Мета заняття: Ознайомлення з правилами роботи в хімічній лабораторії і технікою безпеки, лабораторним обладнанням і хімічним посудом.
1. Правила по техніці безпеки (правила роботи в лабораторії).
2. Лабораторне обладнання, хімічний посуд, реактиви.
Матеріали та обладнання: апарат кіп, штатив із пробірками, пальник, шпателі, скляні палички, скляні трубки, стакани, плоскодонні, конічні і круглодонні колби, циліндри, мензурки, піпетки.
Техніка безпеки та заходи безпеки
1. Всі досліди, пов'язані із застосуванням або утворенням отруйних або шкідливих речовин, слід проводити тільки у витяжній шафі при включеній вентиляції.
2. Забороняється проводити досліди зі всілякими вибуховими або вогненебезпечними сумішами. Досліди з невеликими кількостями (1-2 мл) легкозаймистих речовин необхідно проводити далеко від відкритого вогню або включених нагрівальних приладів.
3. При нагріванні або кип'ятінні в пробірці необхідно користуватися тримачами і стежити за тим, щоб отвір пробірки не було направлено в сторону самого працюючого або сусіда Це особливо важливо дотримуватися при нагріванні концентрованих розчинів кислот і лугів.
4. Не слід нахилятися над посудиною, в якому відбувається нагрівання або кип'ятіння рідини, щоб уникнути попадання бризок в обличчя або очі.
5. При необхідності визначити запах пари, що виділяється або газів не можна вдихати їх безпосередньо з робочого судини. Необхідно легкими рухами руки направити пари або гази до себе і обережно вдихнути.
6. При розведенні концентрованих кислот або лугів слід невеликими порціями вливати кислоту або луг у воду, а не навпаки.
8. Якщо була розлита легко займиста рідина, слід негайно ж погасити всі наявні поблизу пальника, засипати розлиту рідину піском, зібрати його і перенести в призначену для цього ємність.
Загальні правила роботи в хімічній лабораторії
9. До початку заняття необхідно уважно ознайомитися з темою роботи, використовуючи методичні вказівки, підручники та конспект лекцій.
10. У хімічній лабораторії слід працювати в халаті
12. Робоче місце необхідно утримувати в чистоті, не захаращуючи його предметами, що не відносяться до даної роботи.
13. Реактиви, пролиті або розсипані на столі або на підлозі, слід негайно ж нейтралізувати і прибрати.
14. Зайві книги, журнали і зошити не повинні знаходитися на робочому столі. Методичні посібники, робочі зошити слід оберігати від потрапляння на них води, кислот, лугів та інших хімічних реактивів.
15. Реактиви, призначені для загального користування, не можна відносити на своє робоче місце.
17. Після закінчення роботи необхідно прибрати робоче місце, відключити електричні прилади, закрити воду.
Надання першої допомоги
19. При запаленні горючої рідини на одязі працює необходімонемедленнопогасіть полум'я на постраждалому, загорнувши його в вовняне іліпроасбестованное ковдру.
20. При опіках концентрованими розчинами кислот уражене місце слід промити сильним струменем холодної води протягом декількох хвилин. Потім 2-3% -ним розчином соди, після чого накласти пов'язку, змочену 1-2% -ним розчином перманганату калію. При сильних опіках слід після надання першої допомоги звернутися до лікаря.
21. При опіках концентрованими розчинами лугів уражене місце слід промити великою кількістю холодної води до тих пір, поки шкіра перестане здаватися слизькій, потім 1-2% -ним розчином борної або оцтової кислоти, після чого накласти пов'язку, змочену спиртовим розчином таніну або 1 2% -ним розчином перманганату калію.
22. При термічних опіках постраждале місце необхідно багаторазово змочити розчином перманганату калію і спиртом, потім змастити маззю від опіків.
23. При попаданні будь-якої хімічної реактиву в очі слід промити їх великою кількістю води і негайно звернутися до лікаря.
24. При отруєнні газоподібними речовинами слід негайно вивести потерпілого на свіже повітря, а потім направити до лікаря.
25. При отруєнні сполуками миш'яку або ртуті необхідно негайно звернутися до лікаря.
Хімічний посуд та лабораторне обладнання
Скляний посуд загального призначення.
Основною вимогою, що пред'являються до скляному посуді, є її хімічна і термічна стійкість. Хімічна стійкість - це властивість скла протистояти руйнівній дії розчинів лугів, кислот та інших речовин. Термічна стійкість -Здатність посуду витримувати різкі коливання температури.
Кращим склом для виготовлення лабораторного посуду вважається пирекс. Цей тип скла володіє термічної і хімічної стійкістю, має малий коефіцієнт термічного розширення. Пірексное скло містить 80% оксиду кремнію (IV). Температура розм'якшення його близько +620 ° С. Для проведення дослідів при високих температурах використовують посуд з кварцового скла. Кварцові скло містить 99,95% оксиду кремнію (IV), температура розм'якшення його + 1650 ° С.
У лабораторній практиці найбільшого поширення набули такі види скляного посуду:
Пробірки прості і калібровані (з розподілами, що вказують обсяг) (рис. 1) використовують для проведення дослідів з невеликою кількістю реактивів. Обсяг реактиву в пробірці не повинен перевищувати половини її обсягу.
Лабораторні склянки (рис. 2) випускають різних розмірів, з носиком і без носика, прості і калібровані. Склянки призначені для виконання найрізноманітніших процедур.
Колби різного розміру і форми (круглі, конічні, плоскодонні - рис.3, круглодонні - рис. 4). Наприклад, в лабораторній практиці широко застосовують конічні плоскодонні колби (колби Ерленмейера). Колба Вюрца (рис. 5) представляє собою круглодонную колбу з відвідної трубкою під кутом 60-80 °. Її використовують для отримання газів і для відгону рідин при атмосферному тиску
Воронки хімічні служать для переливання рідин і фільтрування; краплинні воронки (рис. 6) використовують для введення в
.
реакційне середовище жідкіхреактівов невеликими порціями. Воронки ділильні (рис. 7) застосовують для поділу змішуються рідин.
Крапельниці використовують для введення реактивів малими порціями, по краплях.
Бюкси призначені для зважування і зберігання рідких і твердих речовин.
Вартові скла використовують для проведення реакцій в малих обсягах (краплинні реакції) і для зважування твердих речовин.
Холодильники застосовуються для охолодження і конденсації пари, що утворюються при нагріванні різних речовин. При перегонці застосовують прямі холодильники (Лібіха) (рис. 8), а при кип'ятінні розчинів і рідин, екстракції та інших подібних процесах використовують зворотні холодильники (рис. 9).
Мал. 8. А - з гумовими муфтами; б - з шліфом; 1 - форштос; 2 - сорочка; 3 - з'єднувальні гумові трубки (муфти); 4 - відростки
Кристалізатори (рис. 10) застосовують для отримання кристалів речовин з насичених розчинів або для охолодження хімічних склянок або колб з реагують речовинами.
Алонжі (рис. 11) грають роль сполучних елементів в установках по пергонке речовин.
Апарат кіп (рис. 13) - прилад для періодичного отримання водню, сірководню, оксиду вуглецю (IV) і інших газів в лабораторії.
Мал. 13. Апарат кіп: 1 - резервуар; 2 - кулясте розширення; 3 - тубус для відводу газу; 4 - горло кулястого розширення; 5 - грушоподібна воронка; б - горло воронки; 7 - запобіжна воронка
У порівнянні зі скляною має більшу хімічну стійкість до кислот і лугів, більшою термостійкістю. Порцелянові вироби можна нагрівати до температури близько 1200 ° С. Недоліком її є непрозорість і порівняно велика маса. Порцеляновий посуд також різноманітна за формою і назначенію.Стакани бувають різної ємності, з ручкою і без ручки, з носиком і без носика.
Порцелянові гуртки так само бувають різної ємності (зазвичай від 250 мл до 2-х літрів.)
Випарювальну чашки використовують для випарювання і нагрівання рідин.
Тиглі - судини, що застосовуються для прожарювання різних твердих речовин (опадів, мінералів і т.п.), а також для сплаву і спалювання. При прожаренні речовин на полум'ї газового пальника тиглі закріплюють в дротяних трикутниках з порцеляновими трубками.
Порцелянові ступки спестікампріменяют для подрібнення твердих речовин. Перед роботою ступка повинна бути ретельно вимита і висушена. Речовина насипають в ступку в кількості не більше 1/3 її обсягу (інакше воно буде висипатися з ступки при подрібненні). При розчиненні твердої речовини в ступці (з одночасним розтиранням) спочатку насипають тверда речовина, а потім до нього поступово невеликими порціями при круговому русі маточки додають рідину. Всю рідина, яку беруть для розчинення, вживати не слід: не менше 1/3 кількості її залишають для того, щоб після закінчення розчинення сполоснути ступку і обмити товкач, після чого цей розчин додають до раніше отриманого розчину.
Порцелянові ложки-шпателі застосовують для відбору речовин, для зняття опадів з фільтрів і при багатьох інших роботах.
Воронки Бюхнера і порцелянові сітки застосовують для фільтрування, очищення рідин при зниженому тиску (під вакуумом).
Для вимірювання обсягів рідин використовують різноманітну мірний посуд: мірні колби, мірні циліндри, мензурки, піпетки і ін.
Мірні колби служать для приготування розчинів точної концентрації і являють собою круглі плоскодонні колби з довгим і вузьким горлом, на якому нанесена тонка межа. Ця позначка показує кордон, до якої слід наливати рідину, щоб її обсяг відповідав зазначеному на колбі значенням. Цифри на колбі показують обсяг рідини (мл), на який вона розрахована. Мірні колби зазвичай мають притерті пробки. Застосовують колби на 50,100,250, 500 і 1000 мл.
Мірні колби меншого обсягу, що використовуються для визначення щільності рідин, називаються піктометром.
Мірні циліндри є скляні посудини, які для більшої стійкості мають широку основу (дно) або спеціальну підставку. Зовні на стінках циліндрів нанесені поділки, що вказують обсяг (в мл). Мірні циліндри бувають різної ємності: від 5 мл до 2 л Їх призначення - вимірювати (з певною похибкою) різні обсяги рідини.
Мензурки це судини конічної форми з розподілами на стінці.
Піпетки служать для відбору точно визначених відносно невеликих об'ємів рідин. Вони являють собою скляні трубки невеликого діаметру з поділами. Деякі піпетки мають розширення посередині (піпетки Мора). Нижній кінець піпетки злегка відтягнуть і має внутрішній діаметр до 1 мм. На верхньому кінці піпетки є мітка, до якої набирають рідину. Деякі піпетки забезпечені двома мітками. Зазвичай піпетки мають ємність від 1 до 100 мл.
Бюретки служать для відмірювання точних об'ємів рідин, переважно при хіміко-аналітичних роботах (титрування). Вони можуть мати різну конструкцію і мати різний обсяг.
У лабораторній практиці використовують посуд, виготовлену з полімерних матеріалів (поліетилен, поліпропілен, фторопласт і ін.) При високій хімічній стійкості такий посуд має низьку термостійкість, і тому її зазвичай використовують в роботах, що не потребують нагрівання. З поліетилену виготовляють воронки для рідких і сипучих речовин, промивалки, крапельниці, флакони і банки для транспортування і зберігання хімічних реактивів, пробірки для центрифугування, піпет-дозатори і наконечники до них та ін.
У хімічних лабораторіях широко застосовують різноманітне металеве обладнання, переважно сталеве.
Штативи з набором муфт, лапок і кілець використовують для закріплення на них під час роботи різних приладів, скляного посуду (холодильників, колб, ділильних воронок і ін.). Кільця, закріплені на штативі, використовують також при нагріванні хімічного посуду на металевих асбестірованних сітках газовими пальниками.
Триноги застосовують в якості підставок для різних приладів, колб і ін. Вони особливо зручні при нагріванні великих за розміром колб і громіздких приладів.
Тримачі для пробірок - пристосування, які використовуються при нетривалому нагріванні пробірок.
Пінцети - пристосування дня загарбання дрібних предметів, а також речовин, які не можна брати руками, наприклад, металевий натрій.
Тигельні щипці застосовують для загарбання гарячих тиглів при добуванні їх з муфельній печі, зняття розпечених тиглів з порцелянових трикутників і при всіх роботах, коли доводиться мати справу з розпеченими предметами.
Затискачі - предмети, необхідні для затягування гумових трубок. Зазвичай застосовують пружинні затискачі (затискачі Мора) і гвинтові (затискачі Гофмана). Останні дозволяють легко регулювати швидкість витікання рідини або інтенсивність проходження газів.
Лабораторні нагрівальні прилади.
У лабораторії застосовують різні нагрівальні прилади: газові пальники, електричні плитки, лазні, сушильні шафи, муфельні печі і т. П.
Газові горілки. Найбільш часто застосовують газові пальники Бунзена і Теклю. У газових пальниках передбачено регулювання надходження повітря за допомогою обертання диска (пальник Теклю) або поворотом хомутика (пальник Бунзена). Пальник Теклю з регулювальним диском - більш досконалий прилад, так як в ній можна точніше регулювати не тільки доступ повітря, а й приплив газу (за допомогою гвинта). Запалювати газовий пальник потрібно тільки через 1-2 с після пуску газу і при невеликому доступі повітря. Потім слід відрегулювати доступ повітря так, щоб полум'я стало не світяться.
УВАГА! Необхідно пам'ятати, що природний газ отруйний і утворює з повітрям вибухонебезпечні суміші. Тому не можна допускати витоку газу!
Лазні. Для тривалого нагрівання в межах температури 100-300 С застосовують лазні: водяну, піщану і ін. Вони являють собою, як правило, металеві чаші, заповнені водою (водяна баня) або сухим, чистим піском, прожареним для видалення з нього органічних домішок (піщана баня). Нагрівання бань проводять полум'ям газового пальника. Використовуються також водяні і піщані лазні з електрообігрівом.
Електричні плитки. У тих випадках, коли потрібно нагрівання, а користуватися пальниками можна (наприклад, при перегонці легкозаймистих легколетких рідин) застосовують електричні плитки.
Для нагрівання круглодонной скляного посуду застосовують колбонагревателі.
Печі. Для отримання температури 600-1400 С застосовуються електричні муфельні печі. За допомогою особливого регулювального пристрою піч може нагріватися до певної, заздалегідь заданої температури.
Сушильні шафи мають електричний обігрів і терморегулятор, що дозволяє підтримувати постійну температуру. Для спостереження за температурою шафа споряджена термометром. Висушують речовина міститься в сушильну шафу, відрегульований на необхідну температуру, і витримується в ньому при заданій температурі певний час. У роботах кількісного характеру сушку проводять кілька разів до досягнення висушують речовиною постійної маси.
Лабораторна робота № 2