3941

2

УДК 544.77

Бельчинская Л.И. Экология древесины [Текст]: методические указания к лабораторным работам для студентов по направлению подготовки 19.03.01 - Биотехнология, профиль – Промышленная экология / Л. И. Бельчинская, Новикова Л.А., Дмитренков А.И.; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ им.Г.Ф. Морозова». – Воронеж, 2017. – 33 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ им.Г.Ф. Морозова»

Рецензент: канд. хим. наук, доц. кафедры неорганической химии и химической технологии ФГБОУ ВПО «ВГУИТ» Ю.С. Перегудов

Научный редактор: д-р техн. наук, проф. Л. И. Бельчинская

4

Правила работы в химической лаборатории

Перед лабораторной работой изучите теоретический раздел и описание лабораторной работы. Покажите преподавателю конспект теоретической и практической части лабораторной работы. Сдайте преподавателю допуск для проведения лабораторной работы.

Уясните технику выполнения лабораторной работы.

Всоответствии с техникой безопасности запрещается:

брать реактивы больше требуемого количества;

неизрасходованные или взятые в избытке реактивы возвращать обратно

всклянки (их надо сдать лаборанту);

загромождать рабочее место (во время работы на лабораторном столе должны находиться только необходимые приборы, реактивы и лабораторная тетрадь);

уносить приборы, реактивы общего пользования на свое рабочее

место.

путать пробки от склянок.

принимать пищу в химической лаборатории.

работать с включенными токоприемниками одному.

работать в химической лаборатории в неаккуратно застегнутой одежде, с распущенными волосами.

нагревать на открытом огне горючие жидкости.

сливать горячие растворы в толстостенную посуду.

Необходимо выполнять следующие требования.

Перед началом работы следует ополоснуть чистую посуду дистиллированной водой над раковиной, затем при необходимости высушить еѐ.

После окончания работы следует тщательно вымыть посуду, кюветы и вытереть фильтровальной бумагой корзину для кювет.

Склянки и реактивы должны находиться в определенном месте, их нельзя переносить на другие столы.

Следует работать без лишней торопливости, не проливать и не просыпать реактивы, если все же это случилось, нельзя сливать загрязненный реактив обратно в склянку с чистым реактивом, а следует собрать его и передать лаборанту; стол (или другой запачканный предмет) нужно вымыть и вытереть.

Бросать бумагу, бытовое стекло и другие предметы можно только в специальные сосуды и урны.

5

Если во время работы будет пролита в большом количестве кислота или другой раствор, нужно тотчас сообщить о случившемся лаборанту.

Удалять растворы нужно быстро, так как эти реактивы портят стол и другие предметы, и осторожно, чтобы не прожечь одежду и не повредить руки.

При всех несчастных случаях необходимо тотчас обращаться к лаборанту или преподавателю.

Внимательно наблюдать за ходом опыта, отмечая и записывая каждую его особенность (выпадение и растворение осадков, изменение окраски, температуры и т.д.).

Расходовать для осуществления химических реакций то количество реактивов, которое рекомендовано в указаниях по выполнению опыта, а если нет специальных оговорок – минимальное.

Работы с вредными веществами проводить только под тягой. Концентрированные кислоты и щелочи наливать осторожно в вытяжном шкафу; не уносить их на свои рабочие столы.

Если случайно прольете кислоту или щелочь, то быстро смойте их интенсивной струей воды из водопроводного крана, а потом обратитесь к дежурному лаборанту и по его указанию приведите в надлежащий порядок свое рабочее место.

Не выливать в раковину отработанные концентрированные кислоты и щелочи, а пользоваться для этого специально отведенной посудой, установленной под тягой. Отработанные металлы складировать в специальную емкость. Бумагу и остатки твердых веществ бросать в урну.

При работе постоянно следить за тем, чтобы реактивы (особенно кислоты, щелочи) не попадали на лицо, руки, одежду.

При нагревании реактивов или жидкостей не наклоняться над сосудом во избежание попадания брызг на лицо, одежду, обувь.

При нагревании жидкостей в колбе не держите ее отверстием к себе или в

сторону соседа.

Не нюхайте выделяющиеся газы, близко наклоняясь к сосуду. Если нужно понюхать газ, то следует сделать это осторожно, слегка направляя рукой поток воздуха к себе.

В случае ожога (пламенем горелки или горячим предметом) обожженное место смочить крепким раствором марганцовокислого калия. Можно приложить ватку, смоченную жидкостью от ожога.

При разбавлении щелочей, кислот и т.п. веществ, а также при мытье посуды с веществами, разъедающими кожу рук, обязательно надевать резиновые перчатки.

В конце работы уберите рабочее место, выключите воду, электроприборы.

6

При работе с электроприборами необходимо соблюдать следующие правила.

Работу с приборами можно начинать только после тщательного ознакомления с инструкцией по их эксплуатации.

Включать приборы только в сеть переменного тока с напряжением 220 В.

Электроприборы должны располагаться на лабораторном столе таким образом, чтобы химические реактивы не попадали на них, а также в электрическую розетку.

Если произошло замыкание электроустановки или возник пожар, необходимо немедленно обесточить прибор. Тушить пожар следует песком и огнезащитной тканью.

Приборы должны иметь рабочую изоляцию, элемент для заземления.

В электроприборах имеются элементы, находящиеся под напряжением, поэтому запрещается самостоятельно вскрывать и ремонтировать их, а также работать с неисправными приборами.

После окончания работы необходимо отключить прибор от сети

- 7 -

Лабораторная работа № 1

Химические соединения, образующиеся при сушке древесины.

Цель работы: Установление количества химических соединений, растворимых в воде при сушке древесины.

Процесс сушки древесины сопровождается выделением из древесины продуктов, содержащихся в древесине и которые могут быть при сушке удалены с сушильным агентом и водой.

Состав экстрактивных веществ представляется веществами, приведѐнными ниже.

Дубильные вещества, красящие вещества, камеди. Основную активную часть дубителей составляют танниды - производные многоатомных фенолов. По химической природе танниды происходят от двух типов фенольных соединений – пирогаллола и пирокатехина. В состав дубителей кроме таннидов входят углеводы, простейшие полифенолы, органические кислоты, минеральные и азотсодержащие вещества.

Камеди представляют собой водорастворимые смолообразные вещества, состоящие, в основном, из полисахаридов (арабогалактана и др.). Красящие вещества желтого, коричневого, красного и синего цветов содержатся в полостях клеток.

Из древесины могут быть выделены разнообразные по химическому составу вещества: смоляные и жирные кислоты, воски, стеарины и др. Смоляные кислоты и спирты, эфиры смоляных кислот и смоляных спиртов или одноатомных фенолов, химически инертные вещества. В смолах могут присутствовать эфирные масла и вода.

Терпены (С10Н16) являются жидкими веществами с повышенной химической активностью. Они быстро изменяются под действием температуры, кислорода воздуха, кислот и других химических агентов.

Помимо смоляных кислот в древесине хвойных и лиственных пород содержится небольшое количество органических кислот линейного строения – жирных кислот: олеиновой, линолевой и др.

Химический состав древесины, наиболее используемых пород, представлен в таблице 1.

Таблица 1

9

Ряд 3 – продолжительность теплового воздействия свыше 24 часов

За 100 % принята масса летучих веществ, максимально возможная для удаления, которое у различных пород древесины различно. Примерное количество их показано на диаграмме 2.. Выход летучих веществ может быть выше, чем 100 %, за счет продуктов начального термического разложения древесины.

Рисунок 2 Максимальное количество летучих веществ, которое может быть удалено при сушке

В качестве примера рассмотрим возможные выбросы в атмосферу летучих веществ для сушильных камер периодического действия. Выбросами в канализацию вместе с конденсатом можно пренебречь, ввиду их незначительности.

Например, согласно метода экспертных оценок, насчитывается 14 действующих участков сушки, с общим объемом загрузки 5 530 м3. При высушивании условного пиломатериала, продолжительность сушки которого фактически составит в среднем 9 – 11 дней, (исходная продолжительность 88 часов, количество камерооборотов составит 34 – 36. Общее количество высушиваемой древесины составит 201 845 м3 в год, не считая иных способов сушки. Общее количество выбросов ориентировочно 14 129 – 42 387 кг или 14 – 42 т органических веществ в год.

При кажущейся незначительности выбросов из одной сушильной камеры, суммарная величина вредных выбросов существенная.

10

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

Определение содержание формальдегида в формальдегидосодержащих клеях.

Цель работы: освоение сульфитного метода определения концентрации фор-мальдегида в водном растворе.

На предприятиях деревообрабатывающей промышленности, занимающихся синтезом карбамидоформальдегидных смол (КФС) и производством на их основе древесно-стружечных плит (ДСП), ежегодно образуется значительное количество сточных вод, загрязненных формальдегидом, органическими и неорганическими соединениями, концентрации которых значительно превышают установленные для них ПДКв. В водных растворах формальдегид может находиться как в мономерном состоянии, так и в виде полимеров (полиоксиметиленов) общей формулы HO–(CH2–O–CH2–O)n–H.

Формальдегид обладает раздражающим, аллергенным, мутагенным, сенсибилизирующим, канцерогенным действиями, поражает центральную нервную систему, легкие, печень, почки, органы зрения. Вследствие токсического воздействия на водные организмы содержание свободного формальдегида в поверхностных водах нормируется.

Таким образом, определение концентрации формальдегида в сточных водах является весьма важной экологической задачей.

Таблица 3

Предельно допустимые концентрации (ПДКв) формальдегида в природных и питьевых водах