Оставьте заявку
Расскажите в подробностях, что вас интересует — наши квалифицированные специалисты свяжутся с вами и проконсультируют вас
Кислоты в лаборатории: как хранить, разбавлять и дозировать безопасно
Кислоты в лаборатории служат реактивами для анализа, пробоподготовки, титрования и мойки посуды, и чаще всего это серная, соляная, азотная, фосфорная и уксусная кислоты. Концентрированные кислоты вызывают химические ожоги, а пары соляной и азотной кислот разъедают металл. Поэтому для кислот действуют свои правила хранения, переноса и дозирования.
Для всех кислот действуют три общих правила: их хранят отдельно от щелочей и органики, бутыль открывают только под тягой, а при разбавлении вливают кислоту в воду. Сведения по конкретному реактиву берут из его паспорта безопасности, где обращению и хранению посвящён раздел 7, средствам защиты раздел 8, а стабильности и реакционной способности раздел 10.
Оборудование для работы с кислотами
Работа под тягой и дозирование без переливания
Содержание
Чем опасны концентрированные кислоты
Концентрированными называют кислоты в том виде, в каком их выпускают производители. Типичная крепость у них такая: серная около 96 %, соляная 35–38 %, азотная около 65–70 %, и уже из них готовят рабочие растворы нужной концентрации. Опасность у каждой кислоты своя, поэтому различаются и правила хранения.
Кислота |
Формула |
Массовая доля, % |
Плотность, г/см³ |
Молярность, моль/л |
Главная опасность при хранении |
|---|---|---|---|---|---|
Серная |
H2SO4 |
96 |
1,84 |
18,0 |
Отнимает воду, обугливает органику, сильно греется при разбавлении |
Соляная |
HCl |
37 |
1,19 |
12,1 |
Летучий хлороводород, пары разъедают металл |
Азотная |
HNO3 |
69,5 |
1,41 |
15,6 |
Сильный окислитель, может воспламенить органику |
Фосфорная |
H3PO4 |
86 |
1,70 |
14,9 |
Гигроскопична, кристаллизуется ниже +21 °C |
Уксусная ледяная |
CH3COOH |
99,8 |
1,05 |
17,4 |
Горючая жидкость, замерзает при +16,6 °C |
Молярность в таблице рассчитана по формуле: плотность × 1000 × массовая доля / молярная масса. Так, для соляной кислоты получается 1,19 × 1000 × 0,37 / 36,46 ≈ 12,1 моль/л. Табличные значения справочные, поэтому для расчётов точные цифры берут из паспорта на партию реактива.
Как хранить кислоты в лаборатории
Кислоты держат в отдельном шкафу для кислот и щелочей, а не на открытых полках и не в общем шкафу с реактивами. Такой шкаф подключают к постоянно работающей вытяжке, иначе пары (особенно соляной кислоты) скапливаются внутри и разъедают металлические детали.
Так устроен шкаф для хранения кислот и щелочей Waldner, в котором предусмотрены отдельные отделения для кислот и щелочей, поддоны из полипропилена и патрубок для подключения к вентиляции на 100 м³/ч. Рабочий запас удобно держать в подстольной тумбе для кислот и щелочей под вытяжным шкафом, то есть там же, где с ним работают.
Каждую бутыль ставят в поддон или лоток из полипропилена, чтобы при трещине кислота осталась в поддоне, а не растеклась по полке. Кислоты размещают на нижних полках, не выше уровня глаз и не на краю. В лаборатории держат только рабочий запас, а основной хранят на складе реактивов в таре производителя. На каждой бутыли с приготовленным раствором указывают пять сведений: название, концентрацию, дату приготовления, знак опасности и фамилию того, кто готовил.
Как хранить серную кислоту
Концентрированная серная кислота поглощает воду из воздуха, поэтому бутыль держат плотно закрытой, иначе кислота набирает воду и теряет концентрацию. Она обугливает бумагу, дерево, ткань и сахар, а с перманганатами, хлоратами и порошками металлов реагирует бурно. По этой причине серную кислоту не ставят рядом с органическими веществами, окислителями и щелочами. Потемнение означает, что в кислоту попала органика, и для анализа такой реактив уже не годится.
Азотная кислота держится подальше от органики
Азотная кислота относится к сильным окислителям, и с уксусной кислотой, спиртами, растворителями и другой органикой она может нагреться до воспламенения. Поэтому её держат в отдельном отсеке или отдельном поддоне, подальше от горючих веществ. На свету азотная кислота желтеет из-за выделения диоксида азота, так что хранят её в темноте или в бутыли из тёмного стекла.
Пары соляной кислоты разъедают металл
Концентрированная соляная кислота дымит на воздухе, поскольку хлороводород улетучивается и с влагой образует туман. Если рядом стоит аммиак, на бутылях появляется белый налёт хлорида аммония. Подробнее о свойствах, разбавлении и хранении рассказано в статье о соляной кислоте.
Уксусная и фосфорная кислоты кристаллизуются на холоде
Ледяная уксусная кислота горит, поэтому её держат вдали от азотной кислоты и окислителей. На холодном складе обе кислоты кристаллизуются (уксусная замерзает при +16,6 °C, фосфорная может кристаллизоваться ниже +21 °C). В таком случае бутыль оставляют согреться при комнатной температуре и открытым огнём не нагревают.
Какие кислоты нельзя хранить рядом
Что |
Не ставить рядом с |
Почему |
|---|---|---|
Любые кислоты |
Щелочами, аммиаком |
Бурная реакция с нагревом, пары образуют налёт солей |
Азотная кислота |
Органическими кислотами, растворителями, бумагой и картоном |
Окисление с нагревом, возможен пожар |
Соляная кислота |
Гипохлоритами, перманганатами, металлами |
Выделяется хлор или водород |
Серная кислота |
Органикой, хлоратами, перманганатами, порошками металлов |
Обугливание, сильный нагрев, бурные реакции |
В таблице собраны только главные пары. Полный список несовместимых веществ приведён в разделе 10 паспорта безопасности, и при размещении нового реактива сверяются именно с ним.
Как переносить бутыли с кислотой
Перед тем как взять бутыль, её осматривают на трещины и подтёки на горлышке и крышке. Правила по охране труда (приказ Минтруда № 834н, п. 107) требуют переносить бутыли с кислотами вдвоём в специальных ящиках или корзинах либо перевозить на специальной тележке. Одному работнику разрешено нести кислоту только в стеклянной посуде вместимостью не более 5 л и тоже в специальной корзине. Поэтому даже бутыль на 2,5 л без корзины не носят, ведь корзина защищает стекло от удара, а на тележке бутыли ставят в поддоны.
Снизить риск при переносе помогает и закупка. Кислоты удобнее брать в бутылях с пластиковым защитным покрытием и в небольшой фасовке, ведь разлив 100 мл убрать проще, чем 2,5 л.
Как разбавлять кислоту по правилу «кислоту в воду»
При разбавлении концентрированной кислоты выделяется тепло, и сильнее всего греется серная. Если лить воду в кислоту, первая порция воды вскипает на поверхности и выбрасывает брызги кислоты. Поэтому кислоту вливают в воду тонкой струёй при перемешивании, а не наоборот. Порядок работы выглядит так:
- Работу ведут в вытяжном шкафу, в очках или щитке, перчатках и фартуке.
- В термостойкий стакан из боросиликатного стекла наливают примерно 2/3 нужного объёма дистиллированной воды.
- Отмеренную кислоту добавляют медленно, перемешивая. Серную кислоту разбавляют в стакане, поставленном в баню с холодной водой или льдом.
- Раствору дают остыть до комнатной температуры, переносят его в мерную колбу и только потом доводят водой до метки.
Посуду берут именно из боросиликатного стекла, потому что обычная стеклянная посуда может треснуть от нагрева, а тонкий пластик деформироваться. Мерную колбу для самого смешения не используют: она рассчитана на отмеривание объёма при 20 °C, а горячий раствор в узком горле перемешивается плохо и при нагреве выбрасывает брызги. Сколько кислоты и воды взять для нужной концентрации, удобно посчитать по правилу креста.
Как дозировать кислоты под тягой и дозатором на бутыль
Открытые бутыли с соляной, азотной и уксусной кислотами держат только в работающем вытяжном шкафу. Для кислот подходят шкафы с химически стойкой рабочей поверхностью, полипропиленовые или с подключением к наружной вытяжке. Автономному шкафу нужен фильтр под пары кислот, и подходит он не для всех веществ и концентраций. Поэтому кислоты сверяют со списком, который изготовитель шкафа указывает для фильтра, а меняют фильтр по сигналу датчика насыщения или в срок из руководства к шкафу.
Кислоту часто проливают, когда переливают из большой бутыли в цилиндр. Дозатор на бутыль убирает этот шаг, ведь его накручивают на горло бутыли и набирают нужный объём поршнем, не наклоняя бутыль. В моделях с клапаном рециркуляции пузырьки воздуха выпускают обратно в бутыль, и реактив не тратится.
Модель дозатора выбирают по кислоте. По таблице совместимости BRAND серную, фосфорную и ледяную уксусную кислоты дозирует обычный Dispensette S, а соляную крепче 20 % и азотную крепче 30 % только Dispensette S Organic. Для плавиковой кислоты BRAND рекомендует Dispensette S Trace Analysis с пружиной клапана из платины и иридия. Поэтому перед покупкой кислоту сверяют с таблицей совместимости в руководстве BRAND.
Бутыли и дозаторы для кислот
Дозатор ставят на бутыль, кислоту не переливают
98
Евро/шт
40
Евро/шт
При дозировании бутыль и мерную посуду ставят в лоток, чтобы капли не попадали на стол. Неиспользованную кислоту в бутыль с реактивом не возвращают, а рядом держат средства для разлива (сорбент и нейтрализатор, например соду). Дозатор, как и любое средство измерения объёма, периодически проверяют, и Глювекс организует поверку лабораторного оборудования.
Подбираете шкаф для хранения кислот, вытяжной шкаф или дозатор на бутыль? Опишите, с какими кислотами и в каких объёмах работаете, и специалист Глювекса подскажет оснащение.
Средства защиты при работе с кислотами
Глаза защищают закрытыми очками от брызг, а при разбавлении и переливании больших объёмов добавляют щиток, так как открытые очки не защищают от брызг сбоку. Материал перчаток выбирают по разделу 8 паспорта безопасности. Тонкие нитриловые перчатки защищают от случайных брызг разбавленных кислот, а для концентрированных нужны перчатки с проверенным временем защиты.
Поверх одежды носят халат, а при работе с концентрированными кислотами ещё и кислотостойкий фартук. Кислота прожигает ткань не сразу, и дырки на одежде могут появиться только после стирки. Рядом с местом работы оборудуют фонтанчик для промывания глаз и проточную воду.
Первая помощь при попадании кислоты
- Глаза сразу промывают проточной водой не менее 15 минут, держа веки открытыми, затем обращаются к врачу.
- С кожи снимают загрязнённую одежду и промывают её большим количеством воды не менее 15 минут.
- При проглатывании полощут рот водой, рвоту не вызывают, кислоту щёлочью и содой не нейтрализуют и вызывают скорую помощь.
- При вдыхании паров пострадавшего выводят на свежий воздух, а при кашле и затруднённом дыхании направляют к врачу.
После любого контакта с концентрированной кислотой нужен осмотр врача, даже если ожог кажется слабым, поскольку повреждение тканей проявляется не сразу.
Распространенные вопросы
Можно ли лить воду в кислоту?
Нет, кислоту всегда вливают в воду тонкой струёй при перемешивании. Если лить воду в кислоту, первая порция воды вскипает на поверхности и выбрасывает брызги кислоты, поэтому правила по охране труда (приказ Минтруда № 834н, п. 108) это прямо запрещают.
Можно ли хранить кислоты и щелочи в одном шкафу?
Да, если у шкафа отдельные отделения для кислот и щелочей, как у шкафа Waldner. На одну полку их не ставят, потому что при контакте идёт бурная реакция с нагревом, а пары образуют налёт солей.
Подойдёт ли обычный Dispensette S для соляной кислоты?
Нет, если кислота крепче 20 %. Соляную кислоту 20–37 % и азотную 30–70 % BRAND разрешает дозировать только моделью Dispensette S Organic, а обычный Dispensette S рассчитан на серную, фосфорную и ледяную уксусную кислоты.
Почему фосфорная кислота в бутыли затвердела?
Фосфорная кислота 85–86 % может кристаллизоваться при +21 °C и ниже, особенно на холодном складе. Бутыль оставляют согреться при комнатной температуре, открытым огнём её не нагревают.
