1. בונסן ברנר
2. צלחות חמות
3. קרח יבש
4. חנקן נוזלי
מקור: רוברט מ. ריו וסופריטה ג'רימונה, אוניברסיטת פנסילבניה, פארק האוניברסיטה, הרשות הפלסטינית
עבודה עם טמפרטורות קיצוניות, גבוהות ונמוכות, היא חלק בלת…
1. בונסן ברנר
2. צלחות חמות
3. קרח יבש
4. חנקן נוזלי
היישום של טכניקות טמפרטורות קיצוניות הוא חלק חיוני במחקר מדעי ובתהליכים תעשייתיים. מכאן שהדרכת בטיחות נאותה היא תנאי מוקדם למניעת פציעות.
טמפרטורות גבוהות נדרשות לעתים קרובות לתגובות כימיות או זיקוקים. להבות פתוחות משמשות לעתים קרובות לעיקור ושינוי של ציוד מעבדתי ורפואי.
מצד שני, טמפרטורות נמוכות מאוד נחוצות לעתים קרובות כדי לשלוט בתגובות אקסותרמיות מאוד ולקירור של מכשירים כגון ספקטרומטר תהודה מגנטית גרעינית או קו שלנק.
פלטות חמות ומבערי בונסן משמשים בדרך כלל לפעולות בטמפרטורה גבוהה, בעוד שקרח יבש או חנקן נוזלי מיושמים לקירור קיצוני. עם זאת, כל המקורות הללו יכולים לספק סכנות משמעותיות אם לא מטפלים בהם בזהירות.
סרטון זה ימחיש את האופי המסוכן של טכניקות טמפרטורה קיצוניות, כיצד לפעול ולעבוד בבטחה עם מקורות אלה, ומה לעשות במקרה חירום.
מבער בונסן משתמש במתאן, פרופאן או בוטאן ליצירת להבה פתוחה. ניתן לכוונן את הטמפרטורה של להבה זו בערך בין 250-1200 מעלות צלזיוס.
לשם השוואה, פלטה חמה מורכבת ממשטח שטוח העשוי מאלומיניום או קרמיקה ומשתמשת בחשמל לייצור חום. לפלטות חמות אין להבות פתוחות וניתן לשלוט בהן בצורה מדויקת יותר בטמפרטורות הנעות בין 50-350 מעלות צלזיוס.
במידת הצורך, ניתן להשיג טמפרטורות גבוהות יותר עם פלטות חמות מיוחדות המגיעות עד 1250 מעלות צלזיוס. כדי למנוע סכנות שריפה, יש לטפל בזהירות רבה בלהבות הפתוחות ובטמפרטורות הגבוהות של מקורות חמים.
מקורות קרים יכולים להיות מסוכנים גם כן. קרח יבש, שהוא הצורה המוצקה של פחמן דו חמצני, מספק טמפרטורות נמוכות עד -78 מעלות צלזיוס. בנוסף לכוויות קור, סובלימציה מוגזמת של קרח יבש עלולה להוביל להצטברות גז פחמן דו חמצני תוך זמן קצר מאוד, מה שמהווה סכנה להיפרקפניה.
לבסוף, משתמשים בחנקן נוזלי - נוזל קריוגני - כאשר יש צורך בטמפרטורות נמוכות עוד יותר. הוא יכול לספק טמפרטורת אמבטיה נמוכה עד -196?C.
חנקן נוזלי יכול להתרחב פי 695 בנפח, ועם אידוי יכול לגרום למחסור קיצוני בחמצן באוויר שמסביב, מה שמוביל לחנק, אובדן הכרה ומוות בנסיבות קיצוניות.
בנוסף, חשיפה ממושכת לעור עלולה לגרום במהירות לכוויות קור. חשיפה קצרה לנוזלי העיניים עלולה לגרום נזק בלתי הפיך לעיניים.
כעת, כשאתה יודע על המאפיינים והסכנות של מקורות החום והקור, בואו נסתכל כיצד לעבוד בבטחה עם רכיבים אלה.
לפני השימוש במקור חם כלשהו, הכירו את מיקומם של מטף ושמיכת כיבוי אש. הסר תכשיטים וקשר שיער ארוך לאחור. ללבוש תמיד מעיל מעבדה, משקפי בטיחות, נעליים סגורות וכפפות. כדאי גם לשקול להשתמש בכפפות מגן תרמיות, המבודדות ביעילות עד 650 ?C.
נקה את האזור מכל חומר דליק כגון נייר או כימיקלים. הנח את מבער הבונסן הרחק מציוד תקורה, או מגופי תאורה ב-12 אינץ' לפחות. בדוק את חיבור הצינור למקור הגז לאיתור נזילות והשתמש בשילוט מתאים כדי להודיע שהמבער פועל. השתמש במצית עם זרבובית מורחבת להדלקת המבער.
לאחר שמבער הבונסן פועל, לעולם אל תשאיר את הלהבה הפתוחה ללא השגחה. כשתסיים, סגור את השסתום במבער הבונסן (Bunsen), כבה מיד את הגז וסגור את החיבור למקור הגז, ותן למבער להתקרר לפני הטיפול או הניקוי לאחר השימוש.
פלטות חימום רבות מגיעות עם מערבל מגנטי מובנה, קריאה דיגיטלית וכניסת צמד תרמי להתאמה ושמירה על הטמפרטורה.
כמו למבער בנסן, דע את מיקום המטף ובאיזה סוג להשתמש. לעולם אל תשתמש במים או בחנקן נוזלי לכיבוי שריפת אמבטיית שמן, אלא במטף מסוג B.
ללבוש תמיד ציוד מגן אישי בזמן עבודה עם פלטה חשמלית. בעת חימום חומרים נדיפים ומסוכנים, הסר חומרים דליקים או דליקים מסביב לפלטה החמה והנח את הפלטה החמה במכסה המנוע.
לאחר שהכרתם את המאפיינים וההיקף של הניסוי שלכם, בחרו את הפלטה החמה בגודל המתאים, כלי זכוכית עמידים בחום וללא סדקים עשויים בורוסיליקט ואמבט שמן.
ודא שטמפרטורת הניסוי נמוכה מנקודת ההבזק של אמבט השמן שלך. השתמש תמיד במעבה, בעת חימום ממיסים או חומרים נדיפים.
אם יש צורך להוסיף ממס לניסוי המחומם, השתמש במשפך נפילה להשוואת לחץ. אין להוסיף ממס ישירות, מכיוון שהוא עלול לגרום לשריפת הבזק. כמו במבער בנסן, אל תשאיר את הפלטה החמה ללא השגחה.
יש לחמם חומרים עם נקודת רתיחה נמוכה מאוד, כגון אתר דיאתיל, באמצעות אמבט מים במקום אמבט שמן כדי למנוע סכנת שריפה משמעותית.
אם משתמשים בנייר כסף או מיכלי מתכת, כגון גושי אלומיניום, לחימום, יש להקפיד על תשומת לב וזהירות מיוחדת. בהשוואה לאמבטיית שמן, לא ניתן לראות אם הוא חם או קר, לכן בדקו תמיד את הטמפרטורה בעזרת מדחום והשתמשו בכפפות עמידות בחום.
כעת, לאחר שלמדתם על השימוש במקורות חמים, בואו נסתכל על הקיצוניות האחרת - המקורות הקרים.
יש לאחסן קרח יבש במיכל פוליסטירן ובמידת האפשר בחדר קירור כדי למזער סובלימציה. אחסן קרח יבש באזורים מאווררים כראוי כדי למנוע היפרקפניה. אל תשתמש במיכל אטום לחלוטין כדי למנוע התרחבות של המיכל ואולי פיצוץ הנגרם על ידי סובלימציה של קרח יבש.
ללבוש ציוד אישי מגן בעת טיפול בקרח יבש. להגנה נוספת, ניתן ללבוש כפפות קריוגניות, המכילות בידוד רב שכבתי מפני הטמפרטורות הנמוכות. יתר על כן, כדי להשיג ולהוביל כמויות קטנות של קרח יבש, השתמש בכף פלסטיק גדולה ובדלי פוליסטירן.
בסיום, החזירו את הקרח היבש הנקי למיכל האחסון או אפשרו לו להתעלות. אם אמבט קירור נעשה באמצעות קרח יבש, השלך אותו למיכל הפסולת המסוכנת. לעולם אל תשליך קרח יבש ישירות לכיור או לפח האשפה.
חנקן נוזלי מאוחסן ומטופל באמצעות Dewars, שהוא סוג של מיכלים בעלי דופן כפולה עם ואקום בין הקירות.
ללבוש תמיד ציוד אישי מגן בעת טיפול בחנקן נוזלי. זה כולל כפפות בידוד ומסכת פנים, במיוחד כאשר שופכים חנקן נוזלי מכיוון שהנוזל נוטה להתיז.
ודא שכל האזורים מאווררים היטב. בעת העברת חנקן נוזלי, לעולם אל תמלא את ה-Dewar ביותר מ-80% ולעולם אל תסגור את המיכל בחוזקה כדי למנוע הצטברות לחץ. יתר על כן, יש לנקוט באמצעי זהירות נוספים בעת שימוש בקו שלנק. אם מלכודת הקור טובלת בחנקן נוזלי, ואוויר נמשך, היא יכולה לעבות חמצן למלכודת הקירור, וליצור תערובות נפיצות של חמצן נוזלי עם חומרים אורגניים במלכודת.
זכרו, שמקורות חמים וקרים יכולים להוות סכנה וסיכון בריאותי.
במקרה של שריפה קטנה השתמש במטף המתאים. אם האש גדולה מדי, משוך את אזעקת האש או התקשר ל-911. יש לפנות את הבניין בהתאם להנחיות החירום של המוסד הרפואי.
במקרה של כוויה בעור הנגרמת ממקור חם, יש להחזיק את האזור הפגוע מתחת למים קרים למשך 10 דקות לפחות. במקרה של כוויה קרה, החזיקו את האזור הפגוע מתחת למים פושרים ולא חמים למשך 10 דקות לפחות. אין לשפשף את האזור הפגוע, למרוח תחבושת סטרילית ולפנות לטיפול רפואי נוסף.
במקרה של התזות של חומרים חמים או קרים מאוד בעיניים, יש לשטוף מיד בכמות גדולה של מים באמצעות מי עיניים ולפנות לטיפול רפואי.
במקרה של סחרחורת או אובדן הכרה, בעת עבודה עם חנקן נוזלי או קרח יבש, העבירו את האדם הפגוע לאזור מאוורר היטב ופנו לטיפול רפואי נוסף במידת הצורך.
זה עתה צפיתם בהקדמה של JoVE לעבודה עם מקורות חמים וקרים. כעת עליכם להבין את הסכנות הטמונות בחומרים אלה, כיצד לעבוד איתם בבטחה ומה לעשות במקרה חירום כמו שריפה או כוויה. כמו תמיד, תודה שצפית!
View the full transcript and gain access to JoVE Science Education videos
Q1: What temperature range can a Bunsen burner achieve compared to a hot plate?
A Bunsen burner produces temperatures between 250-1200 degrees Celsius with an adjustable open flame, while a hot plate generates heat through electricity with temperatures ranging from 50-350°C, or up to 1250°C with special models. Hot plates offer more precise temperature control and eliminate open flame hazards.
Q2: Why is liquid nitrogen more hazardous than dry ice in laboratory settings?
Liquid nitrogen reaches -196°C and expands 695 times its volume upon vaporization, causing extreme oxygen deficiency that can lead to suffocation and death. It also causes rapid frostbite on skin contact and permanent eye damage from brief exposure, whereas dry ice at -78°C primarily causes cold burns and carbon dioxide buildup.
Q3: What personal protective equipment should you wear when working with hot sources?
Wear a lab coat, safety glasses, close-toed shoes, and gloves when working with hot sources. Consider thermal protective gloves that insulate effectively up to 650°C. Remove jewelry and tie back long hair to prevent contact with flames or heated surfaces.
Q4: How should you store dry ice to minimize hazards?
Store dry ice in a polystyrene container in a cold room with proper ventilation to minimize sublimation and prevent carbon dioxide buildup. Never use airtight containers, as expanding gas from subliming dry ice can cause explosion. Dispose of cooling baths in hazardous waste containers, never in sinks or trash.
Q5: What precautions are necessary when using a Schlenk line with liquid nitrogen?
When immersing a cold trap in liquid nitrogen while air is being pulled, oxygen can condense into the trap, creating explosive mixtures with organic materials. Extra precaution is required to prevent this hazardous condition. Always ensure proper ventilation and follow handling air and water sensitive chemicals using a schlenk line protocols.
Q6: What is the correct first aid response for a skin burn from a hot source?
Hold the affected area under cold water for at least 10 minutes. Do not rub the area. Apply a sterile dressing and seek further medical attention. For cold burns, use tepid water instead of cold water for at least 10 minutes before applying a sterile dressing.
Q7: Why should you never leave a Bunsen burner or hot plate unattended during operation?
Unattended hot sources pose significant fire hazards and can cause injuries if equipment malfunctions or combustible materials ignite. Before using any hot source, locate fire extinguishers and fire blankets, remove flammable materials, and maintain constant supervision to respond immediately to emergencies.
Chapters in this video
0:05
Overview
1:27
Principles and Properties of Hot and Cold Sources
3:46
Safe Handling of Hot Sources
7:06
Safe Handling of Cold Sources
9:22
Emergency Measures
10:39
Summary
Videos from this collection: