大学化学基础实验安全知识5018.docx
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1、大学化学学基础实实验安全全知识前言大学化学学基础实实验安全总则则第一章着火爆炸炸与电击击1.着火火2.爆炸炸3.电击击第二章化学中毒毒和灼伤伤1.化学学中毒2.化学学灼伤第三章实验室安安全措施施1.实验验室安全全标准2.化学学药品的的管理3.实验验室急救救药箱的的配备4.消防防器材的的正确使使用第四章实验安全全操作技技术1.加热热2.玻璃璃加工操操作3.常用用仪器设设备的安安全使用用4.药品品的正确确取用和和溶液的的配制5.减压压蒸馏和和其它减减压操作作6.高压压气体钢钢瓶的正正确使用用7.控制制化学反反应操作作8.放射射性物质质的安全全操作参考资料料1.1.1着火着火是是化学实实验室,特特别
2、是化化合物合合成实验验室里容容易发生生的事故故。例如如: 化学药药品中有有许多可可燃、自自燃或助助燃的物物质而引引起着火火; 加热操操作不当当引起着着火; 电器短短路引起起着火等等。最危危险的是是那些在在常温下下易燃的的物质。下下面介绍绍一下有有关化学学实验中中常接触触的一些些易燃物物质的有有关知识识。1.1 化学学易燃气气体和液液体 易燃燃气体:氢气、氨氨气、煤煤气、石石油气、乙乙炔、乙乙烯、一一氧化碳碳等。 易易燃液体体:乙醚醚、二硫硫化碳、四四氢呋喃喃、苯、溴溴乙烷、汽汽油、酒酒精、醋醋酸乙酯酯(天那那水)、醋醋酸丁酯酯(稀料料)、丙丙酮、乙乙醛等。 这些易燃物其所以危险,是因为这些气体
3、或低沸点液体在室温下的蒸气浓度很大,足以着火;燃烧速度快,有的因燃点很低(如乙醚、二硫化碳、四氢呋喃等),能和空气形成爆炸混合物,发生爆炸性燃烧。此外,有的易燃物本身有毒,有的燃烧时能分解产生刺激性气体或剧毒气体,均威胁实验人员的安全。 对于易燃物的性能,可以从三个方面来衡量它们: (1)闪点:指该液体上的蒸气形成燃烧混合物的最低温度。闪点在22以下的是危险易燃物,在2266范围内的易燃物。例如,乙醚的闪点有-45;二硫化碳只有-30,是最危险的易燃物。 (2)燃点:该物质的蒸气自动着火的最低温度。 (3)爆炸极限:该物质蒸气与空气形成爆炸混合物的极限,又分下限(在空气中的浓度低于此限不着火爆
4、炸)和上限(在空气中的浓度高于此限亦不着火爆炸)。爆炸上下限相隔越大,说明该物质与空气混合,有一个很宽的爆炸范围,危险性就越大。例如乙炔就是危险性很大的易燃物。因乙炔上限是100%,下限2.5%。常用易燃气体和易燃液体的有关特性见表1-1、表1-2。 由表1-2看出,低碳烷烃、乙醛、氯乙烷、溴乙烷、二硫化碳、乙醚、石油醚、苯和丙酮等的闪点都比较低,即使存放在普通电冰箱内(冰室最低温-18,无电火花消除器),也能形成可以着火的气氛,故这类液体不得贮于普通冰箱内。另外,低闪点液体的蒸气只需接触红热物体的表面便会着火。其中,二硫化碳尤其危险,即使与暖气散热器或热灯泡接触,其蒸气也会着火,应该特别小心
5、。1.2 化学学不稳定定的易燃燃物 这类类物质非非常活泼泼,或者者不稳定定,稍改改变外界界条件(温温度、压压力、震震荡、磨磨擦、撞撞击等),即即发生猛猛烈反应应,立即即着火甚甚至爆炸炸。 这类药药品分下下列六类类叙述: (1)炸药药 大大家都知知道TNNT是烈烈性炸药药。多硝硝基化合合物都是是烈性炸炸药。实实验室常常用的苦苦味酸(Picric acid),又叫三硝基酚(Trinitrophenol),干燥时是很危险的炸药,必须保持潮湿状态。 硝酸铵、亚硝酸铵受热分解,可能爆炸。 (2)不稳定氧化物 其中最危险的是高价酸和过氧化物。 高价酸在无水状态很易爆炸,所以不要和脱水剂(如硫酸、磷酸、五氧
6、化二磷等)混合。这些高价酸有:高锰酸(Permanganic acid)、过氯酸(Perchloric acid)、过硫酸(Persulfuric acid),它们的盐类、酸或酸酐与硫酸混合特别危险。 最常用的过氧化物(Peroxide)是双氧水,双氧(Hydrogen peroxide)水内若含有铁、铜、锰等就会自动分解。60%以上的双氧水是很危险的。 过氧化苯甲酰及其他聚合反应引发剂(Intiator),在干燥状态时是很危险的。 许多含氧的有机物,例如醚类、醛类、酸类、烯类等,暴露在空气中,会慢慢自动氧化生成少许过氧化合物。对於像乙醚、四氢呋喃等易形成过氧化物,闪点又低的易燃物,要特别警惕
7、。存久了的乙醚,要将过氧化物除去再用。回收乙醚时,千万不要蒸干,否则浓集过氧化物,会受热爆炸。工业乙醚含有少量水,用铁罐贮存,能抑制过氧化物的形成。使用四氢呋喃,必须在氮气流下操作。 (3)自燃物 活泼金属,如钾、钠、钙、镁、铝、锌等在空气中燃烧生成相应的氧化物。尤其是钾和钠,与水猛烈反应,即放出氢气,爆炸燃烧。钾、钠贮於煤油中,与空气、水气隔绝,即使这样,贮存久了的钾,表面亦自动氧化,形成少量过氧化钾,有爆炸危险。此外,钾、钠和多种灭火剂,如水、二氧化碳、卤代烷都猛烈反应,所以着火只能用沙土、碳酸钠或碳酸氢钠扑救,使用错了灭火剂,反而增加危险,不能疏忽大意。反应后的金属渣,特别容易着火,不能
8、随便抛弃在垃圾桶中。金属粉尘弥漫在空气中,易形成爆炸混合物。 黄磷暴於空气中自然。黄磷要保存於水下,避免和空气接触。黄磷不能和皮肤接触。 金属氧化物氢化硼、硼烷等。 (4)强氧化剂或还原剂 强还原剂自动与空气中的氧化合,着火爆炸,上述的自燃物就是例子。 强氧化剂与微量杂质混合,亦可能猛烈爆炸。因为木炭、尘埃、滑润油脂及其他有机物大多数是还原剂,所以强氧化剂被污染,就特别危险。使用氯酸钾、高锰酸钾、重铬酸钾、硝酸及其盐类、亚硝酸盐等要特别注意。使用氧气罐,要有专用的降压调压阀,不能有油脂之类有机物。 在实验室制备氧气试验,使用氯酸钾分解,用二氧化锰催化,如混入少量杂质,就会爆炸。 强氧化剂和还原
9、剂混合,会着火爆炸。硝酸钾(氧化剂)硫磺和木炭(还原剂)的混合物就是炸药。 亚硝酸钠(氧化剂)和亚硫酸氢钠(还原剂)混合即着火。 (5)重氮盐、炔的盐类等 这些物质非常不稳定、易爆炸。电石(碳化钙)遇水反应生成危险的乙炔气。扑灭这种火灾要特别注意,因为电石渣反应很慢,灭火以后,还会死灰复然,再发生火灾。 一般说来,易爆炸物质的组成中,大多含有以下原子团: OO臭氧、过氧化物;N=N重氮及叠氮化合物; OCl氯酸盐、高氯酸盐;N=C雷酸盐; =NCl氮的氯化物;NO2硝基化合物(三硝基甲苯、苦味酸盐);N=O亚硝基化合物;CC乙炔化合物(乙炔金属盐) (6)易燃粉尘与空气形成爆炸混合物 例如棉纱
10、着火爆炸,染有液体空气的废棉纱及其他还原剂,很易爆炸,使用液体空气作冷却剂要特别小心。 1.3 实验室常见的着火事故 化学实验室要经常用煤气灯、电炉、油浴等加热;使用各种电器设备和仪器时,和具有可燃性的化学试剂接触也都存在着火的隐患。例如: 使用煤气灯时,不小心将衣袖燃着;有的头发过长不小心将头发燃着,特别危险的是煤气灯使用过程中突然因故熄灭(煤气量过小或风过大),引起煤气泄漏,这是很危险的。有的同学做完实验后,忘记关煤气开关,都会造成火灾。 各种电器设备在开、关和短路时往往产生火花,如与易燃气体或液体接触,极易发生火灾。实验后插座不拔或不关闭总电源有时也会酿成火灾。 在做有机实验和综合实验时
11、,接触的有机试剂比较多,而大部分有机试剂都是可燃的,如果实验操作不当易发生火灾,例如: 用明火加热有机溶剂; 在回流或蒸馏操作中未加沸石,引起暴沸,液体冲出瓶外接触到明火; 取量或倾倒有机液体时,不小心洒在瓶外遇明火; 在压金属钠丝或使用金属钠时,违反操作也会引起着火事故。1.4 火灾灾的预防防和消防防 (1)火灾灾的预防防 有效效的防范范才是对对待事故故最积极极的态度度。为预预防火灾灾,应切切实遵守守以下各各点: 严禁在在开口容容器或密密闭体系系中用明明火加热热有机溶溶剂,当当用明火火加热易易燃有机机溶剂时时,必须须有蒸气气冷凝装装置或合合适的尾尾气排放放装置。 废溶剂严禁倒入污物缸,量少时
12、可用水冲入下水道,量大时应倒入回收瓶内再集中处理。燃着的或阴燃的火柴梗不得乱丢,应放在表面皿中,实验结束后一并投入废物缸。 金属钠严禁与水接触,废钠通常用乙醇销毁。 不得在烘箱内存放、干燥、烘焙有机物。 使用氧气钢瓶时,不得让氧气大量溢入室内。在含氧量约25%的大气中,物质燃烧所需的温度要比在空气中低得多,且燃烧剧烈,不易扑灭。 (2)安全消防措施 万一不慎失火,切莫慌惊失措,应冷静、沉着处理。只要掌握必要的消防知识,一般可以迅速灭火。 常用消防器材化学实验室一般不用水灭火!这是因为水能和一些药品(如钠)发生剧烈反应,用水灭火时会引起更大的火灾甚至爆炸,并且大多数有机溶剂不溶于水且比水轻,用水
13、灭火时有机溶剂会浮在水上面,反而扩大火场,下面介绍化学实验室必备的几种灭火器材。 (a)沙箱将干燥沙子贮于容器中备用,灭火时,将沙子撒在着火处。干沙对扑火金属起火特别安全有效。平时经常保持沙箱干燥,切勿将火柴梗、玻管、纸屑等杂物随手丢入其中。 (b)灭火毯通常用大块石棉布作为灭火毯,灭火时包盖住火焰即成。近年来已确证石棉有致癌性,故应改用玻璃纤维布。沙子和灭火毯经常用来扑灭局部小火,必须妥善安放在固定位置,不得随意挪作他用,使用后必须归还原处。 (c)二氧化碳灭器是化学实验室最常使用、也是最安全的一种灭火器。其钢瓶内贮有CO2气体。CO2无毒害,使用后干净无污染。特别适用于油脂和电器起火,但不
14、能用于扑灭金属着火。 (d)泡沫灭火器由NaHCO3与Al2(SO4)3溶液作用产生Al(OH)3和CO2泡沫,灭火时泡沫把燃烧物质包住,与空气隔绝而灭火。因泡沫能导电,不能用于扑灭电器着火。且灭火后的污染严重,使火场清理工作麻烦,故一般非大火时不用它。 过去常用的四氯化碳灭火器,因其毒性大,灭火时还会产生毒性更大的光气,目前已被淘汰。 (e)溴氧二氟甲烷(Bromochloro difluromethane),简称BCF。这种灭火器材装在天花板上,灭火器有一低融点合金封口(有各种规格,常用的是155),当室内着火,温度超过了规格,封口熔融便自动喷出BCF灭火。BCF气体有毒,而且与金属反应,
15、故不宜扑灭金属着火引起的火灾。 (f)干粉:桶内装干粉,内有压缩二氧化碳管,使用时用力打击,管破,二氧化碳将干粉喷出,扑救金属着火。但大量钾钠着火则不宜用。 灭火方法一旦失火,应首先采取措施防止火势蔓延,立即熄灭附近所有火源(如煤气灯),切断电源,移开易燃易爆物品。并视火势大小,采取不同的扑灭方法。 (a)对在容器中(如烧杯、烧瓶、热水漏斗等)发生的局部小火,可用石棉网、表面皿或木块等盖灭。 (b)有机溶剂在桌面或地面上蔓延燃烧时,不得用水冲,可撒上细沙或用灭火毯扑灭。 (c)对钠、钾等金属着火,通常用干燥的细沙覆盖。严禁用水和CCl4灭火器,否则会导致猛烈的爆炸,也不能用CO2灭火器。 (d
16、)若衣服着火,切勿慌张奔跑,以免风助火势。化纤织物最好立即脱除。一般小火可用湿抹布、灭火毯等包裹使火熄灭。若火势较大,可就近用水龙头浇灭。必要时可就地卧倒打滚,一方面防止火焰烧向头部,另外在地上压住着火处,使其熄火。 (e)在反应过程中,若因冲料、渗漏、油浴着火等引起反应体系着火时,情况比较危险,处理不当会加重火势。扑救时必须谨防冷水溅在着火处的玻璃仪器上,必须谨防灭火器材击破玻璃仪器,造成严重的泄漏而扩大火势。有效的扑灭方法是用几层灭火毯包住着火部位,隔绝空气使其熄灭,必要时在灭火毯上撒些细沙。若仍不奏效,必须使用灭火器,从火场的周围逐渐向中心处扑灭。1.2.1爆 炸2.1 实验室室发生爆爆
17、炸事故故的原因因 实验室发发生爆炸炸事故的的原因大大致如下下:(1)随随便混合合化学药药品。氧氧化剂和和还原剂剂的混合合物在受受热。摩摩擦或撞撞击时会会发生爆爆炸。表表1-33中列出出的混合合物都发发生过意意外的爆爆炸事故故。表11-4为为不能混混合的常常用药品品。(2)密密闭体系系中进行行蒸馏、回回流等加加热操作作。(3)在在加压或或减压实实验中使使用不耐耐压的玻玻璃仪器器。(4)反反应过于于激烈而而失去控控制。(5)易易燃易爆爆气体如如氢气、乙乙炔等烃烃类气体体、煤气气和有机机蒸气等等大 量逸入入空气,引起爆燃。常见易燃易爆物质蒸气在空气中爆炸极限见表1-5。(6)一一些本身身容易爆爆炸的
18、化化合物,如如硝酸盐盐类、硝硝酸酯类类、三碘碘化氮、芳芳香族多多硝基化化合物、乙乙炔及其其重金属属盐、重重氮盐、叠叠氮化物物、有机机过氧化化物(如如过氧乙乙醚和过过氧酸)等等,受热热或被敲敲击时会会爆炸。强强氧化剂剂与一些些有机化化合物接接触,如如乙醇和和浓硝酸酸混合时时会发生生猛烈的的爆炸反反应。(7)搬搬运钢瓶瓶时不使使用钢瓶瓶车,而而让气体体钢瓶在在地上滚滚动,或或撞击钢钢瓶表头头,随意意调换表表头,或或气体钢钢瓶减压压阀失灵灵等。(8)在在使用和和制备易易燃、易易爆气体体时,如如氢气、乙乙炔等,不不在通风风橱内进进行,或或在其附附近点火火。(9)煤煤气灯用用完后或或中途煤煤气供应应中断
19、时时,未立立即关闭闭煤气龙龙头。或或煤气泄泄漏,未未停止实实验,即即时检修修。(10)氧氧气钢瓶瓶和氢气气钢瓶放放在一起起。2.2 实验验室常见见的爆炸炸事故 由于实验验操作不不规范,粗粗心大意意或违反反操作规规程都能能酿成爆爆炸事故故。例如如:(1)配配制溶液液时,错错将水往往浓硫酸酸里倒,或或者配制制浓的氢氢氧化钠钠时未等等冷却就就将瓶塞塞塞住摇摇动都会会发生爆爆炸。(2)减减压蒸馏馏时,若若使用平平底烧瓶瓶或锥瓶瓶做蒸馏馏瓶或接接收瓶,因因其平底底处不能能承受较较大的负负压而发发生爆炸炸。(3)对对使用的的四氢呋呋喃,乙乙醚等蒸蒸馏时,由由于这类类试剂放放久后会会产生一一定的过过氧化物物
20、,在对对这些物物质进行行蒸馏前前,未检检验有无无过氧化化物并除除掉过氧氧化物,过过氧化物物被浓缩缩达到一一定程度度或蒸干干易发生生爆炸。(4)制制备易燃燃气体时时,一定定要注意意附近不不要有明明火,在在制备和和检验氧氧气时,一一定要注注意不要要混有其其它易燃燃气体。例例如氧气气制备、氢氢气制备备,实验验中若操操作不慎慎易发生生爆炸(见见着火一一节)。(5)金金属钾、钠钠、白磷磷遇火都都易发生生爆炸。2.3 爆炸炸事故的的预防与与急救 爆炸的毁毁坏力极极大,危危害十分分严重,瞬瞬间殃及及人身安安全。必必须引起起思想上上足够的的重视,为为预防爆爆炸事故故发生,必必须遵守守以下几几点:(1)凡凡是有
21、爆爆炸危险险的实验验,必须须遵守实实验教材材中的指指导,并并应安排排在专门门防爆设设施(或或通风框框)中进进行。(2)高高压实验验必须在在远离人人群的实实验室中中进行。(3)在在做高压压、减压压实验时时,应使使用防护护屏或防防爆面罩罩。(4)绝绝不允许许随意混混合各种种化学药药品,例例如:高高锰酸钾钾和甘油油。(5)在在点燃氢氢气、CCO等易易燃气体体之前,必必须先检检查并确确保纯度度。银氨氨溶液不不能留存存。某些些强氧化化剂(如如氯酸钾钾、硝酸酸钾、高高锰酸钾钾等)或或其混合合物不能能研磨,否否则都会会发生爆爆炸。(6)钾钾、钠应应保存在在煤油中中,而磷磷可保存存在水中中,取用用时用镊镊子。
22、一一些易燃燃的有机机溶剂,要要远离明明火,用用后立即即盖好瓶瓶塞。如果发生生爆炸事事故,首首先将受受伤人员员撤离现现场,送送往医院院急救,同同时立即即切断电电源,关关闭煤气气和水龙龙头,并并迅速清清理现场场以防引引发其它它着火中中毒等事事故。如如已引发发了其它它事故,则则按相应应办法处处理。1.3.1电 击击3.1 安安全用电电知识 在化学实实验室,尤尤其是在在物理化化学实验验室和大大型仪器器室里,经经常使用用电学仪仪表、仪仪器,应应用交流流电源进进行实验验。使用用电器不不当,会会发生触触电或着着火事故故。 微弱弱电流通通过身体体,就会会触电,甚甚至只有有二十五五毫安培培交流电电、八十十毫安培
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