тема «Дослідження кінетики процесів нейтралізації хімічних речовин»
Виконання дипломної роботи пов’язано з використанням розчинів кислот та лугів, а також з застосуванням електрообладнання напругою, що не перевищує 220в змінного струму. Проведення експериментальної частини роботи здійснювалось в умовах можливого впливу хімічних реагентів, електричного струму, а також інших факторів, що визначаються санітарно-гігієнічними показниками виробничого приміщення.
При використанні електрообладнання аварійні умови виникають при замкненні робочої фази на корпус. Оскільки в хімічних лабораторіях застосовуються розчини луг та кислот, створюються умови підвищеної електробезпеки і тому необхідно використовувати електричну мережу з заземленою нейтраллю. До того ж необхідно використовувати захисне заземлення корпусу електрообладнання. Небезпечність дії електричного струму полягає в тому, що виникають обставини електричної травми або електричного удару. Електрична травма характеризується локальним ураженням цільності організму. Форми місцевого ураження під дією електричного струму: електричні знаки; металізація шкіри; електричні опіки; механічні травми. Електричні опіки поділяються на три види: контактні, дугові та комбіновані. В умовах застосування електрообладнання напругою 220в електричні опіки виникають лише в результаті проходження електричного струму.
Більша небезпека для життя людини виникає в умовах електричного удару. Існує чотири ступеня електричного удару.
Перша ступінь – судомне скорочення м’язів без втрати свідомості. Друга ступінь проявляється судомним скороченням м’язів з втратою свідомості. Третя ступінь характеризується порушенням режиму скорочення серцевих м’язів та легенів (фібриляція). Четверта ступінь характеризується станом – клінічна смерть. Від біологічної смерті клінічна смерть відрізняється тим, що в умовах надання невідкладної першої допомоги (непрямий масаж серцевих м’язів та штучне дихання) відновлюється система життєдіяльності людини. Величина змінного струму 0,05А прийнято вважати за фібриляційний, а 0,1А характеризує смертельну величину.
Небезпечність дії електричного струму залежить не тільки від його величини, а і від тривалості замкнення електричної мережі. Тому в аварійних умовах необхідно негайно відключити систему електроживлення.
Небезпечна дія електричного струму залежить від індивідуальних особливостей людини: стану здоров’я, вікових ознак, величини електричного опору шкіри людини, тощо.
Небезпека електричного струму велика, внаслідок чого була розроблена ефективна система по її запобіганню. Основними мірами захисту від поразки електричним струмом є:
- правильне улаштування і експлуатація електричного устаткування;
- електрична ізоляція; усі струмоведучі частини електроустановок повинні мати гарну ізоляцію з урахуванням напруги в ланцюзі;
- захисні пристрої, що забезпечують неприступність для людини елементів, що знаходяться під напругою;
- заземлення елементів устаткування; занулення;
- застосування індивідуальних засобів захисту;
- наявність попереджувальних плакатів, написів.
При різних несправностях частини електроустаткування можуть виявитися під напругою. Так як людина включається в ланцюг заземлення паралельно, то відбувається розподіл струму відповідно до законів Кірхгофа: струм, що протікає по двом паралельним провідникам прямо пропорційний опору провідника. Так як опір людини на кілька порядків перевищує опір провідника, то струм, що протікає через людину, буде на кілька порядків менше.
Несправності електричних мереж, устаткування і запобіжних пристроїв можуть призвести до пожеж і вибухів.
Основними мірами профілактики в таких випадках є: щільне приєднання проводів у місцях контакту,скручування і пропайка з’єднань проводів; застосування захисного заземлення і системи захисного відключення. Захисне відключення виконується на додаток чи замість заземлення. Відключення здійснюється автоматично.
У випадку загоряння проводів необхідно їх знеструмити і погасити за допомогою вуглекислого газу чи покривалами з азбесту.
Для виключення випадків загоряння електропроводки, необхідно застосовувати провідник такого діаметру, при якому не відбувається розігріву. А також не перевантажувати електромережу.
При ураженні людини електричним струмом необхідно застосовувати такі перші міри:
- відключити напругу;
- відтягнути людину від струмоведучих частин устаткування;
- винести на свіже повітря, розстебнути комір;
- викликати лікаря.
4.1. Пожежна безпека
В лабораторіях часто використовують пожежо- та вибухонебезпечні речовини, які при невірній організації технологічного процесу та недотриманні вимог пожежної безпеки можуть спалахнути, викликати пожежі та вибухи, що ведуть до аварій, термічних опіків та травм працівників.
Необережне ставлення до легкозаймистих рідин (ЛЗР) найчастіше буває причиною виникнення пожеж. Одним з важливих показників пожежної небезпеки речовини є її температура спалаху – найнижча температура при якій пари такої рідини, що нагріваються в особливих умовах, утворюють з повітрям суміш, яка спалахує при наближенні до неї полум’я у нормальних умовах. Чим нижча температура спалаху рідини, тим більша обережність вимагається при роботі з нею. При роботі з такими речовинами не допускається використання пальників з відкритим полум’ям або електроплиток з відкритою спіраллю.
У кожній хімічній лабораторії повинні бути засоби для гасіння пожежі: вогнегасники, ящики з піском, азбестова ковдра. Крім того повинен бути пожежний водопровід з краном та рукавами для гасіння пожежі. Якщо загорілася навіть невелика кількість ЛЗР необхідно негайно вимкнути всі електронагрівальні прилади, погасити пальники, прибрати від місця загорання всі легко запалювальні предмети. Якщо загорілася рідина треба накинути на полум’я вологу вовняну або азбестову ковдру. При загоранні одягу на людині необхідно збити полум’я. При опіках обов’язково необхідно надати медичну допомогу. До надання медичної допомоги треба обережно звільнити потерпілого від одягу і накрити місця опіків стерильною пов’язкою. Не можна доторкатися руками до опеченого місця, скривати пухирі, обривати приставші до шкіри шматки одягу, обмивати або змазувати поранену поверхню будь-якими розчинами або мазями. Це може робити тільки лікар у відповідних умовах.
4.3. Правила особистої гігієни
Одним із заходів, що сприяють забезпеченню безпеки праці в хімічних лабораторіях є обов’язкове виконання правил особистої гігієни.
Забороняється в лабораторіях знаходитися у верхньому одязі, роздягатися в лабораторії та класти одяг на лабораторні пристрої. Не загромаджувати своє робоче місце речами, що не мають відношення до виконання роботи. При виконанні дослідів працювати треба стоячи, сидячи дозволяється виконувати роботу, яка не викликає небезпеки спалаху, вибуху та розбризкування їдких речовин. На робочому місці забороняється приймати їжу, пити, використовувати лабораторний посуд, як харчовий. По закінченні праці, а також перед їжею, необхідно старанно вимити руки, обличчя та прополоскати рот. Кожний робітник повинен вміти користуватися засобами вогнегасіння і знати місце їх розташування. В хімічній лабораторії у наявності повинен бути наступний спецодяг: халат, хустинка, рукавички (гумові, бавовняні), окуляри, щитки, маски, респіратори.
4.4. Шкідливі речовини
Шкідливі речовини розподіляються на 4 групи небезпеки: надзвичайно небезпечні, високо небезпечні, помірно небезпечні, мало небезпечні.
Всі роботи із шкідливими речовинами проводять у витяжній шафі. Для розведення токсичних газів до безпечних концентрацій роботи проводять при максимальному постачанні повітря в приміщення. Поточна - витяжна вентиляція в усіх приміщеннях вмикається за 30 хвилин до початку проведення робіт і вимикається по закінченню робочого дня. Робітники лабораторії можуть розпочати роботу тільки в спецодязі і засобах індивідуального захисту, які передбачені інструкцією з техніки безпеки, виробничої санітарії та пожежної безпеки. В кожному робочому приміщенні лабораторії на видному та легкодоступному місці повинна знаходитись аптечка з необхідними медикаментами для надання першої допомоги.
Кожен посуд з хімічною речовиною повинен мати етикетку, на якій зазначено назву продукту, його кваліфікацію та інші данні згідно з ГОСТ 3885-73.
4.5. Робота з кислотами та лугами
Роботу з кислотами та лугами необхідно проводити тільки у витяжній шафі. При розведенні кислот (особливо сульфатної) необхідно приливати кислоту тільки в холодну воду невеликими кількостями при помішуванні скляною паличкою, а не інакше. Всі хімічні операції, пов’язані з розчиненням аналізованих мінеральних кислот, з випарюванням мінеральних кислот та їх розчинів, з нейтралізацією кислих розчинів аміаком повинні проводитися в витяжній шафі.
Натрію гідроксид та калію гідроксид в сухому вигляді не можна брати безпосередньо пальцями, їх треба брати фарфоровою (порцеляновою) ложкою або нікельованим шпателем.
Концентровані кислоти, луги та інші їдкі рідини не можна набирати ротом у піпетку – необхідно користуватися гумовою грушею. Забороняється виливати в каналізацію отруйні речовини, концентровані кислоти, луги.
Натрію гідроксид діє на тканини, розчиняючи білки з утворенням лужних альбумін атів, спричиняє опіки. При попаданні розчинів на шкіру і, особливо, на слизисту оболонку, утворюється м’який струп. Луг проникає й у більш глибокі тканини.
Після «опіків» залишаються рубці. Розчини лугів діють тим сильніше, чим вище їхня концентрація і температура. При постійній роботі з ними дуже часто з’являються виразки на пальцях рук.
Небезпечне попадання навіть найменших кількостей лугу в очі. При цьому уражається не тільки роговиця, але унаслідок швидкого проникнення лугу всередину, страждають і більш глибинні частини очного яблука. Результатом може бути сліпота.
Для запобігання дії лугу при попаданні на шкіру необхідно промити уражені ділянки струменем води протягом десяти хвилин, потім зробити примочки з 5% розчину оцтової чи борної кислоти. При попаданні лугу в очі необхідно негайно промити струменем води чи фізіологічними розчинами 10 – 30 хвилин. Потім закапати 2% розчином кокаїну чи 0,5% розчином дикаїну. Промивання варто повторювати кілька разів у день. ГДК= 0,5 мг/м3 .
Хлоридна кислота діє на шкірний покрів і слизисті оболонки, викликає руйнування структури білка, веде до тимчасових, а іноді необоротних процесів і ушкоджень. Туман хлоридної кислоти, що утворюється при нагріванні розчинів для травлення, а також при розведенні концентрованої кислоти водою, викликає різку хворобливість шкіри обличчя. При попаданні кислоти на шкіру, необхідно полити уражене місце теплою водою, потім варто промивати 20% розчином карбонату натрію Na2 CO3. При утрудненні дихання через ніс – 2 – 3% розчин ефедрину 3 – 4 рази на день. ГДК=5 мг/м3.
Сульфатна та нітратна кислоти. Концентрована сульфатна кислота відноситься до групи сильнодіючих хімічних речовин. Вона вражає слизові верхніх дихальних шляхів, легені. Крім поразки верхніх дихальних шляхів можуть виникати перепони подиху, спазми голосової щілини, печіння в очах, кривава мокрота, блювота, пізніше – важкі запальні захворювання бронхів і легень. При попаданні на шкіру сульфатна кислота викликає важкі опіки. Якщо її відразу змити водою, дія може обмежитися почервонінням. У противному випадку кислота швидко потрапляє всередину тканини. Створюючи струп, при відпаданні якого оголюється глибока виразка. Загоєння проходить довгостроково і закінчується утворенням плоских рубців або м’ясистих наростів. При дуже великій поверхні поразки можливий смертельний випадок. Особливо небезпечно потрапляння сульфатної кислоти в очі та на слизові оболонки.
При підготовці електроду до роботи використовувалася НNО3, що має токсичну дію. Дим, що містить NО2, N2О3 і туман чистої НNО3 може викликати руйнування зубів, кон’юктивіти, поразку роговиці ока. При потраплянні на шкіру концентрована НNО3 викликає важкі опіки, струп має жовтий колір. НNО3 є окисником і при потраплянні у кров (через легені тощо) окислює гемоглобін у метгемоглобін.
Забороняється працювати з концентрованими кислотами без захисних окулярів та рукавичок. Концентровані Н2SО4 та НNО3 повинні зберігатися в товстостінному скляному посуді ємністю не більш 2л у витяжній шафі на скляних або порцелянових піддонах. Розлив концентрованої Н2SО4 або НNО3 повинен робитися при включеній тязі у витяжній шафі. Якщо кислота випадково буде розлита, її спочатку засипають піском, щоб він ввібрав кислоту, потім пісок забирають, і місце. Де була розлита кислота, засипають вапном або содою, а потім заливають водою і витирають насухо.
При розведенні Н2SО4 і НNО3 кислоту варто повільно доливати у воду. Додавання води до кислоти категорично забороняється, тому що супроводжується розбризкуванням.
Відпрацьовані кислоти збирають в окремий спеціальний посуд і після нейтралізації виливають у каналізацію. Забороняється зливати в каналізацію концентровані кислоти. Кислоту, що потрапила на шкіру, відразу змивають великою кількістю води і промивають уражене місце слабким розчином соди. ГДК(НNО3)=2 мг/м3, ГДК(Н2SО4)=1 мг/м3.
. 2.6. Приклад 6
