3.6. Спектральные исследования

Спектры ЯМР ¹Н регистрировали на приборе Bruker AS – 200 (200,1 МГц) при работе в режиме внутренней стабилизации по линии резонанса ²Н, растворитель - CDCl₃.

Спектры ЯМР ¹⁹F регистрировали на приборе с частотой 188,298 Мгц, химический сдвиг измеряли относительно CFCl₃. Растворитель - CDCl₃.

Спектральные данные полученных соединений представлены в обсуждении результатов.

3.7. Хроматографический анализ

Хроматографический анализ вели в изотермическом режиме на хроматографе «Цвет-800» с пламенно-ионизационным детектором и капиллярной колонкой длиной 50 м, неподвижная фаза – силиконовый каучук SE-30; температура термостата 210ºC, температура испарителя - 270ºC, скорость газа-носителя аргона – 1 мл/мин. Хроматографические пики идентифицировали путем сравнения относительных времен удерживания с приводимыми в литературе данными, а также методом подсадки заведомо чистых веществ. Расчет количества компонентов реакционной смеси осуществляли методом нормализации. Хроматограммы приведены в обсуждении результатов.

Глава 4 безопасность объектов

4.1. Производственная безопасность

Данная научно-исследовательская работа выполнялась в химической лаборатории, относящейся к взрывопожароопасной категории «В» (соответствует ГОСТу 12.01.004-91 «Пожарная безопасность. Общие требования»), при использовании веществ, имеющих класс опасности с 1-го по 4-ый. Это: камфен, пинен, трифторуксусная кислота, трифторуксусный ангидрид, хлорид кальция, этиловый спирт, гидроксид калия, серная кислота, ледяная уксусная кислота, четыреххлористый углерод, ацетон, диэтиловый эфир. Вследствие этого все этапы научно-исследовательской работы являются опасными и приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1.

Классификация опасных этапов научно-исследовательской работы

№ п/п	Название этапа НИР	Возможные опасности
1	Приготовление реактивов	- Попадание реактивов на кожу, что может привести к химическим ожогам; - Попадание паров токсичных и вредных жидкостей в дыхательные пути, что может привести к ожогу слизистой оболочки.
2	Получение изоборнеола	Опыты осуществлялись в сборной стеклянной установке путем кипячения реакционной массы на водяной бане: - при разрушении установки содержимое колбы может загореться; - при включении и выключении электрической плитки существует опасность поражения электрическим током.
3	Очистка веществ методом простой перегонки	Перегонка осуществлялась в сборной стеклянной установке: - перегрев перегоняемой массы ведет к разрушению установки, возгоранию органических веществ; - механическое разрушение вызывает взрыв.
4	Получение изоборнил-трифторацетата	- Разрушение установки может привести к попаданию реакционной массы на кожу, что повлечет за собой химические ожоги; - Превышение допустимой концентрации трифторуксусной кислоты и трифторуксусного ангидрида в воздухе может привести к общему отравлению организма.
5	Разделение веществ методом перегонки под вакуумом	Перегонка осуществляется в стеклянной герметичной установке: - повышение температуры (перегрев) в колбе может привести к разрушению установки и попаданию органических веществ на горячую плитку, что повлечет за собой возгорание; - опустошение перегонной колбы в процессе перегонки может вызвать ее разрушение (взрыв).
6	Анализ веществ с помощью хроматографии	Анализ осуществляется на электрическом приборе хроматографе: - при включении, выключении прибора существует опасность поражения электрическим током; - анализ в приборе ведется за счет газа, который находится в баллоне под давлением, неправильная эксплуатация баллона может привести к взрыву газа.

Классификация вредных и опасных производственных факторов и их допустимые уровни.

Наибольшую опасность представляют:

1.Летучие и легковоспламеняемые вещества: этиловый спирт, трифторуксусная кислота, трифторуксусный ангидрид, диэтиловый эфир, ацетон и др. Работа с ним проводилась с использованием средств индивидуальной защиты и в вытяжном шкафу вдали от включенных электроприборов.

2.Ртутные термометры и манометры для измерения остаточного давления, при поломке которых разливается ртуть, отравляя помещение. В процессе работы соблюдались все меры предосторожности при обращении с ртутными приборами. В случае «аварии» тщательно собираются все видимые капли ртути волосяной кисточкой на гладкую бумагу. Собранную ртуть собирают в толстостенные банки с водой. После чего производится дезактивация зараженного места 20 %-м водным раствором FeCI₃.

Камфен:

Кристаллическое вещество. Т_пл = 42-52ºC, Т_кип = 158-162ºC. Растворяется в диэтиловом эфире, частично – в этиловом спирте и не растворяется в воде.

Общий характер действия. В малых дозах возбуждает центральную нервную систему, дыхание и сердечную деятельность.

Помещения, в которых проводят работы с камфеном, должны быть оборудованы приточно-вытяжными вентиляционными установками.

Индивидуальное средство защиты органов дыхания – фильтрующий промышленный противогаз марки А.

Пинен:

Прозрачная летучая жидкость без осадка и воды. Плотность при 20ºC в пределах 0,855-0,860 г/см³. Температура начала кипения не менее 164ºC.

Общий характер действия. Пары раздражают глаза и дыхательные пути, возбуждают нервную систему. При длительном воздействии вызывает воспалительные заболевания почек, раздражает кожу. Взрывоопасен.

Помещения, в которых проводят работы с пиненом, должны быть оборудованы приточно-вытяжными вентиляционными установками. При попадании на кожу смыть теплой водой с мылом.

Для предохранения кожи применяют мази из смеси ланолина и нейтрального растительного масла, защитные мази типа «биологические перчатки». Индивидуальное средство защиты органов дыхания – фильтрующий промышленный противогаз с коробкой марки А. Защита кожи и глаз.

Гидроксид калия:

Белая просвечивающая, чрезвычайно едкая кристаллическая масса (кристаллы ромбической системы), плотность 2,044 г/см³. Т_пл = 400ºC (безводного препарата), Т_кип = 1320-1326ºC, в воде растворяется чрезвычайно легко (51,7% при 15ºC) с сильным разогреванием.

Общий характер действия. Действует на ткани прижигающим образом, растворяя белки с образованием щелочных альбуминатов. При попадании растворов или пыли на кожу и в особенности на слизистые и образуется мягкий струп. Проникает и в более глубокие ткани. После «ожогов» остаются рубцы. Опасно попадание в глаза: поражается не только роговица, но вследствие быстрого проникновения вглубь, страдают и глубокие части глаза.

Неотложная терапия. При попадание на кожу – обмывание пораженного участка струей воды в течение 10 минут, затем примочки из 5% раствора уксусной кислоты.

Предельно допустимая концентрация 0,5 мг/м³.

Индивидуальная защита. Меры предупреждения. Спецодежда из плотной ткани, резиновые перчатки, нарукавники, обувь. Индифферентные и гидрофобные защитные мази.

Этиловый спирт:

Бесцветная летучая жидкость, плотность 0,789 г/см³. Неограниченно растворяется в воде (при 20º). Т_кип = 78,4ºC, давление паров (20º) 44 мм рт. ст., показатель преломления 1,3614 (при 20º).

Общий характер действия. Наркотик, вызывающий сначала возбуждение, а затем паралич центральной нервной системы. При длительном воздействии больших доз может вызвать тяжелые органические заболевания нервной системы, печени, сердечно-сосудистой системы, пищеварительного тракта и т.д.

Действие на кожу. Скорость проникновения этилового спирта через кожу пропорциональна концентрации спирта в растворителе. Быстрее проникает из растворителя, в котором он менее растворим. Этиловый спирт в чистом виде вызывает сухость кожи, изредка – образование трещин.

Предельно допустимая концентрация 1000мг/м³.

Меры предупреждения. Герметизация аппаратуры и коммуникаций, недоступность этилового спирта, разъяснительная работа.

Трифторуксусная кислота:

Бесцветная, летучая, дымящая на воздухе жидкость с резким запахом. Т_пл = -15,36ºC, Т_кип = 72,4ºC, плотность 1,489 г/см³ (при 20º), показатель преломления 1,2850 (при 20º). Смешивается с водой и большинством органических растворителей.

Предельно допустимая концентрация 2 мг/м³.

Общий характер действия. Вызывает серьезные ожоги глаз, возможна слепота. При контакте с кожей вызывает красноту и боль, серьезные ожоги.Глотание может вызвать серьезное и постоянное повреждение пищеварительному тракту. Вызывает желудочно-кишечные ожоги тракта. Может вызвать перфорацию пищеварительного тракта. Кашель, ангина, боль груди.

Первая помощь. Свежий воздух, искусственное дыхание. Если глотается, не вызывать рвоту, дать большое количество воды. При контакте с глазами, кожей немедленно смыть большим количеством воды в течение не менее 15 минут.

Индивидуальная защита. Меры предупреждения. Работать в помещениях с приточно-вытяжными вентиляционными установками. Защита органов дыхания. Борьба с выделением паров. Спецодежда, перчатки, обувь.

Трифторуксусный ангидрид:

Бесцветная, очень летучая, дымящая на воздухе жидкость с резким запахом. Т_пл = - 65ºC, Т_кип = 39,5-40ºC, плотность 1,487 г/см³ (при 20º), показатель преломления 1,300 (при 20º).

Общий характер действия. Оказывает сильное раздражающее действие на слизистые мембраны и верхние дыхательные пути. Глотание может вызвать серьезные ожоги рта, горла и живота. Может вызвать ангину, рвоту, диарею. При контакте с кожей вызывает красноту и боль, серьезные ожоги. При контакте с глазами может вызвать стертое видение, красноту, боль и серьезные ожоги ткани.

Первая помощь. Свежий воздух, искусственное дыхание. Если глотается, не вызывать рвоту, дать большое количество воды. При контакте с глазами, кожей немедленно смыть большим количеством воды в течение не менее 15 минут.

Индивидуальная защита. Меры предупреждения. Работать в помещениях с приточно-вытяжными вентиляционными установками. Защита органов дыхания. Борьба с выделением паров. Носить непроницаемую защитную одежду, включая обувь, перчатки, фартук.

Уксусная кислота:

Жидкость. Т_пл = 16,7ºC, Т_кип = 118,1ºC, плотность 1,04 г/см³ (при 20º). Смешивается с водой.

Токсическое действие. Обладает сильным раздражающим действием. К парам наблюдается привыкание – по-видимому, лишь кажущееся. Высокие концентрации уксусной кислоты повышают содержание лимонной кислоты в тканях.

Действие на кожу выражается в появлении ожогов, вызываемых уже 30% растворами кислоты. Для глаз опасны растворы уксусной кислоты, начиная с 2% концентрации.

Неотложная терапия. Обильное промывание водой пораженных мест, в том числе глаз (эффективнее, чем промывание питьевой содой).

Предельно допустимая концентрация 5 мг/м³.

Индивидуальная защита. Меры предупреждения. Фильтрующий промышленный противогаз марок А и В. Защита глаз и кожи. Устранение непосредственного контакта с уксусной кислотой.

Серная кислота:

Маслянистая, в чистом виде прозрачная бесцветная жидкость. Т_пл = 10,35ºC, Т_кип = 330ºC (с разложением), плотность 1,834 г/см³. С водой смешивается во всех отношениях, выделяя большое количество тепла.

Общий характер действия. Раздражает и прижигает слизистые верхних дыхательных путей, поражает легкие. При попадании на кожу вызывает тяжелые ожоги.

Действие на кожу. Концентрированная серная кислота вызывает сильное жжение. Излечиваются ожоги в среднем в течение 6 недель. При очень большой поверхности поражения – часто смертельный исход. Очень тяжелы поражения при попадании серной кислоты в глаза.

Неотложная терапия. При раздражении слизистой дыхательных путей – свежий воздух, ингаляции содового раствора. Осторожное вдыхание паров этилового спирта, эфира, хлороформа, а также 10% раствора ментола в хлороформе. Пить теплое молоко с содой и боржомом. При попадании на кожу или слизистые крепкой кислоты – немедленное обильное промывание. При ожоге накладывают 1-2 дня повязки с 2-3% раствором соды.

Предельно допустимая концентрация 1 мг/м³.

Индивидуальная защита. Меры предупреждения. Фильтрующие промышленные противогазы марок В (с фильтром), БКФ, М; шланговые противогазы ПШ-1, ПШ-2. Защитные очки или маски и щитки из оргстекла и др. Спецодежда (брюки и куртки или комбинезон, фартуки, перчатки или рукавицы) из кислотостойких тканей: ШХВ-30, ШЛ, нитрон, лавсан, кислотозащитное сукно ШЛ-40, СВХ-1, смешанные ткани из лавсана с хлоропреном и др.

Четыреххлористый углерод:

Жидкость. Т_кип = 76,8ºC, плотность 1,595 г/см³ (при 20º), показатель преломления 1,4607 (при 20º). Растворимость в воде 0,08% (масс.).

Общий характер действия. Наркотик. При любом пути поступления вызывает тяжелые повреждения печени. Одновременно поражает и другие органы: почки, альвеолярные мембраны и сосуды легких.

Токсические концентрации, вызывающие острое отравление. Порог восприятия запаха 0,0115 мг/л, а концентрация, действующая на световую чувствительность глаза, 0,008 мг/л.

Действие на кожу. Вызывает дерматиты, иногда экземы, крапивницу. Раздражает кожу сильнее, чем бензин.

Неотложная терапия. При остром ингаляционном отравлении – свежий воздух, покой. Длительное вдыхание увлажненного кислорода с использованием носовых катетеров. Сердечные средства: камфара (20%), кофеин (10%), кордиамин (25%) по 1-2 мл подкожно; успокаивающие средства, крепкий сладкий чай. Для предупреждения поражения печени и при наличии его главное – покой, диета, введение глюкозы и витаминов. Не применять сульфаниламидных препаратов, адреналина и хлорсодержащих снотворных (хлоралгидрат и др.). Не давать алкоголя и жиров!

Предельно допустимая концентрация 20 мг/м³.

Индивидуальная защита. Меры предупреждения. Фильтрующий промышленный противогаз марки А. При высоких концентрациях обязательны изолирующие шланговые противогазы с принудительной подачей воздуха. Устранение контакта с кожей, защитные перчатки, нарукавники, фартуки с покрытием из полихлорвинила, поливинилового спирта и т.д.

Тщательная герметизация аппаратуры, местная и общая вентиляция.

Ацетон:

Бесцветная жидкость. Смешивается с водой и органическими растворителями. Взрывоопасные концентрации в смеси с воздухом 2,55-12,8%. Т_пл = - 95,4ºC, Т_кип = 56,2ºC, плотность 0,791 г/см³ (при 20º), давление паров (20º) 226,3 мм рт. ст.

Общий характер действия. Наркотик, последовательно поражающий все отделы центральной нервной системы. При вдыхании в течение длительного времени накапливается в организме; токсический эффект зависит не только от концентрации, но и от времени действия.

Неотложная терапия. Свежий воздух. При обморочном состоянии вдыхание нашатырного спирта (на ватку несколько капель); крепкий сладкий чай или кофе; ингаляции кислорода; кофеин с амидопирином. Сердечные средства – подкожно 1 мл 10% раствора кофеина или 1 мл 25% раствора кордиамина.

Предельно допустимая концентрация 200 мг/м³.

Индивидуальная защита. Меры предупреждения. Фильтрующий промышленный противогаз марки А. При очень высоких концентрациях - изолирующие шланговые противогазы с принудительной подачей воздуха. При длительном контакте – защита кожи: перчатки (из поливинилового спирта, поливинилхлорида, хлорсульфированного полиэтилена и др.), фартуки с непроницаемым покрытием. Применение защитных мазей и паст.

Диэтиловый эфир:

Бесцветная, очень летучая жидкость. Т_кип = 35,6ºC, плотность 0,708 г/см³ (при 25º), показатель преломления 1,3526 (при 20º), давление паров (20º) 442,2; 439,8 мм рт. ст., растворимость в воде (20º) 7,77% (масс.). Легко воспламеняется, с воздухом образует взрывчатые смеси.

Общий характер действия. Наркотик, действующий слегка раздражающе на дыхательные пути. Насыщение артериальной крови и головного мозга при вдыхании высоких концентраций происходит очень быстро. В организме образует СО₂.

Действие на кожу. Жидкий диэтиловый эфир вызывает чувство жжения и холода (вследствие быстрого испарения).

Предельно допустимая концентрация 300 мг/м³.

Первая помощь. При острых отравлениях через рот – промывание желудка в течение первых двух часов, внутрь 2-4 л и внутривенно 1 л 5% питьевой соды.

Хлорид кальция:

Представляет собой белые или серо-белые гранулы, без запаха. Растворяется в воде с выделением тепла. Плотность 2,15 г/см³. Т_кип = >1600ºC, Т_пл = 772ºC.

Общий характер действия. Оказывает раздражающее действие при контакте с глазами, кожей и дыхательными путями. Избегать вдыхания пыли. Вреден, если глотается или вдыхается. Большие количества могут вызвать желудочно-кишечное расстройство, рвоту, брюшную боль.

Первая помощь. При длительном контакте с глазами, кожей немедленно смыть большим количеством воды в течение 15 минут. Если глотается, вызвать рвоту.

Индивидуальная защита. Меры предупреждения. При длительном контакте – защита кожи: перчатки, фартуки.

Изоборнеол:

Белый порошок с запахом камфоры. Кристаллизуется из петролейного эфира. Т_пл = 212-214ºC. Растворим в этиловом спирте, диэтиловом эфире, бензоле, толуоле.

Общий характер действия. Может вызвать раздражение кожи, дыхательных путей, пищеварительного тракта. Пыль может вызвать механическое раздражение глаз.

Первая помощь. При длительном контакте с глазами, кожей смыть большим количеством воды в течение не менее 15 минут. Пить молоко или воду.

Индивидуальная защита. Меры предупреждения. Работать в помещениях с приточно-вытяжными вентиляционными установками. Защита глаз и кожи.

Изоборнилтрифторацетат:

Маслянистая жидкость без осадка и воды.

Сведения о токсичности в литературе отсутствуют.

Электробезопасность

Химическая лаборатория оснащена приборами, которые работают под напряжением 220 В от общей сети. Это сушильные шкафы, электрические плитки, весы, мешалки, регистрирующие устройства. При работе с такими приборами существует опасность поражения электрическим током.

Мероприятия, предупреждающие поражение электрическим током:

1.Ограждение токоведущих частей оборудования и расположение пускателей, рубильников в местах недоступных для случайного включения;

2.Заземление, зануление, ограждение.

Шум и вибрация.

Шум и вибрация возникают только при включении тяги, а также при создании вакуума в различных системах при помощи вакуум-насоса. Эквивалентный уровень звука не превышает 80 дБА (СН 245-71).

Освещенность.

Естественная освещенность осуществляется через окна в достаточном количестве. Искусственная освещенность создается с помощью ламп дневного света. Она соответствует СНиП ΙΙ 4-86.