Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный университет

технологии и дизайна

А. П. Михайловская, е. С. Сашина, в. А. Голубихин

ХИМИЯ

РАСТВОРИТЕЛЕЙ

Методические указания к выполнению

лабораторных работ

Санкт-Петербург

2009

Утверждено

на заседании кафедры

21.10.08,

протокол № 2

Рецензент

В. А. Епишкина

Оригинал подготовлен составителями и издан в авторской редакции

Подписано в печать 30.03.2009 г. Формат 60х84 1/16.

Усл. печ. л. 1,7.

Тираж 50 экз. Заказ 54

Электр. адрес: mykhanya@yandex.ru

Отпечатано в типографии СПГУТД

191028, Санкт-Петербург, ул. Моховая, 26 Введение

С 2007 года на кафедре химической технологии и дизайна текстиля открыта специализация «Химическая технология реставрации и облагораживания текстильных изделий, кожи и меха», в учебном плане предусмотрено изучение курса «Химия растворителей». Одновременно с изучением теоретического курса проводятся и лабораторные работы, которые вырабатывают у студентов практические навыки работы с растворителями и способствуют успешному усвоению материала.

Методические указания включают описания проведения пятнадцати лабораторных работ, которые должен выполнить в течение семестра каждый студент индивидуально (или в паре). Помимо классических методик, заимствованных из известных учебников и учебных пособий, методические указания включают и лабораторные работы, которые являются авторскими разработками. В некоторых лабораторных работах после описания выполняемых опытов идут контрольные вопросы, которые требуют работы с конспектом лекций по курсу. Большое внимание уделено токсикологической характеристике и пожароопасности основных растворителей.

Авторы выражают благодарность ведущим инженерам кафедры теоретической и прикладной химии Ревягиной С. И. и Сенаковой Н. Н. за ценные советы и замечания, благодаря которым лабораторный практикум был успешно апробирован в лаборатории органической химии.

1. Токсикологическая характеристика растворителей

Органические растворители в той или иной степени могут оказывать вредное воздействие на человеческий организм. Единственным безвредным растворителем является вода. Токсическое действие растворителей объясняется прежде всего высокой растворяющей способностью по отношению к жирам, благодаря которой они легко проникают в клечатку, кровь и лимфу. Чувствительность в растворителям у разных людей различна. Большинство людей почти не реагирует на запах органических растворителей, но встречаются и такие, которые совершенно не переносят его.

Органические растворители проникают в организм через органы дыхания (в виде паров) и кожные покровы. Растворители оказывают на организм наркотическое и раздражающее действие, могут поражать нервную и кроветворную системы, внутренние органы. Пары летучих жидкостей, поступившие через дыхательные пути, проявляют токсическое действие значительно быстрее и сильнее, чем при попадании их на кожу. Токсичность веществ зависит от растворимости их в жирах и в воде. Чем выше жирорастворимость и константа диссоциации в воде, тем легче вещество проникает в организм и тем сильнее его разрушающее действие.

Механизмы токсического действия растворителей различны. В случае галогензамещенных углеводородов механизм действия связывают с протекающей в организме человека реакцией биологического дегалогенирования. Легкость отщепления галогена от галогенуглеводорода зависит от прочности связи его с углеродом, падающей от F к I. Соответственно, токсичность галогензамещенных нарастает от фтор- к иодуглеводородам. Хлоруглеводороды в организме человек под действием ферментов образуют радикалы, которые не только алкилируют активные группы белков, но и атакует метиленовые мостики ненасыщенных жирных кислот с образованием перекисных соединений.

Токсическое действие спиртов вызвано реакцией окисления. Продукты окисления спиртов (альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты) действуют разрушающе по отношению к жирам, белкам и углеводам. С увеличением количества атомов углерода токсичность одноатомных спиртов возрастает. Исключением из этого правила является метиловый спирт – он более токсичен, чем этиловый.

Сильные органические кислоты при непосредственном контакте с кожными покровами действуют разрушающе, вызывая необратимые изменения в состоянии кожи. Например, 7 %-й раствор муравьиной кислоты вызывает ожоги с образованием пузырей. Этот эффект обусловлен действием водородных катионов, образующихся при диссоциации кислот в водном растворе. Пары органических кислот очень легко растворяются в слизистых оболочках человека, поэтому они задерживаются в основном в верхних дыхательных путях.

В качестве меры токсичности растворителей при постоянном воздействии паров вещества применяют значения ПДК_р.з (предельно допустимая концентрация вещества в воздухе рабочей зоны) и порог восприятия запаха (табл. 1).

Таблица 1. Токсичность и пожароопасность растворителей

Название органического растворителя	ПДКр.з.* мг/м3	Порог восприятия запаха, мг/л	Твсп., ºС	Нижний (верхний) концентрационный предел воспламенения, %
Ацетон	200	0,0010	-18	2,15–13,0
Бензол	15	0,0050	-11	1,4–8,0
Глицерин	-	-	160	-
Диоксан	10	0,0100	18	1,9–22,2
Дибутиловый эфир (К)	-	-	25	-
Диметилформамид (К)	10	0,0001	68	-
1,2-Дихлорэтан	10	0,0250	13	6,2–15,9
1,2-Дихлорэтилен	50	3	6,1	9,7–12,8
Диэтиловый эфир	300	0,0010	-41	1,7–48,0
Изооктан (2,2,4-триметилпентан)	0,5	-	0	-
Изопропиловый спирт	10	-	16	2,5–10,7
Ксилол	50	0,0007	24	1,0–7,6
Муравьиная кислота	1	-	-	-
Пиридин	5	0,0002	23	1,8–12,4
Тетрахлорметан (К)	20	0,0115	Не горит
Тетрахлорэтилен	10	0,3500	Не горит
Трихлорэтилен (К)	10	0,0030	Не горит
Уайт-спирит	300		33	0,8–5,8
Уксусная кислота	5	0,0006	-	-
Хлороформ	5	0,0003	Не горит
Циклогексан	80	0,0030	-19	1,2–8,3
Циклогексанол	10	0,0003	68	-
Циклогексанон	10	0,0002	63	3,2–9,0
Этанол	1000	-	14	3,3–19,0
Этилацетат	200	0,0006	-3	2,2–11,5

Буквой К обозначены растворители, легко диффундирующие через кожные покровы

* - значения по ГН 2.2.5.686-98