1.2 实验室安全知识
在实验室经常使用化学药品和各种仪器设备以及水、电和高压气体等,因此保证实验室的安全非常重要。每一名化学实验工作者都必须树立强烈的安全意识,进入实验室要严格遵守实验室的各项规章制度。这部分内容在先行的其他化学实验课中均已作了介绍,以下主要介绍物理化学实验室的安全用电和化学药品的安全防护等知识。
1.2.1 安全用电常识
与其他基础化学实验相比较,物理化学实验最显著的特点是使用的仪器设备多,这些仪器设备大多数使用频率为50Hz的单相(220V)交流电,少数仪器使用三相(380V)交流电,这个电压比人体的安全电压(36V)大得多,因此在实验室要特别注意用电安全,要熟悉用电的常识和注意事项。若违章用电有可能造成仪器设备损坏、人身伤亡和火灾等严重事故。
人体通过50Hz的交流电1mA就会产生麻木感;10mA以上肌肉会强烈收缩;25mA以上就会感觉呼吸困难,甚至会停止呼吸;100mA以上就会致死。因此,在使用仪器设备时,必须注意以下安全注意事项:
①使用仪器设备时,不能用潮湿的手接触电器。
②所有电线接头处应该缠上绝缘胶布,所有电器设备的金属外壳都应接地。
③使用仪器设备前,先看清楚仪器所要求的电源是直流电还是交流电、单相电还是三相电,电压的大小和功率是否符合要求以及直流电源的正、负极。不能用普通试电笔去测试高压电,使用高压电源应有专门的防护措施。
④导线短路会引发事故。因此在实验过程中要防止各种液体浸湿电线和仪器设备;另外,线路中各接点应牢固,电路元件两端的接头不要碰触在一起,以防短路。
⑤仪器的线路连接好并检查无误后再接通电源。在仪器使用过程中,若发现有不正常的声响、局部温度过高或闻到绝缘漆受热产生的焦味,应立即切断电源,并报告教师进行检查。
⑥若遇到电线起火,要立即切断电源,用沙子或二氧化碳、四氯化碳灭火器进行灭火,禁止用水或泡沫灭火器等导电液体灭火。
⑦若遇到有人触电,应迅速切断电源,然后进行抢救。
⑧实验结束后,先切断电源再拆线路。
1.2.2 化学药品的安全使用与防护
实验室里所用的化学药品,很多是对人体有毒的,它们对人体的毒害途径和程度各不相同。有些毒物可由多种途径(如呼吸道、消化道和皮肤)进入人体,而有些毒物对人体的毒害是慢性的、积累性的,因此使用时必须加以足够的重视。在物理化学实验中尽可能选择无毒或低毒的试剂代替毒性大的试剂。化学药品在使用过程中,要采用以下防护措施。
①防毒 实验前要充分了解所用化学药品的毒性及防护措施。对于有毒气体和有毒易挥发的药品应在通风橱中进行操作;对于能透过皮肤进入人体内的液体药品,操作时要戴上橡胶手套,避免与皮肤接触;剧毒药品要妥善保管,使用时要特别小心;禁止在实验室内喝水、吃东西;实验完毕要及时洗手。
②防爆 可燃气体与空气混合,当两者比例达到爆炸极限时,受到热源的诱发会引起爆炸。使用可燃性气体时,要防止气体逸出,室内通风要良好;操作大量可燃性气体时,严禁同时使用明火,要防止产生电火花及其他撞击火花;有些药品如叠氮铝、乙炔银、乙炔铜、高氯酸盐和过氧化物等受震和受热都易引起爆炸,使用要特别小心;严禁将强氧化剂和强还原剂放在一起;对于容易引起爆炸的实验,应配备防爆措施。
③防火 许多有机溶剂如乙醚、丙酮、乙醇、苯等非常容易燃烧,使用时室内不能有明火、电火花等。实验室内不可存放过多此类化学药品,使用后要及时回收处理,不可倒入下水道,以免聚集引发火灾。有些物质如磷、钠、钾、电石及金属氢化物等,在空气中易氧化自燃。还有一些金属如铁、锌、铝等粉末,由于比表面积大也易在空气中氧化自燃,这些物质要隔绝空气保存,使用时要特别小心。
实验室中如果着火不要惊慌,应根据实际情况进行灭火。常用的灭火剂有水、沙、二氧化碳灭火器、四氯化碳灭火器、泡沫灭火器和干粉灭火器等,可根据起火的原因选择使用。以下几种情况不能用水灭火:钠、钾、镁、铝粉、电石、过氧化钠着火,要用干沙灭火;对于比水轻的易燃液体,如汽油、苯、丙酮等着火,使用泡沫灭火器灭火;对于有灼烧的金属或熔融物的地方着火时,应用干沙或干粉灭火器灭火;遇到电器设备或带电系统着火,用二氧化碳灭火器或四氯化碳灭火器进行灭火。
④防止灼伤 强酸、强碱、强氧化剂、溴、磷、钠、钾、苯酚、冰醋酸等都会腐蚀皮肤,特别要防止溅入眼内。液氮、干冰等低温物质也会严重灼伤皮肤,使用时要十分小心,万一灼伤应及时处理并送医院治疗。
1.2.3 汞的安全使用
物理化学实验会用到气压计和水银温度计等含有汞的仪器,使用时要避免汞中毒。汞中毒分为急性和慢性两种。急性中毒多为高汞盐(如HgCl2)入口所致,0.1~0.3g即可致人死亡。汞蒸气被吸入会引起慢性重金属中毒,症状有食欲不振、恶心、便秘、贫血、骨骼和关节疼及精神衰弱等。汞蒸气的最大安全浓度为0.1mg/m3,而20℃时汞的饱和蒸气压为0.16Pa,超过安全浓度130倍。因此,使用汞必须严格遵守以下操作规定:
①储存汞的容器要用厚壁玻璃器皿或瓷器。用烧杯暂时盛汞,不可多装以防破裂。不可使汞直接暴露于空气中,盛汞的容器应密封保存。
②若有汞滴掉落在桌上或地面上,先用吸汞管尽可能将汞珠收集起来,然后用硫黄粉撒在汞溅落的地方,并反复摩擦使之生成HgS;也可使用KMnO4溶液覆盖使其氧化。
③盛汞器皿和含有汞的仪器要远离热源;有汞仪器严禁放进烘箱。
④使用汞的实验室应有良好的通风设备,手上若有伤口,切勿接触汞。