Правила техники безопасности при работе

Содержание

1. Введение………………………………………………………………………………………………………………4

2. Техника безопасности и противопожарные меры………………………………………………………………….5

3. Лабораторная работа № 1…………………………………………………………………………………………...10

4. Лабораторная работа № 2…………………………………………………...............................................................17

5. Лабораторная работа № 3…………………………………………………………………………………………...19

6. Лабораторная работа № 4…………………………………………………………………………………………...21

7. Лабораторная работа № 5…………………………………………………………………………………………...23

8. Литература…………………………………………………………………………………………………………...27

 

Введение

Изучение органической химии должно включать соответствующий лабораторный практикум. Данные методические указания являются по существу малым практикумом по органической химии. Практические работы проводятся параллельно лекционному курсу и помогают студентам лучше усвоить его. Задачей практикума является ознакомление студентов на опыте с общими свойствами и характерными реакциями различных классов органических соединений. Кроме того, студенты получают практические навыки, умение обращаться с несложными приборами, вести лабораторный журнал, решать простейшие задачи в плане учебно-исследовательской работы, например, на основании практических наблюдений делать выводы, проводить сравнительную характеристику отдельных классов.

Прежде чем приступить к лабораторной работе студент должен ознакомиться с соответствующим разделом курса, изучить теоретические основы определенного класса органических соединений.

В лабораторном практикуме дано описание основных мер, необходимых для безопасной работы в лаборатории, а также описание вредных органических и неорганических веществ, которые используются в лабораторных работах.

Для успешного выполнения работы студент должен ознакомиться с правилами техники безопасности, внимательно прослушать необходимые пояснения преподавателя, а по окончании выполнения каждого опыта оформить отчет в лабораторном журнале. Отчет, кроме наименования опыта, должен включать:

1. Уравнение химической реакции с указанием названий соединений.

2. Свои наблюдения над ходом реакции (например, изменение цвета реакционной массы, выпадение осадка и т.д.).

3. Вывод и при необходимости ответы на вопросы, приведенные в тексте.

После выполнения всей работы в целом студент должен в лабораторном журнале выполнить задание по учебно-исследовательской работе. При условии выполнения всех этих требований студент получает зачет по данной работе автоматически.

 

ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ

В ХИМИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ

Многие из веществ, используемых в органической химии, являются в той или иной мере воспламеняющимися, или токсичными, или теми и другими одновременно. Поэтому при работе в лаборатории необходимо строго соблюдать основные правила техники безопасности независимо от того, какой выполняют эксперимент.

1. Категорически запрещается работать одному в лаборатории, так как в экстренном случае будет некому оказать пострадавшему первую помощь и ликвидировать последствия неудавшегося эксперимента. Работать следует только в отведенное время под контролем преподавателя или других сотрудников.

2. Необходимо соблюдать тишину, чистоту и порядок. Поспешность и неряшливость в работе часто приводят к несчастным случаям. Нельзя отвлекаться от работы и отвлекать своих товарищей. Запрещается держать на лабораторном столе посторонние предметы (сумки, учебники и т.д.).

3. Категорически запрещается принимать и хранить пищу, пить воду и курить.

4. Каждый должен знать, где находятся средства индивидуальной защиты, аптечка, средства для тушения пожара. Кроме очков, в лаборатории должны быть защитные маски, респираторы и противогазы. Во всех лабораториях в легко доступных местах находятся средства для пожаротушения (ящики с песком и совком, огнетушители, противопожарные одеяла); аптечки, которые снабжены всеми медикаментами, необходимыми для оказания первой медицинской помощи (растворы борной кислоты, гидрокарбоната натрия, перманганата калия, танина, нашатырного спирта, а также вата, бинт, йодная настойка, активированный уголь, мазь от ожогов, склянка для промывания глаз).

5. В лаборатории необходимо находиться в застегнутом хлопчатобумажном халате. Это обеспечивает некоторую индивидуальную защиту и позволяет избежать загрязнения одежды.

6. Приступать к работе можно только после усвоения всей техники ее выполнения. Если вы испытываете какие-либо сомнения в методике проведения эксперимента или в технике безопасности, прежде чем продолжать работу, проконсультируйтесь с преподавателем.

7. Нельзя проводить опыты в загрязненной посуде. Посуду следует мыть сразу после окончания эксперимента.

8. Категорически запрещается пробовать химические вещества на вкус. Нюхать вещества следует осторожно, не поднося сосуд близко к лицу, а лишь направляя к себе пары или газы легким движением руки, при этом не следует делать полный вдох. Жидкие органические вещества и их растворы запрещается набирать в пипетки ртом, для этого необходимо использовать резиновые груши и другие приспособления.

9. В процессе работы необходимо следить, чтобы вещества не попадали на кожу, так как многие из них вызывают раздражение и ожоги кожи и слизистых оболочек.

10. Все банки, в которых хранятся вещества, должны быть снабжены этикетками с соответствующими названиями.

11. Запрещается нагревать, смешивать и взбалтывать реактивы вблизи лица. При нагревании нельзя держать пробирку или колбу отверстием к себе или в направлении работающего товарища.

12. Необходимо пользоваться защитными очками в следующих случаях:

а) при работе с едкими веществами (с концентрированными растворами кислот и щелочей, при дроблении твердой щелочи и т. д..);

б) при перегонке жидкостей при пониженном давлении и работе с вакуум-приборами;

в) при работе со щелочными металлами;

г) при определении температуры плавления веществ в приборе с концентрированной серной кислотой;

д) при работе с ампулами и изготовлении стеклянных капилляров.

13. Запрещено выливать в раковину остатки кислот и щелочей, огнеопасных и взрывоопасных, а также сильно пахнущих веществ. Для слива этих веществ в вытяжном шкафу должны находиться специальные сосуды с плотно притертыми крышками и соответствующими этикетками («СЛИВ КИСЛОТ», «СЛИВ ЩЕЛОЧЕЙ», «СЛИВ ОРГАНИКИ»).

14. Не разрешается бросать в раковину стекла от разбитой посуды, бумагу и вату.

15. После завершения работы необходимо отключить газ, воду, вытяжные шкафы и электроэнергию.

 

Правила техники безопасности при работе с кислотами и щелочами

1. Хранить концентрированные кислоты и щелочи следует в вытяжном шкафу в прочной посуде на поддоне.

2. Все работы с кислотами и щелочами нужно проводить в защитных очках.

3. Концентрированную соляную и азотную кислоты можно переливать только в вытяжном шкафу. Разбавление кислот следует проводить в жаростойкой посуде, при этом кислоту необходимо приливать к воде небольшими порциями, при перемешивании (нельзя приливать воду к концентрированной кислоте, так как в этом случае выделяется большое количество теплоты, вода, как менее плотное вещество, вскипает на поверхности кислоты, и жидкость может быть выброшена из сосуда).

4. При растворении гидроксидов натрия и калия, кусочки щелочи можно брать только пинцетом или шпателем, но не руками; растворение этих веществ следует проводить небольшими порциями.

 

Правила техники безопасности при работе с бромом

1. Бром необходимо хранить только в толстостенной посуде из темного стекла, с плотно притертыми пробками в ящике с песком под тягой отдельно от концентрированных кислот и аммиака.

2. Все работы с бромом необходимо проводить в вытяжном шкафу в резиновых перчатках и защитных очках, так как он является сильно ядовитым веществом, действующим на слизистые оболочки вызывающим при попадании на кожу тяжело заживающие ожоги. Категорически запрещается набирать бром в пипетку ртом; для этого следует использовать резиновую грушу.

3. Переносить склянки с бромом можно только в емкостях с песком.

 

Лабораторная работа № 1

ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА АЛИФАТИЧЕСКОГО РЯДА

Лабораторная работа № 2

Рис.2. Прибор для получения метана

Перед получением метана в штатив ставят две пробирки: в первую наливают разбавленный раствор перманганата калия и 5%-ныйраствор карбоната натрия в соотношении 3:1, во вторую — 3—4 мл насыщенной бромной воды.

Равномерно прогревают всю пробирку, а затем сильно нагревают ту ее часть, где находится основная часть смеси. Сначала из пробирки вытесняется воздух, потом начинает выделяться метан. Метан поджигают у конца газоотводной трубки, он горит несветящимся голубоватым пламенем. Если внести в пламя метана фарфоровую крышку от тигля, то черного пятна от сажи на ней не образуется. Почему?

Опыт 7. Реакции с жидкими предельными углеводородами

Реактивы и оборудование: жидкие насыщенные углеводороды, 5%-ный раствор карбоната натрия, 1%-ный раствор перманганата калия, концентрированная серная кислота, концентрированная азотная кислота; фарфоровые чашки.

 

Для изучения свойств жидких предельных углеводородов часто используют петролейный эфир, который обычно представляет собой смесь пентана и гексана.

В три пробирки наливают по 1 мл петролейного эфира. В одну добавляют 1 мл 5%-ного карбоната натрия, а затем по каплям при встряхивании — раствор перманганата калия. Во вторую пробирку вносят 1 мл концентрированной серной кислоты, а в третью — 1 мл концентрированной азотной кислоты. Содержимое пробирок тщательно взбалтывают в течение 2—3 мин.

Во всех трех пробирках не будет наблюдаться никаких изменений, так как при комнатной температуре жидкие алканы не вступают в реакцию с выше перечисленными реактивами.

В фарфоровую чашку наливают 1 мл жидких алканов и поджигают их.

Почему в отличие от метана жидкие предельные углеводороды горят коптящим пламенем? Напишите уравнения реакций горения пентана и гексана.

 

Лабораторная работа № 3

 

Лабораторная работа № 4

Лабораторная работа № 5

АРОМАТИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ

БЕНЗОЛ И ЕГО ГОМОЛОГИ

 

Опыт 11. Получение бензола из бензоата натрия

Реактивы и оборудование: бензоат натрия, едкий натр; лед, изогнутые газоотводные трубки, ступки, стеклянные палочки, стаканы на 100 мл, пробирки.

 

В ступке тщательно растирают 1 г бензоата натрия и 2 г едкого натра. Смесь помещают в сухую пробирку, закрывают пробкой с изогнутой газоотводной трубкой и закрепляют пробирку в лапке штатива с наклоном в сторону пробки. Конец газоотводной трубки опускают в пробирку-приемник, охлаждаемую водой со льдом. Пробирку со смесью сначала равномерно прогревают на газовой горелке, а затем сильно нагревают часть пробирки, заполненную реакционной смесью. Образующийся бензол собирается в пробирке-приемнике. Его обнаруживают по запаху и горючести. Для этого стеклянную палочку смачивают образовавшимся дистиллятом и подносят к пламени горелки. Бензол горит коптящим пламенем.

 

Опыт 12. Отношение ароматических углеводородов к окислителям

Реактивы и оборудование: бензол, толуол, 5%-ный раствор перманганата калия, 10%-ный раствор серной кислоты; обратные холодильники к пробиркам, водяные бани.

 

В две пробирки наливают по 1 мл бензола и толуола и добавляют по 1 мл 5%-ного раствора перманганата калия и 10%-ного раствора серной кислоты в каждую. Пробирки закрывают пробками с воздушными холодильниками и нагревают на водяной бане. В пробирке с толуолом наблюдают обесцвечивание перманганата калия, а в пробирке с бензолом никаких изменений не происходит. Объясните почему? Напишите уравнения реакций.

Следует отметить, что бензол может содержать примеси, которые изменяют окраску перманганата калия, поэтому для опыта необходимо брать предварительно очищенный бензол.

 

Опыт 13. Бромирование бензола (тяга)

Реактивы и оборудование: бензол, раствор брома в тетрахлориде углерода (1:5), железные опилки, синяя лакмусовая бумага; водяные бани, обратные холодильники к пробиркам, пробирки.

 

В две пробирки приливают по 1 мл бензола и по 1 мл раствора брома в тетрахлориде углерода. В одну из пробирок добавляют немного железных опилок (на кончике шпателя). Пробирки закрывают пробками с воздушными холодильниками и нагревают на теплой водяной бане. Через некоторое время в пробирке с железными опилками происходит обесцвечивание реакционной смеси. Синяя лакмусовая бумажка, смоченная водой и поднесенная к свободным концам стеклянных трубок, подтверждает, что реакция идет только в пробирке с железными опилками (происходит изменение цвета индикатора от паров выделяющегося бромводорода).

Через 5—10 мин после начала реакции в реакционную смесь опускают полоску фильтровальной бумаги, которую затем подсушивают на воздухе. На бумаге остается бромбензол, отличающийся по запаху от исходного бензола.

Необходимо помнить, что реакция замещения водорода в бензоле происходит в присутствии активированной частицы галогена. Активирование галогена осуществляется действием катализаторов (часто кислоты Льюиса). Галогенирование в ядро протекает по механизму электрофильного замещения (S_E).

Напишите уравнение реакции образования апротонной кислоты Льюиса (FeBr₃) и механизм реакции бромирования бензола. Какие из изомеров дибромбензола могут получиться при дальнейшем бромировании бромбензола?

Опыт 14. Бромирование толуола (тяга)

Реактивы и оборудование: толуол, раствор брома в тетрахлориде углерода, железные опилки, синяя лакмусовая бумага; обратные холодильники к пробиркам, водяные бани, пробирки.

 

Повторяют опыт 13, но вместо бензола в две пробирки вносят по 1 мл толуола. Пробирку, не содержащую железных опилок, нагревают на кипящей водяной бане.

В отличие от предыдущего опыта, реакция идет в обеих пробирках. Бромирование толуола протекает по двум направлениям в зависимости от условий проведения реакции. В отсутствии катализатора (Fe), но при нагревании галоген замещает водород в боковой цепи по радикальному механизму (S_R).

В присутствии катализатора (кислоты Льюиса) идет замещение водорода на бром в ароматическом ядре по ионному механизму (S_E), при этом атом галогена вступает в кольцо в орто- или пара-положение по отношению к алкильному радикалу.

Напишите механизмы галогенирования толуола в боковую цепь (S_R) и в ароматическое кольцо (S_E). Объясните роль катализатора при галогенировании ароматических углеводородов в кольцо. Объясните ориентирующее влияние алкильных радикалов в реакциях электрофильного замещения с точки зрения статического и динамического подходов.

 

Опыт 15. Нитрование бензола (тяга)

 

Реактивы и оборудование: бензол, концентрированные азотная и серная кислоты; обратные холодильники к пробиркам, водяные бани, стаканы на 50 мл, лед, пробирки.

 

В пробирку вносят 1 мл концентрированной азотной кислоты (r = 1,4 г/см³) и 1,5 мл концентрированной серной кислоты. Нитрующую смесь охлаждают ледяной водой, а затем к ней при встряхивании и охлаждении в несколько приемов прибавляют 1 мл бензола. Пробирку закрывают пробкой с воздушным холодильником и нагревают на водяной бане (50—55 °С) 5—10 мин, периодически встряхивая. После окончания реакции содержимое пробирки осторожно выливают в стакан с ледяной водой. Избыток минеральных кислот растворяется в воде, а нитробензол выделяется на дне стакана в виде маслянистых желтоватых капель, пахнущих горьким миндалем.

Напишите механизм реакции нитрования бензола. Какую роль играет серная кислота?

 

Опыт 16. Сульфирование бензола и толуола (тяга)

 

Реактивы и оборудование: бензол, толуол, концентрированная серная кислота; обратные холодильники к пробиркам, водяные бани, химические стаканы на 50 мл, пробирки.

 

В пробирки помещают по 0,5 мл бензола и толуола и добавляют по 2 мл концентрированной серной кислоты. Пробирки закрывают пробками с воздушными холодильниками и нагревают их на кипящей водяной бане 10—15 мин при постоянном перемешивании. Толуол постепенно растворяется в серной кислоте, а в пробирке с бензолом изменений не происходит. Когда толуол полностью растворится, пробирки охлаждают, и их содержимое осторожно выливают в стаканы с 20 мл воды. Бензол всплывает на поверхность воды, так как в данных условиях он не реагирует с серной кислотой. Толуол сульфируется легче, чем бензол. В процессе реакции образуются изомерные толуолсульфокислоты, хорошо растворимые в воде.

Объясните, как алкильный радикал влияет на скорость реакции сульфирования в ароматическом кольце. Напишите механизм реакции сульфирования толуола.

 

 

Содержание

1. Введение………………………………………………………………………………………………………………4

2. Техника безопасности и противопожарные меры………………………………………………………………….5

3. Лабораторная работа № 1…………………………………………………………………………………………...10

4. Лабораторная работа № 2…………………………………………………...............................................................17

5. Лабораторная работа № 3…………………………………………………………………………………………...19

6. Лабораторная работа № 4…………………………………………………………………………………………...21

7. Лабораторная работа № 5…………………………………………………………………………………………...23

8. Литература…………………………………………………………………………………………………………...27

 

Введение

Изучение органической химии должно включать соответствующий лабораторный практикум. Данные методические указания являются по существу малым практикумом по органической химии. Практические работы проводятся параллельно лекционному курсу и помогают студентам лучше усвоить его. Задачей практикума является ознакомление студентов на опыте с общими свойствами и характерными реакциями различных классов органических соединений. Кроме того, студенты получают практические навыки, умение обращаться с несложными приборами, вести лабораторный журнал, решать простейшие задачи в плане учебно-исследовательской работы, например, на основании практических наблюдений делать выводы, проводить сравнительную характеристику отдельных классов.

Прежде чем приступить к лабораторной работе студент должен ознакомиться с соответствующим разделом курса, изучить теоретические основы определенного класса органических соединений.

В лабораторном практикуме дано описание основных мер, необходимых для безопасной работы в лаборатории, а также описание вредных органических и неорганических веществ, которые используются в лабораторных работах.

Для успешного выполнения работы студент должен ознакомиться с правилами техники безопасности, внимательно прослушать необходимые пояснения преподавателя, а по окончании выполнения каждого опыта оформить отчет в лабораторном журнале. Отчет, кроме наименования опыта, должен включать:

1. Уравнение химической реакции с указанием названий соединений.

2. Свои наблюдения над ходом реакции (например, изменение цвета реакционной массы, выпадение осадка и т.д.).

3. Вывод и при необходимости ответы на вопросы, приведенные в тексте.

После выполнения всей работы в целом студент должен в лабораторном журнале выполнить задание по учебно-исследовательской работе. При условии выполнения всех этих требований студент получает зачет по данной работе автоматически.

 

ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ

В ХИМИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ

Многие из веществ, используемых в органической химии, являются в той или иной мере воспламеняющимися, или токсичными, или теми и другими одновременно. Поэтому при работе в лаборатории необходимо строго соблюдать основные правила техники безопасности независимо от того, какой выполняют эксперимент.

1. Категорически запрещается работать одному в лаборатории, так как в экстренном случае будет некому оказать пострадавшему первую помощь и ликвидировать последствия неудавшегося эксперимента. Работать следует только в отведенное время под контролем преподавателя или других сотрудников.

2. Необходимо соблюдать тишину, чистоту и порядок. Поспешность и неряшливость в работе часто приводят к несчастным случаям. Нельзя отвлекаться от работы и отвлекать своих товарищей. Запрещается держать на лабораторном столе посторонние предметы (сумки, учебники и т.д.).

3. Категорически запрещается принимать и хранить пищу, пить воду и курить.

4. Каждый должен знать, где находятся средства индивидуальной защиты, аптечка, средства для тушения пожара. Кроме очков, в лаборатории должны быть защитные маски, респираторы и противогазы. Во всех лабораториях в легко доступных местах находятся средства для пожаротушения (ящики с песком и совком, огнетушители, противопожарные одеяла); аптечки, которые снабжены всеми медикаментами, необходимыми для оказания первой медицинской помощи (растворы борной кислоты, гидрокарбоната натрия, перманганата калия, танина, нашатырного спирта, а также вата, бинт, йодная настойка, активированный уголь, мазь от ожогов, склянка для промывания глаз).

5. В лаборатории необходимо находиться в застегнутом хлопчатобумажном халате. Это обеспечивает некоторую индивидуальную защиту и позволяет избежать загрязнения одежды.

6. Приступать к работе можно только после усвоения всей техники ее выполнения. Если вы испытываете какие-либо сомнения в методике проведения эксперимента или в технике безопасности, прежде чем продолжать работу, проконсультируйтесь с преподавателем.

7. Нельзя проводить опыты в загрязненной посуде. Посуду следует мыть сразу после окончания эксперимента.

8. Категорически запрещается пробовать химические вещества на вкус. Нюхать вещества следует осторожно, не поднося сосуд близко к лицу, а лишь направляя к себе пары или газы легким движением руки, при этом не следует делать полный вдох. Жидкие органические вещества и их растворы запрещается набирать в пипетки ртом, для этого необходимо использовать резиновые груши и другие приспособления.

9. В процессе работы необходимо следить, чтобы вещества не попадали на кожу, так как многие из них вызывают раздражение и ожоги кожи и слизистых оболочек.

10. Все банки, в которых хранятся вещества, должны быть снабжены этикетками с соответствующими названиями.

11. Запрещается нагревать, смешивать и взбалтывать реактивы вблизи лица. При нагревании нельзя держать пробирку или колбу отверстием к себе или в направлении работающего товарища.

12. Необходимо пользоваться защитными очками в следующих случаях:

а) при работе с едкими веществами (с концентрированными растворами кислот и щелочей, при дроблении твердой щелочи и т. д..);

б) при перегонке жидкостей при пониженном давлении и работе с вакуум-приборами;

в) при работе со щелочными металлами;

г) при определении температуры плавления веществ в приборе с концентрированной серной кислотой;

д) при работе с ампулами и изготовлении стеклянных капилляров.

13. Запрещено выливать в раковину остатки кислот и щелочей, огнеопасных и взрывоопасных, а также сильно пахнущих веществ. Для слива этих веществ в вытяжном шкафу должны находиться специальные сосуды с плотно притертыми крышками и соответствующими этикетками («СЛИВ КИСЛОТ», «СЛИВ ЩЕЛОЧЕЙ», «СЛИВ ОРГАНИКИ»).

14. Не разрешается бросать в раковину стекла от разбитой посуды, бумагу и вату.

15. После завершения работы необходимо отключить газ, воду, вытяжные шкафы и электроэнергию.