СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ В ХИМИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ
СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ
Наиболее удобными являются полнолицевые маски с креплением фильтров типа «байонет» производства фирмы 3М. Данные маски характеризуются малым весом, обеспечивают хороший обзор и в большинстве случаев обеспечивают достаточную защиту. Фильтры имеют маркировки по классам поглощаемых веществ и по степени защиты, обозначаемой цифрами от 1 до 3. Маркировка А предназначена для защиты от паров органических растворителей. Маркировка В и Е предназначены для защиты от кислотных газов и галогенов, включая бром и хлор. Маркировка К предназначена для защиты от аммиака и метиламина.
В условиях одновременного присутствия всех перечисленных веществ требуются фильтры со всеми указанными маркировками. На рынке доступны фильтры с комбинированной маркировкой А1В1Е1К1, которые полностью соответствуют данным требованиям.
Для защиты от легкокипящих растворителей, таких как дихлорметан и ацетон, стандартные фильтры недостаточно эффективны. Для данных веществ требуются фильтры с индексом АХР3 на конце маркировки. Такие фильтры имеют увеличенные физические размеры и не выпускаются для легких масок. В данном случае необходимо использование противогаза с фильтром маркировки А2В2Е2К1АХР3. Противогаз предпочтительнее в виде маски, а не с двумя круглыми стеклами. Для проведения реакций достаточно использования стандартной маски, однако при работе с ацетоном на этапе промывки требуется противогаз.
ЗАЩИТА КОЖИ И ОДЕЖДЫ
Перчатки, обеспечивающие стопроцентную защиту, слишком жесткие и тяжелые, что делает работу в них невозможной. Оптимальным компромиссом являются латексные перчатки типа Natrasol или комбинированные латексно-неопреновые перчатки типа Neolasol. Необходимо учитывать, что дихлорметан проникает через данные перчатки, поэтому не рекомендуется погружать руки в жидкость. Против случайных проливов, брызг, кислот и щелочей данные перчатки обеспечивают достаточную защиту.
Одежда пропитывается запахами, поэтому выход на улицу в рабочей одежде недопустим. Волосы также впитывают запахи. Необходимо предусмотреть наличие душа и стиральной машины в непосредственной близости от лаборатории, а чистую одежду хранить за ее пределами. В качестве дополнительной защиты могут использоваться одноразовые малярные комбинезоны, которые частично поглощают запахи и брызги. При достаточном опыте возможно использование отдельной повседневной одежды, предназначенной исключительно для работы.
ПОДДЕРЖАНИЕ ЧИСТОТЫ И ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ МЕРЫ
В лаборатории необходимо иметь достаточное количество бумажных салфеток для немедленной протирки пролитых жидкостей. Чистота рабочего места снижает вероятность возникновения аварийных ситуаций. Известны случаи возгораний, вызванных несвоевременно удаленными пролитыми жидкостями. В одном случае пролитая за стол кислота в смеси с растворителем разрушила изоляцию проводов, что привело к возгоранию холодильника. В другом случае пролитый под весы дихлорметан разъел аккумулятор и вызвал возгорание весов. Все пролитые жидкости должны быть немедленно вытерты насухо.
Твердые отходы, включая салфетки, одноразовые тряпки, остатки лакмусовой бумаги, использованные фильтры и испорченную одежду, собираются в мусорные пакеты и утилизируются в ночное время. Сжигание отходов создает значительное количество дыма и не рекомендуется.
ЗАМЕНА ОПАСНЫХ РЕАКТИВОВ
В лабораторной практике следует избегать использования сильно агрессивных, канцерогенных и ядовитых веществ. Бензол является сильным канцерогеном и должен быть заменен дихлорметаном, который также обеспечивает более высокую чистоту реакции. Жидкий бром, обладающий высокой токсичностью и летучестью, заменяется бромоводородной кислотой и перекисью водорода. Солянокислый диоксан, обладающий токсичностью и летучестью, заменяется солянокислым изопропиловым спиртом или соляной кислотой. Данные замены иногда усложняют поиск реактивов или процесс синтеза, однако являются оправданными с точки зрения безопасности.
РАБОТА С ПЕРЕКИСЬЮ ВОДОРОДА
Не допускается использование перекиси водорода в концентрации выше 38 процентов. Перекись водорода в высокой концентрации является огнеопасной. Бумажная салфетка, смоченная в 60-процентном растворе перекиси водорода, самовозгорается примерно через 30 секунд.
РАБОТА С ДИХЛОРМЕТАНОМ
Дихлорметан имеет температуру кипения 40 градусов Цельсия, в смеси с водой температура кипения снижается до 38 градусов. После проведения бромирования необходимо дождаться охлаждения реакционной массы ниже 38 градусов, оптимально до 32-33 градусов. Заливка дихлорметана в более горячую реакционную массу может вызвать паровой взрыв из-за резкого вскипания большого объема растворителя.
ПРОВЕДЕНИЕ АМИНИРОВАНИЯ
На этапе аминирования обязательно поддержание циркуляции холодной воды в обратном холодильнике. Слишком быстрое добавление метиламина или щелочи может вызвать разогрев реакционной смеси до температуры кипения дихлорметана, составляющей 38 градусов Цельсия, при оптимальной температуре реакции 30 градусов. В этом случае жидкость закипает, и обратный холодильник возвращает пары обратно в реакционную систему.
РАБОТА С КИСЛОТАМИ И ЩЕЛОЧАМИ
При переливании соляной кислоты, метиламина или бромоводородной кислоты, а также при приготовлении раствора сухого гидроксида натрия в воде необходимо использование маски. На небольшом расстоянии данные вещества не имеют сильного запаха, однако при попадании струи газа или облака пыли в лицо возможны серьезные ожоги глаз и легких. Маска с фильтрами обеспечивает стопроцентную защиту.
ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ
Все электрические щитки должны размещаться на входе и выходе из лаборатории. С щитков должна обеспечиваться возможность отключения любой части установки отдельно. Освещение, вытяжка и блок аварийных розеток должны запитываться от отдельных автоматических выключателей, не связанных с питанием других розеток. Противогазы с установленными рабочими фильтрами должны всегда находиться в доступном месте, на проходе, в пределах 30 секунд доступа.
ХРАНЕНИЕ РЕАКТИВОВ
Окислители, включая перекись водорода, соляную кислоту, солянокислый изопропиловый спирт и бромоводородную кислоту, должны храниться отдельно от всех остальных реактивов. Отдельно означает в другой комнате, где отсутствуют дихлорметан, ацетон, спирт или метиламин. В крайнем случае допускается хранение на другом стеллаже через проход, но не на соседней полке выше или ниже растворителей. Жидкости имеют свойство проливаться.
Запрещается хранение жидкостей в баках с нижним краном, включая еврокубы. Известны случаи полной потери оборудования в результате пролива нескольких сотен литров соляной кислоты на пол, когда пары кислоты уничтожили все металлические детали и электронику. После завершения работы жидкость из баков с нижним сливом, включая нутч-фильтры, должна быть слита в канистры.
НАГРЕВАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Запрещается нагревание растворителей, включая дихлорметан, ацетон и изопропиловый спирт, на нагревателях с нихромовой нитью, даже при наличии изоляции, а также на плитках и прочих высокотемпературных нагревателях. Жидкости могут вскипать, заливать нагреватели, вызывать короткое замыкание и возгорание. Стеклянная посуда может треснуть от контакта с плиткой, температура поверхности которой может превышать допустимые для стекла 250 градусов Цельсия. Следует использовать водяные бани.
Запрещается использование газовых горелок. Не допускаются скрутки проводов, способные искрить, особенно при воздействии кислотных газов. Запрещается курение рядом с установками и растворителями. Лаборатория взрывается легче, чем бензоколонка. Все электрические соединения должны быть размещены в коробках, все провода желательно прокладывать в коробах.
ОТДЕЛКА ПОМЕЩЕНИЯ
Запрещается использование дерева в лабораторных помещениях. Бетон, плитка и гипсокартон на металлических профилях не горят. Для предотвращения пропитывания запахами стены и потолок могут быть обшиты полиэтиленовой пленкой, закрепленной на саморезы, скобы степлера или скотч. Саморезы и скобы рекомендуется крепить через тканевый скотч для предотвращения разрыва полиэтилена. После снятия пленки запах практически исчезает. Пол рекомендуется облицовывать плиткой, допускается покрытие полиэтиленом при условии предотвращения пролива жидкостей под него.
СРЕДСТВА ПЕРВОЙ ПОМОЩИ И ЛИКВИДАЦИИ АВАРИЙ
В лаборатории должны находиться следующие средства. Пищевая сода для нейтрализации кислот. Сульфид натрия для нейтрализации соединений брома. Песок и порошковый огнетушитель для борьбы с пожарами. Запрещается использование воды или пенного огнетушителя для тушения электропроводки.
ОБЩЕЕ ПРАВИЛО
Все пролитые жидкости должны быть немедленно вытерты. Лаборатория должна содержаться в чистоте. Пролитые сегодня жидкости могут непредсказуемо прореагировать с пролитыми вчера.
СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ
Наиболее удобными являются полнолицевые маски с креплением фильтров типа «байонет» производства фирмы 3М. Данные маски характеризуются малым весом, обеспечивают хороший обзор и в большинстве случаев обеспечивают достаточную защиту. Фильтры имеют маркировки по классам поглощаемых веществ и по степени защиты, обозначаемой цифрами от 1 до 3. Маркировка А предназначена для защиты от паров органических растворителей. Маркировка В и Е предназначены для защиты от кислотных газов и галогенов, включая бром и хлор. Маркировка К предназначена для защиты от аммиака и метиламина.
В условиях одновременного присутствия всех перечисленных веществ требуются фильтры со всеми указанными маркировками. На рынке доступны фильтры с комбинированной маркировкой А1В1Е1К1, которые полностью соответствуют данным требованиям.
Для защиты от легкокипящих растворителей, таких как дихлорметан и ацетон, стандартные фильтры недостаточно эффективны. Для данных веществ требуются фильтры с индексом АХР3 на конце маркировки. Такие фильтры имеют увеличенные физические размеры и не выпускаются для легких масок. В данном случае необходимо использование противогаза с фильтром маркировки А2В2Е2К1АХР3. Противогаз предпочтительнее в виде маски, а не с двумя круглыми стеклами. Для проведения реакций достаточно использования стандартной маски, однако при работе с ацетоном на этапе промывки требуется противогаз.
ЗАЩИТА КОЖИ И ОДЕЖДЫ
Перчатки, обеспечивающие стопроцентную защиту, слишком жесткие и тяжелые, что делает работу в них невозможной. Оптимальным компромиссом являются латексные перчатки типа Natrasol или комбинированные латексно-неопреновые перчатки типа Neolasol. Необходимо учитывать, что дихлорметан проникает через данные перчатки, поэтому не рекомендуется погружать руки в жидкость. Против случайных проливов, брызг, кислот и щелочей данные перчатки обеспечивают достаточную защиту.
Одежда пропитывается запахами, поэтому выход на улицу в рабочей одежде недопустим. Волосы также впитывают запахи. Необходимо предусмотреть наличие душа и стиральной машины в непосредственной близости от лаборатории, а чистую одежду хранить за ее пределами. В качестве дополнительной защиты могут использоваться одноразовые малярные комбинезоны, которые частично поглощают запахи и брызги. При достаточном опыте возможно использование отдельной повседневной одежды, предназначенной исключительно для работы.
ПОДДЕРЖАНИЕ ЧИСТОТЫ И ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ МЕРЫ
В лаборатории необходимо иметь достаточное количество бумажных салфеток для немедленной протирки пролитых жидкостей. Чистота рабочего места снижает вероятность возникновения аварийных ситуаций. Известны случаи возгораний, вызванных несвоевременно удаленными пролитыми жидкостями. В одном случае пролитая за стол кислота в смеси с растворителем разрушила изоляцию проводов, что привело к возгоранию холодильника. В другом случае пролитый под весы дихлорметан разъел аккумулятор и вызвал возгорание весов. Все пролитые жидкости должны быть немедленно вытерты насухо.
Твердые отходы, включая салфетки, одноразовые тряпки, остатки лакмусовой бумаги, использованные фильтры и испорченную одежду, собираются в мусорные пакеты и утилизируются в ночное время. Сжигание отходов создает значительное количество дыма и не рекомендуется.
ЗАМЕНА ОПАСНЫХ РЕАКТИВОВ
В лабораторной практике следует избегать использования сильно агрессивных, канцерогенных и ядовитых веществ. Бензол является сильным канцерогеном и должен быть заменен дихлорметаном, который также обеспечивает более высокую чистоту реакции. Жидкий бром, обладающий высокой токсичностью и летучестью, заменяется бромоводородной кислотой и перекисью водорода. Солянокислый диоксан, обладающий токсичностью и летучестью, заменяется солянокислым изопропиловым спиртом или соляной кислотой. Данные замены иногда усложняют поиск реактивов или процесс синтеза, однако являются оправданными с точки зрения безопасности.
РАБОТА С ПЕРЕКИСЬЮ ВОДОРОДА
Не допускается использование перекиси водорода в концентрации выше 38 процентов. Перекись водорода в высокой концентрации является огнеопасной. Бумажная салфетка, смоченная в 60-процентном растворе перекиси водорода, самовозгорается примерно через 30 секунд.
РАБОТА С ДИХЛОРМЕТАНОМ
Дихлорметан имеет температуру кипения 40 градусов Цельсия, в смеси с водой температура кипения снижается до 38 градусов. После проведения бромирования необходимо дождаться охлаждения реакционной массы ниже 38 градусов, оптимально до 32-33 градусов. Заливка дихлорметана в более горячую реакционную массу может вызвать паровой взрыв из-за резкого вскипания большого объема растворителя.
ПРОВЕДЕНИЕ АМИНИРОВАНИЯ
На этапе аминирования обязательно поддержание циркуляции холодной воды в обратном холодильнике. Слишком быстрое добавление метиламина или щелочи может вызвать разогрев реакционной смеси до температуры кипения дихлорметана, составляющей 38 градусов Цельсия, при оптимальной температуре реакции 30 градусов. В этом случае жидкость закипает, и обратный холодильник возвращает пары обратно в реакционную систему.
РАБОТА С КИСЛОТАМИ И ЩЕЛОЧАМИ
При переливании соляной кислоты, метиламина или бромоводородной кислоты, а также при приготовлении раствора сухого гидроксида натрия в воде необходимо использование маски. На небольшом расстоянии данные вещества не имеют сильного запаха, однако при попадании струи газа или облака пыли в лицо возможны серьезные ожоги глаз и легких. Маска с фильтрами обеспечивает стопроцентную защиту.
ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ
Все электрические щитки должны размещаться на входе и выходе из лаборатории. С щитков должна обеспечиваться возможность отключения любой части установки отдельно. Освещение, вытяжка и блок аварийных розеток должны запитываться от отдельных автоматических выключателей, не связанных с питанием других розеток. Противогазы с установленными рабочими фильтрами должны всегда находиться в доступном месте, на проходе, в пределах 30 секунд доступа.
ХРАНЕНИЕ РЕАКТИВОВ
Окислители, включая перекись водорода, соляную кислоту, солянокислый изопропиловый спирт и бромоводородную кислоту, должны храниться отдельно от всех остальных реактивов. Отдельно означает в другой комнате, где отсутствуют дихлорметан, ацетон, спирт или метиламин. В крайнем случае допускается хранение на другом стеллаже через проход, но не на соседней полке выше или ниже растворителей. Жидкости имеют свойство проливаться.
Запрещается хранение жидкостей в баках с нижним краном, включая еврокубы. Известны случаи полной потери оборудования в результате пролива нескольких сотен литров соляной кислоты на пол, когда пары кислоты уничтожили все металлические детали и электронику. После завершения работы жидкость из баков с нижним сливом, включая нутч-фильтры, должна быть слита в канистры.
НАГРЕВАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Запрещается нагревание растворителей, включая дихлорметан, ацетон и изопропиловый спирт, на нагревателях с нихромовой нитью, даже при наличии изоляции, а также на плитках и прочих высокотемпературных нагревателях. Жидкости могут вскипать, заливать нагреватели, вызывать короткое замыкание и возгорание. Стеклянная посуда может треснуть от контакта с плиткой, температура поверхности которой может превышать допустимые для стекла 250 градусов Цельсия. Следует использовать водяные бани.
Запрещается использование газовых горелок. Не допускаются скрутки проводов, способные искрить, особенно при воздействии кислотных газов. Запрещается курение рядом с установками и растворителями. Лаборатория взрывается легче, чем бензоколонка. Все электрические соединения должны быть размещены в коробках, все провода желательно прокладывать в коробах.
ОТДЕЛКА ПОМЕЩЕНИЯ
Запрещается использование дерева в лабораторных помещениях. Бетон, плитка и гипсокартон на металлических профилях не горят. Для предотвращения пропитывания запахами стены и потолок могут быть обшиты полиэтиленовой пленкой, закрепленной на саморезы, скобы степлера или скотч. Саморезы и скобы рекомендуется крепить через тканевый скотч для предотвращения разрыва полиэтилена. После снятия пленки запах практически исчезает. Пол рекомендуется облицовывать плиткой, допускается покрытие полиэтиленом при условии предотвращения пролива жидкостей под него.
СРЕДСТВА ПЕРВОЙ ПОМОЩИ И ЛИКВИДАЦИИ АВАРИЙ
В лаборатории должны находиться следующие средства. Пищевая сода для нейтрализации кислот. Сульфид натрия для нейтрализации соединений брома. Песок и порошковый огнетушитель для борьбы с пожарами. Запрещается использование воды или пенного огнетушителя для тушения электропроводки.
ОБЩЕЕ ПРАВИЛО
Все пролитые жидкости должны быть немедленно вытерты. Лаборатория должна содержаться в чистоте. Пролитые сегодня жидкости могут непредсказуемо прореагировать с пролитыми вчера.