2.4 Sprzęt laboratoryjny
2.4.4 Sprzęt elektryczny
Ogólne zasady bezpiecznej pracy na stanowiskach z prądem elektrycznym
Wszelkie urządzenia elektryczne włączać do źródła prądu dopiero po zmontowaniu i połączeniu wszystkich części połączeń (transformatory i odbiorniki prądu: czasze grzejne, mieszadła itp.). Rozłączanie zestawów, w których wykorzystujemy prąd elektryczny rozpoczynać od odłączenia źródła zasilania prądem.
W praktyce laboratoryjnej spotykamy wiele urządzeń elektrycznych, poniżej jest opis kilku z nich mogących stanowić potencjalne zagrożenie porażenia prądem.
Czasza grzejna i piecyk elektryczny
Czasze grzejne i piecyki elektryczne są jednym z najczęściej wykorzystywanych urządzeń elektrycznych na pracowni chemicznej. W pracy z nimi należy zawsze pamiętać, że podczas korzystania mają one temperaturę mogącą powodować groźne poparzenia skóry. Urządzenia te powinny być zawsze ustawiane w taki sposób, aby manipulacje wokół nich wykluczały ich osuniecie lub samoistne przemieszczenie.
Autotransformator - urządzenie to służą do redukcji napięcia podawanego na odbiornik prądu. Zagrożenia
wynikające z ich korzystania, to przede wszystkim zalanie transformatorów cieczą i zniszczone izolatory transformatora powodujące przebicia prądu elektrycznego. Należy zwrócić uwagę przy korzystaniu z nich na stan kontaktu oraz wtyczki i na fakt, czy obudowa ich nie nosi śladów zalania.
Mieszadło magnetyczne
Urządzenie to składa się z rotora magnetycznego, który w czasie obracania wywołuje wirowanie elementu magnetycznego umieszczanego w naczyniu reakcyjnym. Stosowane mieszadła magnetyczne są często zintegrowane z urządzeniem grzejnym. Przy korzystaniu z mieszadeł należy zwrócić uwagę, czy wszystkie przyciski i pokrętła są na swoim miejscu. Mieszadła wyposażone w urządzenia grzejne mogą być przyczyną poparzeń.
Mieszadło mechaniczne - w skład tego urządzenia wchodzi silnik połączony z wrzecionem mocującym
mieszadło. Połączenie miedzy wrzecionem a mieszadłem może być realizowane na dwa sposoby: bezpośrednie połączenie "na sztywno" lub poprzez elastyczne przewód. W pracy z mieszadłem mechanicznym nie należy stosować zbyt dużych prędkości rotora, gdyż niewielkie odchylenia od osi mieszadła mogą spowodować jego odkształcenie lub złamanie.
Suszarka - to urządzeni grzewcze służy do utrzymywania temperatur w zakresie 30-250°C. Ponieważ przeznaczeniem suszarki jest pozbywanie się śladów wody i innych rozpuszczalników z preparatów, czy suszenie naczyń szklanych i porcelanowych, należy pamiętać, że niektóre łatwo lotne rozpuszczalniki mogą spowodować eksplozję tego urządzenia. Do suszarki nie należy wkładać papieru (chyba, że temperatura nie przekracza 80°C - przekroczenie tej temperatury powoduje rozkład celulozy) i korków wykonanych z tworzyw sztucznych o niskich temperaturach mięknienia. W pracy z suszarką należy pamiętać, że urządzenie to pracuje w dość szerokim zakresie temperatur i może być także przyczyną poparzeń termicznych.
Piec - piec elektryczny jest urządzeniem, w którym utrzymujemy wysokie temperatury (w stosowanych
najczęściej dochodzą one do 1500°C). Podstawowym zagrożeniem ze strony tych urządzeń są poparzenia termiczne, gdyż w tak wysokich temperaturach zbliżanie rąk do okna pieca powoduje szybkie ich nagrzewanie, podobnie zbliżenie twarzy może spowodować uszkodzenie termiczne oczu czy skóry twarzy. Podczas wkładania wszelkich elementów szklanych lub porcelanowych należy używać rękawic ochronnych (nie gumowych tylko wykonanych ze skóry (rękawice spawalnicze), grubego materiału (rękawice robocze) lub azbestu). Należy zwrócić uwagę, by wszelkie naczynia porcelanowe - łopatki, tygle, rynienki porcelanowe, szklane oraz substancje przed włożeniem do pieca były suche, tzn. wysuszone wstępnie w suszarce.
Wirówka - urządzenie to posiada rotor o regulowanej szybkości obrotów. Współczesne wirówki posiadają
zabezpieczenia przed otwarciem pokrywy urządzenia trakcie pracy. Starsze typy wirówek, najczęściej niewyposażone w mechanizm blokujący pokrywę komory wirowania, można było otworzyć, działanie takie stwarza niebezpieczeństwo mechanicznego uszkodzenia ciała. Zakazane jest zatrzymywanie ręką lub jakimkolwiek przedmiotami rotora - rotor po odłączeniu od źródła zasilania musi zatrzymać się sam. Należy zadbać o równomierne rozłożenie obciążenia wokół osi obrotu.
Tablica prądu - składa się z gniazd elektrycznych, gniazd bezpiecznikowych, wyłącznika prądu, licznika
poboru mocy. Nie należy manipulować przy tablicy prądu samodzielnie poza załączaniem i wyłączaniem prądu; niedozwolona jest również samodzielna naprawa bezpieczników. Należy zwrócić szczególną uwagę na to, by w czasie wykonywania doświadczenia ciecze nie wypryskiwały na tablice oraz na to, by wyloty wytwornic pary wodnej nie były skierowane w ich kierunku (jest to jedno z potencjalnych źródeł zawilgocenia urządzeń elektrycznych).
Łaźnia wodna – urządzenie to stwarza wysokie niebezpieczeństwo, gdyż w komorze wypełnionej cieczą
umieszczone są grzałki i czujniki temperatury, a całość jest w obudowie zawierającej instalacje termostatującą, istnieje zatem ryzyko kontaktu cieczy z instalacją. Przy pracy z tym urządzeniem, należy zwrócić uwagę na to, czy z łaźni nie wycieka ciecz oraz czy pokrętła i wyłączniki nie są mokre.
3 Sposoby wyrażania zawartości składników w mieszaninach i
roztworach
Mol jest to taka ilość materii, która zawiera liczbę cząstek równą liczbie atomów zawartych w 0,012 kg izotopu
12C. Przy stosowaniu pojęcia mola należy określić rodzaj cząstek. Mogą nimi być: atomy, cząsteczki, jony, elektrony, inne cząstki albo określone zespoły takich cząstek.
Poniżej podano definicje sposobów wyrażania zawartości składnika w roztworze lub mieszaninie.
Stężenie molowe - stosunek liczby moli składnika do objętości układu zawierającego ten składnik. B B
n
c
V
=
gdzie nB - liczba moli składnika B, V - objętość roztworu; wymiar: mol·dm-3, M.
Stężenie masowe - stosunek masy określonego składnika do objętości układu zawierającego tę masę. B B
m
p
V
=
gdzie mB - masa składnika B, V - objętość układu; wymiar: kg·dm-3.
Ułamek masowy - stosunek masy określonego składnika do masy całego układu (ułamek masowy wyrażony w
% nazywany jest stężeniem procentowym).
m B B c
m
x
m
=
gdzie mB - masa składnika B, mc - masa całego układu; wymiar: bezwymiarowy.
Ułamek objętościowy - stosunek objętości określonego składnika do objętości całego układu.
v B B c
V
x
V
=
gdzie VB - objętość składnika B, Vc - objętość całego układu; wymiar: bezwymiarowy.
Ułamek molowy - stosunek ilości moli określonego składnika do sumy ilości moli wszystkich składników
układu. n B B i i
n
x
n
=
∑
gdzie nB - ilość moli składnika B, Σni - suma liczby moli wszystkich składników układu; wymiar: bezwymiarowy.
Molarność - stosunek ilości moli określonego składnika do masy rozpuszczalnika. B B r
n
m
m
=
gdzie nB - ilość moli składnika B, mr - masa rozpuszczalnika wymiar: mol·kg-1.
Molalność - stosunek ilości moli określonego składnika do masy całego układu. B B c