Взрывоопасные вещества и смеси

 

Некоторые индивидуальные вещества (табл. 2) и смеси (табл. 3) органических веществ с окислителями в определенных условиях могут взрываться. Работая с взрывоопасными веществами и смесями, а так же при пониженном или повышенном давлении, можно помимо термических или химических ожогов получить и другие травмы – контузию, шок от удара, ранения осколками стеклянной посуды.

 

Таблица 2 – Взрывоопасные вещества

Вещества	Причины взрыва
Соли азотной и азотистой кислот	Нагревание выше 300^0С
Эфиры азотной и азотистой кислот (алкилнитраты, нитриты, нитроглицерин)	Нагревание, удар
Тринитросоединения (пикриновая кислота, тринитротолуол, тринитробензол)	Удар, быстрое нагревание
Соли диазония и диазосоединения в сухом состоянии	Слабое прикосновение
Диазометан (жидкий, газообразный, концентрированные растворы)	Нагревание выше 50^0С, соприкосновение со шлифами
Азотистоводородная кислота HN 3  и ее соли (азиды) тяжелых металлов	Часто без видимой причины
Галоидные соединения азота	Легкое прикосновение, освещение
Соли и эфиры хлорноватой HCIO3  или хлорной HCIO4  кислот	Нагревание, удар, трение
Озон, озониды	Повышение давления, нагревание
Перекись водорода, перекиси металлов	Перемешивание
Органические перекисные соединения, надкислоты (надуксусная кислота), их соли	Нагревание, освещение, трение
Ацетилен (жидкий) и ацетилениды тяжелых металлов (меди или серебра)	Нагревание, толчки, удары
Гидроксиламин (основание)	В конце перегонки в вакууме
Гидразин (безводный)	При обезвоживании гидразингидрата без видимой причины

 

Таблица 3 – Взрывоопасные смеси

Смеси	Причина взрыва
Смеси горючих газов и паров с воздухом:  ацетилена (3-80 %), водорода (4-75 %), окиси углерода (13-75 %), спирта (4-14 %), метана (5-13 %), сероуглерода (40 %), эфира(2-8 %), бензола (1-6 %), бензина (2-5 %)	Открытое пламя, искра, образующаяся при ударе стальным инструментом о твердый предмет, электрическая искра
Аммиачная селитра NH4NO3, сульфат аммония (NH4)2SO4	Нагревание выше 300 ^0С
Горючие или окисляющиеся органические вещества и сильные окислители (перманганаты, гипохлориты, перхлораты, нитраты и другие)	Нагревание, растирание, неосторожное смешение
Неорганические вещества восстановители (сера, порошки магния, цинка, алюминия) и сильные окислители	Нагревание, растирание, неосторожное смешение
Хлорат или перхлорат калия и серная кислота	Нагревание, растирание
Пикриновая кислота и органические основания	Нагревание, растирание
Алкилгалогениды (особенно хлороформ) и металлический натрий	Нагревание, растирание, неосторожное смешение

 

1. При всех работах, представляющих опасность самовозгорания или взрыва, обязательно использование защитных очков, масок для лица, экранов из толстого стекла. Реакции с такими веществами рекомендуется проводить в вытяжном шкафу, обернув прибор асбестовым одеялом. Синтезы с взрывоопасными веществами проводят, используя минимальные загрузки.

2. Соединения, легко отщепляющие кислород, нельзя нагревать, толочь или смешивать с горючими веществами.

3. Нельзя перегонять досуха нитробензол, так как он может содержать примесь взрывоопасного динитробензола, а также вещества, в которых при перегонке могут образовываться перекиси (диэтиловый эфир, особенно диизопропиловый эфир, тетрагидрофуран, диоксан, диеновые углеводороды). Если эти вещества долго хранились, то перед использованием их подвергают проверке на содержание перекисных соединений. В пробу вещества, взятую со дна сосуда, где обычно скапливаются перекиси, помещают кристаллик железного купороса FeSO₄*7H₂O (в присутствии перекисей приобретает коричневый цвет) или прибавляют пробу вещества к подкисленному соляной кислотой 2%-ному раствору KI, содержащему крахмал (в присутствии перекисей выделяющийся йод окрашивает крахмал в синий цвет). Для разложения перекисей к веществу добавляют насыщенный раствор железного купороса с небольшим количеством серной кислоты и выдерживают до отрицательной реакции на перекиси.

5. Посуда для работы при пониженном или повышенном давлении должна быть обязательно толстостенной. При вскрытии запаянных стеклянных ампул с различными жидкостями обязательно их предварительное охлаждение.

 

Сжатые и сжиженные газы

В лабораторных условиях нередко используются различные инертные и горючие газы, которые хранятся в сжатом или сжиженном состоянии в металлических баллонах. В сжиженном состоянии находятся те газы, которые имеют критическую температуру выше комнатной (CO₂, H₂S, NH₃, COCI₂ и др.); по мере расхода такого газа давление в баллоне над жидкой фазой остается постоянным и начинает падать только после его полного испарения. Газы, имеющие критическую температуру намного ниже комнатной, при обычных условиях не могут быть сжижены (воздух, O₂, N₂, H_2, Ar, He) и закачиваются в баллоны при 150-200 атм; по мере расхода такого газа, давление в баллоне постоянно снижается. В зависимости от содержащегося газа баллоны окрашивают в разные цвета, на них делают надпись и полосу установленного цвета (табл. 4).

Баллон для сжатого газа представляет собой прочный стальной сосуд с вентилем и навинчивающимся колпаком, а баллон для сжиженного газа имеет, кроме того, сифонную трубку, опущенную почти до самого дна. Ацетилен хранят в специальных баллонах, наполненных пористой массой, в которой он растворен при давлении 16 атм, так как уже при давлении 2 атм ацетилен может взрываться от простого сотрясения. Баллоны с горючими газами (H₂, CH₄, C₂H₆, C₂H₄) оборудуют боковым штуцером вентиля с “левой“ резьбой, что устраняет возможность ошибки при их наполнении и при работе. Для регулировки тока газа баллоны подключаются через редукторы, которые позволяют поддерживать регулируемое давление. Редукторы снабжаются двумя манометрами, один из которых показывает давление в баллоне, а другой – на выходе из редуктора. В лаборатории баллоны закрепляются к стене с помощью металлических хомутов. Баллоны размещают не ближе 10 м от открытого пламени и 1 м от приборов отопления. Пользоваться баллонами без редуктора категорически запрещается.

Таблица 4 – Окраска баллонов для сжатых, сжиженных и растворенных газов

Газ	Цвет баллона	Цвет надписи
Азот	черный	желтый
Аммиак	желтый	черный
Аргон чистый	серый	зеленый
Ацетилен	белый	красный
Водород	темно-зеленый	красный
Воздух	черный	белый
Гелий	коричневый	белый
Кислород	голубой	черный
Сероводород	белый	красный
Углекислый газ	черный	желтый
Хлор	защитный	-
Другие горючие газы	красный	белый
Другие негорючие газы	черный	желтый

 

В лаборатории нередко используется жидкий азот (т. кип. -196⁰С), который хранится в металлических сосудах Дьюара, вмещающих, например, 16 кг сжиженного газа. Работа с жидким азотом производится в защитных очках.

Стеклянные сосуды Дьюара обязательно снабжаются чехлами из прочной ткани и хранятся в фарфоровых кружках. Запрещается хранить сосуды Дьюара со сжиженными газами вблизи нагревательных приборов и плотно закрывать их. Наливают жидкий азот в сухой стеклянный сосуд Дьюара, так как влажный сосуд может лопнуть, жидкий азот наливают в середину сосуда, а не на стенки.

Для замораживания веществ с помощью жидкого азота можно пользоваться только термостойкой стеклянной посудой. Ампулы и колбы следует погружать в жидкий азот осторожно, чтобы капли сжиженного газа при вскипании не попадали на кожу и лицо. Необходимо понимать, что при сильном охлаждении многие вещества и материалы резко изменяют свои свойства; например, ртуть замерзает уже при -39⁰С, а каучук и резина становятся хрупкими при охлаждении их ниже соответствующей температуры стеклования.