Безопасность и методы работы в химической лаборатории
Химический опыт начинается с понятной задачи и проверки безопасности. Хорошая работа в лаборатории — это не только правильный ответ, но и умение обращаться с оборудованием, замечать изменения и записывать результат так, чтобы его можно было проверить.
До начала работы
В школьной лаборатории выполняют только назначенные учителем действия, под его наблюдением. Если вещество, прибор или следующий шаг непонятны, работу останавливают и обращаются к учителю.
Эта статья помогает подготовиться к занятию. Конкретный опыт проводят по выданной инструкции: состав веществ, их количество, нагревание, защита и сбор отходов зависят от задания. Один общий список правил не заменяет инструктаж перед работой.
- Наденьте защитные очки от химических брызг. Обычные очки для зрения не заменяют такую защиту.
- Соберите длинные волосы, закрепите свободные рукава, уберите свисающие украшения. Одежда должна закрывать кожу, обувь — стопу; используйте халат или другую защитную одежду, указанную учителем.
- Освободите рабочее место, оставьте проходы свободными. Еду, напитки и косметику в лаборатории не используют.
- Узнайте, где находятся выход, устройство для промывания глаз и другое аварийное оборудование. До начала опыта должно быть понятно, как позвать учителя.
Перчатки выбирают для конкретного вещества и задания: подходящую защиту определяет учитель. Загрязнёнными перчатками не касаются лица, телефона или дверных ручек. После окончания работы руки моют, даже если использовали перчатки.
Как обращаться с веществами и посудой
Перед использованием сверяют этикетку с инструкцией. Бесцветная жидкость не обязательно является водой. Ёмкость без читаемой подписи, повреждённую пробирку или треснувший стакан показывают учителю; содержимое не переливают «для проверки».
- Не пробуйте вещества на вкус. Это относится и к знакомым названиям: лабораторный образец нельзя считать пищевым продуктом.
- Не подносите горлышко сосуда к носу и не проверяйте запах самовольно. Прозрачность или отсутствие заметного запаха не доказывают безопасность.
- Не набирайте жидкость в пипетку ртом. Для этого применяют предусмотренное приспособление и осваивают его с учителем.
- Не смешивайте неизвестные вещества и не добавляйте реагенты вне задания. Не возвращайте остатки в исходную ёмкость: можно загрязнить весь реактив.
- Не направляйте отверстие пробирки на себя или других людей, особенно при нагревании. Горячее стекло внешне может выглядеть холодным; его не проверяют прикосновением.
Если для опыта нужен вытяжной шкаф, его используют по указанию учителя. Работа с выделением опасных или раздражающих паров требует предусмотренной вентиляции. Открытое окно не даёт разрешения проводить опыт, рассчитанный на вытяжной шкаф.
Отходы помещают только в обозначенные учителем ёмкости. Самовольно сливать остатки в раковину, смешивать их или убирать разлив нельзя. С разбитым стеклом работают по отдельным правилам: о нём сообщают учителю и не собирают осколки голыми руками.
Наблюдение, измерение и эксперимент
Наблюдение — запись того, что непосредственно обнаружено. Объяснение наблюдения — отдельный вывод, который нужно обосновать.
Например, «после смешивания появилась белая муть» — наблюдение. «Образовался карбонат кальция» — объяснение, для которого нужно знать состав реагентов и возможные реакции. По одному цвету неизвестное вещество надёжно не определяют.
| Метод | Что делают | Что записывают |
|---|---|---|
| Наблюдение | Отмечают доступные признаки без самовольного изменения условий | Цвет, прозрачность, появление осадка, другие изменения |
| Измерение | Сравнивают величину с единицей с помощью прибора | Число, единицу, прибор и существенные условия |
| Эксперимент | По плану изменяют условия и исследуют результат | Что изменили, что сохранили одинаковым, что получили |
| Моделирование | Используют схему или модель для описания объекта | Что модель показывает и какие подробности опускает |
При сравнении опытов важно понимать, какой фактор меняют. Если одновременно изменить температуру, состав и количество вещества, причину различий будет трудно установить. Такой план сначала обсуждают с учителем.
Сценарий 1. Прочитать шкалу
Для измерения объёма воды выбирают подходящий мерный цилиндр. Его ставят на ровную поверхность и смотрят на шкалу на уровне мениска — изогнутой поверхности жидкости. Для воды в стеклянном цилиндре отсчёт обычно ведут по нижней части мениска; взгляд сверху или снизу даёт ошибку.
Пусть между отметками 20 и 30 мл находятся пять равных промежутков. Тогда цена деления:
Цена деления = (30 мл − 20 мл) / 5 = 2 мл.
Считают промежутки, а не число нарисованных штрихов. Результат записывают с единицей и точностью, соответствующей прибору; произвольные дополнительные цифры точности не создают.
Сценарий 2. Выбрать способ разделения смеси
В задании дана смесь воды с песком и растворённой солью. Фильтр задерживает нерастворимые частицы песка, но растворённая соль проходит вместе с водой. Следовательно, прозрачный фильтрат ещё не является чистой водой.
Для выделения растворённого твёрдого вещества используют выпаривание или кристаллизацию, а для получения и сбора воды — перегонку с конденсацией пара. Оборудование, нагревание и допустимость каждого способа определяет учитель. Выбор метода объясняют различием физических свойств компонентов.
Если что-то пошло не так
При разливе, повреждении посуды, неожиданном нагревании, дыме или травме сразу привлекайте внимание учителя. Назовите место и событие, отойдите от источника опасности по его указанию. Не пытайтесь самостоятельно закончить опыт, найти «противоядие» или скрыть происшествие.
Если вещество попало в глаза, немедленно зовите учителя и начинайте промывать глаза чистой проточной водой не менее 15 минут. Не откладывайте промывание ради поисков других средств.
Используют предусмотренное для этого устройство, держат глаза открытыми; учитель помогает и организует медицинскую помощь, пока промывание продолжается. Кажущееся улучшение не является причиной самостоятельно прекращать промывание и возвращаться к опыту.
При попадании раствора на кожу сразу сообщают учителю и начинают промывать поражённое место большим количеством воды. Не наносите на кожу или глаза соду, уксус, растворители и другие средства для «нейтрализации»: это может дополнительно повредить ткани.
При возможном проглатывании вещества немедленно сообщите учителю; дальнейшую помощь организуют взрослые и медицинские специалисты. Самостоятельно вызывать рвоту или принимать «нейтрализаторы» нельзя. Эти правила описывают первые действия в лаборатории, а дальнейшие решения принимают ответственные специалисты с учётом конкретного вещества.
Как оформить результат
В тетради указывают цель, использованные вещества и оборудование, существенные условия, наблюдения и вывод. Измерения записывают сразу: память не заменяет журнал. Если результат оказался неожиданным, его сохраняют и обсуждают, а не подгоняют под ожидаемый ответ.
В конце занятия выполняют указания по отходам и уборке, возвращают оборудование и моют руки. Рабочее место с непонятной жидкостью или оставленным нагревателем нельзя считать сданным только потому, что расчёты уже закончены.
Частые ошибки
- «Маленькое количество безопасно». Допустимость действия определяют свойства вещества и инструкция.
- «Прозрачный раствор чистый». В нём могут находиться растворённые вещества.
- «Очки нужны только во время нагревания». Брызги возможны и при других операциях; защиту используют по правилам занятия.
- «Ошибку лучше незаметно исправить». О происшествии сообщают сразу, даже если повреждение кажется небольшим.
Проверьте себя
- На столе стоит пробирка с прозрачной жидкостью без подписи. Можно ли считать её водой и использовать в опыте?
- Почему при нагревании нельзя направлять пробирку на соседний стол, даже если там сейчас никто не сидит?
- Между отметками 10 и 20 мл пять равных промежутков. Какова цена деления? Где должны находиться глаза при отсчёте объёма воды?
- После фильтрования смеси песка, соли и воды получена прозрачная жидкость. Удалена ли растворённая соль?
- Брызги вещества попали в глаза. Нужно ли сначала искать соду, читать этикетку или ждать, пока учитель закончит объяснение?
Ответы и объяснения
Нет. Внешний вид не определяет состав и безопасность. Пробирку не используют, о ней сообщают учителю.
Отверстие направляют в сторону от людей: человек может подойти, а жидкость или пар — выйти неожиданно. Положение посуды проверяют до разрешённого нагревания.
Цена деления равна:
(20 мл − 10 мл) / 5 = 2 мл.
Глаза располагают на уровне мениска; для воды в стеклянной посуде считывают его нижнюю часть.
Нет. Фильтр отделяет нерастворимый песок; растворённая соль проходит в фильтрат. Для её выделения нужен другой подходящий метод.
Нет. Сразу зовут учителя и начинают промывание чистой проточной водой не менее 15 минут. Учитель параллельно организует помощь; бытовые средства в глаза не вносят.
Связанные темы и источники
Далее изучите вещества и их свойства, соединения и смеси и физические и химические явления.
Основа правил: ACS — безопасность школьной химической лаборатории. Первоочередные действия при происшествии: University of Pennsylvania — инструкции для учебных лабораторий.