинуть помещение.
Значительные количества пролитой ЛВЖ, если позволяют обстоятельства, рекомендуется убирать с помощью водоструйного насоса, засасывая жидкость в склянку подобно тому, как это делается при сборе пролитой ртути (см. рис. 92). Остатки ЛВЖ, которые не удается собрать водоструйным насосом, а также небольшие проливы засыпают фильтроперлитовым порошком, мелкими сухими древесными опилками, песком (см. разд. 3.3). После полного впитывания, жидкости массу собирают пластмассовым совком в ведро и выносят в безопасное место для сжигания.
Предотвращение возможности воспламенения
Источниками зажигания паровоздушной смеси могут служить не только открытое пламя и сильно нагретые предметы. Пары ЛВЖ могут воспламеняться также от искр, возникающих при работе исправного электрооборудования, в том числе электромоторов, реле и т. д., от искр, образующихся при падении металлических предметов. Другие источники воспламенения — теплота химических реакций, контакт с каталитически активными материалами, с сильными окислителями. В определенных условиях источниками воспламенения могут быть искры, возникающие в результате накопления статического электричества.
Поэтому любые работы с ЛВЖ, при которых в окружающее пространство могут выделяться горючие пары, следует проводить при выключенных горелках, электрических приборах и потенциальных источниках зажигания. Чтобы избежать случайного применения пламени или электричества в опасном соседстве с ЛВЖ, следует перед началом работы с пожароопасными веществами поставить об этом в известность всех работающих в данном помещении.
Примерами работ, при которых возможно выделение горючих паров в атмосферу, могут служить экстрагирование веществ с помощью делительных воронок, тонкослойная и бумажная хроматография, работы связанные с необходимбстью переливания ЛВЖ, и др
Нагревание -ЛВЖ можно производить только в приборах и установках, обеспечивающих полную конденсацию образующихся паров. В качестве нагревательных приборов нельзя использовать электроплитки с открытой спиралью, а также открытое пламя. При необходимости нагревания ЛВЖ, относящихся к I разряду, особенно диэтилового эфира и сероуглерода, следует либо использовать предварительно нагретые в другом месте жидкостные бани, либо применять бани с погружным нагревательным элементом (см. рис. 21).
ПЕРОКСИДЫ В ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРИТЕЛЯХ [59] Образование пероксидов
Скорость образования пероксидов, а также их количество сильно колеблются и зависят от ряда факторов, которые еще недостаточно изучены. * Однако не подлежит сомнению, что основные факторы, влияющие на образование пероксидов, это природа растворителя, наличие ингибиторов и условия хранения.
Природа растворителя. При контакте с кислородом воздуха при комнатной температуре пероксиды могут образовываться в веществах, содержащих следующие функциональные группы: . •
Вещества
Ацетали, эфиры, гетероциклические соединения
Производные декагидронафталина, соединения, содержащие изопропильную группировку
ФункциональныегруппыФункциональныегруппы
Функциональныегруппы
Функциональныегруппы
Вещества
Галогеналкены (Х = галоген)
Другие винильные соединения, в том числе терпены, тетрагидронафталин, акрилаты, метакрилаты, виниловые эфиры
винилацетилены
Диены
АльдегидыАльдегиды
Альдегиды
Альдегиды
Производные тетрагидронафталина, стирола
Производные мочевины, N-алкиламиды, лактамы
Склонность к образованию пероксидов неодинакова у различных групп соединений. Так, альдегиды и амиды образуют их очень легко, но они быстро разлагаются, и их концентрация не достигает опасного уровня. Исключительно велика способность образовывать пероксиды у таких соединений, как диизопропиловый эфир, дивинилацетилен, винилиденхлорид. В диизопропиловом эфиреиаличие пероксидов при контакте с воздухом обнаруживается уже через несколько часов после абсолютирования и перегонки, в тетрагидрофуране — через 3 дня хранения, а в диэтиловом эфире — через 8 дней. По способности реагировать с кислородом воздуха сравнимы с тетрагидрофураном и диэтиловым эфиром диоксан, ацеталь, диметиловый эфир этиленгликоля (глим), виниловые эфиры, дициклопентадиен, диацетилен, метилацетилен, декагидронафталин (декалин), тетрагидронафталин (тетралин), циклогексан, пиметиловый эЛип лиэтиленгликоля (диглим).
Наличие антиоксидантов (ингибиторов окисления). Поступающие в Продажу растворители и реактивы, способные образовывать пероксиды, содержат антиоксидант, предотвращающий образование и накопление пероксидов в процессе хранения в закрытых бутылках в течение гарантийного срока. Однако после длительного хранения растворителя проверка на присутствие пероксидов является обязательной. Следует помнить, что антиоксидант лишь увеличивает индукционный период до начала окисления.
В качестве ингибиторов окисления для простых эфиров рекомендуются добавки либо N-бензил-п-ами- нофенола в количестве 15 мг на 1 *кг растворителя, либо дизтилентриамина, триэтилентетрамина или тетраэтиленпентамина в количестве 50 г на 1 кг растворителя.. Диэтиловый эфир обычно стабилизируют пирогаллолом, добавляемым в количествах от 1 до 50—200 мг на 1 кг растворителя. Ингибирующим действием в количествах 0,05 мг на 1 кг эфира обладает и диэтилдитйо- карбамат натрия, роль которого, по-видимому, заключается в дезактивировании следов металлов, катализирующих окисление.
Образование пероксидов резко замедляется или полностью прекращается при контакте растворителя с медной сеткой. Наличие воды в эфире замедляет, хотя и не предотвращает полностью образование пероксида. Абсолютный диэтиловый эфир при прочих равных условиях окисляется значительно быстрее, чем эфир, содержащий несколько десятых долей Процента воды.
Очистка растворителей, в том числе обработка адсорбентами, осушителями, промывка водой, перегонка, приводит к удалению ингибитора. Поэтому после очистки, если растворитель не используется немедленно, следует либо вновь стабилизировать его добавкой соответствующего ингибитора, либо обеспечить условия хранения, исключающие контакт с воздухом:
Хранение эфиров и других окисляющихся растворителей. Как бы ни была высока способность растворителя образовывать пероксиды, в отсутствие кислорода окисления не происходит. При хранении растворителей на складах в фабричной упаковке необходимо следить за тем, чтобы пробка (или крышка) не была повреждена.
При необходимости длительного хранения иногда целесообразно провести дополнительное парафинирование емкостей с растворителем. В то же время следует иметь в виду, что парафин и полиэтилен, хотя и в незначительной степени, но все же проницаемы для кислорода. Вследствие диффузии кислорода через полиэтиленовые пробки за несколько лет хранения даже в плотно укупоренных емкостях может накопиться значительное количество пероксидов. Суточные колебания температуры в хранилищах способствуют проникновению кислорода в бутылки с растворителями. Днем при повышении температуры пары растворителя расширяются и всходят через неплотности в пробке. При понижении температуры в ночные часы происходит обратный процесс — засасывание воздуха в бутылку.
При отливании растворителя из емкости, в нее попадает сразу значительное количество воздуха, в результате чего процесс образования пероксидов резко ускоряется. После многократного вскрывания емкости можно почти не сомневаться, что оставшийся растворитель будет содержать повышенное количество пероксидов. По этой причине растворители, склонные к образованию пероксидов, недопустимо держать в бутылках большой вместимости—10 или 20 л. В большей степени отвечают требованиям техники безопасности бутылки вместимостью не более 1 л, например для диэтилового эфира максимально безопасна расфасовка в бутылки по 100 мл («Эфир для наркоза»), В условиях химической лаборатории такая расфасовка наиболее удобна.
В любом случае не следует оставлять в бутылке не- больщое количество легколетучих эфиров. После опорожнения бутылки из-под растворителя, склонного к окислению, ее необходимо ополоснуть водой.
В литературе описан случай сильного взрыва пустой 2-литровой бутылки из-под диэтилового эфира. Взрыв произошел при попытке вынуть заклинившуюся притертую пробку. Очевидно, в бутылке оставалось небольшое количество эфира, который испарился через неплотный шлиф, -в результате чего там сконцентрировался пероксид. При переворачивании бутылки он, вероятно, попал на шлиф. Причиной взрыва послужило трение при вынимании пробки [59].
Нагревание и освещение ускоряют процессы окисления, поэтому растворители, склонные к образованию
пероксидов, следует хранить в бутылках из темного стекла и по возможности на холоду.
Особое внимание следует уделять хранению абсолютированных и перегнанных растворителей. Если по каким-либо причинам добавлять антиоксидант в очищенный растворитель недопустимо, лучше всего проводить перегонку непосредственно перед использованием растворителя. В тех случаях, когда очищенный растворитель все же приходится сохранять в течение более или менее длительного времени, необходимо позаботиться о предотвращении его контакта с кислородом воздуха как в процессе хранения, так и при отборе части растворителя из емкости.
Наиболее надежная защита от окисления достигается при хранении растворителя в склянке с тщательно притертой пробкой, смазанной подходящей смазкой, в атмосфере инертного газа. После каждого отливания растворителя емкость обязательно заново продувают инертным газом. -
При необходимости многократного отбора небольших порций абсолютированного растворителя рекомендуется хранить его в сосуде Шленка в атмосфере сухого азота или аргона (рис. 58). Чтобы избежать переливания растворителя на воздухе, перегонку производят непосредственно в сосуд Шленка, из которого затем вытесняют воздух инертным газом. При отборе растворителя необходимое его количество выдавливают через боковой градуированный отвод током инертного газа.
Обнаружение пероксидов
Прежде чем приступить к перегонке эфира’ или другого способного окисляться растворителя, следует убедиться в отсутствии в нем пероксидных соединений. Проведение теста на наличие пероксидов обязательно перед использованием растворителя для экстракции или других целей, если в дальнейшем предполагается его упаривание, а также при работе с соединениями, способными вступать в реакции по радикальному механизму.
Рекомендуются следующие методы быстрого обнаружения пероксидов в жидкостях.
В 50 мл 18 % НС1 растворяют 9 г FeSCh-ZHiO, добавляют 100—200 мг порошка Zn и 5 г NaNCS. После исчезновения красного окрашивания добавляют еще 12 г NaNCS и декантируют раствор с непрореагнровавшего Zn в склянку с притертой пробкой. Затем к 1 мл реагента в пробирке из бесцветного стекла добавляют 1 каплю анализируемого растворителя/Появление красного окрашивания указывает на наличие пероксидов. Предел чувствительности метода — 0,001% пероксида.
В закрытой пробирке встряхивают в течение 1 мин 10 мл эфира и 1 мл свежеприготовленного 10% раствора КГ. При рассматривании на фоне белого экрана не должно быть заметно окрашивания. Появление желтого окрашивания эфирного слоя указывает на наличие пероксидов. Предел чувствительности метода — 0,005 % пероксида.
В 1 мл ледяной СНзСООН растворяют около 100 мг Nai или KI. К раствору добавляют 1 мл анализируемой жидкости. По интенсивности окраски — от желтой до коричневой — приблизительно оценивают количество пероксидов. В отсутствие пероксидов окраска не появляется.
В 100 мл дистиллированной воды растворяют 50 мг (TiSO^s и добавляют 1 мл концентрированной H2SO4. Затем 5 мл анализируемой жидкости встряхивают с- 2—3 мл приготовленного раствора. Появление желтой окраски указывает на присутствие пероксидов.
К 1 мл воды, содержащей 1 мг Na2Cr2O? и 1 каплю разбавленной H2SO4, добавляют 2—3 мл анализируемой жидкости.. При * наличии пероксидов органический слой приобретает голубую окраску (ион перхромата). Метод пригоден для определения пероксидов в жидкостях, нерастворимых в воде.
Удаление пероксидов
Адсорбция оксидом алюминия. Хорошим адсорбентом для удаления пероксидов'из органических растворителей служит активированный оксид алюминия. Имеющийся в продаже оксид алюминия для хроматографии первой или второй степени активности пригоден для использования без дополнительного прокаливания. Если необходимо активировать оксид алюминия, его прокаливают в течение 6 ч при 300—400°С.
Для удаления пероксидов растворитель выдерживают в течение суток над оксидом алюминия. Применение перемешивания позволяет сократить время обработки до 1 — 1,5 ч. Еще быстрее можно освободиться от пероксида, пропустив растворитель через стеклянную колонку, заполненную оксидом алюминия.
- Оксид алюминия не разрушает, а лишь адсорбирует пероксиды, поэтому сразу после обработки растворителя следует, не дожидаясь высыхания адсорбента, вялить рго 5 % оаствооом FeSO^. Можно элюировать
адсорбированный пероксид горячей водой или метанолом.
После обработки следует убедиться в отсутствии пероксида в растворителе, повторив один из предложенных выше тестов.
Метод пригоден для извлечения пероксидов из любых растворителей, в том числе смешивающихся с водой, например диоксана. Одновременно происходит осушка и очистка растворителей, особенно от примесей кислотного характера.
Обработка ионообменной смолой. Это простой и надежный метод удаления пероксидов из эфиров и других растворителей высокой чистоты без перегонки и потери растворителя. Так, в эксперименте с помощью колонки диаметром 10 мм, содержащей 4 г анионообменной смолы Dowex-1, полностью удалили пероксид из 2-литровой бутыли с диэтиловым эфиром, предварительно содержавшимся при доступе воздуха в течение 3 месяцев.
Обработка солями металлов. Если сухой эфир, содержащий некоторое количество пероксидов, необходимо подвергнуть перегонке, в перегонную колбу добавляют либо хлорид меди CU2CI2 или олова 5пС1г в количестве 5 г на 1 л эфира, либо гидрохинон в количестве 1 г на 1 л эфира. ,
Экстракция концентрированным раствором щелочи. Этим методом могут быть экстрагированы пероксиды из эфиров, нерастворимых или малорастворимых.в воде. Так, при перемешивании в течение 0,5 ч 1 об. ч. 23% NaOH с 10 об. ч. диэтилового эфира пероксиды полностью гидролизуются. Следует иметь в виду, что некоторые пероксиды, например ди-трег-бутилпероксид, устойчивы к гидролизу.
Обработка . водными растворами неорганически# восстановителей. Этот способ позволяет быстро удалить пероксиды из эфиров, не смешивающихся с водой. Наибольшее распространение получили растворы сульфата железа (II), метабисульфита натрия Na2S2O5, сульфида натрия. Сульфат железа(П) используют в виде 30%-го раствора в количестве 10—15 мл на 1 л эфира. Пероксиды полностью удаляются при встряхивании эфира с раствором восстановителя в делительной врронке в течение 3—5 мин.
Примечание. Обработка гранулированной щелочью в твердом виде, как правило, не приводит к удалению пероксида даже при кипячении растворителя. Распространенное мнение, что в хранящемся над гранулированной щелочью растворителе не .образуются пероксиды, ошибочно.
Перегонка
ИСТОЧНИКИ ОПАСНОСТИ
Перегонка — способ разделения или очистки веществ, основанный на различии температур кипения. Перегонка широко применяется в лабораторной практике для очистки растворителей и реагентов, для выделения продуктов реакций, В то же время перегонка связана с рядом потенциально опасных факторов, действующих чаще всего в сочетании друг с другом. К числу таких факторов относятся использование хрупкой стеклянной аппаратуры, электрического или газового обогрева, иногда значительных количеств ГЖ или ЛВЖ, создание в аппарате разрежения (при вакуумной перегонке) или небольшого избыточного давления (при перегонке с паром) и др.
ПРОСТАЯ ПХРЕГОНКА
Традиционная' установка для перегонки жидкостей при атмосферном давлении изображена на рис. 41. Безопасность работы обеспечивается соблюдением следующих правил сборки установки (вдополнение к общим правилам безопасности при работе со стеклянными приборами, приведенным в разд. 4.3):
Перегонную колбу выбирают с таким расчётом, чтобы перегоняемая жидкость занимала не более 2/з ее объема. В противном Случае при интенсивном кипении возможен выброс горячей жидкости из колбы в приемный сосуд, и, как следствие, попадание ее паров в атмосферу. t
Холодильники с водяным охлаждением применяют для перегонки жидкостей, кипящих при температуре не выше 140— 150°С. Более высококипящие вещества перегоняют с использованием воздушных холодильников: водяной холодильник в этом случае может треснуть ич-чя большого пепепада темпеоатуо.
Для обогрева перегонной колбы следует использовать жидкостные бани. Меры, предосторожности при работе с жидкостными банями приведены в разд. 6.3. Применять песчаные бани при перегонке жидкостей не рекомендуется, поскольку они не обеспечивают равномерный и регулируемый обогрев колбы. Обогревать колбу непосредственно электроплиткой или газовой горелкой опасно, так как из-за большого перепада температур колба может треснуть. Не следует заполнять баню жидким теплоносителем до самых краев; свобод-
Рис. 41. Установка для простой перегонки:
/ — перегонная колба; 2— насадка Вюрца; 3— водяной холодильник (Либиха); 4— алонж с отводом; 5 — приемный сосуд; 6— хлоркальциевая трубка; 7 и 8 — резиновые шланги для подачи и слива охлаждающей воды; 9 — жидкостная баня; 10 — электроплитка с закрытым нагревательным элементом; // — кипелки; 12 й 13— термометры для контроля температуры жидкостной бани и паров перегоняемой жидкости; 14 — асбестовая теплоизоляция; 15 — стальные пружинки или резиновые колечки для укрепления шлифов; 16 — держатели (лапки); 17— кольцо, поддерживающее приемный сосуд; 18— подъемный‘столик-подставка; 19— передвижная монтажная рама, изготовленная из двух штативов
ный объем должен быть достаточным для того, чтобы в случае поломки колбы перегоняемая жидкость не переполнила баню.
Чтобы облегчить-регулировку и поддерживать необходимую температуру бани, ■ обогревательный прибор включают в сеть через ЛАТР или пользуются контактным термометром и реле.
При перегонке растворителей над натрием, гидридами и другими осушителями, бурно взаимодействующими с водой, нельзя использовать водяную баню.
Установку закрепляют на штативах таким образом, чтобы при необходимости быстро прекратить обогрев можно было опустить обогревающую баню, а не поднимать перегонную колбу.
Перед началом и в ходе перегонки нужно принимать следующие меры предосторожности.
Перегоняемую жидкость заливают в колбу только после полной сборки установки и проверки надежности ее крепления. Чтобы залить жидкость в колбу, вынимают термометр и вставляют воронйу, конец которой опущен ниже отводной трубки.
Перед началом нагревания в колбу помещают несколько «кипелок» — маленьких осколков фарфоровой посуды, кусочков кирпича или гранул цеолита. При нагревании жидкости они выделяют пузырьки воздуха, которые Становятся центрами кипения и обеспечивают равномерное кипение без толчков и местных перегревов. Проведение перегонки без кипелок опасно. Иногда при длительной перегонке кипелки перестают действовать. Нельзя добавлять свежие кипелки в кипящую жидкость. При этом неизбежно происходит бурное ее вскипание и выброс из колбы. Сперва необходимо опустить нагревательную баню и дать возможность жидкости охладиться на несколько градусов ниже температуры ее кипения. После добавления свежих кипелок можно возобновлять нагревание и продолжать перегонку.
Приведенный ниже пример показывает, насколько серьезными могут быть последствия внезапного бурного вскипания перегретой жидкости.
Опытная лаборантка М. по поручению руководителя готовила раствор полимера в безводной муравьиной кислоте. Операция проводилась в конической плоскодонной колбе с обратным холодильником
при перемешивании магнитной мешалкой. Через 5—10 мин после ; начала кипения муравьиной кислоты М. подошла к установке и про- * тянула к ней руки, «чтобы что-то поправить». В этот момент массу внезапно выбросило из колбы через обратный холодильник. Обе кисти пострадавшей оказались облиты горячим раствором. Действуя автоматически, лаборантка сунула руки под струю воды. Растворенный полимер скоагулировал и осел на руках в виде липкой пленки. Снять пленку полимера не удалось. М. от испуга потеряла сознание. Вскоре ей была оказана квалифицированная медицинская помощь, однако ожоги оказались тяжелыми и потребовали пересадки кожи и длительного лечения.
Комиссия, созданная для расследования происшествия, оказалась в затруднительном положении. Пострадавшая утверждала, что она не притрагивалась к установке перед выбросом массы, а только протянула к ней руки. Анализ остатков раствора показал, что он не содержал ничего, что бы могло вызвать необычное течение процесса. Ранее подобная операция проводилась неоднократно, причем никаких побочных "явлений не наблюдалось. Каких-либо нарушений техники безопасности обнаружено не было.
Тем не менее в вину пострадавшей было поставлено нарушение пункта правил работы с ЛВЖ, который в действующей инструкции формулировался следующим образом: «Нагрев и перегонку ЛВЖ следует проводить... на предварительно Нагретых банях, заполненных соответствующим теплоносителем» [38, п. 3.1.7].
За нарушение правил техники безопасности сотрудник, выдавший задание лаборантке, получил административное взыскание.
Абсурдность обвинения и отсутствие'причинной связи между способом нагревания колбы и выбросом реакционной массы в данном случае очевидны. Фактически грубого нарушения в-рассматриваемом случае допущено не было. Электроплитка в конструкции магнитной мешалки предназначена именно дли подогрева жидкости; ее мощность 200 Вт, нагревательный элемент закрытого типа.
После тщательного анализа несчастного случая удалось выяснить, что когда пострадавшая подошла к установке, магнитная мешалка не работала. М. машинально пошевелила тумблер переключателя скорости, после чего и произошел выброс массы. При неработающей мешалке в массе отсутствовали центры кипения и жидкость оказалась перегретой. Когда М. пошевелила тумблер, мешалка заработала, в результате чего перегретая жидкость бурно вскипела. Кипелки в данном случае не применялись, поскольку при работающей мешалке кипение происходило равномерно и без толчков. Последующее экспериментальное воспроизведение условий происшествия полностью подтвердило это предположение. Дополнительно удалось выяснить,'что даже применение кипелок в данном случае не повлияло бы на исход. В эксперименте при отключении мешалки в начальной стадии растворения на дне колбы скапливался ' более концентрированный раствор полимера и даже его расплав, который блокировал действие кипелок.
Приведенный пример с очевидностью доказывает, что никакие инструкции не могут охватить всех конкретных ситуаций, встречающихся на практике. Строгое соблюдение правил техники безопасности лишь уменьшает опасность, но не исключает ее полностью. Дополнительной гарантией безаварийной работы может служить предельное внимание. Если бы М., прежде чем возобновить
работу мешалки, проанализировала ситуацию, она, возможно, сообразила бы, что массу сперва следует охладить.
Ошибка пострадавшей, впрочем вполне объяснимая, заключалась также в шаблонности действий в экстремальной ситуации. Она попыталась смыть раствор полимера струей воды, хотя прекрасно знала его свойства и сама неоднократно осаждала полимер из раствора водой. Следовало, конечно, сперва обтереть руки тряпкой, в крайнем случае полами халата, и лишь затем использовать воду.
Нагревание бани начинают после завершения всех подготовительных операций, в том числе пуска воды в рубашку холодильника.
" Необходимо следить за температурой бани, не допускдя ее перегрева. Рабочая температура ■ бани должна превышать температуру кипения перегоняемой жидкости примерно на 20—30°С. Эта разница может быть немного больше или меньше в зависимости от желаемой скорости перегонки, летучести,, температуры кипения, высоты подъема паров перегоняемой жидкости и других факторов. . ,
Необходимо постоянно следить за работой холодильника. В случае, если в холодильнике происходит неполная конденсация паров, о чем свидетельствует нагревание форштоса холодильника и алонжа, следует немедленно уменьшить интенсивность кипения, слегка опустив баню или добавив в нее немного холодного теплоносителя. Особенно опасно внезапное прекращение подачи воды в холодильник вледствие снижения напора воды в сети или перегиба резинового шланга. В этом случае пары перегоняемой жидкости в большом количестве попадают в атмосферу.
Если в ходе перегонки появляется необходимость в замене приемного сосуда, то, во избежание попадания •паров перегоняемой жидкости в атмосферу, следует прекратить обогрев и дождаться прекращения кипения.
Разборку установки производят только после полного ее охлаждения.
Традиционная установка для перегонки не является единственно возможной. С точки зрения техники безопасности в некоторых отношениях предпочтительна установка, изображенная на рис. 42. Благодаря большей компактности она может быть закреплена на одном штативе вместо двух. Это обстоятельство дает возможность быстро убрать или передвинуть установку вместе со штативом, что особенно ценно в аварийных ситуаци-
ях. Вертикальное расположение холодильника, во- первых, упрощает сборку и разборку установки, что уменьшает возможность поломки стеклянных деталей, во-вторых, позволяет использовать вместо холодильников Либиха более эффективные, например шариковые или со змеевиковым охлаждением; при перегонке нйзкокипящих жидкостей это уменьшает вероятность попадания их паров в атмосферу..
Автором предложена [18] специальная насадка для сборки установок с вертикальным расположением холодильника (рис. 43). Если форштос холодильника
Рис. 42. Установка для простой перегонки с вертикальным расположением холодильника:
/—перегонная колба с отводом (колба Вюрца); 2—переход .С двумя горловинами; 3 — холодильник со змеевиковым охлаждением (Димрота); 4 — держатели, (лапки); 5 — приемная колба; б — хлоркальциевая.трубка (при перегонке «абсолютных* растворителей)
Рис. 43; Применение специальной насадки в установке для простой перегонки:
7 — специальная насадка; 2 — обратный холодильник; 3 — приемная колба; а — положение форштоса холодильника, при котором конденсат возвращается обратно в перегонную колбу; б — положение форштоса при перегонке
Рис. 44. Универсальная насадка для перегонки
/ — насадка; 2 — отвод для периодического отбора конденсата (может быть выполнен со шлифом); 3— трехходовой кран; 4 — перегонная колба; 5—холодильник Димрота
в нижней части срезан под углом 45°, "то насадка позволяет, не разбирая прибор, переходить от кипячения смеси с обратным холодильником к перегонке и наоборот. Поворотом холодильника вокруг вертикальной оси на 180°-капли конденсата можно направлять или обратно в перегонную колбу (положение а), или в приемник (положение б). При фракционной перегонке с дефлегматором можно повернуть холодильник в среднее положение. Тогда капли, падая на ребро насадки, будут делиться: часть пойдет в приемник, а часть — в дефлегматор, образуя флегму. Таким образом насадка может заменить головку с постоянным
флегмовым числом, отличаясь от известных конструкций простотой, отсутствием кранов, в значит, меньшей склонностью к поломкам. При не
обходимости эту насадку можно применять вместо обычной насадки Клайзена.
Массой достоинств с точки зрения техники безопасности обладает универсальная насадка (рис. 44). Она позволяет собирать весьма компактные установки для фракционной перегонки и для азеотропной отгонки жидкостей. При фракционной перегонке градуирован
ная цилиндрическая часть насадки играет роль промежуточного приемника конденсата, откуда его сливают в подставляемый приемник через боковой отвод поворотом трехходового крана. При азеотропной отгонке с помощью того же крана можно избирательно периодически возвращать один из разделившихся слоев обратно в колбу, а другой выводить из прибора. Соосное расположение колбы, насадки и холодильника придает установке* устойчивость и прочность, насадка пл 1-»гхд%«а r»<j Алты и л плпоопгоотга иагиЛяюптим иГ'ЫЛМЯМ
Кроме того, насадка может использоваться не только для перегонки, но и для экстракции твердых веществ жидкостью. Трехходовой кран позволяет отбирать пробы экстракта для определения окончания экстракции без разборки прибора.
ПЕРЕГОНКА ВЕЩЕСТВ, ЗАТВЕРДЕВАЮЩИХ ПРИ КОМНАТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ
Этот процесс осложняется возможностью кристаллизации продукта, до того как он попадает в приемник — в алонже, холодильнике и даже отводной-трубке. Преждевременная кристаллизация продукта может привести к взрыву из-за образования пробки и повышения давления в приборе. Рекомендуемое иногда периодическое обогревание продукта коптящим пламенем горелки или инфракрасной лампой — метод недостаточно надежный и не отвечающий требованиям техники безопасности.
Универсальный прибор для перегонки застывающих при комнатной температуре веществ показан на рис. 45. Перегонная колба имеет широкое горло для загрузки твердого продукта и широкую» отводную трубку (НШ 29). Непосредственно к отводной трубке “присоединен приемник—круглодонная двугорлая колба. Конденсация паров и застывание продукта в этом случае происходят в самом приемнике, который следует
погрузить в охлаждающую емный сосуд может быть водяным холодильником.
Ряс. 45. Установка для перегонки веществ, затвердевающих при комнатной температуре:
баню. Дополнительно при- снабжен воздушным илибаню. Дополнительно при- снабжен воздушным или1 — перегонная колба; 2 — приемный сосуд; 3 — воздушный холодильник; 4 — нагревательная жидкостная баня; 5 — баня с охлаждающей смесью
баню. Дополнительно при- снабжен воздушным или
баню. Дополнительно при- снабжен воздушным или
Рис. 46. Установка для перегонки под вакуумом:/ — перегонная колба; 2 — насадка Клайзена; 3 — стеклянный капилляр; 4 — отрезки резиновых шлангов; 5 — зажим для регулирования подсоса воздуха (или инертного газа) в капилляр; 6 — термометр; 7 — алонж; 8 — приемная колба; 9 — отвод к ловушке вакуумной системы; 10 — лапки, поддерживающие установку; 11— подставка из мягкой резины; 12— пружинки для крепления шлифовРис. 46. Установка для перегонки под вакуумом:/ — перегонная колба; 2 — насадка Клайзена; 3 — стеклянный капилляр; 4 — отрезки резиновых шлангов; 5 — зажим для регулирования подсоса воздуха (или инертного газа) в капилляр; 6 — термометр; 7 — алонж; 8 — приемная колба; 9 — отвод к ловушке вакуумной системы; 10 — лапки, поддерживающие установку; 11— подставка из мягкой резины; 12— пружинки для крепления шлифов-*7-*7
Рис. 46. Установка для перегонки под вакуумом:
/ — перегонная колба; 2 — насадка Клайзена; 3 — стеклянный капилляр; 4 — отрезки резиновых шлангов; 5 — зажим для регулирования подсоса воздуха (или инертного газа) в капилляр; 6 — термометр; 7 — алонж; 8 — приемная колба; 9 — отвод к ловушке вакуумной системы; 10 — лапки, поддерживающие установку; 11— подставка из мягкой резины; 12— пружинки для крепления шлифов
Рис. 46. Установка для перегонки под вакуумом:
/ — перегонная колба; 2 — насадка Клайзена; 3 — стеклянный капилляр; 4 — отрезки резиновых шлангов; 5 — зажим для регулирования подсоса воздуха (или инертного газа) в капилляр; 6 — термометр; 7 — алонж; 8 — приемная колба; 9 — отвод к ловушке вакуумной системы; 10 — лапки, поддерживающие установку; 11— подставка из мягкой резины; 12— пружинки для крепления шлифов
-*7
-*7
ПЕРЕГОНКА ПРИ ПОНИЖЕННОМ ДАВЛЕНИИ (ВАКУУМ-ПЕРЕГОНКА)
Вакуум-перегонка требует, соблюдения тех же правил безопасности, что и простая перегонка (см. разд. 10.1).
Возможные варианты сборки установок для перегонки под вакуумом приведены на рис. 46 и 47. Установка с вертикальным расположением холодильника (рис. 47), так же как и при простой перегонке, более безопасна вследствие своей компактности. Кроме того, при перегонке сравнительно легколетучих жидкостей на традиционной установке (ри<< 46) часть конденсата из приемной колбы испаряется и беспрепятственно уносится в вакуумную систему, что недопустимо. В некоторых случаях, особенно при перегонке небольших количеств (50—100 мл) жидкостей, более
удобны колбы, в которых холодильник припаян к отводу (рис. 48). Установка при этом получается гораздо более компактной и менее подверженной поломкам при сборке и разборке. Традиционную конструкцию алонжа для вакуумной перегонки тоже не следует считать единственно возможной и наиболее удачной. Алонж, изображенный на рис. 49, более прочен.
Особенности проведения вакуум-перегонки вызывают необходимость принятия, некоторых дополнительных мер предосторожности (о работе с вакуумными системами см. гл. 7).
А. Работать с вакуумными установками можно ■ только в защитных очках или маске.
*2. При перегонке под вакуумом особенно важно не
допускать перегрева перегоняемой "жидкости. Для обогрева колбы используют жидкостные бани, снабженные термометром. Чтобы не происходило перегрева паров, уровень жидкости в бане не должен превышать уровня жидкости в колбе. Для поддержания соотношения уровней в ходе перегонки приходится по мере выкипания жидкости опускать баню, что должно быть предусмотрено при сборке установки. Удобно устанавливать баню на подъемный столик (см.
рис. 41).
. 3. Перед сборкой установки для перегонки под . вакуумом все стеклянные детали должны быть тщательно осмотрены.
Рис. 47. Установка для пере- гонки под вакуумом с вер- \ тикальным расположением холодильника: / — перегонная колба (колба ' Фаворского); 2 — капилляр;
3 — термометр; 4 — переход с двумя горловинами; 5 — приемная колба; 6—шариковый. хо-2
лрдиЛьннк; 7 — отвод к ловушке вакуумной системы; 8 — лапки, поддерживающие установку -
Рис. 4в. Колба для перегонки:
/ — елочный дефлегматор; 2 — горло для термометра; 3 — горло для капилляра
Рис. 49. Одна из возможных конструкций алонжа для вакуумной перегонки
В .случае обнаружения дефектов, например мельчайших трещин, использовать деталь для сборки нельзя. Особое внимание следует обращать на чистоту шлифов. Остатки старой смазки следует снять и смазать шлифы небольшим количеством вакуумной смазки. Единственная песчинка, пойавшая на шлиф, может вызвать поломку, что при наличии разрежения в системе нередко приводит к взрыву.
Как перегонная колба, так и приемный сосуд обязательно должны быть круглодонными. Применение плоскодонных колб в вакуумных установках запреща- е$ся.
С целью обеспечения равномерного кипения при перегонке под вакуумом используют не кипелки, а- капилляр, через который под слой перегоняемой жидкости засасывается воздух или инертный газ. От качества капилляра зависит не только успех перегонки, но и безопасность работы. Хорошо оттянутый капилляр при продувании через него воздуха в пробирку с эфиром с помощью резиновой груши дает цепочку очень мелких пузырьков. Слишком широкий капилляр вызывает бурное кипение, в результате чего горячая жидкость может быть переброшена в приемный сосуд. Бурное вскипание жидкости возможно также, если во время перегонки обламывается конец капилляра или капилляр забивается твердыми частицами. Переброс жидкости опасен тем, что горячие пары в значительном количестве попадают в поглотительную систему и ло-
вушкн. В случае применения ловушек, охлаждаемых смесью сухого льда с ацетоном, происходит бурное вскипание охлаждающей жидкости и выплескивание ее из сосуда Дьюара. Некоторые твердые поглотители (например, гранулированная щелочь) при попадании в них небольшого количества паров нередко сильно разогреваются (например, при. перегонке жидкостей кислотного характера), что может вызвать растрескивание склянки и взрыв.
Автором предложен способ изготовления капилляров для вакуумной перегонки, в большей степени отвечающих требованиям технйкй безопасности [16]. Способ этот заключается во впаивании в стеклянную трубку тонкой нити из угольного волокна или тонкого пучка асбестовых волоконец (рис. 50). Поскольку воздух
в таком капилляре проходит не по единственному каналу, а в промежутках между волоконцами, капилляр реже забивается в процессе перегонки. Капилляр не обламывается, так как имеет не оттянутый, а закругленный конец. Пропускная способность капилляра за- висит от толщины впаиваемой нити, которая может регулироваться в широких преде
лах.
При вакуумной отгонке растворителей из растворов смолистых веществ или веществ, крйстал-
Рис. 50. Изготовление капилляра для вакуумной перегонки:Рис. 50. Изготовление капилляра для вакуумной перегонки:
Рис. 50. Изготовление капилляра для вакуумной перегонки:
Рис. 50. Изготовление капилляра для вакуумной перегонки:
a — до впаивания волокон; б—после впаивания; в—готовый капилляр; / — оттянутая стеклянная трубочка; 2— асбестовое или угольное волокно;
3 — линия отлрма
Рис. 51. Разборный капилляр для вакуумной перегонки [19]:
/—оттянутая стеклянная трубка; 2— стеклянный стержень, пришлифованный к трубке в нижней части
лизующихся во время отгонки, целесообразно использовать другую модификации) капилляра, предложенную автором (рис. 51). Капилляр состоит из оттянутой внизу стеклянной трубки, например пипетки, и стеклянного стержня; тщательно притертого к пипетке в нижней части. Притирку • следует проводить вначале шлифпо- рошком, а затем суспензией микропорошка М14 или МП) в скипидаре. В рабочем состоянии притертая поверхность должна быть чистой, тогда под вакуумом она пропускает ничтожное количество воздуха, достаточное, однако, для инициирования кипения.
После сборки установки перед заполнением колбы жидкостью обязательно проверяют систему на герметичность при максимальном разрежении (защитные очки, маска). Хорошо собранная установка после отсоединения насоса держит вакуум по крайней мере несколько минут.
Если установка пригодна для работы, в колбу помещают перегоняемое вещество и включают вакуумный насос. Капилляр должен давать струйку мелких пузырьков. Только после достижения нужного разрежения начинают постепенно повышать температуру обогревающей бани. Запрещается создавать вакуум в перегонной колбе, наполненной горячей жидкостью — это может привести к бурному вскипанию жидкости и перебросу ее в приемник.
После подключения вакуума нельзя вносить какие-либо изменения в установку — подвинчивать зажимы лапок, поднимать или опускать установку или отдельные ее части и т. д.
Перегонку заканчивают в такой последовательности: вначале опускают баню, дают содержимому колбы немного охладиться, затем осторожно впускают в систему воздух, соединяя ее с атмосферой при помощи специального крана, и отключают вакуум- насос. После охлаждения установки разбирают ее, начиная с отсоединения приемной колбы с перегнанной жидкостью.
РАБОТА В ИНЕРТНОЙ АТМОСФЕРЕ
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ |65]
Особую группу с точки зрения техники безопасности составляют вещества, бурно реагирующие с кислородом или влагой воздуха. Наиболее опасны в обращении пирофорные вещества, т. е. способные к самовоспламенению на воздухе при температурах от 20 °C и ниже. Так, пирофорны многие органические соединения рубидия, цезия, калия, натрия, лития, бериллия, магния, кальция, цинка, алюминия и других металлов, причем не только в виде индивидуальных твердых веществ или жидкостей, но также в виде концентрированных растворов в органических растворителях (см. табл. 5 и 6). Чрезвычайно пирофорны в мелкодисперсном состоянии некоторые металлы, например цирконий, цинк (и особенно цинк-медная пара), хром, железо, никель, медь, вольфрам, молибден, висмут, марганец, олово. Пирофорными свойствами обладают также газообразные гидриды неметаллов: дифосфин Н4Р2, силан H4Si, бромсилан BrHaSi, арсин НзАз, стибин Нз5Ь и др.
Хотя гидриды щелочных металлов, например LiH, NaH, КН, а также комплексные гидриды, например алю- могидрид лития LiAlH4 и др., в сухом воздухе не пирофорны, поскольку окисляются сравнительно медленно, во влажном воздухе манипуляции с ними весьма опасны вследствие возможного экзотермического гидролиза и окисления, приводящего к воспламенению выделяющегося водорода. Ниже рассмотрен случай небольшого пожара в химико-технологической лаборатории, явившегося следствием неаккуратного обращения с алюмогидридоМ лития.
Опытный экспериментатор Л. производил расфасовку в инертной атмосфере порошка алюмогидрида лития из литровой банки в толстостенные стеклянные бутылки объемом 100—200 мл. После окончания работы уже взвешенные емкости с порошком, тщательно закрытые резиновыми пробками, были выставлены на рабочий стол для нанесения надписей на этикетки. Однако Л. решил дополнительно укупорить бутылки резиновыми сосками. При натягивании очередной, особенно тугой соски на горлышко бутылки рука соскочила, -бутылка с силой ударилась о стоящую рядом и пробила в ней отверстие. Часть алюмогидрида лития — как потом было определено, около 15 г — высыпалась на стол, припорошив тонким Z* п/ЧАжа ГТ TV Z4VVV о IV V ПТ\Г1 Л С II 2 1ЛжХ1Ж V-x ™ ™ ™
дует отметить, что хотя во время расфасовки в комнате находился еще один сотрудник, но после окончания опасной части работы, т. е. в момент аварии, Л. остался" в рабочем помещении один.
Спокойно оценив обстановку, Л. решил, что вспышка маловероятна, поскольку поверхность стола, покрытого линолеумом, была сухой. Имело смысл дождаться самопроизвольной дезактивации алюмогидрида лития на воздухе и лишь лотом приступить к его уборке. Напротив, немедленная уборка порошка, по мнению Л., могла спровоцировать вспышку от трения.
В первую минуту после аварии Л. успел убрать со стола бутылки с алюмогидридом, причем разбитую бутылку он аккуратно перенес в эксикатор. На всякий случай к рабочему столу Л. принес углекислотный огнетушитель ОУ-2. В этот момент произошло внезапное воспламенение порошка на всей поверхности. Л. немедленно Привел в действие огнетушитель и быстро локализовал очаг горения. В том месте, где порошок просыпался небольшими кучками, образовались ярко светящиеся шарики размером с горошину, продолжавшие гореть в струе диоксида углерода. Однако при отведении раструба огнетушителя в сторону в этом месте сразу же загорался линолеум. Поэтому охлаждение небольшой струей газа пришлось продолжать примерно 30 секунд (вентиль огнетушителя был открыт не полностью), пока алюмогидрид не выгорел.
При анализе возможных причин -вспышки было обнаружено, что за несколько часов до аварии на стоявших рядом технических весах проводилось взвешивание гигроскопичной . соли — сульфата натрия. Несколько полураспЛывшихся крупинок этой соли были найдены внутри витрины весов. Не исключено и даже весьма вероятно, что такие же крупинки могли оказаться и снаружи витрины на линолеуме. Контакт порошка алюмогидрида лития с расплывшейся от влаги воздуха солью мог вызвать воспламенение.
Что касается действий Л. при аварии, то их следует признать - правильными. Вряд ли ему можно поставить в вину неаккуратность при укупоривания бутылок—от подобных случаев трудно застраховаться. Однако если бы после небрежного взвешивания просыпанная соль была своевременно убрана, воспламенения, по всей вероятности, не произошло бы.
Безопасность работы с металлорганическими соединениями, щелочными металлами и их гидридами, пирофорными твердыми, жидкими и газообразными веществами и т. п. может быть обеспечена только при тщательной защите их от кислорода и влаги воздуха.
Одним нз наиболее надежных путей защиты является работа в инертной атмосфере, т. ^. в атмосфере специально подготовленных (осушенных, освобожденных от кислорода и т. п.) инертных газов.
Часто защита с помощью инертных газов рекомендуется при работе с веществами, кратковременный контакт которых с воздухом-не представляет непосредственной опасности. Так, упомянутые выше комплексные гидриды щелочных металлов, и в иястипсти
алюмогидрид лития, можно в небольших количествах взвешивать на воздухе без существенной потери качества. Но хранение препарата после взвешивания в течение некоторого времени будет представлять опасность, поскольку в закрытом бюксе может образоваться повышенное давление водорода за счет постепенного разложения алюмогидрида успевшей адсорбироваться влагой.
Разумеется, к работе в инертной атмосфере часто приходится прибегать не только из соображений техники безопасности, но и по условиям эксперимента, чтобы не допустить нежелательного разложения реакционноспособных веществ. В подобных случаях действует общее правило: тщательно, чисто проводимая работа не только дает более надежный результат, но и более безопасна.
Так, щелочные металлы натрий и даже калий — можно резать н взвешивать под слоем сухого углеводородного растворителя (см. разд. 13.3). При высоких требованиях,к чистоте эксперимента не обойтись без аргоновой защиты, что, конечно, не встречает % возражений со стороны техники безопасности, поскольку Снижает степень риска.
При работе с умеренно реакционноспособными соединениями, например реактивами Гриньяра, или с разбавленными растворами более активных веществ степень опасности определяется не столько" свойствами реагентов, сколько пожароопасностью используемых растворителей, в. случае магнийоргаиических синтезов— диэтилового эфира. Тем не менее и в этих случаях совершенно недопустимо произвольно снижать предписанную методикой степень защиты, даже если требования к чистоте эксперимента не слишком ст’роги.
Растворы реактивов Гриньяра, например, как правило, относительно устойчивы к действию кислорода воздуха и гидролизуются влагой воздуха без каких-либо бурных эффектов. Проведение магний- оргаЯических синтезов вовсе без защиты, т. е. при свободном доступе атмосферного воздуха в реакционный сосуд, казалось бы, не .представляет никакой опасности. Однако не случайно опытные химики тщательно исключают все возможные источники
попадания влаги в зону реакции: этим не только достигается повышение выхода, но и исключаются опасные отклонения в ходе процесса. Известно, что .влага затрудняет начало реакции галогеналкилов с магнием. Так, реакция бромбутана с магниевой стружкой в диэтиловом эфире, перегнанном над свежей натриевой проволокой, начинается примерно через 5 минут. При добавлении 200 мг воды на 1 л эфира начало реакции при прочих равных условиях наступает через 25—30 минут, а при добавлении 450 мг воды на 1 л — почти через 2 часа. Такие количества воды вполне могут попасть в растворитель из неосу- шенного воздуха и недостаточно высушенной аппаратуры (если колба высушена на воздухе, а не в сушильном шкафу). Если же реакция долго не начинается, у экспериментатора возникает естественное желание стимулировать процесс введением дополнительного количества активаторов, например иода. Результатом обычно бывает настолько бурное начало реакции, что часть закипевшего эфира выбрасывается через обратный холодильник.
В практике химических лабораторий разработано множество различных подходов к проблеме защиты экспериментальных объектов от атмосферных факторов: кислорода, азота, углекислого газа, влаги, а в некоторых случаях — пыли, органических примесей и т. д. Выбор конкретной экспериментальной техники определяется не только свойствами потенциально опасных веществ — их пирофорностью, реакционной способностью по отношению к кислороду или воде, агрегатным состоянием, но и задачами эксперимента, сложностью предстоящей работы, оснащенностью лаборатории, традициями и, наконец, фантазией экспериментатора.
Ниже будут рассмотрены лишь' некоторые приемы работы в инертной атмосфере, позволяющие решать широкий круг экспериментальных задач с минимальной степенью риска.
РАБОТА В ОБЫЧНОЙ АППАРАТУРЕ
При манипуляциях с умеренно реакционноспособными соединениями в большинстве-случаев приемлемый уровень безопасности может быть достигнут
использованием обычной или незначительно модифицированной аппаратуры. Колба для проведения реакций в инертной атмосфере должна быть снабжена двумя дополнительными отводами — для ввода и выхода инертного газа. В отдельных случаях это требует от экспериментатора некоторой изобретательности, если, например, трех- или четырехгорлую колбу необходимо снабдить мешалкой, термометром, капельной воронкой или бюреткой и двумя стеклянными электродами от pH-метра; На рис. 52 и 53 даны примеры рационально собранных установок для реакции в токе инертного газа.
Установка, изображенная на рис, 52, а, позволяет присыпать порошкообразный нечувствительный к воздуху реагент к защищаемому от кислорода растчвору в противотоке инертного газа; Ввод газа осуществляется
Рйс. 52. Установки для проведения реакций в токе инертного газа: уф ,# — воронка для присыпания порошкообразного нечувствительного к ввДуку реагента; If — чувствительный к воздуху раствор; 3 — отрезок резинового шланга (сальниковое уплотнение);
б)/ -воронка для прикапывания жидкого реагента; 2 — реакционная масса; 3 — отверстия в полом валу мешалки для выхода инертного газа; . 4— отрезок резиновой трубки для перекрывания выходного отверстия;
5 — цилиндрический шлиф; 6 — сифон для передавливания реакционной массы из колбы в сосуд Шлейка избыточным давлением инертного газа
Рис. 53. Приспособление для добавления порошкообразного pea- J гента к реакционной массе в токе инертного газа:<
/ — порошкообразный реагент, суспендированный в ввертном разбавителе;
2 — доходящая до дна колбы сифонная трубка; 3 — мешалка; 4 — ввод ; инертного газа для передавливания суспендированного реагента в реакционную массу; 5 — ввод инертного газа в реакционную колбу; 6 — реакционная масса; 7 — шариковый холодильник
через специальный отвод в направляющей трубке; герметизация мешалки — с помощью сальникового уплотнения из отрезка резиновой трубки. В установке, у представленной на рис. 52, б, для выхода газа приспо- 4 соблен полый вал мешалки с двумя отверстиями: одно! ниже затвора с цилиндрическим шлифом, а другое выше.
При необходимости п р о в од и т ь процесс не в токе аргона, а под аргоновой «подушкой», перекрывают кран на входе газа и с помощью отрезка резиновой трубки закрывают выходное отверстие на валу мешалки. Сифонная трубка предназначена для передавливания реакционной массы в ампулу, что осуществляется с помощью небольшого избыточного давления аргона.
При необходимости равномерно добавлять порошкообразное пирофорное вещество в реакционный сосуд целесообразно воспользоваться установкой, изображенной на рис. 53. Порошок из ампулы вводят в токе инертного газа в промежуточный сосуд — трехгорлую колбу с мешалкой. После равномерного суспендирования порошка в
„ чагпузочное горло вставляют
доходящую до дна сифонную трубку, которую соединяют с реакционным сосудом. Скорость добавления суспензии регулируют с помощью крана на линии инертного газа.
Другие приспособления и способы добавления реагентов без доступа воздуха подробнее рассмотрены в разд. 11.4
11Л РАБОТА В БОКСАХ |48)
Настольные перчаточные боксы изготавливают обычно из органического стекла или из нержавеющей стали со смотровыми окнами из ударопрочного стекла «триплекс».
Инертная атмосфера боксов при услевии тщательной подготовки.способна обеспечить безопасность при работе с весьма реакционноспособными соединениями и при достаточно высоких требованиях к чистоте эксперимента. Удобство применения боксов заключается в возможности использования внутри бокса обычной аппаратуры и обычной экспериментальной техники. Боксам следует отдавать предпочтение при работе с пирофорными соединениями, поскольку это позволяет решить многие проблемы техники безопасности—даже поломка аппаратуры внутри бокса не приводит к воспламенению и серьезной аварии, так как огнеопасные вещества остаются в инертной атмосфере. Наконец, во многих случаях единственно приемлемой техникой при манипуляциях с сильнодействующими отравляющими веществами, радиоактивными и биологически активными соединениями является использование боксов, поскольку они обеспечивают не только защиту экспериментальных объектов от воздуха, но и защиту экспериментатора от вредных производственных факторов.
Однако создание анаэробных условий внутри бокса (.требует наличия очень эффективной и производитель - ной системы очистки, сушки и циркуляции инертного газа. Функционирование такой системы оправдывается только при регулярной работе в боксах. При необходимости эпизодического проведения в анаэробных условиях отдельных операций далеко не всегда целесообразно использовать боксы, так как их под-
готовка; после длительного перерыва весьма сложна и обстановочна.
Самодельные полиэтиленовые боксы. Описание техники работы со взрывоопасными, сильнодействующими ядовитыми, радиоактивными и биологически активными веществами не входит в задачи данной книги. Поэтому здесь не будет детально рассматриваться работа в стандартных перчаточных боксах. В то же время для некоторых операций в химических лабораториях общего профиля, требующих не слишком жестких анаэробных условий, т. е. когда пригоден азот или аргон непосредственно из баллона без дополнительной очистки, могут быть рекомендованы самодельные боксы из полиэтилена. Для работы в них не требуется каких-либо особых навыков, в сложенном виде они занимают очень мало места, а их подготовка к работе крайне проста. Заслуживает внимания и то обстоятельство, что полиэтиленовые боксы необходимой конфигурации и размеров могут быть изготовлены непосредственно в лаборатории с учетом характера и особенностей предстоящей работы. Преимуществом полиэтиленовых боксов можно считать и эластичность стенок, что компенсирует перепады давлений при введении в бокс рук или их извлечении. Наконец, работа в простейших полиэтиленовых боксах является хорошей школой для начинающих химиков перед освоением более сложной техники работы в стандартных перчаточных боксах.
Устройство полиэтиленового лабораторного бокса для работы в контролируемой атмосфере, техника его изготовления и эксплуатации подробно описаны в книге В. А. Климоврй [24]. Автор предлагает бокс для аналитических работ в сухой и^ц инертной атмосфере, однако он оказался очень удобен и для безопасного проведения таких операций, как расфасовка в мелкую тару гидридов щелочных металлов, литий- алюмОгиДрида; порошкообразного метилата натрий,1 При необходимости внутри бокса могут быть раз^^ щены технические весы, электрическое устройсЙУ' для запаивания ампул и Др.
Простейшая сухая камера для безопасной работы с гидрофобными веществами можёт быть легко изго- ,„^vnrn цли пластмассового ящи-
ка, закрытого сверху органическим или даже оконным стеклом. С обеих сторон в ящик должны быть герметично вмонтированы резиновые перчатки. Для контроля зя влажностью среды сухая камера обязательно снабжается гигрометром. '
РАБОТА В СПЕЦИАЛЬНОЙ СТЕКЛЯННОЙ АППАРАТУРЕ В ТОКЕ ИНЕРТНОГО ГАЗА
Поскольку создание анаэробных условий в небольшой по объёму стеклянной аппаратуре требует сравнительно небольших количеств инертного газа, проблемы подготовки г'Ла — его очистка и осушка- — значительно упрощаются. При этом возникает возможность при относительно небольших затратах использовать газ очень высокой чистоты — с объемным содержанием влаги порядка 10-4—10-6 %. Таким образом, рассматриваемая техника позволяет обеспечить безопасность при работе с чрезвычайно реакционноспособными соединениями и удовлетворить весьма высокие требования к чистоте эксперимента, отличаясь при этом сравнительной простотой и доступностью.
В лабораторной практике разработано множество модификаций аппаратуры и приемов для работы в атмосфере индифферентных газов — отдельные части приборов можно соединять с помощью конусных или сферических шлифов, а также с помощью резиновых трубок; определенными преимуществами обладает и так называемая «шприцевая техника». Приверженность той или иной экспериментальной методике определяется не только свойствами веществ и целями работы, но и традициями, а также индивидуальным почерком каждого экспериментатора. Детальное рассмотрение экспериментальной техники и разнообразных модификаций аппаратуры — тема отдельной монографии. Ниже будут обсуждены лишь основные принципы проведения анаэробных экспериментов и приведены наиболее типичные примеры применяемой аппаратуры.
Индифферентные газы для создания анаэробных условий
В зависимости от реакционной способности веществ для создания инертной атмосферы в лабораторных условиях обычно применяют азот, аргон, диоксид углерода, реже — водород и гелий.
Сухой аргон является наиболее приемлемым газом при высоких требованиях к чистоте эксперимента. По сравнению с азотом он обладает существенным преимуществом — более высокой плотностью. Поскольку аргон тяжелее воздуха, целесообразно продувать им аппаратуру, используя принцип вытеснения. Для этого в любой сосуд аргон подают снизу. Выход для газа в таком случае должен быть в верхней части аппарата. Если обеспечить равномерный спокойный ток аргона, он практически не смешивается с воздухом, а вытесняет его из всего объема сосуда. В идеальном случае для полного вытеснения воздуха из сосуда достаточно пропустить в него один объем аргона. Поскольку практически невозможно избежать диффузии и некоторого перемешивания газов, для надежного удаления последних следов воздуха рекомендуется использовать двойной объем аргона.
При любом способе подачи инертного газа необхо- . димо следить, чтобы в любой момент времени в аппаратуре имелось только одно выходное отверстие для газа. Если сосуд не имеет нижнего отвода, аргон подают с.помощью стеклянной .трубки, эластичного шланга или длинной иглы от медицинского шприца (см. рис. 59).
Азот дешевле аргона и при менее жестких требованиях к анаэробности может быть с успехом использован для удаления воздуха из аппаратуры. Однако при оценке необходимой продолжительности продувки следует иметь в виду, что азот смешивается с воздухом при любом способе его подачи в аппарат. Поэтому даже после пропускания пятикратного объема азота в сосуде еще остается около (‘/г)5 или «s'/эо часть исходного воздуха. Более целесообразным способом создания в аппарате азотной атмосферы является его вакуумирование с последующим впуском сухого азота. Пред- л/'татпи.
ное давление 2 мм рт. ст. Тогда уже после второго откачивания и впуска дзрта доля остаточного воздуха составит (2/?бо) ■
В некоторых, довольно впрочем редких, случаях азот неприменим для создания инертной атмосферы. Так, например, металлический литий реагирует с азотом уже при комнатной температуре; со временем в атмосфере азота куски металла покрываются серочерной, губчатой массой нитрида лития:
6Li + N, = 2Li3N.
Способностью поглощать азот обладают некоторые комплексные соединения.
Подача инертного газа к установке
Сухой очищенный инертный газ подается к аппаратуре по эластичным шлангам через распределительное устройство. На рис. 54 изображено удобное распределительное устройство из нержавеющей стали, снабженное тремя игольчатыми вентилями тонкой регулировки, предохранительным клапаном и манометром. Корпус представляет собой цилиндр диаметром 100— 120 мм и высотой 35—40 мм; он играет роль буферной емкости. Манометр должен быть достаточно чувствителен, чтобы фиксировать повышение давления в системе на 10—20 мм рт. ст. Порог срабатывания предохранительного клапана следует отрегулировать в соответствии с возможностями применяемой аппаратуры — обычно ограничиваются значением 40—50 мм рт. ст. Трех вентилей тонкой регулировки достаточно для про-
Рис. 54. Распределительное устройство для инертного Газа:
Г—стальной. цнлиждрнческжй корпус; 2 — подвод инертного Газа из баллона (после осуши - тельной системы); 3 — манометр; 4 — предохранительный клапан; 5 — игольчатые вентили тонкой регулировки; 6 — выход инертного газа к потребителям
ведения практически любых работ; при необходимости число отводов инертного газа может быть увеличено с помощью тройников. Вентили полезно снабдить чувствительными ротаметрами, в . простейшем случае можно использовать счетчики пузырьков, заполненные силиконовым маслом.
Для подвода газа от распределительного устройства к аппаратуре лучше использовать полупрозрачные фторопластовые, поливинилхлоридные или полиэтиленовые шланги, так как резиновые шланги в какой-то мере проницаемы для кислорода и паров воды. На конце шланга находится либо соответствующий стеклянный или фторопластовый шлиф, либо специально обработанная (см. 12.2) резиновая толстостенная трубка. Наряду с описанным металлическим распределительным устройством в лабораториях часто используют стеклянные гребенки с тремя-четырьмя стеклянными кранами, позволяющими достаточно тонко регулировать расход газа. Вместо предохранительного клапана в таком случае используется ртутный маностат.
Осушка инертного газа
При работе в токе инертного газа следует иметь в виду, что как бы-хорошо он ни был высушен и очищен, содержание влаги и примесей в нем не равно нулю. Поэтому установление неоптимального расхода газа не только приводит к его перерасходу, но. и снижает степень чистоты эксперимента. При использовании аппаратуры средних размеров со шлифами №14 в рабочем режиме обычно достаточным является расход газа 10—50 мл/мин. Для предварительной продувки аппаратуры расход может быть несколько увеличен.
Инертные газы непосредственно из баллонов всегда содержат некоторое количество влаги, поэтому они, как правило, не пригодны для работы с пирофорными и чувствительными к влаге соединениями. Предложено множество различных систем для тонкой сушки инертных газов, в том числе с использованием в качестве осушителей аскарита, ангидрона и ,т. п., однако наибо- ..„..,„,.. „„„ ^^^Я ПОПП оиитотииРгиир ПОЛЛИТЫ
марок КА и NaA. Степень осушки инертных газов, достигаемая с помощью, цеолитов, позволяет использовать их даже для работы с концентрированными растворами алюминийорганических соединений. С практической точки зрения важно, что цеолиты дешевы, доступны, легко регенерируются. Для обеспечения непрерывной осушки цеолитами тока инертного газа при расходе не более 0,5 л/мин достаточно иметь две колонки из термостойкого стекла или нержавеющей стали диаметром 40—50 мм и длиной по 500 мм; Перед засыпкой в. колонки цеолиты прокаливают в муфельной печи при 320—350 °C в течение 7—8 ч.
Важной мерой предосторожности при работе с наиболее активными металлорганическими соединениями является надежная индикация эффективности осушительной системы. В простейшем случае с этой целью небольшую колонку с индикаторным порошком устанавливают между двумя колонками с цеолитами (рис. 55). В качестве индикаторного порошка рекомендуется силикагель-индикатор, представляющий собой фракцию размолотого силикагеля 0,5—1,0 мм, обработанного хлоридом кобальта. В безводном виде индикатор окрашен в синий цвет. Присоединение одного моля воды на моль хлорида кобальта меняет окраску на сине-фиолетовую, поглощение 4—6 моль воды дает розовую окраску.
Рис. 55. Осушительная система для инертных газов:
/ — колонки с цеолитами; 2 — колонка с индикаторным порошком, стрелками показаны ввод осушаемого газа и выход осушенного
Для приготовления индикаторного порошка 10 г сухого силикагеля для хроматографии с соответствующим размером частиц перемешивают с 20 мл 7,5 %-го спиртового раствора гексагидрата хлорида кобальта, после чего сушат при 200 °C до получения однородной синей окраски. -
Изменение окраски индикаторного порошка до синефиолетовой сигнализирует об отработке первой колонки с цеолитами. С целью сохранения постоянной высокой эффективности осушительной системы колонки меняют местами, причем отработанные цеолиты заменяют свежепрокаленными.
Следует помнить, что при работе с гидрофобными веществами важнейшей мерой предосторожности hbjfh- ется тщательная сушка не только инертного газа, но и стеклянной посуды. Необходимо твердо усвоить, что сушка на воздухе не обеспечивает удаления следов адсорбированной стеклом влаги. Непосредственно перед работой стеклянную посуду следует прогреть в сушильном шкафу при 200 °C в течение 1 часа или выдержать такое же время в высоком вакууме.
Особенности работы со стеклянной аппаратурой на конусных шлифах
Залогом безопасной работы со стеклянной аппаратурой является использование только хорошо притертых шлифов. Это требование, актуальное при любой работе, в условиях анаэробного эксперимента приобретает особое значение в связи с необходимостью обеспечить герметичность аппаратуры и ограничениями в использовании смазки. При работе с аппаратурой, снабженной конусными кранами, их качество является определяющим фактором (см. разд. 4.9).
В идеальном случае все шлифы должны быть смазаны минимальным количеством нерастворимой индифферентной смазки (см. 4.8). Во многих случаях для всех шлифов, кроме кранов, можно рекомендовать использование тонкой полиэтиленовой пленки или ленты ФУМ. Иногда, если процессы проводятся с небольшим избыточным давлением, допускается использо-
Рис. 56. Примеры выполнения шлифо- д6
ванных соединений, предотвращающих Г-^ попадание жидкости на шлиф вание- прозрачных шлифованных соединений вовсе без смазки. Если попадание жидкости на шлиф ввиду отсутствия индифферентной смазки или по другим причинам недопустимо, приходится прибегать к конструктивным решениям.
На рис. 56 приведены при
меры выполнения шлифованных соединений, при которых жидкость, стекающая из верхнего сосуда, не попадает на шлиф. Система 56, б предпочтительнее, во-первых она проще в изготовлении, а во-вторых, в конструкции 56, а образуется объем,-из которого невозможно удалить воздух путем простого вытеснения
инертным газом.
Все стеклянные детали со шлифами должны иметь специальные «рожки», дающие возможность уплот
нять соединение с помощью тугих резиновых колечек или стальных пружинок. Уплотнение всех шлифованных соединений обязательно при любой методике работы в инертной атмосфере. Даже если во время работы небольшое избыточное давление инертного газа не создается преднамеренно, оно может образоваться при закрытых кранах вследствие температурных колебаний. Разъединение же шлифованного соединения, даже кратковременное, при работе с пирофорными веществами может быть причиной серьезной аварии.
Работа с сосудами Шленка [4|
Простейшим стеклянным прибором для работы в токе инертного газа является сосуд Шленка (рис. 57). В практической работе используется множество .его модификаций; некоторые из них изображены на рис. 58. Конструкция сосуда Шленка — наличие или отсутствие шлифа на боковом отводе, наличие шлиф-керна или шлиф-муфты на горловой части, наконец, его размеры — определяет конструкцию и других стеклянных деталей, которые должны составлять единый ком-
Рис. 57. Сосуд Шленка:
I, мм250160100
0 . мм
55
40
25
^полезный* мл
.500
180
45
плект, позволяющий наиболее рационально компоновать устройства для проведения различных операций.
При конструировании приборов следует придерживаться нескольких простых правил, в частности все элементы установки должны продуваться током инертного газа без «мертвых* зон; при соединении или разъединении частей установки необходимо в ' принципе исключить возможность попадания воздуха ' внутрь системы. Выполнение этих условий достигается с"помощью несложных приемов, однако для начинающего исследователя, еще не имеющего автоматизма в работе, обязательно тщательно предварительно продумывать каждую манипуляцию. Впрочем, это полезно и опытным химикам.
На рис. 59 показана техника предварительного продувания сосуда Шленка аргоном методом вытесне-. ния. Ясно, что если ограничиться только подачей аргона с помощью иглы, некоторое количество воздуха останется в отводной трубке ниже крана. С целью вытеснения этого воздуха следует дать ток аргона в конце продувки, когда воздух из цилиндрической части уже удален. Далее, не прекращая тока газа через кран, удаляют иглу и выполняют намеченные опера- цйи^— присоединяют к горлу сосуда другие детали
Аргон
Аргон
Рис. 59. Техника продувания аргоном:
/— инъекционная игла
а
сосуда Шленка •
Рис. 60. Заглушки для сосудов
Шленка
6
Рис. 61. Техника вытеснения воздуха из заглушек и отводных трубок инертным тазом•
гя
8
Рис. 62. Переливание жидкости из одного сосуда Шленка в другой
Рис. 58. Некоторые модификации сосуда Шлейка
установки или затыкают его пробкой. В последнем случае кран тотчас же закрывают.
Пробки для закрывания горла сосуда Шленка (рис. 60) могут быть как без крана, так и с краном. Особенно удобен кран, изображенный на рис. 60, г. Такая конструкция крана позволяет проводить заполнение сосуда Шленка инертным газом с предварительным вакуумированием. Переход от вакуумирования к заполнению инертным газом осуществляется поворо- т1ом пробки крана на 180Q.
При закрывании горла сосуда Шленка заглушкой типа изображенной на рис. 60, б следует позаботиться о вытеснении воздуха из ее внутреннего объема. - Техника этой операции показана на рис. 61. При .непрерывном токе инертного таза на горло надевают заглушку и через секунду-другую слегка приподнимают ее, выпуская газ через зазор между шлифами. Такое движение повторяют несколько раз. Аналогично удаляют воздух из бокового отвода заполненного инертным газом сосуда Шленка перед открыванием крана (рис. 61, б н в).
Переливание жидкостей
Простейший случай переливания жидкости из одного сосуда Шленка в другой изображен на рис. 62, а. После соединения двух сосудов в противотоке инертного газа с одного из боковых отводов снимают шланг, освобождая выход для газа. Полное или частичное переливание жидкости осуществляют наклоном системы. Если оба сосуда Шленка имеют прямые горла (рис. 62,6), пользуются изогнутой насадкой. В этом случаё выливания жидкости можно добиться не только наклоном системы, Но и поворотом опорожняемого сосуда вокруг оси шлифа наполняемого сосуда. Такой способ опорожнения наиболее приемлем, например, при расфасовке жидкости в ампулы, как это показано на рис. 63. Сборка системы производится следующим образом. Вначале соединяют ампулы, паук и алонж, закрывают горло алонжа пробкой и после вакуумирования заполняют систему инертным газом через кран алонжа, Затем открывают ,горло алонжа, присоединяют изогнутую
насадку и в противотоке газа — сосуд. Шлейка с жидкостью, после чего быстро снимают подвод инертного газа с его боковой трубки. После расфасовки жидкости по ампулам их отпаивают, не прекращая тока инертного газа.
В некоторых случаях определенные преимущества имеют способы переливания жидкостей под д е й с т- вием разности давлений инертного газа. На рис. 64 изображено простейшее устройство для заполнения ампул или других сосудов жидкостью с использованием разрежения. Сосуд Шленка в данном случае открыт; газ, свободно выходящий из горла, препятствует проникновению воздуха. Жидкость поступает в ампулу по толстостенной капиллярной трубке с диаметром канала около Г мм под действием строго дозированного разрежения. Для этой цели можно использовать и постоянный источник незначительного разрежения, например водоструйный насос при слабом токе воды, однако удобнее и безопаснее создавать разрежение с помощью медицинского шприца объемом
Рис. 64. Устройство для заполнения ампул жидкостью: / — заполняемая ампула; 2 — толстостенная капиллярная трубка; 3 — сосуд Шленка с жидкостью; 4 — отвод для подсоединения инертного газа или источника разрежения
20 мл (рис. 65). Трехходовый кран (рис. 65, о) или два простых крана (рис. 65, б) позволяют чередовать разрежение с подачей в систему инертного газа. Замену ампул производят в следующем порядке. После заполнения ампулы жидкость из трубки вытесняют обратно в сосуд током инертного газа. Далее отпаивают ампулу и, несколько увеличив ток инертного газа, заменяют ее пустой, которую предварительно продувают аргоном с помощью иглы от медицинского шприца.
Рнс. 65. Приспособления для создания дозированного разрежения или подачи инертного газа с помощью медицинских шприцев: 1-шприц;-2— трехходовой серповидный кран
Использование гибких тефлоновых или полиэтиленовых шлангов дает экспериментатору значительно большую свободу в конструировании удобных приспособлений. В качестве примера на рис. 66 изображено одно из возможных приспособлений для заполнения ампул или других сосудов жидкостью под действием избыточного давления инертного газа или разрежения. Римскими цифрами на рисунке показаны стадии соединения частей прибора. После удаления воздуха из ампулы и насадки выполняется соединение / и током инертного газа производится вытеснение воздуха из системы трубок (конец трубки при этом, разумеется, должен находиться вне сосуда Шленка).'После введения трубки в сосуд Шленка и соединения шлифов // перекрываются оба крана. Дозированный впуск инертного газа в сосуд Шленка для вытеснения определенного объема жидкости удобно производить с помощью приспособления со шприцем, как показано на рис. 65. Возникающее при этом избы-
Рис. 66. Приспособление для заполнения ампул жидкостью в токе инертного газа:
/ — заполняемая ампула; 2 — насадка с отводом: 3 — гибкие шланги; 4 — зажим; 5 — сосуд Шленка с жидкостью
Рис. 67. Приспособление дли перенесения твердого вещества из сосуда Шленка в ампулу: '
° — общий Вид (/ — горло для ввода ершика при очистке шейки ампулы; 2 — горло для ввода лопатки; 3 — крестообразная насадка^ 4 — насадка с отводом; 5 — заполняемая ампула; 6 — лопатка аз нержавеющей стали); б — предварительная продувка ампулы с помощью инъекционной иглы
точное давление в другой части прибора стравливается через кран насадки. Смена ампул производится так же, как описано для прибора на рис. 64.
Пересыпание твердых веществ
В тех случаях, когда твердые вещества обладают достаточной сыпучестью, не слипаются, не комкуются и не прилипают к стенкам сосуда, для их пересыпания из одного сосуда в другой или расфасовки по ампулам можно использовать те же приспособления, что и для переливания жидкостей под действием собственного веса (см. рис. 62 и 63). Во многих отношениях работа с сыпучими веществами даже менее хлопотна, чем с жидкостями, поскольку они не проникают в шлифы и не растворяют смазку; кроме того, они могут быть перенесены из сосуда в сосуд количественно.
Манипуляции со слипающимися порошками, особенно с некристаллическими твердыми продуктами, в анаэробных условиях приносят экспериментатору множество неприятностей. Поэтому основные усилия при работе с твердыми веществами должны быть направлены не на конструирование оригинального оборудования, а на получение удобных в работе кристаллических веществ. Для выполнения этой задачи у химиков имеется целый арсенал методов: тщательная очистка исходных веществ и выбор химических процессов, приводящих к получению наиболее чистого продукта, правильное проведение кристаллизации, эффективная промывка продукта на фильтре от смолистых веществ, наконец, тщательная сушка.
Если же никакие ухищрения не позволяют приблизить продукт по кондиции к песку в песочных часах и для его перемещения в другой сосуд требуется механическое воздействие, можно воспользоваться приспособлением, изображенным на рис. 67, а. Специальная лопатка для перемещения порошка может быть изготовлена из нержавеющей стали или другого прочного материала. Перед перепаиванием шейки ампулы
Рис. 68. Приспособление для сбора сублимированного кристаллического вещества в ампулу:
4,8 — горла крестообразной насадка; 3 — крестообразная насадка; 4 — заполняемая ампула; 5 — скребок из нержавеющей стали; 6 — трубка с сублимированным веществом
ее необходимо очистить от прилипших частиц твердого вещества. Эту операцию можно проделать с помощью тонкой проволоки с закрепленным на конце тампончиком из стекловаты. «Ершик» для очистки шейки ампулы вводится через горло / крестообразной насадки. Горло 2 при этом лучше заткнуть: при выходе аргона через два горла пришлось бы увеличить ток газа. Сменную ампулу удобно продувать аргоном с помощью иглы от медицинского шприца и запасной насадки с отводом (рис. 67, б).
На рис. 68 изображено собранное на основе той же крестообразной насадки приспособление для, сбора сублимированного кристаллического вещества в ампулу. Предварительное удаление воздуха из ампулы осуществляется инъекционной иглой через горло / при закрытом горле 2 и токе газа через сублимационную трубку. Сублимат соскабливается скребком из расплющенной и согнутой на конце стальной спицы.
Фильтрование
Требуется лишь небольшая додя фантазии, чтобы на основе описанных выше приспособлений сконструировать удобные приборы для выполнения самых разнообразных операций в анаэробных условиях с твердыми, жидкими и газообразными веществами. Ниже приведено несколько примеров техники проведения фильтрования— одной из наиболее распространенных операций в лабораторной практике.
На рис. 69 изображено приспособление для разделения твердой и жидкой фаз путем декантации или с использованием обратного фильтра. При:сравнении его с прибором для заполнения ампул жидкостью (рис. 66) видно, что принципы их действия аналогичны.
Чаще для фильтрования в атмосфере инертного газа используют специальные воронки с пористой стеклянной перегородкой (см. например, поз. 2 на рис. 70). Следует строго следить^ чтобы размер пор фильтрующей перегородки соответствовал размеру частиц осадка: в случае забивания пор фильтра осадком исправить ошибку при работе в анаэробных условиях бывает очень трудно.
При фильтровании в атмосфере инертного газа не стоит упускать преимуществ, предоставляемых аппаратурой, а именно возможностью фильтрования не толь- - ко под действием разрежения под фильтром, но и при небольшом избыточном давлении над фильтрующей перегородкой. Если 'фильтр подобран правильно и осадок не склонен к слипанию, избыточного давления в 40—100 мм рт. ст. уже вполне достаточно для достижения практически приемлемой скорости фильтрования. К фильтрованию под давлением приходится прибегать при работе с летучими жидкостями или горячими суспензиями. Избыточное давление над фильтром создается с помощью маностата. Перед фильтрованием следует убедиться в надежности уплотнения шлифов, которые будут находиться под давлением.
Если количество подлежащей фильтрованию суспензии не превышает полезного объема воронки, можно воспользоваться приспособлением для фильтрования, предусматривающим перенесение жидкости с ‘ осадком на фильтр в один прием (рис. 70). Собрав прибор, осадок взмучивают, плавными круговыми Движениями всей конструкции, после чего ее переворачивают на 180°. При необходимости- механического воздей-
3
Рис. 69. Приспособление для декантации или обратного фильтрования:
/ — подлежащая разделению смесь твердой и жидкой фаз; 2 — толстостенная капиллярная трубка или обратный фильтр с пористой- стеклянной пластинкой; 3 — эластичный полимерный шланг
Рис.'70. Приспособление для фильтрования в инертной атмосфере: а — собранная установка; б— установка после переворачивания (в процессе 'фильтрования); в— отжиманяе осадка на фильтре стеклянной палочкой;
1 — подлежащая фильтрованию суспензия; 2 — воронка с пористой стеклянной пластинкой; 3 — сосуд Шленка для сбора фильтрата; стрелками показаны ввод и выход инертного газа
ствия на осадок после фильтрации, например его уплотнения и отжимания на фильтре» в фильтровальную воронку можно ввести расплющенную палочку или другой инструмент, как показано на рис. 70, в.
Проблема промывки осадка ца фильтре решается с помощью различных приспособлений. Один из способов заключается в подаче жидкости на фильтр с помощью гибкой, например фторопластовой, трубки, которую пропускают через открытый боковой кран воронки, как показано на рис. 71.
Приспособление, изображенное на рис 72, позволяет кроме сосуда с суспензией подсоединить и емкость с растворителем. Фильтруемая суспензия и промывная жидкость могут подаваться на фильтр небольшими: порциями путем поворота соответствующих сосудов. Изображенная на этом рисунке воронка дает возможность проводить фильтрование при термоста-
тировании. Горячая вода или, при необходимости, охлаждающая жидкость подаются в рубашку воронки. Промывная жидкость может быть нагрета или, наоборот, охлаждена непосредственно в сосуде Шленка.
Промывку осадка на фильтре можно осуществлять и с помощью капельной воронки. Рекомендуемые для работы в анаэробных условиях конструкции воронок показаны на рис. 73. Воронки типов 73, бив позволяют избежать контакта промывной жидкости со смазкой [14].
На рис. 74 в качестве примера приведен прибор, в котором перенос осадка на фильтр осуществляется в один прием, а промывание осадка — порциями из капельной воронки. Сборку прибора производят в горизонтальном положении; для перенесения суспензии на фильтр всю конструкцию поворачивают на 90а вокруг оси, перпендикулярной плоскости рисунка.
Рис. 71. Приспособление для промывания осадка на фильтре:
/ — промываемый осадок;2 — жидкость для промывки; 3— гибкие фто ропластовые шланги: 4 зажим; 5 — стеклянный тройник, .
Рис. 72. Установка для фильтрования и промывки осадка на фильтре в инертной атмосфере:
Рис. 73. Капельные воронки для работы в инертной атмосфере: h — со стеклянным краном; б — с запорным вентилем стекло—фторопласт; в — с пришлифованным стеклянным стержнем;/ — стеклянный стержень; 2— отрезки резиновой трубкиРис. 73. Капельные воронки для работы в инертной атмосфере: h — со стеклянным краном; б — с запорным вентилем стекло—фторопласт; в — с пришлифованным стеклянным стержнем;/ — стеклянный стержень; 2— отрезки резиновой трубки1 — подлежащая фильтрованию суспензия; 2 — растворитель для промывки осадка; 3 — переход с двумя горловинами; 4 — воронка с пористой стеклянной пластинкой в рубашкой; 5 — сосуд для сбора фильтрата
Рис. 73. Капельные воронки для работы в инертной атмосфере: h — со стеклянным краном; б — с запорным вентилем стекло—фторопласт; в — с пришлифованным стеклянным стержнем;
/ — стеклянный стержень; 2— отрезки резиновой трубки
Рис. 73. Капельные воронки для работы в инертной атмосфере: h — со стеклянным краном; б — с запорным вентилем стекло—фторопласт; в — с пришлифованным стеклянным стержнем;
/ — стеклянный стержень; 2— отрезки резиновой трубки
•ис. 74. Установка для фильтрования и промывки осадка на фильтре в атмосфере инертного газа:
-разделяемая суспензия; 2 - растворитель для промывки осадка; 3- насадка с двумя горловинами; 4-фильтровальная оронка; 5 — сосуд для,сбора.фильтрата
Рис. 75. Сушка осадка на фильтре в вакууме:
/ — осушаемый осадок; 2 — гранулированный осушитель
Перед выгрузкой отфильтрованного вещества его необходимо высушить. Сушку с использованием вакуума можно применять только в том случае, если есть твердая уверенность в герметичности всех шлифованных соединений: они не должны пропустить даже небольшого количества воздуха за все время сушки. Для связывания паров жидкости при сушке в вакууме к воронке с веществом подсоединяют сосуд с-твер- дым осушителем (рис. 75), из которого предварительно тщательно удаляют кислород путем вакуумирования при нагревании.
Большую надежность обеспечивает сушка вещества на фильтре в токе инертного газа. Газ может подаваться как сверху — через отводную трубку воронки, так и снизу. С целью ускорения сушки инертный газ может быть подогрет. Если для фильтрования использовалась термостатируемая воронка (см. рис. 72), в процессе сушки в рубашку подают теплую воду.
Для выгрузки сухого вещества из воронки можно использовать прибор, подобный изображенному на рис. 67.
■ Проведение химических реакций
В практике химических лабораторий реально применяется множество самых разнообразных приборов для проведения химических реакций в анаэробных условиях, что связано с разнообразием экспериментальных задач и требований к чистоте эксперимента. Не последнюю роль в выборе аппаратуры играет индивидуальный «почерк» исследователя, его фантазия, а также реальные возможности для ее воплощения. Строгая систематизация приборов такого рода вряд ли возможна в книге, не посвященной исключительно технике анаэробного эксперимента. Поэтому ниже рассмотрены лишь некоторые наиболее универсальные приборы.
При конструировании аппаратуры для проведения реакций приходится сталкиваться с. такими проблемами, как необходимость добавлять в ходе реакции жидкие, порошкообразные, газообразные компоненты: необходимость разделить продукты реакции путем фильтрования, экстрагирования или разгонки при
сохранении анаэробных условий и т. п. Часто реакции приходится проводить при охлаждении или, наоборот, при кипении растворителя; для проведения гетерогенных процессов требуется перемешивание. Многие из этих проблем удается решить, модифицируя описанную выше аппаратуру.
Проведение гетерогенных процессов. На рис. 76 показан один из удобных приборов для проведения химических реакций, кристаллизации, последующего фильтрования кристаллического продукта, ег.о сушки, расфасовки и других операций. Через горло / загружается сйачала порошкообразный, затем жидкий компонент. При этом наклон прибора должен обеспечивать их попадание в аппендикс 2, где затем происходит взаимодействие компонентов. При необходимости через горло 3 вводится мешалка с пришлифованным стержнем; нагрев реакционной массы осуществляется с помощью жидкостной бани. После окончания реакции поворотом прибора на 90° суспензия переносится на фильтр. После фильтрации через горло / можно ввести дополнительное количество жидкости, обмыть ею аппендикс и затем перелить на фильтр для промывки
Рис. 76. Прибор для проведения гетерогенных процессов в анаэробных условиях:
1, 8 — горла сосуда; 7 —градуированный аппендикс для проведения реакций; 8 — впаянная фильтровальная пластинка; 5—набор заглушек для горла 3; 6 — лопатка для выгрузки осадка с фильтра; 7 — инъекционная игла для продувки аппендикса 2 аргоном; 3 — метаалка
Рис. 77. Колбы с магнитными мешалками для проведения реакций в инертной атмосфере:7 ?— мешалка на стеклянной оси с лопастями из магнитного материала; 2 — утолщение на дне колбы; 3 — фторопластовая направляющая втулкаРис. 77. Колбы с магнитными мешалками для проведения реакций в инертной атмосфере:7 ?— мешалка на стеклянной оси с лопастями из магнитного материала; 2 — утолщение на дне колбы; 3 — фторопластовая направляющая втулка
Рис. 77. Колбы с магнитными мешалками для проведения реакций в инертной атмосфере:
7 ?— мешалка на стеклянной оси с лопастями из магнитного материала; 2 — утолщение на дне колбы; 3 — фторопластовая направляющая втулка
Рис. 77. Колбы с магнитными мешалками для проведения реакций в инертной атмосфере:
7 ?— мешалка на стеклянной оси с лопастями из магнитного материала; 2 — утолщение на дне колбы; 3 — фторопластовая направляющая втулка
осадка. Высушенный осадок выгружается через горло 3 с помощью лопатки.
Перемешивание рекционной массы в анаэробных условиях удобнее всего осуществлять с помощью магнитных мешалок. Если сферическое дно реакционного сосуда не позволяет использовать обычный за- плавленный в стекло железный стерженёк, можно рекомендовать магнитную мешалку на стеклянной оси (рис. 77 и 78). В последнем случае магнитный привод расположен в верхней части прибора, что во многих случаях гораздо удобнее. Мешалки такого типа обычно работают при условии тщательного изготовления.
Мешалка с пришлифованным стержнем (см. рис. 98) может быть использована при небольшом избыточном давлении инертного газа в приборе. Однако цилиндрический шлиф не обеспечивает герметичности при необходимости создания разрежения в реакционной колбе.
Рис. 78. Установка с магнитной мешалкой для проведения реакций в инертной атмосфере: 1 — мешалка; 2 — поддерживающая стеклянная скобка, припаянная к керну насадки; 3 — фторопластовая направляющая втулка; 4— железный стерженек, закрепленный на оси мешалки; 5 — специальная насадка
Рис. 79. Способ введения мешалки в сосуд Шленка в токе инертного газа: / — направляющая трубка; 2 — фторопластовые колечки на валу мешалки
Наконец, самый простой способ введения мешалки — через достаточ
но длинную направляющую трубку, в постоянном токе инертного газа (рис. 79). На оси мешалкй полезно закрепить 2—3 тефлоновых колечка, предотвращающих трение оси о направляющую трубку.
Рис. 80. Приспособления для одновременного постепенного добав-’ ления в реакционную колбу сыпучего и жидкого компонентов: - I -6- сосуд Шленка с сыпучим компонентом; 2— капельная воронка; 3ti насадка с двумя горловинамиРис. 80. Приспособления для одновременного постепенного добав-’ ления в реакционную колбу сыпучего и жидкого компонентов: - I -6- сосуд Шленка с сыпучим компонентом; 2— капельная воронка; 3ti насадка с двумя горловинамиПрибавление твердых и жидких компонентов в реакционную смесь проводят с помощью описанных выше приспособлений. В качестве примера на рис. 80 изображены приспособления для одновременного постепенного введения в реакцию сыпучего и жидкого
Рис. 80. Приспособления для одновременного постепенного добав-’ ления в реакционную колбу сыпучего и жидкого компонентов: - I -6- сосуд Шленка с сыпучим компонентом; 2— капельная воронка; 3ti насадка с двумя горловинами
Рис. 80. Приспособления для одновременного постепенного добав-’ ления в реакционную колбу сыпучего и жидкого компонентов: - I -6- сосуд Шленка с сыпучим компонентом; 2— капельная воронка; 3ti насадка с двумя горловинами
Инертный гез
Рис. 81. Приспособление для добавления сыпучего реагента к кипящему растворителю:
/ — сыпучий реагент; 2 — лопатка из нержавеющей стали; 3 — обратный колодильник; 4 — горло для подсоединения к реакционной колбе
компонентов. Взаимное расположение сосуда Шленка с твердым веществом и капельной воронки должно обеспечивать эффективный смыв порошка каплями жидкости.
Некоторые трудности возникают при необходимости добавления сыпучего вещества к реакционной массе при кипении растворителя: пары жидкости могут вызвать слипание порошка. В приспособлении, изображенном на рис. 81, ток инертного газа проходит по трубке для ссыпания порошка и предохраняет его от слипания. Конденсат из холодильника смывает порошок в реакционный сосуд.
Вскрывание ампул
Выше рассмотрены некоторые приспособления для заполнения ампул жидкостями и порошками в токе инертного газа. Техника вскрывания ампул, содержащих чувствительные к воздуху вещества, требует от
экспериментатора определенных навыков в обращении со стеклом: неловкость здесь особенно нежелательна, так как с •большой долей вероятности приводит к аварии. Применение даже незначительных, физических усилий для вскрывания горла ампулы недопустимо. Если при резке стеклянных трубок достаточно на место разлома нанести царапину алмазом или напильником, то при вскрывании ампул это лишь первый этап — далее следует добиться образования в стекле горизонтальной трещины,-хотя бы с помощью нагретой нихромовой проволоки.
На рис. 82. изображено удобное приспособление для вскрытия ампул в токе аргона с последующим перенесением содержимого в реакционный сосуд. Кончик ампулы с нанесенной заранее трещиной обламывают внутри приспособления стеклянной палочкой или крючком из стальной проволоки, которые вводят через специальный отвод. Разумеется, второй выход для газа в это время должен быть закрыт.
Рис. 82. Приспособление для вскрывания ампул в токе аргона: / — вскрываемая ампула; 2 — резиновая пробка; 3 — горло для ампулы; 4 — горла дде месевея стекляаво# палочка; 4 — горло для еысыеавкя содержимого ампулы
А. П Рис. 83. Двухгорлая ампула для запаивания чувстви- Vlтельных к воздуху веществ
Особо реакционноспособные вещества целесообразно запаивать в специальные двухгорлые ампулы (рис. 83), техника вскрытия которых проста и безопасна. После нанесения напильником надпила на боковом отводе ■ на него глубоко надевают резиновую, лучшё полувакуумную трубку с проволочным хомутиком на конце; пр трубке подаётся слабый ток инертного газа. Внутренний диаметр трубки должен быть чуть больше диаметра отвода. После закрепления резиновой трубки отвод осторожно ломают внутри нее. Центральное горло ампулы вскрывают обычным образом при небольшом внутреннем Избыточном давлении инертного газа.
В некоторых случаях, когда й реактор необходимо в один прием ввести небольшое количество, пирофор- - ного вещества, -его вносят в реакционную массу в небольшой тонкостенной ампуле, которую разбивают с помощью специальных приспособлений. При таком методе полностью исключается возможность случай
ного контакта активного вещества с воздухом, кроме того, дозирование осуществляется с точностью, недостижимой при других способах добавления;
Проведение реакций под аргоновой защитой в уменьшенных масштабах
Видимо, здесь нет нужды доказывать очевидную истину: чем меньшее количество опасного вещества находится в работе, Тем меньшему риску подвергается экспериментатор. Техника работы с малыми количествами веществ достаточно подробно разработана д лабораторной практике. Многие из микро- и полу- микроприборов могут быть использованы и для работы в инертной атмосфере, Здесь предложена .лишь одна модификация' «реактора» для проведения процессов с участием 3—15 мл растворов аэро- и гидрофобных веществ (рис 84). Удивительно, что часто простейшие приспособления позволяют решать экспериментальные
Рис. 84. Реактор из пенициллинового флакона:
/ — магнитная мешалка; 2 — резиновая пробка; 3 — игла для ввода инертного газа; 4 — нгла для выхода инертного газа; 5 — шприц для добавления жидких реагентов
задачи не менее эффективно, чем хитроумные приборы.
В данном случае «реактор» представляет собой пенициллиновый флакон на 10 или 25 мл. С помощью двух игл для подкожных инъекций, воткнутых в резиновую пробку, в реакторе создается защитная атмосфера. Перемешивание осуществляется магнитной мешалкой, добавление жидкого, реагента — медицинским шприцем. С помощью того же или
другого шприца после окончания реакции отсасывается реакционная масса. При необходимости шприцем же можно вполне удовлетворительно произвести разделение расслоившихся жидкостей. Если в иглу вставить не слишком плотный тампончик из стекловаты, при засасывании жидкость отфильтруется из мути. Чтобы во время работы не произошла разгерметизация реактора, пробка должна быть надежно закреплена.
РАБОТА С АЛЮМИНИЙОРГАНИЧЕСКИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ
Описанные в предыдущей главе приборы и приспособления, безусловно, не исчерпывают всех особенностей работы с аэро- и гидрофобными веществами. Большинство металлорганических соединений (МОС) обладает настолько специфическими свойствами, что обращение с ними требует особых мер предосторожности и специальной экспериментальной техники. Многие представители этого класса, например литий- АПГ О UUI1APIZUO и атпыЙплгоиппОАг/пп КХ a пимйлппа rr иг га
ские, алюминийорганические, цинкорганические соединения, обладают чрезвычайно высокой пожаровзрыво- опасностью. В то же время каждая группа МОС обладает только ей присущими особенностями, причем пожаровзрывоопасные свойства некоторых групп еще недостаточно изучены, что объясняется чрезвычайно бурным развитием этой области органической химии и появлением новых МОС. При работе с каждой группой МОС в лаборатории должна быть составлена отдельная инструкция по технике безопасности в соответствии с характером планируемых работ и свойствами конкретных МОС
Ниже рассмотрены правила техники безопасности и некоторые приемы работы с наиболее распространенной группой металлорганических соединений — алюминийорганическими соединениями (АОС). Они широко применяются в лабораториях в качестве компонентов катализаторов в химии высокомолекулярных соединений, а также в качестве реагентов в органическом синтезе.
ИСТОЧНИКИ ОПАСНОСТИ |59J
АОС обладают высокой реакционной способностью как в виде индивидуальных соединений, так и в раство- i pax, поэтому работы с ними требуют соблюдения особых мер предосторожности. В лабораториях АОС обычно используют в виде растворов различной концентрации в бензине, петролейном эфире или индивидуальных углеводородах. Пожароопасные свойства растворов зависят от их концентрации. Жидкие АОС j в чистом виде практически не используют ввиду их чрезвычайно высокой пожаровзрывоопасности. В s табл. 5 приведены свойства некоторых АОС, а в 4 табл. 6 — температуры самовоспламенения их расТ- 4 воров.
Пирофорность АОС уменьшается при увеличении числа атомов углерода в углеводородных радикалах или . I при введении хлора в молекулу. АОС с алкильными груп- пами Ci—С4 немедленно воспламеняются на воздухе при концентрации раствора (в углеводородном раство- ; рителе) выше 10—20%. При концентрации выше 40%1
но ozNintTVA ППЛДГУЛ П UT ППЧ ТРМПР-
Таблица 5. Физические свойства некоторых АОС
АОС
Плотность, г/см3
Температура, °C
Объемные концентрационные пределы воспламенения, %
кипения
плавления
само- воспла- мене- ния
Триэтилалюминий (ТЭА)
0,637
194—196
-52,5
ниже
— 68
1,9—13,1
Триизобутилалю- миний (ТИБА)
0,786
86
(1,3 кПа)
-4,3
— 40
1,5—8,7
Диэтйлалюминий- хлорид (ДЭАХ)
—
125
(6,6 кПа)
—
-60
2,2—12,1
Диизобутилалюми- нийхлорид (ДИБАХ)
0,908
152
(1,3 кПа)
-39,6
— 2 .
1,6—8,3
Таблица 6. Температура самовоспламенения растворов триэтил- алюмнния и диэтилалюминийхлорида в бензине
Массовое содержание ТЭА, %
Т. самовоспл., °C
Массовое содержание ДЭАХ, %
Т. самовоспл., °C
97
-55
94
-60
92,5
-48
84
— 41
50
-24
70
4-16
40
4-6
50
4-16
ратуре ниже 0°С. Но даже разбавленные растворы- могут воспламеняться при длительном контакте с воздухом вследствие экзотермического окисления, которое значительно ускоряется в случае проливания раствора. Растворы АОС с алкильными группами Cs—Си считаются безопасными при концентрации 20—30%. Они дымят на воздухе, самовоспламенение возможно только при высокой влажности воздуха. Контакт этих растворов с воздухом, обогащенным кислородом (больше 21%), может привести к взрыву. Минимальное объемное содержание кислорода в воздухе, при котором концентрированные растворы АОС (30%) способны самовоспламеняться при комнатной температуре, составляет 5—6%.
АОС с алкильными группами Ci—Cg взаимодействуют с водой со взрывом. Вода разлагает АОС с образованием газообразных углеводородов, способных давать с воздухом взрывоопасные смеси, поэтому
опасен контакт даже очень разбавленных растворов АОС с водой. ТЭА и ДЭАХ бурно реагируют с водой в виде 2,5%-х растворов; ТИБА и ДИБАХ спокойно реагируют с водой при разбавлении растворов до 10% и ниже.
Со спиртами, минеральными и низшими органическими кислотами концентрированные растворы АОС реагируют бурно, с самовоспламенением, а иногда и со взрывом. Взрывы происходят, -если концентрированные растворы АОС с алкильными группами Ci—С4 контактируют с метиловым и этиловым спиртами, а ТЭА взрывается даже при действии изопропилового спирта. При взаимодействии АОС со спиртами образуются алкоголят алюминия и соответствующий углеводород.
Галогенпроизводные углеводородов за редким исключением непригодны в качестве растворителей для АОС. Четыреххлористый углерод и хлороформ реагируют с АОС весьма энергично, нередко со взрывом, с выделением водорода и соответствующего непредельного углеводорода (в случае ТИБА образуется изобутилен):
4А1 (С4Н9) з + 3CCL^4 AIC1 з + ЗС + 12С4Нв + 6Н2.
Алюминийтриалкилы термически малоустойчивы. Разветвленные органические радикалы снижают устойчивость АОС. Термическое разложение ТЭА в замкнутом объеме, начинается при 150 °C, а ТИБА — при 50 °C. При 100 °C в течение часа ТИБА разлагается на 50%.
В интервале 50—180 °C алюминийтриалкилы разлагаются на диалкилалюминийгидрид и олефин:
А1[СН2СН(СНз)2]з -^* А1Н[СН2СН(СНз)2]2+(СНз)2С = СН2
При температуре выше 200 °C продуктами разложения ТИБА являются изобутилен, алюминий и водород:
А1Н [СН2СН (СН3) 2] 2 >-2СН2 =С (СНз)г + Al + 1,5Н, Порошкообразный алюминий чрезвычайно активен и способен к образованию с воздухом взрывоопасных смесей.
Достаточно стойкими по отношению к АОС являются конструкционные стали, сплавы олова, серебра.
меди, тефлон. Полиэтилен не устойчив к действию алкилалюминийгалогенидов. При длительном воздействии АОС резиновые шланги твердеют и растрескиваются изнутри, однако их можно использовать для кратковременного контакта с АОС. Выделанная кожа так?ке достаточно устойчива при непродолжительном соприкосновении с АОС.
ПРИЕМЫ РАБОТЫ С РАСТВОРАМИ АОС
АОС поступают в лабораторию, как правило, в виде .20—30%-х растворов в углеводородных растворителях. Для проведения работ с более концентрированными растворами требуется специальное разрешение отдела техники безопасности и составление отдельной инструкции. Разбавление концентрированных растворов АОС углеводородными растворителями до рабочей концентрации проводится в соответствии с инструкцией специально обученными лицами в отдельном помещении, отведенном для этой цели.
Растворы АОС при попадании на кожу и тем более в глаза вызывают тяжелые ожоги. Особая опасность связана с возможностью воспламенения попавшего на кожу концентрированного раствора АОС. В этом случае возникает комбинированный термический и химический ожог.
Любые работы с АОС должны проводиться в защитных очках или маске, в кожаных перчатках. Резиновые перчатки недостаточно стойки по отношеник) к концентрированным растворам АОС. Весьма существенное преимущество кожаных перчаток перед резиновыми в том, что их можно быстро снять с руки в случае облива агрессивной жидкостью. Наконец, при воспламенении АОС кожаные перчатки, в отличие от резиновых, обеспечивают защиту рук от термических ожогов.
Работы даже с небольшими количествами растворов АОС нельзя проводить непосредственно на рабочих столах, поверхности которых покрыты линолеумом или другими горючими материалами.
Поскольку растворы АОС способны самовоспламеняться при контакте с воздухом, все операции с ними, в том числе перенесение из одной емкости в другую,
Рис. 85. Стальной сосуд для хранения растворов АОС:
/ — патрубки; 2 — парафинированные отрезки вакуумного шланга; 3 —стеклянные заглушки
расфасовка по ампулам, введение в реактор, необходимо проводить в атмосфере инертного газа. Наиболее приемлем для этой цели сухой аргон (см. разд. 11.4).
Для соединения элементов газовых линий рекомендуется использовать полиэтиленовые, фторопластовые или тюлихлорвиниловые шлан
ги, так как резиновые шланги в какой-то мере проницаемы для кислорода и паров воды.
' Важной мерой предосторожности при работе с растворами АОС служит тщательная осушка всей аппаратуры. Хотя небольшие количества воды, адсорбированные поверхностью стекла или металла, не представляют непосредственной опасности при контакте с АОС, выделяющиеся при взаимодействии АОС с водой газы могут стать причиной повышения давления в приборе и выброса раствора. Стеклянные и металлические детали аппаратов, предназначенные для работы с АОС, следует непосредственно перед использованием прокаливать в сушильном шкафу при 200 °C не менее 1 часа. Резиновые шланги, вступающие в кратковременный контакт с растворами АОС, необходимо парафинировать. Для этого отрезки шлангов на 15— 20 мин полностью погружают в расплавленный парафин при 100—110 °C, затем вынимают, дают стечь парафину и выдерживают еще около 0,5 ч в сушильном шкафу при 100 °C. Вместо парафина лучше использовать полиэтилен-парафиновую массу, которую готовят сплавлёнием при 115—120 °C 5 масс. ч. парафина и 1 масс. ч. полиэтилена низкой плотности (обрезки полиэтиленовой пленки).
Для доставки в лабораторию и непродолжительного хранения (4—6 месяцев) рабочих растворов АОС используются специальные цилиндрические сосуды из нержавеющей стали вместимостью 0,5—1 л (рис. 85). Сосуд имеет два патрубка /, на которые надевают ЛТПРЯКИ ПЯПяЖимиПЛПЯ ЦППГП пооыилцлгп шгтоигп О
закрытые стеклянными заглушками 3. На этикетку сосуда кроме прочих обязательных сведений наносят массу тары со шлангами и заглушками; в дальнейшем количество раствора в сосуде можно будет определить простым взвешиванием. Перед заполнением сосуда раствором ДОС из него аргоном вытесняют воздух. Для этой цели в один из патрубков вставляют доходящую до дна сосуда стеклянную трубку, по которой и подают ток аргона. После заполнения сосуда жидкостью заглушают один из патрубков и создают небольшое избыточное давление аргона (5,3—6,5 кПа, т. е. 40—50 мм рт. ст.).
Сосуды с ДОС хранят на лабораторном складе ЛВЖ в отдельных металлических ящиках, выложенных изнутри асбестовым картоном. Предложенные для этой же цели сосуды из нержавеющей стали, у которых один из патрубков представляет собой доходящую до дна сифонную трубку, не вполне отвечают требованиям техники безопасности. При повреждении резинового шланга или заглушки некоторая часть жидкости под действием избыточного давления аргона внутри сосуда может быть выброшена по сифонной трубке наружу.
Отбор небольших порций рабочих растворов ДОС производится в стеклянные ампулы с двумя отводами вместимостью 100—200 мл (рис. 86). Для этой цели соединяют один из патрубков стального сосуда с отводом предварительно продутой аргоном ампулы при помощи переходника — изогнутой под углом 90° стеклянной трубки. Во второй патрубок непрерывно подают аргон, газ выходит через второй отвод ампулы. Затем осторожно наклоняют сосуд с раствором до тех пор, пока жидкость не начнет поступать в ампулу (рис. 87). После заполнения ампулы, для обеспечения сохранности раствора ДОС, в ней также создают небольшое избыточное давление аргона (1,3 кПа, т. е. около 10 мм рт. ст.). Ампулу с раствором ДОС помещают в фарфоровый стакан или металлический футляр, выложенный изнутри асбестом. '
Описанная в разд. 11.4 стеклянная аппаратура на конусных шлифах малопригодна для работы с ДОС. Дело в том, что в присутствии даже следов влаги ДОС гидролизуются с образованием гидроксида алю-
Рис. 86. Стеклянная ампула для хранения растворов АОС: / — парафинированные отрезки вакуумного шланга; 2 — стеклянные заглушки; 3 — фарфоровый стакан; 4 — песок; 5 — асбестовый картон
Рис. 87. Переливание раствора АОС из стального сосуда в ампулу миния. Попадая на шлифы, АОС с большой долей вероятности вызывают их заклинивание.
По этой причине любые манипуляции с растворами АОС — отбор небольших порций из ампул для хранения, введение растворов АОС в реакционный сосуд, расфасовку растворов в мелкие запаиваемые ампулы — удобнее и безопаснее всего осуществлять с помощью медицинского шприца с фторопластовым уплотнением поршня. Шприцы со стеклянным пришлифованным поршнем для работы с АОС непригодны: при заедании их практически не удается спасти. Перед началом работы следует убедиться, что поршень шприца ходит свободно, но не настолько, чтобы сдвигаться под действием собственного веса. Емкость шприца следует подбирать таким образом, чтобы он был заполнен раствором АОС не более чем наполовину. Чтобы раствор АОС не гидролизовался на кончике иглы, сразу после вынесения из аргоновой атмосферы ее втыкают в эластичную резиновую пробку. После окончания работы шприц немедленно промывают углеводородным растворителем во избежание заклинивания поршня.
На рис. 88 изображено одно из простейших приспособлений для заполнения мелких ампул раствором
АОС. Такие ампулы вносят в запаянном виде в реактор (например, при получении полиэтилена низкого давления) и там разбивают специальными приспособлениями. Предварительно взвешенную сухую ампулу с перетяжкой подсоединяют к тройнику отрезком резиновой трубки и продувают ее аргоном с помощью длинной иглы от медицинского шприца. После введения раствора в ампулу перепаивают перетяжку микрогорелкой (см. рис. 9), не прекращая тока аргона через тройник.
Тем, кто не имеет опыта обращения со шприцами, перед началом работы с АОС следует проделать те же операции на чистом растворителе. Можно считать, что методика безопасной работы освоена, если ни одна капля жидкости не попадает мимо ампулы.
ТУШЕНИЕ ГОРЯЩИХ АЛЮМИНИЙОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Загоревшиеся АОС тушат обычно порошковыми огнетушителями (см. разд. 3.1). Для тушения горящих АОС нельзя применять воду, пенные и углекислотно- бромэтиловые огнетушители.
Углекислотные огнетушители можно применять только для тушения разбавленных растворов АОС или АОС, содержащих алкильные группы от С? и выше. Хотя диоксид углерода при объемном содержании от 60% и выше подавляет горениеАОС, использование углекислотных огнетушителей для тушения пирофорных АОС не допускается.
В условиях пожара и даже при более низ-Т
ких температурах (ТИБА, например, прит"
50 °C) алюминийтриалкилы способныI
разлагаться с образованием диалкил-I
алюминий гидрида и олефина. Выделяю-р-5
щийся газообразный олефин может об- разрвывать с воздухом взрывоопаснуюф
смесь. После ликвидации загорания и
• Д-З 4
Рис. 88. Заполнение ампулы раствором АОС в токе аргона:W
/ — стеклянная ампула; 2 — отрезок резинового шланга;В «
3 — стеклянный тройник; 4 — ток сухого аргона; 5 —■ '
медицинский шприцО
прекращения подачи диоксида углерода остатки АОС могут вновь воспламениться при контакте с воздухом. Иногда повторное воспламенение сопровождается взрывом образовавшейся воздушно-газовой смеси.
Углекислотные огнетушители весьма эффективны в качестве вспомогательного средства для локализации очага горения и охлаждения зоны горения при тушении порошковыми составами. Наилучшие результаты дает одновременное применение углекислотных и порошковых огнетушителей, причем окончательное тушение пламени производится обязательно порошковыми. Хотя в принципе горящие АОС можно потушить составами на основе бикарбоната и карбоната натрия, наиболее эффективен состав СИ-2 — крупнопористый силикагель, пропитанный тетрафтордибромэтаном (до 50 % по массе). Для тушения наиболее пирофорных АОС состав СИ-2— единственно приемлемое средство. Лаборатории, где проводятся работы с концентрированными растворами АОС, должны снабжаться порошковыми огнетушителями, содержащими состав СИ-2.
После полной ликвидации пламени к уборке можно приступить только спустя 1—3 ч, которые необходимы для охлаждения места пожара и разложения остатков АОС. Если под слоем порошка осталось некоторое количество продуктов неполного разложения АОС, возможно повторное воспламенение. Чтобы этого не произошло, рекомендуется оставшиеся после тушения- пожара продукты после их полного охлаждения залить минеральным маслом. Образовавшуюся массу собира- ют в металлический контейнер, а затем сжигают -в безопасном месте.
РАБОТА СО ЩЕЛОЧНЫМИ МЕТАЛЛАМИ*
ИСТОЧНИКИ ОПАСНОСТИ
Щелочные металлы широко применяются в лабораториях в качестве реагентов для синтеза и анализа, активных восстановителей, а также осушителей для '
органических растворителей. Эти металлы относятся к наиболее активным элементам, что обуславливает их высокую пожаровзрывоопасность, а также агрессивность по отношению к тканям организма. Чрезвычайно опасны ожоги расплавленными щелочными металлами. Термические ожоги в этом случае усугубляются тяжелыми химическими ожогами. Любые операции с дисперсиями щелочных металлов, а также с металлическим калием справедливо считаются одними из самых опасных работ в химической лаборатории.
Все эти металлы сходны по своим физико-химическим свойствам. Однако для разработки конкретных мер предосторожности при работе с ними недостаточно знать их общие свойства. Поэтому рассмотрим свойства каждого щелочного металла в отдельности и связанные с этими свойствами источники Опасности [8].
Литий (плотность 0,534 г/см3, температура плавления 180,5 °C). Распространенным заблуждением в лабораторной практике является надооценка опасности, которую представляет металлический литий. Действительно, реакционная способность лития существенно ниже, чем калия и натрия. Однако степень опасности того или иного вещества не всегда находится в прямой зависимости от его химической активности, и в некоторых отношениях литий опаснее натрия. Тушение горящего лития, например, представляет гораздо более серьезную проблему, чем тушение натрия и даже калия.
При работе с литием следует учитывать, что он обладает наименьшей плотностью из всех твердых и жидких веществ. Литий, в отличие от калия и натрия, всплывает в любом органическом растворителе. Поэтому его нельзя хранить в керосине или жидком масле. Подходящей средой для хранения лития служит вазелин или парафин.
При нормальной температуре литий медленно взаимодействует с кислородом воздуха. При повышении температуры реакция идет более бурно, и при температуре выше точки плавления металл может самовоспламениться. Присутствие оксида или нитрида способствует самовоспламенению. Дисперсия металла может воспламениться на воздухе и при ком- НЯТМЛИ ТРМПРПЯТ\7ПР
С холодной в~одой литий реагирует спокойно, образуя гидроксид лития и водород:
2Li-|-2H2O = 2LiOH + H2-|-202 кДж/моль.
С горячей водой (выше 80 °C) реакция протекает бурно, и выделяющийся водород может воспламениться. При соприкосновении порошка лития с водой происходит взрыв. Длительный контакт лития с водяными парами -приводит к образованию слоя гидроксида, который обладает теплоизоляционными свойствами и способствует сильному разогреванию металла. Нарушение целостности гидроксидного слоя в процессе воздействия водяных паров на большой кусок металла может привести к взрыву.
Со спиртами литий реагирует медленнее, чем с водой; с первичными Спиртами энергичнее, чем с вторичными и третичными, с низшими энергичнее, чем с высшими.
При комнатной температуре литий медленно реагирует с диоксидом углерода. Расплавленный металл горит в атмосфере СОз:
4Li-b2CO2 = Li2CO3 + LiO2 + C.
В отличие от остальных щелочных металлов, литий взаимодействует с азотом уже при комнатной температуре. Куски металла покрываются в атмосфере азота серо-черной мелкокристаллической губчатой массой нитрида лития:
6Li + N2 = 2Li3N.
По этой причине аппаратуру для работы с литием рекомендуется продувать не азотом, а аргоном. Нитрид лития активно взаимодействует с водой. Опасность работы с порошкообразным литием значительно возрастает, если частицы металла покрыты слоем нитрида.
Смеси литиевых стружек с некоторыми г а л о- генпроизводными углеводородов (СНВгз, СВг4, СС14, СП, СНСЬ, СН2С12, CH2I2, CFCI3, C2CI4, C2HCI3) обладают детонационными свойствами. Когда куски лития, промытые с целью удаления следов масла четыреххлористым углеродом, режут ножом, возможен взоыв.
Иногда взаимодействие тонкой суспензии лития с Ьалогеналкилами и галогенарилами (например, при получении фениллития из бромбензола в эфире) протекает, после некоторого индукционного периода- чрезвычайно бурно. Полагают, что такое течение реакции может быть связано с наличием на частицах металла оксидной пленки, которая исчезает в результате химической реакции или при перемешивании, обнажая сразу большую поверхность металла.
Взаимодействие лития с ртутью для получения амальгамы экзотермично и при использовании большого куска лития может привести к взрыву .Дак же опасно сплавление лития с алюминием, висмутом, кальцием, свинцом, оловом и некоторыми другими металлами.
Литий используют для восстановления некоторых металлов из их оксидов. После инициирования при умеренной температуре реакция протекает бурно. Взаимодействие оксида хрома(III) с литием начинается при 180 °C, а в ходе реакции смесь разогревается до 965°С. Ниже приведены начальная и конечная температуры при взаимодействии лития с некоторыми оксидами:
Оксид
Температура, °C:
начальная
конечная
МО2О3
180
140ft
NbjOs
320
490
ТЮ2
200—400
1400
V2Os
394
768
Восстановленный таким способом металл содержит избыток лития, поэтому оставленная на воздухе масса иногда воспламеняется.
Натрий (плотность 0,97 г/см3, температура плавления 97,7 °C). Вследствие высокой химической активности натрия работа с ним в лаборатории представляет серьезную опасность. В то же время натрий широко применяется для абсолютирования углеводородов и простых эфиров. Частая работа с ним приводит к известному психологическому эффекту — адаптации к опасности [29]. Даже опытные работники иногда грубо нарушают правила обращения с металлическим натрием. Ежегодно по этой причине в химических
лабораториях происходит значительное число взрывов и пожаров.
Натрий взаимодействует с кислородом, воздуха при комнатной температуре с образованием оксида. Реагируя с влагой воздуха, оксид переходит в гидроксид. Куски натрия, оставленные на воздухе, быстро обрастают расплывающейся коркой гидроксида. Такие куски ошибочно могут быть приняты за один из обычно применяемых осушителей. При мытье посуды водой в таких случаях иногда происходят взрывы, которые особенно опасны из-за их неожиданности. К тому же лаборанты при мытье посуды нередко работают без очков. Во избежание несчастных случаев следует уничтожать остатки натрия сразу после их образования. Во влажном воздухе достаточно большие куски через некоторое время могут воспламениться. Дисперсии металлического натрия в угле; водородах немедленно воспламеняются на воздухе при удалении растворителя.
Сотрудник А. выполнял работу, связанную с получением и использованием дисперсии металлического натрия в органическом растворителе. До этого ему неоднократно приходилось работать со щелочными металлами, однако с необходимостью получения дисперсии он столкнулся впервые. В оригинальной статье, откуда сотрудник заимствовал методику работы, ничего не говорилось о повышенной опасности дисперсий щелочных металлов, указывалось только, что все манипуляции необходимо проводить в аргоне.
Сотрудник приготовил дисперсию натрия в толуоле в колбочке вместимостью 200 мл под аргоновой «подушкой», затем вылил в токе аргона полученную дисперсию в литровую реакционную колбу и отложил пустую колбочку на поддон для грязной посуды, стоящий рядом с установкой в вытяжном шкафу. Он заметил, что на стенках и горле колбочки остался налет мелкораздробленного натрия, и собирался ополоснуть ее спиртом. Однако сразу же, как только в колбочку попал воздух, произошла вспышка. Сотрудник инстинктивно отдернул руки и при этом уронил капельную воронку, содержащую 200 мл органического растворителя. Воронка разбилась, растворитель воспламенился, огонь охватил реакционную колбу. К счастью колба не разбилась и пожар удалось сравнительно быстро ликвидировать с помощью углекислотных огнетушителей.
При анализе происшествия выяснилось, что сотрудник не знал о том, что дисперсии натрия мгновенно воспламеняются в воздухе. За три месяца до этого он сдал экзамен по технике безопасности, однако в инструкции по работе со щелочными металлами не были упомянуты свойства дисперсии. Во время предварительного обсуждения работы с руководителем сотрудник не информировал его о том, что собирается заменить обычно используемую натриевую проволоку дисперсией, считая это несущественной деталью.
Натрий бурно взаимодействует с водой:
Na + H2O=NaOH+72Н2+142 кДж/моль.
Теплоты реакции часто бывает достаточно для воспламенения образующегося водорода. При растворении небольших кусочков натрия в холодной воде (ниже 40 °C) воспламенения, как , правило, не происходит. Однако, если подвижность кусочков натрия ограничена (например, они помещены в вязкий раствор или на мокрую фильтровальную бумагу), воспламенение неизбежно. Особенно опасен контакт натрия с водой в условиях, когда выделяющийся водород накапливается в ограниченном объеме, например при попадании воды в колбу с остатками натрия; следствием обычно бывает взрыв воздушно-водородной смеси. При контакте натрия со льдом происходит взрыв.
Со спирта м и, - особенно низшими, натрий реагирует весьма энергично:
NaJ-CH3OH = NaOCH3+72H2 + 201 кДж/моль.
Присутствие воды в спирте значительно ускоряет реакцию. Взаимодействие этилового спирта, содержащего более 5% воды, с натрием небезопасно. При реакции натрия со спиртами следует также принимать меры - против образования взрывоопасной воздушно-водо- родной смеси.
Студент-дипломник Л. собирался уничтожить остатки натриевой проволоки в бутылке из-под растворителя. Держа бутылку в руках, он налил в нее небольшое количество этилового спирта. Реакция оказалась чрезвычайно бурной, натрий сразу же расплавился, бутылка сильно разогрелась. Л. поставил бутылку в ракрвину и отскочил в сторону. От соприкосновения с холодной водой бутылка треснула, несколько шариков расплавленного натрия попало в раковину и затем через сливную решетку — в канализационную трубу. Через несколько секунд последовал взрыв, разрушивший чугунный сифон. Никто из присутствующих не пострадал.
При расследовании происшествия выяснилось, что работавшие в лаборатории студенты и сотрудники регулярно снимали УФ-спектры в 96% этиловом спирте. Отходы спирта сливались в емкость с надписью «Сливы этанола (после УФ-спектров)» и обычно использовались для технических целей, главным образом, для уничтожения отходов натрия. За день до происшествия, с разрешения преподавателя, в комнате работала студентка из другой лаборатории — снимала УФ-спектры в водно-спиртовом растворе. После окончания работы она без ведома сотрудников вылила остатки растворов В емкость для сливов. Анализ солепжимпгп бутылки плкячял итл
Л., не зная того, использовал для уничтожения натрия фактически 50% водно-спиртовый раствор.
Примечательно, что лицами, имеющими отношениенк аварии, фактически не было допущено какого-либо серьезного нарушения правил. Однако все они в той или иной степени проявили недостаточную осмотрительность. В результате произошла авария, последствия которой могли быть гораздо более серьезными.
С горячим глицерином натрий реагирует бурно, выделяющийся водород немедленно воспламеняется, поэтому использование глицериновых бань для нагревания установок, содержащих натрий, не менее опасно, чем использование водяных бань.
С диоксидом углерода, в отличие от лития, натрий не реагирует вплоть до температуры красного каления. Однако- загоревшийся натрий продолжает гореть после вытеснения воздуха диоксидом углерода, причем интенсивность горения увеличивается. Контакт твердого диоксида углерода (сухого льда) с. натрием приводит к сильному взрыву,
В отличие от лития," натрий не реагирует с азотом, горение металла в атмосфере азота прекращается.
■Смеси натрия с галогенпроизводными углеводородов, за исключением полностью фторированных, взрываются от удара или сжатия, а также при повышении температуры. Мелкораздробленный натрий взаимодействует с неразбавленными галоген- алкилами и галогенарилами со взрывом. Критическим фактором при взаимодействии натрия с галогенпроизводными углеводородов служит температура. Так, при получении бутилбензола по реакции Вюрца из бромбензола и 1-бромбутайа в присутствии натрия в среде эфира при температуре ниже 15 °C реакция почти не идет. Выше 15 °C реакция идет достаточно активно, а выше 30 °C выходит из-под контроля [64].
В литературе имеются сообщения и о непредсказуемом течении реакций. Так, небольшая проба (около 1 г) перфторгексилиодида не реагировал^ при кипении (114 °C) с натрием, а смесь 140 г указанного иодида и 7 г натрия взорвалась через 30 мин [59]. Следует соблюдать осторожность в ходе сплавления органических соединений с натрием при выполнении качественного анализа. Наличие галогенпроизводных в пробе
Получение амальгамы натрия путем прямого контакта с ртутью сопровождается значительным выделением теплоты. При отсутствии. мер предосторожности температура может достичь 400 °C. Во избежание взрывов и разбрызгивания ртути взаимодействие следует либо проводить под слоем инертной защитной жидкости, например толуола или минерального масла, либо постепенно добавлять ртуть к натрию из капельной воронки.
Дисперсии натрия в эфире, толуоле или тетрагидрофуране применяются для восстановления многих металлов из их галогенидов. Получаемые таким способом порошки кадмия, хрома, кобальта, меди, железа, марганца, молибдена, никеля, алюминия, олова, цинка, индий, магния и других металлов обладают высокой химической активностью и пирофорны. Смеси натрия с галогенидами металлов чувствительны к удару. При этом хлорид и бромид железа(III), бромид и иодид железа(II), хлорид и бромид кобальта(II) вызывают очень сильные взрывы. Сильные взрывы дают смеси натрия с галогенидами алюминия, сурьмы, мышьяка, висмута, меди(II), ртути, серебра, свинца, а также с пентахлоридом ванадия. Хлорид алюминия, галогениды меди(1), кадмия, никеля дают слабые взрывы. Смеси натрия с галогенидами щелочных и щелочноземельных металлов невзрывоопасны.
Чувствительны к удару смеси натрия с органическими соединениями, содержащими нитрогруппы, например с нитрометаном, нитробензолом, динитробензолом, динитронафталином, этил- нитритом, этилнитратом, тринитроглицерином и др. Взрывоопасность смесей повышается с увеличением числа нитрогрупп.
Безводные хлороводород, фтороводород и серная кислота медленно реагируют с натрием. Контакт водных растворов кислот с металлом вызывает взрыв.
Калий (плотность 0,87 г/см3, температура плавления 63,7 °C). По химическим свойствам калий сходен с натрием, а по активности превосходит его. Во всех отношениях калий представляет гораздо более серьезную опасность, чем натрий.
С абсолютно сухим кислородом калий не взаимодействует даже при нагревании до температуры кипения. Оставленный на воздухе калий быстро покрывается оксидной пленкой:
2К+'ЛО2 = К2О;оксид2К + О2=К2О2;пероксидк+о2=ко<надпероксид
Во влажном воздухе окисление идет настолько быстро, что металл расплавляется и может воспламениться, особенно при локальном применении давления и обнажении свежей поверхности, например при выдавливании проволоки.
При длительном контакте с воздухом куски калия покрываются плотной коркой надпероксида калия с промежуточной прослойкой из оксида. Надпероксид калия —- очень энергичный окислитель. Реакция его с водой протекает чрезвычайно бурно:
2КО2 + 2НаО= 2КОН + Н2О2+О2.
Взаимодействие надпероксида калия со способными окисляться органическими или неорганическими веществами настолько активно, что может сопровождаться взрывом. Взрыв возможен уже при простом соприкосновении о р г а н и ч е ск и х веществ с сильно окислившимися кусками калия.
При срезании корки оксидов с кусков калия нередко происходит воспламенение или даже взрыв. Хотя контакт свежеочищенной поверхности • калия с чистым надпероксидом калия приводит только к воспламенению после некоторого индукционного периода, присутствие следов воды, примесей углеводородных растворителей или минерального масла значительно увеличивает вероятность взрыва.
Старые, сильно окислившиеся куски калия, у которых корка оксидов окрашена в желтый ила желтооранжевый цвет, использовать нельзя. Они должны быть уничтожены добавлением небольших порций грег-бутилового спирта в фарфоровом стакане под слоем ксилола.
Взаимодействие калия даже с холодной водой протекает настолько бурно, что выделяющийся водород немедленно воспламеняется. При контакте крупных кусков калия с водой происходит взрыв, мелкие брызги горящего расплавленного металла разлетаются (иногда в радиусе нескольких метров), вызывая вторичные очаги загорания, а при попадании на кожу — очень опасные ожоги! Взрываются и мелкие кусочки калия в случае их контакта с ограниченным количеством воды, например при попадании на влажные поверхности.
Со спиртами калий реагирует гораздо энергичнее, чем натрий. Попытки получения алкоголятов путем добавления калия к спиртам (включая октанол, бензиловый спирт, циклогексанол) приводят к взрыву, если воздух из реакционного сосуда не был предварительно вытеснен азотом или аргоном. Вносить калий в спирты рекомендуется очень небольшими порциями при перемешивании, обязательно контролируя температуру массы. Добавлять очередную порцию калия следует только после охлаждения раствора. Необходимо полностью исключить возможность попадания кусочков калия в охлаждающую баню: при контакте калия со снегом или льдом происходит .взрыв.
Сдиоксидом углерода калий реагирует аналогично натрию. С оксидом углерода СО, в отличие от натрия, калий легко реагирует с образованием взрывоопасного карбонила. Реакция идет уже при — 50 °C, продуктом ее является дикарбонил калия КС2О2. При контакте с воздухом или водой, а также при нагревании до 100 °C последний взрывается. Калий легко реагирует с различными, формами углерода — сажей, графитовым порошком, активным углем. При повышенных температурах реакция протекает весьма бурно. Если углерод находится в мелкодисперсном состоянии, взаимодействие его с калием в присутствии воздуха может происходить со взрывом. Главную роль при этом играет, очевидно, реакция образующегося надпербксида калия с углеродом. Взрывы могут происходить также при попытках погасить горящий калий графитовым порошком, который нередко рекомендуют в качестве огиегасительного средства, что неправильно.
С галогенпроизво'дными углеводородов калий образует взрывоопасные смеси, которые / еще более чувствительны к удару и нагреванию, чем смеси с натрием. Взрывоопасность повышается с увеличением числа атомов галогена в молекуле. Так, смесь калия с четыреххлористым углеродом в 150— 200 раз чувствительнее к удару по сравнению с гремучей ртутью, а смесь калия с бромоформом взрывается от ничтожного сотрясения. Смеси с тетра- и пента хлората ном склонны взрываться самопроизвольно. Взаимодействие калия с галогенпроизводными углеводородов в инертных растворителях поддается контролю при точном соблюдении условий реакции, в частности температурного режима, однако следует строго Следить за тем, чтобы поверхность металла была свежеочищенной — наличие даже следов оксидов приводит к непредсказуемому течению реакции.
С галогенидам и многих металлов калий реагирует аналогично натрию, но более энергично.
Многие органические и неорганические соединения, содержащие нитро группу,' например нитрат аммония, пикриновая кислота, нитробензол, будучи нечувствительны к удару сами по себе, становятся чрезвычайно взрывоопасными в присутствии даже следов калия или калий-натриевого сплава.
Сплав калий-натрий. Сплав содержит 50—85% (по массе) калия, температура его плавления ниже комнатной. Химическая активность сплава аналогична активности калия, однако в обращении он еще опаснее. Будучи жидким при комнатной температуре, сплав вступает с реагентами в более тесный контакт, чем твердый металл, поэтому реакции идут еще энергичнее. При контакте с воздухом сплав немедленно воспламеняется, так как легко вытекает из оксидной пленки, обнажая свежую поверхность металла. Смесь сплава с твердым д и о к с и д о м углерода в 40 раз более чувствительна к удару по сравнению с гремучей ртутью. Не рекомендуется использовать сплав для восстановления металлов из галогенидов в тех случаях, когда соль хорошо растворима в используемом растворителе (например, ZnCh или FeCh в тетра- ‘ гидрофуране), поскольку реакция может быть слишком бурной.
УНИЧТОЖЕНИЕ ОСТАТКОВ
ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ
Отходы лития. Обрезки и небольшие (не более горошины) кусочки лития можно уничтожить путем растворения в большом количестве холодной воды в вытяжном шкафу.
Дисперсии лития ввиду их высокой реакционной, способности нельзя растворять в воде. Остатки дисперсии в углеводородном растворителе уничтожают постепенным добавлением этилового спирта.
Отходы натрия. Обрезки и остатки проволоки в количествах не более 5—10 г немедленно уничтожают, заливая их в фарфоровом стакане небольшими порциями этилового спирта до полного растворения. Допускается использование изопропилового спирта, содержащего до 2% воды для ускорения, реакции. Существует способ уничтожения небольших кусочков натрия в колбе с холодной водой. Поверх воды наливают слой бензина толщиной 3—5 см. Кусочки натрия по одному опускают в колбу. Очередной кусочек вносят только после полного растворения предыдущего. Натрий растворяется на границе раздела фаз, защитный слой бензина препятствует воспламенению водорода. Способ удобен, однако с точки зрения безопасности не имеет преимуществ перед общепринятыми методами.
Необходимо следить за полнотой растворения натрия при обработке этиловым спиртом шламов после проведения реакций: Так, избыток натрия после реакции Вюрца не всегда удается полностью уничтожить спиртом, поскольку кусочки натрия бывают покрыты коркой галогенидов, нерастворимых в спирте. Последующее промывание водой в таких случаях приводит к воспламенению массы.
Дисперсии натрия разлагают добавлением по каплям безводного спирта без доступа воздуха.
Отходы калия. Эти отходы уничтожают, заливая их смесью равных количеств петролейного эфира и безводного изопропилового спирта. Уничтожение остатков калия с помощью этилового спирта является нарушением правил техники безопасности. Обрезки калия можно разлагать в фарфоровом стакане в вытяж-
петкой с такой скоростью, чтобы реакция была не слишком бурной. В случае воспламенения стакан накрывают заранее приготовленным куском асбеста.
Не допускается сбор обрезков калия и натрия в одну емкость. При контакте двух металлов образуется сплав, который при определенном соотношении компонентов становится жидким при комнатной температуре, что значительно повышает опасность работы с ним. Особенно опасно уничтожать сильно окислившиеся куски калия в случае,. если корка оксидов имеет желтую' окраску. Даже с трет-бутиловым спиртом реакция может протекать слишком бурно. Уничтожение проводят в фарфоровом стакане под слоем ксилола, добавляя по каплям трет-бутиловый спирт. Операцию осуществляют в свободном вытяжном шкафу при закрытых створках, имея наготове средства пожаротушения.
Большие количества щелочных металлов. Уничтожение больших количеств иногда рекомендуется проводить путем сжигания на открытых площадках. Однако такие рекомендации нельзя признать обоснованными. При горении щелочных металлов на воздухе образуются аэрозоли гидроксидов в виде дыма, что приводит к загрязнению окружающей среды. Сжигать щелочные металлы можно только в специальных печах, оборудованных системами подачи воздуха и очистки отходящих газов.
При правильной организации работы в лаборатории, когда обрезки не накапливаются, а уничтожаются своевременно, не возникает необходимости уничтожения больших количеств щелочных металлов.
ОЧИСТКА ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ
ОТ ОКСИДНЫХ ПЛЕНОК |57]
Оксидные пленки с пЬверхности кусков лития и натрия рекомендуется удалять острым ножом под слоем ксилола или минерального масла, предварительно высушенных над натриевой проволокой. Операцию удобно проводить в фарфоровой ступке. Очищенные куски металла переносят пинцетом в макан или колбочку с высушенным ксилолом. Обрезки металла после осторожного декантирования ксилола немедленно уничтожают. Пои очистке калия эта методика не мо-
жет считаться безопасной, хотя и рекомендуется в некоторых руководствах. При контакте свежей поверхности калия с оксидной пленкой иногда происходят взрывы даже под слоем защитной жидкости.
Гораздо безопаснее, экономичнее и проще способ очистки калия, заключающийся в плавлении металла под слоем высушенного гептана. Небольшие неочищенные куски (около 20 г) плавят в широкогорлой колбе Эрленмейера или в высоком стакане. После расплавления металла нагревание прекращают и аккуратным вращением колбы добиваются того, чтобы калий вытек из оксидных пленок. Если необходимы более мелкие куски, осторожным встряхиванием колбы или стеклянной палочкой разбивают порцию на несколько глобул. Далее колбу охлаждают и когда металл затвердевает, вынимают глобулы с помощью острой железной палочки или длинного пинцета и переносят в тарированный бюкс с гептаном для последующего взвешивания. Оставшиеся пленки подлежат немедленному уничтожению;
Описанная методика пригодна и для очистки натрия. В этом.случае вместо гептана используют высушенный ксилол.
Нельзя резать щелочные металлы на воздухе, даже если не требуется сохранение блестящей поверхности —■ это опасно.
АБСОЛЮТИРОВАНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ
Большая часть аварий и несчастных случаев, связанных с металлическим натрием, происходит при его использовании в качестве осушителя.
Абсолютирование натрием "проводится настолько часто, что даже опытные работники иногда забывают об осторожности. Кроме того, эту операцию нереДко поручают лаборантам, не проводя подробного инструктажа.
Натрий можно применять для абсолютирования только углеводородов и простых эфиров. Как правило, нельзя использовать натрий для сушки кислот, сложных эфиров, спиртов, галогенпроизводных жирного и ароматического рядов, альдегидов, кетонов, аминов и др.
Рис. 89. Пресс для получения натриевой проволоки:
1 — металлическая станина; 2 -~ поршень; 3 — патрон; 4 — стальной шарик, выполняющий функцию шарнира
Натрий используют для окончательной осушки растворителей -- для удаления следов воды. Растворители, содержащие более 0,5% воды, сушить натрием нельзя — вследствие бурного протекания реакции возможен взрыв. Предварительно растворитель должен быть обезвожен с помощью безопасного осушителя, например хлорида кальция или сульфата натрия. При взаимодействии натрия с влагой, содержащейся в растворителе, образуются газообразный, водород и гидроксид натрия, который покрывает поверхность металла тонкой пленкой, что замедляет или полностью прекращает дальнейшую реакцию. Чтобы повысить полноту использования натрия, его чаще всего применяют в виде тонкой проволоки, обладающей большой удельной поверхностью.
Для получения натриевой проволоки пользуются специальным прессом, изображенным на рис. 89. В патрон помещают небольшие куски натрия, предварительно очищенные от гидроксидной корки. Патрон вставляют в гнездо пресса, к отверстию патрона вплотную приставляют бутылку с растворителем, и затем, медленно вращая винт, выдавливают проволоку. После выдавливания всего натрия поршень вынимают из патрона, помещают их в фарфоровый стакан и заливают этиловым спиртом, чтобы растворить остатки натрия. По окончании растворения поршень и патрон тщательно моют водой и сушат в шкафу.
Если растворитель предполагается оставить над натриевой проволокой на ночь, не следует закрывать сосуд притертой пробкой: выделяющийся водород может создать значительное давление в емкости. В таких случаях необходимо использовать пробку, снабженную хлоркальциевой трубкой.
Для ускорения процесса сушки и более полного удаления воды растворитель кипятят около часа в колбе с обратным холодильником над натриевой проволокой, после чего перегоняют его в сухой приемник, защищенный хлоркальциевой трубкой. Не следует забывать, что для нагревания колбы в таком случае нельзя использовать водяную или глицериновую баню. В качестве Жидкого теплоносителя для бани рекомендуется минеральное масло. Натриевую проволоку, оставшуюся после перегонки, уничтожают в той же колбе сразу после ее охлаждения, заливая достаточным количеством этилового спирта. Оставшееся" в колбе небольшое количество растворителя перед уничтожением остатков проволоки можно не удалять.
Если необходимо получить очень сухой растворитель для особо точных работ, в перегнанный над натрием растворитель добавляют новую порцию проволоки, над которой его и хранят. Критерием качества осушки служит поверхность проволоки — в сухом растворителе она долгое время остается блестящей. Склянку с сухим растворителем над натриевой проволокой помещают в металлический контейнер, дно и стенки которого необходимо выложить асбестовым картоном. Хранят контейнеры в отдельном ящике для ЛВЖ.
Абсолютирование сплавом калий-натрий, жидким при комнатной температуре, дйет значительные преимущества: при легком встряхивании сплав вытекает из оксидной пленки и обнажает свежую поверхность, поэтому даже без кипячения можно добиться полт ного удаления воды из растворителя, при более энергичном встряхивании сплав распадается на мелкие шарики — в этом случае Процесс сушки значительно ускоряется. Однако риск, сопряженный с использованием сплава в качестве осушителя, вряд ли компенсируется этими преимуществами. Сплав , так же как и калий, при контакте с воздухом образует чрезвычайно взрыве-
опасный пероксид, что представляет-особую опасность при абсолютировании склонных к образованию пероксидов простых эфиров.
ТУШЕНИЕ ГОРЯЩИХ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ
При выборе способа пожаротушения следует различать горение собственно щелочных металлов, горение водорода, выделяющегося в процессе взаимодействия металла с водой, и горение органического растворителя в присутствии щелочного металла. Наиболее опасно, когда загорается сам щелочной металл, хотя такие случаи происходят редко.
Тушение лития. Серьезную опасность представляет загоревшийся металлический литий. Использование обычных средств пожаротушения (вода, пена, диоксид углерода, галогенпроизводные углеводородов) либо усиливает горение, либо ведет к взрыву. При темпера- ' туре выше 250 °C литий быстро разрушает стекло, кварц, бетон, огнеупоры, реагирует с песком. Литий продолжает гореть в атмосфере азота и диоксида углерода. Непригодны для тушения хлорид и карбонат натрия, поскольку при контакте с этими солями горящий литий вытесняет натрий. Нельзя применять также порошковые огнетушители, снабженные составами ПС-1 и ПС-2, хотя во многих инструкциях их ошибочно рекомендуют для тушения всех щелочных металлов.
Для тушения горящего лития разработаны специальные порош новые составы ПС-Н, ПС-12 и ПС-13 на основе различных флюсов и графита с гидрофобизирующими добавками (см. разд. 3.1). Следует использовать также порошкообразный графит, хлорид лития, хлорид калия. При работе с литием помимо обычных средств пожаротушения необходимо иметь наготове достаточное количество одного из перечисленных порошков.
Литий можно потушить также, вытеснив воздух из очага горения аргоном. Подавать аргон следует так, чтобы струя газа не разбрызгивала жидкий металл. После прекращения горения остатки металла следует остудить в токе аргона.
Тушение натрия, калия и сплава натрий-калий. Наилучшие результаты при тушении этих металлов
достигаются путем использования огнетушителей, снаряженных порошками ПС-1 и ПС-2 (см. разд. 3.1). Порошок должен полностью покрыть поверхность горящего металла. Горение прекращается также при засыпанйи металлов мелким сухим кварце^вым песком, кальцинированной содой, мелкой поваренной солью. Поваренная соль предпочтительнее песка, поскольку при высокой температуре натрий и калий могут реагировать с диоксидом кремния.
Рекомендуемый иногда в качестве огнегасительного средства порошкообразный графит пригоден для тушения горящего натрия, но не калия. При горении калия и сплава калий-натрий образуется над- пероксид калия, реагирующий с графитом со взрывом. Непригодны для подавления горения натрия и калия порошковые огнетушители, заряженные составом ПСБ на основе бикарбоната натрия и составом СИ-2, со дер ж а щи м тетр а фто р ди б ро мэта н.
Натрий и калий можно тушить аргоном и азотом. Аргон эффективнее, поскольку существенно тяжелее воздуха.
Диоксид углерода непригоден для тушения натрия и калия, однако углекислотным огнетушителем можно успешно потушить горящий растворитель в присутствии натрия. Обычно натрий не воспламеняется, пока не выгорит весь растворитель, так как пары растворителя защищают металл от контакта с кислородом воздуха. Иногда этот эффект удается использовать при тушении горящего металла. Если на горящий в какой-либо емкости натрий вылить небольшое количество керосина, образовавшийся в результате очаг пламени можно полностью загасить с помощью углекислотного огнетушителя.
Щелочной металл считается потушенным только после полного остывания. Несгоревшие остатки металла тщательно собирают в толстостенный фарфоровый стакан и уничтожают обычным способом.
РАБОТА С РТУТЬЮ
Металлическая ртуть — широко используемое в практике химических лабораторий я во многих случаях незаменимое вещество. Общеизвестно ее применение для заполнения термометров, вакуумметров, затворов, реле, электрических прерывателей, для получения высокого вакуума в ртутных диффузионных насосах, при электрохимических исследованиях, в полярографическом .анализе с применением ртутного капельного электрода, для точной калибровки мерной посуды, для определения пористости адсорбентов и диаметра капиллярных трубок. Широко используются способность ртути образовывать амальгамы с большинством металлов, а также ее каталитические свойства в различных химических реакциях.
ИСТОЧНИКИ ОПАСНОСТИ [45]
Пары металлической ртути, как и большинство ее химических соединений, обладают чрезвычайно высокой токсичностью: ПДК паров ртути в воздухе рабочей зоны составляет 0,01 мг/м , а среднесменная — 0,005 мг/м3 (для сравнения: ПДК такого сильнодействующего ядовитого вещества, как фосген, составляет 0,5 мг/м3).
Начальные симптомы хронического отравления парами ртути неспецифичны и выражаются, главным образом, в растройствах нервной системы. Часто пострадавшие не связывают эти явления с истинной причиной — отравлением ртутью и продолжают рабо-
тать в отравленной атмосфере, в результате поражения нервной системы усугубляются — вплоть до потери трудоспособности. Последствия хронических ртутных, отравлений с трудом поддаются лечению.
Даже в концентрациях, в сотни и тысячи раз превышающих ПДК, пары ртути не обладают цветом или запахом, не оказывают немедленного раздражающего действия. По этой причине персонал, работающий в отравленных ртутью помещениях, как правило, не подозревает об этом до тех пор, пока признаки серьезного отравления не станут явными.
Ртуть — чрезвычайно подвижная жидкость и при неаккуратном обращении, а иногда и несмотря на все предосторожности, может быть пролита на пол или рабочий стол. При этом мельчайшие шарики ртути раскатываются по всему помещению, попадая в самые незначительные щели и труднодоступные места. Пролитую ртуть очейь трудно собрать полностью, между тем даже небольшие ее количества, оставшиеся в щелях в виде мелких, часто невидимых невооруженным глазом капель, за счет значительной поверхности интенсивно испаряются и быстро создают в замкнутом помещении, особенно при недостаточной вентиляции опасные для здоровья работающих концентрации паров. Необходимо иметь в виду, что достаточно в небольшом помещении разбить всего один ртутный термометр и не провести тщательную демеркуризацию, чтобы работающие в этом помещении с течением времени получили ртутное отравление.
Ниже приведены зависимости равновесной Концентрации паров ртути в атмосфере и давления паров ртути от температуры:
Темпе
Давление
Равновес
Темпе
Давление
Равновес
ратура,
ларов.
ная кон
ратура,
паров,
ная кон
°C
мм рт. ст.
центрация,
°C
мм рт. ст.
центрация,
мг/м3
мг/м-
-20
0,000023
0
0,000185
2,3
30
0,002777
—
10
0,000490
40
0,006079
67
20
0,001201
14,3
50
0,01267
—-
22
0,001426
—
60
0,02524
260
24
0,001691
100
0,273
-—
25
0,001846
20
200
18,25 .
—
26
0,002000
—
300
248,6
—,
28
0,002359
—
356,0
760,0
—
Из приведенных данных видно, что, например при 25 °C в замкнутом помещении без вентиляции, содержащем открытую поверхность ртути, с течением времени концентрация паров ртути достигнет значения, в 2000 раз превышающего ПДК. Реальная концентрация паров ртути в помещении за счет вентиляции всегда ниже равновесной и зависит от площади испарения, скорости движения воздуха над поверхностью ртути, состояния ее поверхности, температуры воздуха и других факторов. Скорость испарения ртути со свежей поверхности в неподвижном воздухе при 20 °C составг ляет 0,002 мг/(см2-ч).
Нетрудно подсчитать, что если 25 г ртути (около 2 см3) при падении раздробится на кацли диаметром 0,1 мм каждая (на практике эти капли бывают микронного и даже субмикронного размеру), то общая поверхность всех капель составит около 0,1 м2. При 20 °C с такой поверхности может испаряться за 1 ч около 2 мг ртути. За ночь (в течение 16 ч) в комнате объемом 100 м3 при отключенной вентиляции создается средняя концентрация паров ртути, в 30 раз превышающая ПДК. С момента включения вытяжной вентиляции с кратностью обмена, равной 6, количество содержащейся в помещении ртути в приведенном примере снизится до уровня ПДК только через 1 ч и то при условии равномерного вроветривания всех участков комнаты.
По мере окисления поверхности ртути скорость испарения уменьшается и через 14 дней составляет 20— 40% от скорости испарения со" свежей поверхности. Однако такого снижения явно недостаточно, чтобы можно было говорить об уменьшении опасности отравления. Кроме того, при механических воздействиях оксидная пленка может разрушаться, при этом скорость испарения вновь увеличивается.
Следует учитывать, что пары ртути активно адсорбируются штукатуркой, деревом, ржавчиной, текстильными материалами, некоторыми марками линолеума, стеклом, металлами и другими материалами. Процесс адсорбции обратим, поэтому стены, потолок, мебель в зараженном ртутью помещении становятся дополнительными источниками выделения ее паров, особенно при повышении температуры воздуха. По этой причине концентрация паров может превышать ПДК даже при непрерывно работающей вентиляции. Нередко случается, что даже тщательная уборка обнаруженной в щелях пола «залежной» ртути не приводит
к существенному снижению концентрации ее паров в воздухе, и чтобы сделать помещение пригодным для работы, приходится производить сложный и трудоемкий ремонт.
Опасно испарение не только пролитой ртути. Негерметично закрытые приборы со ртутью, например ртутные затворы для мешалок, некоторые конструкции манометров, а также сосуды с неплотными крышка^ для ее хранения служат постоянными источниками поступления паров ртути в атмосферу.
Вопреки широко распространенному мнению, слой воды, масла, глицерина и других жидкостей, налитых поверх ртути, не препятствует ее испарению. Этот, казалось бы противоречащий здравому смыслу, факт объясняется тем, что растворимость ртути во многих жидкостях хотя и ничтожно мала, все же выше, чем в воздухе. Например, растворимость ртути в воде при 25 °C составляет 3-10 7 моль/л или 60 мг/м3, что в три раза превышает концентрацию ее насыщенных паров в воздухе при той же температуре (20 мг/м3).
Недопустимо скопление ртути в сифонах раковин, •попадание паров ртути в масляные насосы при заполнении вакуумметров, перегонке ртути и других операциях, хранение ртути под слоем воды.
Также ошибочно распространенное мнение, что пары ртути вследствие высокой атомной массы всегда опускаются вниз. При расчетах это приводит к заниженным оценкам концентрации ртутных паров в зоне дыхания. Следует иметь в виду, что при испарении ртути образуется паровоздушная смесь, причём ,из-за малой концентрации паров при комнатной температуре утяжеление воздуха оказывается крайне незначительным. Поэтому воздух, содержащий пары ртути, не опускается вниз, а рассеивается по всему помещению.
Однако основная опасность при работе с ртутью связана не столько с ее токсичными свойствами, сколько с удивительной неосведомленностью о них, встречающейся до сих пор даже среди опытных работников химических лабораторий. Следствием этого является недооценка вреда, который может быть нанесен собственному здоровью и здоровью окружающих в случае пренебрежения элементарными правилами работы со* птутью. Положение усугубляется тем, что до сих пор
в некоторых руководствах рекомендуются для употребления приборы с неизолированной поверхностью ртути, описываются не отвечающие современным требованиям приемы работы со ртутью, малоэффективные методы демеркуризации помещений.
ДЕЙСТВИЕ РТУТИ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
■_ При вдыхании воздуха, содержащего пары ртути в' концентрации не выше 0,25 мг/м3, последняя полностью задерживается в легких. В случае более высоких концентраций паров в атмосфере возможен и другой путь их проникновения в организм — через неповрежденную кожу.
В зависимости от количества ртути и длительности ее поступления в организм возможны острые и хронические отравления, а также микромеркуриализм. Наиболее чувствительны к ртутным отравлениям женщины и дети.
Острые отравления парами ртути. В практйке химических лабораторий такие отравления встречаются редко — при поступлении значительного количества ртутных паров в организм в течениё непродолжительного времени вследствие аварий или грубого нарушения правил техники безопасности. Острые отравления возможны при нагревании неизолированной ртути вне вытяжного шкафа, например при пользовании банями с жидкими теплоносителями (маслом, глицерином; сплавом Вуда), в которые попала ртуть из разбитого термометра. Опасные концентрации ртутных паров создаются при разрушении стеклянных аппаратов, содержащих нагретую до высокой температуры ртуть. Одна из опаснейших и в то же время довольно часто встречающихся ситуаций — разрушение ртутного термометра в сушильном шкафу. Ртуть при этом испаряется особенно быстро, а сушильные шкафы нередко размещают вне вытяжного шкафа. '
Один из случаев острого отравления ртутью произошел в результате воспламенения установки, снабженной ртутным затвором. Сотрудник в течение 10—15 мин пытался бороться с огнем с помощью асбестового полотна. Ртутный затвор разбился, ртуть попала на нагретые части установки, в песчаную баню и на асбестовое полотно, которое от пламени также сильно нагрелось. Хотя установка была собрана в вытяжном шкафу, для более успешной борьбы с огнем сотрудник отключил вытяжную вентиляцию. К кон-
цу дня у пострадавшего появились признаки острого ртутного отравления. Выздоровление наступило через 3 недели интенсивного лечения.
Обычно симптомы острого отравления парами ртути проявляются уже через несколько часов после начала отравления — общая слабость, отсутствие аппетита, головная боль, боли при глотании, металлический вкус йо рту, слюнотечение, набухание и кровоточивость десен, тошнота и рвота; как правило, появляются боли в животе, слизистый понос (иногда с кровью). Нередко наблюдается воспаление легких, катар верхних дыхательных путей, боли в груди, кашель, одышка, иногда озноб. Температура тела иногда повышается до 38—40 °C. В моче пострадавшего находят значительные количества ртути. В особо тяжелых случаях через несколько дней возможна смерть.
Хронические отравления парами ртути (меркури- ализм). Отравления возникают при сравнительно продолжительной работе — в течение нескольких месяцев, а иногда нескольких лет в помещениях, воздух которых содержит пары ртути в количествах, незначительно превышающих санитарную норму.
При. хронических отравлениях в первую очередь поражается центральная нервная система. В зависимости от типа нервной системы первые признаки могут быть различны: повышенная утомляемость, сонливость, общая слабость, головные боли, головокружения, апатия, а также эмоциональная неустойчивость — неуверенность в себе, застенчивость, общая подавленность, раздражительность. Наблюдается ослабление памяти, внимания, умственной работоспособности. Постепенно развивается усиливающееся при волнении дрожание («ртутный тремор») вначале пальцев рук, затем век, губ, в тяжелых случаях — ног и всего тела. Большое значение для диагностики ртутных отравлений имеет снижение кожной чувствительности, вкусовых ощущений и остроты обоняния. Наблюдается также усиление потливости, частые позывы к мочеиспусканию, иногда некоторое увеличение щитовидной железы, замедление или учащение сердечной деятельности, понижение кровяного давления.
Хроническое отравление вызывает предрасположенность к туберкулезу, атеросклеротическим явлениям,
поражениям печени и желчного пузыря, гипертонии. У женщин нарушается менструальный цикл, увеличивается процент выкидышей и преждевременных родов, мастопатий, беременность протекает более тяжело, родившиеся дети нередко бывают нежизнеспособными или очень слабыми.
Последствия хронического отравления могут прояви литься спустя несколько лет после прекращения контакта со ртутью.
Микромеркуриализм. Это хроническое отравление возникает при воздействии на человека в течение 5— 10 лет ничтожных концентраций паров ртути.
Задолго до появления первых клинических признаков микромеркуриализма происходят резкие сдвиги пороговой чувствительности к запаху различных веществ, что можно выявить с помощью специальных тестов. Основаниями для проверки служат быстрая утомляемость, снижение работоспособности, повышенная возбудимость, раздражительность, головные боли, ослабление памяти. Отсутствие контакта со ртутью не может явиться доводом против подозрений на ртутное отравление, поскольку микромеркуриализм возникает иногда при самых неожиданных обстоятельствах — может сыграть роль диффузия паров ртути из соседних помещений, разбитый даже очень давно ртутный термометр, если ртуть не была тщательно'убрана, и т. п.
Более характерными признаками^ проявляющимися однако не сразу, являются мелкий й частый тремор пальцев вытянутых рук, кровоточивость десен, катаральные явления верхних дыхательных путей, позывы к частому мочеиспусканию, у женщин, кроме того,— нарушение менструального цикла.
Если воздействие паров ртути на организм йро- должается, микромеркуриализм переходит в хроническое отравление ртутью со всеми характерными для него симптомами.
ИНДИКАЦИЯ ПАРОВ РТУТИ
Для количественного определения содержания паров ртути в воздухе и локальных скоплений металлической ртути промышленностью выпускаются анализаторы паров ртути «Меркурий». Действие приборов
основано на поглощении парами ртутих излучения ртутной лампы с длиной волны 253,7 нм. Пределы измерений от 0 до 0,005 мг/м3 и от 0 до 0,25 мг/м3 [34].
Разработаны лабораторные методы количественного определения ртути в воздухе с помощью адсор- бентных трубок. Через трубку, заполненную гопкалитом, в течение заданного промежутка времени (от 15 Мин до 8 ч) просасывают определенный объем воздуха (как правило, 50—100 л). Содержимое трубки растворяют в кислоте, анализ осуществляют методом атомно-абсорбционной спектрометрии при длине волны 253,7 нм. Нижний предел измерения составляет 0,005 мг/м3; влияния неорганических веществ на результаты анализа не обнаружено. Ориентировочно содержание паров ртути в воздухе можно определить с помощью индикаторных бумажек, пропйтанных суспензией иодида меди или сульфидом селена.
Способы приготовления индикаторных бумажек с Cujh приведены ниже:
'1. Суспензию иодида меди получают так же, как при получении, индикаторного порошка (см. разд. 14.4), но этилового спирта добавляют столько, чтобы получилась жидкая паста. Пасту ровным слоем наносят на листы фильтровальной бумаги с помощью кисти. Бумагу высушивают либо в помещении, не содержащем паров ртути, либо в эксикаторе. После этого нарезают полоски шириной 1 см. Сухие бумажки хранят в плотно закрывающемся сосуде.
2. Фильтровальную бумагу пропитывают 5% раствором сульфата меди и затем равномерно опрыскивают из пульверизатора 10% раствором иодида калия. Для обесцвечивания бумагу опускают в 10% раствор тиосульфата натрия, затем промывают водой, сушат и нарезают полосками.
Индикаторные бумажки помещают в местах возможного попадания паров ртути а воздух на уровне человеческого роста. Если в течение рабочего дня (7—8 ч) бумажки не приобретают розоватого оттенка, содержание паров ртути в воздухе ниже ПДК-
ПОГЛОЩЕНИЕ ПАРОВ РТУТИ
В лабораториях, не приспособленных специально для работы со ртутью, в порядке исключения допускается эпизодическая работа с небольшими ее количествами. Обязательными условиями проведения таких работ являются, во-первых, согласование методики
Рис. 92. Ловушки для сбора небольших количеств пролитой ртути: / — толстостенная стеклянная трубка с узким каналом; 2 — резиновый шланг; 3 — резиновая груша; < — склянка Дрекселя
Для этой цели берут непроклеенную или слабопроклеен- ную бумагу (фильтровальную или газетную), размачивают ее в воде и затем отжимают. Бумагу после протирки ни в коем случае нельзя выбрасывать. Ее помещают в банку, закрывающуюся пробкой, заливают раствором, в I л которого содержится 1 г КМпО< и 5 мл конц. НС1, и* хранят в течение нескольких дней. Ртуть яри этом превращается в каломель.
При сборе ртути нельзя ограничиваться осмотром только доступных участков. Следует учитывать,, что металлическая ртуть очень подвижна и мельчайшие ее шарики могут «разбегаться» далеко от места падения, падая в щели, трещины и прочие труднодоступные места.
Из углублений и щелей ртуть извлекают при помощи полосок или кисточек из белой жести, медной или латунной проволоки и других амальгамирующихся металлов. Чтобы ртуть хорошо прилипала к медным пластинкам или проволоке, перед употреблением их промывают ацетоном, затем окунают в разбавленную азотную кислоту и, наконец, промывают водой. Медными кисточками ртуть можно легко собрать под слоем воды иди органических жидкостей.
АмальгированнЫе пластинки и кисточки сами могут послужить источниками отравления воздуха, поэтому их следует хранить в специальных герметически закрывающихся банках..
Мебель и приборы, под которые могли попасть шарикиртути, обязательно переставляют. Если предполагается, что ртуть попала на деревянную мебель, вынимают все ящики и полки, особое внимание обращая на пазы и щели. Ящики выколачивают над куском линолеума Или подстилкой из клеенки. Щели и стыки следует прошпаклевать и покрасить масляной краской.
В месте, где разлилась ртуть, неплотно прилегающие к полу участки линолеума вскрывают, i плинтусы отрывают от стен. При обнаружении вкраплений ртути загрязненные ею участки штукатурки срезают.
Химическая обработка помещений
Механическая очистка, как бы тщательно она ни была проведена, все же не может считаться достаточной. Мелкие капли, особенно из щелей и трещин, нельзя извлечь полностью, кроме того, невозможно удалить адсорбированные поверхностью пары ртути,, поэтому после механической очистки обязательно проводят химическую обработку загрязненных участков.
Различные методы химической обработки основаны либо на окислении ртути с превращением ее в оксид или в хлорид, либо на переведении ее в мелкодисперсное состояние, что облегчает уборку. Однако следует иметь в виду, что ртуть в химическом отношении весьма устойчива. Например, ее первый потенциал ионизации (10,43 В) выше ионизационных потенциалов золота (9,39 В) и платины (9,00 В). По этой причине химические дегазирующие агенты способны окислить только поверхность ртути и, .следовательно, эффективны при обработке лишь очень мелких капель. На более крупных каплях образуется защитная пленка, однако эффект снижения концентрации паров ртути в воздухе’ оказывается лишь временным. При повышении температуры или механическом воздействии оксидная пленка растрескивается и испарение ртути возобновляется.
Далеко не все из описанных в литературе способов химической обработки достаточно эффективны. Например, совершенно бесполезно засыпать ртуть серным цветом, так как при комнатной температуре и даже
при нагревании до 100 °C ртуть и ее пары практически не взаимодействуют с измельченной серой. Нельзя применять для обработки металлические порошки, образующие амальгамы, во всяком случае без дальнейшей тщательной уборки, поскольку этот прием не уменьшает, а может даже увеличить скорость испарения ртути.
Не рекомендуется также применять газообразный сероводород. В безвредных для здоровья концентрациях сероводород неэффективен. Применение высоких концентраций (1г/м3 и выше) в лабораторном помещении связано с серьезными техническими трудностями, к тому же образующаяся защитная пленка сульфида "ртути не отличается прочностью, и через некоторое время после демеркуризации концентрация паров ртути в воздухе может восстановиться до опасного уровня.,. j
Демеркуризация раствором хлорида железа(П1).
Метод демеркуризации, основанный на взаимодействии ртути с раствором FeCh, считается одним из наиболее . простых и надежных. В результате химической реак- • ции мелкие капли ртути превращаются в оксиды и хло- j риды, более крупные при механическом перемешивании с раствором переходят в мелкодисперсное . состояние, что увеличивает их реакционную способность и облегчает последующую уборку.
Для демеркуризации рекомендуется использовать ” 20% водный раствор FeCl3. Более разбавленные растворы менее устойчивы вследствие гидролиза. Раствор готовят из расчета 10 л на 25—30 м2 площади помещения. Небольшие порции хлорида железа растворяют в холодной воде при перемешивании, i Обрабатываемую поверхность обильно смачивают раствором, затем несколько раз протирают щеткой j для лучшего эмульгирования ртути и оставляют до I полного высыхания. Через 1—2 суток поверхность тщательно промывают сперва мыльным раствором, за- 1 тем чистой водой для удаления продуктов реакции и непрореагировавшей ртути. .
Следует иметь в виду, что раствор хлорида железа 5 вызывает сильную, коррозию металлического оборудо- ; вания и приборов, а также порчу деревянной мебели м наклтппых пластиков. Металлические части поибо- i
ров рекомендуется защищать, смазывая их перед обработкой вазелином.
Демеркуризация раствором перманганата калия. Метод основан на взаимодействии ртути со свободным хлором, образующимся при реакции* перманганата калия с соляной кислотой. В результате образуется малотоксичная нерастворимая в воде каломель:
2КМпО4+ 16НС1 =2КС1 + 2МпС12 + 5СЬ + 8Н,О;
2Hg+Cl2 = HgaCl3.
Каломель, оставленная на воздухе, со временем разлагается с выделением металлической ртути, поэтому после демеркуризации обработанные поверхности тщательно промывают.
Рекомендуется использовать раствор, содержащий в 1 л 1—2 г КМпО* и 5 мл Конц. HCI. Обработку удобно проводить с помощью пульверизатора. Через I—2 ч можно приступить к уборке. Раствор вызывает коррозию металлического оборудования, хотя и в меньшей степени по сравнению с раствором хлорида железа. В случае образования бурых пятен на полу и мебели их можно удалить 3% раствором перекиси водорода.
Обычные пульверизаторы с металлическим распыляющим узлом при использовании для демеркуризации быстро выходят из строя из-за коррозии. На рис. 93 приведена предложенная автором [15] конструкция простейшего пульверизатора, с помощью которого можно распылять агрессивные растворы. Для изготов-
Рис. 93. Пульверизатор:
/ — пробирка с отводом; 2 — полиэтиленовая трубочка, оттянутая на конце в капилляр; 3 — отрезок резинового шланга; 4 — сопло (оттянутая стек- nauuoa ттгбликаЬ А— ПРЧИНОАЯЯ ГПУШЯ
ления-пульверизатора мягкую полиэтиленовую трубку осторожно разогревают в струе горячего воздуха, например высоко над пламенем спиртовки, и оттягивают капилляр, который затем вставляют в сопло. Чем тоньше капилляр, тем выше дисперсность распыления и ниже производительность по раствору. Соотношение диаметров отверстия сопла и капилляра подбираю^ опытным путем. Оптимальный диаметр отверстия сопла 0,5—0,3 мм. Тонкую регулировку работы пульверизатора осуществляют, выдвигая конец капилляра за пределы сопла на 0,5—1 мм.
Демеркуризация хлорной известью и полисульфидом натрия. Метод достаточно эффективен, хотя несколько более трудоемок, так как включает последовательную обработку двумя растворами. При обработке хлорной известью образуется каломель, которая при взаимодействии с раствором полисульфйда натрия превращается в сульфид ртути.
Хлорную известь употребляют в виде 20% суспензии в воде. Для получения полисульфида натрия нагревают 1 кг кристаллического сульфида натрия до 105 °C и при перемешивании постепенно добавляют 100— 150 г молотой серы до получения однородной массы, которую затем растворяют в 10—12 л воды.
Подлежащие демеркуризации поверхности вначале обрабатывают хлорной известью, через 2—3 ч известь смывают, после чего наносят раствор полисульфида натрия. Помещение закрывают и через сутки промывают обработанные места теплой мыльной водой.
Демеркуризация аппаратуры и посуды
Хотя совершенно чистая ртуть не смачивает поверхность стекла и фарфора, в присутствии даже ничтожных загрязнений мельчайшие ее капельки прилипают к фарфоровой и стеклянной посуде и приборам. Поэтому посуду, в которой находилась ртуть, нельзя мыть обычным образом над раковиной, а необходимо сперва тщательно демеркуризировать.
С целью удаления ртути с поверхности -стеклянной посуды используют способность металла растворяться в разбавленной азотной кислоте:
Мелкую посуду и детали приборов целиком заливают разбавленной азотной кислотой в толстостенном стакане подходящего объема и оставляют на несколько часов, а лучше на ночь. После такой обработки посуду промывают водой. Посуду и приборы большого размена тщательно ополаскивают изнутри небольшим количеством слегка подогретой для ускорения реакции рО—56% азотной кислотой. Если стеклянный прибор Загрязнен снаружи, его протирают несколько раз влажной бумагой, как описано выше.
В тех случаях, когда ртуть попадает на металлические части приборов и образует амальгаму, демеркуризация бывает особенно затруднительной. Применение кислот не дает желаемого эффекта. Положительные результаты могут быть достигнуты путем длительного нагревания загрязненных ртутью металлических частей в вытяжном шкафу.
РАБОТА С ПРИБОРАМИ, СОДЕРЖАЩИМИ МЕТАЛЛИЧЕСКУЮ РТУТЬ
Ртутные вакуумметры широко используются в химических лабораториях для измерения разрежения, например при вакуумной перегонке. При неаккуратном обращении и несоблюдении мер предосторожности они могут поломаться. Во избежание поломок стеклянные ртутные вакуумметры необходимо монтировать на деревянных или пластмассовых подставках и закреплять в удобном месте в вытяжном шкафу. Каждый вакуумный насос должен быть снабжен вакуумметром. Использование одного вакуумметра для обслуживания нескольких вауумных линий, связанное с его перестановкой, не допускается.
Поломки вакуумметров нередко случаются,при отсоединении резиновых шлангов от отводных трубок. Поэтому, если шланг снимается с трудом, его целесообразно срезать. Заполнение вакуумметров очищенной ртутью следует доверять только опытным работникам.
Наибольшее распространение в лабораториях органического синтеза получили укороченные U-образные ртутные вакуумметры (рис. 94). Из сравнения конструкций видно, что варианты б и в в большей степени отвечают требованиям техники безопасности, чем
вариант а. Благодаря более удобному расположению крана их можно установить в глубоком противне, а еще лучше — в специальном шкафчике из органического стекла, что полностью исключает поломку вакуумметра даже при его опрокидывании. Стенки шкафчика рекомендуется не склеивать, а соединять стальными винтиками, что облегчает его разборку при очистке. Существенное преимущество конструкций б ив заключается в простоте заполнения. Перед заполнением вакуумметра конструкции а кран приходится отпаивать. Сужение 2 предохраняет вакуумметр от разрушения: при резком впуске воздуха в систему оно замедляет движение ртути.
Компактны и менее подвержены поломкам вакуум
метры, изготовленные из двух коаксиально расположенных трубок (рис. 95). Дополнительное их преиму
торая защищает его от поломки и одновременно слуторая защищает его от поломки и одновременно слущество — меньшая погрешность при считывании показаний, поскольку уровни ртути максимально приближены друг к другу. Однако, чтобы вакуумметр такой конструкции давал верные показания, капиллярная депрессия ртути во внутренней и внешней трубках должна быть одинаковой, для чего внутренний диаметр узкой трубки должен быть равен зазору между трубками. Так, например, при внутреннем диаметре широкой трубки 14 мм узкая трубка должна иметь диаметр 6 мм при толщине стенок 1 мм. Очень удобно помещать такой вакуумметр в толстостенный стеклянный сосуд, например трехгорлую склянку Вульфа, ко-"*
торая защищает его от поломки и одновременно слу
торая защищает его от поломки и одновременно слу
жит предохранительной склянкой в случае использования для со- здания разрежения водоструйного насоса. Из вакуумной системы при этом исключаются лишние разветвления и краны.
Рис. 96. Упрощенные конструкции вакуумметра [12]:
/ — пробирки; 2 — резиновые прокладки; 3— запаянная с одного конца стеклянная пипетка с делениями;
/ .— градуированная пробирка со шлифом; 2 — стеклянная трубка; 3 — ртуть; 4 — эластичная прокладка; 5 — отверстие .
На рис. 96, а изображена упрощенная конструкция вакуумметра, предложенная автором (12}. Запаянная с одного конца стеклянная трубка и две пробирки — одна чуть пошире другой — не спаиваются, а свободно вставляется друг в друга; при изготовлении вакуумметра не требуется, таким образом, никаких стеклодувных работ. За счет сферической формы днищ пробирок автоматически обеспечивается центровка*. Прибор легко разбирается, что значительно облегчает замену загрязнившейся ртути. На рис. 96, б — та же конструкция в более удобном исполнении.
Для измерения давления от 0,1 МПа до 1,3* 10^4 Па (от 760 до 10-6 мм рт. ст.) в лабораториях применяют компрессионные манометры — различные разновидности манометра Маклеода. Для их заполнения требуется до нескольких килограммов ртути, поэтому при аварии они представляют серьезную опасность. Некоторые конструкции манометров Маклеода не отвечают современным требованиям техники безопасности. Учитывая эти обстоятельства, следует по возможности заменять в лабораториях стеклянные вакуумметры, содержащие большое количество ртути., на безопасные и удобные в работе теплоэлектрические вакуумметры (термопарные и вакуумметры сопротивления), электроразрядные,.а также ионизационные вакуумметры (электронно-ионизационные и радиоизотопные) (341.
Ртутные затворы (рис. 97) применяются при не- обходи мости герметизации ввода мешалки в реакционный сосуд. Несмотря на определенные преимущества ртутных затворов, в частности ничтожное сопротивление вращению, они не могут быть рекомендованы для широкого применения в лабораториях. При внезапном увеличении скорости вращения мотора велика вероятность поломки затвора. Ртуть при этом разлетается далеко от места аварии в виде очень мелких капель. Кроме того, поверхность ртути в затворе не изолирована, и служит постоянным источником попадания паров ртути в атмосферу. Слой глицерина или масла поверх ртути предохраняет ее от разбрызги-. вания, но не может предотвратить, как уже было сказано, испарения ртути. Ватный тампон с иодиро- оаииым иглем. вложенный в затвор, надежно задер-
=т ртутные „ары только „рн неработающей не-
К счастью, в лабораторной практике ртутные затворы можно заменить другими приспособлениями. Для герметизации сосудов с мешалками предложено множество конструкций: некоторые рассмотрены ниже.
цилиндрическимцилиндрическимОтличная герметизация достигается в том случае, если вал мешалки пришлифован к направляющей трубке (рис. 98). Смазанный небольшим количеством маловязкой смазки, например вазелином или глицерином, цилиндрический шлиф не оказывает при вращении значительного сопротивления, работает равномерно и без шума. При создании'в колбе разрежения следует надежно прикрепить вал мешалки к оси мотора, чтобы мешалка не проскочила внутрь. Изготовить затвор с цилинлпиирсмик. шлифом можно в стеклодувной ма^
цилиндрическим
цилиндрическим
отрезок резиновой трубки; 4 — ртутьотрезок резиновой трубки; 4 — ртутьРис. 97. Ртутный затвор: ( - вал мешалки; 2- затвор- 3 — 3 — поглотитель паров ртутиРис. 97. Ртутный затвор: ( - вал мешалки; 2- затвор- 3 — 3 — поглотитель паров ртути
отрезок резиновой трубки; 4 — ртуть
отрезок резиновой трубки; 4 — ртуть
Рис. 97. Ртутный затвор: ( - вал мешалки; 2- затвор- 3 — 3 — поглотитель паров ртути
Рис. 97. Ртутный затвор: ( - вал мешалки; 2- затвор- 3 — 3 — поглотитель паров ртути
Рис. 98. Затвор с цилиндрическим шлифом:
пружинкиуплотнением;пружинкиуплотнением;1 — вал мешалки; 2 — цилиндрический шлиф;-3 — стальные Рис. 99. Фторопластовый затвор:
пружинки
уплотнением;
пружинки
уплотнением;
/ — вал мешалки; 2 — неподвижная пробка с лабиринтовым 3 — втулка, жестко соединенная с валом мешалки
Рис. .100. Сальниковое уплотнение:
1—вал мешалки; 2—стеклянный керн; 3—отрезок резинового шланга 4 — стальные пружинки
стерской. Работа упрощается, если в качестве заготовки использовать вышедший из строя медицинский шприц со стеклянным поршнем.
На рис. 99 изображен фторопластовый затвор, который при условии его поточно‘го изготовления с успехом заменяет затвор с цилиндрическим шлифом. Незначительный коэффициент трения фторопласта позволяет обходиться без смазки. С точки зрения техники безопасности особенно .ценное качество фторопластового затвора — его прочность.
Простейшее сальниковое уплотнение, пригодное для работы при небольшом избыточном давлении или разрежении до 1,3—2,0 кПА (10—15 мм рт. ст), получается из небольшого отрезка эластичного резинового шланга (рис. 100), Шланг должен плотно обхватывать вал мешалки. В качестве смазки используют глицерин или вазелиновое масло. Уплотнение требует постоянного наблюдения в ходе, работы, поскольку по мере впитывания смазки трение увеличивается и мотор может остановиться. При этом ни в коем случае не следует увеличивать питающее напряжение(или силу тока) —достаточно ввести в сальник дополнительную каплю смазки. В случае форсирования мощности электромотора возможен «разнос» мешали и, как следствие — поломка прибора.
Если не требуется создавать избыточное давление или вакуум в колбе, можно воспользоваться жидкостным затвором, в котором запирающей жидкостью служит реакционная масса (рис. 101) Для этого направляющую трубку делают такой длины, чтобы ре можно было опустить ниже уровня жидкости в колбе. Затвор работает без перебоев, если специально позаботиться, чтобы- при работе мешалки в центре жидкости не образовывалась воронка.
Несколько более сложный в изготовлении, однако очень удобный в работе затвор можно изготовить из полой фторопластовой или полиэтиленовой пробки, соответствующей конусному шлифу КШ 29 (рис. 102). На стержень из нержавеющей стали круглого.сече- йия / (можно использовать и стеклянную палочку, если перемешиваемая масса не слишком вязкая) надевают отрезок эластичной резиновой трубки 6 с толщиной гтрипк ир менее 2—3 мм. В нижней части пробки 5
высверливают отверстие, диаметр которого на 1—2 мм меньше диаметра резиновой трубки. Края отверстия А тщательно зачищают и округляют с помощью мелкозернистой наждачной бумаги или надфиля. Смазав резиновую трубку глицерином, вставляют мешалку в пробку и после регулирования ее длины закрепляют стержень в резиновой трубке с помощью мягкой стальной или медной проволоки 8. Вал мешалки, в отличие от обычных затворов, должен не вращаться, а совершить прецессию вокруг вертикали. Чтобы привести мешалку в действие, на оси электромотора закрепляют диск с отверстиями 3, предпочтительно изготовленный из фторопласта. Вставив свободный верхний конец мешалки в одно из отверстий, дополнительно ограничивают возможность движения стержня вверх-вниз муфтами 4. Пробку обязательно закрепляют в горле колбы пружинками 7.
Рис. 101. Жидкостной затвор, в котором запирающей жидкостью является реакционная масса, в приборе для проведения реакций, сопровождающихся выделением газа:
/—вал мешалки; 2 —направляющая трубка;,3 — капельная воронка; 4 отвод газа к ловушке
Рис. 102. Устройство дли герметизации вала мешалки:
I — стержень из нержавеющей стали; 2 — вал электромотора; 3—фторопластовый диск с отверстиями; 4 — фторопластовые муфты; 5 — полая фторопластовая пробка, соответствующая конусному шлифу КШ 29; 6 — Отрезок резинового шланга; 7 — стальные пружинки; 8 — мягкая проволока
Рис. 103. Мешалка со сферическим шлифом 131):
/ — сферический шлиф; 2 — стеклянная или стальная мешалка; 3 — отрезок резиновой трубки; 4 — изогнутая толстая стальная проволока, приводимая во вращение электромотором
Затвор прекрасно работает как при малой, так й при высокой (до нескольких тысяч оборотов в минуту) частоте вращения мешалки, поскольку трение вращения в уплотняющем узле практически . отсутствует. При необходимости перемешивания по всему объему малоподвижных или вязких масс, например растворов полимеров, в больших колбах весьма ценным оказывается тот факт, что максимальная
амплитуда движений рабочего конца мешалки значительно превышает диаметр горла колбы.
Исключить применение ртутного затвора в некоторых случаях можно, используя взбалтывание, магнитные мешалки, вибромешалки, приводимые в действие
электромагнитом, и т. д._
На рис. 103 изображена мешалка на сферическом шлифе, принцип действия которой подобен устройству, изображенному на рис. 102.
П Р И Л О Ж Е Н И Я
Перечень стандартов Системы стандартов безопасности труда (ССБТ), которыми необходимо руководствоваться при работе в химических лабораториях
(по состоянию на 1 января 1989 г.)
Организационно-методические стандарты
ГОСТ 12.0.001—82 ССБТ. Основные положения. Устанавливает основные положения ССБТ, классификацию, обозначение и особенности согласования стандартов ССБТ. Распространяется на производственное оборудование, производственные процессы и средства защиты работающих во всех отраслях народного хозяйства.
ГОСТ 12.0.002—80 ССБТ. Термины и определения. -Устанавливает термины и определения основных понятий в области безопасности труда. Термины обязательны для применения в документации всех видов, учебниках, учебных пособиях, технической и справочной литературе.
' 3. ГОСТ 12.0.003—74 ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация. Устанавливает классификацию опасных и вредных производственных факторов, содержит особенности разработки стандартов ССБТ на требования и нормы по видам опасных и вредных производственных факторов.
ГОСТ 12.0.004—79 ССБТ. Организация обучения работающих безопасности труда. Общие положения. Устанавливает порядок и виды обучения рабочих, инженерно-технических работников и служащих безопасности труда, в том числе обучение безопасности труда при подготовке новых рабочих, организацию инструктажа работающих, обучение безопасности труда при повышении квалификации. Содержит примерную программу вводного инструктажа, перечень основных вопросов инструктажа на рабочем месте, формы документов регистрации инструктажа. Распространяется на все предприятия и организации народного хозяйства.
ГОСТ 12.0.005—84 ССБТ. Метрологическое обеспечение в области безопасности труда. Устанавливает основные положения и требования к организации ij. проведению работ по метрологическому обеспечению в области безопасности труда во всех отраслях народного хозяйства и промышленности.
Стандарты требований и норм по видам опасных и вредных производственных факторов
ГОСТ 12.1.001—83 ССБТ. Ультразвук. Общие требования безопасности. Распространяется на ультразвуковые колебания в воздухе, жидкой и твердой средах в.диапазоне частот от .1,12-10* до 1,0-10’ Гц. Устанавливает характеристику, допустимые уровни ультразвука на рабочих местах и общие требования к методам контроля и защите от воздействия ультразвука.
ГОСТ 12.1.003—83 ССБТ. Шум. Общие требования безопасности. Устанавливает классификацию шумов, допустимые уровни шума на рабочих местах и способы измерения шума, общие тоебо-
ваиия к шумовым характеристикам машин, механизмов, средств транспорта и другого оборудования и к защите от шума.
ГОСТ 12.1.004 — 85 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования. Распространяется на объекты производственного, общественного и бытового назначения всех отраслей народного хозяйства и устанавливает общие требования, пожарной безопасности: требования к системе предотвращения пожара, требования к системе пожарной защиты, организационные мероприятия по обеспечению пожарной безопасности. Содержит пояснения некоторых терминов и описание следующих методов:
метод определения вероятности воздействия опасных факторов пожара на людей;
метод определения вероятности возникновения пожара (взрыва) в пожароопасном объекте;.
метод определения экономического эффекта от создания и использования пожарной техники, огнетушащих веществ и пожарно-профилактических мероприятий;
метод определения максимально возможной массы обращающихся в производстве горючих газов, паров и пылей и взрывобезопасных расстояний при аварийном поступлении горючих газов и легковоспламеняющихся жидкостей в помещение;
метод экспериментального определенна вероятности возникновения пожара в (от) электрических изделиях;
метод определения площади пожара.
ГОСТ 12.1.005—88 ССБТ. Общие саиитарие-гигиеническее требования к воздуху рабочей зоны. Распространяется на воздух рабочей эоны предприятий народного хозяйства. Устанавливает общие санитарно-гигиенические требования к показателям микроклимата и допустимому содержанию вредных веществ в воздухе рабочей зоны, требования к методам измерения и контроля показателей микроклимата, а также к методикам и средствам измерения концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны. Содержит пояснения терминоа, встречающихся в стандарте, и значения ПДК для 1307 вредных веществ в воздухе рабочей зоны. Не распространяется на требования к воздуху рабочей зоны при радиоактивном загрязнении.
ГОСТ 12.1.007—76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности. Распространяется на вредные вещества, содержащиеся в сырье, продуктах и отходах производства, и устанавливает общие требования безопасности при их производстве, применении н хранении, требования к санитарному ограничению содержания вредных веществ и к контролю за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны. Содержит определения основных терминов. Не распространяется на вредные вещества, содержащие радиоактивные и биологические вещества (сложные биологические комплексы, бактерии, микроорганизмы и т. п.).
ГОСТ 12.1.008—76 ССБТ. Биологическая бёзопасиость. Общие Требования. Распространяется иа работы с биологическими объектами, устанавливает общие требования безопасности и является Основой для разработки комплекса государственных и отраслевых стандартов по биологической безопасности.
ГОСТ 12.1,069—76 ССБТ. Электробезопасность. Термины в определения. Устанавливает применяемые в науке, технике и нро-
электробезопасности. Термины, установленные стандартом, обязательны для применения' в документации всех видов, учебниках, учебных пособиях, научно-технической литературе.
ГОСТ 12.1.<Н0—76 ССБТ. Взрывобезопасаость. Общие требования. Распространяется на производственные процессы (включая транспортирование и.хранений), в которых участвуют вещества, способные образовывать взрывоопасную среду. Устанавливает общие требования по обеспечению их взрывобезопасности: требования к взрывопредупреждению, и к взрывозащите, организационные я организационно-технические мероприятия по обеспечению взрывобезопасности, контроль за соблюдением требовании взрыро- беэрпасности, требования к содержанию стандартов по взрывобезопасности. Содержит определения основных терминов. Не распространяется на производственные процессы, связанные с изготовлением, применением и хранением взрывчатых веществ.
ГОСТ 12.1.011—78 ССБТ. Смеси взрывоопасные. Классификация и методы испытаний. Распространяется на взрывоопасные смеси горючих газов и паров с воздухом, образующиеся в процессе производства во взрывоопасных средах, способные взрываться от постороннего источника поджигания, в которых применяется взрывозащищенное электрооборудование. Устанавливает классификацию взрывоопасных смесей по • категориям и группам и методы определения параметров взрывоопасности, используемых при установлении классификации смесей, в том числе методы определения безопасного экспериментального максимального зазора (БЭМЗ) и температуры самовоспламенения газов и паров в .воздухе.' Содержит следующие таблицы:~~~
концентрации с наибольшей опасностью воспламенения и значения БЭМЗ для различных газов и ларов;
температуры самовоспламенения некоторых горючих газов и "паров;
распределение взрывоопасных смесей по категориям и группам.
ГОСТ 12.1.014—84 ССБТ. Воздух рабочей зоны. Метод измерения концентраций вредных веществ индикаторными трубками. Распространяется на экспрессный метод измерения концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны индикаторными трубками. Содержит описание аппаратуры, подготовки к измерению и проведения измерения, требования безопасности, пояснения применяемых в стандарте терминов, характеристики выпускаемых индикаторных порошков для снаряжения индикаторных трубок, а также описание нормируемых метрологических характеристик индикаторных трубок и воздухозаборных устройств к ним,
ГОСТ 12.1.016'—79 ССБТ. Воздух рабочей зоны. Требования к методикам измерения концентраций вредных веществ. Устанавливает единые требования к построению, содержанию, изложению методик измерения концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны, требования к приборам, аппаратуре, реактивам, от- . бору проб, подготовке и проведению измерения, обработке результатов. Содержит определения терминов, применяемых в стандарте, примеры расчета концентраций вредных веществ в вЬздухе, расчет погрешности измерения. Не распространяется на методики измерения концентраций вредных веществ при помощи индикаторных трубок н автоматических газоанализаторов, а также на методики
измерения концентраций радиоактивных и бактериальных загрязнений.
ГОСТ 12.1.018—86 ССБТ. Пожарная безопасность. Электростатическая искробезопасность. Общие требования. Устанавливает общие требования электростатической искробезопасности в целях обеспечения пожаровзрывобезопасности объектов производственных процессов, оборудования и продукции всех отраслей народного хозяйства, а также людей — участников производственных процессов. Содержит пояснения применяемых в стандарте терминов.
ГОСТ 12.1.019—79 ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты. Расйространяется на электроустановки производственного и бытового назначения на стадиях проектирования, изготовления, монтажа, наладки, испытаний и эксплуатации и устанавливает общие требования по предотвращению опасного и вредного воздействия на людей электрического тока, электрической дуги и электромагнитного поля, а также номенклатуру видов защиты работающих от воздействия указанных факторов. Содержит перечни технических мероприятий по обеспечению электробезопасностн, а также термины и пояснения к ним. Не устанавливает требований но защите людей от вредного воздействия статического электричества.
ГОСТ 12.1.030—81 ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление. Распространяется на защитное заземление и зануление электроустановок постоянного и переменного тока частотой до 400 Гц и устанавливает требования по обеспечению электробезопасности с помощью защитного заземления, зануления. Не распространяется на защитное заземление, зануление электроустановок, применяемых во взрывоопасных зонах, на электрифицированном транспорте, судах, в металлических резервуарах, под водой, под землей и для медицинской техники. Содержит пояснения терминов, применяемых в стандарте.
ГОСТ 12.1.033—81 ССБТ. Пожарная безопасность. Термины и определения. Устанавливает применяемые в науке, технике и производстве термины и определения основных понятий пожарной безопасности в области безопасности труда. Термины, установленные стандартом, обязательны для применения в документации всех видов, научно-технической, учебной и справочной литературе. Содержит алфавитные указатели терминов на русском, немецком, английском и французском языках.
ГОСТ 12.1.038—82 ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов. Устанавливает предельно допустимые значения напряжений прикосновения и протекающих через тело человека токов, предназначенные для проектирования способов и средств защиты людей при взаимодействии их с электроустановками производственного и бытового назначения постоянного и переменного тока частотой 50 и 400 Г,ц. Содержит пояснения терминов.
ГОСТ 12.1.041—83 ССБТ. Пожаровзрывоопасность горючих пылей. „Общие требования. Распространяется на технологическое оборудование и технологические процессы, в которых присутствуют горючие пь1ли, устанавливает общие требования к обеспечению их пожаровзрывобезопасности. Содержит значения показателей по- жаровзрывоопасности горючих пылей и описание основных факторов
пожара и взрыва аппаратов химической технологии, в которых присутствуют горючие пыли. -
ГОСТ 12.1.044—84 ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ * материалов, Номенклатура показателей и методы их определения. Распространяется на вещества и материалы (кроме взрывчатых и радиоактивных), применяемые во всех отраслях народного хозяйства. Устанавливает номенклатуру показателей пожаровзрыво- опасности веществ и материалов, условия пожаровзрывоопасности при их использовании и содержит описания следующих методов определения показателей, пожаровзрывоопасности веществ и материалов:
метод экспериментального определения группы горючести жидкостей, твердых плавящихся веществ и металлических порошков;
методы экспериментального определения группы горючести твердых веществ и материалов;
" метод экспериментального определения температуры вспышки жидкостей в закрытом тигле;
метод экспериментального определения температуры вспышки . жидкостей и твердых плавящихся веществ в открытом тигле;
методы расчета температуры вспышки;
метод экспериментального определения температуры воспламенения жидкостей и твердых плавящихся веществ;
метод экспериментального определения температуры воспламенения твердых веществ и материалов;
методы расчета температуры воспламенения индивидуальных жидких веществ;
метод экспериментального определения температуры самовоспламенения газов, жидкостей и твердых плавящихся веществ;
метод экспериментального определения температуры самовоспламенения твердых веществ и материалов;
методы экспериментального определения концентрационных пределов распространения пламени по газо-, паровоздушным смесям;
методы расчета концентрационных пределов распространения пламени по газо-, паровоздушным смесям;
метод экспериментального определения нижнего концентрационного предела распространения пламени по пылевоздушным смесям;
метод расчета нижнего концентрационного предела распространения пламени по пылевоздушным смесям;
метод экспериментального определения Температурных пределов распространения пламени;
методы расчета температурных пределов распространения пламени;
метод экспериментального определения температуры самонагревания твердых веществ и пылей;
метод экспериментального определения температуры тления твердых веществ и пылей;
метод экспериментального определения условий теплового самовозгорания твердых веществ и пылей;'
метод экспериментального определения минимальной энергии зажигания газов и паров жидкостей;
метод экспериментального определения минимальной энергии зажигания пылей;" '
метод экспериментального определения кислородного индекса;
метод экспериментального определения способности взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и другими веществами;
методы экспериментального определения нормальной скорости распространения пламени в газо-, паровоздушных смесях;
метод экспериментального определения скорости выгорания жидкостей;
метод экспериментального определения коэффициента дымообра- зования твердых веществ;
метод экспериментального определения индекса распространения пламени;
метод экспериментального определения показателя токсичности продуктов горения полимерных материалов;
метод экспериментального определения максимального взрывоопасного содержания кислорода и минимальной флегматизирую- щей концентрации флегматизатора в газо-, пылевоздушных смесях;
метод экспериментального определения минимального взрывоопасного содержания кислорода и минимальной флeгмaJизи- рующей концентрации флегматизатора в пылевоздушных смесях;
метод экспериментального определения максимального давления взрыва и скорости нарастания давления при взрыве г£зов и паров жидкостей;
метод экспериментального определения максимального давления взрыва и скорости нарастания давления при взрыве пылей;
метод расчета скорости нарастания давления при взрыве газов и паров жидкостей.
Стандарты требований безопасности к производственному оборудованию
ГОСТ 12,2.007.0—75 ССБТ. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности. Распространяется на электротехнические изделия и устанавливает общие требования безопасности к их конструкции* Устанавливает требования безопасности, предотвращающие или уменьшающие до допустимого уровня воздействие на человека электрического тока; электрической искры и дуги: движущихся частей изделия, нагревающихся до высоких температур; опасных и вредных материалов, используемых в конструкции изделия, а также опасных и вредных веществ, выделяющихся при его эксплуатации; шума и ультразвука; вибрации; электромагнитных полей; теплового, оптического и рентгеновского излучения.
Не распространяется на следующие электротехнические изделия: 1) выполненные в виде комплексов, входящих в состав взрыво- защищенного электрооборудования; 2) входящие в состав электрооборудования морских и речных судов, электровозов; 3) бытовые электроприборы. .
ГОСТ 12.2.007.9—88 ССБТ. Оборудование электротермическое. Требования безопасности. Распространяется на промышленное электротермическое оборудование и устанавливает общие тре-
бования безопасности ичастные требования безопасности к отдельным типам электропечей: электропечей сопротивления (в том числе вакуумных), электропечей индукционных плавильных (в том числе вакуумных), электропечей дуговых. Не распространяется на электропечи с водосодержащими средами, на бытовое обогревательное электрооборудование и бытовые электропечи, а также на электронагревательные установки для обогрева помещений любых типов.
ГОСТ 12.2,007.10—87 ССБТ. Установки, генераторы и нагреватели индукционные для электротермии. Установки и генераторы ультразвуковые. Требования безопасности.- Распространяется на установки и генераторы, предназначенные для нагрева материалов с разной степенью электропроводимости и работающие при частоте переменного тока от 66 кГц и выше (высокочастот-. ные устройства), на индукционные нагреватели и установки, Предназначенные для нагрева металла, работающие при частоте переменного тока от 0,5 до 18 кГц (среднечастотные устройства), на ультразвуковые генераторы и установки различного технологического назначения, работающие при частоте переменного тока от 18 кГц и выше (ультразвуковые устройства). Устанавливает требования безопасности к конструкции устройств.
ГОСТ 12.2.007.12—88 ССБТ. Источники тока химические. Требования безопасности. Распространяется на первичные и вторичные химические источники тока. Устанавливает требования безопасности к конструкции источников тока и требования к проведению испытаний. *
ГОСТ 12.2.007.13—88 ССБТ. Лампы электрические. Требования безопасности. Распространяется на электрические лампы и устанавливает требования безопасности к их конструкции.
ГОСТ 12.2.020—76 ССБТ. Электрооборудование взрыво- защищенное. Термины и определения. Классификация. Маркировка. Распространяется на взрывозащищенное, в том числе рудничное взрывозащищенное, электрооборудование (электротехнические устройства), а также на электрические средства автоматизации и связи, предназначенные длй внутренней и наружной^установки в местах, где могут возникать смеси с воздухом горючих газов, паров или пыли (кроме пыли взрывчатых веществ), способные взрываться при наличии источника поджигания, а также предназначенные для подземных выработок шахт, в том числе опасных по газу или пыли. Не распространяется на кабели и провода. Устанавливает применяемые в науке, технике и производстве термины*и определения основных понятий вэрывозащищенного оборудования по уровням и видам взрывозащиты и его маркировку.
ГОСТ 12.2.025—76 ССБТ. Изделия медицинской техники. Электробезопасность. Общие технические требования и методы испытаний. Распространяется на изделия медицинской техники — аппараты, приборы, оборудование и инструменты, содержащие электрические цепи и рассчитанные на питание от внешнего или внутреннего источника электрического тока. Устанавливает общие требования электробезопасности, предъявляемые к изделиям медицинской техники с целью обеспечения защиты пациента и обслуживающего персонала от поражений электрическим током, а также методы испытаний на соответствие этим требованиям.
ГОСТ 12.2D32—78 ССБТ, Рабочее место при выполнении пяЛпт гияя. Обте» япрвмтене^жн* ni*HA»»iiie«.
ГОСТ 12.2.033—78 ССБТ. Рабочее место при выполнении работ стоя. Общие эргономические требования.
ГОСТ 12.2.037—78 ССБТ. Техника пожарная. Требования безопасности. Распространяется на пожарную технику (пожарные машины, огнетушители, пожарное оборудование, пожарные спасательные устройства, ручной пожарный инструмент) и устанавливает требования безопасности по отношению к ней. Не распространяется на установки пожаротушения, средства пожарной и охранно-пожарной сигнализации и связи, а также на средства индивидуальной защиты.
ГОСТ 12.2.052—81 ССБТ. Оборудование, работающее с газообразным кислородом. Общие требования безопасности. Распространяется на вновь разрабатываемое оборудование всех видов, предназначенное для работы под давлением до 42 МПа (420 кгс/см2) при температуре до 473 К (200 °C) с газообразным кислородом или газовыми смесями, объемная доля кислорода в которых более 23%, и устанавливает общие требования по обеспечению взрыво- и пожаробезопасности на стадиях проектирования, монтажа, эксплуатации и ремонта. Содержит перечень материалов, применяемых в кислородном оборудовании, и методы определения содержания масла иа поверхности кислородного оборудования.
Стандарты требований безопасности к п р о из в о д ст ве и и ы мп ро ц е с с а м
ГОСТ 12.3.018—79 ССБТ. Системы вентиляционные. Методы аэродинамических испытаний. Распространяется на аэродинамические испытания вентиляционных систем зданий и соору- жений. Устанавливает методы измерений и обработки результатов при проведении испытаний вентиляционных систем и их элементов для определения расхода воздуха и потерь давления.
ГОСТ 12.3.031—83 ССБТ. Работы с ртутью. Требования безопасности. Распространяется на работы, связанные с получением ртути из рудного сырья и применением ее в различных отраслях народного хозяйства, и устанавливает требования безопасности при их проведении, в том числе требования к производственным процессам, производственным помещениям и оборудованию, к размещению производственного оборудования, организации рабочих мест, к хранению, транспортировке и утилизации, к применению средств защиты работающих, к профессиональному отбору и проверке знаний работающих.
Стандарты требований к средствам защиты работающих
ГОСТ 12.4.001—80 ССБТ. Очки защитные. Термины и определения. Устанавливает применяемые в науке, технике и производстве термины и определения основных понятий. Термины обязательны для применения в документации всех видов, учебниках, учебных пособиях, технической и справочной литературе.
ГОСТ 12.4.004—74 ССБТ. Респираторы фильтрующие противогазовые РПГ-67. Технические условия. Распространяется на фильтрующие противогазовые респираторы РПГ-67, предназначен^ ные для защиты органов дыхания от воздействия вредных газов
и паров (кроме особо токсичных), присутствующих в воздухе рабочей зоны производственных помещений. Содержит марки, технические требования, правила приемки и методы испытаний.
ГОСТ 12.4.009—83 ССБТ. Пожарная техника для защиты Объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание. Устанавливает основные виды пожарной техники, предназначенной для защиты от пожаров предприятий; зданий и сооружений, а также требования к ее размещению и обслуживанию. Распространяется на пожарные машины, установки пожаротушения, установки пожарной сигнализации, огнетушители, пожарное оборудование, пожарный ручной инструмент, пожарный инвентарь и пожарные спасательные устройства.
ГОСТ 12.4.010—75 ССБТ. Средства индивидуальной защиты. Рукавицы специальные. Распространяется на мужские, женские и подростковые рукавицы для защиты рук работающих от опасных и вредных производственных факторов.
ГОСТ 12.4.011,—87 ССБТ. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация. Распространяется на средства, применяемые для предотвращения или уменьшения воздействия на работающих опасных и вредных производственных факторов, устанавливает общие требования и классификацию средств защиты работающих. Содержит перечень основных видов средств защиты "работающих.
ГОСТ 12.4.013—85 ССБТ. Очки защитные. Общие технические условия. Распространяется на очки, предназначенные для защиты глаз от твердых частиц, брызг жидкостей, газов, пыли, ультрафиолетового и инфракрасного излучений, слепящей яркости света и устанавливает требования к очкам. Не распространяется на очки для защиты от брызг расплавленного металла, лазерного излучения и радиоволн.
ГОСТ 12.4.016—83 ССБТ. Одежда специальная. Номенклатура показателей качества. Распространяется на специальную одежду и устанавливает номенклатуру показателей качества.
ГОСТ 12.4.020^-82 ССБТ. Средства защиты рук. Номенклатура показателей качества. Не распространяется на защитные пасты и мази.
ГОСТ 12.4.021—75 ССБТ. Системы вентиляционные. Общие требования. Устанавливает общие требования к системам вентиляции, кондиционирования воздуха и воздушного отопления производственных, складских, вспомогательных и общественных зданий и сооружений.
ГОСТ 12.4.023—84 ССБТ. Щитки защитные лицевые. Общие технические требования и методы контроля. Распространяется на щитки, предназначенные для защиты лица работающих от воздействия твердых частиц, брызг жидкостей и расплавленного металла, искр, ультрафиолетового и инфракрасного излучений, слепящей яркости света, радиоволн С1№ диапазона. Устанавливает классификацию, общие технические требования и методы контроля. Не распространяется на щитки, предназначенные для защиты лица от воздействия ионизирующего и лазерного излучений.
ГОСТ 12.4.028—76 ССБТ. Респираторы ШБ-1 «Лепесток». Технические условия.
ГОСТ 12.4.034—85 ССБТ. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Классификация и маркировка. Распространяется
на СИЗОД для работающих в народном хозяйстве, устанавливает классификацию' и маркировку. „Не распространяется на автономные изолирующие СИЗОД для Хин, выполняющих спасательные, пожарные и другие специальные работы, а также для защиты от . боевых отравляющих веществ.
ГОСТ 12.4.041—78 ССБТ. Респираторы фильтрующие. Общие. технические требования.
ГОСТ 12.4.042—78 ССБТ. Противогазы .промышленные фильтрующие. Общие технические требования.
ГОСТ 12.4.068—79 ССБТ. Средства дерматологические защитные. Классификация. Общие технические требования. Распространяется на защитные дерматологические средства (кремы, пасты, мази), применяемые на производстве, и устанавливает классификацию, маркировку и общие требования к ним. Содержит перечни рекомендуемых защитных профилактических средств и очистителей кожи, выпускаемых промышленностью.
-52/ГОСТ 12.4.103—83 ССБТ. Одежда специальная защитная,
средства индивидуальной защиты ног в рук. Классификация. Распространяется на специальную защитную одежду, средства защиты рук и ног, не распространяется на защитные кремы и мази.
ГОСТ 12.4.113—82ССБТ. Работы учебные лабораторные. Общие требования безопасности. Устанавливает общие требования безопасности к условиям проведения учебных лабораторных работ в высших учебных заведениях.
ГОСТ 12.4.115—82 ССБТ. Средства индивидуальной защиты работающих. Общие требования к маркировке.
ГОСТ 12.4.119—82 ССБТ. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Метод оценки защитных свойств ио аэрозолям. Не распространяется на фильтрующие иротивогазовые- и изолирующие автономные СИЗОД.*
ГОСТ 12.4.121—83 ССБТ. Противогазы промышленные фильтрующие. Технические условия. Распространяется на фильтрующие промышленные противогазы, укомплектованные коробками большого габарита и предназначенные для защиты органов дыхания, лица и глаз человека от паро- и газообразных вредных примесей я аэрозолей.
ГОСТ 12.4.133—83 ССБТ. Перчатки камерные. Общие технические требования. Распространяется на камерные перчатки, предназначенные для работы в защитных камерах, боксах и вытяжных шкафах с агрессивными, радиоактивными и токсичными веществами в открытом виде, и устанавливает общие технические требования к ним.
ГОСТ 12.4.135—84 ССБТ. Средства индивидуальной защиты. Метод определения щелочепроницаемости.
ГОСТ 12.4.143—84 ССБТ. Материалы полимерные пленочные для средств защиты рук. Методы определения коэффициента проницаемости органических растворителей. Устанавливает гравиметрический и газохроматографический методы определения коэффициента проницаемости органических растворителей.
ГОСТ 12.4.144—84 ССБТ. Щитки защитные лицевые. Номенклатура показателей качества.
ГОСТ 1^.4.169—85 ССБТ. Общие требования * процессу химической чнсткИсредствиндивидуалыюйзащиты.
ГОСТ 12.4.171—86 ССБТ. Средства индивидуальной защиты рук от токсичных веществ. Методы определения проницаемости, очищаемости и стойкости.
ГОСТ 12.4.173—87 ССБТ. Средства индивидуальной защиты от щелочей. Нормы щелочепроиицаемости.
ГОСТ 12.4.174—87 ССБТ. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Номенклатура показателей качества.
Пожароопасные свойства веществ |41,-59)
В таблицу включены горючие газы и ЛВЖ, относящиеся к I н*11 разрядам опасности (см. разд. 9.1). Все температуры даны в °C. Температуры кипения (т. кип.) приведены только для веществ, кипящих ниже 50 °C, так как, в соответствии с существующими правилами [38, с. 13], такие жидкости запрещается хранить в лабораторных помещениях. В таблицу включены значения температур вспышки (т. всп.), не превышающие 23 °C в закрытом тигле и 27 °C в открытом. Если нет указания метода определения температуры вспышки, то имеется в виду определение в закрытом тигле. Значения объемных концентрационных пределов воспламенения (КПВ) даны в % в воздухе при комнатной температуре за исключением особо отмеченных случаев; иногда приведены нижний (НКПВ) или верхний (ВКПВ) пределы. Температуры самовоспламенения (т. свслл.) указаны только в тех случаях, когда они не превышают 225 °C.
■Органические соединения
Соединения расположены по брутто-формулам, составленным по системе Хилла (за атомами углерода л водорода все остальные элементы
расположены в СН2О
алфавитном порядке).
Формальдегид
Т. кип. —19; т. всп. — 19; КПВ 7,0—73,0
СНзС1
Хлорметан
Т. кип; —24; т. всп. <0; КПВ 7,6—19,0
CH3Cl3Si
Метилтрихлорсилан
Т. всп. 6; КПВ 7,6—99,0
CHaF
Фторметан
Т.-кип. —.78; горючий
CH,
CH,Cl2Si
Метай
Т. кип. —61; т. всп. —187; КПВ 5,3—15,0
Метилдихлорсилан
Т. кип. 40; т. всп. <—70;
КПВ 0,2—91,0; т. свспл. комн.
CH,O
Метанол
Т. всп. 8; КПВ 6,0—34,7
CH,S
'CHSN
Метилмеркаптан
Метиламин
Метнлгндразин
Т. кип. 7,6; т. всп. — 18;
КПВ 3,9—21,8
Т кип. —6; т. всп. —18;
КПВ 4,5—21,0; для 35% водного раствора т. всп. 7,5
CH6N3
Т. всп. 23; КПВ 2,5—97,0; т.' свспл. 196
c2cif3
" Трифторхлорэтилен
Т. кип. —28; КПВ 28,5—35,2
c2f,
c2hf3
Тетрафтор этилен
Т. кип. -76; КПВ 11,0—80,0; т. свспл. 180
. Трифторэтилен
Т. кип. — 61; КПВ 15,3—27,0
CaH2
Ацетилен
Т. кип. —83,6; КПВ 2,5—82,0»
* ВКПВ дан для мощности источника зажигания 30 Дж. При увеличении мощности до 210 Дж значение ВКПВ возрастает до 100%
с^Ск
1,1-Дихлорэтилен
Т. кип. 32; т. вся. 14; КПВЛ
■С6Н6С12$1
Дихлорэтилсилаи
Т. вся. < — 70; КПВ 0,2—
цис-1,2- Дихлорэтн- леи
транс-1,2-Днхлор- этилен
5,6—11,4Л
Т. вся. 6; КПВ3,3—15,0Я
Т. кип. 48;т.вся.2;КПВ■
9,8—14,3■
1С2Н6О
1C2H6OS
Диметиловый эфир
Этанол
Диметилсульфоксид
58,0; т. свспл. 220
Т. кип. —24; т. всп. —41; КПВ 5,0—27,0; т. свспл. 164
Т. всп. 12; КПВ 3,3—19,0
Т. свспл. 215
c2h2f2
1,1 - Дифторэтилен
К. кип. —86; КПВ 5,5—21,3■
1C2HeO4S
Ди метилсульфат
C2H3Br
Бромэтилеи
Т. кип. 16; КПВ 6,0—15,0■
Т. свспл. 188
СгНзС!
c2h3cif2
Хлорэтилен
1,1-Дифтор-1-хлор- этан
Т. кип. — 14; т. вся. —8;1
КПВ 4,0—33,0Я
Т. кип. -9; КПВ 9,0—14,8Я
■C2H«S
Диметилсульфид
Этилмеркаптаи
Т. кип. 37; т. всп. —34; КПВ 2,2—19,7; т. свспл. 206
Т. кип. 36; т. вея. < —18; КПВ 2,8—18,0
С2НзС1О
Ацетйлхлорид
Т. вся. 4; НКПВ 5,01
НС2Нб82
Днмётилдисульфид
Т. всп. 7; НКПВ 1,1
С2Н3СЮ2
Метилхлорформиат
Т. всп. 12; КПВ 12,0—26,0Ж
1C2H?N
Диметиламин
Т. кип. 7; т. всп. —50; КПВ
C2H3Cl3Si
C2H3F
C2H3F3 СгНзМ.
C2H3NO
Винилтрихлорснлан Фторэтилен 1,1,1-Трифторэтан Ацетонитрил
Метилизоциаиат
Т. всп.<10;КПВ4,4—99,01
Т. кип.— 73;КПВ2,6—22,01
Т. кип.-47;КПВ9,2—18,41
Т. всп. 6 (откр.); КПВ 4,0—1
16,0I
Т. кип. 39; т. всп. < — 151
IC2HaN2
Этиламин
2,8—14,4; для 40% водного раствора; т. всп. —16, для 25% раствора 6
Т. кип. .17; т. всп. —39;
. КПВ 3,5—14,0; для 70%' водного раствора; т. всп. <22
С2Н4
С2Н4С12
Этилен
1,1-Дихлорэтан
1,2-Дихлорэтан
Т. кип. —104; КПВ 3—341
Т. всп. -6; КПВ 5,6—11,41
Т. всп. 12; КПВ 4,6—15,91
1,1 -Диметилгидра- зин
1,2- Диметилгидра-
Т. всп. -15; КПВ 2,1—95,0
Т. всп. <23
С2Н4С12О
C2H4F2
Бисхлорметиловый .эфир 1,1-Дифторэтан
Т. всп. <191
Т кип. -25; КПВ 3,7—18,01
■С2НюВ2
зин
1,1 -Диметилдиборан
1,2-Диметилдиборан
Т. кип. — 3; т. всп. < — 10
Т. кип. —49; т. всп. <—55
С2Н4О
Ацетальдегид
Этиленоксид
Т. кип. 20; т. всп. —38; КПВ■
4,1—57,0; т. свспл. 1851
Т. кип. 11; т. всп. —20;1
КПВ 3,0—80,0 (при действииЯ
1C3F6
1C3H2C1N
■СзНзВг
|C3H3CI
Гексафторпропилен 2-Хлоракрилонитрил 1-Бром-2-пропин 1-Хлор-2-пропин
Т. кип, —29; КПВ 15,0—20,0 Т. всп. 8.
Т. всп. 10; НКПВ 3,0
Т. всп. <15
мощного источника зажига-я
ния 100%)I
■C3H3F3
3,3,3-Триф7орпро- пилен
Т. кип. -25; КПВ 4,7—13,5
С2Н4О2
С2Н5Вг
Мети л формиат
Вромэтан
Т. кип. 32; т.всп.— 22;1
КПВ 4,4—23,0I
Т. кип. 38; т.всп.—20;1
КПВ 6,7—11,31
1C3H3F3O
■C3H3N
1,1,1 -Трифторацетон Акрилонитрил
Т. кип. 22; т. всп. <10
Т. всп. — 1; КПВ 3,0—17,0; для 5% водного раствора; т. всп. <9
CiHsCI
Хлорэтан
Т. кип. 12; т. всп. — 50;1
КПВ 3,8—15,41
1C3H4
Метилацетилен Пропадиен
Т. кип. —23; КПВ 2,1—12,5
Т. кип. — 34; КПВ 1,7—12,0
C2HsClO
Хлорметил метиловый эфир
Т. всп. <231
1C3H4C1F3
1,1,1-Трифтор-З- хлорпропан
Т. кип. 45; КПВ 6,0—14,0
C2H5Cl3Si
Трихлорэтилсилан
Т. всп. 141
■СзН4С12
1,3-Дихлорпропилен
Т. всп. 21
c2h6f
Фгорэтан
Т. кип. —381
IС3Н4О
1С3Н4О2
2,3-Дихлорпропилен .
Т. всп. 12
c2h5n c2h5no
Эти лени мин Ацетальдоксим N-Метилформамид
Т. всп.-11;КПВ 3,3—54,8]
Т. всп.<221
Т. всп.<221
Акролеин
Метокси ацетилен Винилформиат
Т. вся.—26; КПВ 2,8—31,0
Т. кип. 23; т. всп. <—20
Т. кип. 46; т. всп. <0
c2h5no2
C2HsNO3
C2H6
Этилнитрит
Этилнитрат .
■ Этан
Т. кип. 17; т. всп. —35;1
КПВ 3,1—> 50; взрыв.> 901
Т. всп. 10; НКПВ3,8;1
взрыв. 85Я
Т. кип. —89; т. всп. —130;■
КПВ 3,0—15,0I
■СзНзВг
■С.НеВгО
ICiHsCI
1 -Бром-2-пропилен
1 -Бром-2,3-эпокси- пропан
1 -Хлорпропилен
1 -Хлор-2-пропилен
Т. всп. — 1; КПВ 4,4—7,3
Т. всп. <22
Т. кип. 35; т. всп. <—6; КПВ 4,5—16,0
Т. всп. —32; КПВ 3,3—11,2
C6HeCl2Si
Диметилдихлорси - лай
Т. всп. -28; КПВ 0,8—39,01
1СзНвСЮ
2-Хлорпропилен
Пропионилхлорид
Т. кип. 22; Т; всп. —20;
КПВ 4,5—16,0
Т. всп. 12
СзН5С1О
1-Хлор-2,3-эпокси
Т. всп. 21
■CiHgClSi
Триметилхлорсилан
■C3H9N
Изопропиламин
пропаи
Т. всп; 2
СзН5С1О2
Этилхлорформиат
Пропиламин
С3Н51
1-Иод-2-пропилен
Т. всп. <21
C3H5N
Пропионитрил
Т. всп. 2; НКПВ 3,1
Триметиламин
СзН6
Пропилен
Т. кип. —48; т. всп. —108; КПВ 2,3—11,1
Циклопропан
Т кип. -33; КПВ 2,4—10,4
CaHieNj
1,2- Диаминопропан
СзНбСЬ
1,1-Дихлорпропан
Т. всп. 21; НКПВ 3,1
1,3-Диаминопропан
1,2-Дихлорлропан
Т. всп. 15; КПВ 3,4—14,5
Т. всп. 21; КПВ 2,5—18,0
Т. всп. — 18; КПВ 2,9—12,8
■C4H2
1,3-Бутадиин
СзНбО
Аллиловый спирт
-Ацетон
■С4Н4
Бутен-З-ин
Винилметиловый эфир
Т. кип. 5,5; т. всп. —51; КПВ 2,6—3,9
■С4Н4О
Фуран
Пропиленоксид
Т. кип. 34; т. всп. —37 (откр.);
■C4H4S
Тиофен
Пропионовый альдегид
КПВ 3,1—27,5
■С,Н6С1
2-Хлор-1,3-бутадиен
Т. кип. 49; т. всп. —9; КПВ
2,9—17,0; т. свспл. 207
■С<НБРзО
■C4HSN
Этилтрифторацетат 1-Цианопропилен
СзНеОз
1,3-Диоксолан
Т. всп. —5; т. свспл. 223
3-Цианопропилен
Метила цетат
Т. всп. —9; КПВ 3,1—16,0
■С4Нб
1,2-Бутадиен
Этилформиат
Т. всп. — 22; КПВ 2,7—16,4
1,3-Бутадиен
СзН60з
Диметилка рбонат
Т. всп. 18 (откр.)
СзН65
1 -Меркапто-2-про-
Т. всп. — 10
1-Бутин
СзН7Вг
пилен 1-Бромпропан
Т. цеп. <22; НКПВ 4,6
2-Бутин
2-Бромпропан
Т. всп. —14
Циклобутилен
СзН7С1
1-Хлорпропан
Т. кип. 47; т. всп. — 18;
Я с«н«о
Винилметилкетон
2-Хлорпропан
КПВ 2,6—11,1
Т. кип. 36; т. всп. —32;
Дивиниловый эфир
C3H7C10
Хлорметилэтиловый
КПВ 2,8—10,7 Т. всп. <19
Кротоновый альДе- гнд
C3H7I
эфир
Т. всп. <22
Метакриловый
1-Иодпропан
альдегид
C3H7N
2-Иодпропан Аллиламин
Т. всп. 20
Г всп. — 29; КПВ 2,2—22,0
1,3-Эпоксибутилен Этоксиацетилен
2-Метилэтиленимин
Т. всп. —10
С4Н6О2
Аллилформнат
Циклопропиламин
Т. всп. 1
Бутан-2,3-дион
C3H7NO2
Изопролилнитрит
Т. всп. <10
Винилацетат
C3H7NO3.
Изопропилнитрат Пропилнитрат
Т. всп. 11; ВКПВ 100,0
Т. всп. 20; КПВ 2,0—100,0
Метилакрилат
СзНв
Пропан
Т. кип. — 42; т. всп. —104; КПВ 2,3—9,5
Т. всп. 13; КПВ 2,2—12,7
Т. кип. 7,5; т. всп." —37; КПВ 2,0—10,1; т. свспл. 192 ■
■С4Н7ВГ
1-Бром-2-бутилен
СзНвО
2-Пропанол Метилэтиловый эфир
■C4H7CI
4-Бром-1 -бутилен 2-Хлор-2-бутилеи 3-Хлор-1-бутилен
СзНвОз
Пропанол Диметоксиметан
Т. всп. 23; КПВ 2,3—13,5 Т. кип. 42,3; т. всп. —18, (откр.)
Т. всп. —35
Я С4Н7С10
З-Хлор-2-метил-1 - пропилеи Бутирилхлорид
СЭН«8
Изопропилмерка п -
■ С4Н7СЮ2
Изопропилхлорфор- миат
таи
Метилэтилсульфид Пронял меркаптан
Т. всп, <21
Т. всп. —20
я C4H7N
Бутиронитрил -
Изобутиронитрил
Т. всп. —28
Т. кип. 32; т. всп. —39 (откр.);
КПВ 2,3—10,4
Т. кип. 49; т. всп. —10;
КПВ 2,0—10,4
Т. кип. 3; т. всп. —5; КПВ 2,0—11,6; т. свспл. 190; для 25% водного раствора; т. всп. 5
Т. всп. 24
Т. всп. 24 (откр.)
Т. кип. 40; КПВ 1,4—100,0
Т. кип. 5; т. всп. —5; КПВ 1,8—40,0
Т. кип. 32; т. всп. —36;' КПВ 2,3—14,3 .
Т. всп. —6
Т. всп. -20; КПВ 4,0—20,0
Т. всп. — 17
Т. всп. 16
Т. всп. 19
Т. кип. 19; т. всп. <0
Т. кип. —4; т. всп. <—17;
КПВ 2,0—11,5
Т. кип. 8; т. всп. <— 7
Т. кип. 28; т. всп. < — 7;
НКПВ 1,4
Т. кип. 2; т. всп. < — 10‘
Т. всп. -7; КПВ 2,1 — 15,6
Т. кил. 39; т. всп. <—30;
КПВ 2,0—27,0
Т. всп. 13 (откр.); КПВ 2,1 — 15,5 (при 60 °C); т. свспл. 207
Т. всп. 2 (откр.)
Т. всп. —50
Т. кип. 50; т. всп. <—7
Т. всп. <22
Т. всп. <21
Т. всп. — 8; КПВ 2,6—17,5
Т. всп. — 3 (откр.); КПВ 2,8— 25,0
Т. всп. 13
Т. всп. 1
Т. всп. - 25; КПВ 2,3—9,3
Т. всп. —27’
Т. всп. — 19; КПВ 2,3—9,3
Т. всп. <21
Т. всп. <23’
Т. всп. 21
Т. всп. 8
с«не
1-Бутилен
Т. кип. — 6; т. всп. — 80; КПВ 1,8—9,3
цис-2-Бутилен
транс-2- Бутилен
Т. кип. 1; т. всп. <—6; КПВ 1,7—9,0’
Т. кип. 3; т. всп. <—6; КПВ 1,8—9,7
2-Метилпропилен
Метилциклопропаи Циклобутан
Т. кип. — 7; т. всп. —10;
КПВ 1,8—9,6
Т. кип. 4; ,т. всп. < 0,
Т. кип. 13; т. всп. <10;
НКПВ 1,8
C4HeCh
2,3-Дихлорбутаи
Т. всп. 21
GHdN,
Диметиламиноаце
Т. всп. <23
C.H8O
тонитрил
2-Бутанон
Т. всп. -7; КПВ 1,8—11,5
C4H8O2
Бутиральдегид Винилэтиловый эфир
Изобутиральдегид
Меги л ци клоп роли - ловый эфир Тетрагидрофуран
1,2-Эпокснбутан
1,3-Диоксан
Т. всп. -6; НКПВ 2,5
Т. кип. 36; т. всп. —46; КПВ 1,7—28,0; т. свспл. 202 Т. всп. — 40; КПВ 1,6—10,6;
т. свспл. 223
Т. всп. <10
Т. всп. -16; КПВ 1,8—11,8; т. свспл. 224
Т. всп. -15; КПВ 1,5—18,3
Т. всп. 2 (откр.); КПВ 2,0—
QH«S
1,4-Диоксан
Изопропилформиат Метилпропйонат Пропил формиат Этилацетат
Тетрагидротиофеи
22,0
Т. всп. 11; КПВ 2,1—22,0;
т. свспл. 180
Т. всп. — 8; КПВ 3,6—10,7
Т. всп. -2; КПВ 2,5—13,0
Т. всп. — 3; КПВ 2,3—7,8
Т. всп. -3; КПВ 2,3—16,8
Т. всп. 13
С4Н9ВГ
1-Бромбутан
Т. всп. 18; КПВ 2,8—6,6 (при
2-Бромбутаи 1-Бром-2-метилпро-
100°С)
Т. всп. 21
Т. всп. 22
пан .
2-Бром-2-метялпро-
Т. всп. — 18
C4H«BrO
паи
2-Бромэтилэтиловый
Т. всп. 5
C4H9C1
эфир 1-Хлорбутаи
Т. всп. -12; КПВ 1,9—10,1
C4H9I
2-Хлорбутан
1 -Хлор-2-метилпро- пан
2-Хлор-2-метилпро- пан
2-Иодбутан
Т. всп. —10
Т. всп. -6; КПВ 2,0—8,7
Т- всп. —25
Т. всп. —10
1-Иод-2-метилпропан
Т. всп. 0
C4H9N
2- Иод-2- метилпропан Пирролидин
Т. всп. —10
Т. всп. 3
C4H4NO2
Бутилнитрит
Т. всп. 10
С4Н/0
Бутан . .
Т кип. 1; т. всп. — 60; КПВ
CiHioBhO
Изобутан
Эфират трифторида
1,8—9,1 ,
Т. кип. —12; т. всп. —81;
КПВ 1,8—8,5
Т. всп. <22
C4H10CI2S1
бора
Дихлордиэтилсилан
Т. всп' —6; КПВ около
С4Н10О
2-Бутанол (втОр-бу-
0,9—78,0
Т. всп. 24; КПВ 1,7—9,8
С4Н10О2
тиловый спирт) Диэтиловый эфир
2-Метил-2-пропанол (трет-бутиловый спирт) Метилпропиловый эфир
(при 100 °C)
Т. кип. 36; т. всп. —43; КПВ 1,9—49,0; т. свспл. 180
Т. всп. 10; КПВ 1,9—9,0 (при 100 °C)
Т. кип. 39; КПВ 2,0—14,8
1,1 - Диметоксиэтан
Т. всп. 1 (откр.)
С4Н10О3
1,2-Диметоксиэтан Триметилортофор
Т. всп. <21х
Т, всп. 15
C4H10S
миат
1 -Бутилмеркаптан
Т. всп. 2
2-Бутилмеркаптан . Диэтилсульфид
Т. всп. —23
Т. всп. —10
2-Метилпропантиол
Т, всп. — 10
C4H11N
2-Метил-2-пропан- тиол'
Бутиламнн
Т. всп. < — 29
Т. всп. -12; КПВ 1,7—9,8
C4H|2N2
2-Бутиламин трет- Бутиламин
Диметилэтиламин ' Диэтила мин Изобутиламин 2-Диметиламино-
Т. всп. —9
Т. кип. 43,8; т. всп. — 7; КПВ 1,7—8,9 (при 100 °C) Т. всп. —36
Т. всп. -26; КПВ 1,8—10,1
Т. всп. -20; КПВ 0,7—21,0
Т. всп. 11
C4H,2Si
этиламин
Тетрамётилсилан
Т. кип. 26; т. всп. <0
C4Hi2Sn
Тетраметилолово
Т. всп. <21; НКПВ 1,9
C6H6N
Пиридин.
'Т. всп. 20; КПВ 1,8—12,4'
CsH6
2-Метил-1 -бутенин
Т. кип. 28; т. всп. <—50;
C6H6O
Циклопентадиен 2-Метилфуран
КПВ 2,0-9,5
Т. кип. 42; т. всп. <25
Т. всп. —30
C6H6S
2-Метилтиофен
Т. всп. 8
CeHrN
1-Метил пиррол
Т. всп. 16
CsHe
Изопропилацетилен
Т. кип. 28; КПВ 1,7—9,5
2-Метил-1,3-бута- диен
1,3-Пентадиен
1,4-Пентадиен
Т, кип. 34; т. всп. —53; КПВ 1,7—11,5; т. свспл.
220
Т. кил. 42; т. всп. —43; КПВ 2,6-8,3
Т. кип. 26; т. всп. <0
Пропилацетилен Циклопентен
Т. всп., —20
Т. кип. 44; т. всп. —29
СаНеО
C5Hio02ИзопропилацетатТ. всп. 4; КПВ 17—9 0
Аллйлвиниловыйт. всп. <21 (откр.)ЯМетилбутиратТ. всп. 14
4-Метил-1,3-Диоксан Т. всп. 16
С5Н,О2
2 3-ДигидропиранТ.всп. -16■МетилизобутиратТ.всп.J3(откр.)
Изопропеиилметил-Т.всп. 21; КПВ 1,8-9,0■2-Метоксяэтилвини-Т.всп.18(откр.)
нетон(при 50 °C)■ловый эфир
2-Метил-3-бутин-2-олТ.всп. <21■ПропилацетатТ.всп.14. КПВ 1,7-8.0
Метилциклопропил- Т. всп. 13ЭтилпропионатТ. всп. 12; КПВ 1,9-11,0
кетонгС5Н10О3ДиэтилкарбонатТ. всп. 25
АллилацетатТ. всп. 22■С5НцВг1-Бром-З-метилбутанТ. всп. 21
ВинилпропионатТ. всп. 1n- ромпентанТ. свспл. 206
ИзопропёнилацетатТ.всп.16; НКПВ 1,9■2-БромпентанТ. всп. 20
МетилкротонатТ. всп. — 1■С5НцС11-Хлор-3-метилбутанТ. всп. 0;КПВ 1,5—7,4
МетилметакрилатТ.всп.11; КПВ 2,1 —12,5*2-Хлор-2-метилбутанТ. всп. 12; КПВ1,5—7,4
ЭтилакрилатТ.всп.4; „КПВ 1,1—5,1■I-ХлорпентанТ. всп. 13 (откр.);КПВ 1,6—
C5H9CI сдсю C5H9N
ХлорциклопентанТ. всп. 168.6
ПивалоилхлоридТ. всп. 24,■С6НМ12-ИодпентанТ. всп. <23
ПнвалонитрилJ. всп. 21■C6HnN1-Метилпирролидин Т. всп. 3
1 2 5 6-Тетрагидро- Т. всп. 16ПиперидинТ. всп. 16
пиридинЯг ,,Циклопеитиламин Т. всп. 13
C5H,0
1,1-Диметилцикло-Т. всп. 20ЯС^цЬЮ4-МетилморфолинТ. всп. 24
пропанЯC5HuNO2ИэопентилнитритТ. всп. 10; НКПВ 1,0;
c5h10n2
2 Метил-1 -бутилен Т. кип. 39; т. всп. —20■т. свспл. 209
2-Метил-2-бутилен Т. кип. 38; т. всп. —20■-ПентилнитритТ. всп. <23
З-Метил-1 -бутилен Т. кип. 20; т. всп. — 7; КПВ ■С5Н|22,2-Диметилпропан Т. кип. 9; т. всп. <—7;
1,5—9,1ЯКПВ 1,4—7,5
МетилциклобутанТ. кип. 41; т. всп. <102-МетилбутаиТ. кип. 28; т. всп. —51;
1-ПентенТ. кип. 30; т. всп. —18;КПВ 1,4—7,6
КПВ 1,5—8,7,ЯПентанТ. кип. 36; т. всп. -49;
2-ПентеиТ. кип. 36; т. всп. —18uКПВ 1.4—8,0
ЦиклопентанТ. кип. 49; т. всп. <-7 • М L5HI2OБутилметиловыйТ. всп. <18
ЭтилциклопропанТ. кип. 36; т; всп. <10эфир
З-Диметиламино-Т. всп. <222-Метил-1-бутанол . Т. всп. <23; КПВ 1,4—9,0
пропионитрил,(изодентиловый(при 100 °C)
•С5Н10О
Аллилэтнловый эфир Т. всп. <24' ^и^₽т)
ВалеральдегидТ. всп. 12 (откр.)■2-Метил-2-бутанолТ. всп: 19; КПВ 1,2—9,0
Винилизопропило-Т. всп. -32■(грет-пентиловый
ВЫЙ эфир-
Изовалеральдегид Т. всп.—52-Пентаиол (втор- Т. всп. <23
З-Метил-2-бутанонТ. реп. <22■пентиловый спирт)
З-Метил-1-бутен-3-ол Т. всп. 18■Этилизолропиловый Т. всп. < —15
СбНюОг
2-Метилтетрагидро- Т. всп. —12'эфир
фуранЯЭтилпропиловыйТ. всп. <—20; КПВ 1,7—9,0
2-ПентаионТ. всп. 6; КПВ 1,5 8,2
3-ПентанонТ. всп. 13; НКПВ 1,6СбН,2О*1,1-Диметоксипро- Т. всп. <10
4 - Пентен-1-олТ. всп. <23Я„
Пропеяилэтиловый Т. всп. <—52,2-Диметоксипро- Т. всп. —7
эфир_
ТетрагндропиранТ.всп.-20Яг „ -ДиэтоксиметанТ.всп.<21
Бутнлформиат*Т.всп.12; КПВ 1,7—8,3ЯcsH.2S2-Метил-2-бутантиолТ.всп.— 1
22-Ita*eraKCH.I,3-Т.всп.-1ЯЗ-МетилбутантйолТ.всп.<23
даомолан■ ЯПентантиолТ. всп. 18
зГз-Диметоксипро-Твел.19ЯСбН|зНИзопентиламинТ.всп.-1; КПВ2,3-22.0
■N-МетилбутиламинТ. всп. 2 <
Лйо^Д^вМгаАлАиибТТ ВСП. 5i КПВ 2*08,9
one
CsHiaN
C6HuN2
1-ПентиламинТ. всп. — 1 (откр.).
2-Диметиламино N-Т. всп. 14С6Н12О2- или З-Метилпен- Г всп. 20 (откр.)
метилэтнламиноамаЛЬ о
CeFe c6h2f4
ГексафторбензолТ. всп. 10Ж2-Метил-З-пентаионТ. всп. 11
4 2 4,5-Тетрафтор-Т; всп. 4 (откр.)■З-Метил-2-пентанонТ. всп. 15
бензол‘4-Метил-2-пентанон Т. всп. 17; НКПВ 1,2 (при
СеНзРз C6H4C1F
1,2,4-Трифторбензол Т. всп. —5 (откр.)50 С);ВКПВ8,0 (при 100 °C)
о-, м- или n-Фтор- Т. всп. 18■2-Этилбутиральде- Т. всп. 21 (откр.)
CeH4F2
CeHsF C6H6
хлообензолгид
ж-ДифторбензолТ. всп. <0ВС4Н12О2БутилацетатТ. всп. 23; КПВ 1,4-7,5
n-ДифторбензолТ.всп. -5 (откр.)Ж2-Бугилацет.атТ.всп.18;КПВ2,4-10,5
ФторбензолТ.всп. -15Ж2,6-Диметил-1,4-ди-Т.всп.24
БензолТ. всп. -12; КПВ 1,4-7,1 ■оксан'
1 5-Гексадиеи-З-инТ.всп. <-20; НКПВ1,5ЖИзобутилацетатТ.всп.17;КПВ2,4-10,5
C6H6S -
C6H«
Фенилмеркаптан Т. реп. <21 Ж Изопропидпропионат Т. всп. <20 1,3-Циклогексадиен Т. всп. <23 Ж Метилвалерат Т. всп. <23 1,4-Циклогексадиен Т. всп. -11 ■ Метилизовалерат Г. всп. <22
C6HeO СбНю
2,5-ДиметилфуранТ.всп.7Ж2-Метил-2-пентанол-Т.всп.9
1,4-ГексадиенТ. всп. -21; КПВ 2,0-6,1 Ж4-он
15-ГексадиенТ.всп.-46ЖМетилпивалатТ.всп.7
1-ГексинТ.всп.<10ВЭтилиэобутиратТ.всп.<18
'2- или 3-ГексинТ.всп.<23Ж2-Этил-2-метил-1,3-Т.всп.23(откр.)
2-Метил-1,3-пента- . Т. всп. <— 20runдиоксолан
нL6H12O32,5-Диметокситетра- Т. всп. <10
4-Метил-1,3-пента-Т. всп. -34В^ФУР3»т-,
диен2,4,6-Триметилтри- Т. всп. 17; НКПВ 1,3
ЦиклогексенТ. всп. <-6; НКПВ 1,2 Жоксан
(при 100 °C)CeHl3N1-Метилпиперидин Т. всп. <23
C6H10O
СбНюО2
Диаллиловый эфирТ. всп.-6Ж2-МетилпиперидинТ.всп.10
ВинилбутиратТ. всп.21 (откр.);КПВ 1,4-ЖЗ-МетилпиперидинТ.всп.8
8 84-МетилпиперндинТ.всп.9
C6HHN
C6H,2
ЭтилкротонатТ. всп. 2ВПергидроазепинТ. всп. 22
ЭтилметакрилатТ. всп. 21;НКПВ 1,8ЖГ иЦиКлогексиламинТ. всп. 5; КПВ 0,5-21,7
ДиаллиламинТ. всп. 21■С6НИГексанТ. всп. —23, КПВ 1,2—7,5;
1-ГексенТ. всп. -26; КПВ 1.2-6.9 Ж«т. свспл. 225
2-ГексенТ.всп.—21Ж2,2-ДиметилбутанТ. кип. 50; т. всп. —48;
2-Метил-1-пентенТ. всп. —28КПВ 1,2—7\0 (при 100 °C)
4-Метил-1 -пентенТ.всп.-7Ж2,3-ДиметилбутанТ. всп. -29; КПВ ,2-7,0
^-4-Метил-2-пеи-Т.всп.-32ВИзогексанТ.^всп.^-29 (откр.); КПВ
^нс-4-Метил-2-Т. всп. -29ЖrunЗ-МетилпентанТ. всп’. -7; КПВ 1,2-7,0
Пр„трнЖСбНнОБутилэтнловыиТ. всп. 4 (откр.)
МетилциклопентаиТ.вСп.—29эфир
ЦиклогексанТвсп;—18;КПВ1,3—10,6ЖДиизопропиловыйТ. всп. —28; КПВ 1,4—21,0
ЭтилциклобутанТ.всп.—15;КПВ1,2—7,7;эфир
т. свспл. 210Дипропиловый эфир Т. всп. —16; т: свспл. 215
C6H12O
БутилвиниловыйТ. всп. —5; КПВ 0,5— 3,82-Метил-2-пентанол Т. всп. 21
эфирЗ-Метил-З-пеитанолТ. всп. 24
Винилизобутиловый Т.всп.”—9С6НнО21,1-ДиэтоксиэтанТ.всп.—21;КПВ1,6—10,4
эфир1,2-ДнэтокснэтанТ. свспл. 205
3-ГексанонТ.всп.14CeHi&AlТриэтилалюминийТ.всп.—53;КПВ 1,9—13,1;
2,2-Диметил-З-бута- Т. всп. 12т. свспл. <—68
нонС6Н16ВОаТриэтилборатТ.всп,11
CcHisNБутилэтиламинТ.всп.18 (откр.)
ДиизоппопиламинТ.всп.—7
c6h15n
1,3-Диметилбутил- амин —
Т. всп. 13
[> с7н16
2^3-Диметилпентан
Т. всп. <—6; КПВ 1,1—6,7
CeHieNg
Динропиламин Триэтиламин 1,2-Бис (диметиламино) этан
Т. всп. 17 (откр.)
Т. всп. — 12; КПВ 1,2—8,0
Т. всп. 18
2,4-Ди метилпента н 2-Метилгексан З-Метилгексан
’ 2,2,3-Триметилбу-
Т. всп. —12
Т. всп. < — 18; КПВ 1,0—6,0
Т. всп. < - 10; КПВ 1.0-6.0
Т..всп. <0; НКПВ 1,0
CgHieOaSi
CeHieOaSi
Диэтокси диметил - силан Триэтоксисилан
Т. всп. <23
Т. всп. 13; КПВ 0,8—22,3;
1СдНбОа
С8На
тан
Фенилглиоксаль
1,3,5,7-Циклоокта- тетраен Этилбензол о-Ксилол
Т. всп. <23
Т. всп. <22
CeHieOSi2
Бис (триметилсилил-
т. свспл. 175
Т. всп. — 4
СаНю
Т. всп. 15; КПВ 1,0-6,8
Т. всп. 17; КПВ 1,0—6,0
CeHigNSij
оксид) Гексаметилдисила-
Т. всп. 14
С8Н12
л- и п-Ксилол 4-Винил циклогексен
Т. всп. 25; КПВ 1,0—7,0
Т. всп. 16
C7H5F3
Трифторметилбензол
Т. всп. <21
|СаНи
Винилциклогексан
Т. всп. 16
C7H7F
о-Фтортолуол
Т. всп. 8
1-Октин
’ Т. всп. 16
м-Фтортолуол
Т. всп. 12
С,Н16
2-, 3- и 4-Октин
Т. всп. <23
п-Фтортолуол
Т. всп. 10
цпо 1,2-Диметил
Т. всп. 11
C7H8
Бицикло (2.2.1] -2,5- гептадиен
Т. всп. —21
циклогексан транс-1,2-Диметил
Т. всп. 7
Толуол
Т. всп. 4; КПВ 1,3—7.0Я
циклогексан
Т. всп. 6
1,3,5-Циклогепта-
Т. всп. 4
1,3-Диметилцикло
C7H12
триен
1- или 3-Гептин
Т. всп. <23Я
гексан
ццр-1,4-Диметил-
Т. всп. 10
4-Метил циклогек
Т. всп. —1 (откр.)Я
циклогексан
Т. всп. 16
сен
траус-1,4- Днметил -
Циклогептен
Т. всп. <23Я
циклогексан
Т. всп. 8
C7Hu
1-Гептен
Т. всп. — 1Я
1 -Октен
2-Гептен
Т. всп. < — 1■
2-Октен
Т. всп. 14
З-Гептен
Т. всп. <—7
2,3,4-Триметил-1-
Т. всп. <21
Метилциклогексан
Т. всп. 4; КПВ 1,2—6,7Я
пентен
Т. всп. 1
2,3,3-Тримет илбутен
Т. всп. <0Я
2,3,4-Триметил-2-
Циклогептан
Т. всп. 15Я
пентен
Т. всп. —29
Этилциклопентан
Т. всп. <21; КПВ 1,1-6,7Я
2,4,4-Триметил-1-
CzH14O
2,4-Диметил-З-пен-
Т. всп. 15■
пентен
Т. всп. 2 (откр.)
танои
■ 2,4,4-Триметил-2-
CzHuOg
Амилацетат
Т. всп. 25; КЦВ 1,1—7,5Я
пентен
3,4,4-Трнметнл-2-
Т. всп. <21
2-Амилацетат
Т. всп. 23; КПВ 1,1—7,5Я
пентен
Бутилпропионат
Т. всп. 17Я
СвН16О
2-Этил гексаналь
Т. свспл. 197
3,3-Диэтоксипропи
Т. всп. <23Я
С8Н,8
2,3-Диметилгексан
Т. всп. 7 (откр.)
лен
2,4-Диметилгексан
Т. всп. 10 (откр.)
Изобутилпропионат
Т. всп. <22Я
2-Метилгептан
Т. всп. < 10
Изопентилацетат
Т. всп. <23; КПВ 1,1—7.0Я
З-Мегилгептан
Т. всп. —23
Изопропилбутират
(при 100 °C)Я
Октан
Т. всп. 13; КПВ 1,0—6,5;
Т. всп. 24Я
т. свспл. 220
Изопропилизобути
Т. всп. <21Я
2,2,3-Трнметилпентан
Т. всп. <21
CrHisN
рат
Т. всп. 16Л
2,2,4-Триметилпентан
Т. всп. -12; КПВ 1,0—6,0
2,6-Диметнлпипери-
2,3,4-Триметилпентан
Т. всп. 4
дии
'З-Этил-2-метилпен-
Т. всп. <21
1 -Этилпиперидин
Т. всп. 19Я
тан '
2-Этилпиперидин
Т. всп. —12" Я
1С.НиО
Дибутиловый эфир-
Т. всп. 25; КПВ 1,5—7,6;
C7H16
Гептан
Т. всп. —4; КПВ 1,0—6,7;Я
т. свспл. 194
Т. свспл. 223Я
IC8Hi»O2
Ди-трет-бутилпер- оксид
Т. всп. 18
АзНзАрсинТ. кип. —62; горючВ2Н6ДиборанТ. кип. .—93; т. всп. —90;КПВ 0,9—98,0; т. свспл. 38— 52В6Н9ПентаборанНКПВ 0,4; т. свспл. 35АзНзАрсинТ. кип. —62; горючВ2Н6ДиборанТ. кип. .—93; т. всп. —90;КПВ 0,9—98,0; т. свспл. 38— 52В6Н9ПентаборанНКПВ 0,4; т. свспл. 35Адипонитрил АкриламидАдипонитрил Акриламид
АзНз
Арсин
Т. кип. —62; горюч
В2Н6
Диборан
Т. кип. .—93; т. всп. —90;
КПВ 0,9—98,0; т. свспл. 38— 52
В6Н9
Пентаборан
НКПВ 0,4; т. свспл. 35
АзНз
Арсин
Т. кип. —62; горюч
В2Н6
Диборан
Т. кип. .—93; т. всп. —90;
КПВ 0,9—98,0; т. свспл. 38— 52
В6Н9
Пентаборан
НКПВ 0,4; т. свспл. 35
Адипонитрил Акриламид
Адипонитрил Акриламид
CgHjaOa
CeHtgN
CeH2oO*si
Бис (2-этоксиэтило-
' вый) эфир
Ди-2-бутиламин Диизобутиламин Тетраэтоксисилан
Т. свспл. 205
Т. всп. 24 '
Т. всп."21
Т. всп. 25; Т. свспл. 180
СдНаОг
1-Фенил-1,2-пропа- дион
Т. всп. <21
CgHia
2,6-Диметил-3-гептен
Т. всп. 21 (откр.)
1,3,5-Триметил циклогексан
Т. всп. 19
С9Н20
2,5-Диметилгептан
Т. всп. 24
3,5-Диметил гептан
Т. всп. 23
4,4-Диметилгептан
Т. всп. 21
3,3-Диэтилпентан
Т. всп. <21; КПВ 0,7—7,7
2- и З-Метилоктан
Т. свспл. 220
4-Метилоктан
Т. свспл. 225
Нонан
НКПВ 0,8; т. свспл, 190
2,2,5-Триметилгексан
Т. всп. 13
2,2,3,3-Тетрамет ил-
Т. всп. <21; КПВ 0,8—4,9
пентан
3-Этил-2,3-диметил-
Т. всп. 8
пентаи
З-Этил-4-метил гек
Т.'всп. 24
сан
-
4-Этил-2-метилгек-
Т. всп. <21
сан
С10Н12
Дициклопентадиен
Т. всп. — 7 (откр.)
С10Н20О
2-Этилгексилвнни- ловый эфир
Т. свспл. 202
С10Н22
Декан
НКПВ 0,76; т. свспл. 208
2-Метил нонан
Т. свспл. 210
С10Н22О
Диамнловый эфир
НКПВ 0,7; т. свспл. 171
Ci |НмОз
трет-Бутилпёрокси-
Т. всп. 19
бензоат
С12Н26
Додекан
Т. свспл. 205
С12Н26О
Дигексиловый эфир
Т. свспл. 185
C12H27AI
Триизобутилалюми-
Т. всп. <0; т. свспл. —40
ний
С12Н27Р
Трибутилфосфин
Т. свспл. 200
С12Н28О4Т1
Тетрапропоксититан
Т. всп. <22
СкНзо
Тетрадекан
Т. свспл. 200
С|бНз4
Гексадекан
Т. свспл. 205
C16H34O
Диоктиловый эфир
Т. свспл. 205
Неорганические
соединения
Соединения расположены по брутто-формулам, в которых выдержан алфавитный порядок символов элементов.
CHN
Циановодород
Т. кип. 25,7; т.. всп. —18; КПВ 6,0—41,0
СО
Оксид углерода (11)
Т. кип. - 192; КПВ 12,5—74,0
COS
Оксидсульфид углерода
Т. кип. -192; КПВ 12,5—74,0
CS2
Сероуглерод
Т. кип. 46; т. всп. —43; КПВ 1,3—50,0; т. свспл. 125
(в присутствии ржавчины — .ниже 100)
c2n2
Дициан
Т. киц. -21; КПВ 6,0—32,0
С4МЮ4
Тетракарбонил никеля
Т. кип. 43; т. всп. < —20; НКПВ 2,0
CcFeOs
Пентакарбонил железа
Т. всп. —15; т. свспл. комн.
Cl3HSi
Трихлорсилан
Т. кип. 32; т. всп. <50;
КПВ 1,2—90,5; т. свспл. 104
d2
Дейтерий
Т. кип. -249; КПВ 5,0—75,0
F3HSi
Грифторсилан
Т. кип. —95; горючий
f4n2
Тетра фтор гидразин
Т. кип. —73; взрыв.
GeH4
Герман
Т. кип. —90; т. свспл. < комн.
H2
Водород
Т. кип. —253; КПВ 4,1--74,2
H2S
Сероводород
Т. кип. -60; КПВ 4,0—44,0
H2S2
Дисульфид водорода
Т. всп. <22
.H2Se
Селеноводород
Т. кип. —42; горючий
H3N
Аммиак
Т. кип. —33,4; КПВ 17,0—28,0
H3P
Фосфин
Т. кип. —88; НКПВ 1,0; т. Свспл. 150
H3Sb
Стибин -
Т. кип. —17; горючий
h4n2
Гндразин
КПВ 4,7—100,0; т. свспл. 23 в присутствии ржавчины, 132 в железном сосуде, 156 в нержавеющей стали
H4P2
Дифосфин
Т. свспл. комн.
H4Si
Силан
Т. кип. —112; т. свспл. —140
H6Si2
Дисилан
Т. кип. —14,5; т. свспл. коми.
P
Фосфор белый
Т. свспл. 38,5
Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны
[3; ГОСТ 12.1.005—88]
В таблицу включены лишь наиболее распространенные в практике химических лабораторий вещества (растворители, промежуточные продукты, общеупотребительные реагенты) и не включены инсектициды, гербициды, фосфорорганические соединения, органические красители, лекарственные вещества, а также аэрозоли преимущественно фиброгейного действия.
Органические соединения
ПДК,.„,мг/ма
20Акриловая кислота5
- 0,2Акрилбилхлорид0,3
ИДК»,,
ПДК,.,
кг/м3
мг/м3
Акрилонитрил
0,5
Бромэтан
5
Акролеин
0,2
1,3-Бутадиен
100
Аллнламин
0,5
1-Бутанол
10
Аллил ацетат
2
Бутилакрилат
10
Аллиловый спирт
2
Бутиламин
10
Аллилформиат
10
N-Бутилбензолсульфа-
0,5
Аллилхлорид
0,3
мид;.
Аллилцианид
0,3
Бутилацетат
200
1 -Аминоантрахинон
5
Бутилвиниловый эфир
20
Аминопел аргоновая кислота
8
Бутилизоцианат
Бутилксантогеиат калия
1 10
ж-Аминофенол
5
Бутнлметакрилат
30
7-Аминоэнантовая кис
8
трет-Бутилпера цетат
0,1
лота
трет- Бутилпербензоат
1
2-Аминоэтаиол
0,5
2-Бутилтиобензтиазол
2
л-Анизидин
1
1,4-Бутиндиол
1
Анилин
0,1
Бутиральдегид
5
Антрахинон
5
Валериановая кислота
5
Ацетальдегид
5
Винилацетат
10
Ацетальдегид тетрамер
0,2
Винилацетилен
20
(метальдегид)
Винилбутиловый эфир
20
Ацетон
200
Винилбутират
50
Ацетонитрил
10
Винилидеихлорид
50
Ацетонциангидрин
0,9
Винилметилкетои
0,1
Ацетопропилацетат
5
2-Винилпирйдин
0,5
Ацетофенон
5
N-Винилпирролидон
1
Бензальдегид
5
Винилтолуол
50
Бензол
5
Винилхлорид
30
Беязолсульфохлорнд
1
Гексаметйлендиамин
1
Бензонитрил
1
Гексаметнлендинзоциа-
0,05
Бензотрнфторяд
100
иат
0,5
Бензотрихлорид
0,2
Гексаметиленимин-
л-Бензохинон
0,05
1-Гексанол
10
3,4-Бензпнрен
0,00015
Гексафторацетон
2
Бисхлорметилбензол
1
Гексафторбензол
5
БисхЛорметилксилол
1
Гексафторпропилен
5
Бисхлорметилнафталин
0,5
Гексахлорацетон
0,5
Бромацетопропил ацетат
0,5
Гексахлорбензол
0,9
Бромбензол
3
Гексахлорциклогексан
0.1
Бромдифторхлор метан
1000
(смесь изомеров)
0,05
(фреон-12В1)
у- Гексахлорциклогексан
1-Бромбутан
0,3
Гексахлорциклопента
0,01
1-Бромгексан
0,3
диен
10
Бромметан
1
1-Гептанол
4-Бром-2-метилбутан
0,5
Декалин
100
Бромоформ
5
Диаллиламин
1
1-Бромпентан
1
Днаминодифенилоксид
5
Бромтрифторметан
300Q
4,4-Диа минодифенил-
1
(фреон-1 ЗВ 1)
сульфид
о-Бромфенол
0,3
Диамикодифенилсуль-
5
1-Бром-3-хлорпропан
■ 3
фон
ПДК,, , мг/м3
ПДК,, мг/м3
2,4-Диаминотолуол Дибромметан 1,2-Дибромпропан
2
10 5
Дифениловый эфир
Дифенилы хлорирован-
. 5 1
1,2-Дибромтетрафтор- этан (фреон-114В2)
1000
Дифторди хлор метан (фреон-12)
3000
1,2-Дибром-1,2,2-три- фторхлорэтан (фреон-
50
1,1-Дифтор-2,2-дихлор- этилен
1
113В2) Дибутилкетон
20
1,2-Дифтортетрахлор- этан (фреон-112)
1000
Ди-грет-бутилпероксид Дибутилфталат
100 0.5
Дифторхлорметан (фреон-22)
3000
Дивинил
Диизопропиламин
100 5
1,1 -Дифтор-1 -хлорэтан (фреон-142)
1,2-Дифторэтан (фреон-152) 3,4-Дихлоранилии
1,3-Д ихлорацетон о-Дихлорбензол
3000
Диизопропилбензол Дикумилметаи Днметиламин N,N-Димeтилaнилин N,N-Димeтилбeнзил-
МИ И
50 5 1 0,2 5
3000
0,5 0,05 0,03
Диметилвинилэтинил-- метайол
0,05
2,3-Дихлор-1,3-бутадиен 1,3-Дихлор-’2-бутилен
0,1 1
Диметилвинилэтинил-
0.6
р,р-Дихлордиэтиловый
2
п-оксифенилметан
1,1-Диметилгидразин
2,5-Диметил-1,4-диоксан
4,4-Диметил; 1,3-диоксан
1 10 3
ЭфИр;■
1,2-Дихлоризобутан
1,3-Дихлоризобутилен
3,3-Дихлоризобутилен
20 0,5 0,3
Диметилсульфат Диметнлсульфид Ди мети лсульфокси д Диметилтерефталат
5 50 20 0,1
(симмётричн.) Дихлорметан Дихлорметилбензол 3,3-Дихлорметилокса-
50 од 0,5
2,6-, 3,4- и 3,5-Диметил
. 2
циклобутан
фенолы
Диметилформамид
10
1,2-Дихлор-2-метилпро- пан.
1,3-Дихлор-2-метилпро-
20
0,5
Диметилфталат
0,3
ДимеТилхлортиофосфат
0,5
пилен
0,3
Диметилэтаноламин
5
3,3-Дихлор-2-метил-
Динитробензолы (все изомеры)
0,1
пропилен
2,3-Дихлор-1,4-нафта.
°'5
4,6-Дннитро-2-изопро- пилфенол
0,05
хинон
3,4 - Дйхлорнитробензол
* 1
Динитро-о-крезол
0,05
1,2-Дихлорпропан
10
Диннтророданбенэол Динитротолуол
2
1
1,3-Дихлор-2-пропанол
1,3-Дихлорпропилен
5 5
2,4-Динитрофенол
Динитрохлорбензолы
0,05
2,3-Дихлорпропнлен
3
1
3,4-Днхлорпропионани-
0,1
(смесь) 1,4-Диоксан
to
лид
а,а-Дихлорпролионо-
10
1,3-Дноксолан"
50
вая кислота
50 .
Дипропиламин
2
Дихлорстирол
Ди-грет-бутилпероксид
100
Дихлоруксусиая кислота
4
Дитолилметан
1 i
3,4-Дихлорфенилиэо-, цианат
0,3
пдк,... мг/м*
пдк,.,,■
мг/м*
1пдк,..
■мг/м*
пдк,.. мг/м*
Дихлорфенилтрихлор- силан
2,4-Дихлорфеноксиук- сусная кислбта 2,4-Дихлорфенол
1,2-Дихлорэтан 1;1-Дихлорэтилен Дициклопентадиен
. 1
1
0,012 10 50
1
Метанол Метилакрилат Метиламин Метилацетат Метилбутират Метилвалерат Метилвинилкетон 2-Метил-5-винилпири-
20В
1Л
100■
5В
1Я
0.1■
2
1,4,5,8-Нафтал Интегру-
Вкарбоновой кислоты дн-
ангидрид
ВНафталины хлориро-
Вванные
ВР-Нафтол
В1,4-Нафтохннон
Вл-Нитроанизол
1
0,5
0,1 0,1
3
Пиперидин Пипернлен Пиридин Пиромелитовой кислоты диангидрид Пирролидин
Пропанол Пропиламин
ОД 40 5 5
0,1 10 5
Диэтиламин
Р-Диэтиламниоэтилмер
30 1
6-Метил-2-винилпири- дин Метилгексилкетри 4-Метилдигидропиран
0,5В
Вл-Нитроанилин
Во-Нитроанилин
0,1
0,5
Пропилацетат Пропиленоксид
200 1
каптан
Диэтиламиноэтилмета-
800
200■
ВНитробензол
ВЖ-Нитробензотрифторид
3
1
Пропилпропнонат Пропиональдегид
70 5
крилат'
Диэтилбензол Диэтиловый эфир
10 300
Метилизобутират Мет ил изовалерат Метилизотиоцианат
10Я
5Я
0,1Я
ВНитробутан
ВНитроксилолы(смесь
■изомеров)
30 5
Пропионовая кислота 2-Пропин-1-ол, Скипидар
2 1 300
Диэтилперфторадипи-
0,1
Метилизоцианат
0,05-Я
ВНитрометан
30
Стирол 1
5
нат
0,005
Метилкапронат
1Я
ВНитропропан
30
Терефталевая кислота
0,1
Диэтил ртуть
Метил меркаптан
0.81
Вж- и л-Нитротолуол
3
1,1,2,2-Тетрабромэтаи
1
Диэтилхлортиофосфат
Метилметакрилат
ю1
ВНитроформ
0.5
Тетрагидробензальдегид
0,5
Диэтилэтаноламин
100 0,3 10
N-Метилморфолин
5- ■
Во- и л-Ннтрохлорбеизол
1
Тетрагидрофуран
100
Изобутилен
1- и 2-Метилнафталин
201
ВНитроцнклогексан
1
Тетралин
1Q0
Изобутиленхлорид
4-Метил-2-пеитанон
51
ВНитроэтаи
30
Тетранитрометан
0,3
Изобутнловый спирт (2-метил-1-пропанол) Изомасляный альдегид
2-Метилпиридин
51
В1-Октанол
10
Тетрафторпропанол
20
5 ,
N-Метилпирролидон. 2-Метилпропаналь
100■ 1
■ 51
ВОктафтордихлорцикло-
Вгексан
1
Тетрахлоргекса тр иен Тетрахлоргепта и
0,3 1
Изопрен
Метил пропионат
101
ВОкуафторпентанол
20
Тетрахлорпропан
1
Изопропиламин
Метилпропнлкетон
2001
ВОктафтортолуол'
5
Тетрахлорпропнлен
0.1
Иэопропиламинодифе-
а-Метилстирол
51
В, Октафтор циклобута и
3000
Тетрахлорэтан
5
ниламин
Изопропилбензол
2- и 3-Метилтиофен
20I
В(фреон-318С)
Тетрахлорэтилен
10
Метилтиоизоцианат
0,11
ВПаральдегид
5
Тетраэтилсвинец
0,005
Изопропилнитрат
5
Метилтозилат
10I
В1,3-Пентадиен
40
Тетраэтоксисилан
20
Изопропилнитрит
1
Метил-л-толилформиат
10|
ВПентан
300
Тиогликолевая кислота
0,1
Изопропилхлоркарбонат
0,1
Метилфторфенилди-
1I
ВПентанол
10
Тиофен
20
Камфора
10
хлорсилан
ВПентафторбензол
5
о-Толуидни
3
Капролактам
2-Метйлфуран
1I
ВПентафторпропионовая
2
Толуилендиамин
2
Капроновая кислота
300
Метилхлорацетат
:1
Вкислота
Толуилендиизоцианат
0,05
Керосин (в пересчете
Метилхлороформ
201
ВПентафторфенол
5
Толуол
50
на С)
0,5
Метилхлорформиат
0.051
ВПентафторхлорбензол
2
Триаллиламин
1
Кротоновый альдегид
Метил циклогексан
501
ВПентафторхлорэтан
3000
Трибром метан
5
Ксилидины (смесь изомеров)
Ксилолы (смесь изоме
3
Метилэтилкетон
2001
В(фреон-115)
Трибутилфосфат
0,5
50
2-Метил-5-этнлпиридин
21
ВПентахлорацетон.
0,5
Трнкрезил фосфат: '<3% орго7нэомеров
ж-Метоксифенол
0,51
ВПентахлорнитробенэол
0,5
0.5
ров)
2,5-Лутиднн Малеиновый ангидрид Масляная кислота Масляный альдегид Масляный ангидрид
10
Морфолин
0,5Я
ВПента хлорфенол
0,1
> 3% орто-изомеров
0,1
Мукохлорная кислота
0,11
ВПерфторадипонитрил
0.1
Трикреэол
0.5
10 5
1
Муравьиная кислота Нафталин
Нафталин-2,6-дикарбо
11
291
0.11
ВПерфтора цетона дигид-
■рат
ВПерфторизобутилен
2
0,1
Триметиламин Тринитрометан Тринитротолуол
5 0,5 1
1
новая кислота
ВПерфторпента н
0,5
Трнпропиламии
2
2-Меркаптоэтанол Метакриловая кислота Метакриловой кислЬты
. 10
0,3
Нафталин-2карбоновая кислота
0,1 I
ВПерхлорметилмеркап-
Втан
В-Пиколины
1 к
Три фенил фосфат Трифторбутанол ТпиАтлнпгути «г» мши
1 20 к
Неорганические соединения
пдк,,.
пдк,,,
пдк,,.
ПДК,,
мг/м3
мг/м3
мг/м3
мг/м3
3,3,3-Трифторпропилен
3000
Фтортрихлорметан
1000
Азота
МарганцаЦУ) оксид
0,3
Трифторстирол
5
(фреон-11)
(П) оксид
30
Молибдена карбид
6
1,2,2-Трифтортрихлор-
3000
1-фтор-2-хлорэтаи
1000
(IV) оксид
2
Мышьяка
этан (фреон-113)
(фреон-151)
Аммиак
20
(III) оксид
0,3
Трифторуксусная кис
2
Фуран
0,5
Гидразин
0,1
(V) оксид
0,3
лота
Фурфурол
10
Алюминия
тригидрид (арсин)
0,1
1,1,1-Трифтор-З-хлор-
1
м-Хлоранилин
0,05
оксид
2
Натрия
пропан (фреон-253)
л-Хлоранилин
0,3
фторид
0,5
гидроксид
0,5
Трифторхлорэтилер
5
Хлора цетопропила цетат
2
Аммония сульфат
10
карбонат
2
1,1,1-Триф?орэтан
3000
Хлорбензол
50
Бария
тиоцианат
50
Трифторэтанол
10
1,3-Хлорбром_пропан
3
карбонат,
0,5
фторид
0,2
Трифторэтила мин
. 100
Хлордиметиловый эфир
0,5
сульфат
6
фторосиликат
0,5
1,1,3-Трихлорацетон
0,3
Хлорметан
5
фторид
0,1
Никеля
Трихлорбензол
10
Хлдрметилбензол
0,5
Бериллий
0,001
карбонил
0,0005
1,2,3-Трихлор-3-бутилен
6,1
Хлорметилтрихлорсилан
1
Бор(а)
(II) оксид
0,05
Трихлорнафталин
1
Хлорпеларгоновая кис
5
оксид
5
Озон
0,1
1,2,3-Трихлорпропан
2
лота
фторид
1
Ртуть(и)
0,01
Трихлорпропилен
3
а Хлорпропионовая кис
5
■Борная кислота, "орто-
10
(II) хлорид
0,1
а,а,р-Трихлорпропионо-
10
лота
Вром
0,5
Свинец (а)
0,01
вая кислота
о- и л-Хлортолуол
10
Бромоводород
2
нитрат
0,01
Трихлорсилан
1
Хлоруксусная кислота
1
Ванадия
Селен (а)
2
Трихлортолуол
0,2
л-Хлорфенол
1
(III) оксид
0,5
(IV) оксид
0,1
Трихлортриазин
0,1
Хлорциклогексан
50
(V) оксид
0,1
Сера(ы)
6
Трихлоруксусная кис
5
Хлорэтан
50
Вольфрама карбид
6
(IV)'оксид
10
лота
2-Хлорэтанол
0,5
Галлия арсенид
2
(VI) оксид
1
Трихлоруксусной кисло
0,1
Циклогексан
80
Германия
Серная кислота
1
ты хлорангидрид
Циклогексанон
10
(IV) оксид
2
Сероводород
10
1,1,1-Трихлорэтан
20
Циклогексаноноксим
10
хлорид
1
Стронция
Трихлорэтилен
10
Циклогексиламин
1
Герман
5
карбонат
6
Триэтаноламин
5
Циклопентадиен
5
Железа (III) оксид
4
нитрат
1
Трнэтиламин
10
Этанол
1000
Иод
1
сульфат
6
Триэтоксисилан
1
Этилакрилат
5
Кадмия
-
Сурьмы
Углерод четыреххлори
20
Этила цетат
200
оксид
0.1
(IH) оксид
1
стый
2-Этилгексанол
50
сульфид
0.1
(IV) оксид
2
Уксусная кислота
5
2-Этнлгексеналь
3
Калия
(HI) фторид
0,3
Фенантрен
0,8
Этилендиамин
2
фторИд
0,2
(V) фторид
0,3
п-Фенетидин
0,2
Этилендиацетат
30
„ цианид
0,3
Таллия бромид
0,01
n-Фенетидин солянокис
0,5
Этнленимин
0,02
Кальция
Тантала
лый
Этиленоксид
1
карбонат
6
(IV) оксид
10
л-Феиилендиамин
0,1
Этиленмеркаптан
1
цианамид
0,5
(V) оксид
10
Феннлметилдихлорси-
•1
Этиленсульфид
0,1
Кобальта
Теллура оксид
0,01
лан
Эгиленхлоргидрин
0,5
карбонил, тетра-
0,01
Титана
и-Феноксифенол
1
Эгиленциангидрин
10
(III)" оксид
0,5
(IV) оксид
4
Фенол
0,3
Этилксантогенат
0,5 !
Кремния
хлорид
1
Формальгликоль
50
калия
карбид
6
Торий
0,05
Формальдегид
6,5
N-Этилморфолнн
5
(IV) оксид
2
Углерода
Формамид
3
Этилтолуол
50
Трихлорсилан
1
(II) оксид
20
1 -Фтор-1,1 -дихлорэтан
1000
Р-Этоксипропнонитрил
50
Магния
сульфид
1
(фреон-141)
карбонат хлорат
16 5
оксидсульфид COS
10
ПДК,— :■-
мг/ма
ПДК,.. . мт/м’
Урана (IV) оксид
6,015
Хлор (а)
1 . 0,1
Фосген СОСЬ
0,5
(IV) оксид
Фосфин
0,1
Хлоройодород
" 5
Фосфора
Хрома
(V) оксид
1
(III) оксид
1
оксидтрихлорид
0,05
(VI) оксид
0,01
РОС1з
Циановедород
0,3
(III) хлорид
0,2
Цинка оксид
0,5
(V) хлорид
0,2
Циркония карбид
6
Фтороводород
0,05
Маркировка и назначение фильтрующих коробок промышленных противогазов
[ГОСТ 12.4.034—85, ГОСТ 12.5.042-78]
Марка
Цвет коррбки ,
Вредные вещества, от которых защищает фильтрующая коробка
А
Коричневый
Пары органических веществ (бензин, керосин, бензол и его гомологи, ацетон, сероуглерод, спирты, эфиры, анилин, нитро-' и галогенпроизйодные углеводородов, тетраэтилсвинец), хлорорганические и фосфорорганические ядохимикаты
В
Желтый
Кислые газы и пары (SO,, Cl,, H,S, HCN, оксиды азота, HC1, фосген), хлорорганические и фосфорорганические ядохимикаты
Г
Черный и желтый
Пары ртути, ртутьорганическяе ядохимикаты на основе этилмеркурхлорида
Е
Черный
АзНз, РНз
КД
Серый
МНЭ, H,S
СО
Белый
со
м
Красный
То же, что для марок А, В, Е, КД и СО, но с меньшим временем защитного действия
БКФ
Защитный с белой ^вертикаль-
1 Кислые газы и пары, па'ры органических веществ; AsH3, РИ3; пыль, дым, туман
ной полосой
Примечания. 1. Фильтрующие коробки марок А, В, Г, Е, КД выпускаются с дополнительным аэрозольным фильтром, о чем свидетельствует наличие белой вертикальной полосы на коробке. В этом случае коробка защищает также от пыли, дыма, тумана.
2. Момент отработки фильтрующих коробок определяют следующим образом:
для коробок марок А, В, КД, Е, БКФ — по появлению запаха контрольного вредного вещества под маской,
для коробки марки Г — по времени работы (при концентрации наров ртути в воздухе НО"2 г/м3 гарантированное время защитного действия для коробок без фильтра составляет 100 ч, а для коробок с фильтром или с индексом «8>—80 ч),
- —««nvu гп — по увеличению начальной массы на 50 г,
(привес коробок определяют взвешиванием после каждого использования, делая отметки на этикетке).
3. Гарантийный срок хранения фильтрующих коробок 3 года с момента изготовления.
. 5. Маркирмка и назначение фильтрующих респираторов
[ГОСТ 12.4.004—74; 12.4.028—76; 12.4.034—
85; 12.4.041-781'
Марка
РПГ-67-А
Вредные вещества, от которых защищает респиратор Пары органических веществ (при концентрации
РПГ-67-В
бензола 10 мг/л время защитного действия 1 ч)
Кислые газы и пары (при концентрации SO2
РПГ-67-КД
2 мг/л время защитного действия 50 мин) МЦз и HgS (при концентрации 2 мг/л время
РПГ-67-Г
защитного действия 30 мин)
Пары ртути (при концентрации 0,01 мг/л время
Бесклапанные противоаэро- зольные респи
защитного действий ^0 ч)
Запрещается променять для защиты от паров вредных веществ!
раторы ШБ-1: Лепесток-40
Вредные аэрозоли высокой и средней дисперсности (размер частиц до 1 мкм): до 40-кратного превышения ПДК; грубой дисперсности (размер частиц более 1 мкм): до 200-кратного превышения ПДК .
Лепесток-200
Вредные аэрозоли любой дисперсности до
РУ-60 мА
200-кратного превышения ПДК
Пары органических веществ, пыль, дым, туман
РУ-60 мВ
[кроме высокотоксичных веществ типа (C}Hs)4Pb] Кислые газы и пары, пыль, дым, туман (кроме
РУ-60 мКД- РУ-60 мГ
высокотоксичных веществ типа HCN, AsH3, РН3)
МНз и H2S; пыль, дым, туман
Пары ртути (при концентрации <0,01 мг/л), пыль, дым, туман.
6. Характеристики выпускаемых индикаторных порошков длй снаряжения индикаторных трубок
Азота ' 3000—50420оксидыАзота ' 3000—50420оксиды[ГОСТ 12.1.044—84]
Азота ' 3000—50420
оксиды
Азота ' 3000—50420
оксиды
Определяемый газ (пар)
Про- сасы- вае- мый объем, см*
Диапазон показаний, мг/ма
Общее время проса- сыва- ния, с
Газы (пары), улавливаемые фильтрующим патроном
Газы (пары), мешающие определению
Галогены (С12, 12, Вг2), озон в концентрациях, превышающих ПДК в 10 и бо-
Продолжение
Хлор
200
0—30
120
Кислоты, щело
100
0—100
40
чи и амины *
300
0—30
300 H2S, NHa, no2, туман H2SO4, вода
300
0—1400
420 H2S, РНз, NH3, ацетон, вода, кремнистый водород
зоб
0—2000
420 HCI, SO2, уксусная кислота, уксусный ангидрид в концентрациях, превышающих ПДК менее чем в 10 раз
НС1, кетоны, ук- сусный ангидрид, уксусная кислота и Сложные эфиры В : : концентрациях, j превышающих ПДК в 10 и бо- j
-
лее раз
300
0—1000
420 Углеводороды
-
ароматического и непредельного рядов
300
0—200
420 Вода
Углеводороды жирного и аро- 1 матического рядов
300
0—500
240 Вода
То же
300
0-30
300' -
Меркаптац tJ:_'5
100
0—200
60- :
>*
300
0—500
420 Вода
Углеводороды жирного и ароматического- рядов
300
0—1000
420 Вода, углеводороды ароматического и непредельного рядов
200
0—120
420 Ацетилен, этилен, бензин, бензол и егогомологи,
спирты, ацетон, ' соединения серы, С1я оксиды азота.
Карбонилы ме- J
таллов1
■ дихлорэтан, CS2
Вг2, 12, окйслй- я тели и хлор- | амины 1
300
0—15
420—
400
0-3000
600 Вода, этиловый спирт, органические кислоты, фенол
Аммиак
Ангидрид
Ацетилен
Ацетон
Бензин
Бензол
Ксилол Сероводород Толуол
Углеводороды нефти
Углерода оксид
Этиловый спирт
7. Степень устойчивости (по пятибалльной шкале) некоторых полимерных пленок, применяемых для защиты рук, к действию химических веществ и физических факторов [63|
Действующий фактор
Неопрен
Натуральный латекс или резина-
Поливиниловый спирт
Полимер «Буна- N» *
Химические вещества
Азота(III) оксид
4
4
5
4
Азотная кислота
4
3
2
3
Акрилонитрил
4
3
5
4
Амилацетат
4
3
4
4
Амиловый спирт
5
5
4
5
Аммония гидроксид
5
5
' 2
5
Анилин
4
3
3
4
солянокислый
3
3
3
3
Антрацен
3
2
5
4
Ацетальдегид '
5
4
3
5
Ацетон
4
4
3
4
Бензальдегид
3
3
3
4
Бензилбензоат
4
3
5
4
Бензиловый спирт
5
5
4
5
Бензилхлорид
4
3
5
4 '
Бензин
4
2
3—5
4—5
Бензол
2
2
5
4
Бутан
5
4
5
5
Бутаналь (масляный альдегид)
4 .
4
3
4
Бутилацетат
4
3
4
4
Бутилен
5
4
5
5
Бутиловый спирт
5
5
4
5
Гексан
3
2
5
5
Гексилацетат
3
2
3
3
Глицерин
5
5
3
5
Дибеизиловый эфир
4
4
3
4
Дибутилфталат
4
2
5
5
Диизобутилкетон
2
3
4
2
Диоксан
5
4
2
4
п-Дихлорбензол
5
3
5
5
Дихлорпропаи
2
2
5
4
Дихлорэтан
2
2
5
3
Диэтаноламин
5
4
3
5
Диэтиламин
5
4
3
5
Диэтиловый эфир
5
4
4
5
Изооктан
3
2
. 5
4
Изопропиловый спирт
5
5
3
5
Калия гидроксид
5
5
2
5
Крезол
4
4
3
4
Ксилидин
5
3
5
5
• Сополимер бутадиена и акрилонитрила.
Продолжение
Кейлел
2
2
5
5
■ Лауриновая кислота
5
3
5
5
Лимонная кислота
5
5
2
5
Линолевая кислота
5
2
5
5
Малеиновая кислота
5
5
5
5
Масла минеральные
5
4
5
5
Масла растительные
5
4
4
5
Метиламин
3
3
3
4
Метилацетат
4
3
4
4
Метйлацетйлен
5
3
5
5 \
Метилбромид
4
3
5
4
Метиленбромид (метиленхлорид)
4
4
4
4
Метилнзобутилкетон
4
4
4
4
Метиловый спирт
5
5
3
5
Метнлформиат
4
3
5
3
Метил хлорид
4
4
4
4
Метнлцеллозольв , •
4
4
3
5
Метилэтилкетон
4
4
3
3
Молочная кислота
5
5
2
5
Морфолин
5
5
3
5
Муравьиная кислота
5
5
2
5
Натрия гидроксид
5
5
2
5
Нафта
5
■3
5
6
Нафталйн
4
3
5
4
Нитробензол
3
2
5
3
Нитрометан
3
2
5
3
Нитропропан
3
2
5
3'
Октиловый спирт
5
5
4
5
Олеиновая кислота
5
3
5
5
Пентан
5
4
5
5
Пикриновая кислота
5
4
5
5
Пропилацетат
4
3
4
, 4
Пропиловый спирт
5
5
3
5
Серная кислота
4
4
2
4
Сероуглерод
3
3
5
4
Соляная кислота
5
4
2
5
Тетрахлорэтан
3
2
5
4
Тетраэтилсвинец '
5
3
5
5
Толуол
3
2 ,
5
5
Трикрезилфосфат
4 ’
3
4
3
Тринитротолуол
4
2
5
5
Трихлорэтилен
3
2
5
3
Триэтаноламин
5
4
3
5
Уксусная кислота
5
6
2
5
Фенилгидразин
4
4
3
4
Фенол
5
3
2
5
Формальдегид
5
4
2
5
Фосфорная кислота
5
4
2
5
'Фтор
3
2
4
3
Фтороводород
5
4
2
5
Фурфурол
4 '
4
3
4
Хлор
3
2
4
3
Хлорацетон
5
5
4 '
3
Продолжение
Хлорбензол
3
2
5
4
Хлорнафталин
3
2
5
- 3
Хлорная кислота
5
3
2
3
Хлороформ
4
3
5
4
Хлорпикрин
2
2
4
2
Хромовая кислота
3
3
2
3
Четыреххлористый углерод
3
2
5
4
Щавелевая кислота
5
5
5
5
Циклогексан
4
4
5
4
Циклогексанол
4
3
4 .
4
Циклогексанон
5
5
4
4
Этаноламин
5
4
3
5
.Этиланилин
3
3
3
3
Этилацетат
5
3
3
4
Этиленгликоль
5
5
3
5
Этилендиамии
5
4
3
5
Этиловый спирт
5
5
3
4
Этилформиат
4
3
5
4
Физические факторы
Растяжение
5
5
5
4
Разрыв .
4
4
. 5
4
Высокая температура
5
3
3
4
Действие озона
5
'4 '
5
4
Действие солнечного света
5
3
5
4
Длительность хранения
5
5
3
4
Средства для защиты рукЗащитный крем силиконовый ПМОЗО, «Средство защитное для РУК*Защитный крем для рук «Силиконовый»; защитная паста ИЭР-2 Профессионально-защитный крем «Пленкообразующий»; защитная паста ИЭР-1Паста отмывочно-защитная с солидолом; паста защитная «Айро»; защитный крем для рук «Невидимка»Препарат «Церигель» с антимикробным эффектомпасту наносят на чисто вымытые сухиеСредства для защиты рукЗащитный крем силиконовый ПМОЗО, «Средство защитное для РУК*Защитный крем для рук «Силиконовый»; защитная паста ИЭР-2 Профессионально-защитный крем «Пленкообразующий»; защитная паста ИЭР-1Паста отмывочно-защитная с солидолом; паста защитная «Айро»; защитный крем для рук «Невидимка»Препарат «Церигель» с антимикробным эффектомпасту наносят на чисто вымытые сухиеВыпускаемые защитные дерматологические средства [ГОСТ 12.4.068—79]
Средства для защиты рук
Защитный крем силиконовый ПМОЗО, «Средство защитное для РУК*
Защитный крем для рук «Силиконовый»; защитная паста ИЭР-2 Профессионально-защитный крем «Пленкообразующий»; защитная паста ИЭР-1
Паста отмывочно-защитная с солидолом; паста защитная «Айро»; защитный крем для рук «Невидимка»
Препарат «Церигель» с антимикробным эффектом
пасту наносят на чисто вымытые сухие
Средства для защиты рук
Защитный крем силиконовый ПМОЗО, «Средство защитное для РУК*
Защитный крем для рук «Силиконовый»; защитная паста ИЭР-2 Профессионально-защитный крем «Пленкообразующий»; защитная паста ИЭР-1
Паста отмывочно-защитная с солидолом; паста защитная «Айро»; защитный крем для рук «Невидимка»
Препарат «Церигель» с антимикробным эффектом
пасту наносят на чисто вымытые сухие
Вредные производственныефакторы
Нетоксичные пыли (стекловолокна, строительные материалы и т. п) Вода, водные растворы солей, кислот, щелочей Органические растворители, Лаки, краски, клен, смолы Нефтепродукты (масла, смазки) •
Биологические факторы
Примечание. Крем или
руки перед работой. Перед принятием пищи н в конце работы защитную пленку необходимо смыть.руки перед работой. Перед принятием пищи н в конце работы защитную пленку необходимо смыть.
руки перед работой. Перед принятием пищи н в конце работы защитную пленку необходимо смыть.
руки перед работой. Перед принятием пищи н в конце работы защитную пленку необходимо смыть.
9. Сгальные баллоны для газов
Газ, для кото- рого предназначен баллон
Цвет
Коэффнци-
Допускаемое давление газа вбалЛо- ■ не, МПа
Состояние газа в баллоне
Направление резьбы выпускного штуцера
баллона
надписи с названием газа
полосы
ент удельного наполнения, КГ/Л'
Азот Аммиак ' Аргон
Черный Желтый
Желтый Черный
Коричневый
0,570
15,0
2,0
Сжат Сжижен
Правая Левая
сырой технический
Черный >
Белый
Синий
Белый Синий
—
15,0
15 0
Сжат
Правая
чистый
Серый
Зеленый
Зеленый
15 0 "
Ацетилен Бутан
Белый Красный
Красный Белый
0,438
0.8
Растворен Сжижен
«Левая
Бутилен
Темно-зеленый
Желтый
Черный
0,526
-' 0,65
Водород
Красный
15,0
Сжят
Воздух. Гелий
Черный Коричневый
Белый
>:
—
15,0 150
Правая
Кислород
Голубой
Черный
/
15,0
Метан
Красный !
Белый
—
15Д
Левая
Пропан
»
>
0,425
1,7
Сжижен
Сероводород
Белый
Красный
Красный
1,250
0,8
Серы диоксид
Углерода дн-
Черный
Белый (надпись «Сернистый ангидрид»)
Желтый
1,250
0,6
Сжижен
Правая
»
Желтый (надпись
— ■
0,750
12,5
жсид
«Углекислота»)
Фосген
Защитный
—
Красный
1,250
2,0
>
>
он-11 он-12 юн*13
Алюминиевый
* ■ '
Черный
Синий
Три’ красные
1,200 1,000 0,600
2,0
2,0
6,0
>•
> > .
>
»
ан-22
Две желтые-
0,900
2,0
»
> ■
р
Защитный
Зеленый
1,250
2,0 1,0
15,0 ч
»
»
н лен >
Красный Фиолетовый
Белый Красный
—
0,300
0,286
»
>
Технические характеристики огнетушителей
Углекислотные
Порошковый
Химический
Воздушн
о-пенные
Показатели
ОУ-2.
ОУ-5
ОУ-8
УП-1М
ОП-1
пенный . ОХП-10
ОВП-5
овп-ю
естимость корпуса, л льнрсть струи, м емя действия при 20 °C, с
2
1,5 25—30
5
2,5' 30—35
8
3,5 35—40
27 2—2,5 60
1,2
50
8,7 6—8 60
5
4,5 20
10 4,5 45
Клейне, МПа: рабочее «питательное
6,0
25.5
6,0
25,5
6,0
25,5
6,0 19,0
—
1,4 2,0
1,0 2,0
1,0 2,0
бариты корпуса, мм:
108
140
140
219
78
148
156
156
диаметр высота
440
530
755
11.30
375
145
410
650
icca, кг: заряда Огнетушителя мпература использования, °C
1,5 7,0
3,6 5,6 15,0 20,7 От — 25 до 55
16,0 73,5
1,2
1,6 От —50 до 50
10,0 14,5 2—30
4,5
7,5 2—55
9.0 14,0 2—50
t h Скорость испарения жидкостей с открытой поверхности ври различных скорости потока воздуха и температуре (4в|
Вещество
Скорость испарения, г/(м.с), при скорости потока
0.25 м/с
IJ м/с
20 °C
|40 °C
20 °C
140 °C
Амиловый спирт (1-пентанол) —
Амилацетат" 0108
Аммиак водныйп’ояд
диетой0,589
Бе»змо ,436
Вутилацетатq 161
Бутиловый спирт0 072
Глицерин’_
Изоамиловый спирт0,029
Изобутиловый спирт0,056
Изопропиловый спирт0,218
-н-Ксилод0,073
о-Ксилол0,054
Метилацетатп яке
0,145
2,5 (45°) 0,724 0,383 0,521
0,093 (95°)
0,481 (45°)
0,479 (45°)
0,55 (50°)
2,94
0,564’ (30°) (
1,54 (38°)
VW (45°) 0,27(
0,213 (35°)
1,111С
1,026 (50°)
0,213 (35°) 0
1,78 (50°)0
1,46 (37°)1
0,1240
0,218 0,875 1,367 0,722 0,456 0,208
0,132 0,178 0,468 0,15 0,149
0,326
10,619 (45°) 2,014 0,938 1,05
1,326 (45°)
1,115 (45°)
1,583 (50°)
Метилметакрилат Метиловый спирт Метнлэтилкетон Пропиловый спирт Стирол Толуол Трихлорэтилен Циклогексанон Этилацетат
Этиловый спирт’
Этилцеллозольв
0,216 0,666 0,462 0,09 0,076
0,138 0,653 0,036 0,299 0,632
0,045
2,805 ),633
,398 1,969 1,255 0,19 >,433 ,035 ,105 .555 .389 ,127
1,875 (30°) 3,28 (38°) 2,65 (45°)
0,614
0,562 (35°)
2,345
2,543 (50°) 0,64 (35°) 4,512 (50°) 2,97 (37°)
0,314
12. Химическая стойкость некоторых металлов и сплавов
Железо
Углеродистая сталь н ковкое железо. В присутствии воды и кислорода быстро подвергается коррозии:
4Ге+2НЮ+30,=2( РеА • Н2О).
Ржавчина покрывает металл рыхлым слоем, поэтому не предохраняет его от дальнейшей коррозии вплоть до полного разрушения. Растворы солей, как правило, вызывают более сильную коррозию,
чем чистая вода. Небольшие количества NH<C1, присутствующие в' воздухе лабораторий, в значительной степени ускоряют коррозию. Неустойчивы к действию большинства разбавленных кислот. В разбавленных растворах HCI растворение железа идет интенсивно. Азотная.кислота с концентрацией выше 50% пассивирует металл, однако защитный слой оксида -хрупок, и пассивное состояние легко нарушается. Железо вполне устойчиво к действию дымящей HNOa. Серная кислота пассивирует железо при концентрации выше 70%, при нагревании стали марки СтЗ В 90%-й H2SO< при 40 °C скорость коррозии составляет 0,14 мм/год; при 90 °C скорость коррозии увеличивается в 10 раз; 50%-я H2SO4 очень активно растворяет железо. Фосфорная кислота в отношении железа не агрессивна. В безводных органических растворителях железо практически не корродирует, устойчиво к действию растворов щелочей, водного аммиака, сухих С 1г и Вгг- Хорошими ингибиторами коррозии являются хромовокислый натрий (в виде добавки к воде в количестве 0,1%), гексаметафосфат натрия. Ион С1~, напротив, способствует снятию с металла защитной пленки и усилению коррозии. Технически чистое железо с массовым содержанием примесей около 0,16% обладает высокой, коррозионной стойкостью. .
Низколегированные и средиелегированные стали. Подобны простым углеродистым сталям, но небольшие легирующие добавки меДн, нукеля млн хрома могут повышать устойчивость к атмосферной * водной коррозии. С повышением количества хрома повышается стойкость к окислению. Однако стали с содержанием хрома менее 12% ■ в основном не рекомендуется использовать при контакте с химически активными средами.
Высоколегированные стали (содержание легирующих элементов*, более 10%).'
Стали с содержанием хрома 12—18% устойчивы при контакте с пищевыми продуктами, большинством органических кислот, азотной кислотой, сильными щелочами, большинством растворов солей. Скорость коррозии в 25%-й муравьиной „кислоте составляет около 2 мм/год. Эта группа сталей неустойчива к действию сильных восстановителей, соляной кислоты, хлоридов и галогенов.
Нержавеющие стали с содержанием 17—19% хрома и 8—11% никеля более устойчивы . по сравнению с обычными высокохроми- стыми сталями. Они исключительно стойки в окислительных средах, в-том числе кислых (азотнокислой, хромовокислой и т. д.) и сильно щелочных. Добавка никеля повышает устойчивость к некоторым нёокислительным средам. Они превосходно устойчивы к действию атмосферных факторов. Однако в кислых восстановительных средах, и особенно в кислых, содержащих ионы галогенов, пассивирующий слой оксидов разрушается и нержавеющие стали теряют свою кислотрустойчивость.
Нержавеющие стали с добавкой 1—4% молибдена. Их общая коррозионная стойкость выше, чем у хромоникелевых сталей. Введение молибдена повышает устойчивость к серной, сернистой,'органическим кислотам, галогенидам и морской воде.
Железокремнистое литье (сплавы железа с 13-—17% Si, ферросилиций). Коррозионная стойкость определяется образованием пленки SiOi, поэтому окислительные среды (азотная, серная, хромовая кислоты) лишь усиливают защитные свойства пленки. Соляная кислота вызывает коррозию ферросилиция.
Ни кельи его сплавы
Устойчив к атмосферным факторам, а том числе к атмосфере химических лабораторий, воде, даже соленой, нейтральным и щелочным солям — хлоридам, карбонатам, сульфатам, нитратам, ацетатам. Достаточно устойчив к органическим кислотам, если только онк не горячие и не насыщены кислородом. Устойчив к кипящим концентрированным щелочам (КОН до 60%). Подвержен воздействию окислительных или восстановительных сред, окислительных солей (кислых или щелочных), окислительных кислот, например азотной, влажных газообразных галогенов, оксидов азота, диоксида серы.
Монельметалл (70% №, 30% Си) по сравнению с никелем более устойчив к кислотам, хотя и не выдерживает действия кислот с сильными окислительными свойствами. Обладает сравнительно хорошей устойчивостью к органическим кислотам, к большинству растворов солей. Не подвержен атмосферной и водной коррозии, устойчив к действию фтора. Моиельметалл подобно платине выдерживает HF в концентрации 40% при кипении.
Алюминий и его сплавы
Благодаря защитной окисной пленке стойки к окислительным средам, в том числе к фтору, уксусной, кислоте и большинству органических жидкостей, к атмосферной коррозии. Алюминий с содержанием примесей не более 0,5% обладает высокой стойкостью к действию Н2О2. Сильные восстановительные среды и едкие щелочи разрушают алюминий. Алюминий устойчив к действию разбавленной серной кислоты и олеума, но не стое’к к серной кислоте средней концентрации. Такая же картина и в отношении горячей азотной кислоты. Соляная кислота разрушает защитную пленку. При соприкосновении с ртутью или ее содями алюминий быстро разрушается. Чем чище алюминий, тем меньше он подвержен коррозии. Дюралю- лишай (сплав с 3,5—5,5% Си, 0,5% Mg и 0,5—1% Мп) менее коррозионностоек: Силумин (11—14% Si) имеет высокие антикоррозионные свойства.
Медь и ее сплавы
Отличаются стойкостью к атмосферной и водной коррозии, включая морскую воду. Устойчивы к растворам едких щелочей при комнатной температуре, горячим разбавленным щелочам, сухому NHi, нейтральным солям, сухим газам и к большинству органических растворителей. Сплавы с высоким содержанием меди (бронзы) устойчивы ко многим кислотам, включая горячую разбавленную и холодную концентрированную. HiSO#,. как разбавленную, так и концентрированную НС1 без нагревания. Контакт с. органическими кислотами в отсутствие кислорода не вызывает разрушения меди; Медь не поддается воздействию F2 и сухого HF. Медь и ее сплавы подвержены действию окисляющих кислот и неокнсляющих кислот в присутствии кислорода, влажного NHi, некоторых кислых солей, таких влажных газов, как ацетилен, Ch, SOi, СО2. Медь легко амальгамируется. Цинк-медные сплавы (латуни) в основном не отличаются высокой коррозийной стойкостью. , »1Я
Цинк
Устойчив в сухом и влажном воздухе, в чистой воде. В воде с содержанием СО2, NH3 или солей подвержен коррозии. Сильно корродирует в атмосфере лаборатории. Щелочи растворяют цинк, 6 HNO3 он растворяется быстро, в НС1 и .H2SO4 — тем медленнее, чем чище цинк. Не взаимодействует с органическими растворителями, нефтепродуктами, однако при длительном контакте, например с крекинг-бензином, происходит коррозия за счет постепенного повышения кислотности бензина при его окислении воздухом.
Свинец
Отличается устойчивостью к атмосферной и водной коррозии, устойчив при контакте с почвой, хотя заметно растворяется в воде, содержащей высокие концентрации СО2, за счет образования растворимого гидрокарбоната свинца. В основном обладает хорошей стойкостью по отношению к нейтральным растворам, удовлетворительной к щелочным, практически стоек к хромовой, серной, сернистой и фосфорной кислотам. В H2SO4 концентрации 98% и выше при комнатной температуре свинец растворяется очень медленно; 48%-я HF вызывает коррозию при нагревании; заметно действуют на свинец НС1, HNO3, а также уксусная и муравьиная кислоты. При взаимодействии с НС1 свинец покрывается слоем- труднорастворимого РЬС12, который препятствует дальнейшему растворению металла. Азотнокислый свинец, образующийся при действий азотной кислоты, нерастворим в концентрированной HNO3, но растворим в разбавленной, поэтому разбавленная HNO3 более агрессибна по отношению к свинцу, чем концентрированная. Растворы нитратов агрессивны по отношению к свинцу, а хлориды, сульфаты и карбонаты — нет.
Титан
Обладает превосходной коррозионной стойкостью. Устойчив К действию FeCh, растворов солей, в том числе сильных окислителей. Легко подвергается действию . более концентрированных минеральных кислот, но выдерживает кипящую HNO3 до концентрации 65% и H2SO4 и НС 1 ниже 5%. Проявляет хорошую устойчивость к органическим кислотам, щелочам и щелочным солям.
Цирконий
Используется при необходимости высокой химической стойкости и большинству кислот и щелочей. Устойчив при контакте с НзО2. Подвержен действию некоторых хлоридов, кипящей концентрированной НО, царской водки, дымящей азотной и горячей концентрированной серной кислот. По отношению к соляной и серной кислоте цирконий устойчивее титана, 'а по отношению г влажному хлору и царской водке — наоборот. Практически важное свойство металлического циркония — Гидрофобность его поверхности, он не смаивается водой и водными растворами.
Тан т а л
Отличается превосходной химической стойкостью, подобно, стеклу, что обусловлено наличием плотной оксидной пленки. При темпе- ратуре ниже 150 “Сна него практически не действуют Ch, Вг», 1*. Устойчив к большинству кислот при комнатной температуре», в три числе к азотной кислоте, царской водке. На него почти не оказывают действия растворы щелочей. На Тантал действует HF и горячие концентрированные растворы щелочей, он растворяется в расплавах щелочей. .
IX Термины и определения
Основные понятия
(ГОСТ 12.0.002—80, ГОСТ 12.1.006—88)
Безопасность производственного оборудования — свойство оборудования сохранять безопасное состояние при выполнении заданных функций в условиях, установленных нормативно-технической документацией.
Безопасность труда — состояние условий труда, при котором исключено воздействие на работающих,опасных н вредных производственных факторов.
Вредный производственный фактор (вредный фактор) — производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к заболеванию или снижению работоспособности/
Примечание. В зависимости от условий и продолжительности воздействия вредный производственный фактор может стать опасным.
Знаки безопасности труда — знаки, предназначенные для предупреждения работающих о возможной опасности, о необходимости применения соответствующих средств защиты, а также разрешающие или запрещающие определенные действия работающих.
Несчастный случай на производстве (несчастный случай) — случай с работающим, связанный с воздействием на него опасного производственного фактора.
Опасная зона — пространство, в котором возможно воздействие на работающего опасного и/или вредного производственных факторов.
Опасная (аварийная) ситуация — ситуация, в которой создается повышенная возможность возникновения несчастного случая.
Опасный производственный фактор (опасный фактор) —фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к производственной травме или другому внезапному ухудшению здоровья.
Охрана труба —система законодательных, социально-экономических, технических, санитарво-гигеннческих и организационных мероприятий, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.
Предельно допустимый уровень производственного фактора — уровень производственного фактора, воздействие которого при работе установленной продолжительности в течение всего трудового стажа не приводит к травме, заболеванию или отклонению в состоя-
инн здоровья в процессе работы или а тякаяешмае Аороааг.щмзнк настоящего и последующего поколений.
Производственная санитария — система организационных, гигиенических и санитирне-техническях мероприятий и средств, предотвращающих воздействие на работающих вредных производственных факторов-.
Производственная травма— травма, полученная работающим на производстве и вызванная несоблюдением' требований безопасности труда.
Производственные помещения —■ замкнутые пространства в специально предназначенных зданиях и сооружениях, в которых постоянно (по сменам) илн периодически (в течение рабочего дня) осуществляется трудовая деятельность людей, связанная с участием в различных видах производства, организации, контроле и управ- " лении производством, а также с участием во внёпроизводственных видах труда на предприятиях транспорта, связи и т. п.
• Профессиональное заболевание — заболевание, вызванное воз- ■ действием на работающего вредных условий труда.
П р и и е ч а н и е. Профессиональное отравление является частным случаем профессионального заболевания,-
Рабочая зона — пространство высотой до 2, м над уровнем пола или площадки, на которых находятся места постоянного нлн ' временного пребыванНя работающих.
Рабочее место — место постоянного или временного пребывания работающих в процессе трудовой деятельности. Постоянное рабочее место —место, на котором работающий находится ббльшую часть (более 50%) своего рабочего времени или более 2 ч непре- \ рывно. Если работа осуществляется в различных пунктах рабочей эоны, постоянным рабочим местом считается вся рабочая зона.
Средства защиты работающих (средства защиты)—средства, применение которых предотвращает илн уменьшает воздействие на работающих опасных и вредных производственных факторов.
Техника безопасности — система организационных н технических мероприятий и средств, предотвращающих воздействие на - работающих опасных производственных факторов.
Требования безопасности труда — требования, установленные законодательными актами/ нормативно-технической документацией, правилами и инструкциями, выполнение которых обеспечивает безопасность труда.
Электробезопасность (ГОСТ 12.1.009—76, ГОСТ 12.1.019—79, ГОСТ 12.1.030—81, ГО£Т 12.1.038—82, ГОСТ 12.2.025—7б(
Двойная изоляция — электрическая изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной изоляции.
Двухполюсное прикосновение — одновременное прикосновение к двум полюсам электроустановки, находящейся под напряжением.
Двухфазное прикосновение — одновременное прикосновение к двум фазам электроустановки; находящейся под напряжением.
Дополнительная изоляция — электрическая изоляция, преду- сыптпенная дополнительно к рабочей изоляции для защиты от
поражения электрическим током в случае повреждения рабочей ИЗОЛЯЦИИ.
Зануление — преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.
Недопустимый термин: защитное зануление.
Защита от прикосновения к токоведущим частям — устройство, предотвращающее прикосновение или приближение на опасное расстояние к токоведущим частям.
Защитная оболочка — мероприятие для защиты от прикосновения к токоведущим частям. Принцип его действия основан на покрытии токоведущих частей приспособлениями,, обеспечивающими полную защиту от прикосновения.
Защитное заземление — преднамеренное электрическое соединение с землей или с ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.
' Защитное ограждение — мероприятие для защиты от случайного прикосновения к токоведущим частям. Принцип его Действия основан на ограждении токоведущих частей приспособлениями, обеспечивающими частичную защиту от прикосновений.
Защитное отключение — быстродействующая, защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении вней опасности поражения током.
Изоляция токоведущих частей (защитное изолирование) — способ защиты от прикосновения к токоведущим частям. Принцип его действия основан на покрытии токоведущнх частей изоляционным материалом.
Малое напряжение—номинальное напряжение не более 42 В, применяемое в целях уменьшения опасности поражения электрическим током.
Недопустимый т е р и к н: безопасное напряжение. - ".
Напряжение прикосновения — напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек.
Неотпускающий ток — электрический ток, вызывающий при про- . хождении Через человека непреодолимые судорожные сокращения мышц руки, в которой зажат проводник.
Нулевой защитный проводник —проводник, соединяющий зануляемые части с глухо заземленной нейтральной точке® обмотки источника тока или его эквивалентом.,
Однополюсное прикосновение — прикосновение к полюсу электроустановки, находящейся под напряжением.
Однофазное прикосновение ■— прикосновение к одной фазе электроустановки, находящейся под напряжением.
Ощутимый ток — электрический ток, вызывающий при прохождении через организм ощутимые раздражения.
Пороговый неотпускающий ток — наименьшее значение неотпускающего тока.
Недопустимый термин: порог иеотиускающего тока.
Пороговый ощутилсый так — иатаекьтее 'значение ощутимого тока.
Недопустимый те р м ии:ворог ощутимогото#».
Пороговый фибрилляционный ток — наименьшее значение фиб- рялляциониого тока.
Недопустимый термин: порог фвбрнлляцнонного тона.
Рабочее заземление — заземление, предназначенное для улучшения функциональных качеств изделия (уменьшение влияния наводок и т. п.).
Рабочая изоляция — электрическая изоляция токоведущих частей электроустановки, обеспечивающая ее нормальную работу и защиту от поражения электрическим током.
Разделяющий трансформатор — специальный трансформатор, предназначенный для отделения приемника энергии от первичной электрической сети и сети заземления.
Сетевая цепь — совокупность частей изделия, имеющих токопроводящее соединение с сетью. К сетевой цепи не относятся провод защитного заземления и все части, соединенные с ним.
Ток замыкания на землю — ток, проходящий через место за- мыкания на землю.
Усиленная изоляция — улучшенная рабочая изоляция, обеспе- чнвающая такую же степень защиты от поражения электрическим током, как и двойная изоляция.
Фибрилляционный ток — электрический ток, вызывающий при прохождении через организм фибрилляцию сердца.
Электрическое замыкание на землю (замыкание на землю) — случайное электрическое соединение токоведущей части непосредственное землей или нетоковедущими проводящими конструкциями или предметами, не изолированными от земли.
Электрическое замыкание на корпус (замыкание на корпус) — случайное электрическое соединение токоведущей части с метал- лмч^^шн нетоковедущнми частями электроустановки.
Электрическое разделение сети — разделение электрической сети на отдельные электрически несвязанные между собой участки с помощью разделяющего трансформатора.
Электробезопасность — система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дус«, электромагнитного поля и статического электричества.
Электрозащитные средства — переносимые и перевозимые изделия, служащие для защиты людей, работающих с электроустановками, от поражения электрическим током, от воздействия электрической дуги и электромагнитного поля.
Электротравма — травма, вызванная воздействием электрического тока или электрической дуги.
Электротраематизм— явление, характеризующееся совокупностью электротравм.
Взрыво- и пожаробезопасность [ГОСТ 12.1.004—85, ГОСТ 12.1.010—76, ГОСТ 12.1.018—86, ГОСТ 121^33—81, ГОСТ 12.2.020— 76]
Антипирены.™-. вещества или смеси, добавляемые в материал (вещество) органического происхождения для снижения его горючести.
Вероятность возникновения пожара (загорания) — математическая величина возможности появления необходимых1 и достаточных условий возникновения пожара (загорания).
Взрыв — быстрое превращение вещества (взрывное горение), сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить работу.
Взрывобезопасность — состояние производственного процесса, при котором исключается возможность взрыва или, в случае его возникновения, предотвращается воздействие на людей вызываемых , им опасных и вредных факторов и обеспечивается сохранение материальных ценностей.
Взрывозащита — меры, предотвращающие воздействие на людей опасных и вредных факторов взрыва и обеспечивающие сохранение материальных ценностей.;
Взрывоопасная концентрация — содержание в воздухе взрывоопасных веществ в количестве, превышающем нижний концентрационный предел взрываемости.
Взрывоопасное вещество (ВВ) — вещество, способное к взрыву или детонации без участия кислорода воздуха.
; Взрывопредупреждение -— меры, предотвращающие возможность возникновения взрыва.
Горючая жидкость (ГЖ) — жидкость, способная самостоятель- . но гореть после удаления источника зажигания и имеющая температуру вспышки выше 61 °C в закрытом тигле или 66 °C в открытом.
Горючее вещество*— вещество, способное самостоятельно гореть в воздухе обычного состава (около 21% кислорода) после удаления источника зажигания.
Горючесть — способность вещества, материала, смеси, конструкции к самостоятельному горению.
Горючий газ — газ, способный образовывать с воздухом воспламеняемые и взрывоопасные смеси при температурах не выше 55 °C.
Глубокая огнезащита — огнезащита путем специальной обработки массы изделия, материала, конструкции.
Группа горючести — свойство вещества, определяющее способность его к самостоятельному горению, зависящее от параметров состояния системы вещество — окислительная среда (температуры, давления, объема), а также от агрегатного состояния вещества, окислительной среды и степени измельчения.
Примечани е. Горючесть изделия (объекта) зависит от его формы, вида и размера, а также от взаимного расположения в изделии веществ с различной горючестью.
Жертва пожара -т- погибший человек, смерть которого находится в прямой причинной связи с пожаром.<
Примечание. Погибший человек считается жертвой пожара в том случае, если его смерть наступила в течение времени, устанавли-. ваемом «Инструкцией по учету пожаров и загораний МВД СССР».
Загорание — неконтролируемое горение вне специального очага без нанесения ущерба.*
Источник инициирования взрыва — источник, обладающий запасом энергии, достаточным для инициирования взрыва взрывоопасной среды производственного процесса.
Кислородный индекс — минимальное содержание кислорода в кислородно-азотиой смеси, при котором возможно свечеобразное горение полимерных материалов в уровнях специальных испытаний.
Легковоспламеняющаяся жидкость (ЛВЖ) — жидкость, способная самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющая температуру вспышки не выще .61 °C в закрытом тигле или 66 °C В открытом, :
Ликвидация пожара— действия, направленные на окончательное ^прекращение горения, а также на исключение возможности его повторного возникновения.
Локализация пожара — действия, направленные на предотвращение возможности дальнейшего распространения горения и создание условий для его успешной .ликвидации имеющимися силами и средствами. ч
Минимальная энергия зажигания — наименьшее значение энергии электрического разряда, способное воспламенить наиболее легковоспламеняющуюся смесь газа, пара или пыли с воздухом.
Негорючее вещество -— вещество, не способное к горецию в воздухе обычного состава (около 21% кислорода).
Нижний (верхний) концентрационный предел воспламенения — минимальное (максимальное) содержание горючего в смеси горючее вещество, г-окислительная среда, при котором возможно распространение пламени по смеси на любое расстояние от источника зажигания., - ?
П ри м е ч а и и е. Значение нижнего (верхнего) концентрационного предела воспламенения зависит от направления распространения пламени. Наименьшие значения наблюдаются при распространении пламени снизу вверх.
; Огнезащита — снижение пожарной опасности материалов и-кон- струкций путем специальной обработки.
Огнезащищенное изделие (материал, конструкция) — изделие (материал^ конструкция), пониженная пожарная опасность которого является результатом огнезащиты.
Огнетушащее вещество — вещество, обладающее физнко-химическими свойствами, позволяющими создать условия для прекращения горения.
Опасный фактор пожара — фактор пожара, воздействие которого приводит к травме, отравлению или гибели человека, а также к материальному ущербу.
Очаг пожара —место первоначального возникновения пожара.
План пожаротушения объекта (план пожаротушения) — документ, устанавливающий основные вопросы организации тушения развившегося пожара на объекте.
Поверхностная огнезащита — огнезащита путем специальной обработки поверхности изделия, материала, конструкции.
• Пожар — неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб.
Пожарная безопасность — состояние объекта, при котором с установленной вероятностью исключается возможность возникновения и развития пожара и воздействия на людей опасных факторов пожара, а также обеспечивается защита материальных ценностей.
Пожарная опасность — возможность возникновения н/или развития пожара, заключенная в каком-либо веществе, состоянии или
Пожарная профилактика — комплекс организационных и технических мероприятий, направленных на обеспечение безопасности людей, на предотвращение пожара, ограничение его распространения, а также создание условий для успешного тушения пожара.
Пожарное водоснабжение — комплекс инженерно-технических сооружений, предназначенных для забора н транспортирования воды, хранения ее запасов и использования их для пожаротушения.
Пожарный надзор — функция пожарной охраны, состоящая в осуществлении контроля за выполнением мероприятий, направленных на обеспечение пожарной безопасности объектов и повышение эффективности борьбы с пожарами.
Пожароопасное вещество — вещество, обладающее повышенной- пожарной опасностью.
Показатель пожарной опасности — величина, количественно характеризующая какое-либо свойство пожарной опасности.
Потенциал горючести — термодинамическая величина, характеризующая разность между энергией, необходимой и достаточной для поддержания самостоятельного горения данного вещества в рассматриваемой окислительной среде (при заданных параметрах состояния), и энергией, действительно выделяемой наиболее горючей смесью при горении в данной среде.
"Примечание. Потенциал горючести следует использовать при количественной оценке горючести веществ. У веществ, горючих в конкретной среде, он является отрицательной величиной, у негорючих веществ имеет положительное значение, а у веществ илн смесей предельных по горючести равен нулю.
Причина пожара (загорания) — явление или обстоятельство, непосредственно обуславливающее возникновение пожара (загорания).
Противопожарное состояние объекта — состояние объекта, характеризуемое, с одной стороны, числом пожаров и ущербом от них, числом загораний, а также травм, отравлений и погибших людей, а с другой — уровнем реализации требований пожарной безопасности, уровнем боеготовности пожарных подразделений и добровольных формирований, а также противопожарной агитации и пропаганды.
Развитие пожара — увеличение зоны горения и/или зоны воздействия опасных факторов пожара.
Система пожарной защиты — комплекс организационных мероприятий и технических средств, направленных на предотвращение воздействия на людёйопасных факторов пожара и ограничение материального ущерба от него.
Система предотвращения пожара — комплекс организационных мероприятий и технических средств, направленных на исключение возможности возникновения пожара.
Скорость выгорания — количество горючего, сгорающего в единицу времени с единицы площади.
Статическое электричество — совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности и в объеме диэлектрических и полупроводниковых веществ, материалов^ изделий или изолированных (в том числе диспергированных в диэлектрической среде) про- плпмикях
Температура воспламенения — температура горючего вещества, при которой оно выделяет горючие пары и газы с такой скоростью, что после воспламенения их от источника зажигания возникает устойчивое горение.
Температура вспышки — самая низкая (в условиях специальных испытаний) температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары или тазы, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для устойчивого горения.
Температура тления — температура вещества, при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций окисления, заканчивающееся возникновением тления.
Температура самовоспламенения — минимальная температура вещества или его смеси с воздухом, при которой резко увеличивается скорость экзотермических реакций, заканчивающихся воспламенением.
Температура самонагревания — самая низкая температура вещества, при которой в нем возникают практически различимые экзотермические процессы.
Температурные пределы воспламенения — температуры, при которых насыщенные пары вещества образуют в конкретной окислительной среде концентрации, равные соответственно нижнему (цижний температурный предел) и верхнему (верхний температурный предел) концентрационным пределам воспламенения.
. Температурные условия, теплового самовозгорания —экспери- ментально выявленная зависимость между температурой окружающей среды, массой образца вещества и временем до момента его самовозгорания в условиях специальных испытаний.
Трудногорючее вещество — вещество, которое загорается под действием источника зажигания, но не способное к самостоятельному горению посл^его удаления.
Угроза пожара (загорания) — ситуация, сложившаяся на объекте, которая характеризуется вероятностью возникновения пожара, превышающей нормативную. Нормативная вероятность возникновения пожара принимается равной не более 10-6 в год в расчете на отдельный пожароопасный узел (элемент) данного объекта.
Ущерб от пожара — жертвы пожара и материальные потери, непосредственно связанные с пожаром.
Химическая огнезащита — огнезащита, основанная на химическом взаимодействии антипирена с обрабатываемым материалом.
Гигиена труда
[ГОСТ 12.1.005—88, ГОСТ 12.1.007—76|
Вредное вещество — вещество, которое при контакте с организмом человека в случае нарушения требований безопасности может .вызвать производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами, как в процессе работы, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующего поколений.
Зона дыхания*— пространство в радиусе до 50 см от лица работающего.\
Зона острого действия — отношение средней смертельной концентрации вредного вещества к минимальной (пороговой) концентрации, вызывающей изменение биологических показателей на уровне целостного организма, выходящих за пределы приспособительных физиологических реакций.
Зона хронического действия — отношение минимальной (пороговой) концентрации, вызывающей изменение биологических пока-* зателей на уровне целостного организма, выходящих за пределы приспособительных ' физиологических реакций, к минимальной (порогбвой) концентрации, вызывающей вредное действие в хроническом эксперименте, проводимом по 4 ч пять раз в неделю на протяжении не менее четырех месяцев.
Коэффициент возможности ингаляционного отравления — отношение максимально достижимой концентрации вредного вещества в воздухе при 20 °C к средней смертельной концентрации вещества для мышей.
Ориентировочный безопасный уровень воздействия вредных веществ — гигиенический уровень вредных веществ, временно устанавливаемый на основе расчета по физико-химическим свойствам или интерполяцией и экстраполяцией в рядах, близких по строению соединений или пб показателям острой опасности.
Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны (ПДК^з.) — концентрации, которые при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 ч или при другой продолжительности (но не более 41 ч в неделю) в течение всего рабочего стажа не могут вызвать- заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.
Средняя смертельная концентрация в воздухе — концентрация вещества, вызывающая гибель 50% взятых в опыт животных при 2—4-часовом ингаляционном воздействии.
Средство индивидуальной защиты органов дыхания — устройство, обеспечивающее защиту органов дыхания человека от опасных и вредных производственных факторов, воздействующих инга- ляционно.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Абдурагимов И, М., Андросов А. С., Исаева Л. К.. Крылов Е. В. Процессы горения. М.: ВИПТШ, 1984. 268 с.
Берлин А. Я- Техника лабораторной работы в органической хэдии. 3-е изд. М.: Химия, 1973. 368 с.
Беспамятное Г. П., Кротов Ю. Л. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде: Справоч-
. ник. Л.: Химия, 1985. 528 с,
Брусиловец А. И. Анаэробные методы химического ’ эксперимента. Киев, 1982, 83 с,
Веревка С. В.Ц Химия и жизнь, 1987, № 12, с. 80.
Вредные вещества в промышленности: Справочник. 7-е • изд. Л,: Химия, |976. Т. I. 592 с.; 1976. Т, И. 628 с.; 1977. Т. III. 608 с.
Вредные химические вещества: Справ, изд. Л.': Химия, 1988—
; 1990. .
Неорганические соединения элементов I—IV групп/Под ред.
А. Филона и др. 1988. 512 с.
Неорганические соединения элементов V—VIII групп/Под ред. В. Д. Филова и др. 1989. 592 с.
Углеводороды. Галогенпроизводные углеводородов/Под ред.
В. А, Филова и др. 1990. 732 с.
Горохов М. А., Тымоис Б. С„ Сафаров Г. Ф. Безопасность работы с литием, натрием, калием. М.: Атомиздат, 1971. 178 с.
Делль Р. А., Афанасьева Р. Ф., Чубарова 3. С. Гигиена одежды: Учебное пособие для вузов. М.: Легкая индустрия, 1979. 144 с.
Долин П. А. Основы техники безопасности в электроустановках. 2-е изд. М.: Энергоатомиздат, 1984/ 448 с:
Захаров Л. Н. Начала техники лабораторных работ: Л.: Химия, 1981. 192 с.
Захаров Л.Н.//Химияижизнь.1983.№5.С.85.
Захаров Л.Я.//Химияижизнь.1983.№9.С.66.
Захаров Л. Н.//Химия и жизнь. 1983. № 10. С. 60.
Захаров Л.Я.//Химияижизнь.1984.№7.С.76.
Захаров Л.Я.//Хммияижизнь.1984.№9.С.66.
Захаров Л.Я.//ХнмИяижизнь.1985.№9.С.93.
■ 18. Захаров Л.HJ/Химияижизнь.1986.№4.С-76.
Захаров Л.Н.(/Химияижизнь.1986.№9.С.84.
Зимин В. С. Стеклодувное дело и стеклянная аппаратура для физико-химического эксперимента. М.: Химия, 1974. 328 с.
Иванов Б. И. Пожарная безопасность в химических лабораториях. М.: Химия, 1988. 112 с.
Кац А. М., Канторович А. С. Руководство по приборам и оборудованию для медико-биологических исследований. Л.: Медицина, 1976. 255 с.
Кирсанов Г. П.ЦЛ&6. дело. 1972. № 7. С. 507.
ЧОО
24.
25.
26.
27.
28.
Климова В. А. Основные микрометоды анализа органических соединений. М.: Химия, 1967. 208 с.■,
Кораблев В. П. Меры злектробезопасности в химической промышленности. М.: Химия, 1983. 176 с.
Костин Н. В. Техника безопасности работы в химических лабораториях. М.: Изд-во МГУ, 1966. 348 с.
Котик М. А. Безопасность труда. Психологические аспекты. М.: Знание, 1986. 63 с.
29.
30.
Котик М. А., Емельянов А. М. Ошибки управления: психологические причины. Метод автоматизированного анализа. Таллинн: Валгус, 1985. 390 с.
Котик М. А. Психология и безопасность. 2-е изд.
Валгус, 1987. 439 с.
Таллинн:
31.
32.
33.
Ливенсон А. Р. Электробёзопасность медицинской М.: Медицина, 1981. 279 с. ■
Лукс Г. Экспериментальные методы в неорганической химии.
М.: Мир, 1965. 653 с, '.
Манойлов В. Е. Основы злектробезопасности. 4-е изд. Л.:
Энергоатомиздат, 1985. 384 с.; Электричество и человек. 3-е изд.
Л.: Энергоатомиздат, 1988. 222 с. •
техники.
34.
35.
Медведева В. С. Охрана труда и противопожарная защита в химической промышленности: Учебник для техникумов. 2-е изд. М.: Химия, 1989. 288 с.
Мусакин А. 77., Рачинский Ф. Ю., Суглобова К. Д. Оборудование химических лабораторий:- Справочник. Л.: Химия, 1978. 480 с.
Нейманис 3. Охрана труда в лабораториях и на химических заводах. Рига, 1970. 328 с.
Неотложная помощь при острых отравлениях. Справочник по токсикологии/Под ред. С. Н. Голикова. М.: Медицина, 1978. 312 с.
Огнетушащие порошковые средства: Сб. научи, тр. ВНИИ про- тивопож. обороны/Редкол.: А. Н. Баратов и др М.:‘ВНИИПО, 1985. 131 с.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
Основные правила безопасной работы в химических лабораториях. М.: Химия, 1979. 87 с.
Охрана труда в химической промышленностн./Под ред. Г. В. Макарова. М.: Химия, 1989. 496 с.
Пожарная безопасность. Взрывобезопасиость: Справ. изд./Под ред. А. Н. Баратова. М.: Химия, 1д87. 272 с.
Пожарная опасность веществ и материалов: Справочник: В 2 ч./ Под ред. И. В. Рябова. Ч. 1. М.: Химия, 1970. 336 с.; Ч. И. М.: Стройиздат, 1970. 336 с.
Правдин П. В. Лабораторные приборы и оборудование из стекла и фарфора: Справ, изд. М.: Химия, 1988. 336 с. - Правила безопасной работы в химических лабораториях. Горький: ГГУ, 1972. 150 С.
Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением/Утв. Госгортехнадзором СССР 27.11.87. М.: Б. и., 1988. 119 с.
Пугачевич П. П. Работа со ртутью в лабораторных и производственных условиях. М.: Химия, 1972. 320 с.
Рапопорт Ф. М., Ильинская А. А. Лабораторные методы получения чистых газов. М.: Госхимиздат, 19*63. 419 с.
мл
47.47.Розловский А. Я. Основы техники взрывобезопасности при работе с горючими газами и парами. 2-е изд. М.: Химия, 1980.
47.
47.
376 c.
48.49.48.49.Руководство no биологической безопасности в лабораторных условиях. Женева: ВОЗ, 1985. 128 с.
48.
49.
48.
49.
Саушев В. С. Пожарная безопасность хранения химических веществ. М.: Стройиздат, 1982. 128 с.
Сборник общих правил и инструкций по технике безопасности при работе в химических лабораториях и. мастерских. Л.: ЛТИ им. Ленсовета. 1974. 190 с.
Семенов А. С. Охрана труда при обучении химии. М.: Просве-
щение, 1986. 160 с.
52.53.54.52.53.54.Справочник по гигиене труда. М.: Медицина, 1979. 448 с.
52.
53.
54.
52.
53.
54.
Справочник по объектам котлонадзора. М.: Энергия,. 1974. 440 с.
Справочник по “профессиональной патологии. 3-е изд./Под ред.
Л. Н. Грацианской, В. Е. Ковшило. Л.: Медицина, 1981. 376 с.
55.56.55.56.Стрижевский И. //.//Зав. лаб. 1981. № 3. С. 17.
55.
56.
55.
56.
Супин Г. С., Красильщик В. 3.//Труды ИРЕА. 1966. Т. 29.
С" 164.
Физер Л., Физер М. Реагенты для органического синтеза. М.: Мир, 1970. Т. П. 477 с. ’
. Фрайщтат Д. М. Реактивы и препараты. Хранение и перевозка.
М.: Химия, 1977. 421 с.
59.60.61.62.59.60.61.62.Bretherick L. Handbook of Reaktive Chemical Hazards. 2-nd ed.
59.
60.
61.
62.
59.
60.
61.
62.
London, 1979. 1281. p.; 3-d ed. London, 1985. 1852 p.
Hoffmann LM., Maser D. C. Chemical Process Hazard Review.
Washington: ACS, 1985. 121 p.
Houston A. Dangerous Chemicals. Emergency First Aid Guide.
New Malden, 1.983. 185 р.
Laboratory Engineering and Manipulations. 3-d ed./Ed.: E. S. Per- ry, A. Weissberger. New York, 1979. 531 p. /
Nastula-Jerzak f. Laboratoria Chemiczne. Zasady bezpiecznej prac'y. Warsz., 1971. 167 s.
Read R. R. et at.}7Org. Synth. 1955. Coll. V. 3. P. 158.
Shriver D.' F. The Manipulation of Air-Sensitive Compounds.* Xlll. McGraw-Hill, 1969. 299 p.
Sittig M. Handbook of Toxical and Hazardous Chemicals and Carcinogens, Park Ridge: Noyes Data Corporation, 1985. 950 p.
Weiss G. Hazardous Chemical Data Book. 2-nd ed. Park Ridge: Noyes Publications, 1986. 1069 p.
Остановка сердца и дыхания . Массаж сердца Искусственное дыхание...Остановка сердца и дыхания . Массаж сердца Искусственное дыхание...22.2.3.2.4.22.2.3.2.4.141516171825252729303032323232343637393941414242434444454747474952555558141516171825252729303032323232343637393941414242434444454747474952555558
Остановка сердца и дыхания . Массаж сердца Искусственное дыхание...
Остановка сердца и дыхания . Массаж сердца Искусственное дыхание...
22.
2.3.
2.4.
22.
2.3.
2.4.
14
15
16
17
18
25
25
27
29
30
30
32
32
32
32
34
36
37
39
39
41
41
42
42
43
44
44
45
47
47
47
49
52
55
55
58
14
15
16
17
18
25
25
27
29
30
30
32
32
32
32
34
36
37
39
39
41
41
42
42
43
44
44
45
47
47
47
49
52
55
55
58
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ...
U Правила работы в химических лабораториях
1Д. Общие положения .. .
1£. Правила безопасности при уборке лабораторных поме* / щений ....
1Д Предотвращение отравлений .....
Классификация химических веществ по степени воздействия на организм .-.
Острые и хронические отравления .. .. . . . .. .
Меры предосторожности при различных путях поступления вредных веществ в организм .
4. Хранение реактивов . . ..
Хранение на лабораторных складах и а кладовых . .
Хранение в рабочих помещениях ... ... ;
5. Расфасовка реактивов . .v . .
Расфасовка твердых реактнров , .
Расфасовка жидкостей . ... .
Расфасовка органических растворителей.... ,
Первая (доврачебная), помощь пострадавшему .
Остановка сеолиа и лыхяииа
Термические ожоги .. . .. .. .
Поражение электрическим током . . . - . . . . .Острые отравления . . .......
Попадание яда через рот .
Отравления через дыхательные пути (вдыхание газов1 паров, аэрозолей) ....... . .
Попадание яда на кожу.. .
Ожоги кислотами и щелочами .......
* Попадание агрессивных веществ в глаза .
Кровотечения . . .
Наложение давящей повязки. .. . , .
Остановка кровотечения из конечности сгибанием в суставах ... . . . . . .
Наложение жгута или закрутки . .
Средства и способы тушения пожаров и загораний .
Огнетушители . .. ... , . .
Углекислотные огнетушители..
Ручные порошковые огнетушители и огнетушащие порошки.. . . . ,.. . .
Пенные и воздушно-пенные огнетушители ....
Другие огнетушащие средства . .. ■ ,
Вода .. ... .\
Асбестовое полотно .
Поглотители для сбора пролившихся ГЖ ..59
Особенности тушения некоторых типов пожаров й зато- ' раний ...................61
Тушение одежды на человеке .. .61
Действия при возникновении загорания в вытяжном шкафу . .... .62
Работа со стеклянной посудой и приборами .62
Источники опасности ...62
Термостойкость изделий из стекла .64
Общие меры предосторожности ... *. . .^
Мытье посуды ....69
ц Основные меры предосторожности .69
i
Мытье горячей водой, мыльными и слабощелочными растворами ............70
Мытье органическими растворителями ..71
Мытье хромовой смесью .. .71
Мытье растворами окислителей .74
Мелкие стеклодувные работы ..........74
Резка трубок 75
.Общие приемы сборки стеклянных приборов..76
Цедьнопаяные стеклянные установки .76
Хтеклявные установки из отдельных частей на конусных взаимозаменяемых шлифах .76
Работа со шлифами. . . 78
Конусные взаимозаменяемые шлифы .. . .79
Конусные нешлифованные взаимозаменяемые соединения 84 * . Сф^жческие шлифы ... .85
Плоские шлифы . 86
Цилиндрические шлифы 88
Краны - . . .... .89
Соединительные краны . . .89.
Вакуумные краны. ... . ..92
Основы электробезопасности «94
Источники опасности . .94
Действие электрического тока на организм человека . . .96
Защита от поражения электрическим током ..103
Нагревание ...108
Источники опасности .. . .108
Электронагревательные приборы .109
Теплоносители для жидкостных бань . . .' 114
Негорючие теплоносители .,.• • •.114
Горючие теплоносители . - .116
Общие правила работы с жидкостными банями, заполненными горючими теплоносителями .118
Работа с вакуумными системами . . ...120
Источники опасности . .. -,..120
Меры безопасности . . ... .■ .121 •
3" '7.3. Детали вакуумных систем. . . . . . .* .122
1 ' Поедохванительные склянки и клапаны . ..122
Поглотительная система . 7 4. Сборка вакуумной линии .
8. Работа с газами .
Источники опасности
Общие меры предосторожности при работе с газами при атмосферном давлении ..
Обеспечение герметичности .. . . .
Контроль и регулирование давления и расхода газа . . .
Предотвращение выброса газа в атмосферу .
Способы получения небольших количеств газов . . . .
Получение хлороводорода .... .
Получение аммиака
125 130
131
13!
8.3.
8.4.
8.5.
Очистка газов .' . . . . Приборы для осушки и очистки газов . . Общие требования к газовой линии . . . Осушители (адсорбенты) ...... Работа с газовыми баллонами . .
133 ,133
136 137 137 438
М2
Работа с органическими растворителями . .
Источники опасности . . . . .
Работа с легковоспламеняющимися жидкостями . Предотвращение образования пожаровзрывоопасных и токсичных концентраций паров ЛВЖ . . . -
. Предотвращение возможности воспламенения .
Пероксиды в органических растворителях .. .
11Образование пероксидов . .
1
1
Обнаружение пероксидов . ..
Удаление пероксидов . .
Перегонка
10.1.10.2.10.3.10.1.10.2.10.3.Источники опасности Простая перегонка . Перегонка веществ,Источники опасности Простая перегонка . Перегонка веществ,1110.4.10.4.затвердевающих при комнатнойзатвердевающих при комнатнойтемпературеПерегонка при пониженном давлении (аакуум-яере-"температуреПерегонка при пониженном давлении (аакуум-яере-"**
10.1.
10.2.
10.3.
10.1.
10.2.
10.3.
Источники опасности Простая перегонка . Перегонка веществ,
Источники опасности Простая перегонка . Перегонка веществ,
1
1
10.4.
10.4.
затвердевающих при комнатной
затвердевающих при комнатной
температуре
Перегонка при пониженном давлении (аакуум-яере-"
температуре
Перегонка при пониженном давлении (аакуум-яере-"
*
*
Работа в инертно# атмосфере .Общие положения .4 i _2. Работа в обычной аппаратуре П^. Работа в боксах . . ..'Работа в инертно# атмосфере .Общие положения .4 i _2. Работа в обычной аппаратуре П^. Работа в боксах . . ..'18»19» 19В18»19» 19В197 198 199200197 198 199200.202203206210212.202203206210212
Работа в инертно# атмосфере .
Общие положения .
4 i _2. Работа в обычной аппаратуре П^. Работа в боксах . . ..'
Работа в инертно# атмосфере .
Общие положения .
4 i _2. Работа в обычной аппаратуре П^. Работа в боксах . . ..'
18»
19» 19В
18»
19» 19В
197 198 199
200
197 198 199
200
.202
203
206
210
212
.202
203
206
210
212
П.4. Работа в специальной стеклянной аппаратуре а токе инертного газа . ....... .. . .
Индифферентные газы для создания анаэробных условий Подача инертного газа к установке .
Осушка инертного газа . . . ', . .... Особенности работы со стеклянной аппаратурой на конусных шлифах
Работа с сосудами Шленка .
Переливание жидкостей .. .
Пересыпание твердых веществ . . . Фильтрование
218222218222224225226229233234234245246247250252252256258259262263265268224225226229233234234245246247250252252256258259262263265268269277269277308309309308309309311 313314 315 316316 320311 313314 315 316316 320
218
222
218
222
224
225
226
229
233
234
234
245
246
247
250
252
252
256
258
259
262
263
265
268
224
225
226
229
233
234
234
245
246
247
250
252
252
256
258
259
262
263
265
268
269
277
269
277
308
309
309
308
309
309
311 313
314 315 316
316 320
311 313
314 315 316
316 320
Проведение химических реакций ...... . . ? .
Вскрывание ампул
Проведение реакций под аргоновой защитой в уменьшенных масштабах"”:......
Работа с алюминийорганическими соединениями .
Источники опасности
Приемы работы с растворами АОС . .
Тушение горящих алюминийорганических соединений
Работа со щелочными металлами . .
.13.1. Источники опасности
Уничтожение остатков щелочных металлов
Очистка щелочных металлов от оксидных пленок .
Абсолютирование органических растворителей . • ..
Тушение горящих щелочных металлов . . '
Работа с ртутью ..
Источники опасности
Действие ртути на организм человека .
Индикация паров ртути . .
Поглощение паров ртути ..
Демеркуризация помещений, аппаратуры и посуды . .
Механическая очистка помещений . . . . . . . .
Химическая обработка помещений .
Демеркуризация аппаратуры и посуды . .. .
Работа с приборами, содержащими металлическую ртуть
Приложения .. . ... . . .
Перечень стандартов ССБТ . .. . ....277
Пожароопасные свойства веществ . ■ . ..287
ПДК вредных веществ в Воздухе рабочей зоны...301
. 4. Маркировка и назначение фильтрующих;коробок
промышленных противогазов ... .
Маркировка и назначение фильтрующих респираторов
Характеристики выпускаемых индикаторных порошков для снаряжения индикаторных трубок .
Степень устойчивости некоторых полимерных пленок, применяемых для защиты рук . .\ . •.. .
Выпускаемые защитные дерматологические средства
Стальные баллоны для газов ... . .
Технические характеристики огнетушителей . . .
И. Скорость испарения жидкостей с открытой поверхности
Химическая стойкость некоторых металлов, и сплавов
Термины и определения ... .
Библиографический список ... .....
СПРАВОЧНОЕ ИЗДАНИЕ
Захаров Леонид Николаевич
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ■ ХИМИЧЕСКИХ ЛАБОРАТОРИЯХ
Редактор Н. Р. Либерман Обложка Е. В. Шориной Техн, редактор Л. Ю. Линева Корректор Л, С. Лазаренко
ИБ № 2735•
Сдано в набрр 12.00.90. Подписано в печать 28.03.91. Формат бумаги 84Х108‘/«». Бумага офсет. № 2. Литературная гарнитура. Печать высокая. Усл. печ. л. 17,64.
Усл. кр.-отт. 17,64. Уч.-над. л. 19,2. Тираж 33 500 эка.
Зак. 640. Цена 1 р. 80 к.
Ордена «Знак Почета» издательство «Химия», Ленинградское отделение. 191186, Ленинград, Л-186, Невский пр., 28.
Ленинградская типография № 2 головное предприятие ордена Трудового Красного Знамени Ленинградского объединения «Техническая книга» им. Евгении Соколовой Государствен- иого комитета СССР по- печати. 198052, г. Ленинград, Л-52, Измайловский пр-29.
ЛН.ЗАХАРОВ
ТЕХНИКА
БЕЗОПАСНОСТИ
В ХИМИЧЕСКИХ ЛАБОРАТОРИЯХ
Издание второе, переработанное и дополненное
ЛЕНИНГРАД «химия»
ЛЕНИНГРАДСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ 1991
ББК 54
3382
УДК. 542 1/.7+ 614.84 (035)
Р е ц е и з е н т: зав. кафедрой органической химии ЛГУ • д-р хим. наук А. А. Потехин
Захаров Л. Н.
3382 Техника безопасности в химических лабораториях: Справ. изд,— 2-е изд., перераб. и доп.— Л.;
‘ Химия, 1991.— 336 с.: ил.
ISBN 5—7245—0613—0
Рассмотрены наиболее рациональные и безопасные методы работы в химических лабораториях- с вредными, пожаро- и взрывоопасными веществами, электрооборудованием, газовыми баллонами и т. д. Кратко описаны меры предотвращения опасных ситуаций, наиболее эффективные средства защиты. Во 2-м издании (I-е изд.— 1985 г.) приведены дополнительные сведения об опасных свойствах веществ, подробно описаны методы работы при проведении процессов в атмосфере инертных газов.
Для работников лабораторий^ связанных с выполнением потенциально опасных и вредных работ. Может быть полезна преподавателям, студентам вузов и учащимся техникумов.
о 2801000000—066 - ж,, ББК 54
050(01)-»!”
ISBN 5-7245 -0613—0- © Л. и. Захаров, 1MI