Тематические сайты

Химия и токсикология На сайте приводятся описания свойств веществ, симптомов отравления ими и методы лечения отравлений. В разделе База данных можно ознакомится со свойствами веществ, найти некоторые методы синтеза. В разделе "Законы" приводятся материалы, касающиеся тематики сайта, публикуются списки ядовитых и сильнодействующих веществ. На сайте есть небольшая коллекция книг по химии, активно функционирует форум.

Arms.ru - Энциклопедия вооружений Крупный портал по всем видам вооружений. Собрано много статей по химическому и биологическому оружию.

Elementy.ru Сайт elementy.ru специализируется на новостях науки и событиях в этой области (конференции, олимпиады и др.)

Belok-s.narod.ru - Белок и все о нем Электронный учебник о химическом составе, строении, свойствах и биологических функциях белковых молекул.

Biochemistry.ru - Он-лайн учебник по биохимии Электронный учебник "Биологическая химия" изд. «Медицина» 2000 г. Авторы: Е.С. Северин, Т.Л. Алейникова, Е.В. Осипов

Ekologiya.narod.ru - Электронный курс по основам экологии и токсикологии

Захаров Л.Н. Техника безопасности в химических лабораториях

1. ПРАВИЛА РАБОТЫ В ХИМИЧЕСКИХ ЛАБОРАТОРИЯХ Основой для нормальной работы в химической лаборатории может служить лишь сознательное соблюдение каждым сотрудником правил техники безопасности. Более опытные работники должны считать своей прямой обязанностью создание такой психологической атмосферы, при которой пренебрежительное отношение к требованиям техники безопасности было бы невозможно. Следует прежде всего на собственном примере прививать менее опытным, начинающим работникам привычку к рациональной организации рабочего места и трудового процесса, к применению наиболее безопасных приемов работы, к постоянному использованию коллективных и индивидуальных средств защиты. Никакое отступление от требований безопасности не может быть оправдано ни особыми обстоятельствами, ни «разумными доводами». Недопустимо нарушать эти требования даже при полной уверенности, что в данном случае нарушение не приведет к аварии: если неправильный навык закрепится, в дальнейшем он может быть автоматически применен в других, более опасных условиях. Разумеется, далеко не каждое нарушение инструкций влечет за собой несчастный случай. Однако манкирование по мелочам быстро входит в привычку и создает предпосылки для более серьезных нарушений. В результате в лаборатории может возникнуть обста­новка, объективно способствующая росту производственного травматизма. Конечно, никакими, даже самыми подробными инструкциями невозможно охватить все конкретные ситуации, возникающие на практике. Поэтому важно не только знать требования техники безопасности, но и понимать их суть, уметь применять их в нестандартных ситуациях и оценивать возможные последствия любого действия. Умение работать без травм и аварий — один из основных критериев при определении профессиональной квалификации любого специалиста. 1.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ За состояние охраны труда и техники безопасности в лаборатории отвечает руководитель лаборатории. Он может назначать ответственных за технику безопасности в целом по лаборатории, ответственных за противопожарное состояние каждого лабораторного помещения, включая подсобные помещения и лабораторные склады, ответственных за соблюдение техники безопасности при выполнении отдельных видов работ, однако основная ответственность в конечном счете лежит на нем. При этом остальные сотрудники лаборатории также несут персональную ответственность за обеспечение безопасности на собственном рабочем месте и на рабочих местах своих непосредственных подчиненных. Старшие научные сотрудники или руководители групп осуществляют надзор за исправным состоянием оборудования, индивидуальных защитных средств и средств пожаротушения, проводят инструктажи по отдельным видам работ и обучение безопасным методам работы, присутствуют при выполнении опасных работ. Ответственным за технику безопасности в лаборатории назначается наиболее опытный и квалифицированный химик, хорошо знакомый с методикой и техникой всех выполняемых в лаборатории работ. В обязанности ответственного за технику безопасности входит:

1. Проведение регулярных инструктажей по технике безопасности (с ведома и по поручению руководителя лаборатории).

2. Осуществление периодических проверок состояния приборов и оборудования, запрещение работы на неисправном оборудовании.

3. Контроль за соблюдением персоналом лаборатории правил техники безопасности, обсуждение всех случаев нарушения правил с ответственными за это лицами.

4. Оказание консультативной помощи сотрудникам лаборатории при выборе наиболее безопасных способов проведения тех или иных работ, при конструировании и установке лабораторного оборудования

5. Анализ совместно с руководителем лаборатории всех происшествий, связанных с нарушениями правил техники безопасности.

6. Разработка программ обеспечения безопасности и плана мероприятий в рамках комплексной программы охраны труда, контроль за реализацией программ.

К работе в химических лабораториях допускаются лица, прошедшие медицинское освидетельствование и инструктаж по технике безопасности.Прохождение инструктажа обязательно для всех работников, независимо от их образования, стажа работы или должности, а также для командированных и проходящих производственное обучение или практику. По характеру и времени проведения инструктаж подразделяют на вводный, первичный на рабочем месте, повторный, внеплановый и текущий. Вводный инструктаж проводится инженером по охране труда (технике безопасности), а остальные виды инструктажа - заведующим лабораторией или непосредственно руководителем работ. Вводный инструктаж помимо прочих вопросов обязательно должен включать подробное рассмотрение основных опасных и вредных производственных факторов, ознакомление с характерными причинами несчастных случаев в лаборатории и со средствами индивидуальной защиты. Отдельно должны быть рассмотрены общие меры по обеспечению пожарной безопасности и правила пользования первич­ными средствами тушения пожаров, а также вопросы оказания первой помощи пострадавшему. Первичный инструктаж на рабочем месте должен включать ознакомление с условиями работы в лаборатории, с конкретными опасными и вредными производственными факторами, с безопасной организацией и содержанием рабочего места. Инструктируемый должен быть ознакомлен с безопасными и наиболее рациональными приемами и методами работы, с тем, как надо действовать при возникновении опасной ситуации, со средствами индивидуальной защиты на данном рабочем месте, а также с имеющимися в лаборатории средствами пожаротушения. Целью повторного инструктажа является проверка и повышение уровня знаний правил и инструкций по технике безопасности. Внеплановый инструктаж проводится индивидуально или с группой в случаях изменения инструкций, необходимости проведения нового вида работ, незнакомых операций, перед работой с новыми веществами, а также в случаях нарушения работниками правил техники безопасности или после несчастных случаев. В химических лабораториях нельзя работать при плохом самочувствии, в болезненном состоянии, а также при сильной усталости. К работе с химическими вeществами нельзя приступать при наличии незащищенных царапин или ссадин на руках, тем более при экземе или воспалительных процессах кожи. Любые работы в химической лаборатории надо выполнять тщательно, аккуратно, без спешки. На рабочем месте должны находиться только необходимые для выполнения конкретной работы реактивы, приборы и оборудование. Беспорядок на рабочем месте недопустим. К выполнению любой работы можно приступать только тогда, когда все ее этапы понятны и не вызывают никаких сомнений. Если возникают какие-либо неясности, следует до начала работы обратиться к руководителю. Операции, связанные с повышенной опасностью, необходимо проводить только под непосредственным наблюдением руководителя или опытного работника. План работы должен быть заранее обдуман, а лучше всего — обсужден. Если какая-либо операция не может быть выполнена в течение рабочего дня, следует заранее решить, на какой стадии работа может быть прервана до следующего дня. Фиксация условий и результатов каждого опыта в рабочем журнале должна проводиться в ходе выполнения работы или сразу же после ее окончания. Ведение черновиков не допускается; в рабочем журнале должны проводиться и все необходимые расчеты. При описании экспериментов особо следует выделять все замеченные отклонения от описанного в методике хода процесса, а также возможные источники опасности - бурное выделение газа, самопроизвольное повышение температуры и т. п. При воспроизведении описанных в литературе синтезов следует по крайней мере первый опыт проводить с рекомендованными количествами веществ и строго придерживаться условий, указанных в прописи. Исследовательские работы, результат которых невозможно предсказать заранее, нельзя проводить сразу с большими количествами веществ. Даже когда пробные опыты с малыми количествами реактивов проходят гладко, при переходе к препаративным синтезам следует соблюдать осторожность. Ведь если, например, выделение теплоты или вспенивание массы в небольших объемах не вызывает осложнений, то при значительных загрузках они могут послужить причиной аварии. Емкости с реактивами должны быть снабжены надежно наклеенными этикетками с разборчивыми надписями, где указаны название соединения и его химическая формула Запрещается исправлять надписи на этикетках, наклеивать новые этикетки, не удалив старых, наносить на емкости с реактивами легко смывающиеся надписи. Запрещается пользоваться реактивами без этикеток или с сомнительными надписями на них: вподобных случаях необходимо точно установить формулу вещества с помощью химического анализа. Если определение состава реактива не представляется возможным, он подлежит уничтожению. Этикетками с указанием формулы вещества и номера опыта по рабочему журналу должны непременно снабжаться также емкости с промежуточными продуктами в многостадийных синтезах, если они не используются немедленно. Необходимо внимательно следить за сохранением чистоты реактивов. Ни в коем случае нельзя путать пробки от банок с реактивами, доставать вещество из банки грязным шпателем и т. д. Загрязнение реактивов может не только привести к искажению результатов работы, но и вызвать нежелательные и опасные побочные процессы вследствие, например, каталитических эффектов. Так, присутствие случайных примесей солей или оксидов железа, то есть ржавчины, солей хрома, цинка и т. п. при работе с концентрированной перекисью водорода может вызвать ее самопроизвольное бурное разложение. Запрещается выбрасывать в раковины отходы химических реактивов, сливать органические растворители, водные растворы химических веществ. Отходы подобного рода следует в конце рабочего дня выносить специально отведенные для сливов места с целью последующего централизованного их уничтожения. Отходы органических растворителей собирают отдельно от водных растворов и от неорганических веществ. Практика выбрасывания в раковину даже, казалось бы, безвредных и безопасных химических веществ, во-первых, приводит к ускоренной коррозии и выходу из строя канализационных труб; во-вторых, при взаимодействии отходов могут образоваться ядовитые газы. Результаты взаимодействия, как правило, труднопредсказуемы, поскольку в канализационной сети смешиваются стоки из разных лабораторных помещений. Химические вещества также нельзя выбрасывать вместе с мусором на помойку. Все сотрудники лаборатории обязаны владеть приемами оказания первой (доврачебной) помощи при несчастных случаях — уметь накладывать повязки для остановки кровотечения, проводить искусственное дыхание, непрямой массаж сердца и т. д. В каждом рабочем помещении на видном месте должна находиться полностью укомплектованная аптечка первой помощи. Состав аптечки зависит от характера работ, выполняемых в лаборатории, и должен быть согласован с врачом. По мере расходования и окончания срока годности медикаментов аптечку необходимо без промедления пополнять. Запрещается работать в условиях, при которых невозможно оказание немедленной помощи в случае аварии: при работе в вечернее и ночное время, независимо от характера работ, а также при выполнении операций, связанных с какой-либо опасностью, в любое время суток, в рабочем помещении должно находиться не менее двух человек. К числу опасных относятся любые работы с токсичными, едкими, горючими и взрывоопасными веществами (см. приложения 2 и 3), с движущимся оборудованием, с использованием повышенного давления, вакуума, высоких температур, сильного охлаждения, электрического тока, а также все нестандартные операции. Запрещается оставлять без присмотра работающие установки, включенные электронагревательные приборы, газовые горелки. Если необходимо ненадолго отлучиться от работающей установки, следует поручить присмотр за ней досрочно квалифицированному сотруднику, подробно проинструктировав его. Нельзя поручать другим лицам присмотр за установкой, если она не вышла на рабочий режим, работает нестабильно или имеет какие-либо отклонения от нормы Перед уходом из лаборатории следует убедиться что на каждом рабочем столе и в вытяжных шкафах отключены вода и электрические приборы, перекрыты газовые линии, в смонтированных приборах закончились все химические процессы, а из водяных холодильников слита вода. Каждый работник лаборатории должен иметь в индивидуальном пользовании средства индивидуальной защиты — очки или маску для защиты глаз и лица респираторы для работы с пылящими веществами заранее подогнанный и проверенный на герметичность противогаз, резиновые перчатки, а такжеспецодежду - халат, а в некоторых случаях головной убор и прорезиненный фартук. 1.2. ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ УБОРКЕ ЛАБОРАТОРНЫХ ПОМЕЩЕНИЙ 1. Уборщица лабораторных помещений должна находиться в подчинении непосредственно у руководителя лаборатории и не должна подчиняться другим руководителям. 2. Первичный инструктаж на рабочем месте для уборщиц помимо обязательных сведений общего характера (см. разд. 1.1) должен включать конкретные указания на оборудование, которое не подлежит уборке вовсе, и на места, где уборка разрешается только в присутствии второго лица. В инструктаже следует четко оговорить объем работы, периодичность уборки отдельных участков (ежедневно, раз в неделю, перед праздниками, по мере необходимости), а также способ очистки каждого из объектов (влажная уборка, протирка сухой тряпкой, уборка пылесосом и т. п.). Обязательным является также подробное ознакомление с особенностями работы в лаборатории, со всеми опасными и вредными производственными факторами. Технический персонал лаборатории должен владеть приемами оказания первой помощи пострадавшему и уметь пользоваться средствами пожаротушения.

3. Если уборка помещений производится до начала рабочего дня или после его окончания, помимо уборщицы в лаборатории обязательно должен присутствовать дежурный сотрудник.

4. При уборке помещений не следует по собственной инициативе стирать пыль с приборов, оборудования, опорожнять контейнеры с химическими сливами, если на это не получено специального разрешения. Ни при каких обстоятельствах нельзя мыть или чистить включенное в сеть электрооборудование. Уборка рабочих столов, вытяжных шкафов, персонального оборудования должна проводиться самостоятельно каждым сотрудником.

5. Если во время уборки произошел какой-либо инцидент: разлился или просыпался реактив, разбился или поломался предмет оборудования и т. п., нельзя пытаться ликвидировать последствия, не поставив в известность кого-либо из сотрудников.

6. Не разрешается давать техническому персоналу какие-либо поручения, не входящие в круг его прямых должностных обязанностей, например присмотр за работающим оборудованием, демонтаж экспериментальных установок и т. п.

7. Нельзя поручать уборщицам уборку пролитых или просыпанных химических веществ, ликвидацию последствий аварии. Прибегать к помощи уборщиц можно лишь после полного удаления вредных или пожароопасных веществ.

8. Нельзя стирать дома спецодежду, в которой производится уборка химических лабораторий.

1.3. ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ ОТРАВЛЕНИЙ [3, 9, 52] Задачи предотвращения воздействия на работающих вредных производственных факторов и в частности вредных веществ решает производственная санитария. В книге по технике безопасности невозможно подробно рассмотреть вопросы производственной санитарии в химических лабораториях — важнейшего раздела охраны труда. Однако каждый химик должен иметь представление об основных направлениях борьбы с профессиональными отравлениями. Классификация химических веществ по степени воздействия на организм При работе в химической лаборатории следует ис­ходить из того, что все химические вещества в той или иной степени ядовиты. Совершенно безвредна только чистая вода. По степени воздействия на организм вред­ные вещества подразделяются на четыре класса опас­ности:

1. — чрезвычайно опасные;

2. — высокоопасные;

3. — умеренно опасные;

4. — малоопасные.

Таблица 1. Классификация вредных веществ в зависимости от токсикометрических характеристик (по ГОСТ 12.1.007—76 ССБТ)

Показатель	Нормы для класса опасности
	1	2	3	4
Прендельно допустимая концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны производственных помещений ПДКр.з.,мг/м3*	<0,1	0,1-1,0	1,1-10,0	>10,0
Средняя смертельная доза ЛД50,мг/кг
При введении в желудок	<15	15-150	151-5000	>5000
При нанесении на кожу	<100	100-500	501-2500	>2500
Средняя смертельная концентрация в воздухе ЛК50,мг/м3	<500	500-5000	5001-50000	>50000
Коэффициент возможности ингаляционного отравления (КВИО)	>300	300-30	29-3	<3
Зона острого действия **	<6,0	6,0-18,0	18,1-54,0	>54,0
Зона хронического действия **	>10,0	10,0-5,0	4,9-2,5	<2,5

Класс опасности вредных веществ устанавливают зависимости от показателей, приведенных в табл. 1. Отнесение конкретного вещества к тому или иному классу опасности производят по показателю, значение которого соответствует наиболее высокому классу опасности. Обязательным условием безопасной работы с хи­мическими веществами является не только знание класса опасности всех реактивов и растворителей, с которыми приходится иметь дело при повседневной работе, но также знание особенностей их токсического действия, основных мер профилактики отравлений, симптомов отравления и способов оказания первой помощи при отравлениях. Перед началом работы с новыми, незнакомыми веществами следует не только изучить их химические и физические свойства, но и обязательно ознакомиться по справочным изданиям, например [6, 7, 66], с их токсическим действием и с гигиеническими нормативами. Острые и хронические отравления Результатом воздействия вредных веществ на организм человека могут быть острые или хронические отравления. Острые отравления возникают при поступлении в организм относительно больших количеств вредных веществ за небольшой промежуток времени и выражаются в ярких типичных нарушениях нормальной жизнедеятельности непосредственно после отравления или через сравнительно небольшой (от нескольких минут до нескольких часов, реже — нескольких суток) период. Понятно, что острые отравления не могут возникать при нормальной работе, а являются следствием аварийных ситуаций, поломок оборудования, разливов вредных веществ или грубых нарушений техники безопасности. Меры предупреждения аварий при различных видах работ в химических лабораториях рассмотрены в других главах книги. Меры первой помощи при острых отравлениях рассмотрены в гл. 2. В отличие от острых, хронические отравления возникают при длительном воздействии на организм относительно небольших количеств вредных, веществ и могут иметь место и при безаварийной работе, как следствие несоблюдения правил и норм хранения реактивов, недостаточно эффективной работы вентиляции, несоблюдения правил личной гигиены и т. п. Тяжелые последствия хронических отравлений усугубляются тем, что их симптомы часто бывают неспецифическими и не связываются с истинной причиной до тех пор, пока продолжающееся проникновение ядов в организм не приводит к серьезным нарушениям здоровья. Нередко хронические отравления не проявляются в виде выраженных профессиональных заболеваний, но способствуют развитию или обострению общих, непрофессиональных заболеваний [54]. Специфика работы в химических лабораториях заключается в чрезвычайном разнообразии воздействующих вредных веществ, что затрудняет клиническую диагностику хронических отравлений. Меры предосторожности при различных путях поступления вредных веществ в организм При работе с химическими веществами следует предотвратить возможность их проникновения в организм человека через легкие, кожу и через рот. Общие меры предосторожности. Замена чрезвычайно опасных и высокоопасных веществ умеренно и малоопасными уменьшает возможность как хронических, так и острых отравлений. Допустимость подобной замены должна определяться прежде всего особенностями конкретной работы. Так, в качестве растворителя для перекристаллизации органических веществ или для проведения реакций в органической химии вместо относящегося к высокоопасным веществам бензола можно с успехом использовать умеренно опасный толуол. Хотя оба растворителя по строению относятся к одному классу органических соединений, толуол при 20 °С почти в три раза менее летуч по сравнению с бензолом. Следовательно, при работе с толуолом при прочих равных условиях в воздух попадает в три раза меньше вредных паров, чем при работе с бензолом. Кроме того, толуол обладает меньшей токсичностью, поскольку в организме сравнительно быстро окисляется до бензойной кислоты (ПДК бензола 5 мг/м³, а для толуола — 50 мг/м³) и легче обнаруживается по запаху (порог восприятия запаха - ПВЗ — для бензола составляет 5 мг/м³, а для толуола — 1,8 мг/м³). В то же время растворяющая способность обоих растворителей практически достаточно близка; при небольшой корректировке толуолом удается заменить бензол и в большинстве смесей для элюирования в тонкослойной хроматографии. В некоторых случаях использование толуола дает определенные преимущества, поскольку он имеет более низкую температуру замерзания. Следует категорически запретить практику использования высокоопасных растворителей для технических целей, в частности бензола и четыреххлористого углерода для очистки поверхностей и «химчистки», дихлорэтана — для приготовления клея для пластмасс. Во всех этих случаях токсичные растворители можно заменить на малоопасные или их смеси. Так, превосходным растворителем для многих лаков служит смесь ацетона (4 класс опасности) и тетралина (4 класс опасности). При выведении жирных пятен с одежды кашица из скипидара и аэросила гораздо эффективнее четыреххлористого углерода. Во многих случаях при проведении научно-исследовательских работ опасность отравлений может быть весьма существенно уменьшена путем перехода к «микрохимии», то есть к работе с микро- или полу - микроколичествами веществ. Развитие современных все более и более совершенных методов анализа дает реальную возможность такого перехода не только без снижения научной результативности работы, но и со значительной экономией материалов и времени. Ингаляция газов, паров, туманов и аэрозолей. Поступление вредных веществ в организм человека через органы дыхания — наиболее распространенная опасность в лабораторной практике. Поражению различных органов и систем организма при ингаляционных отравлениях способствует большая поверхность легочной ткани и быстрота проникновения вредных веществ в кровь. Основной путь борьбы с ингаляционными отравлениями заключается в предотвращении возможности попадания вредных веществ в виде газов, паров и аэрозолей в воздух лабораторных помещений. Любые работы с газообразными, а также летучими или пылящими жидкими и твердыми веществами разрешается проводить только в вытяжном шкафу при , включенной вентиляции. Под тягой следует размещать также сушильные шкафы, в которых производят сушку веществ от органических растворителей. Скорость воздуха в рабочих проемах вытяжного шкафа должна соответствовать классу опасности веществ, с которыми производится работа:

Класс опасности	Скорость воздуха, м/с
Малоопасные вещества (4)	0,35—0,5
Умеренно опасные (3)	0,5—0,75
Высокоопасные (2)	0,75—1,0
Чрезвычайно опасные (1)	1,0—2,0

Нередко требование работать в вытяжном шкафу распространяется только на дурнопахнущие и раздражающие слизистые оболочки вещества. Между тем, гораздо большую опасность представляют вредные вещества, обладающие слабым запахом. В этом случае человек может не чувствовать, что подвергается опасности отравления, и не принимает своевременно мер предосторожности. Так, ПВЗ для бензола составляет 5 мг/м³ и совпадает со значением ПДК; для этилбензола значение ПВЗ — 10 мг/м³, что в 2 раза выше ПДК — 5 мг/м³ [6, т. 1]. Особую опасность представляют пары ртути, не обнаруживаемые органами чувств даже в концентрациях, быстро приводящих к острому отравлению (см. гл. 14). Дежурный по лаборатории должен включать вытяжную вентиляцию не менее чем за полчаса до начала рабочего дня. Отключать ее в течение рабочего дня можно только в том случае, если конструкция створок вытяжного шкафа позволяет закрыть его герметично. При работе створки следует открывать на минимальную удобную для работы высоту, но не более чем на ¹/₃. Окна вытяжного шкафа, которыми в данный момент не пользуются, должны быть закрыты. Закрытыми окна вытяжного шкафа следует оставять и на ночь. Пыль, ржавчина и сконденсировавшиеся маслянистые жидкости оседают на стенках вентиляционных каналов в виде рыхлого хлопьевидного слоя, который активно адсорбирует вредные вещества. При отключенной вентиляции и при открытых створках вытяжного шкафа может создаваться обратный поток воздуха — из вентиляционного канала в рабочее помещение. За счет десорбции вредных веществ воздух рабочего помещения к утру накапливает их в концентрациях, в несколько раз превышающих ПДК. В рабочих помещениях не следует создавать запасов реактивов, особенно летучих: через неплотности в упаковке они могут постепенно испаряться и в течение длительного времени отравлять атмосферу, вызывая хронические отравления. Необходимые для текущей работы реактивы нужно держать плотно укупоренными а наиболее летучие — на специальных полках в вытяжном шкафу (см. разд. 1.4). Взвешивать летучие твердые и жидкие вещества можно только в плотно закрывающихся сосудах. При необходимости частого взвешивания летучих веществ технические весы устанавливают в вытяжном шкафу, если же вещества относятся к классу чрезвычайно опасных — в перчаточном боксе. Еще одним из источников загрязнения атмосферы может быть лабораторная раковина-мойка, если она не оборудована вытяжной вентиляцией. В таких случаях предварительную очистку посуды, загрязненной летучими вредными веществами, следует проводить в вытяжном шкафу. В необходимых случаях производят дегазацию посуды раствором кислоты, щелочи или спе­циальным дегазирующим раствором. В аварийных ситуациях, когда атмосфера лаборатории внезапно оказывается зараженной ядовитыми парами или газами, оставаться в помещении для ликвидации последствий аварии (отключения аппаратуры, уборки пролитой жидкости и т. п.) можно только в противогазе. Личные противогазы каждого работника всегда должны находиться в рабочей комнате на видном месте и быть готовыми к немедленному применению(марки фильтрующих противогазов и их назначение см, в приложении 4). Коробка фильтрующего противогаза должна соответствовать характеру находящегося в атмосфере ядовитого вещества. Отработанные коробки противогазов следует своевременно заменять. Не допускается применение противогазов при наличии в воздухе практически несорбирующихся веществ — ацетилена, метана, этана, бутана, этилена и т. п., а также при неизвестном составе паров или газов, загрязняющих атмосферу. В таких случаях находиться в помещении нельзя. Как аварийную ситуациюследует рассматривать пролив вне вытяжного шкафа даже небольших количеств токсичных жидкостей, особенно имеющих низкие значения ПДК- Так, в случае пролива и последующего испарения в комнате объемом 100 м³ всего 50 г бензола, в зоне дыхания образуются концентрации, превышающие значение ПДК (5 мг/м³) более чем в 100 раз. При расчете необходимо учитывать, что смесь паров бензола (и других жидкостей, кипящих ниже 80 °С) с воздухом значительно тяжелее воздуха и скапливается в нижних зонах помещения, что затрудняет удаление паров при проветривании. Снижение концентрации паров до уровня ПДК только за счет работы вытяжной вентиляции будет обеспечено не ранее чем через несколько часов. Приступать к нормальной работе без противогаза после аварийного пролива ядовитых жидкостей можно только убедившись с помощью индикаторных трубок, что концентрация паров не превышает ПДК (перечень выпускаемых индикаторных трубок см. в приложении 6). Песок, обычно рекомендуемый для уборки пролитых жидкостей, обладает невысокой впитывающей способностью. Для этой цели лучше использовать сухие древесные опилки, фильтроперлитовый порошок и другие пористые материалы (см. разд. 3.3). Проникновение через кожные покровы. Работники химических лабораторий обычно недооценивают опасность отравления при попадании токсичных веществ «а кожу. Между тем, многие органические жидкости, в том числе анилин, бензол, диоксан, дихлорэтан, пиперидин, метанол, а также растворы твердых и жидких веществ в таких растворителях, как диметилсульфоксид, обладают способностью легко всасываться при попадании на кожу. При этом количество яда, проникшего в организм при единовременном контакте, может исчисляться сотнями миллиграммов, а при продолжительном контакте или большой площади облитой кожи — граммами. Те же количества ядовитых веществ могут попасть в организм через легкие только при длительном (несколько десятков часов) пребывании в атмосфере, содержащей высокие концентрации паров данного вещества. Проникшие через кожу яды попадают непосредственно в кровь, вызывая острые отравления, или депонируются в жировых тканях, приводя к хроническим отравлениям, аллергическим дерматитам и другим заболеваниям. Твердые вещества также могут проникать через неповрежденную кожу, особенно если они находятся в мелкодисперсном, пылеобразном состоянии. При попадании под одежду, особенно на внутренние поверхности манжет, воротничков, частицы пыли постепенно втираются в поры кожи при движении. Увлажнение кожи, например при потении, резко увеличивает скорость проникновения через нее. Наконец, токсичные пары и газы могут попадать в организм через кожные покровы и непосредственно из воздуха, так как кожа участвует в процессе дыхания. Необходимо учитывать высокую сорбционную способность текстильных материалов, особенно шерсти и хлопка, по отношению ко многим жидким и газообразным веществам. Работа без спецодежды создает условия для накопления ядовитых веществ в личной одежде. Постепенно десорбируясь, яды впитываются всей поверхностью кожи, причем их действие продолжается вне стен лаборатории [9]. Проникновение ядов в организм через кожу можно предотвратить или уменьшить путем соблюдения личной гигиены и применения спецодежды. Рис. 1. Приспособление для засасывания жидкостей в пипетку: 1 — медицинский шприц; 2 — отрезок резинового шланга; 3 — пипетка Все сотрудники лабораторий, даже не работающие непосредственно с химическими веществами, должны на рабочем месте носить халаты из хлопчатобумажной ткани. В лаборатории должна быть организована регулярная стирка спецодежды в специальной прачечной, где необходимо предусмотреть предварительную дегазацию от химических загрязнений. Стирать спецодежду дома или непосредственно в химической лаборатории запрещается. Нельзя хранить вместе рабочие халаты и личную одежду. При попадании каких-либо веществ на кожу их необходимо немедленно удалить. В каждой рабочей ком нате должны быть умывальник и фен для мытья и сушки рук; пользоваться полотенцем в химических лабораториях нежелательно. Использование резиновых перчаток при работе с химикатами во многих случаях служит достаточной мерой для предотвращения загрязнений [9]. Следует однако иметь в виду, что резина не в одинаковой степени защищает руки от действия различных веществ (см. приложение 7). Многие жидкости обладают способностью быстро проникать через тонкую резиновую пленку. Особое внимание следует уделять защите глаз. Весьма желательно постоянное ношение защитных очков в рабочих помещениях. При проведении любых операций, связанных хотя бы с малейшей опасностью повреждения или засорения глаз, работать без очков или маски запрещается. Поступление через пищеварительный тракт. Случаи умышленного принятия ядовитых веществ здесь не рассматриваются. Непреднамеренное попадание небольших количеств вредных веществ в органы пищеварения возможно при нарушении правил личной гигиены, при курении и приеме пищи в рабочих помещениях. Прием пищи допустим только в специально отведенных для этой цели помещениях, в которых не должны проводиться какие-либо работы с химическими веществами. Нельзя принимать пищу в рабочих халатах — увы, это, казалось бы, само собой разумеющееся правило на практике часто нарушается даже опытными химиками, что вызывает необходимость еще раз сосредоточить на нем внимание. Запрещается хранить пищевые продукты, в том числе выдаваемые на предприятии молочные продукты, в холодильниках, используемых для хранения или даже эпизодического охлаждения химических веществ. Молоко должно храниться в специальных пищевых холодильниках, расположенных вне рабочих помещений. Категорически запрещается засасывать жидкости пипетки ртом. Для этой цели удобнее и безопаснее пользоваться резиновой грушей или медицинским шприцем на который вместо иглы надевают небольшой отрезок резинового шланга (рис. 1). Удобны и пипетки-дозаторы с цилиндрическим шлифом (рис. 16). 4. ХРАНЕНИЕ РЕАКТИВОВ Вопросам организации складского хозяйства в рамках завода или института посвящены отдельные монографии [49, 58]. Ниже рассмотрены лишь самые общие положения, которыми необходимо руководствоваться при хранении лабораторных запасов реактивов на лабораторных складах или непосредственно в рабочих помещениях. Хранение на лабораторных складах и в кладовых Лабораторные запасы реактивов должны храниться в специально оборудованных, хорошо вентилируемых сухих, а в необходимых случаях отапливаемых помещениях в строгом порядке. Небольшие лабораторные склады, как правило, не имеют специальных кладовщиков, однако поддержание порядка на складе должно быть поручено одному работнику; он же контролирует расход и своевременное пополнение реактивов. Нормы и правила хранения лабораторных реактивов разрабатываются отдельно в каждой организации в соответствии с особенностями работы, количеством реактивов и их ассортиментом, наличием складских помещений и т. п. При размещении реактивов на складах или в кладовых следует неукоснительно соблюдать порядок совместного хранения пожаро- и взрывоопасных веществ. 

Не разрешается совместное хранение реактивов, способных реагировать друг с другом с выделением тепла или горючих газов. Нельзя также совместно хранить вещества, которые в случае возникновения пожара нельзя тушить одним огнетушащим средством.

Отдельно друг от друга следует хранить следующие группы реактивов. 1.Твердые окислители, образующие с горючими веществами пожаро- и взрывоопасные смеси - гипохлориты, перхлораты, хлораты, перманганаты, нитраты, хроматы, дихроматы, пероксиды металлов и т. п.

2. Жидкие окислители, неорганические кислоты и дымящие неорганические вещества кислотного характера-серная, соляная, азотная, хлорная кислоты, олеум, 30% пероксид водорода (пергидроль), бром, тионилхлорид, сульфурилхлорид и т. п. Дымящие вещества необходимо хранить в вытяжных шкафах вентилируемых хранилищ.

3. Сжатые, сжиженные и растворенные газы. Горючие и взрывоопасные газы — ацетилен, водород, пропан, бутан — следует хранить отдельно от газов, поддерживающих горение — кислорода, воздуха, хлора. Допускается совместное хранение горючих газов с инертными и негорючими газами: аргоном, гелием, азотом, диоксидом углерода и т. п.

4. Вещества, воспламеняющиеся либо при контакте с воздухом или водой, либо при незначительном нагревании — щелочные и щелочноземельные металлы, пирофорные металлы (например, никель Ренея), карбиды, силициды и гидриды щелочных и щелочноземельных металлов, белый фосфор. Металл- органические соединения (МОС) образуют отдельную группу хранения в связи с особенностями их тушения (см. разд. 12.3

5. 5. Концентрированные растворы и индивидуальные МОС — триэтилалюминий, диэтилалюминийхлорид, бутиллитий и др.

6. Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости (ЛВЖ и ГЖ) - ЛВЖ с температурой кипения ниже 50 °С (диэтиловый эфир, пентан, сероуглерод, метилформиат и т. п.) летом следует хранить в прохладных помещениях или холодильниках, чтобы избежать повышения давления внутри тары.

7. Легковоспламеняющиеся твердые вещества — красный фосфор, сера, нитроцеллюлоза, и другие нитросоединения, циклогексаноноксим и др.

8. Сильные яды — цианиды, соединения мышьяка, метанол — хранят отдельно в соответствии со специальными инструкциями. При размещении реактивов на складе следует максимально ограничить возможность разрушения тары в результате неаккуратного обращения и при возможных аварийных ситуациях. Стеклянные бутыли с веществами объемом 5—20 л хранят в заводской упаковке, предпочтительно полимерных обрешетках цельнолитой конструкции. Деревянные обрешетки должны иметь огнезащитные покрытия и не содержать стружек или других пожароопасных прокладочных материалов. 

Хранение стеклянных бутылей объемом 5—20 л без обрешеток не допускается. Хранение в рабочих помещениях Необходимые для повседневной работы реактивы в ограниченных количествах допускается держать в лабораторных помещениях. При этом в шкафах для реактивов, на открытых полках или в тумбах лабораторных столов можно хранить нелетучие, непожароопасные и малотоксичные твердые вещества и водные растворы, титрованные растворы кислот и щелочей, наборы реактивов для качественного химического анализа в пузырьках и капельницах объемом 10—50 мл.  Бутылки с концентрированными минеральными кислотами — соляной, азотной, серной, а также с хромовой смесью на основе концентрированной серной кислоты — следует держать раздельно друг от друга в вытяжном шкафу на керамических или эмалированных поддонах с песком или в фарфоровых стаканах. Емкость бутылок с кислотами не должна превышать 1 л. Если в лаборатории имеется такая возможность, для хранения кислот и других выделяющих агрессивные пары реактивов необходимо выделить отдельный вытяжной шкаф. В крайнем случае допускается хранение кислот в рабочих вытяжных шкафах, лучше на специальных полках. Но и тогда нельзя загромождать вытяжной шкаф; при проведении работ с повышенной пожароопасностью, например при перегонке ЛВЖ, емкости с кислотами следует временно убрать. Нельзя хранить дымящие минеральные кислоты в нижних невентилнруемых секциях вытяжных шкафов и в специальных выложенных асбестом ящиках. Поступающие даже в ничтожных количествах в воздух лабораторных помещений пары кислот провоцируют заболевание кариесом, не говоря уже о преждевременной порче расположенного в нижней части вытяжных шкафов сантехнического оборудования. Нельзя также признать безопасной практику ежедневного в конце рабочего дня выноса кислот на лабораторный кислотный склад. Переноска агрессивных жидкостей — сама по себе опасная операция, и частое ее повторение увеличивает вероятность пролива. Следовало бы покончить и с укрепившейся во многих организациях практикой обязательного выноса из лабораторных помещений кислот и ЛВЖ перед 1 Мая и 7 ноября. В вытяжном шкафу следует держать и некоторые другие летучие и агрессивные вещества, например бром, хлористый тионил, концентрированный водный раствор аммиака и т. п. Однако в рабочей тяге подобные реактивы могут находиться только в тех случаях, когда потребность в них возникает регулярно. Как только повседневная необходимость в каком-либо реактиве исчезает, он должен быть вынесен на лабо­раторный склад. Необходимые для повседневной работы легковоспламеняющиеся и горючие жидкости (ЛВЖ и ГЖ) в пределах установленных для каждого лабораторного помещения норм (как правило, суммарный объем не должен превышать 3—5 л) могут храниться в специальных плотно закрывающихся металлических ящиках, выложенных изнутри асбестом. Нормы и условия хранения ЛВЖ должны быть согласованы с инженером по технике безопасности. Емкости с ЛВЖ, хранящиеся в лаборатории, не должны превышать 1 л. В случаях, если возникает необходимость в хранении перегнанных или абсолютированных раство­рителей в колбах или сосудах Шленка, их помещают в выложенный изнутри асбестовым картоном фарфоровый стакан или металлический кожух. В соответствии с действующими правилами, непосредственно в ящиках для ЛВЖ нельзя хранить жидкости с температурой кипения ниже 50 °С (пентан, сероуглерод, диэтиловый эфир и др.). Это же ограничение распространяется и на растворы горючих газов в ЛВЖ. например раствор диметиламина в толуоле и т п. В лабораториях такие растворители следует держать в специальных холодильниках для реактивов. Холодильники бытового типа имеют электрические устройства (выключатели света, тумблеры ручной регулировки температуры и т. п.), которые могут ока­заться причиной воспламенения паров, образовавшихся в результате случайного пролива ЛВЖ внутри холодильника [48]. При нормальном режиме хранения только за счет испарения через неплотности в укупорке в холодильнике не могут создаться взрывоопасные концентрации. Однако в случае аварийных перерывов в подаче электроэнергии, особенно в ночное время, и при наличии очень большого количества плохо укупоренных ЛВЖ в холодильнике такая опасность не может быть исключена. Для ее устранения бытовые холодильники переоборудуют: выносят тумблер ручного контроля и всю электроарматуру за пределы внутреннего объема и герметизируют все места выхода проводов из холодильника. Саморазмораживающиеся холодильники не подлежат переоборудованию. Хранение небольших количеств ЛВЖ в герметически укупоренной таре, например диэтилового эфира в фабричной упаковке во флаконах по 100 мл («Эфир для наркоза»), в условиях, исключающих возможность падения бутылок или нарушения герметичности, допускается и в необорудованных холодильниках. Помимо горючих веществ в холодильниках хранят реактивы и полупродукты, нестойкие при комнатной температуре, разумеется при этом обязательно соблюдать порядок совместного хранения пожаро- и взрывоопасных веществ.. 1.5. РАСФАСОВКА РЕАКТИВОВ Многие реактивы поступают в лаборатории в крупной таре. Запрещен отбор мелких порций веществ непосредственно из больших бутылей, бочек и т. д. Поэтому перед употреблением необходимо произвести расфасовку реактивов. Расфасовка реактивов — опасная операция, поэтому доверять ее можно только опытным лицам, хорошо знакомым со свойствами данных веществ. Расфасовка твердых реактивов Твердые реактивы, способные раздражать кожу или слизистые оболочки, следует расфасовывать в специальных вентилируемых помещениях или — при условии теплой, сухой, безветренной погоды — на открытом воздухе. Работать следует в резиновых перчатках, за­щитных очках или маске. Волосы должны быть убраны под берет или косынку, манжеты и ворот халата -плотно прилегать к телу. При расфасовке пылящих или выделяющих едкие пары веществ необходимо надевать респиратор или противогаз. Нельзя заменять респираторы марлевыми повязками — они недостаточно эффективны. После расфасовки пылящих веществ необходимо принять душ, а спецодежду отдать в стирку. Расфасовка жидкостей Эту операцию рекомендуется производить с помощью сифонов или перелавливать жидкости под небольшим напором воздуха, например с помощью велосипедного насоса (рис. 2). Для переливания жидкостей из больших бутылей удобны деревянные или металлические стояки; бутыль при этом жестко закрепляется в гнезде, посаженном на ось, благодаря чему ее можно плавно наклонять под любым углом (рис. 3). Рис. 2. Переливание жидкости из большой бутыли напором воздуха  Рис. 3. Приспособление для наклона бутылей  Особенно осторожно следует переливать концентрированные кислоты и другие едкие жидкости. Чтобы не образовывалось брызг, жидкость должна течь тонкой равномерной струей. Расфасовку, а также любые, даже самые простые боты с едкими жидкостями необходимо выполнять в резиновых перчатках и защитной маске (очки не обеспечивают защиту лица!). При работе со значительными (более 1 л) количествами едких жидкостей обязательно надевать резиновые сапоги и длинный прорезиненный фартук. Пренебрежение средствами индивидуальной защиты может привести к тяжелым последствиям. Младший научный сотрудник Н. проводил реакцию в расплаве едкого натра в открытом фарфоровом стакане на электроплитке. Перед уходом на обед он, в соответствии с инструкцией, отключил обогрев, а после окончания обеденного перерыва снова включил плитку. Спустя 15—20 мин он заглянул в стакан и обнаружил там твердую массу. Желая убедиться, что щелочь еще не расплавилась, Н. притронулся стеклянной палочкой к ее поверхности. В этот момент ему в лицо брызнула струя расплавленной щелочи. Н. быстро промыл лицо струей воды из-под крана. Непосредственно в глаза брызги не попали, хотя пострадавший в момент происшествия был без очков. Однако при смывании щелочи со лба и с виска раствор ее попал в глаз. Этого оказалось достаточно, чтобы вызвать химический ожог роговицы. После продолжительного лечения зрение пораженного глаза было восстановлено почти полностью. Причиной выброса расплава оказалось стечение следующих обстоятельств. Застывшая во время обеда масса после возобновления обогрева успела почти полностью расплавиться. Сверху оставалась тонкая корка кристаллической массы. При этом под коркой создалось избыточное давление за счет расширения щелочи при плавлении и нагревании. Когда Н. дотронулся палочкой до поверхности, корка проломилась и часть расплава под давлением была выброшена через образовавшееся отверстие. Единственное, что можно поставить в вину пострадавшему, это отсутствие очков или маски, поскольку заранее предвидеть подобное поведение массы было, пожалуй, трудно. Но в данном конкретном случае даже наличие очков не повлияло бы на исход, поскольку глаз был поражен не прямым попаданием щелочи, а при промывании лица. Однако защитный экран или маска, безусловно, предотвратили вы несчастье. Расфасовку едких реактивов должны производить - менее чем два работника. Наготове должна находиться вода в достаточном количестве и нейтрализующие средства — раствор соды или кислоты. Расфасовка органических растворителей Этот процесс требует принятия специальных мер предосторожности. Хотя пары большинства растворителей не обладают выраженным раздражающим действием, они токсичны. При переливании больших количеств, особенно если оно производится неаккуратно, может создаться опасная для здоровья и даже жизни концентрация паров. При расфасовке четыреххлористого углерода, сероуглерода, бензола, нитробензола, пиридина, метанола необходимо пользоваться сифонами. Работать следует при хорошей вентиляции, желательно в противогазе.

3. СРЕДСТВА И СПОСОБЫ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ И ЗАГОРАНИЙ К первичным огнетушащим средствам относятся различные огнетушители, асбестовое полотно, а также водопроводная вода. В условиях лаборатории, при чрезвычайном обилии разнообразных горючих веществ с различными свойствами, особенно важно правильное и своевременное применение первичных средств тушения огня. Успешная борьба с загораниями невозможна без четкого знания возможностей и областей применения каждого из имеющихся в лаборатории огнетушащих средств [1, 21, 33, 37, 39, 40]. 3.1. ОГНЕТУШИТЕЛИ [40] Лабораторные, складские, вспомогательные и административные помещения снабжаются огнетушителями в соответствии с разработанными на предприятии нормами. В химических лабораториях рекомендуется использовать углекислотные, порошковые, пенные и воздушно-пенные огнетушители. Ручные углекислотно-бромэтиловые огнетушители ОУБ-3 и ОУБ-7, а также ручные аэрозольные огнету­шители ОА-1 и ОА-3, содержащие в качестве рабочего вещества этилбромид, в настоящее время сняты с производства и в химических лабораториях не применяются. Вместо них рекомендуется использование углекислотных и порошковых огнетушителей. Технические характеристики огнетушителей приведены в приложении 10. Углекислотные огнетушители Ручные огнетушители ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8 и передвижные УП-1М, УП-2М заполняются сжиженным диоксидом углерода под давлением 6 МПа. При повороте до отказа маховичка вентиля против часовой стрелки сжиженный диоксид углерода выбрасывается из баллона через раструб. На выходе за счет частичного испарения струя сильно охлаждается и поступает в зону горения в виде снегообразной массы. Огнетушащий эффект обусловлен снижением концентрации кислорода в зоне горения и охлаждением горящего вещества ниже температуры вспышки. Огнетушащая концентрация диоксида углерода в воздухе составляет (по объему) 20—30%; при испарении из 1 л С0₂ при О⁰С образуется более 500 л газа. В условиях химических лабораторий углекислотные огнетушители представляют собой наиболее предпочтительное огнетушащее средство. Диоксид углерода не содержит воды и не причиняет вреда оборудованию. Огнетушители весьма удобны и эффективны для тушения практически любых загораний на небольшой площади, в том числе электроустановок, находящихся, под напряжением не свыше 10 кВ. При тушении небольших загораний нет нужды выпускать весь заряд огнетушителя. После ликвидации пламени маховичком вентиля перекрывают струю СО₂. Остаток заряда определяют взвешиванием и при необходимости отправляют огнетушитель на дозарядку. Случаи, при которых углекислотные огнетушители неэффективны или неприменимы, весьма редки. Так, ими нельзя пользоваться при тушении горящей одежды на человеке — снегообразная масса СО₂ при попадании на незащищенную кожу вызывает обморожение. Диоксид углерода не прекращает горения щелочных металлов, многих жидких МОС, например алкилалюминиевых производных (см. стр. 223), а также горючих составов, содержащих способный отщепляться при нагревании кислород (составы на основе селитры, перхлоратов, хлоратов, перманганатов, пероксидов и т. п.). Однако органический растворитель, горящий в присутствии щелочного металла, можно успешно потушить с помощью углекислотного огнетушителя (см. разд. 13.5); эффективен диоксид углерода и при воспламенении растворов МОС в органических растворителях. Углекислотные огнетушители малоэффективны при тушении тлеющих материалов. Углекислотный огнетушитель должен быть в каждом лабораторном помещении, независимо от наличия других средств огнетушения. Ручные порошковые огнетушители и огнетушащие порошки Огнетушители этого типа содержат специальные порошковые составы, представляющие собой тонкоизмельченные минеральные соли с различными добавками, которые препятствуют слеживанию и комкованию порошков. Порошки являются одним из самых эффективных средств пожаротушения; их огнетушащая способность при тушении горючих жидкостей и твердых материалов составляет, как правило, 1,5 - 2 кг/м ². К достоинствам порошковых огнетушителей относится высокая степень универсальности, их применяют для тушения загораний и в тех случаях, когда другие средства непригодны или малоэффективны. В условиях химических лабораторий важно, что порошки не повреждают оборудование; кроме того, они нетоксичны и неэлектропроводны. Хотя механизм огнетушащего действия порошков еще недостаточно изучен, ясно, что основную роль играет гетерогенная рекомбинация радикалов и атомарных частиц пламени на поверхности порошка, что приводит к обрыву цепных реакций горения. Поэтому при уменьшении размеров частиц порошка, то есть при увеличении его удельной поверхности возрастает и его огнетушащая способность. Помимо ингибирующего действия, высокая эффективность порошковых составов объясняется совместным влиянием таких факторов, как разбавление горючей среды газообразными продуктами разложения порошка, охлаждение зоны горения, изоляция поверхности горящего материала от кислорода воздуха. При пользовании порошковыми средствами очень важно четко знать области их применения. В табл. 2 даны некоторые марки огнетушащие порошков и указаны классы пожаров, для тушения которых эти порошки пригодны. В некоторых инструкциях по противопожарной безопасности все порошки ошибочно характеризуют как универсальные огнетушащие средства независимо от марки и рекомендуют для тушения, например, горящих щелочных металлов. Однако составы типа ПСБ, содержащие в качестве основного компонента бикарбонат натрия, нельзя применять для тушения щелочных металлов, поскольку при их термическом разложении выделяются диоксид углерода и вода: 2NaHCO₃ = Na₂C0₃ + СО₂ + Н₂О, взаимодействие которых с горящим металлом усиливает горение. В то же время при тушении горючих жидкостей, газов и электрооборудования под напряжением составы ПСБ весьма эффективны: так, горящий на площади 1 м ² бензин можно потушить 1 кг порошка ПСБ. Помимо бикарбоната натрия в порошок ПСБ-3 входит аэросил и для улучшения сыпучести — нефелиновый концентрат, Таблица 2. Характеристики огнетушащих порошков и области их применения [37]

Марка порошка	Основной компонент	Класс пожара *
ПСБ, ПСБ-3	Бикарбонат натрия	В,С,Е
ПФ	Диаммонийфосфат	А,В,С,Е
П-1А, П-2АП	Аммофос	А,В,С,Е
СИ-2	Крупнохлористый силикагель, насыщенный тетрафтордибромэтаном (1:1 по массе)	В,С,Е, а также тушение пирофорных металлоорганических соединений (концентрированных растворов и индивидуальных алюминийорганических соединений)
ПГС, ПГС-М	Хлориды щелочных металлов	А,В,С,Е
ПС-1, ПС-2	Кабонат натрия	В,С, D (для тушения натрия и калия, не не лития), Е,D (для тушения лития, магния)
ПС-11, ПС-12, ПС-13	Различные флюсы и графитовая пудра
* Пожары классифицируются по объекту горения: класс А — обычные твердые горючие материалы (дерево, бумага, текстильные материалы, резина, уголь и др.)г; "класс В — горючие жидкости (ЛВЖ, ГЖ) и плавящиеся при нагре­вании материалы (в том числе плавящиеся полимерные материалы, масла); класс С — горючие газы; класс D —металлы и их сплавы (калий, натрий, магний и др.); класс Е — электрооборудование под напряжением.

Порошок ПФ на основе диаммонийфосфата, а также другие фосфорноаммонийные порошки (П-1А, П-2АП), в отличие от порошка ПСБ, эффективны и при пожарах класса А, в том числе для тушения волокнистых тлеющих материалов, поскольку при высоких температурах они образуют на поверхности горящего или тлеющего материала вязкую пленку полифосфатов, изолирующую зону горения от воздуха. Состав СИ-2, являющийся единственным средством для тушения алюминийорганических соединений, также непригоден для подавления горения щелочных металлов, поскольку содержит жидкий хладон 114В2, или тетрафтордибромэтан, способный бурно реагировать со щелочными металлами, особенно с горящими. Тушение щелочных и щелочноземельных металлов предназначенными для этого составами также имеет свою специфику; подробнее этот вопрос рассмотрен в гл. 13. Все работники должны знать, каким составом заряжены имеющиеся в лаборатории порошковые огнетушители. Во избежание неправильного применения порошковых огнетушителей непосредственно на корпус или рядом с местом постоянного нахождения огнетушителя следует приклеить табличку с перечислением областей его применения. Огнетушитель порошковый ОП-1. Порошковый заряд высыпается сквозь сетку при опрокидывании корпуса огнетушителя. Для приведения в действие огнетушителя ОП-1 отворачивают крышку, затем, перевернув корпус и энергично встряхивая его, высыпают содержимое на очаг горения так, чтобы порошок образовал плотное облако над пламенем. Огнетушитель порошковый «Момент». Порошковый заряд выбрасывается под давлением диоксида углерода, находящегося в баллончике внутри корпуса. При тушении загорания огнетушитель следует взять за нижнюю часть корпуса, ударить головкой о твердую поверхность и направить струю порошка на пламя, стараясь полностью покрыть облаком очаг горения. Огнетушитель порошковый переносной ОПС-10. Выброс порошка в зону горения осуществляется под Давлением инертного газа, находящегося в баллончике, присоединенном к корпусу. Емкость баллончика с газом 0,7 л, емкость баллона с порошковым составом 10 л, продолжительность работы огнетушителя 30— 80 с. Пенные и воздушно-пенные огнетушители Ручной химический пенный огнетушитель ОХП-10.Корпус заполнен водным раствором бикарбоната натрия с добавкой поверхностно-активного вещества. Отдельно в полиэтиленовом стакане содержится кислотная часть заряда — смесь сульфата железа(Ш) с серной кислотой. Для приведения огнетушителя в действие ручку верхней части корпуса поворачивают на 180° и переворачивают огнетушитель вверх дном (ударять об пол не надо). При этом кислотная и щелочная части заряда перемешиваются и за счет выделения диоксида углерода образуется пена, которая сильной струей выбрасывается через спрыск. Огнетушитель ОХП-10 образует примерно 90 л пены. Попадая на горящий объект, пена изолирует его от кислорода воздуха и резко уменьшает испарение горящей жидкости, что приводит к прекращению горения. Огнетушащий эффект пены связан также с ее охлаждающим действием. Эффективность пенного огнетушителя во многом зависит от правильности действий оператора. Струю пены следует направлять не в центр пламени, а под минимальным углом к поверхности горения в нижнюю часть пламени, последовательно сбивая и оттесняя его от краев к центру. Если во время работы огнетушителя струя пены ослабнет или внезапно прекратится при не полностью использованном заряде, следует перевернуть огнетушитель вниз дном, энергично встряхнуть и вновь вернуть в рабочее положение. В случае засорения спрыска его необходимо быстро прочистить специальной шпилькой, привязанной к ручке огнетушителя. Несмотря на высокую эффективность пенных огнетушителей для тушения многих твердых и жидких ве­ществ и материалов, область их применения в лабораториях весьма ограничена. Химическая пена обладает высокой электропроводимостью, поэтому при тушении огня пенными огнетушителями необходимо обесточить все помещение с помощью общего рубильника. Оператор может быть поражен электрическим током не только при тушении горящего электрооборудования под напряжением, нo и при случайном попадании струи пены, например, на электрическую розетку или электрощит, на недостаточно надежно изолированный провод или электрический контакт и т. п. Пенные огнетушители нельзя применять в помеще­нии, где проводятся работы с веществами, способными реагировать с водой со взрывом, с выделением горючих или едких газов или большого количества теплоты. Поскольку круг таких веществ весьма широк и работы с ними проводятся почти в каждой лаборатории, ис­пользование пенных огнетушителей следует ограничивать. Даже если пожар вызван веществом, которое можно тушить водой, применять пенный огнетушитель следует лишь при полной уверенности, что поблизости от очага пламени нет веществ, взаимодействие которых с водой будет способствовать распространению пожара. Следует помнить, что дальность струи огнетушителя ОХП-10 составляет 6—8 м и не всегда удается направить всю пену строго в заданное место. Наибольшую опасность представляет контакт воды или пены с такими веществами, как щелочные и щелочноземельные металлы, их сплавы и некоторые соединения (в том числе гидриды, пероксиды, карбиды, амиды и др.), многие МОС, ангидриды и галогенангидриды минеральных и органических кислот. Существенный недостаток применения пенных огнетушителей в условиях лаборатории заключается в невозможности выпустить лишь часть заряда и прекратить их действие после ликвидации пламени! Пена повреждает приборы, оборудование и реактивы. Неоправданное применение пенных огнетушителей приносит иногда больше вреда, чем само загорание. В то е время не следует полностью отказываться от использования этих огнетушителей. В соответствии с нор-ми, ими необходимо обеспечивать вспомогательные, административные и складские помещения [49]. В no-гениях лабораторий пенные огнетушители должны служить не основными, а вспомогательными средствами тушения пожаров. Их рекомендуется применять. Для тушения крупных очагов пламени, когда другие средства малоэффективны. При размещении химических пенных огнетушителей следует учитывать, что они содержат водный раствор и в холодное время года должны храниться только в отапливаемых помещениях. Располагать химические пенные огнетушители необходимо в доступных местах в вертикальном положе­нии. При наклоне возможно подтекание раствора бикарбоната натрия через спрыск и засорение отверстия. Ручные воздушно-пенные огнетушители ОВП-5 и ОВП-10. Заряжены 4—6%-м водным раствором пенообразователя ПО-1. Выталкивание заряда из корпуса осуществляется под давлением диоксида углерода, находящегося в отдельном стальном баллончике внутри корпуса огнетушителя. При нажатии на пусковой рычаг в верхней части корпуса прокалывается мембрана баллона с диоксидом углерода. В корпусе создается давление до 1 МПа, под действием которого раствор пенообразователя по сифонной трубке поступает в раструб-насадку, где смешивается с.воздухом и образует воздушно-механическую пену кратностью 55—60 (кратностью пены называется отношение объема пены к объему раствора, из .которого она образовалась). Во время работы огнетушитель держат вертикально, не наклоняя и не переворачивая. Струю направляют на горящую поверхность, стараясь покрыть пеной всю площадь горения, начиная от краев к центру. Области применения воздушно-пенных и химических пенных огнетушителей совпадают. Воздушно-пенные огнетушители также нельзя применять для тушения электрооборудования под напряжением, веществ, вступающих во взаимодействие с водой или горящих без доступа воздуха. Воздушно-механическая пена повреждает оборудование и приборы, хотя и в значительно меньшей степени, чем химическая пена. По сравнению с химическими пенными огнетушителями, воздушно-пенные обладают некоторыми преимуществами и, прежде всего, большей эффективностью за счет более высокой кратности воздушно-механической пены: из огнетушителя ОВП-5 получается 260— 280 л, а из огнетушителя ОВП-10 — 520—560 л пены. Понятно, что использование воздушно-пенных огнетушителей для тушения небольших очагов пламени, как правило, нецелесообразно. Воздушно-механическая пена обладает более высокой эффективностью и при тушении ГЖ и ЛВЖ. Продолжительность тушения пламени бензина на площади 2м² огнетушителем ВП-Ю составляет 38—40 с. Ручной химический воздушно-пенный огнетушитель 0ХВП-10. Этот огнетушитель представляет собой переходную модель от химического пенного к воздушно-пенному. Пена образуется при взаимодействии щелочной и кислотной частей заряда. Однако пена выбрасывается наружу не через спрыск, а через раструб-насадку, где за счет подсоса воздуха увеличивается ее кратность. Этот огнетушитель приводят в действие так же, как химический пенный, а по эффективности он приближается к воздушно-пенному. 3.2. ДРУГИЕ ОГНЕТУШАЩИЕ СРЕДСТВА Вода Одно из важных достоинств воды как средства огнетушения — постоянное наличие ее в любой лаборатории практически в неограниченном количестве. Для тушения небольших очагов пламени всегда можно взять воду в ближайшем водопроводном кране. При необходимости подачи большого количества воды пользуются внутренним пожарным водопроводом. • Особенно эффективно применение воды для тушения обычных твердых горючих материалов — дерева, бумаги, угля, резины, тканей, а также хорошо растворяющихся в воде ГЖ — ацетона, низших спиртов, органических кислот. Вода — предпочтительное средство для тушения горящей одежды. Эффективность воды резко повышается при подаче ее в зону горения в виде распыленных струй (диаметр капель от 0,3 до 0,8 мм). При этом орошается гораздо большая поверхность, расход воды снижается, а ее охлаждающее действие значительно повышается. Охлаждающее и смачивающее действие воды используется не только для тушения огня, но и для предотвращения распространения пламени. В тех случаях, когда очаг загорания не удается быстро ликвидировать первичными средствами огнетушения, водой обливают расположенные поблизости материалы — мебель, оборудование, газовые баллоны, если их невозможно вынести. Однако, несмотря на очевидные преимущества и в ряде случаев высокую эффективность воды, как огнетушащего средства, в условиях лабораторий область ее применения весьма ограничена. Вода обладает значительной электропроводимостью и поэтому не может быть использована для тушения горящего электрооборудования, находящегося под напряжением. Нельзя применять воду, если в зоне пожара находятся вещества, бурно с ней реагирующие (см. ниже). Вода малоэффективна при тушении горбящих углеводородов и других не смешивающихся с ней жидкостей, если их плотность меньше единицы. В некоторых случаях применение воды приводит не к прекращению, а к усилению горения, поскольку горючие жидкости всплывают и продолжают гореть на поверхности воды, при­чем площадь горения значительно увеличивается. Особенно опасно попадание воды в горящие масляные бани или другие емкости с горящими высококипящими жидкостями или плавящимися при нагревании твердыми веществами. В зависимости от количества воды и температуры жидкости происходит либо бурное вспенивание, либо разбрызгивание и выброс горящей жидкости, что приводит к резкому усилению интенсивности горения и распространению его очага. Известны случаи тяжелых ожогов лица и рук при попытках погасить водой горящее в бане масло. В то же время распыленными водяными струями с диаметром капель не более 0,8 мм можно с успехом тушить многие высококипящие горючие жидкости, в том числе дизельные, трансформаторные и смазочные масла, керосин и т. п. О других способах тушения горящих бань см. в разд. 6.3. Нельзя не считаться также с тем, что вода может необратимо повреждать оборудование, приборы, рабочую документацию, причем не только в аварийном помещении, но и на нижних этажах. Неоправданное ее применение для тушения небольших, загораний иногда может принести больший ущерб, чем непосредственное действие огня. Ниже приведен краткий перечень веществ, при наличии которых в зоне пожара ни в коем случае нельзя применять воду и другие огнетушащие средства на основе воды:

Вещество	Характер взаимодействия с водой
Алюминийорганические соединения	Реагируют со взрывом
Разбавленные растворы алюминийорганических соединений	Разлагаются с образованием газообразных углеводородов, дающих с воздухом взрывоопасные смеси
Высокочувствительные взрывчатые вещества (азид свинца, гремучая ртуть. нитроглицерин)	Взрываются от удара струи воды
Гидриды щелочных и щелочноземельных металлов, алюмогидриды щелочных металлов	Выделяется водород, воспламеняющийся от тепла реакции; возможны взрывы
Карбиды алюминия, бария, кальция, магния, марганца	Разлагаются с выделением горючих газов
Карбиды щелочных металлов	При контакте с водой взрываются
Магний и его сплавы	Горящий металл разлагает воду на водород и кислород
Магнийорганические соединения (R2Mg)	Реагируют со взрывом
Надпероксид калия (КО2)	Бурно реагирует с водой с образова­нием пероксида водорода; возможен взрывообразный выброс и усиление го­рения
Пероксиды щелочных и щелочноземельных металлов	Бурно реагируют с образованием пероксида водорода и выделением теплоты -
Силициды металлов (лития, магния, железа и др.)	Выделяется силицид водорода (силан), самовоспламеняющийся на воздухе
Стибиды металлов	Выделяется горючий стибид водорода (стибин)
Фосфиды металлов	Выделяется фосфид водорода (фосфин), самовоспламеняющийся выше 150 °С, и дифосфин, самовоспламеняющийся при комнатной температуре
Цинкорганические соединения (R2Zn)	Бурно взаимодействуют, иногда со взрывом
Щелочные металлы	От тепла реакции воспламеняются выделяющийся водород и сами металлы
Щелочных металлов органические производные RM	Очень бурно реагируют, продукты реакции воспламеняются

Многие негорючие твердые и жидкие неорганические вещест­ва — хлорид алюминия, тетрахлорид титана, оксид кальция, серная кислота, олеум, хлорсульфоновая кислота и др. при взаимодействии с водой образуют негорючие продукты, но выделяют большое коли­чество теплоты, что может привести к взрывоопасному выбросу Сильный экзотермический эффект при контакте с водой некото­рых органических веществ, например ацетилхлорида, уксусного ан­гидрида и др. приводит к испарению исходного вещества и горючих продуктов реакции и образованию большого объема взрывоопасной смеси. Опасно также разбрызгивание агрессивных жидкостей. Некоторые неорганические вещества, например тионилхлорид, оксалилхлорид и др. выделяют при взаимодействии с водой токсич­ные и едкие газы (НС1, СО, SO₂), увеличивающие число опасных факторов пожара. Асбестовое полотно  Это средство применяют для тушения веществ и материалов, горение которых не может происходить без доступа воздуха, но только, в тех случаях, когда площадь горения невелика. Рекомендуемый размер полотна 1X1 м — большие размеры делают его неудобным в обращении. Важно полностью покрыть полотном очаг пламени, чтобы прекратить поступление воздуха к горящему веществу. В случаях воспламенения закрепленных в штативах установок, загораний в труднодоступных местах или на заставленном оборудованием лабораторном столе применение асбестового полотна не только бесполезно, но может послужить причиной поломки стеклянных приборов и усиления пожара. При тушении ГЖ с невысокой температурой воспламенения не следует поднимать полотно до полного охлаждения зоны горения. Если пары ГЖ будут соприкасаться с воздухом, может произойти повторное воспламенение от раскаленных предметов. Для ускорения охлаждения рекомендуется подать под асбестовое полотно струю диоксида углерода из углекислотного огнетушителя, если, конечно, в зоне горения не присутствуют щелочные металлы. Асбестовое или грубошерстяное полотно — эффективное средство при тушении горящей одежды. Асбестовое полотно должно находиться в доступном месте в каждом лабораторном помещении. При тушении небольших очагов пламени иногда можно воспользоваться старым, прекрасно зарекомендовавшим себя средством — мокрой тряпкой,техника применения которой не требует специального пояснения. Более современным средством является стеклоткань с силиконовым покрытием. Сухой песок В соответствии с нормами противопожарной безопасности, наличие песка обязательно в каждом лабо­раторном помещении. Песок рекомендуется применять при загорании небольших количеств ГЖ или ЛВЖ и твердых веществ, в том числе тех, которые нельзя тушить водой. В то же время по эффективности песок значительно уступает прочим огнегасительным средствам, в частности порошковым огнетушителям. Единственное преимущество песка по сравнению с порошковыми огнетушителями заключается в его дешевизне. Однако экономия на средствах пожаротушения в итоге может обернуться гораздо большими расходами. Значительная часть химических лабораторий относится к помещениям с повышенной пожарной опасностью, и их следует укомплектовывать наиболее эффективными средствами пожаротушения, в первую очередь углекислотными огнетушителями. Обычно в помещениях химических лабораторий песок хранят в ящиках, снабженных совком или лопаткой. Однако такой способ хранения обеспечивает лишь видимость заботы о противопожарной безопасности, поскольку крайне неудобен для практического применения. Ящик, как правило, достаточно тяжел, чтобы его невозможно было поднести к месту загорания. Если же пользоваться совком, то основное время уходит не на борьбу с огнем, а на перебежки до ящика и обратно, что способствует развитию пожара. Если уж отдавать дань традиции и пользоваться таким малоэффективным средством, как песок, то его следует держать в цилиндрических сосудах с ручкой, вместимостью 5—8 кг. Такие сосуды можно изготовить из старых корпусов пенных огнетушителей; впрочем их нетрудно сделать и из оцинкованной жести (рис. 8). Рекомендуемое количество сосудов с песком — от 4 до 6 на лабораторное помещение [51]. Поглотители для сбора пролившихся ГЖ Хотя песок рекомендуется для сбора пролившихся горючих жидкостей, его способность впитывать органические жидкости крайне мала. Ниже приведены количества горючих жидкостей, которые могут впитывать различные поглотители, в л/кг: Рис. 8. Размещение емкостей для песка

ГЖ	Песок	Древесные опилки	Лигнин	Торфяной	Фильтроперлит	Асбоочесы	Распушенный асбест
Ацетон .	0,2	2,6	2,2	8,3	6,0	1,6	8,8
Бензол	0,2	1,9	2,1	7,6	7,0	1,4	5,8
Этанол	0,3	1,5	2,1	7,7	9,2	1,5	6,4
Циклогексан	0,2	2,0	2,1	6,7	9,2	1,4	8,7

Для сбора ГЖ место пролива засыпают одним из поглотителей, например древесными опилками, до полного впитывания жидкости, собирают совком в ведро и выносят в место слива отходов ГЖ. Массу со впитанной ГЖ желательно сжечь. Фильтроперлитовый порошок (по ТУ 480-1-79—74), получаемый путем термической обработки из природ­ных кислых вулканических пород, пригоден и для тушения ГЖ. Его хранят в закрытых бидонах или контейнерах, которые рекомендуется помещать вместо ящиков с песком. Интересны результаты сравнительных испытаний огнетушащей способности фильтроперлитат и сухого просеянного песка [55]. Испы­тания проводили с применением круглого противня площадью 0,25 м ² по методике оценки огнетушащей способности огнетушителей. В про­тивне поджигали 8 л бензина А-76 и через 60 с начинали тушение. Расход фильтроперлита на гашение пламени составил 5 кг. При ту­шении песком происходило разбрызгивание горящего бензина; после засыпки 24 кг песка погасить пламя не удалось. 3.3. ОСОБЕННОСТИ ТУШЕНИЯ НЕКОТОРЫХ ТИПОВ ПОЖАРОВ И ЗАГОРАНИЙ Тушение одежды на человеке При воспламенении одежды очень важно действовать быстро, но не поддаваться панике. Нельзя совершать резких движений и бегать в горящей одежде — это усиливает горение. При воспламенении небольшого участка иногда удается сорвать горящую одежду и затем потушить ее на полу. Сбивание пламени руками может привести к дополнительным ожогам. Если огонь охватил большую часть одежды, необходимо повалить пострадавшего на пол, чтобы пламя не распространялось к голове, и немедленно применить огнетушащие средства. Вода наиболее эффективна при тушении загоревшейся одежды, при ее использовании уменьшается тяжесть ожогов. Другие средства огнетушения применяют только в тех случаях, когда вода по каким-либо причинам недоступна в данный момент. Допустимо использование воздушно-пенного и даже химического пенного огнетушителя. В последнем случае пену нельзя направлять на голову, а пострадавший должен закрыть глаза. При умелом применении весьма эффективны и порошковые огнетушители.Накрывание по­страдавшего асбестовым одеялом, ватником и т. п. позволяет быстро потушить пламя, но приводит к прижиманию горящей или тлеющей одежды к коже и увеличивает тяжесть ожогов, особенно при горении синтетической одежды. Углекислотные огнетушители не предназначены для тушения горящей одежды, поскольку существует опасность обморожения незащищенной кожи. Однако в экстренных ситуациях, если других средств под рукой не оказалось, лица, имеющие опыт работы с углекислотными огнетушителями, могут применять их для тушения одежды, соблюдая известные меры предосторожности. После ликвидации пламени необходимо быстро удалить тлеющие остатки одежды, кроме тех, которые прилипли к обожженным участкам кожи, и немедленно приступить к оказанию первой помощи при термических ожогах (см. разд. 2.2). Действия при возникновении загорания в вытяжном шкафу Интенсивный приток воздуха при работающей вентиляции способствует распространению пламени, поэтому, если загорание не удалось ликвидировать в первые несколько секунд и горение усиливается, следует отключить мотор вентилятора и закрыть шибер вентиляционного канала. К числу первоочередных мероприятий относятся: а) подача сигнала голосом для привлечения помощи; б) удаление всех способных воспламеняться материалов и в первую очередь ЛВЖ из зоны горения или в случае возможности, удаление источника воспламенения; в) обесточивание электросети внутри шкафа или отключение электроэнергии общим рубильником; г) применение первичных средств огнетушения. Последовательность действий определяется здравым смыслом и зависит от конкретной ситуации. Если в вытяжном шкафу проводились работы с токсичными летучими веществами, отключение вентиляции сопряжено с опасностью отравления участников ликвидации пожара. В таких случаях всем находящимся в помещении необходимо надеть противогазы. 4. РАБОТА СО СТЕКЛЯННОЙ ПОСУДОЙ И ПРИБОРАМИ 4.1. ИСТОЧНИКИ ОПАСНОСТИ Подавляющая часть работ в современных химических лабораториях связана с использованием стеклянной посуды, аппаратов и приборов. Несмотря на отдельные примеры удачной замены стекла другими материалами, прежде всего полимерными (см. рис. 99, 102), в ближайшие десятилетия стекло, по-видимому, все же останется основным материалом для изготовления лабораторной посуды [20, 42]. С точки зрения техники безопасности, стекло имеет ряд серьезных недостатков, основные из которых хрупкость и невысокая стойкость к резким перепадам температуры. По приблизительным подсчетам, до 80% от общего числа аварий и несчастных случаев происходит из-за неправильного обращения со стеклом. Большая часть несчастных случаев при нарушении правил работы со стеклом относится к категории микротравм (после которых можно продолжать работу) и легких травм (потеря трудоспособности на один или несколько дней). В первую очередь—это порезы рук при поломке стеклянной посуды, деталей приборов и т. п., а также ожоги рук при неосторожном обращении с нагретыми до высокой температуры стеклянными деталями. Особенно опасны порезы осколками посуды, загрязненной химическими соединениями, поскольку в таких случаях токсические вещества могут попадать непосредственно в кровь. При грубых нарушениях правил работы со стеклом возможны серьезные ранения кистей рук, в том числе повреждения сухожилий, связанные с более длительной потерей трудоспособности и относящиеся к категории травм средней тяжести. Тяжелые травмы (требующие длительного лечения) и травмы, приводящие к инвалидности, могут быть вызваны попаданием осколков стекла в глаза. Опасность такого рода травм возникает при отсутствии средств индивидуальной защиты (очки, маска) и других защитных средств (защитные экраны) в процессе механической обработки стекла, работы с вакуумными приборами и во всех случаях, когда возможен разрыв стеклянной аппаратуры. Кроме травм при поломке стеклянной аппаратуры и посуды возможны и другие виды аварий и несчастных случаев — пожары и взрывы (при проливе ГЖ, окислителей и др.), отравления и химические ожоги (при попадании токсических или едких веществ в атмосферу или на кожу). Из сказанного ясно, что технике безопасности при работе со стеклом необходимо уделять самое серьезное внимание, особенно при обучении начинающих и малоопытных работников. 4.2. ТЕРМОСТОЙКОСТЬ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СТЕКЛА [20| Под термостойкостью понимают способность мате­риала выдерживать без разрушения резкие темпера­турные перепады. Термостойкость изделий из стекла зависит от следующих факторов. 1. Термостойкость обратно пропорциональна значению коэффициента теплового расширения, который зависит от химического состава стекла. Стекла, имеющие коэффициент теплового расширения в пределах (70ч90)· 10^-7 К^-1 в интервале 20— 400 °С, обладают низкой термостойкостью. К этой группе относятся стекла ХС1 (23), ХС2, ХСЗ, ХУ-1, тюрингенское (Германия), «унихост» (ЧСФР), Х8 (Англия), свинцовые стекла и некоторые другие. Повышенной термостойкостью обладают стекла, имеющие коэффициент теплового расширения в пределах (50ч65)·10^-7 К^-1 . Наиболее распространенными из этой группы являются молибденовые стекла (дают вакуумно-плотный спай с металлическим молибденом), а также стекла ДГ-2 («Дружная горка»), ТХС1, ТХС2, «иенатерм» (Германия), «сиал» (ЧСФР), G20 (Германия) . Коэффициент теплового расширения стекол с высокой термостойкостью равен (32ч49) ·10^-7 К^-1. К этой группе относятся стекла «пирекс» (или ТС), «симакс» (ЧСФР), «разотерм» (Германия), «дюран» (Германия), «термисил» (Польша) и др. Особо высокой термостойкостью обладают кварцевые стекла - их коэффициент теплового расширения составляет (5ч7)· 10^-7 К^-1. Одно из требований техники безопасности заключается в необходимости строгого соответствия марки стекла характеру проводимой работы.Посуда из не­термостойкого стекла используется преимущественно для работ, не требующих нагревания. Допускается равномерное, без резких температурных перепадов нагревание нетермостойкой посуды примерно до 100 °С. Нельзя нагревать нетермостойкие стаканы и колбы наоткрытом огне или непосредственно на электроплитке, а также резко охлаждать нагретые сосуды. Термостойкую посуду можно эксплуатировать в более жестких температурных режимах, однако следует иметь в виду, что резкое нагревание или охлаждение с перепадом температур более 150—200 °С может вызвать растрескивание, особенно при некачественном ее изготовлении (см. п. 3). Работы, связанные с необходимостью прокаливания веществ при температурах выше 300 °С, следует .проводить в фарфоровой или кварцевой посуде. 2. Термостойкость, при прочих равных условиях, обратно пропорциональна толщине стенок. Так, например, сосуды из стекла «симакс» выдерживают перепад температур до 300 °С при толщине стенок 1 мм, 180 °С — при толщине 3 мм и только 100 °С — при толщине 10 мм. Особенно следует оберегать от неравномерного нагревания толстостенные стеклянные изделия — эксикаторы, колбы Бунзена, склянки Тищенко, Вульфа, мерные цилиндры, массивные пробки стеклянных кранов и т. п. Их нельзя мыть очень горячей водой, помещать в разогретый сушильный шкаф, наливать в них горячие жидкости. Сушить толстостенную посуду рекомендуется на наклонных колышках. При необходимости сушки в сушильном шкафу посуду кладут в холодный шкаф и только затем включают обогрев. Вынутую из шкафа горячую посуду нельзя сразу ставить на холодные, а тем более мокрые поверхности. Для этого рядом со шкафом должен находиться лист асбестового картона. Автор был очевидцем несколько необычного для лабораторной практики инцидента. Старший научный сотрудник В. занимался изучением реакции между галогеналкилом и раствором диметиламина в толуоле при температуре около 100 °С. С небольшими загрузками реагентов реакция обычно проводилась в стеклянных ампулах или небольшой стальной «бомбе». Для проведения реакции в большем масштабе — около 0,6 л — ввиду отсутствия стального сосуда соответствующего объема автор предложил В. использовать бутылку из-под шампанского. Избыточное давление внутри сосуда в ходе реакции не могло превышать 2 ат, что исключало опасность взрыва бутылки. Пробка нестандартного реакционного сосуда была надежно укреплена. Бутылку поставили в холодную водяную баню и очень медленно нагрели до нужной температуры. Были приняты и другие меры предосторожности: створки вытяжного шкафа, в котором проводилась ре­акция, были опущены; в качестве дополнительной защиты использовали асбестовое одеяло. После завершения процесса и отключения электроплитки В. вынул бутылку из еще не успевшей охладиться бани, чтобы сквозь стекло визуально оценить количество выпавших кристаллов солянокислого диметиламина. Далее В. поставил бутылку в вытяжной шкаф для охлаждения и отошел к рабочему столу. Через несколько секунд раздался сильный хлопок и из-под приоткрытой створки вытяжного шкафа вылетел крупный осколок бутылки, едва не задев стоявшую поблизости сотрудницу. Общее недоумение продолжалось недолго — оплошность В. была очевидной. Еще горячую бутылку (толстостенную и притом из нетермостойкого стекла!) он поставил на покрытую свинцом рабочую поверхность вытяжного шкафа. Естественно, что от перепада температур бутылка треснула и за счет внутреннего давления ее части с силой разлетелись. В данной ситуации, как и во многих других инцидентах (см. пример на стр. 189), характерно, что авария произошла не в ходе наиболее опасного этапа работы, а «а заключительной, неопасной стадии. Действительно, в ходе реакции за счет расходования диметиламнна избыточное давление в реакционном сосуде упало, реакция прошла успешно, обогрев водяной бани был выключен... Психологически понятно, что В. расслабился и, хотя и был опытным химиком, все-таки совершил элементарную ошибку, Подробно психологические причины несчастных случаев рассмотрены в работах М. А. Котика [27—29]. 3. Термостойкость резко снижается при нарушении однородности структуры или состава стекла. В первую очередь это относится к различныминородным включениям: пузырям, камням, крупке (включение мелких зерен кварцевого песка), пене, свилям и др. Стеклянные заготовки, имеющие инородные включения, обычно отбраковываются на стадии стеклодувных работ. Однако при получении новой стеклянной посуды ее необходимо тщательно просматривать. Изделия, имеющие пороки, нельзя использовать для работ, связанных с нагреванием. Резко снижают термостойкость царапины и мельчайшие трещины на стеклянной посуде. Поскольку эти пороки могут появиться в процессе эксплуатации изделий, необходимо взять за правило перед использованием посуды каждый раз осматривать ее при хорошем освещении. Неоднородность может быть следствием спаивания между собой заготовок из различных сортов стекла. В случае спаивания стекол со значительно различающимися коэффициентами теплового расширения, например стекол из разных групп термостойкости, спай неизбежно растрескивается при охлаждении. Стекла с близкими значениями коэффициента теплового расширения дают устойчивый спай, однако термостойкость в месте спая оказывается невысокой, даже если для спаивания взяты термостойкие стекла. По этой причине ответственные детали стеклянных приборов, к которым предъявляются требования термостойкости, должны быть обязательно изготовлены из стекла одной марки. 4. Важным фактором, влияющим на термостойкость изделий из стекла, является их правильный отжиг — специальная термическая обработка с целью ликвидации остаточных напряжений. Вследствие малой теплопроводности стекла при формовке деталей или пайке оно остывает неравномерно, что приводит к возникновению остаточных внутренних напряжений. Остаточные напряжения резко снижают прочность и термостойкость стеклянных изделий — плохо отожженные детали нередко трескаются даже при хранении, без какого-либо внешнего воздействия, поэтому использовать такие изделия опасно. Поскольку каждый сорт стекла требует особого температурного режима отжига, который зависит также от массы изделия, толщины стенок и т. д., отжиг должен производиться либо в заводских условиях, либо в стеклодувной мастерской квалифицированными специалистами. При изготовлении простейших стеклянных изделий непосредственно в лаборатории обязательно следует отжигать стекло в пламени горелки. Для этого еще горячую деталь сразу после ее изготовления помещают в широкое мягкое пламя горелки и, равномерно обогревая ее со всех сторон, постепенно уменьшают подачу воздуха до образования коптящего пламени. В зависимости от размера детали время отжига в пламени горелки должно быть не менее 2—5 мин. 4.3. ОБЩИЕ МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ Основные правила работы со стеклом просты и не требуют особых пояснений. В то же время именно несоблюдение элементарных мер предосторожности служит причиной большинства травм в лабораториях. Поэтому коротко остановимся на самых важных правилах, соблюдение которых должно войти в привычку у каждого, кто работает со стеклом. 1. Стекло — хрупкий материал, имеющий малое сопротивление при ударе и незначительную прочность при изгибе. Применение физической силы при работе се стеклянными деталями связано с опасностью их поломки. Особенно велико бывает искушение применить усилие при разъединении заклинивших шлифов, вынимании пробок, надевании резиновых шлангов на трубку большего диаметра. Однако во всех случаях лучше недооценить прочность стеклянной детали, чем переоценить ее. Вероятность ранения рук пропорциональна усилию, приложенному к стеклянной детали. 2. Нужно помнить, что стеклянная посуда не предназначена для работы при повышенном давлении. Если необходимо создать незначительное избыточное давление, например инертного газа, следует либо ввести в газовую линию ртутный предохранительный затвор, обеспечивающий избыточное давление не выше 2—2,6 кПа (15—20 мм рт. ст.), либо подавать инертный газ из резиновой камеры. Создавать в стеклянных сосудах избыточное давление непосредственно с помощью редуктора без предохранительных приспособлений опасно. Хотя стеклянная посуда, предназначенная для работы под вакуумом, выдерживает давление порядка 0,1 МПа (1 ат), работа с избыточным давлением более опасна: при наличии незамеченных дефектов вероятность разрушения посуды выше, а осколки разлетаются с большей силой, чем при работе под вакуумом. Ни при каких обстоятельствах нельзя допускать нагревания жидкостей в закрытых колбах или приборах, не имеющих сообщения с атмосферой,даже в тех случаях, когда температура нагрева не превышает температуру кипения жидкости. Нагревание жидкостей в закрытых сосудах могут проводить только лица, сдавшие экзамен по технике безопасности при работах с сосудами, находящимися под давлением. В зависимости от объемов реакционной массы и давлений подобные работы проводятся либо в лабораторных автоклавах, либо в стеклянных толстостенных ампулах. Работы с ампулами относятся к категории особо опасных. 3. Категорически запрещается использовать посуду, имеющую трещины или отбитые края. Острые края стеклянных трубок следует немедленно оплавить в пламени горелки. В качестве временной меры допускается зачистка краев трубок на мелкозернистом наждачном камне. Неоплавленные края стеклянных трубок опасны не только как источник травм — со временем они перерезают надетые на них резиновые шланги, особенно тонкостенные, что может послужить причиной аварии.

4. В рабочем столе или шкафу следует держать только самую необходимую, постоянно используемую посуду. Важно, чтобы посуда в столе содержалась в порядке, мелкие детали — в неглубоких коробках в один слой на вате. При выдвижении ящиков стола предметы не должны ударяться друг о друга. Минимальный запас посуды в лаборатории необходим, однако он должен храниться отдельно. Если посуда не имеет своего постоянного места, хранится неаккуратно, в тесноте, она неизбежно бьется, что повышает вероятность травм.

5. Осколки разбитой посуды убирают только с помощью щетки и совка, но ни в коем случае не руками.

6. Стеклянные приборы и посуду больших размеров можно переносить только двумя руками. Крупные (более 5 л) бутыли с жидкостями переносят вдвоем в специальных корзинах или ящиках с ручками. Поднимать крупные бутыли за горло запрещается.

4.4. МЫТЬЕ ПОСУДЫ Практика показывает, что на долю такой, казалось бы, несложной процедуры, как мытье посуды, приходиться весьма значительное число травм. Основная причина заключается, по-видимому, в том, что мытье посуды — одна из наиболее распространенных операций в любой лаборатории. Возможно, играет роль и неизбежное ослабление внимания при выполнении этой мало ответственной процедуры, которая к тому же нередко поручается низкоквалифицированным работникам. Часто мытье посуды проводится в конце рабочего дня, в спешке. Так или иначе, высокий уровень травматизма заставляет отдельно рассмотреть вопросы безопасности при мытье посуды. Основные меры предосторожности 1. Мыть посуду следует сразу же после ее использования, а если это невозможно — в конце рабочего дня. Как правило, не рекомендуется откладывать очистку посуды на следующий день.

2. Грязную посуду аккуратно складывают в специальные кюветы или противни. Не следует складывать посуду в общую лабораторную раковину, оставлять в беспорядке на рабочем столе или в вытяжном шкафу.

3. Желательно, чтобы каждый сотрудник мыл свою посуду самостоятельно. Такая организация работы во всех отношениях более безопасна. Поручать мытье посуды другим лицам допускается лишь в тех случаях, когда загрязнения неагрессивны, нетоксичны и легко смываются. Если свойства загрязнений лаборанту неизвестны, перед мытьем посуды он должен получить подробный инструктаж.

4. При мытье посуды надо обязательно надевать резиновые перчатки, а в случае использования агрессивных жидкостей, особенно хромовой смеси или концентрированных щелочей,— защитные очки или маску.

5. Если лабораторная мойка не оборудована вытяжкой, первичное ополаскивание посуды, загрязненной легколетучими, вредными или дурнопахнущими веществами, следует производить в вытяжном шкафу.

6. Если заранее неизвестно, какой, метод очистки наиболее эффективен в данном случае, начинать надо с наиболее простого и доступного—мытья горячей или мыльной водой. Прибегать к использованию более агрессивных и опасных моющих средств — органических растворителей, концентрированных кислот и щелочей, хромовой смеси — следует только в тех случаях, когда загрязнения не отмываются водой.

Мытье горячей водой, мыльными и слабощелочными растворами Этот способ в первую очередь рекомендуется для очистки любой химической посуды, поскольку в наибольшей степени отвечает требованиям техники безопасности. Для механического удаления приставших к стенкам сосуда загрязнений и для увеличения эффективности моющих средств применяют различной формы ерши и щетки с мягкой щетиной. Нельзя употреблять песок, наждачную бумагу, проволочные щетки, так как на поверхности стекла при этом неизбежно образуются царапины, что снижает термическую устойчивость посуды. В лабораториях чаще всего используют растворы хозяйственного мыла, стиральных паст и порошков, 5—10% раствор соды Nа₂СО₃, 10% раствор фосфата натрия Na₃ РО₄ или гексаметафосфата натрия Na₆P₆O₁₈. Посуду небольших размеров рекомендуется после ополаскивания горячей водой положить в кастрюлю или таз с нагретым моющим раствором и прокипятить, после чего вынуть и тщательно ополоснуть горячей водой. Обычно такая обработка позволяет избавиться от самых различных органических и неорганических загрязнений. Моющий раствор может быть использован многократно. В бутыли, крупные колбы, стаканы и прочие емкости наливают небольшое количество горячего моющего раствора, чистят их ершом или щеткой и, наконец, ополаскивают горячей водой. Мытье органическими растворителями Эта операция опасна и может быть рекомендована в исключительных случаях для очистки посуды от не­растворимых в воде органических веществ. Наиболее пригодны для этой цели ацетон, хлороформ, петролейный эфир и некоторые другие растворители. Поскольку органические растворители, как правило, огнеопасны и за редким исключением представляют опасность для здоровья, операцию проводят в вытяжном шкафу вдали от нагревательных приборов. Посуду ополаскивают изнутри несколько раз минимальными порциями подходящего растворителя, сливая их в специально отведенную для этого банку. Для первых ополаскиваний можно брать уже использовавшийся растворитель, для последующих — чистый. Если посуда не требует последующего мытья водой, ее сушат в вытяжном шкафу. Не следует поручать мытье посуды органическими растворителями низкоквалифицированным работникам. Мытье хромовой смесью  Хромовая смесь относится к самым эффективным моющим средствам. В то же время ее приготовление и применение требуют особого внимания и осторожности. Безводная хромовая смесь по действию на кожу и слизистые оболочки опаснее концентрированной серной кислоты, с органическими жидкостями иногда реагирует со взрывом. Взрывы по этой причине происходят чрезвычайно редко, но они очень опасны — брызги хромовой смеси при попадании в глаза вызывают тяжелые поражения. Образующийся в хромовой смеси оксид хрома СгОз представляет собой летучее едкое соединение. Запрещается работать с хромовой смесью без резиновых перчаток и защитных очков или маски, а также прорезиненного или полиэтиленового фартука. Для приготовления безводной хромовой смеси к 100 мл конц. H₂SO₄ при перемешивании стеклянной палочкой добавляют 10 г тонкоизмельченного бихромата калия К₂Сr ₂О₇. Иногда для уменьшения опасности используют смесь, содержащую большое количество воды (например, смешивают 10 масс. ч. К₂Сr ₂О₇, 70 масс. ч. воды и 20 масс. ч. конц. H₂SO₄), но в этом варианте она обладает слабым моющим эффектом. Хромовую смесь хранят в фарфоровых стаканах, снабженных крышками, либо в стеклянных эксикаторах, установленных на эмалированных или керамических поддонах. Хранить хромовую смесь в тонкостенной посуде или посуде без крышек нельзя. Перед мытьем хромовой смесью посуду очищают с помощью горячей воды и ерша. Мелкую посуду целиком помещают в сосуд с хромовой смесью и оставляют на 20—30 мин. Вынимают посуду тигельными щипцами и аккуратно складывают в эмалированную кастрюлю, следя за тем, чтобы капли не попадали мимо. Далее кастрюлю ставят под струю теплой воды и. после полного удаления остатков хромовой смеси еще раз тщательно ополаскивают отдельно каждый предмет. При мытье пипеток хромовую смесь набирают в них с помощью резиновой груши. В колбы и стаканы больших размеров вливают небольшое количество горячей хромовой смеси (60—70 °С) и, осторожно вращая их, полностью смачивают внутренние стенки, после чего сливают раствор обратно в сосуд для хранения, а посуду через некоторое время моют водой. Небольшие количества хромовой смеси можно нагревать в прочных термостойких стаканах. Нагревание выше 70 °С не только опасно, но и нецелесообразно, поскольку при водит к преждевременной потере хромовой смесью окислительных свойств. Свежая хромовая смесь имеет темно-оранжевый цвет, отработанная теряет свои окислительные свойства и приобретает темно-зеленую окраску, что указывает на необходимость ее замены. Использованную хромовую смесь ни в коем случае не следует выливать в раковину. Ее необходимо осторожно перелить в банку для кислых сливов и отнести в специально отведенное для них место. Рекомендуемая иногда хромовая смесь на основе азотной кислоты (200 г К₂Сг₂О₇ в 1 л конц. НNОз) по моющим свойствам в большинстве случаев превосходит обычную хромовую смесь. Однако с точки зрения техники безопасности ее применение для мытья посуды недопустимо ввиду чрезвычайно высокой опасности. При попадании органических веществ в азотнокислую хромовую смесь возможны самовоспламенения и взрывы. Заслуживает внимания случай бурной реакции при случайном смешении обычной и азотнокислой хромовой смеси. Во время предпраздничной уборки лабораторного помещения старший научный сотрудник X. дал распоряжение лаборанту объединить хромовую смесь, стоявшую в вытяжном шкафу в двух толстостенных стеклянных банках. Обе банки вместимостью по 2 л каждая содержали примерно по 1 л хромовой смеси и имели этикетки с надписью «Хромовая смесь». Через несколько секунд после сливания содержимое банки бурно вскипело и вылилось. Лежавшие поблизости комки ваты и фильтровальной бумаги, которыми до этого протирали стекла вытяжного шкафа, при попадании на них смеси немедленно воспламенились. К счастью, в вытяжном шкафу не было других горючих материалов и загорание удалось ликвидировать с помощью углекислотного огнетушителя. При разборе происшествия было установлено, что одна из банок содержала приготовленную неделю тому назад хромовую смесь на основе концентрированной серной кислоты, а вторая — свежую хромовую смесь из концентрированной азотной кислоты и бихромата калия. Смеси на основе азотной кислоты ранее в лаборатории никогда не использовались. Сотрудник Б., приготовивший вторую смесь, не сменил на банке старую этикетку. В момент происшествия его в комнате не было. Приведенный пример характерен тем, что причиной происшествия явилось не прямое нарушение каких-либо правил техники безопасности, а лишь недостаточная осмотрительность, проявленная как сотрудником X., так и сотрудником Б., который приготовил хромовую смесь по новому рецепту и никому об этом не сообщил. Мытье растворами окислителей Не следует допускать применения смеси концентрированной азотной и серной кислот для растворения смолистых органических загрязнений на химической посуде. Вероятность взрыва объясняется возможностью образования нестойких фульминатов или полинитросоединений. Не отвечает требованиям техники безопасности практика мытья посуды, в частности бюреток, смесью небольшого количества этилового спирта и избытка концентрированной азотной кислоты. В присутствии тяжелых металлов, образуются способные к детонации фульминаты. 4.5. МЕЛКИЕ СТЕКЛОДУВНЫЕ РАБОТЫ Техника безопасности при работах в стеклодувной мастерской выходит за рамки настоящей книги. Однако нередко мелкие стеклодувные работы, например запаивание ампул, оттягивание капилляров для перегонки под вакуумом, изгибание стеклянных трубок, приходится выполнять непосредственно на рабочем месте. В то же время установка стеклодувных горелок, оборудованных местной вытяжной вентиляцией, в помещении лаборатории в большинстве случаев не допускается. К тому же многие современные лаборатории не имеют разводки горючего газа. Безопасную микрогорелку, позволяющую работать с трубками диаметром до 8—10 мм, в том числе из термостойкого стекла, можно изготовить из обычной спиртовки, если оборудовать ее поддувом воздуха (рис. 9). Для этого стеклянную пипетку с диаметром узкого отверстия около 0,5 мм или иглу от медицинского шприца закрепляют в штативе таким образом, чтобы обеспечить поддув воздуха в основание пламени спиртовки. Воздух подается с помощью микрокомпрессора (например, для аквариумов) с производительностью не менее 20 л/ч. Необходимый напор воздуха можно обеспечить и при помощи резиновой груши от пульверизатора. Груша должна иметь промежуточный резиновый баллон для обеспечения равномерного тока воздуха. Чтобы руки оставались свободными, грушу соединяют с пипеткой длинным резиновым шлангом — в этом случае грушу кладут на пол и нажимают на нее ногой. Для получения более высокотемпературного пламени этиловый спирт в спиртовке заменяют изопропиловым. Без поддува воздуха он дает светящееся слабокоптящее пламя, необходимое для отжига готовых изделий [13]. Рис. 9. Микрогорелка из спиртовки 4.6. РЕЗКА ТРУБОК Простейший способ резки — на излом — применим для трубок диаметром до 15—20 мм при толщине стенок не менее 0,2 мм, а также для толстостенных капилляров и палочек диаметром до 10 мм. Резку начинают с нанесения надреза на трубке надфилем, напильником с мелкой надсечкой или специальным ножом из высокоуглеродистой стали или производят без нажима, перпендикулярно оси трубки на ¹/₆-¹/₅ часть длины ее окружности. Затем надрез слегка смачивают водой, трубку оборачивают полотенцем, берут двумя руками так, чтобы большие пальцы упирались в нее с противоположной надрезу стороны и стараются легким, но резким движением одновременно растянуть и согнуть трубку в месте надреза. Если легкого усилия окажется недостаточно, следует немного углубить надрез и повторить описанный прием. Края трубки после разрезания следует сразу же оплавить на спиртовке или, в крайнем случае, тщательно затупить с помощью мелкозернистого точильного камня или наждачной бумаги. Не следует разрезать трубки большого диаметра или тонкостенные трубки, не имея достаточного опыта в обращении со стеклом. При необходимости проведения такой работы лучше прибегнуть к помощи стеклодува. 4.7. ОБЩИЕ ПРИЕМЫ СБОРКИ СТЕКЛЯННЫХ ПРИБОРОВ Стеклянные приборы любой сложности могут быть собраны из простейших стеклянных деталей. Цельнопаяные стеклянные установки Такие установки используют главным образом при проведении исследовательских работ с особо чистыми веществами или с высоким вакуумом. Использование при монтировании ручной газовой горелки представляет определенную сложность. Для обеспечения безопасности работы на установках, предназначенных для высокого вакуума, очень важно тщательно снять напряжение в системе стеклянных трубок после спаивания. Не менее важно правильное крепление установки на раме-каркасе. В то же время следует отметить, что аварии, причина которых заключалась бы в небрежности при сборке сложных установок, сравнительно редки. Конструкцию установки обычно тщательно продумывают и обсуждают, монтирование доверяют только самым опытным экспериментаторам, а пайку -высококвалифицированным стеклодувам. Перед вводом в эксплуатацию цельнопаяные установки неоднократно испытывают в холостом режиме. Стеклянные установки из отдельных частей на конусных взаимозаменяемых шлифах Сборка таких установок — гораздо более распространенная в лабораториях и притом чрезвычайно простая операция. Однако на ней приходится останавливаться отдельно, поскольку именно при сборке простейших установок требования техники безопасности, как показывает практика, нарушаются особенно часто.  Выбор способа крепления. Основой для сборки различных стеклянных установок обычно служат лабораторные штативы или стационарные рамы-каркасы. К сожалению, далеко не все штативы отвечают требованиям техники безопасности, например штатив лабораторный ШЛ, укомплектованный держателями и зажимами, в которых металлические барашки заменены пластмассовыми (из полистирола низкого качества). Опасность использования таких штативов связана с недостаточной прочностью пластмассовых барашков — при незначительном усилии они трескаются, что может привести к самопроизвольному разжиманию держателей и поломке стеклянной установки. Незначительная термостойкость полистирола также может послужить причиной возникновения аварийной ситуации. При выборе способа крепления установки обычно руководствуются соображениями удобства. Неудобно или нерационально закрепленный прибор, как правило, служит источником повышенной опасности. Так, установки, которые невозможно закрепить на одном штативе (например, установку для перегонки жидкостей — см. разд. 10.2), рекомендуется монтировать на передвижных или стационарных рамах. Использование для закрепления приборов двух или трех несвязанных штативов недопустимо, поскольку система неизбежно получается более шаткой и возникает риск поломки прибора. Кроме того, установку, закрепленную на несвязанных штативах, невозможно передвинуть в собранном виде, что бывает необходимо в аварийных ситуациях. Сварная передвижная настольная рама может быть изготовлена из двух штативов с массивными основаниями и стальных стержней того же сечения, что и стойки штативов (см. рис. 41). Такую же раму можно быстро собрать и с помощью муфт-зажимов. Иногда для сборки установок удобно использовать два горизонтальных стержня, прочно укрепленных в вытяжном шкафу на высоте примерно 30 и 90 см и на расстоянии 60 см от створок. Вертикальные стержни крепятся в любом удобном месте с помощью муфт. Некоторые широко используемые установки многократного применения, например батареи колонок для сушки газов, приборы для определения температуры плавления, целесообразно либо монтировать на от дельных штативах, чтобы их можно было не разбирая убирать с рабочего места, либо неподвижно закреплять в наиболее удобном месте. При сборке приборов на конусных шлифах следует учитывать жесткость всей конструкции. Тогда как резиновые пробки и сферические шлифы действуют в известной степени как шарниры и допускают некоторое отклонение деталей прибора от оси, при использовании конусных шлифов осевые напряжения недопустимы.  Меры предосторожности. Лапки и кольца, предназначенные для закрепления стеклянных приборов, обязательно должны иметь мягкие резиновые прокладки на поверхностях, соприкасающихся со стеклом. Если прокладки отсутствуют, на губы лапок либо натягивают отрезки резиновых трубок соответствующего размера, либо приклеивают клеем 88Н или 88НП куски мягкой резины. Во избежание поломки стеклянных деталей нельзя туго закручивать винты лапок. Лучше вначале создать необходимое усилие, сдвинув губы лапки пальцами, а затем барашком зафиксировать положение губ. Важное, но часто нарушаемое требование техники безопасности — обязательное скрепление конусных шлифов с помощью резиновых колечек или стальных пружинок (см., например, рис. 11). Последние предот­вращают самопроизвольное разъединение шлифов в процессе работы установки, что особенно опасно при наличии в приборе легковоспламеняющихся паров или газов. 4.8. РАБОТА СО ШЛИФАМИ В настоящее время в химических лабораториях подавляющая часть стеклянных приборов собирается из отдельных частей с помощью шлифованных соединений. Хотя с точки зрения техники безопасности шлифы, безусловно, предпочтительнее резиновых пробок, неумелое обращение с ними — причина многих аварий. Поэтому здесь уместно будет подробнее рассмотреть назначение различных типов шлифов, особенности их применения, правила безопасной работы с ними. Конусные взаимозаменяемые шлифы Это наиболее распространенные соединительные элементы в лабораторной практике. Они чрезвычайно удобны в работе: на сборку и разборку любого прибора на шлифах даже малоопытный работник тратит не более нескольких минут. И, что особенно важно — при этом не требуется физических усилий, без которых не обойтись при работе с резиновыми пробками, а значит, уменьшается вероятность поломки стекла. Безопасность работы с конусными шлифами определяется качеством их изготовления и правильным применением смазки. Притирка. Одним из критериев качества шлифованного соединения служит невозможность покачивания керна в муфте и легкость их вращения друг относительно друга (только со смазкой!). Стеклянные детали и посуда со шлифами заводского изготовления довольно часто не удовлетворяют этому простейшему требованию, поэтому перед использованием их необходимо дополнительно притирать. Плохо притертые керн и муфта соприкасаются лишь частью поверхности, что увеличивает опасность заклинивания, а значит — поломки посуды. Кроме того, неплотные шлифы не обеспечивают герметичности приборов и сосудов, а это недопустимо при сборке вакуумных установок, при работе с ядовитыми летучими веществами. Дефекты притирки никогда не следует компенсировать большим количеством смазки. Из зазора между шлифованными поверхностями смазка вымывается растворителями или вытекает при нагревании, в результате герметичность не сохраняется, но вещества загрязняются смазкой. Притирка конусных шлифов может быть выполнена в стеклодувной мастерской на специальном станке. В случае острой необходимости срочно пришлифовать какую-либо деталь можно и вручную — при наличии тонкого абразивного порошка и некоторого запаса терпения. Небольшое количество абразива разводят водой или скипидаром до консистенции пасты, которую распределяют по шлифу, вращая керн в муфте в ту и другую сторону с небольшим нажимом. Во время притирки не следует оставлять керн в муфте без движения. Вся операция занимает от 10 минут до получаса; за это время приходится несколько раз добавлять но­вые порции абразива. Хотя необходимость притирки, как правило, не вызывает у химиков особого энтузиазма, все же потраченные труд и время в конечном итоге окупаются благодаря надежной и безопасной работе оборудования.   а б Рис. 10. Конусные шлифы:а — муфты с рантом; б — керн Устройство шлифов. Поскольку при сборке стеклянных приборов конусные шлифы несут наибольшую нагрузку, при выборе посуды необходимо обращать особое внимание на прочность шлифов. Верхняя, широкая часть муфты должна иметь по внешней окружности небольшое утолщение, прямоугольное или полукруглое в сечении, называемое рантом (рис. 10, а). Муфты без ранта непрочны и легко ломаются; посуду с такими шлифами не стоит использовать для ответственных работ. Не менее важный с точки зрения техники безопасности параметр — толщина стенок шлифов. Шлифы № 14, 19 и 29 должны быть изготовлены из трубок с толщиной стенок 1,5—2 мм. Следует избегать применения без особой нужды тонкостенных шлифов. Керн в нижней, узкой части может быть либо обрезан, либо переходить в более узкую трубку (рис. 10, б). Если через шлифованное соединение в процессе работы возможно протекание жидкости, например в приборах для перегонки, фильтрования и т. п., керн обязательно должен иметь в нижней части более узкую трубку, обрезанную на некотором расстоянии под углом 45°. Это защищает шлифованную поверхность от попадания жидкости (см., например, рис. 56). К трубкам вблизи керна и муфты припаивают сп­циальные «усики», служащие для скрепления шлифованного соединения с помощью стальных пружинок или резиновых колечек (рис. 11). Иногда «усики» припаивают непосредственно к внешней части муфты, однако это создает неудобства при закреплении муфты в лапке. Смазка. Как уже было сказано, залогом безопасной работы со шлифами служит правильное применение смазки. Смазка не только повышает герметичность соединения, но и уменьшает возможность заклинивания шлифов. Использование шлифованных соединений без смазки, как правило, не допускается. Перед нанесением смазки шлифы следует тщательно очистить. Особенно опасны для шлифов остатки абразивного порошка, песчинки и т. п. Смазку наносят небольшим шпателем или стеклянной палочкой тонким кольцом на среднюю часть керна, затем вставляют керн в муфту и несколько раз поворачивают без нажима. Смазка должна распределиться тонким слоем по поверхности шлифа, которая при этом становится прозрачной. Не следует стремиться полностью смазать шлиф: нижняя (более узкая) часть керна шириной в несколько миллиметров должна оставаться несмазанной. Если смазка выдавливается за пределы шлифованной зоны, значит взято слишком большое ее количество. Шлифы в таком случае следует разъединить и удалить избыток смазки: слишком обильно смазанные шлифы значительно раньше становятся неплотными - в смазке при действии растворителей образуется сеть каналов. При употреблении вязких сортов смазки шлифы рекомендуется предварительно слегка нагреть над пламенем спиртовки, чтобы слой смазки был как можно тоньше. Особая тщательность требуется при смазывании кранов. Заклинивание кранов в вакуумных или газовых линиях может явиться причиной аварии. Смазку наносят на предварительно очищенную поверхность в виде двух тонких колец в середине более тонкой и более толстой части пробки. Эти кольца соединяют двумя узкими полосками смазки параллельно оси крана (рис. 12). Пробку вставляют во втулку так, чтобы кран оказался открытым, затем медленно поворачивают пробку в ту и другую сторону не более чем на 10—15 °. Только после равномерного распределения смазки кран можно закрыть. При быстром вращении пробки в кранах большого размера слой смазки может разорваться. Избыток смазки особенно вреден, так как может закупорить канал. В лабораторной практике используется множество различных смазок для шлифов и кранов; каждая имеет свои области применения в зависимости от рабочей температуры, растворяющей способности веществ, с которыми соприкасаются шлифы, а также от требований к чистоте эксперимента. Из выпускаемых промышленностью смазок в наибольшей степени пригодны для стеклянных шлифов и кранов смазки на основе силиконовых полимеров,на­пример кремнийорганические вазелины КВ-3/10, КВ-3/14 (ГОСТ 15975—70). Они представляют собой высоковязкие гидрофобные химически инертные пасты, нерастворимые в большинстве органических растворителей. Такие пасты можно применять при температурах от —60 до 200 °С, причем их вязкость изменяется с температурой незначительно. Хорошо зарекомендовали себя смазки на основе натурального каучука, например смазка вакуумная ОСТ 38-0183—75 (15% каучука, 20% церезина, 65% медицинского вазелинового масла). Отличную смажу Рамзая можно изготовить в лаборатории путем сплавления 1 масс. ч. парафина, 3—8 масс. ч. вазелина и 3— 15 масс. ч. натурального невулканизированного каучука. Изменяя соотношение компонентов, ее можно делать более или менее густой в соответствии с назначением. Рис.- 11. Скрепление конусных шлифов резиновыми колечками Рис. 12: Схема нанесения смазки на пробку крана Автором предложена смазка, которую несложно изготовить в лаборатории, тщательно перемешав 1 масс. ч. аэросила (аморфный силикагель) с 6—10 . масс. ч. силиконового масла. Смазка устойчива при нагревании, поскольку жидкая часть удерживается между частицами аэросила действием мощных капиллярных сил. Неплохая смазка получается при замене силиконового масла техническим вазелином; при смешивании с аэросилом его необходимо предварительно разогреть. Если нужна смазка, нерастворимая в углевoдopoдax, но легко смывающаяся со шлифа водой, вместо силиконового масла можно взять глицерин, но в иной пропорции: 5—6 частей на часть аэросила. Смазка на основе глицерина гигроскопична, что следует учитывать при ее хранении [17]. Если в ходе работы возможен нагрев шлифованного соединения до температуры выше 200 °С, в качестве смазки рекомендуется использовать тонкуюграфитовую пудру. Для работ при комнатной или незначительно повышенной (до 40 °С) температуре часто применяют апишзоновую смазку (сортов L, М или N), однако ввиду высокой стоимости ее применение оправдано лишь для работ в высоком вакууме. Более подробные сведения о смазках и легкоплавких замазках для шлифов можно получить в руководствах по лабораторной технике [2, 31]. При использовании смазок на основе минеральных масел, вазелина, каучука, глицерина следует учитывать возможность разложения или вытекания смазки [при высоких температурах, разрушения компонентов смазки при работе с агрессивными веществами и растворения смазки органическими растворителями. Если смазка подобрана без учета условий работы, она не только не предохраняет шлифы от заклинивания, но иногда способствует настолько прочному склеиванию шлифов, что разъединить их бывает очень трудно. Разъединение заклинившихся шлифов. При многочисленных достоинствах конусные шлифы обладают существенным недостатком: несмотря на все предосторожности их иногда заклинивает. Разъединение заклинившихся шлифов с применением физической силы опасная операция, нередко приводящая к поломке стеклянных деталей и, как следствие, к травмам. Наиболее безопасный и эффективный способ разъединения конусных шлифов заключается в осторожном кратковременном нагревании муфты над пламенем спиртовки; керн при этом не должен успеть прогреться. Защитив руки полотенцем, осторожно покачивают керн или застрявшую пробку в разные стороны, при­лагая при этом основное усилие вдоль оси шлифа. Нельзя прилагать усилие к изогнутым частям разъединяемых деталей; пальцы следует держать по возможности ближе к шлифу. Если результат не достигнут с первого раза, после охлаждения шлифов операцию повторяют. При наличии в сосуде горючих жидкостей нагревание на спиртовке опасно — в этом случае можно воспользоваться струей горячей воды. Если шлиф заклинило в результате кристаллизации попавшего на его поверхность вещества, рекомендуется замочить шлиф на несколько часов в жидкости, хорошо растворяющей данное вещество. Обычно испольуют воду, спирт, скипидар. После того, как жидкость проникнет в зазор между шлифами, приступают к «раскачиванию» керна, наблюдая за поведением жидкости. Если жидкость при покачивании двигается, значит шлиф вскоре разъединится. При хранении деталей со шлифами, особенно стеклянных кранов, в собранном виде без смазки во избежание заклинивания рекомендуется между шлифованными поверхностями помещать полоски тонкой бумаги. Ни в коем случае не следует поворачивать шлифы и краны без смазки, поскольку при этом их можно поцарапать, что резко снижает их прочность. В случаях, когда конусные шлифы подвергаются нагреванию в ходе работы, следует использовать детали из одного сорта стекла или из стекол, имеющих близкие коэффициенты теплового расширения. Конусные нешлифованные взаимозаменяемые соединения Такие соединения с совершенно гладкой поверхностью, не совсем точно иногда называемые «прозрачными шлифами», получают методом горячей калибровки (моллирования). Они изготавливаются по тем же размерам (но с меньшими допусками), что и конусные взаимозаменяемые шлифы; одинаковы и их области применения. Конусные нешлифованные соединения при условии их высокого качества превосходно держат вакуум без смазки — чрезвычайно важное преимущество при работе с особо чистыми веществами, а также с агрессивными жидкостями и газами. Поскольку гладкие поверхности, в отличие от шлифованных, не имеют микротрещин, нешлифованные соединения обладают большей механической прочностью. Кроме того, даже при работе без смазки их почти никогда не заклинивает, и разъединяются они легко. Указанных преимуществ было бы достаточно, чтобы рекомендовать полную замену в химических лабораториях конусных шлифов на нешлифованные соединения. Однако на практике, к сожалению, моллированные конусы часто не отвечают предъявляемым требованиям. Их преимущества при некачественном изготовлении (когда керн качается в муфте или они соприкасаются не всей поверхностью) полностью сводятся на нет. Исправить заводской брак в лабораторных условиях невозможно. В стеклодувной мастерской на шлифовальном станке их можно превратить в обычные конусные шлифы. Гладкие точные соединения (соединения KPV) зарубежных фирм (Швейцария, Англия, Германия), ; имеющиеся в некоторых лабораториях, хотя и дороги, : многократно окупаются в работе. Сферические шлифы Сферический шлиф представляет собой по существу стеклянное шарнирное соединение, позволяющее соединяемым деталям отклоняться от оси на угол до 20° без нарушения герметичности. Это свойство сферических шлифов, не имеющее значения при сборке небольших неподвижных приборов, становится решающим преимуществом при необходимости компенсировать деформации, возникающие в приборах, отдельные части которых находятся в движении, например в ротационных испарителях. Незаменимы сферические шлифы и при сборке крупногабаритных приборов. При сборке сложных больших установок на конических шлифах даже при малейшем отклонении детали возникают значительные напряжения, которые могут привести к поломке и аварии. Кроме того, конические шлифы № 60 и № 100 весьма склонны к заклиниванию, и их бывает очень трудно разъединить. Сферические же шлифы — и это второе очень важное их преимущество с точки зрения техники безопасности — никогда не заклинивает. Обязательная мера предосторожности при сборке приборов на сферических шлифах — скрепление чашки и шара специальными стальнымиподпружиненными зажимами. Очень удобно скреплять сферические шлифы с помощью эластичной тонкостенной резиновой трубки, например обрезанного с двух сторон пальца от испорченной резиновой перчатки. Такое крепление не только надежно фиксирует шлиф, не ограничивая его подвижность, но и обеспечивает герметичность соединения, что особенно ценно при работе под вакуумом, поскольку часто из-за некачественного изготовления сферические шлифы без дополнительной герметизации весьма посредственно держат вакуум. Плоские шлифы Плоскими шлифами называют стеклянные фланцевые соединения с пришлифованными рабочими поверхностями. Плоские шлифы для трубок диаметром до 100 мм могут быть изготовлены в обычной стеклодувной мастерской. Шлифовка и полировка плоскостей — сравнительно простая операция, которую производят на станках типа ШО (шлифовочно -обдирочный) и ШР (шлифовально-ручной). Плоские шлифы большого диаметра встречаются, например, в эксикаторах (диаметр корпуса 100, 140, 190 и 250 мм) и колпаках (диаметр корпуса от 56 до 160 мм). Однако при изготовлении стеклянной аппаратуры плоские шлифы находят лишь ограниченное применение, хотя во многих случаях они гораздо удобнее конусных и сферических шлифов. Плоские шлифы сообщают стеклянной конструкции некоторую подвижность. В отличие от сферических шлифов, допускающих отклонение оси детали на определенный угол, плоский шлиф допускает смещение детали параллельно оси, тем самым предотвращая возможные возникновения напряжений и поломку. Это свойство плоских шлифов используется в ротационных испарителях (например, ИР-10), пленочных роторных испарителях, циркуляционных выпарных аппаратах и других приборах с движущимися частями. Применение плоских шлифов в стеклянных реактоpax позволяет использовать нескладывающиеся якорные мешалки большого диаметра, а также облегчает выгрузку из реактора вязких реакционных масс. Такие лабораторные стеклянные реакторы (рис. 13) используются в химии высокомолекулярных соединений. Плоские шлифы вместо конических целесообразно использовать для деталей большого диаметра, особенно если прибор подвергается нагреванию или вакуумированию, иными словами, когда есть опасность заклинивания конического шлифа. В качестве примера можно привести вакуумную сушилку с крышкой на плоском шлифе (рис. 14). Рис. 13. Стеклянный реактор с пришлифованной крышкой: ' — струбцина; 2 — якорная мешалка Рис. 14. Вакуумная сушилка с крышкой на плоском шлифе: — бюкс с осушаемым веществом; 2 — кипящая жидкость; 3 — обратный холодильник; 4 — крышка на плоском шлифе; 5 — отвод к вакуумному насосу . Рие. 15. Соединение стеклянных фланцев с помощью эла­стичной резиновой трубки  Крепление плоских шлифов осуществляют специальными стяжками или тремя-четырьмя струбцинами с мягкими прокладками. Аналогично сферическим шлифам, плоские шлифы небольшого диаметра удобно стягивать эластичными резиновыми трубками, добиваясь одновременно большей герметичности (рис. 15). Использование при сборке приборов плоских шлифов без креп­ления опасно. Цилиндрические шлифы Цилиндрический шлиф состоит из муфты и втулки, пришлифованные поверхности которых имеют, как следует из названия, форму цилиндра. Простейшим примером цилиндрического шлифа является медицинский шприц со стеклянным поршнем. Цилиндрические шлифы, применяемые при изготовлении стеклянной аппаратуры, как правило, невзаимозаменяемые. Наиболее важная область применения цилиндрических шлифов — цилиндрические затворы для герметизации вала мешалки (см. рис. 98). При наличии калиброванных по внутреннему диаметру стеклянных пипеток на 1, 2, 5 и 10 мл и калиброванных стеклянных стержней соответствующего диаметра несложно изготовить очень удобные в работе пипетки-дозаторы для агрессивных жидкостей (рис. 1 16). Поршень такого дозатора должен быть по всей длине тщательно пришлифован к пипетке. По существу такая пипетка аналогична шприцу, но не может быть заменена последним при необходимости дозирования, например, кислот, реагирующих с металлическими частями шприца. Безусловно, пипетки с цилиндрическим шлифом обеспечивают более высокую степень безопасности не только при обращении с агрессивными жидкостями; их можно рекомендовать как удобную и надежную замену резиновых груш, медицинских шприцев и других приспособлений для засасывания жидкостей в пипетки.