Хімічні реактиви і матеріали

Список хімічних реактивів і матеріалів, необхідних для використання в школі, наведений в Базовому переліку засобів навчання та обладнання, складених на основі аналізу змісту навчання за програмою, що затверджена Міністерством освіти і науки України ([4], стор. 58-72).

У відповідності до державних стандартів і технічних вимог існує ряд класифікацій хімічних реактивів: за чистотою, небезпечністю, способам транспортування та зберігання, хімічною природою тощо. Згідно цим розподілам реактиви розміщують в кабінеті (лабораторії) для зберігання та використання.

За хімічною природою реактиви поділяють на неорганічні (метали і неметали, оксиди металів і неметалів, гідроксиди металів, кислоти і солі) і органічні (вуглеводні, спирти, альдегіди і кетони, карбонові кислоти, вуглеводи, гетероциклічні сполуки, індикатори, барв­ники для мікроскопічних досліджень, специфічні реактиви, біо­хімічні препарати). Серед них є реактиви звичайні, що вико­ристовуються в повсякденній лабораторній практиці (кислоти, луги, оксиди кальцію і барію, солі, індикатори), і велика група спеціальних реактивів, які мають обмежені галузеві застосу­вання.

За небезпечністю реактиви класифікують на вісім груп (див. додаток 5). Перша група – вибухові речовини та третя групи – самозаймисті речовини – у переліку реактивів для шкіл відсутні; зберігати та використовувати їх у школах категорично забороняється. А на інші реактиви 2 – 8 груп в кабінеті слід завести картотеку (див. додаток 4; „Химия в школе”, 1982.-№2. –С.59-64). Більшість шкільних реактивів належить до восьмої групи.

Найпоширеніші технічні показники, що характеризують якість хімічних реактивів і матеріалів, такі: 1) вміст основної речовини; 2) вміст домішок (катіонів і аніонів); 3) вологість; 4) зольність (в органічних реактивах).

За ступенем чистоти, процентним вмістом основної речовини та домішок, реактивам надається ряд категорій. Як правило, для шкільних хімічних лабораторій можна об­межитися кваліфікацією «чистий» (ч), а деякі реактиви повинні мати кваліфікацію «чистий для аналізу» (чда). «Хімічно чисті» реактиви (хч) можна використовувати лише під час проведення факультативних занять з аналітичної хімії. Реактиви «особли­вої чистоти» (осч) не слід застосовувати в школі у зв'язку з їх високою ціною. Крім зазначених категорій реактивів, розрізняють ще реак­тиви технічні (техн.) і очищені (оч.). Окремі речовини, які за умовами використання не потребують особливої чистоти, мо­жуть застосовуватися як технічні реактиви.

Для шкіл першорядного значення набувають не стільки асортимент і ступінь чистоти багатьох реактивів, скільки відповідне їх роз­фасування: воно має бути дрібним, щоб використовувати реак­тиви як роздавальний матеріал, і достатньо крупним для де­монстрацій і поповнення запасів, витрачених під час занять.

Для фасування реактивів, що використовуються в школах, застосовують таку первинну тару: ампули скляні та з полімер­них матеріалів (поліетиленові, поліхлорвінілові, поліамідні для індикаторів, низькокиплячих рідин, фіксаналів тощо в наваж­ках від 0,1 до 5 г); банки — скляні, поліетиленові, з білої жер­сті, оцинкованої або листової сталі — застосовують для фасу­вання твердих сипких речовин; склянки і флакони поліетиле­нові — для фасування рідких і з низькою точкою плавлення твердих хімічних реактивів та препаратів.

Усі види тари після фасування реактивів і закупорювання треба старанно герметизувати з метою кількісного збереження реактиву, щоб запобігти випаровуванню, витіканню або просо­чуванню речовин, проникненню навколишнього повітря.

Етикетку на склянках з рідкими реактивами треба вкривати поліетиленовою липкою стрічкою або іншим прозорим матеріа­лом, що захищає її від хімічної дії реактиву.

Якщо реактив має отруйні, вогненебезпечні або вибухові властивості, на тару наклеюють додаткову етикетку затвердже­ного зразка з написами різного кольору: вогненебезпечний — червоного, отруйний — жовтого, вибухонебезпечний — голубого, а якщо його треба оберігати від води — то зеленого.

Для зберігання реактивів найбільш пристосовані секційні шафи з глухими дверцятами. Вони мають полиці і напівполиці, відстань між якими можна регулювати. Неве­лика глибина шафи дає змогу розмістити склянки і банки зреактивами за певною системою (2—3 ряди), щоб було легко і зручно відбирати реактиви для уроків.

Є кілька систем розміщення реактивів:

1. Розміщення реактивів за класами: прості речовини, окси­ди, основи, кислоти, солі, вуглеводні, спирти, альдегіди, кетони,
естери, вуглеводи, нітрогенвмісні органічні сполуки, різні допоміжні матеріали.

2. На верхній полиці шафи розміщують прості речовини: на
одній половині полиці — метали, на другій — неметали. Потім
шафу заповнюють реактивами за таким планом: на другій полиці згори — оксиди, на третій — гідроксиди. Після цього розміщують солі за аніонами в такому порядку: хлориди, броміди, йодиди, фториди, сульфіди, сульфіти, нітрати, нітрити, фосфати, карбонати, силікати та ін. У нижній секції шафи розміщують за класами органічні речовини.

3. На полицях згори донизу і зліва направо розставляють
неорганічні речовини в такому порядку: метал, потім його окси­ди, гідроксиди, солі (хлориди, броміди, йодиди, фториди, сульфіди, сульфати, нітрати, нітрити, фосфати, карбонати та ін.), потім наступний за зростанням атомної маси метал та його спо­луки в тому самому порядку. Органічні речовини розміщують за класами після неорганічних.

Найраціональнішою з погляду наукової організації праці є остання система розміщення реактивів. Вона дає змогу швидко знайти потрібний реактив, виявити, якого реактиву немає зовсім або він є в недостатній кількості.

Проте ця система має недолік: банки з реактивами можна розмістити на полицях тільки в один ряд, хоча площа полиць дає змогу поставити банки з реактивами в два і три ряди. Частина шафи залишається незаповненою, що небажано з по­гляду економії площі.

Цей недолік можна усунути, розмістивши банки з реакти­вами на полиці в два-три і напівполицях — в один-два ряди. Розставляючи реактиви, треба враховувати частоту їх викори­стання в лабораторії. Так, на верхній полиці доцільно розмі­стити реактиви, які рідко доводиться знімати з полиці: сполуки магнію, мангану, ніколу, кобальту тощо. Тоді на середніх і нижніх полицях верхньої секції стоятимуть реактиви, які часто використовуються: сполуки натрію, калію, амонію, кальцію, ба­рію, заліза, алюмінію, цинку, міді та ін. Після розміщення спо­лук металів ставлять банки з неметалами та оксидами, а також деякі інші реактиви і матеріали, що використовуються для фа­культативних занять і гурткової роботи. Потім за класами роз­міщують органічні речовини.

Кожний реактив зберігають в окремій банці, яку знову заповнюють після витрачання речовини (речовиною тієї са­мої чистоти). Запаси реактивів треба зберігати в спеціально відведеному для цього сховищі в такому самому порядку. На полицях зазначають назви реактивів, щоб легше було їх знайти.

В описаній вище шафі зберігають лише сухі речовини. Рідкі, леткі, вогненебезпечні речовини, концентровані кислоти збері­гають окремо в спеціально пристосованих для цього сховищах (у витяжних шафах і сейфі).

Леткі речовини і небезпечні в поводженні реактиви збері­гають під тягою. Найзручнішими для цього є стінні витяжні шафи, що розмежовують лаборантське приміщення і клас-лабораторію. В їхній нижній частині є полиці для зберігання скля­нок і банок з леткими і небезпечними в поводженні реактивами (концентрованими кислотами, лугами, деякими органічними ре­човинами тощо). З боку лабораторії нижня секція витяжної шафи закрита стіною, а з боку лаборантської кімнати вона щільно закривається дверцятами і з'єднується з верхньою, за­скленою частиною спеціальними вентиляційними отворами, що розміщені збоку і закриті сітками (див. додаток 5).

Для зберігання отруйних і вогненебезпечних речовин вико­ристовують невеликі вогнетривкі шафи. Доцільно в нижній сек­ції шафи поставити спеціальні металеві ящики або сейф, в яких можна розмістити вогненебезпечні речовини. Ключ від шафи або сейфа зберігається у завідуючого кабінетом, який не повинен нікому його передавати. На посудині з отруйною речовиною має бути етикетка з написом «Отрута!».

Для складання схеми зберігання реактивів на аркуші паперу малюють контури секцій та полиць і заносять в них назви (формули) реактивів із Базового переліку з урахуванням груп та правил зберігання. Спочатку визначають місця зберігання небезпечних реактивів. Потім розміщують реактиви восьмої групи з урахуванням класифікації та рівномірності завантаження секцій шаф. [2, 7]

Спосіб зберігання реактивів вибирають залежно від власти­востей самих реактивів. Неорганічні і органічні реактиви збе­рігають окремо. Серед реактивів є гігроскопічні, леткі, отруйні, вогненебезпечні. Гігроскопічні реактиви (гідроксиди натрію, калію, селітри тощо) треба зберігати в скляних банках з кор­ками або гумовими пробками, залитими парафіном. Коли є ве­лика кількість реактиву, то його надбирають трохи для повсяк­денного витрачання, а решту зберігають серед запасних реак­тивів.

Речовини леткі (хлорид амонію, карбонат амонію, діетило­вий етер, хлороформ та ін.) зберігають у склянках з притер­тими пробками, залитими гіпсом або парафіном і обв'язаними пергаментом. Рекомендується для герметизації трохи змазувати притерті пробки технічним вазеліном або ж надівати на них гумові ковпачки, які легко виготовити зпальців гумових рука­вичок, велосипедних шин (дитячих велокамер) або дитячих сосок.

Кислоти зберігають окремо від інших реактивів у нижній частині витяжної шафи, в особливих склянках з притертими пробками, залитими гіпсом або смолою і зверху закритими скляними ковпачками. Великі бутлі з кислотами треба зберіга­ти в окремому підвальному приміщенні, що замикається. Пла­викова кислота роз'їдає скло, і тому її зберігають у поліетиле­новій посудині з пробкою, яка щільно закривається.

Для повсякденної роботи потрібно розлити кислоти в менші склянки, додержуючи всіх правил техніки безпеки.

Горючі речовини (бензин, гас, бензен та ін.) збері­гають або в металевому посуді, або в склянках, вміщених у ме­талеві банки з піском. На посуді з цими речовинами має бути етикетка з червоним написом «Вогненебезпечно!».

Реактиви, що змінюються під дією світла, треба зберігати в жовтих або темних склянках, іноді вставлених у картонну коробку. Реактиви, які не можна зберігати в скляній тарі, вмі­щують у тару з матеріалів, стійких проти дії даного реактиву. Так, фтороводневу кислоту треба зберігати в посудинах з пара­фіну, поліетилену або фторопласту. Зберігання вогненебезпечних реактивів (спиртів, бензину, ацетону тощо) потребує спеціальних умов.

Бром зберігають у склянці з притертою пробкою, залитою гіпсом, вміщеній у металеву банку з піском, або в ексикаторі, закритому змазаною вазеліном кришкою. Металічні натрій, ка­лій і кальцій зберігають у гасі в металевих банках з кришками, які щільно закриваються, або в скляних банках, вміщених у металеві коробки, а літій зберігають у вазеліні.

Органічні речовини зберігають в окремій секції шафи. Шафи з реактивами ставлять у лаборантському приміщенні.

Досі йшлося про розміщення і зберігання реактивів у та­кому вигляді, в якому вони надходять до шкіл з торговельної мережі. Але в процесі навчання використовують або ті самі реактиви, але в іншій, звичайно меншій упаковці, або, що буває частіше, у вигляді розчинів. Маються на увазі реактиви, при­значені для демонстраційних дослідів, фронтальних, лаборатор­них робіт і практичних занять.

Для демонстрування дослідів потрібний спеціальний набір реактивів. Сухі речовини і розчини для вчителя фасують у флакони і банки ємністю

0,25-0,5 л, їх обов’язково помічають наочними етикетками. Флакони мають бути зручними для відбирання сухих речовин порцеляновими ложечками чи шпателями. Банки з розчинами повинні бути з неушкодженими однотипними етикетками, однаковими за розмірами, охайними.

Етикетки виконують різними способами. Наприклад, знежирюють бічну поверхню банки ацетоном, потім пишуть етикетку тушшю, а після її висихання вкривають шаром масляного лаку. Можна також виготовити паперові етикетки, а після наклеювання їх (клеєм ПВА) покрити прозорою липкою стрічкою (або шаром розплавленого парафіну за допомогою пензля). Звичайно для розчинів найчастіше використовуваних речовин відводять або окрему невелику шафу, або стелаж біля демонстраційного столу чи розміщують їх на спеціальній полиці на столі. Інші на­бори реактивів розміщують на полицях препараторського стола і переносять у клас-лабораторію в міру потреби. [2, 7]

ХІД ЗАНЯТТЯ

1. Ознайомитися з нормативними документами з правил техніки безпеки в хімічній лабораторії, зберігання та поводження з реактивами.

2. Ознайомитися з Базовим переліком засобів навчання та обладнання навчального і загального призначення для кабінетів хімії загальноосвітніх навчальних закладів; виписати перелік реактивів для демонстраційних дослідів.

3. Скласти схему розміщення реактивів різних груп в шухлядах та сейфі лабораторії хімії.

4. Оформити зразки етикеток для демонстраційних реактивів.

5. Оформити пакет документів з даної теми в методичну папку вчителя-початківця.

Дата добавления: 2015-10-24