עבודה עם מקורות חמים וקרים

Working with Hot and Cold Sources

JoVE Science Education
Lab Safety

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Science Education Lab Safety

Working with Hot and Cold Sources

6.1: Proper Personal Protective Equipment

6.8: Safe Handling of Mineral Acids

41,700 Views

•

10:13 min

•

July 14, 2017

Overview

מקור: רוברט מ. ריו וסופריטה ג’רימונה, אוניברסיטת פנסילבניה, פארק האוניברסיטה, הרשות הפלסטינית

עבודה עם טמפרטורות קיצוניות, גבוהות ונמוכות, היא חלק בלתי נפרד מפעולות מעבדה רבות. עבור רבים, אזכור מעבדה מעורר מיד את התמונה המנטלית של מבער בונזן. מבערי Bunsen וצלחות חמות משמשים בהרחבה בפעולות קטנות וגדולות במעבדות מחקר ותעשיות, ובכך להכרח את כל המשתמשים להיות מודעים לנהלי הטיפול הבטוח שלהם. צלחות חמות ומבערי בונזן הם מקורות חום בטמפרטורה גבוהה, בעוד שטמפרטורות נמוכות מתקבלות באמצעות קרח יבש ונוזלים קריוגניים, כגון חנקן נוזלי. הן קרח יבש והן חנקן נוזלי יכולים להוות סכנות משמעותיות למשתמש אם לא מטופלים בקפידה.

Principles

מבערי בונזן נוטים לגרום לסכנת שריפה. הם מייצרים להבת גז פתוחה שיכולה לשמש לחימום רב תכליתי, עיקור בעירה.

צלחות חמות משמשות בדרך כלל במעבדה לביצוע תגובות כימיות, ובכלל לחימום דגימות שונות. צלחת חמה מורכבת משטח שטוח והוא חום נוצר על ידי חשמל. בניגוד מבערי Bunsen, אין להם להבות פתוחות, וטמפרטורות גבוהות יותר ניתן להשיג עם שליטה מדויקת יותר לעומת מבערי Bunsen.

קרח יבש הוא הצורה המוצקה של דו תחמוצת הפחמן. הוא משמש בעיקר כסוכן קירור. קרח יבש יכול לספק טמפרטורות נמוכות כמו −78 °C (78 °F) וקל יותר לשימוש מאשר קרח רגיל, שכן הוא אינו משאיר שאריות מים, ומכאן השם. עם זאת, חשיפה ממושכת עלולה להוביל לכוויות קור ולנזק חמור לעור.

חנקן נוזלי הוא חנקן בצורת נוזל. זהו נוזל קריוגני (נקודת רתיחה, −195.79 °C (79 °F). הוא משמש במעבדות בעיקר כקירור. בשל הטמפרטורה הנמוכה ביותר של חנקן נוזלי, זה יכול לגרום לסכנות בריאותיות משמעותיות. זה מקפיא במהירות רקמות חיות במגע.

כל הכלים והטכניקות הנ”ל חשובים ונחשבים לסטנדרט ברוב המעבדות. על מנת למנוע סיכונים, קיימים נהלים סטנדרטיים לטיפול הבטוח שלהם (למשל,שימוש בהגנה תרמית וכפפות קריוגניות). כפפות תרמיות לספק בידוד יעיל בטמפרטורות עד 650 °C (650 °F). כפפות קריוגניות מכילות בידוד רב שכבתי, והן נועדו לספק הגנה לידיים ולזרועות מפני הסיכונים בהם נתקלים בעת עבודה עם נוזלים קריוגניים.

מאמר זה מתאר את פרטי העבודה עם מבער בונסן, צלחות חמות, קרח יבש וחנקן נוזלי.

Procedure

1. בונסן ברנר

הליך טיפול בטוח
1. מבער Bunsen תמיד צריך להיות ממוקם לא פחות מ -12 אינץ ‘מכל מדפים תקורה, ציוד, או גופי תאורה.
2. כל חומרים דליקים, כגון ניירות או כימיקלים, לא צריך להישמר באזור הסמוך למבער.
3. המשתמש צריך לדעת את המיקום של מטף האש.
4. יש צורך בבגדים מתאימים. המשתמש צריך ללבוש חלוק מעבדה, משקפי בטיחות וכפפות. כל שיער ארוך או תכשיטים צריכים להיות קשורים לאחור. מומלץ להסיר את כל התכשיטים שחוקים תוך כדי עבודה עם להבות פתוחות.
5. לפני הדלקת המבער, יש לבדוק אם יש לבדוק אם יש דליפות או חורים בצינור המחובר למקור הגז.
6. כל מי שעובד באזור הסמוך צריך לקבל הודעה כי המבער יהיה בשימוש. יש להשתמש שילוט מתאים המתריע בפני המשתמשים על פעולת הצורב.
7. מצית עם זרבובית מורחבת צריך לשמש כדי להדליק את המבער.
8. להבה פתוחה לעולם לא תישאר ללא השגחה. יש לכבות את הגז מיד לאחר השימוש.
9. יש לאפשר למבער להתקרר לפני הטיפול או הניקוי, במידת הצורך, לאחר השימוש.
10. במקרה של שריפה או חירום, יש לבצע שיחה למוקד החירום באופן מיידי.

2. צלחות חמות

תכונות של צלחות חמות
1. רוב הצלחות החמות יש stirrer מגנטי מובנה, אשר משמש להריץ ניסויים כי צריך להיות מעורבב ברציפות תוך חימום.
2. המשטחים של רוב הצלחות החמות עשויים מאלומיניום או קרמיקה. יש לבחור צלחת חמה בהתבסס על דרישות הטמפרטורה ותאימות של פני השטח עם החומרים המחוממים.
3. רוב הצלחות החמות יש גם קריאה דיגיטלית החוצה או קלט thermocouple לשמירה על הטמפרטורה הרצויה.

הליך טיפול בטוח
1. המשתמש צריך להכיר היטב את השימוש בצלחת החמה. הוא צריך להיות מודע לפונקציות של החלקים השונים של מתגי הצלחת החמה, בקר הטמפרטורה, בקר הלחץ והתרמו-סקופ, אם נעשה שימוש. אם נדרש ערבוב, תידרש אמבטיה בטמפרטורה נאותה(למשל,שמן סיליקון) ובר ערבוב. הקפד לוודא כי נוזל האמבטיה שנבחר תואם לטמפרטורות שבהן הניסוי יבוצע.
2. לבוש מעבדה נכון הוא חובה. המשתמש צריך ללבוש חלוק מעבדה, משקפי בטיחות וכפפות. כפפות הגנה מפני חום יש ללבוש בעת טיפול בדגימות חמות.
3. המשתמש צריך לדעת את המיקום של מטף האש. חנקן נוזלי או מים לא צריך לשמש כדי לכבות אש מאמבט שמן מחומם על צלחת חמה. מים אינם יעילים בשמן ולכן לא יהיו יעילים לכיבוי כל הלהבות שמקורן בשריפת שמן. אם חנקן נוזלי נשפך על שמן חם, החנקן יתאדה במהירות, ויגרום לשמן להתיז.
4. כלי הזכוכית המשמשים לחימום צריכים להיות עמידים בחום, כגון בורוסיליקט, ונבדקים לכל נזק או סדקים לפני השימוש.
5. המשתמש צריך להיות מודע היטב למאפיינים הפיזיים והכימיים של הכימיקלים המחוממים. במידת הצורך, יש להשתמש במנדמים או בפעולה בתוך מכסה המנוע מאוורר.
6. כל אובייקט המחומם חייב להיות קטן יותר מהצלחת החמה.
7. יש להרחיק כימיקלים או חומרים דליקים או דליקים מלוחות חמות.
8. מומלץ להשתמש בצלחות חמות בתוך מכסה המנוע אדים, במיוחד בעת חימום חומרים נדיפים או רעילים פוטנציאליים.
9. אין להשתמש בצלחות חמות לחימום ממיסים או חומרים בעלי נקודת רתיחה נמוכה מאוד, כגון אתר. חומרים אלה מהווים סיכון משמעותי לאש. אמבט מים צריך לשמש עבור חומרים כאלה.
10. כלבה פתוחה או בקבוקון עם כימיקלים או ממסים לא צריך להיות מחומם על צלחת חמה. מחזק צריך לשמש כדי למנוע sublimation של כימיקלים על חימום.
11. אם יש להוסיף ממיסים כאשר המערכת כבר חמה, יש להשתמש במשפך יורד במקום משפך פשוט. תוספת ישירה של ממיסים עלולה ליצור אש הבזק.
12. נייר מתכת או מיכלי מתכת לא צריך להיות ממוקם על הצלחת החמה. הדבר עלול לגרום לפגיעה בחלק העליון ועלול להוביל לכך שהמשתמש יישרף ביתר קלות.
13. אין להשאיר צלחת חמה ללא השגחה. לאחר השימוש, כאשר החימום כבוי, הצלחת צריכה להיות מסומנת כחם עד שהוא התקרר לחלוטין.
3. קרח יבש
1. הליך טיפול בטוח
  1. קרח יבש קר מאוד (-78 °C (78 °F). כפפות מגן יש ללבוש בכל פעם טיפול בו. מגע קצר עשוי להיות מזיק, אבל מגע ממושך יכול לגרום לתאי העור לקפוא, גרימת כווייה לעור.
  2. קרח יבש צריך להיות מאוחסן במיכל פוליסטירן במקפיא -80 מעלות צלזיוס כדי למזער את הסובלימציה שלו.
  3. מיכל אטום לחלוטין לעולם לא צריך לשמש לאחסון קרח יבש מאז סובלימציה שלה לגז דו תחמוצת הפחמן יכול לגרום למיכל להתרחב או אפילו להתפוצץ במקרים קיצוניים.
  4. אזור האחסון צריך להיות מאוורר כראוי. גז הפחמן הדו-חמצני הנשגב (שהוא רעיל בריכוזים גבוהים יותר) עלול לשקוע לאזורים נמוכים ולהחליף אוויר מחומצן. זה יכול לגרום לחנק אם תקופות ממושכות של זמן הם בילו באזורים של ריכוז CO₂ גבוה.
  5. לאחר השימוש, קרח יבש לא צריך להיות מסולק בכיור או פח אשפה. זה יכול להיות מותר להתאדות בתוך מכסה המנוע אדים או מאוחסן במקפיא.
  6. קרח יבש נשגב בכ 5-10 פאונד כל 24 שעות (בלוקים נמשכים זמן רב יותר) בצידנית אחסון טיפוסית^1. לפיכך, תכנן לרכוש קרח יבש קרוב ככל האפשר לזמן הדרוש.
  7. במקרה של כוויות קרח יבש, יש לשטוף מיד את האזור תחת מים קרים לפחות 10 דקות. יש ליצור קשר עם מגיש עזרה ראשונה שיכול לכסות את האזור עם רוטב סטרילי או להפנות את האדם לטיפול רפואי.
4. חנקן נוזלי
1. סיכונים עיקריים
  1. חנקן נוזלי יש נקודת רתיחה של −195.79 °C (70 °F), אשר יכול לגרום לכוויות בעור אם נוצר קשר, בעוד חשיפה לעיניים יכול להוביל לנזק קבוע לעיניים אפילו מחשיפה קצרה.
  2. חנק הוא מצב של מחסור בחמצן. חנקן נוזלי יכול להתרחב 695 פעמים בנפח, ועל אידוי יכול לגרום למחסור קיצוני בחמצן באוויר שמסביב, מה שמוביל לחנק, חוסר הכרה ומוות בנסיבות קיצוניות.
  3. בעת העברת חנקן נוזלי, חמצן באוויר המקיף את מערכת בלימת הקריוגן יכול להתמוסס וליצור סביבה מועשרת בחמצן. במהלך העברת חנקן נוזלי מן dewar לכלי אחר, יש לנקוט זהירות כדי להפחית את החשיפה של החנקן הנוזלי לאוויר הסביבה, בשל הנזלת חמצן. נקודת הרתיחה של חנקן נמוכה יותר מחמצן, מה שמוביל לקצב מהיר יותר של אידוי חמצן ולעלייה נוספת בריכוז הנוזל O₂ ב- N₂. בנוסף לגרימת כוויות (כמו כל קריוגן אחר), נוזל O₂ הוא דליק ויש לטפל בו בהתאם. ציוד הדורש קירור קריוגני צריך להיות נקי מחומרים דליקים כדי להפחית את התרחשות האש והפיצוץ. חמצן מרוכז במלכודת קרה עשוי להשתלב עם חומר אורגני במלכודת כדי ליצור תערובת נפץ².
2. נהלי טיפול בטוחים
  1. השימוש בחנקן נוזלי צריך להיעשות באזורים מאווררים היטב.
  2. מיכלים מיוחדים אטומים בוואקום, הנקראים dewars, יכולים לעמוד בטמפרטורות הנמוכות של קריוגנים ויש להשתמש בהם לאחסון והובלה. קריוגנים לא צריך להיות מאוחסן במיכלים אטומים היטב.
  3. אין לאחסן חנקן נוזלי במיכלים חשופים לתקופות ארוכות.
  4. גלילי האחסון או בקבוקוני Dewar לא צריכים להיות יותר מ 80% מלאים.
  5. אין לגעת במיכלי חנקן נוזליים בידיים חשופות. הקור הקיצוני יכול לגרום לעור להיצמד לקירות המיכל.
  6. בגדים מתאימים בעת טיפול חנקן נוזלי הוא חובה. יש ללבוש חלוקי מעבדה, משקפי בטיחות, נעליים צמודות וכפפות תרמיות. כאשר שופכים חנקן נוזלי ממיכלים גדולים, מסכות פנים / קסדות צריך להיות גם ללבוש, שכן הנוזל נוטה להתיז הרבה, במיוחד כאשר שפכו לתוך כלי גדול.
  7. במקרה של סיכונים או מצבי חירום, יש להעביר את האדם המושפע לאזור מאוורר היטב ויש לקרוא לרופא.

היישום של טכניקות טמפרטורה קיצוניות הוא חלק חיוני במחקר מדעי ותהליכים תעשייתיים. לפיכך, אימון בטיחות הולם הוא תנאי מוקדם להימנע מפציעות.

טמפרטורות גבוהות נדרשות לעתים קרובות עבור תגובות כימיות או זיקוקים. להבות פתוחות משמשות לעתים קרובות לעיקור ושינוי של מעבדה וציוד רפואי.

מצד שני, טמפרטורות נמוכות מאוד נחוצות לעתים קרובות כדי לשלוט בתגובות אקסותרמיות מאוד ולקירור של מכשירים כגון ספקטרומטר תהודה מגנטית גרעינית או קו שלנק.

צלחות חמות ומבערים בונזנים משמשים בדרך כלל לפעולות בטמפרטורה גבוהה, בעוד קרח יבש או חנקן נוזלי מוחל על קירור קיצוני. עם זאת, כל המקורות הללו יכולים לספק סיכונים משמעותיים אם לא יטופלו בקפידה.

וידאו זה ימחיש את האופי המסוכן של טכניקות טמפרטורה קיצוניות, כיצד לפעול בבטחה ולעבוד עם מקורות אלה, ומה לעשות במקרה חירום.

מבער בונזן משתמש במתאן, פרופאן או בוטאן כדי ליצור להבה פתוחה. הטמפרטורה של להבה זו יכולה להיות מותאמת בערך בין 250-1200 מעלות צלזיוס.

לשם השוואה, צלחת חמה מורכבת משטח שטוח עשוי אלומיניום או קרמיקה ומשתמש בחשמל כדי לייצר חום. צלחות חמות אין להבות פתוחות וניתן לשלוט בהם בצורה מדויקת יותר עם טמפרטורות הנעות בין 50-350 מעלות צלזיוס.

במידת הצורך, ניתן להשיג טמפרטורות גבוהות יותר עם צלחות חמות מיוחדות המגיעות עד 1250 מעלות צלזיוס. כדי למנוע סכנות אש, הלהבות הפתוחות וטמפרטורות גבוהות של מקורות חמים יש לטפל בזהירות רבה.

מקורות קרים יכולים להיות מסוכנים גם כן. קרח יבש, שהוא הצורה המוצקה של פחמן דו חמצני, מספק טמפרטורות נמוכות כמו -78 מעלות צלזיוס. בנוסף לכוויות קרות, סובלימציה מוגזמת של קרח יבש עלולה להוביל להצטברות גז פחמן דו חמצני תוך זמן קצר מאוד, מה המהווה סכנה להיפר-קפניה.

לבסוף, חנקן נוזלי – נוזל קריוגני – משמש כאשר יש צורך בטמפרטורות נמוכות עוד יותר. זה יכול לספק טמפרטורת אמבטיה נמוכה כמו -196°C.

חנקן נוזלי יכול להתרחב 695 פעמים בנפח, ועל אידוי יכול לגרום למחסור קיצוני בחמצן באוויר שמסביב, מה שמוביל לחנק, חוסר הכרה ומוות בנסיבות קיצוניות.

בנוסף, חשיפה ממושכת לעור עלולה לגרום במהירות לכוויות קור. חשיפה קצרה לנוזלי העיניים עלולה לפגוע לצמיתות בעיניים.

עכשיו שאתה יודע על המאפיינים והסכנות של החום ומקורות הקור, בואו נסתכל איך לעבוד בבטחה עם רכיבים אלה.

לפני השימוש בכל מקור חם, להכיר את המיקום של מטף ושמיכת אש. הסר תכשיטים וענף שיער ארוך. תמיד ללבוש חלוק מעבדה, משקפי בטיחות, נעליים צמודות, וכפפות. אתה צריך גם לשקול באמצעות כפפות מגן תרמיות, אשר מבודד ביעילות עד 650 °C (50 °F).

נקה את האזור של כל חומרים דליקים כגון נייר או כימיקלים. הנח את מבער הבונסן הרחק מציוד תקורה, או גופי תאורה ב -12 אינץ ‘לפחות. בדוק את חיבור הצינור למקור הגז עבור כל דליפות ולהשתמש שילוט מתאים כדי להודיע כי צורב הוא בפעולה. השתמש במצית עם זרבובית מורחבת להדלקת המבער.

ברגע שהמבער הבונסן פועל, לעולם אל תשאיר את הלהבה הפתוחה ללא השגחה. כשתסיימו, סגרו את השסתום על מבער הבונסן, כבו את הגז מיד וסגרו את החיבור למקור הגז, ותנו למבער להתקרר לפני הטיפול או הניקוי לאחר השימוש.

צלחות חמות רבות מגיעות עם מערבל מגנטי מובנה, קריאה דיגיטלית וקלט תרמו-סקופל להתאמה ושמירה על הטמפרטורה.

כמו עבור מבער Bunsen, לדעת את המיקום של מטף ובאיזו סוג להשתמש. לעולם אל תשתמשו במים או בחנקן נוזלי כדי לכבות את אש אמבט השמן, אלא במקום מטף כיבוי אש מסוג B.

תמיד ללבוש ציוד מגן אישי תוך כדי עבודה עם פלטה חמה. בעת חימום חומרים נדיפים ומסוכנים, להסיר חומרים דליקים או דליקים מסביב הצלחת החמה ומניחים את הצלחת החמה בשכונה.

לאחר שתכיר את המאפיינים ואת קנה המידה של הניסוי שלך, לבחור את צלחת חמה בגודל הנכון, עמיד בחום סדק כלי זכוכית חינם עשוי borosilicate, ואמבט שמן.

ודא שטמפרטורת הניסוי נמצאת מתחת לנקודת ההבזק של אמבט השמן שלך. תמיד להשתמש מעבים, בעת חימום ממיסים נדיפים או חומרים.

אם יש להוסיף ממס לניסוי המחומם, השתמש במשפך יורד משווה לחץ. אין להוסיף ממס ישירות, שכן הוא עלול לגרום לשריפת הבזק. כמו עם מבער בונזן, לא להשאיר את הצלחת החמה ללא השגחה.

חומרים עם נקודת רתיחה נמוכה מאוד, כגון אתר diethyl, צריך להיות מחומם באמצעות אמבט מים במקום אמבט שמן כדי למנוע סיכון משמעותי של אש.

אם רדיד מתכת או מיכלי מתכת, כגון בלוקים אלומיניום, משמשים לחימום, תשומת לב מיוחדת וזהירות יש להחיל. בהשוואה לאמבט שמן, לא ניתן לראות אם חם או קר, ולכן תמיד לבדוק את הטמפרטורה עם מדחום ולהשתמש כפפות עמידות בחום.

עכשיו שלמדתם על השימוש במקורות חמים, בואו נסתכל על הקיצוניות האחרת – המקורות הקרים.

קרח יבש צריך להיות מאוחסן במיכל פוליסטירן ואם אפשר בחדר קר כדי למזער את הסוביימציה. יש לאחסן קרח יבש באזורים מאווררים כראוי כדי להימנע מהיפרקפניה. אין להשתמש במיכל אטום לחלוטין כדי למנוע הרחבה של המיכל ואולי פיצוץ שנגרם על ידי קרח יבש subliming.

ללבוש ציוד אישי מגן בעת טיפול בקרח יבש. להגנה נוספת, ניתן ללבוש כפפות קריוגניות, המכילות בידוד רב שכבתי כנגד הטמפרטורות הנמוכות. יתר על כן, כדי להשיג ולהעביר כמויות קטנות של קרח יבש, להשתמש כף פלסטיק גדולה דלי פוליסטירן.

בסיום, החזירו את הקרח היבש והנקי למיכל ההסתעפות או אפשרו לו להתנפח. אם נעשה אמבט קירור באמצעות קרח יבש, להיפטר ממנו במיכל הפסולת המסוכנת. לעולם, לעולם, להיפטר קרח יבש ישירות בכיור או פח אשפה.

חנקן נוזלי מאוחסן ומטופל באמצעות Dewars, שהוא סוג של מיכלים כפולים עם ואקום בין הקירות.

תמיד ללבוש ציוד אישי מגן בעת טיפול חנקן נוזלי. זה כולל כפפות בידוד ומסכת פנים, במיוחד כאשר לשפוך חנקן נוזלי כמו הנוזל נוטה להתיז.

ודא שכל האזורים מאווררים היטב. בעת העברת חנקן נוזלי, לעולם אל תמלאו את Dewar יותר מ -80% מלא ולעולם אל תסגור את המיכל בחוזקה כדי למנוע הצטברות לחץ. יתר על כן, יש לנקוט אמצעי זהירות נוספים בעת שימוש בקו שלנק. אם המלכודת הקרה שקועה בחנקן נוזלי, והאוויר נמשך, הוא יכול לדחוס חמצן למלכודת הקירור, וליצור תערובות נפץ של חמצן נוזלי עם חומרים אורגניים במלכודת.

זכור, כי מקורות חמים וקרים יכולים להיות סכנה וסיכון בריאותי.

במקרה של שריפה קטנה השתמש מטף המתאים. אם האש גדולה מדי, משוך את אזעקת האש או להתקשר 911. לפנות את הבניין בעקבות הוראות החירום של המוסד שלך.

במקרה של כוויית עור הנגרמת על ידי מקור חם, להחזיק את האזור הפגוע תחת מים קרים לפחות 10 דקות. במקרה של כווייה קרה, להחזיק את האזור הפגוע תחת פושר ולא מים חמים במשך 10 דקות לפחות. אין לשפשף את האזור הפגוע, למרוח רוטב סטרילי ולפנות לקבלת טיפול רפואי נוסף.

במקרה של התזות של חומרים חמים מאוד או קרים בעיניים שלך, מיד לשטוף עם כמות גדולה של מים באמצעות שטיפת עיניים ולפנות לטיפול רפואי.

במקרה של סחרחורת או אובדן הכרה, בעת עבודה עם חנקן נוזלי או קרח יבש, להעביר את האדם המושפע לתוך אזור מאוורר היטב ולפנות לטיפול רפואי נוסף במידת הצורך.

הרגע צפית בהקדמה של ג’וב לעבודה עם מקורות חמים וקרים. עכשיו אתה צריך להבין את הסיכונים של חומרים אלה, איך לעבוד איתם בבטחה, ומה לעשות במקרה חירום כגון שריפה או שריפה. כמו תמיד, תודה שצפית!

Applications and Summary

בעוד שהשימוש במבערים בונסן, צלחות חמות, קרח יבש וחנקן נוזלי הוא דבר שבשגרה בסביבת המעבדה, כולם עלולים לגרום לסכנות פוטנציאליות אם לא יטופלו בקפידה. לכן חובתו של כל משתמש לעקוב אחר כל הנחיות הבטיחות כדי למנוע סיכונים לעצמם ולשותפים לעבודה שלהם.

Transcript

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!

Tags

ערך ריק בעיה