Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы технологии неорганических материалов. Лабораторный практикум
.pdf
FUNDAMENTALS OF TECHNOLOGY
OF INORGANIC MATERIALS
LABORATORY PRACTICAL COURSE
Stavropol
Publisher
North Caucasus federal university
2023
UDK 661/243 (075.8)
BBC 35.20 я73
F 75
Printed by decision
of the editorial and publishing board
North Caucasus Federal University
Reviewers:
S. A. Kunikin, Ph. D., Assoc. Prof.
O. A. Dyudyun, Ph. D., Assoc. Prof.
(Stavropol State Medical University)
Fundamentals of technology of inorganic materials: laboratory
F 75 practical work /
compl.: A. V. Blinov, A. A. Blinova, M. A. Yasnaya,
I. M. Shevchenko, A. A. Gvozdenko. – Stavropol: Publisher NCFU,
2023. – 108 с.
Laboratory practical work is made according to the requirements of
Federal State Educational Standard of Higher Education (FSES VO 3++),
according to the working curriculum and work program of discipline "Fundamentals of Technology of inorganic materials", it shows laboratory work,
containing brief theoretical information on the topics, guidelines for their
implementation, plans for reporting, control questions and tasks on the topic
studied, as well as the recommended literature.
It is intended for the bachelors studying on a direction of training
28.03.02 Nanotechnology, the directions (profiles): "Diagnostics of materials and nanosystems in industry", "Nanotechnologies and nanomaterials".
UDK 661/243 (075.8)
BBC 35.20 я73
I. M. Shevchenko, Ph. D., Assoc. Prof.,
Compilers:
A.V. Blinov, Ph. D., Assoc. Prof.,
A. A. Blinova, Ph. D., Assoc. Prof. ,
M.A. Yasnaya, Ph. D., Assoc. Prof.,
A. А. Gvozdenko, Assistant
© North Caucasus
Federal University, 2023
2
ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ
НЕОРГАНИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
Ставрополь
Издательство
Северо-Кавказского федерального университета
2023
3
УДК 661/243 (075.8)
ББК 35.20 я73
О 75
Печатается по решению
редакционно-издательского совета
Северо-Кавказского федерального
университета
Рецензенты:
канд. физ.-мат. наук доцент С. А. Куникин,
канд. хим. наук О. А. Дюдюн
(Ставропольский государственный медицинский университет)
Основы технологии неорганических материалов: лабора-
О 75
торный практикум / сост.: А. В. Блинов, А. А. Блинова,
М. А. Ясная, И. М. Шевченко, А. А. Гвозденко. – Ставрополь:
Из-
во СКФУ, 2023. – 108 с.
Лабораторный практикум составлен в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего
образования (ФГОС ВО 3++), в соответствии с рабочим учебным планом
и рабочей программой дисциплины «Основы технологии неорганических
материалов»; в нём представлены лабораторные работы, содержащие
краткие теоретические сведения по темам, методические указания по их
выполнению, планы составления отчета, контрольные вопросы и задания
по изучаемой теме, а также рекомендуемую литературу.
Предназначен для бакалавров, обучающихся по направлению подготовки 28.03.02 Наноинженерия, направленностям (профилям): «Диагностика материалов и наносистем в промышленности», «Нанотехнологии и
наноматериалы».
УДК 661/243 (075.8)
ББК 35.20 я73
канд. техн. наук доцент А. В. Блинов,
канд. техн. наук доцент А. А. Блинова,
канд. хим. наук доцент М. А. Ясная,
канд. техн. наук доцент И. М. Шевченко,
Составители:
ассистент А. А. Гвозденко
© Северо-Кавказский
федеральный университет, 2023
4
ПРЕДИСЛОВИЕ
Основная задача лабораторного практикума заключается в проведении лабораторных опытов и экспериментов, иллюстрирующих основные представления о получение неорганических материалов. Авторы старались показать основные закономерности протекания химических процессов, свойства важнейших неорганических веществ и реакции их взаимодействия. С одной стороны, представленные лабораторные работы отличаются доступным аппаратурным оформлением, с
другой стороны, они не ограничены и не сводятся лишь к одним пробирочным испытаниям. Отдельные работы предполагают возможность инновационных форм проведения занятия, в частности, мастерклассы, проводимые преподавателем или лаборантом.
Все лабораторные работы рассчитаны на 1,5 часовое занятие.
Для каждого профиля направления подготовки бакалавров 28.03.02
Наноинженерия работы группируются в соответствии с содержанием учебной программы. Выполнение лабораторных работ предполагает формирование у студентов общепрофессиональных компетенций. Описание того, как компетенции интерпретируются по
компонентам (знать, уметь, владеть), приводится к каждой лабораторной работе и отвечает ее целям и содержанию.
Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины:
ОПК-1: Способен решать задачи профессиональной деятель-
ности на основе применения естественнонаучных и общеинженерных знаний, методов математического анализа и моделирования:
- ИД-1
анализа, теоретического и экспериментального исследования и моделирования физических и химических систем, явлений и процессов, использования в обучении и профессиональной деятельности:
- Обладает навыками работы с математическим аппаратом для
описания, анализа, теоретического и экспериментального исследования и моделирования строения вещества и химической связи, использования их в обучении и профессиональной деятельности;
- ИД-3
определения физико-химических свойств материалов и изделий
из них:
: Использует математический аппарат для описания,
ОПК-1
: Использует основные экспериментальные методы
ОПК-1
5
- Готов использовать экспериментальные методы определения
физико-химических свойств, строения и структуры веществ, неорганических материалов и изделий из них.
ОПК-3: Способен проводить измерения и наблюдения, обра-
батывать и представлять экспериментальные данные:
ИД-1
: Составляет отчеты по учебно-исследовательской де-
ОПК-3
ятельности, включая анализ экспериментальных результатов, сопоставления их с известными аналогами:
- Обладает навыками составления отчетов по учебно-исследовательской деятельности, включая анализ экспериментальных результатов в области технологии неорганических материалов, сопоставления их с известными аналогами;
ИД-2
: Формирует демонстрационный материал и пред-
ОПК-3
ставляет результаты своей исследовательской деятельности на
научных конференциях, во время промежуточных и итоговых аттестаций:
- Обладает навыками формирования демонстрационного материала и представления результатов своей исследовательской деятельности, связанной со строением, структурой веществ, химической связью, на научных конференциях, во время промежуточных
и итоговых аттестаций.
6
1. ЗНАКОМСТВО С НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ
ЛАБОРАТОРИЕЙ. ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ
ОПЕРАЦИИ
Цель работы: усвоить правила работы и поведения в научно-
исследовательской лаборатории, правила техники безопасности,
меры предупреждения и предотвращения несчастных случаев;
ознакомиться с основными видами химической посуды, использующейся для проведения экспериментов; научиться простейшим и
наиболее часто используемым приемам работы в научно-исследовательской лаборатории.
В результате выполнения лабораторной работы студенты
должны:
знать: – правила поведения, содержания рабочего места и тех-
ники безопасности при работе в химической лаборатории;
- особенности работы с концентрированными веществами (кислотами, щелочами) и сильными окислителями;
- назначение и классификацию химической посуды;
- правила обращения, хранения, сушки химической посуды.
уметь: – самостоятельно организовывать безопасную работу с
основными приборами, химическим оборудованием, химическими
реактивами;
- обращаться с лабораторной химической посудой;
- самостоятельно готовить растворы для очистки химической
посуды;
владеть: – методами безопасной работы в химической лабора-
тории;
- способностью демонстрировать знания в данной области и готовностью использовать их в случае оказания первой помощи;
- методами работы с химической посудой и методы использования ее по назначению;
- методами мытья и сушки химической посуды в соответствии
с требованиями химического анализа.
Теоретическая часть
Знание правил работы в научно-исследовательской лаборато-
рии и прохождение первичного инструктажа по технике безопасности является обязательным условием для допуска студента к выполнению лабораторной работы.
7
Соблюдение правил работы и техники безопасности обеспечивает нормальное прохождению процесса изучения дисциплины
«Основы технологии неорганических материалов» в формате лабораторных работ. Правила работы регламентируют основные модели
поведения, которые препятствуют возникновению какой-либо внештатной ситуации, но определяют алгоритм действий в случае
наступления такой ситуации и позволяют снизить риск несчастного
случая до минимума.
1. Знакомство с научно-исследовательской лабораторией
Рабочее место студента
Занятия практикума проводятся в научно-исследовательской
лаборатории, оборудованной вытяжными шкафами и лабораторными столами. Значительная часть лабораторных работ, за редким
исключением, выполняется студентом самостоятельно. Каждому
студенту в лаборатории отводится постоянное рабочее место и место для хранения индивидуального набора посуды, которые он обязан содержать в чистоте и порядке. Во время работы нельзя загромождать стол ненужными в данный момент вещами (посудой, реактивами и книгами).
Если при выполнении лабораторной работы студенту необходимо собрать установку из деталей, отсутствующих в индивидуальном наборе посуды, то недостающие детали выдает лаборант. Перед
началом сборки установки необходимо согласовать с преподавателем ее схему и место ее расположения (на лабораторном столе или
в вытяжном шкафу), чтобы исключить, например, возможность получения в одном вытяжном шкафу веществ, условия синтеза которых запрещены правилами техники безопасности.
Необходимая для повседневной работы посуда и оборудование
(штативы, лапки и муфты для их крепления, пробиркодержатели,
шпатели, фильтровальная бумага и т. д.) находятся в лаборатории в
специально отведенных местах.
По окончании лабораторной работы рабочее место необходимо
привести в порядок: разобрать установку на исходные детали с применением мер безопасности, тщательно вымыть всю используемую
посуду, убрать на место приборы и оборудование и т. д. Перед уходом из лаборатории необходимо сдать свое рабочее место дежур-
8
ному, который в случае необходимости приводит в порядок все рабочие места (лабораторные столы, раковины и вытяжные шкафы).
В конце занятия дежурный сдает комнату лаборанту.
Техника безопасности при работе в лаборатории
Обычно характер мер предосторожности, обеспечивающих
безопасность выполнения эксперимента, зависит от вида работы.
Однако существуют правила, выполнение которых обязательно для
каждого работающего в лаборатории. Эти правила необходимо выполнять не только в целях личной безопасности работающего, но и
для обеспечения безопасности товарищей по работе.
Общие правила организации эксперимента и средства защиты
Студент в лаборатории должен находиться только в халате
(желательно хлопчатобумажном). Запрещено приходить в лабораторию в верхней одежде (куртках, пальто и т. д.), ее необходимо
сдать в гардероб.
Нельзя загромождать сумками лабораторные столы и про-
ходы между ни ми. Сумки необходимо оставлять в специально отведенном месте.
Категорически запрещается прием пищи и напитков в лабо-
ратории.
Запрещается самостоятельно проводить любые опыты, не
предусмотренные работой. Нельзя выносить из лаборатории и вносить в нее любые вещества без разрешения преподавателя.
При проведении синтеза нельзя оставлять установку без при-
смотра.
При получении травм, а также при плохом самочувствии
необходимо незамедлительно сообщить об этом преподавателю или
лаборанту.
После окончания работы в лаборатории необходимо вымыть
руки с мылом.
Общие правила работы с химическими веществами
Во избежание ошибок следует внимательно читать надписи
на этикетках используемых реактивов.
Категорически запрещается пробовать какие-либо вещества на
вкус. При необходимости идентифицировать вещество по запаху следует легким движением руки направить поток воздуха от отверстия
сосуда к себе и осторожно понюхать, не вдыхая полной грудью.
9
Запрещено высыпать или выливать неизрасходованные реак-
тивы обратно в банку, из которой вещество было взято.
Опасные вещества (концентрированные кислоты, соединения
хрома, ртути и т. д.), а также продукты реакций с участием этих веществ необходимо сливать в соответствующие банки в вытяжном
шкафу.
Все работы с ядовитыми, едкими и пахучими веществами, а
также упаривание кислот и кислых растворов производить только в
вытяжном шкафу.
При работе с едкими веществами (растворами и твердыми
щелочами, концентрированными растворами кислот, оксидом фосфора(V), хромовой смесью и т. д.) необходимо использовать защитные очки и перчатки.
Твердые реактивы необходимо брать шпателем, ложкой или
пинцетом.
При отборе жидкостей пипетками необходимо пользоваться
специальными дозаторами или резиновыми грушами.
При приготовлении разбавленных растворов следует прили-
вать концентрированные растворы (особенно концентрированную
серную кислоту) в воду, а не наоборот. Такое разбавление нельзя
производить в толстостенном стеклянном сосуде (в том числе и в
мерном цилиндре), а только в посуде из тонкостенного термостойкого стекла или в фарфоровой посуде.
При нагревании вещества в пробирке ее следует закреплять в
пробиркодержателе и держать наклонно отверстием в сторону от
себя и от работающих рядом людей. При нагревании жидкостей в
пробирке во избежание бурного вскипания рекомендуется пробирку осторожно нагревать на спиртовке сверху вниз.
Работа с легковоспламеняющимися жидкостями и горючими
веществами
Легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) хранятся в специ-
альных железных сейфах. Их пары даже при комнатной температуре способны образовывать с воздухом пожаро- и взрывоопасные
смеси с температурой вспышки ниже 50 °С (диэтиловый эфир, этанол, ацетон, гептан и др.).
Работу с ЛВЖ и горючими газами (например, с водородом)
необходимо проводить в вытяжных шкафах вдали от открытого
огня и приборов с открытым нагревательным элементом.
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]