基础知识篇
第1章基础化学实验的一般知识
1.1基础化学实验课程目的和要求
1.1.1课程目的
(1)加深对无机化学、分析化学和有机化学等学科基本理论和基础知识的理解和掌握。
(2)培养细致观察和记录实验现象及数据、发现问题和解决问题、归纳和处理数据、分析和表达实验结果的能力。
(3)通过基础型和综合型实验,培养操作规范、学术规范和综合能力;通过研究型和设计型实验,培养查阅资料、设计方案以及撰写论文的科研能力,提高综合能力,进一步激发创新意识。
(4)培养实事求是的科学态度,训练一丝不苟的科学作风,养成良好的科学素质,为进入深层次学习和研究打好基石。
1.1.2课程要求
(1)课前认真预习,阅读相关资料,理解实验原理,明确实验步骤,完成预习报告。
(2)实验中严格遵守实验室各项规章制度,不得随意操作。遇到问题或故障,及时咨询和请教指导教师或助教,以免发生意外。
(3)实验中保持安静,认真完成每一步操作,实事求是地记录实验现象和实验数据。必须使用黑色或蓝色水笔或圆珠笔记录所有数据和现象,不得随意涂改。
(4)树立绿色化学的理念,节约各种资源,减少化学品的消耗和排放,按规定收集和排放实验室废弃物。
(5)实验结束后,核对实验数据,清洗实验器具并放回原处,整理实验台,将实验记录本交给指导教师或助教审核签字。
(6)课后按规范处理和分析实验数据,按时完成和提交实验报告。
1.2化学实验室的安全和环保规则
1.2.1化学实验室的安全规则
(1)严格遵守实验室的各项规章制度,进入和离开实验室需进行登记。
(2)严禁在实验室内饮食和吸烟。实验结束后要洗手,如接触过有毒药品,还应漱口。
(3)严格遵守实验室的着装规定。穿实验服,戴护目镜,扎起过肩长发。不戴隐形眼镜或美瞳,不穿紧身或裸露脚踝的裤子,不穿细跟和钉铁钉的鞋子,不穿裸露脚趾和脚背的鞋子。建议穿棉质衣裤、布鞋或球鞋。违反以上任一条者不得进入实验室。
(4)掌握实验室消防和安全设施的性能和使用方法,熟悉电闸、水阀、洗眼器、紧急喷淋装置、灭火毯、灭火器、消防沙和紧急逃生通道的位置,发生事故时能合理紧急处置、救助、逃生。
(5)严禁品尝实验室内的任何化学品,严禁随意带走实验室内的任何化学品。
1.2.2危险化学品及设备的安全规则
(1)高压气体钢瓶容易发生爆炸和泄漏,必须严格按操作规程使用。钢瓶应存放在阴凉干燥和远离热源的地方,并用钢瓶固定架或铁链固定。
(2)具有强腐蚀性、刺激性或毒性的化学品应储存在通风柜内;产生刺激性或有毒气体的操作应在通风柜内进行。使用通风柜时,应将柜门拉低,严禁将头伸入通风柜内。
(3)加热和浓缩液体时,容器敞口应朝向无人处;嗅闻刺激性气体时,不能直接凑近容器口,应用手将气流扇向自己的鼻孔。
(4)使用浓酸浓碱等强腐蚀性试剂时务必小心,以免溅在皮肤、衣服和鞋袜上。滴落在实验台上的浓酸浓碱需立即处理,先用水稀释,再擦拭干净。
(5)使用汞盐、氰化物和砷盐等有毒试剂时务必小心。有毒试剂废弃物不可乱扔乱倒,应及时回收或进行特殊处理;严禁在酸性介质中加入氰化物;洒落在外面的汞滴,先尽量收集,再撒上硫磺粉,最后清理干净。
1.2.3化学实验室一般事故的处理
以下方法均为第一时间的紧急处理,严重者经初步处理后,应立即送医院救治。
1.化学品灼伤的处理
当腐蚀性强的酸碱溅到身上时,先立即用干净的布或吸水纸擦干,再用流动清水冲洗。若受到酸腐蚀,再用NaHCO3饱和溶液(或稀氨水、肥皂水等)冲洗;若受到碱腐蚀,再用1%柠檬酸或硼酸溶液冲洗;最后用流动清水冲洗,涂上凡士林。若受到氢氟酸灼伤,先用流动清水冲洗,再用稀Na2CO3溶液冲洗,然后在冷的MgSO4饱和溶液中浸泡30min,最后敷以特制药膏。若受到其他化学品灼伤,先选择相应溶剂处理,再用流动清水冲洗。若受到溴灼伤,可先用苯或甘油冲洗伤口,再用流动清水冲洗。
2.异物入眼的处理
若酸或碱等化学品溅入眼内,立即用洗眼器对着提起眼睑的眼睛进行长时间冲洗,然后分别用稀NaHCO3溶液或饱和硼酸溶液冲洗,最后滴入蓖麻油。若玻璃屑和金属屑等尖锐异物进入眼睛时,绝对不可转动眼球、不可用手揉擦或尝试取出异物,可以任由眼睛流泪,这样或许能将异物带出。
3.化学品中毒的处理
(1)
经呼吸道吸入中毒,应保持中毒者的呼吸道畅通,并立即将其转移到空气流通处,解开衣领和裤带,让其呼吸新鲜空气并注意保暖。对休克者进行人工呼吸,不能采用口对口法。若吸入Br2、Cl2或HCl等刺激性或有毒气体时,可吸入少量乙醇-乙醚的混合蒸气解毒。
(2)经皮肤吸收中毒,应立即脱去其受污染的衣服和鞋袜,用流动清水冲淋15min以上。严禁使用热水冲淋,且要注意保护眼睛。
(3)经消化道中毒,先用大量水漱口,再饮用大量清水,然后将手指伸入咽喉,促使呕吐。若是腐蚀性试剂中毒,不宜采用该催吐法,可服用牛奶、蛋清或植物油等。
4.触电的处理
立即切断电源,或用绝缘物(如干燥的木棒、竹竿、皮带或塑料制品等)将触电者与电源隔离,必要时再进行人工呼吸。
5.割伤的处理
先将伤口中的异物取出,伤势较轻者用医用酒精消毒后贴上创可贴即可;伤口较大或伤势较重者应立即用纱布按住伤口以压迫止血,并立即送医院救治。
6.高温烫伤的处理
有外伤的烫伤不能用水冲淋,也不可弄破水泡。未破皮肤的烫伤可涂擦NaHCO3饱和溶液、凡士林或烫伤药膏。
1.2.4防火和灭火的消防知识
(1)牢记“以防为主”的安全意识,杜绝各类火灾隐患。在实验大楼通道和实验室内外等场所配置了灭火器、灭火毯、消防沙等消防设备或器具,一定要熟悉其位置和使用方法。
(2)严禁在敞口容器或完全密闭体系中用明火加热有机溶剂;使用CCl4、乙醚和苯等有毒或易燃有机溶剂时要远离火源和热源;严禁将HClO4与有机物共热。
(3)低闪点的有机溶剂不能存放在普通冰箱内;其蒸气不能接触红热状态的物体,否则容易着火。
(4)油浴加热时,尽量不要使用明火或敞开式电炉加热,而应使用封闭安全的电设备加热。严禁在烘箱等加热设备中存放和烘干有机物。
(5)严禁将钠、钾等活泼金属与水接触。废弃的钠、钾等活泼金属不能随意丢弃,需用乙醇销毁。
(6)使用氧气钢瓶时,不得让氧气大量溢入室内。例如,在含氧量25%的大气中,物质的着火点会大大降低,且燃烧剧烈,不易被扑灭。
(7)身上着火时,应迅速脱去外衣,就地打滚或用灭火毯包裹。有机物着火时,应立即用灭火毯、湿布或消防沙等扑灭,若火势太大,则应选择合适灭火器扑灭。
(8)钠、钾等活泼金属着火时,应采用消防沙和干粉灭火器等,切忌使用水或泡沫灭火器。铝粉着火时,应采用干石灰粉扑灭,切忌使用水、二氧化碳灭火器、四氯化碳灭火器或有压力的灭火器。
(9)电器设备起火时,应先切断电源,再选用合适的灭火器扑灭。
实验室常用灭火器及其适用范围见表1-1。
1.2.5实验室环保原则及“三废”处理
1.实验室的环保原则
化学实验室的废气、废液和废渣种类多,直接排放必将造成环境污染。化学实验室要遵循“减量化”(reduce)、“重复利用”(reuse)和“废物回收”(recycle)的“绿色化学3R”原则。在进行化学实验时,可以采取以下环保措施:①减少实验中物质的消耗,推广半微量或微型实验;②提高物质的回收利用率;③对产生的废气、废液和废渣进行处理。实验室如果不能进行废液处理,应将废液分类收集,再交专门的环保机构处理。
2.实验室“三废”处理
1)废气的处理
对于产生废气较多或产生有毒气体的实验,需配置气体吸收装置,不能直接排放。气体吸收可以采用以下两种方法:
(1)溶液吸收法。这种方法成本低、操作简便,广泛用于含SO2、NOx、HF、HCl、Cl2、NH3和多种有机物气体的处理。
(2)固体吸收法。常用的固体吸附剂有活性炭、硅胶和分子筛等,一般用于净化低浓度污染的废气。
2)废液的处理
(1)中和法。对于酸含量小于3%(体积分数)的酸性废液,或碱含量小于1%(体积分数)的碱性废液,可以采取酸碱相互中和的方法处理,达到“以废治废”的目的。不含硫化物的酸性废液可以直接加入浓度相近的碱性废液中和;含金属离子较多的酸性废液可以加入固体碱性试剂(如NaOH、Na2CO3)中和。
(2)化学沉淀法。含有重金属离子、碱土金属离子及某些非金属(砷、氟、硫和硼等)离子的废液,可以采用生成氢氧化物、硫化物和铬酸盐沉淀的方法进行处理。
(3)氧化还原法。水中溶解的有害无机物或有机物可以采用氧化还原反应,将其转化成无害的物质或可分离的形态。例如,采用漂白粉等氧化剂对含氮废水、含硫废水、含酚废水以及含氮氧废水进行处理;常用的还原剂有FeSO4、Na2SO3、H2O2和活泼金属(如铁、铜和锌等)。
3)废渣的处理
实验室废渣主要采用掩埋法处理,每一次掩埋均要有记录。对于有毒废渣,应先进行化学处理,再深埋在远离居民区的指定地点;对于无毒废渣,可以直接掩埋。
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