Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «химия» для специальностей 5в090100- организация перевозок, движения и эксплуатация транспорта (стр. 1 )

Министерство образования и науки

Республики Казахстан

Государственный университет

имени Шакарима города Семей

Инженерно-технологический факультет

Кафедра химии

методические указания

по выполнению лабораторных работ

по дисциплине «Химия»

для специальностей 5В090100- Организация перевозок, движения и эксплуатация транспорта

семей 2014

Поскольку в химической лаборатории находятся электроприборы, газ, ядовитые и огнеопасные вещества, студенты должны строго соблюдать правила внутреннего распорядка и техники безопасности.

ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ,

ОФОРМЛЕНИЮ И ЗАЩИТЕ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Перед тем как приступить к выполнению лабораторных работ, требуется получить допуск. Для этого необходимо подготовить письменно основную теорию по заданной работе, уяснить цели, задачи, порядок проведения эксперимента. Для подготовки достаточно использовать теоретический материал, приведенный в учебниках и данном практикуме непосредственно внутри каждой лабораторной работы.

После выполнения эксперимента по лабораторной работе, расчета необходимых величин, построения графиков работа защищается.

Оформленные в соответствии со стандартом лабораторные работы должны содержать следующие пункты:

1. Цель работы.

2. Краткое теоретическое введение.

3. Описание методики эксперимента.

4. Результаты исследования и расчеты.

5. Выводы по работе с обоснованием возможных отклонений от теоретических величин.

Защита лабораторных работ проводится во время аудиторного занятия.

На защите лабораторной работы проверяются выполненные расчеты, оцениваются качество оформления и правильность построения графиков, анализируется логичность выводов, оцениваются ответы на теоретические вопросы, предполагающие знание лекционного материала по данной теме. Если по теме лабораторной работы на момент ее защиты лекций не было, то при подготовке теории следует руководствоваться контрольными вопросами, приведенными в конце лабораторных работ.

К выполнению следующей лабораторной работы не допускаются те, кто не защитил сделанную.

Общие правила работы в лаборатории. Техника безопасности

Перед тем как преступить к выполнению лабораторных работ, необходимо ознакомиться с правилами работы в лаборатории.

Без преподавателя или лаборанта в верхней одежде в лабораторию входить не разрешается. Все личные вещи, не являющиеся необходимыми для выполнения работы, убираются в специально отведенный для этого шкаф.

К выполнению лабораторных работ не допускаются пришедшие без средств индивидуальной защиты: хлопчатобумажный халат и кислотостойкие резиновые перчатки (в случае работы с концентрированными кислотами).

При работе в лаборатории должны находиться не менее 2 человек.

Во время работы в лаборатории необходимо соблюдать чистоту, тишину, порядок и правила техники безопасности. На рабочих столах и вокруг работающих не должно быть ничего лишнего.

На рабочем месте запрещается принимать пищу, пить воду, курить и использовать химическую посуду как пищевую.

Нельзя приступать к работе до полного уяснения всей техники ее выполнения.

Запрещается приступать к работе, не согласовав план работы с руководителем.

Опыты нужно проводить только в чистой химической посуде. После окончания эксперимента посуду сразу же следует вымыть.

В процессе работы необходимо соблюдать чистоту и аккуратность, следить, чтобы вещества не попадали на кожу лица и рук, т. к. многие вещества вызывают раздражение кожи и слизистых оболочек.

Никакие вещества в лаборатории нельзя пробовать на вкус.

Нюхать вещества можно, лишь осторожно направляя на себя пары или газы легким движением руки, не наклоняясь к сосуду.

Сосуды с веществами или растворами необходимо брать одной рукой за горлышко, а другой снизу поддерживать за дно.

Категорически запрещается затягивать ртом в пипетки органические вещества и их растворы, а также концентрированные кислоты.

Во время нагревания жидких и твердых веществ в пробирках и колбах нельзя направлять их отверстия на себя и соседей. Нельзя также заглядывать сверху в открытые нагреваемые сосуды во избежание возможного поражения кожи и глаз при выбросе горячей массы.

Категорически запрещается выливать в раковины концентрированные растворы кислот и щелочей, а также различные органические растворители, сильно пахнущие и огнеопасные вещества. Все эти отходы нужно сливать в специальные бутыли с надписью «Слив ____» или «Отработанная ____».

После окончания работы, уходя из лаборатории, нужно убрать рабочее место, выключить нагревательные приборы и тщательно вымыть руки.

Правила работы с кислотами

и горючими веществами

Разбавление кислот производить приливанием кислоты в воду и только в жаростойких и фарфоровых стаканах, т. к. при этом происходит значительное выделение тепла. Склянки с концентрированными кислотами можно переносить только в ведре.

Едкие щелочи следует растворять путем медленного прибавления к воде небольших кусочков, которые нужно брать щипцами или шпателем.

Переливать концентрированные кислоты можно только при включенной тяге в вытяжном шкафу. Дверцы шкафа должны быть по возможности прикрыты.

Запрещается при работе с этиловыми эфиром, спиртом, бензолом, ацетоном, уксусно-этиловым эфиром и другими горючими и легковоспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ) проводить нагревание на открытом огне, на сетке, вблизи открытого пламени или в открытых сосудах. Следует иметь в виду, что легколетучие органические жидкости могут воспламеняться при отсутствии открытого пламени, при падении на сильно нагретую поверхность.

Запрещается ЛВЖ выливать в ведра, банки для мусора во избежание пожара от случайно брошенной спички.

Разлитые кислоты и щелочи следует немедленно нейтрализовать и лишь после этого проводить уборку.

Запрещается набирать растворы кислот и щелочей, всасывая их ртом в пипетку.

Первая помощь в лабораториях при ожогах и отравлениях

При термических ожогах следует немедленно делать неоднократные примочки в месте ожога спиртовым раствором таннина (можно также смачивать раствором KMnO4 или С2Н5ОН и покрывать мазью от ожогов – сульфидиновой эмульсией).

При ожогах кислотами сначала нужно хорошо промыть обожженное место проточной водой, а затем раствором Nа2СО3.

При ожогах едкими щелочами требуется хорошо промыть обожженное место водой, а затем разбавленной уксусной или борной кислотой.

В случае вдыхания хлора или паров брома следует вдыхать пары спирта, а затем выйти на свежий воздух.

При попадании в глаза различных химических реагентов нужно немедленно промыть глаза большим количеством воды в течение 3–5 мин, а затем раствором HBr (при попадании щелочных реагентов) или раствором Na2CO3 (при попадании кислых реагентов). После этих мер первой помощи необходимо немедленно обратиться к врачу.

Тушение местного пожара и горящей одежды

Каждый работающий должен знать, где находятся в лаборатории средства противопожарной защиты.

При возникновении пожара следует немедленно выключить газ и электроприборы по всей лаборатории, убрать все горючие вещества подальше от огня, засыпать песком или накрыть войлочным, шерстяным одеялом или асбестом очаг пожара. Большое пламя тушат при помощи огнетушителя.

Если на ком-либо загорится одежда, тушить ее нужно обливанием водой из душа или немедленно повалить человека на пол и накрыть войлочным одеялом, которое не снимать до тех пор, пока не погаснет пламя.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Тема: «ПОЛУЧЕНИЕ И АНАЛИЗ АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ»

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Познакомиться с основными стадиями производства аммиачной селитры и методами контроля готового продукта по ГОСТ 2–85. Получить на лабораторной установке аммиачную селитру. Выполнить анализ готового продукта на определение содержания аммонийного азота формальдегидным методом.

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Аммиачная селитра или нитрат аммония (NH4NO3) – белое кристаллическое вещество, содержащее 35 % азота в аммиачной  NH4+ и  нитратной NO3- формах. Является безбалластным азотным  удобрением,  применяется  на  многих  почвах  и  для различных культур.

Сначала аммиачную селитру получали из натриевой селитры и сульфата аммония. В настоящее время получают из аммиака и азотной кислоты.

Нитрат аммония сильно гигроскопичное удобрение и легко слёживается. Для борьбы с этими явлениями применяют гранулирование, модифицирующие добавки, обработку гранул ПАВ и опудриванием.

Процесс производства аммиачной селитры состоит из следующих основных стадий:

нейтрализация азотной кислоты газообразным аммиаком; упаривание растворов аммиачной селитры до состояния плава; кристаллизация соли из плава; сушка или охлаждение соли; упаковка.

Нейтрализация азотной кислоты аммиаком – это необратимый гетерогенный процесс, который протекает с большой скоростью в диффузионной области по реакции:

NH3(г.) + HNO3(ж.) = NH4NO3(т.) + 144,9 кДж.

Нейтрализацию проводят при температуре 180–200 0С, давлении, близком к атмосферному, в слабокислой среде – для уменьшения потерь азота.

Реакция нейтрализации сопровождается интенсивным выделением тепла, поэтому при промышленной реализации процесса необходимо решать вопрос о рациональном использовании этого тепла.

В существующем в нашей стране способе производства аммиачной селитры отвод теплоты реакции осуществляется в нейтрализаторе, в котором происходит концентрирование получающегося раствора. Поэтому этот реактор и называется ИТН (использование тепла нейтрализации).

Упаривание растворов аммиачной селитры проводят до состояния плава с содержанием 94,5-98,5 % NH4NO3 в выпарных аппаратах. Конечная концентрация плава зависит от способа дальнейшей кристаллизации или гранулирования.

Из аппарата ИТН выходит раствор NH4NO3, содержащий 60–80 % основного вещества. Полученный раствор содержит свободную азотную кислоту. Во избежание коррозии аппаратуры (выпарные аппараты) и потерь азота – свободную кислоту в растворе нейтрализуют аммиачной водой в донейтрализаторе.

Кристаллизация аммиачной селитры является важным процессом в производстве, так как размеры и форма кристаллов влияют на физические свойства готового продукта.

В настоящее время  промышленность производит для сельского  хозяйства гранулированную аммиачную селитру. Её получают при кристаллизации соли из плава в грануляционных башнях. Плав в башне разбрызгивается через вибро-акустические грануляторы. Падающие вниз капли плава застывают в гранулы в потоке холодного воздуха, который протягивается вентиляторами противотоком плаву. Современные гранбашни совмещены с аппаратом кипящего слоя, что позволяет получать охлаждённую соль в самой башне.