Как собрать кислоту с пола
Обновлено: 09.05.2024
Техника безопасности при работе в химической лаборатории. При работе в лаборатории необходимо строго соблюдать правила и инструкции техники безопасности.
1. В химической лаборатории можно работать только в халате. Халат должен быть застегнут на все пуговицы. Длинные волосы необходимо подбирать (убрать в пучок или иным способом).
2. На рабочем столе могут находиться только те вещи, которые необходимы для выполнения работы. На рабочем месте необходимо поддерживать чистоту и порядок.
3. Перед выполнением работы необходимо познакомиться с описанием работы, последовательностью действий, которые необходимо выполнять во время работы. При работе с приборами и установками необходимо изучить их устройство и правила работы с ними.
4. Категорически запрещено работать в лаборатории одному, так как при несчастном случае никто не сможет оказать помощь пострадавшему, вызвать помощь, ликвидировать последствия аварии и т.д.
5. В лаборатории категорически запрещается курить, принимать пищу и воду. Также в лаборатории запрещено хранить продукты питания.
6. Помещение обязательно должно быть оборудовано противопожарным оборудованием (средства пожаротушения: огнетушители в рабочем состоянии и др.). Все работники лаборатории должны знать, где находятся средства пожаротушения, а также аптечка.
7. Неизрасходованные реактивы нельзя высыпать и выливать обратно в те сосуды, откуда они были взяты.
8. При работе в лаборатории необходимо соблюдать чистоту и аккуратность. Вещества не должны попадать на кожу лица и рук, так как многие вещества вызывают раздражение кожи и слизистых оболочек.
9. Необходимо использовать только целую и чистую лабораторную посуду. После завершения работы необходимо помыть лабораторную посуду.
10. После окончания работы необходимо выключить газ, воду, электроэнергию.
11. При нагревании растворов и веществ в пробирке необходимо использовать держатель. Во время нагревания жидких и твердых веществ в пробирках и колбах нельзя направлять отверстия сосудов на себя и соседей. Может произойти внезапный выброс вещества.
12. Вещества в лаборатории категорически запрещается пробовать на вкус.
14. Твердые химические реактивы можно брать только шпателем, пинцетом или ложечкой (ни в коем случае не руками!).
15. Жидкости категорически запрещается набирать в пипетки ртом. Для набора жидкости в пипетку используется специальная груша. Жидкие химические вещества следует переливать, обязательно пользуясь воронкой.
16. При появлении любых вопросов необходимо обращаться к преподавателю.
Лабораторная посуда и оборудование
Правила безопасности при работе с едкими, горючими и токсичными веществами, средствами бытовой химии
К ядовитым веществам относятся:
1. Вещества, раздражающие слизистые оболочки и действующие на кожные покровы: щелочи, кислота, газообразный аммиак, оксиды азота, оксиды серы (VI) и (IV).
2. Вещества, которые воздействуют на нервную систему, например, аммиак, сероводород, бензол и др.
3. Вещества, поражающие кровь и органы: оксид углерода (II), соединения свинца и др.
К горючим веществам относятся бензин, ацетон, метиловый и этиловый спирты, толуол и др.
К едким веществам относятся концентрированные кислоты и щелочи, концентрированные растворы некоторых солей и др.
При работе с горючими, едкими и токсичными веществами необходимо соблюдать следующие правила безопасности:
1. Категорически запрещается сливать в раковину легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, концентрированные растворы кислот и щелочей. Их необходимо собирать в специальные герметические сосуды.
2. Работу с кислотами, твердыми щелочами, едкими и токсичными веществами проводить только в защитных очках и перчатках. При растворении твердых щелочей в воде необходимо добавлять щелочь небольшими порциями в воду, избегая перегревания раствора. Разбавление кислот или щелочей необходимо производить в жаростойкой посуде.
3. Кислота в воду или вода в кислоту? При разбавлении концентрированных кислот и щелочей необходимо небольшими порциями приливать кислоту (или концентрированный раствор щелочи) в воду, а не наоборот. Растворение кислот и щелочей в воде сопровождается выделением большого количества теплоты. Небольшая порция воды может нагреться при добавлении в кислоту, смесь закипит и может попасть на лицо или руки. Поэтому необходимо добавлять небольшое количество кислоты в большое количество воды.
4. При разливе легковоспламеняющейся или горючей жидкости необходимо отключить все электроприборы и погасить газовые горелки. Место разлива засыпают песком, который затем удаляют с помощью лопатки. Запрещено использовать металлические совки, т.к. они могут дать искру и вызвать пожар.
5. Кислоту, пролитую на пол, нейтрализуют содой, а щелочь нейтрализуют борной кислотой. Для удаления нейтрализованных жидкостей также используют песок. Нейтрализацию и уборку концентрированных кислот необходимо проводить в противогазе.
6. При ожоге кислотой необходимо немедленно промыть пораженное место большим количеством воды. После чего промыть место поражения двухпроцентным раствором соды.
7. При ожоге щелочью необходимо длительное промывание пораженного места под струей воды, затем однопроцентным раствором борной кислоты или уксусной кислоты.
8. При ожоге глаз кислотой или щелочью необходимо немедленно промыть глаза водой длительное время.
9. Работы с токсичными, легковоспламеняющимися или горючими веществами необходимо проводить строго под включенной вытяжкой.
10. Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости запрещено нагревать на открытом пламени.
11. Запрещено сливать горючие, едкие и токсичные вещества в канализацию. Для их утилизации и слива используют специальные емкости.
12. Работа с плавиковой кислотой требует особой осторожности и проводится обязательно в вытяжном шкафу. Хранить плавиковую кислоту необходимо в полиэтиленовой таре (угадайте, почему).
13. Щелочные и щелочноземельные металлы необходимо хранить в сосуде, не пропускающем ультрафиолет, под слоем керосина или другого инертного по отношению к этим металлам вещества. При работе с этими металлами необходимо соблюдать осторожность, избегать контакта этих металлов с водой. Запрещается трогать щелочные или щелочноземельные металлы руками. Небольшие остатки таких металлов запрещается выкидывать в канализацию или мусорное ведро. Их необходимо «погасить» этанолом или другим веществом (но не водой!).
При работе со средствами бытовой химии также необходимо соблюдать определенные правила:
1. В обязательном порядке пользуйтесь перчатками при работе с агрессивными средствами бытовой химии. Если вы работаете с хлорсодержащими препаратами, рекомендуется надеть специальные защитные очки из пластика.
2. Не забывайте тщательно удалять остатки чистящих или моющих средств после каждой уборки. Многие порошки состоят из мелких частиц, которые оставаться на поверхностях и вещах. При испарении такие химикаты выделяют ряд вредных веществ.
3. Хранить средства бытовой химии следует в герметично закрытых ёмкостях вдали от источников тепла и прямого солнечного света.
4. Все средства бытовой химии следует применять только по прямому назначению, строго соблюдая инструкции и рекомендации по их использованию.
Неправильные действия с кислотами и щелочами могут нанести серьезный вред здоровью людей и причинить ущерб имуществу. Например, взаимодействие азотной кислоты с органическими материалами, такими как ветошь или опилки, может привести к пожару, а попадание кислот и щелочей на кожу или слизистую часто вызывает ожоги. При работе с кислотами и щелочами требуется особая осторожность, поэтому мы посвящаем две статьи безопасности при работе с этими соединениями.
Основные правила обращения с кислотами и щелочами
• К работе допускаются только совершеннолетние. Все работники проходят инструктаж по технике безопасности при работе с кислотами и щелочами. Они должны знать, как оказать помощь при химических ожогах.
• Работать можно, в большинстве случаев, в спецодежде, используя неповрежденные средства защиты: резиновые перчатки, респиратор со специализированным патроном, защитные очки, прорезиненный фартук и резиновая обувь.
• Если произошел несчастный случай, сразу же должно быть организовано оказание первой помощи и вызвана «Скорая помощь».
• Женщине разрешено поднимать и переносить емкости с опасными реактивами не тяжелее 10 кг, мужчине — не более 50 кг.
• Нельзя хранить кислоты и щелочи рядом с легковоспламеняющимися материалами и сильными окислителями. Серную и азотную кислоты нельзя размещать в непосредственной близости от органических материалов, таких как солома, опилки, и т.п.
Меры предосторожности, принимаемые перед началом работы
• Убедиться в целостности спецодежды, проверить годность респиратора (срок действия патрона). Надеть все средства индивидуальной защиты.
• Убедиться в исправности системы вентиляции и освещения.
• Убедиться, что все емкости и бутыли подписаны (название, количество и т.п.). Стеклянные бутыли должны быть в обрешетке.
• Убедиться, что в непосредственной близости от рабочего места размещена аптечка, песок, опилки, емкость с чистой водой. Проверить комплектность аптечки, наличие нейтрализующих растворов или комплекта PLUM с флаконами нейтрализующей и промывающей жидкостей.
Меры предосторожности во время работы
• Кислоты высокой концентрации следует расфасовывать и хранить только в стеклянных сосудах. Исключение — плавиковая (фторводородная) кислота, разъедающая стекло. Ее хранят в пластмассовых бутылях или банках. Расфасовывать кислоты можно только с помощью специальных приспособлений (сифонов и пр.). Не допускается засасывание жидкости в шланг или пипетку ртом.
• Щелочи следует пересыпать сухим совком, отмерять сухой ложкой.
• При приготовлении растворов кислота вливается в воду; куски щелочи опускаются в воду с помощью приспособлений: ложек, щипцов, пинцетов.
• Большие емкости с кислотой или мешки со щелочью перемещают с помощью тележки или вдвоем.
• Если требуется раскупорить крупную бутыль или открыть контейнер, то эту емкость (тарное место) следует полностью расфасовать по более мелким сосудам, а контейнер или бутыль вымыть. Заполненные сосуды снабжаются этикетками с названием и указанием массы реактива.
Меры предосторожности после окончания работы
• Навести порядок на рабочем месте. Все пустые сосуды вымыть. Вымыть используемые в ходе работ инструменты. Остатки хим. реактивов подписать (указать новую массу) и вернуть в место хранения.
• Снять и проверить спецодежду. Все резиновые средства защиты вымыть и высушить.
• Вымыть руки. Если требует инструкция — почистить зубы, прополоскать рот (после работы с газообразными и порошкообразными реактивами).
При строгом соблюдении техники безопасности при хранении и транспортировке кислот и щелочей, а также при работе с ними, вероятность аварийной ситуации крайне мала. Тем не менее, знать, как действовать в случае ее возникновения, надо обязательно. Это может спасти чье-то здоровье или даже жизнь!
Чем опасны кислоты и щелочи
Контакт с кислотами и щелочами может вызвать химические ожоги; особенно опасны щелочные ожоги. Пары негативно влияют на дыхательную систему, вызывая раздражение дыхательных путей и даже отек легких. Кроме этого, во многих реакциях с этими соединениями образуется водород — горючий и взрывоопасный газ. Именно поэтому большинство опытов с ними следует проводить в вытяжном шкафу. Очень опасны концентрированные кислоты: азотная и серная. Их контакт с органическими материалами может привести к самовозгоранию последних.
Все сотрудники лабораторий, имеющих дело с едкими реактивами, обязаны уметь оказывать первую помощь при химических ожогах; знать, где расположены аптечка, нейтрализующие растворы, песок и опилки. По технике безопасности в аптечке должны находиться по 1 л раствора борной или лимонной кислоты и раствора соды, или комплект PLUM с нейтрализующими растворами.
Приготовление нейтрализующего раствора
Для приготовления нейтрализующего раствора берут 1 литр воды и 10 г реактива (лимонной кислоты, борной кислоты, соды). Размешивают до полного растворения всех твердых частиц и переливают в пластиковые сосуды подходящего размера. Потом на них наклеивается этикетка с хорошо читаемым указанием названия, концентрации и назначения («нейтрализующий раствор для кислоты», «нейтрализующий раствор для щелочи»).
Приготовленные растворы должны храниться в аптечке или рядом с ней.
Что делать при химических ожогах
• Место ожога кислотой заливают 1%-ным раствором питьевой соды.
Место поражения щелочью обильно поливают 1%-ным раствором лимонной или борной кислоты.
Для химических ожогов специально предназначена нейтрализующая жидкость из комплекта PLUM (выливается весь флакон).
• Если кислота или щелочь попали в глаза, то они промываются нейтрализующим раствором, разведенным вдвое.
• После этого место ожога промывают водой, мылом и снова водой. Промывание водой должно длиться не менее 15 минут.
• Пострадавшего должен осмотреть врач для определения дальнейшего лечения. При необходимости вызывают «Скорую помощь».
Что делать при разливах
При разливе едкого хим. реактива крайне важно знать характер вещества. Кислоты засыпаются только песком — ни в коем случае не опилками! Щелочи засыпают опилками или песком.
После того, как вся жидкость впиталась, песок или опилки сметают и утилизируют (захоранивают или передают на утилизацию сертифицированным организациям). Место пролива заливают нейтрализующим раствором (раствором соды или лимонной, борной кислоты), промывают водой и вытирают насухо.
Что делать при пожарах
Сами кислоты и щелочи, как правило, относятся к негорючим веществам, но они могут разлагаться при нагревании или вступать в реакции с металлами или органическими материалами, выделяя токсичные и горючие газы и вещества.
Если в зоне пожара оказались кислоты или щелочи, то все участвующие в тушении должны быть об этом проинформированы. Следует принять меры предосторожности, необходимые при контакте с кислотами или щелочами; использовать резиновую обувь, перчатки и респираторы, очки.
Пожар, в зоне которого оказались кислоты или щелочи, тушат песком, химической пеной, углекислым газом, мелкораспыленной водой.
В лабораториях обычно собирают установки из стеклянных элементов: сосудов, переходников, соединительных трубок и специализированных приборов (термометров, мешалок, бань, нагревателей и т.п.). Отдельные детали в одно целое можно соединить различными способами:
- спаять, склеить;
- при помощи стеклянных шлифов;
- при помощи различных пробок;
- с помощью шлангов.
Спайка используется редко. Как правило, так соединяют приборы, рассчитанные на длительную эксплуатацию вместе, и не подлежащие разборке. Или же спайку применяют в установках, где критически важно иметь герметичное соединение частей. Например, в установках высокого вакуума, при требующих гарантированного сохранения чистоты реактивов и материалов работах.
Кроме того, что спаянные соединения невозможно разобрать, у этого способа имеется еще один существенный недостаток — он не подходит для работ с нагреванием. Невозможно подобрать отдельные стеклянные части с одинаковым коэффициентом расширения, поэтому спаянные соединения при нагреве/охлаждении растрескиваются. В таком случае используют не спайку, а специальные клеи и одноразовые замазки.
Темы стеклянных шлифов, пробок и шлангов мы рассмотрим в отдельных статьях, а сейчас коротко остановимся на основных принципах сборки лабораторных установок.
Принципы монтажа лабораторных приборов
Для надежной сборки установок обычно используют или штативы Бунзена, или специализированные рамы и стенды. Отдельные части приборов закрепляются при помощи лапок, колец, зажимов, муфт. Рамы и стенды могут быть передвижными или стационарными, устанавливаться на столе, на полу, в вытяжном шкафу, прикрепляться к стене. Крепление к стене удобно тем, что позволяет экономить рабочее пространство рабочего стола или вытяжного шкафа.
С целью защиты хрупких стеклянных деталей между лапками/зажимами, кольцами и стеклом вставляют прокладки из резины или войлока. Иногда надевают на лапку кусок резинового шланга или приклеивают кусок резины. Винты закручивают осторожно — только чтобы зафиксировать сосуд или прибор, но не повредить его.
Если в установке используют колбы большой вместимости (более 1 л), то их дополнительно подстраховывают кольцом снизу или, например, колбу опускают в баню, а саму баню ставят на кольцо или подставку.
При монтаже рекомендуется применять как можно меньше лапок. Например, для перегонной установки достаточно трех лапок: для колбы-реактора, колбы-приемника и холодильника.
Регулярно используемые установки лучше всего собирать так, чтобы их не нужно было каждый раз разбирать. Для относительно простых и компактных приборов используют штативы. Если же одного штатива мало, то лучше брать специальные рамы и стойки. Они устойчивее, надежнее и практичнее, чем несколько независимых штативов. Например, аппарат Сокслета для экстракций можно смонтировать на штативе и просто отодвигать его в сторону, когда он не нужен.
Ротационные испарители и лабораторные реакторы для приготовления смесей монтируют на передвижных стойках/рамах, а батарею для сушки газов лучше собрать на стационарной раме и поставить в удобное для лаборантов место.
Перед изучением этого раздела рекомендую прочитать следующую статью:
Кислоты – сложные вещества, которые при взаимодействии с водой образуют в качестве катионов только ионы Н + (или Н3О + ).
По растворимости в воде кислоты можно поделить на растворимые и нерастворимые . Некоторые кислоты самопроизвольно разлагаются и в водном растворе практически не существуют (неустойчивые) . Подробно про классификацию кислот можно прочитать здесь.
1. Взаимодействие кислотных оксидов с водой. При этом с водой реагируют при обычных условиях только те оксиды, которым соответствует кислородсодержащая растворимая кислота.
кислотный оксид + вода = кислота
Например , оксид серы (VI) реагирует с водой с образованием серной кислоты:
При этом оксид кремния (IV) с водой не реагирует:
2. Взаимодействие неметаллов с водородом. Таким образом получают только бескислородные кислоты.
Неметалл + водород = бескислородная кислота
Например , хлор реагирует с водородом:
H2 0 + Cl2 0 → 2 H + Cl —
3. Электролиз растворов солей. Как правило, для получения кислот электролизу подвергают растворы солей, образованных кислотным остатком кислородсодержащих кислот. Более подробно этот вопрос рассмотрен в статье Электролиз.
Например , электролиз раствора сульфата меди (II):
4. Кислоты образуются при взаимодействии других кислот с солями. При этом более сильная кислота вытесняет менее сильную.
Например: карбонат кальция CaCO3 (нерастворимая соль угольной кислоты) может реагировать с более сильной серной кислотой.
5. Кислоты можно получить окислением оксидов, других кислот и неметаллов в водном растворе кислородом или другими окислителями.
Например , концентрированная азотная кислота окисляет фосфор до фосфорной кислоты:
1. В водных растворах кислоты диссоциируют на катионы водорода Н + и анионы кислотных остатков. При этом сильные кислоты диссоциируют почти полностью, а слабые кислоты диссоциируют частично.
Например , соляная кислота диссоциирует почти полностью:
HCl → H + + Cl –
Если говорить точнее, происходит протолиз воды, и в растворе образуются ионы гидроксония:
HCl + H2O → H3O + + Cl –
Многоосновные кислоты диссоциируют cтупенчато.
Например , сернистая кислота диссоциирует в две ступени:
HSO3 – ↔ H + + SO3 2–
2. Кислоты изменяют окраску индикатора. Водный раствор кислот окрашивает лакмус в красный цвет, метилоранж в красный цвет. Фенолфталеин не изменяет окраску в присутствии кислот.
3. Кислоты реагируют с основаниями и основными оксидами .
С нерастворимыми основаниями и соответствующими им оксидами взаимодействуют только растворимые кислоты.
нерастворимое основание + растворимая кислота = соль + вода
основный оксид + растворимая кислота = соль + вода
Например , гидроксид меди (II) взаимодействует с растворимой бромоводородной кислотой:
При этом гидроксид меди (II) не взаимодействует с нерастворимой кремниевой кислотой.
С сильными основаниями (щелочами) и соответствующими им оксидами реагируют любые кислотами.
Щёлочи взаимодействуют с любыми кислотами — и сильными, и слабыми . При этом образуются средняя соль и вода. Эти реакции называются реакциями нейтрализации . Возможно и образование кислой соли, если кислота многоосновная, при определенном соотношении реагентов, либо в избытке кислоты. В избытке щёлочи образуется средняя соль и вода:
щёлочь(избыток)+ кислота = средняя соль + вода
щёлочь + многоосновная кислота(избыток) = кислая соль + вода
Например , гидроксид натрия при взаимодействии с трёхосновной фосфорной кислотой может образовывать 3 типа солей: дигидрофосфаты, фосфаты или гидрофосфаты.
При этом дигидрофосфаты образуются в избытке кислоты, либо при мольном соотношении (соотношении количеств веществ) реагентов 1:1.
При мольном соотношении количества щелочи и кислоты 1:2 образуются гидрофосфаты:
В избытке щелочи, либо при мольном соотношении количества щелочи и кислоты 3:1 образуется фосфат щелочного металла.
4. Растворимые кислоты взаимодействуют с амфотерными оксидами и гидроксидами.
Растворимая кислота + амфотерный оксид = соль + вода
Растворимая кислота + амфотерный гидроксид = соль + вода
Например , уксусная кислота взаимодействует с гидроксидом алюминия:
5. Некоторые кислоты являются сильными восстановителями. Восстановителями являются кислоты, образованные неметаллами в минимальной или промежуточной степени окисления, которые могут повысить свою степень окисления (йодоводород HI, сернистая кислота H2SO3 и др.).
Например , йодоводород можно окислить хлоридом меди (II):
4H I — + 2 Cu +2 Cl2 → 4HCl + 2 Cu + I + I2 0
6. Кислоты взаимодействуют с солями.
Кислоты реагируют с растворимыми солями только при условии, что в продуктах реакции присутствует газ, вода, осадок или другой слабый электролит . Такие реакции протекают по механизму ионного обмена.
Кислота1 + растворимая соль1 = соль2 + кислота2/оксид + вода
Например , соляная кислота взаимодействует с нитратом серебра в растворе:
Ag + NO3 — + H + Cl — → Ag + Cl — ↓ + H + NO3 —
Кислоты реагируют и с нерастворимыми солями. При этом более сильные кислоты вытесняют менее сильные кислоты из солей .
Например , карбонат кальция (соль угольной кислоты), реагирует с соляной кислотой (более сильной, чем угольная):
7. Кислоты взаимодействуют с кислыми и основными солями. При этом более сильные кислоты вытесняют менее сильные из кислых солей. Либо кислые соли реагируют с кислотами с образованием более кислых солей.
кислая соль1 + кислота1 = средняя соль2 + кислота2/оксид + вода
Например , гидрокарбонат калия реагирует с соляной кислотой с образованием хлорида калия, углекислого газа и воды:
KHCO3 + HCl → KCl + CO2 + H2O
Ещё пример : гидрофосфат калия взаимодействует с фосфорной кислотой с образованием дигидрофосфата калия:
При взаимодействии основных солей с кислотами образуются средние соли. Более сильные кислоты также вытесняют менее сильные из солей.
Например , гидроксокарбонат меди (II) растворяется в серной кислоте:
Основные соли могут взаимодействовать с собственными кислотами. При этом вытеснения кислоты из соли не происходит, а просто образуются более средние соли.
Например , гидроксохлорид алюминия взаимодействует с соляной кислотой:
Al (OH) Cl2 + HCl → AlCl3 + H2O
8. Кислоты взаимодействуют с металлами.
При этом протекает окислительно-восстановительная реакция. Однако минеральные кислоты и кислоты-окислители взаимодействуют по-разному.
К минеральным кислотам относятся соляная кислота HCl, разбавленная серная кислота H2SO4, фосфорная кислота H3PO4, плавиковая кислота HF, бромоводородная HBr и йодоводородная кислоты HI и др.
Такие кислоты взаимодействуют только с металлами, расположенными в ряду активности до водорода:
При взаимодействии минеральных кислот с металлами образуются соль и водород:
минеральная кислота + металл = соль + H2↑
Например , железо взаимодействует с соляной кислотой с образованием хлорида железа (II):
Fe + 2 H + Cl → Fe +2 Cl2 + H2 0
Кислоты-окислители (азотная кислота HNO3 любой концентрации и серная концентрированная кислота H2SO4(конц)) при взаимодействии с металлами водород не образуют, т.к. окислителем выступает не водород, а азот или сера. Продукты восстановления азотной или серной кислот бывают различными. Определять их лучше по специальным правилам. Эти правила подробно разобраны в статье Окислительно-восстановительные реакции . Я настоятельно рекомендую выучить их наизусть.
9. Некоторые кислоты разлагаются при нагревании.
Угольная H2CO3, сернистая H2SO3 и азотистая HNO2 кислоты разлагаются самопроизвольно, без нагревания:
Кремниевая H2SiO3, йодоводородная HI кислоты разлагаются при нагревании:
Читайте также: