Правила безопасности при работе в лаборатории общей химии. Элементы техники лабораторных работ. Весы и взвешивание

Х И М И Я

Методические указания по выполнению лабораторных работ

(№1 - №8) студентами I курса направления подготовки бакалавров 270800 «Строительство»

БРЯНСК 2012

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Брянская государственная инженерно-технологическая академия

Кафедра химии

УТВЕРЖДЕНО

Научно-методическим советом

БГИТА

Протокол № ____ от_________2012г

Х И М И Я

Методические указания по выполнению лабораторных работ

(№1 - №8) студентами I курса направления подготовки бакалавров 270800 «Строительство»

БРЯНСК 2012

Составители: д.х.н., профессор Пашаян А.А.

ст.преподаватель Винникова О.С.

Рецензент: к. х. н., доцент Щетинская О.С.

Рекомендовано учебно-методической комиссией строительного факультета

Протокол № _____ от «____»___________ 2012г.

Общие методические указания

Настоящие методические указания наряду с методикой проведения опытов и обработки их результатов содержат методический материал, призванный помочь студенту в самоподготовке к защите тем лабораторных работ. Он включает теоретические пояснения к каждой работе, примеры решения типовых задач, перечень понятий и законов, которые должен знать студент, а также умений и навыков, которыми он должен обладать. В конце каждой темы приводятся задания для самоконтроля и список рекомендуемой литературы.

Для более эффективного использования времени аудиторных занятий студент должен заранее ознакомиться с темой предстоящей работы, записать в лабораторный журнал название, цель, краткий конспект теоретической части, сжато описать методику проведения эксперимента.

После выполнения лабораторной работы студенты защищают ее. Для этого они должны: предъявить отчет о выполнении работы, который оформляется в лабораторном журнале; уметь изложить ход проведения лабораторных опытов, объяснить результаты эксперимента; по просьбе преподавателя составить соответствующие уравнения реакций, произвести расчеты, не выходящие за рамки типовых задач.

Лабораторная работа №1

Правила безопасности при работе в лаборатории общей химии. Элементы техники лабораторных работ. Весы и взвешивание.

Цель работы: познакомить студентов с техникой безопасности при работе в лаборатории общей химии, правилами работы с химическими реактивами, назначением химической посуды и оборудования, правилами пользования ими, техникой нагревания, охлаждения, фильтрования, взвешивания.

Оборудование и реактивы: стеклянная (пробирки, стаканы, колбы, бюксы), фарфоровая (тигли, фарфоровые чашки, ступка с пестиком, шпатели) и мерная (бюретки, пипетки, мерные колбы, цилиндры, мензурки, стаканы) посуда; спиртовка, держатель для пробирок, асбестированная сетка, фарфоровый треугольник, тигельные щипцы, водяные бани, сушильный шкаф, муфельная печь, эксикатор, воронки для фильтрования (обычная и воронка Бюхнера), колба Бунзена, водоструйный вакуумный насос, лабораторный штатив с лапками и кольцами, технохимические и аналитические весы, бумажные фильтры, металлический цинк.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ В ЛАБОРАТОРИИ ОБЩЕЙ ХИМИИ

1. Во время работы в лаборатории необходимо соблюдать порядок и чистоту, не шуметь, быть внимательным и аккуратным.

2. Лабораторные опыты выполняются в спецодежде. Работать в лаборатории разрешается только при наличии халата. Желательно при себе иметь чистое полотенце.

3. Не начинать выполнение опыта, не ознакомившись с его содержанием и не убедившись в наличии необходимых приборов, посуды, реактивов.

4. При работе точно соблюдать порядок и последовательность операций, указанных в руководстве.

5. Без указания преподавателя не проводить никаких дополнительных опытов.

6. Все работы с сильно пахнущими и вредными веществами, щелочными металлами, концентрированными кислотами и щелочами проводить в вытяжном шкафу. Операция выпаривания также проводится под тягой, если при этом образуются вредные пары или газы.

7. Не выливать в раковину отработанные концентрированные растворы кислот и щелочей, огнеопасные и сильно пахнущие вещества, органические растворители. Для этого следует пользоваться специальными банками, установленными под тягой.

8. При приготовлении растворов серной кислоты кислоту приливают в воду при перемешивании, а не наоборот, иначе может произойти выброс горячего раствора кислоты.

9. В лаборатории запрещается принимать пищу, пить воду из химической посуды, нельзя ничего пробовать на вкус. Нюхать вещества следует, не вдыхая пары или газы полной грудью, а направляя их к себе движением руки.

10. Запрещается выполнение опытов в грязной посуде.

11. При сливании реактивов не следует наклоняться над сосудом. Брызги могут попасть на лицо и одежду.

12. Не наклоняться над сосудом с кипящей жидкостью. Для равномерного кипения можно использовать кипелки - кусочки фарфора, керамики или другого пористого материала.

13.Пробирку с нагреваемой жидкостью следует держать отверстием от себя и от людей, находящихся рядом.

14. Нельзя ставить влажную снаружи стеклянную посуду на горячую электроплитку или посуду с кипящей жидкостью на холодную и влажную поверхность.

15. Запрещается проводить какие-либо работы с легковоспламеняющимися веществами вблизи от огня.

16.Не выбрасывать в раковину и мусорную корзину остатки щелочных металлов, их собирают в склянку с обезвоженным керосином.

17.Необходимо помнить, что концентрированная азотная кислота при попадании на некоторые органические вещества (промасленная бумага, ветошь, деревянная стружка) вызывает их воспламенение.

18.Перед включением в сеть электроприборов необходимо проверить заземление их корпуса.

19. Нельзя затягивать в пипетки ртом вредные жидкости, для этого используют резиновые груши.

20. После окончания работы необходимо вымыть посуду и привести в порядок рабочее место.

ПОМОЩЬ ПРИ НЕСЧАСТНЫХ СЛУЧАЯХ

1. При попадании на кожу концентрированных кислот обожженное место следует промыть большим количеством воды, а затем 2 - 3% -ным раствором бикарбоната натрия.

2. При ожогах концентрированными щелочами промыть обожженное место большим количеством воды и нейтрализовать 2% - ным раствором уксусной, борной или лимонной кислоты.

3. При попадании кислоты или щелочи на слизистую глаз нужно немедленно промыть глаза большим количеством воды и закапать их касторовым маслом.

4. При термических ожогах смочить поврежденное место 2% - ным раствором перманганата калия и наложить стерильную повязку.

5. В случае пореза стеклом нужно убедиться, что в ранке нет осколков, продезинфицировать ее раствором перманганата калия или спиртом, смазать вокруг раны йодом и перевязать бинтом.

6. При отравлениях газами пострадавшего необходимо вывести на свежий воздух, а в более тяжелых случаях немедленно вызвать врача.

7. В целях противопожарной безопасности химическая лаборатория снабжена огнетушителями, ящиком с песком и противопожарным одеялом для тушения небольших очагов пламени или горящей на человеке одежды.

ПРАВИЛА ОБРАЩЕНИЯ С РЕАКТИВАМИ

1. Если в методике нет указаний о дозировке реактивов, то брать их надо в минимальных количествах: сыпучие вещества должны едва прикрывать дно пробирки, а растворы занимать 1/6 объема пробирки.

2. Если на склянке с реактивом нет этикетки, пользоваться им без согласования с преподавателем нельзя.

3. Излишек реактива не высыпать и не выливать обратно в сосуд, из которого он был взят, использовать для этого специальные емкости, указанные преподавателем.

4. Сухие реактивы берутся шпателями, которые должны быть сухими и чистыми.

5. Если жидкий реактив отбирается пипеткой, то нельзя той же пипеткой, не вымыв ее, брать реактив из склянки с другим веществом.

6. После употребления реактива банку или склянку тот час же закрыть пробкой и поставить на место.

ХИМИЧЕСКАЯ ПОСУДА И ОБОРУДОВАНИЕ. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕХНИКИ

ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

На занятии преподаватель знакомит студентов с назначением химической посуды и специального оборудования, правилами пользования ими, техникой нагревания, охлаждения, фильтрования, взвешивания, измерения температуры.

ВЕСЫ И ВЗВЕШИВАНИЕ

Взвешивание – это определение массы тела при помощи весов. Массу тела находят преимущественно уравновешиванием его веса известной противодействующей или уравновешивающей силой. Чаще всего уравновешивающей силой является вес гирь или разновесок – тел с точно установленной массой.

В практике приходится встречаться с различными типами весов. В химической лаборатории чаще всего используют аналитические, технохимические и специальные весы.

Аналитические весы применяют для точных анализов. Точность этих весов 10^-4 - 10^-5 г. Устройство аналитических весов отражено на рис. 1. Весы заключены в витрину с боковыми дверцами. Витрина закреплена на основании, на котором также крепится колонка (7). На колонке крепятся два кронштейна с воздушными успокоителями колебаний - демпферами (8). На вершине колонки помещена опорная площадка, на которую опирается средняя призма коромысла (1). На концах коромысла имеются грузоприемные призмы, на них подвешиваются серьги с грузоприемными площадками. На верхние крючки серег подвешиваются чашечки весов (3). Весы снабжены встроенными разновесами (2).

1 2

5 4

Рис.1. Аналитические весы.

Управление разновесами происходит при помощи вращающихся лимбов (4) через рычаги. На конце стрелки весов (9) имеется микрошкала, которая при помощи оптического устройства проецируется на освещаемый экран.

Чувствительность весов в значительной мере зависит от того, насколько остро отточены острия призм, и как хорошо отполированы площадки, на которые эти призмы опираются. Чтобы призмы не истирались, весы снабжены арретиром (5). Когда весы арретированы, призмы не касаются опорных площадок. В таком состоянии они должны находиться, когда весами не пользуются, накладывают разновески или взвешиваемые предметы.

Технохимические весы используют для технических анализов, взвешивания химических реактивов и др. точность весов этого типа может лежать в пределах от 1 г до 0,001 г. однако чаще всего пользуются весами с точностью 0,001 г. устройство технохимических весов показано на рис. 2.

Рис. 2. Технохимические весы.

1-вертикальная колонка; 2-отвес; 3-коромысло; 4-гайка для корректирования весов; 5-подставка весов; 6-шкала с делениями; 7-арретир.

ПРАВИЛА ОБРАЩЕНИЯ С ВЕСАМИ

1. Нельзя нагружать аналитические весы сверх установленной нормы. Если масса предмета вызывает сомнение, его предварительно следует взвесить на технохимических весах.

2. Ставить, снимать предметы и разновески на чашки весов разрешается только после арретирования весов. Поворачивать рукоятку арретира следует плавно и осторожно.

3. Взвешиваются вещества в специальной посуде (тигли, бюксы, часовые стекла), а если нет опасности потери вещества, то на кусочках бумаги.

4. Не ставить на чашки весов влажных или грязных предметов. Не просыпать и не проливать ничего внутри витрины весов.

5. Не ставить на чашки весов горячих предметов.

6. Если вещества выделяют пары или газы, то взвешивать их следует в герметично закрытой посуде.

7. Разновески следует брать только пинцетом

8. Для уменьшения влияния погрешностей на результаты опыта, все взвешивания проводятся на одних и тех же весах, с использованием одного и того же разновеса.

9. Не сдвигать весы.

10. По окончании работы весы должны быть арретированы, взвешиваемый предмет и разновески убраны с чашек весов, дверцы закрыты, малый и большой лимбы поставлены в нулевое положение, штепсельная вилка вынута из розетки.

ВЗВЕШИВАНИЕ ЦИНКА НА АНАЛИТИЧЕСКИХ ВЕСАХ

1. Включить осветитель весов при помощи штепсельной вилки.

2. Привести весы в рабочее состояние, повернув рукоятку арретира, при этом автоматически включается лампочка осветителя. На экране вейтографа появляется движущееся изображение шкалы.

3. Установить нулевую точку весов, совместив неподвижную вертикальную линию на экране (риску) с нулевым делением шкалы. Этого можно добиться вращением регулировочного винта экрана.

4. Арретировать весы.

5. Открыв боковую дверцу, на левую чашку весов поместить кусочек цинка на предварительно взвешенной бумажке массой m₁. Для взвешивания с точностью до 1 г на правую чашку весов помещают гирьки. Так как в данной работе предстоит взвесить с точностью до 0,0002 г навеску цинка массой около 0,02 - 0,03 г, а масса кусочка бумаги также меньше 1 г, то на правую чашку весов гирьки ставить не требуется.

6. Закрыв дверцу, приступить к взвешиванию. Поворачивая большой лимб, производят взвешивание с точностью до десятых долей грамма так, чтобы был недовес (риска находится в положительной части шкалы). Поворачивая малый лимб, производят взвешивание с точностью до сотых долей грамма. Взвешивание считается законченным, когда риска находится в пределах положительных значений шкалы от 0 до 10. Тысячные и десятитысячные доли грамма узнают по шкале после того, как колебания прекратятся.

7. Определить массу цинка с бумажкой т₂,, суммируя показания по большому, малому лимбу и шкале весов.

8. Масса цинка определяется по разности т₂ - m₁.

9. Взвешенный кусочек цинка завернуть в бумагу, на которой написать его массу, и сохранить до следующей лабораторной работы.

НЕОБХОДИМЫЙ УРОВЕНЬ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ

1. Знать общие правила и технику безопасности при работе в химической лаборатории.

2. Уметь оказать первую помощь при несчастных случаях.

3. Знать назначение наиболее часто используемой химической посуды и лабораторного оборудования, правила пользования ими.

4. Уметь выполнять операции нагревания и охлаждения, фильтрования, взвешивания, измерения температуры.

5. Знать принципиальную схему устройства технохимических и равноплечих демпферных аналитических весов.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Почему нельзя выливать в раковину концентрированные растворы кислот и щелочей, органические растворители, выбрасывать остатки щелочных металлов?

2. Какую последовательность следует соблюдать при приготовлении разбавленного раствора из концентрированной серной кислоты?

3. Почему запрещается проводить опыты в грязной посуде?

4. Что нужно предпринять при попадании капель концентрированной кислоты или щелочи на кожу?

5. Нарисуйте схему частей пламени спиртовки или горелки. В какой части пламени температура максимальна?

6. Какие правила необходимо соблюдать при нагревании жидкости в пробирке на пламени спиртовки и в стакане на электроплитке?

7. Какую посуду называют мерной, для чего она используется?

8. Какая фарфоровая посуда используется в лаборатории, и для каких целей?

9. Какие способы проведения фильтрования вы знаете?

10. Что такое арретир, для чего он нужен в весах?

ЛИТЕРАТУРА

1. Г.И.Новиков, С.Е.Орехова. Лабораторный практикум по общей и неорганической химии. - Минск: Высш.шк., 1984. - с. 5 - 31.

2. Практикум по общей химии./Под ред. Е.М.Соколовской, О.С.Зайцева. М.:Изд-во МГУ, 1981.-С. 10-37.

Лабораторная работа №2