研究型化学实验室的安全 第四章(上)

发布日期:2024-04-12 来源:软旗科技 分类: 技术文章

      #本连载翻译于美国化学学会联合理事会 - 化学品安全委员会印刷的关于研究型化学实验室的安全指导书籍。它是大学一年级和二年级学生最好的实践指导书#

 


第四章 实验室技术建议 

介绍 

 

       第3章描述了某些类型的物理,健康和环境化学危害以及接触化学品的影响。本章的是如何安全地执行常用的实验室技术,并安全地处理本科化学实验室中最常用的设备。本手册中的技巧和建议主要关注大学一年级和二年级课程中最常遇到的主题。要提及你在“延伸”栏目中的高级课程中可能会遇到的一些高级主题,但对高级技术的全面介绍超出了本出版物的范围。附录中的参考资料指向其他安全信息来源。

 

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       如第1章所述,当你在实验室工作时,RAMP系统是一个有用的范例。化学品安全必须是每个人的首要任务。在准备每个实验室会议时应用RAMP概念。一旦确认和评估了危害,就必须将其最小化管理。尽量减少危害以降低风险包括在工人和危险之间增加控制或设置屏障。控制措施只是消除或最小化危险所采取的步骤。(请注意,实验室中使用的危害较少或危害物质较少也会对环境产生积极影响。请参阅“绿色化学-不仅仅是一个口号”。)控件的顺序或层次结构用于确定控制的优先级。应该考虑的步骤(请参阅“控制等级”)。

 

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       作为本科生,在进入实验室之前,你必须仔细聆听所有方向并完成所有实验室准备工作。仔细检查即将进行的实验室程序的详细信息,如果你对实验室危害有任何疑虑,请在开始实验前咨询你的老师。你的教师或本科研究导师可能希望你查看特定实验的高级技术,并可能为你提供具体说明以确保你的安全。

 

■ 控制等级 

 

       清除:设施,设备,化学品或过程的初步设计,以消除危害。 


       替代物:使用危害较小的物质或过程; 选择另一种允许较低反应温度或压力的溶剂,较低毒性的反应物等。


       工程:实验室头罩,手套箱,生物安全柜,通气管,安全联锁,铅屏蔽,惰性气体等。


       行政管理:程序和政策的实施(标准操作程序),培训,减少接触时间,对附近员工或其他学生的关注,标牌,最佳工作实践,不单独工作等。


       个人防护装备:手套,呼吸器,围裙,实验服,护目镜,耳塞,面罩等

 

 
使用化学品、仪器和设备

 

       遵循这些建议有助于简化你的工作,使实验室设备更安全,从而提高实验成功的可能性。 如第3章所述,实验室中的化学物质可能存在许多危害,但实验中使用的设备也存在危害。 特别注意温度和压力升高或降低的程序,需要电气设备,使用明火,或者你不熟悉所使用的设备。切勿禁用设备上的安全功能或防护装置。

 

在实验室工作时的一般问题

 

       当你阅读实验室指导时,请查阅任何新术语并查看实验室指导员建议的参考资料来源。如果你或其他学生遇到意外事件(温度突然升高或下降,气体释放过多等),请确保你知道该怎么做。或者例如,如果实验说明指出温度不应超过预定点并且你不明白原因,则应与你的教师讨论。

 

不小心接触到化学品 

 

       化学物质可以通过各种方式间接(和意外地)转移给你。一些常见的例子是:
 

       •手上的化学物质或带手套的手可以很容易地转移到实验室的钢笔或铅笔上,如果你习惯将钢笔或铅笔放入口中,则可将其转移到口中。避免这种习惯。

 

       •如果你暂时抬起护目镜揉眼睛,手上的化学物质会转移到你的眼睛上。手上的化学物质很容易转移到手机或电脑上。此外,如果在实验室中使用到手机,手机可能会将化学品转移到你的脸上。

 

       •如果你在实验室中戴手套并且它们受到污染,它们会将这种污染扩散到你在实验室中触摸的所有物体:计算机,天平,热板控制,玻璃器皿和手机。这容易扩散污染。你离开实验室时应取下手套,否则可能会污染实验室外的门把手和其他物品。

 

       手套的目的是作为额外的屏障,以避免皮肤接触。理想情况下,它们不应该被污染,但如果你怀疑这一点,则应立即更换它们以避免上面列出的情况出现。

 

■ 绿色化学 - 不仅仅是一个口号

 

       绿色化学诞生于20世纪中期开展的环境革命。正是在这一时期,公众才开始了解许多科学家已经知道的东西:许多化学品及其副产品被用来制造现代生活的工业奇迹可能对环境和人类健康产生破坏性的副作用如果管理不得当。绿色化学与污染预防和控制原则相一致,涉及重新设计过程的做法,以尽量减少已知危险化学品的使用和形成。如果化学品对人类和环境的毒性较小,不易燃,并且不会在环境中生物累积,则认为该化学品危害较小。虽然你可能尚未积极参与绿色化学,但这个概念很可能已应用于你在入门和有机化学实验室中进行的实验。这些调整使得危险废物的产生最小化,提供更安全的实验室工作条件,消耗更少的能量和水,以及减少或重复使用化学品。

       要了解有关绿色化学的更多信息,请阅读ACS绿色化学研究所1

 

科学化玻璃器皿

 

       指导员提供的指示应指明适当尺寸的玻璃器皿以适应要执行的操作。如果没有确切的尺寸(例如250mL),请记住,你应该选择玻璃器皿,以便在整个实验过程中容器中至少剩余20%的自由体积。对于化学反应,使用硼硅酸盐玻璃器皿(例如,耐热玻璃或Kimax),因为它可以承受温度的极端变化和最小的冲击而不会断裂。

 

       使用前清洁玻璃器皿(见第2章)。如果你与其他学生共用设备,请特别注意你的玻璃器皿在每个时期的状况。在使用之前,你应该仔细检查你的玻璃器皿是否有裂缝,星星和碎片。 在加热时,玻璃中的小缺陷会导致失败。每当发现有缺陷或损坏的玻璃器皿时,请咨询你的老师,因为在某些情况下,特殊玻璃器皿可以修复而不是丢弃。损坏的玻璃器皿应丢弃在标有“仅碎玻璃”的适当废物容器中。你的老师将介绍更换玻璃器皿的步骤。保持工作空间不会混乱。目前使用的玻璃器皿只能放在台面上。

 

使用易燃液体或气体

 

       通常,许多学生共享有限的实验室空间,因此请注意其他学生及其实验设置以及他们在实验室周围的动作。务必注意试剂瓶与明火或其他火源或热源的接近程度,并询问老师是否应重新安置反应装置。如果推荐的储存在室温下,应将易燃溶剂储存在易燃的机柜中。始终尽量减少易燃柜外的溶剂数量。

 

实验室通风柜

 

       实验室通风柜是一种工程控制,推荐用于所有可能产生令人不舒服的气味或有毒或易燃气体的操作。通风柜内的空间可能有限,而且用于实验的实验室通风柜不能用于储存化学品或废物。通风柜可能有侧面滑动的小玻璃面板或者升高和降低的较大面板,或两者兼而有之。通风柜的这一部分称为窗扇。一旦完成实验的设置部分,应尽可能地降低或关闭窗扇,以最大化通过工作空间并远离用户产生的气流。实验室通风柜中的气流可能会被窗户或门上的气流中断,甚至可能会因站在通风柜前的学生的位置发生变化而中断。尽可能保持窗扇下降,并且只打开接入设备所需的最小量。

 

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       在通风柜中安装设备之前,请确保通风柜正常工作。正确操作的通风柜需要足够的气流和没有过多的湍流,以便化学品的容纳最大化并消除个人暴露。如果你不确定通风柜是否正常运行,请询问你的导师。在进行实验时,始终将脸保持在通风柜窗框的平面之外。将设备放在通风柜内时,应将其放置在距通风柜前缘至少15厘米(6英寸)的位置。尽可能在通风柜内工作,但不要阻挡任何后排气口。只要有可能,设备应在实验室通风柜中升高,以便最大限度地减少空气流动的中断。

 

■延伸:防止爆炸

 

       当窗扇关闭时,通风柜应保护使用者免受有毒气体的影响,但如果发生化学爆炸,通风柜不能完全保护你免受人身伤害。当需要执行可能导致灾难性故障(内爆或爆炸)的程序时,必须在为此目的设计的实验室通风柜后面进行实验。护盾应该稳定,以便在发生灾难性故障时不会被撞倒或成为抛射物。除了佩戴护目镜外,在检查可能发生爆炸的反应时,应使用全面保护。

 

蒸馏

 

       常用的分离和纯化方法是蒸馏。需要仔细设计和设置蒸馏系统以安全地实现有效的选择性蒸发和随后所需产物的冷凝。蒸馏使用混合物成分挥发性的差异来分离混合物。潜在危险包括压力增加,易燃加热溶剂,引发放热反应,蒸汽泄漏可以点燃,并继续加热直至干燥。请仔细遵循实验室指导员提供的具体指示,并在必要时提出问题以澄清程序。

 

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       甚至需要加热和平息沸腾以避免冲击。冲击是指溶剂的过热,然后突然释放出大的蒸汽泡,迫使液体向上流出沸腾的烧瓶。你的老师可能会建议你在圆底烧瓶中加入沸石,以尽量减少冲击。沸石为气泡提供成核位点并防止过热。即使在稳定搅拌下加热也可以使这种担忧最小化。你的实验室指导员可能会指导你使用带搅拌器或加热套的热板。一定要注意反应温度,切勿加热到程序指示的温度以上。

 

■延伸:无人值守的设备操作

 

高级化学实验室通常涉及更多危险化学品和反应。 在夜间或其他时间无人看管的反应是火灾,泄漏和爆炸的主要来源。不要让动力搅拌器,加热板,加热罩和冷凝器等设备在没有安全防护装置的情况下过夜,除非你的导师完全了解该过程,并且你的老师同意。定期检查无人看管的反应。请务必留下明确贴有电话号码的便条,以便在紧急情况下可以联系到你和老师。请记住,在半夜,紧急救援人员完全依赖准确的指示和信息。

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