Werken met warme en koude bronnen
1. Bunsen-brander
- Veilige gebruiksprocedure
- De Bunsen-brander moet altijd minimaal 30 cm van eventuele hoge schappen, apparatuur of lichtopstanden worden geplaatst.
- Elke brandbare stof, zoals papieren of chemicaliën, mag niet in de buurt van de brander worden bewaard.
- De gebruiker moet de locatie van de brandblusser kennen.
- De juiste kleding is noodzakelijk. De gebruiker moet een laboratoriumjas, veiligheidsbrillen en handschoenen dragen. Eventueel lang haar of sieraden moeten worden vastgebonden. Het wordt aanbevolen om alle sieraden te verwijderen tijdens het werken met open vuur.
- Voordat de brander wordt ontstoken, moet de slang op het gasbron worden gecontroleerd op lekken of gaten.
- Iedereen die in de nabije omgeving werkt, moet worden gewaarschuwd dat de brander in gebruik zal zijn. Er moet passende signalering worden gebruikt die gebruikers waarschuwt voor de werking van de brander.
- Een aansteker met een verlengde mondstuk moet worden gebruikt om de brander te ontsteken.
- Een open vlam mag nooit onbeheerd worden achtergelaten. Het gas moet onmiddellijk na gebruik worden afgesloten.
- De brander moet worden afgekoeld voordat deze wordt aangeraakt of schoongemaakt, indien nodig, na gebruik.
- In geval van brand of nood, moet onmiddellijk 112 worden gebeld.
2. Heetplaten
- Kenmerken van heetplaten
- De meeste heetplaten hebben een ingebouwde magneetroerder, die wordt gebruikt voor het uitvoeren van experimenten die continu moeten worden geroerd terwijl ze worden verwarmd.
- De oppervlakken van de meeste heetplaten zijn gemaakt van aluminium of keramiek. Een heetplaat moet worden geselecteerd op basis van temperatuurvereisten en compatibiliteit van het oppervlak met de materialen die worden verwarmd.
- De meeste heetplaten hebben een digitale aflezing of een thermokoppelingsingang voor het handhaven van de gewenste temperatuur.
- Veilige gebruiksprocedure
- De gebruiker moet goed bekend zijn met het gebruik van de heetplaat. Hij/zij moet bekend zijn met de functies van de verschillende delen van de heetplaat - aan-uit schakelaars, temperatuurregelaar, roerregelaar en thermokoppel, indien gebruikt. Als roeren vereist is, is een geschikte temperatuurbad (bijv. siliconenolië) en een roerstaaf vereist. Zorg ervoor dat de gekozen badvloeistof compatibel is met de temperaturen waarop het experiment zal worden uitgevoerd.
- De juiste laboratoriumkleding is verplicht. De gebruiker moet een laboratoriumjas, veiligheidsbrillen en handschoenen dragen. Hittebeschermingshandschoenen moeten worden gedragen bij het hanteren van hete monsters.
- De gebruiker moet de locatie van de brandblusser kennen. Vloeibaar stikstof of water mag nooit worden gebruikt om brand te blussen van een oliebad dat wordt verwarmd op een heetplaat. Water is onmengbaar met olie en zal daarom niet effectief zijn om eventuele vlammen afkomstig van brandend olie te blussen. Als vloeibaar stikstof op heet olie wordt gegoten, zal het stikstof snel verdampen, waardoor het olie spat.
- Het gebruikte glaswerk moet hittebestendig zijn, zoals borosilicaat, en worden geïnspecteerd op eventuele schade of scheuren voor gebruik.
- De gebruiker moet goed op de hoogte zijn van de fysische en chemische eigenschappen van de chemicaliën die worden verwarmd. Indien nodig, moeten condensers of werking binnen een geventileerde afzuigkap worden gebruikt.
- Elk object dat wordt verwarmd, moet kleiner zijn dan de heetplaat.
- Alle ontvlambare of brandbare chemicaliën of materialen moeten uit de buurt van heetplaten worden gehouden.
- Het wordt aanbevolen om heetplaten binnen een afzuigkap te gebruiken, vooral bij het verwarmen van vluchtige of potentieel giftige materialen.
- Heetplaten mogen niet worden gebruikt voor het verwarmen van oplosmiddelen of materialen met een zeer laag kookpunt, zoals ether. Deze stoffen vormen een aanzienlijk brandrisico. Er moet een waterbad worden gebruikt voor dergelijke materialen.
- Een open beker of kolf met chemicaliën of oplosmiddelen mag nooit op een heetplaat worden verwarmd. Er moet een condenser worden gebruikt om sublimatie van chemicaliën tijdens het verwarmen te voorkomen.
- Als oplosmiddelen moeten worden toegevoegd terwijl het systeem al warm is, moet een druppeltrechter worden gebruikt in plaats van een eenvoudige trechter. Directe toevoeging van oplosmiddelen kan een kortstondige brand veroorzaken.
- Metalen folie of metalen containers mogen nooit op de heetplaat worden geplaatst. Dit kan ervoor zorgen dat de bovenkant beschadigd raakt en kan ertoe leiden dat de gebruiker gemakkelijker kan worden verbrand.
- Geen enkele heetplaat mag onbeheerd worden achtergelaten. Na gebruik, wanneer de verwarming is uitgeschakeld, moet de plaat als heet worden gemarkeerd totdat deze volledig is afgekoeld.
3. Droog ijs
- Veilige gebruiksprocedure
- Droogigs is extreem koud (-78,5 °C). Beschermende handschoenen moeten worden gedragen wanneer het wordt gehanteerd. Een korte aanraking kan onschadelijk zijn, maar langdurig contact kan ervoor zorgen dat huidcellen bevriezen, wat leidt tot brandwonden op de huid.
- Droogigs moet worden opgeslagen in een polystyreen container in een -80 °C vriezer om de sublimatie te minimaliseren.
- Een volledig luchtdichte container mag nooit worden gebruikt om droogijs op te slaan, omdat de sublimatie naar kooldioxidegas de container kan laten uitzetten of zelfs tot ontploffing kan leiden in extreme gevallen.
- De opslagruimte moet goed worden geventileerd. Het gesublimeerde kooldioxidegas (dat in hogere concentraties giftig is) kan naar lage gebieden zinken en vervangen door zuurstofrijke l
Bron: Robert M. Rioux & Suprita Jharimune, Pennsylvania State University, University Park, PA
Werken met extreme temperaturen, zowel hoge als lage, is…
1. Bunsen-brander
- Veilige gebruiksprocedure
- De Bunsen-brander moet altijd minimaal 30 cm van eventuele hoge schappen, apparatuur of lichtopstanden worden geplaatst.
- Elke brandbare stof, zoals papieren of chemicaliën, mag niet in de buurt van de brander worden bewaard.
- De gebruiker moet de locatie van de brandblusser kennen.
- De juiste kleding is noodzakelijk. De gebruiker moet een laboratoriumjas, veiligheidsbrillen en handschoenen dragen. Eventueel lang haar of sieraden moeten worden vastgebonden. Het wordt aanbevolen om alle sieraden te verwijderen tijdens het werken met open vuur.
- Voordat de brander wordt ontstoken, moet de slang op het gasbron worden gecontroleerd op lekken of gaten.
- Iedereen die in de nabije omgeving werkt, moet worden gewaarschuwd dat de brander in gebruik zal zijn. Er moet passende signalering worden gebruikt die gebruikers waarschuwt voor de werking van de brander.
- Een aansteker met een verlengde mondstuk moet worden gebruikt om de brander te ontsteken.
- Een open vlam mag nooit onbeheerd worden achtergelaten. Het gas moet onmiddellijk na gebruik worden afgesloten.
- De brander moet worden afgekoeld voordat deze wordt aangeraakt of schoongemaakt, indien nodig, na gebruik.
- In geval van brand of nood, moet onmiddellijk 112 worden gebeld.
2. Heetplaten
- Kenmerken van heetplaten
- De meeste heetplaten hebben een ingebouwde magneetroerder, die wordt gebruikt voor het uitvoeren van experimenten die continu moeten worden geroerd terwijl ze worden verwarmd.
- De oppervlakken van de meeste heetplaten zijn gemaakt van aluminium of keramiek. Een heetplaat moet worden geselecteerd op basis van temperatuurvereisten en compatibiliteit van het oppervlak met de materialen die worden verwarmd.
- De meeste heetplaten hebben een digitale aflezing of een thermokoppelingsingang voor het handhaven van de gewenste temperatuur.
- Veilige gebruiksprocedure
- De gebruiker moet goed bekend zijn met het gebruik van de heetplaat. Hij/zij moet bekend zijn met de functies van de verschillende delen van de heetplaat - aan-uit schakelaars, temperatuurregelaar, roerregelaar en thermokoppel, indien gebruikt. Als roeren vereist is, is een geschikte temperatuurbad (bijv. siliconenolië) en een roerstaaf vereist. Zorg ervoor dat de gekozen badvloeistof compatibel is met de temperaturen waarop het experiment zal worden uitgevoerd.
- De juiste laboratoriumkleding is verplicht. De gebruiker moet een laboratoriumjas, veiligheidsbrillen en handschoenen dragen. Hittebeschermingshandschoenen moeten worden gedragen bij het hanteren van hete monsters.
- De gebruiker moet de locatie van de brandblusser kennen. Vloeibaar stikstof of water mag nooit worden gebruikt om brand te blussen van een oliebad dat wordt verwarmd op een heetplaat. Water is onmengbaar met olie en zal daarom niet effectief zijn om eventuele vlammen afkomstig van brandend olie te blussen. Als vloeibaar stikstof op heet olie wordt gegoten, zal het stikstof snel verdampen, waardoor het olie spat.
- Het gebruikte glaswerk moet hittebestendig zijn, zoals borosilicaat, en worden geïnspecteerd op eventuele schade of scheuren voor gebruik.
- De gebruiker moet goed op de hoogte zijn van de fysische en chemische eigenschappen van de chemicaliën die worden verwarmd. Indien nodig, moeten condensers of werking binnen een geventileerde afzuigkap worden gebruikt.
- Elk object dat wordt verwarmd, moet kleiner zijn dan de heetplaat.
- Alle ontvlambare of brandbare chemicaliën of materialen moeten uit de buurt van heetplaten worden gehouden.
- Het wordt aanbevolen om heetplaten binnen een afzuigkap te gebruiken, vooral bij het verwarmen van vluchtige of potentieel giftige materialen.
- Heetplaten mogen niet worden gebruikt voor het verwarmen van oplosmiddelen of materialen met een zeer laag kookpunt, zoals ether. Deze stoffen vormen een aanzienlijk brandrisico. Er moet een waterbad worden gebruikt voor dergelijke materialen.
- Een open beker of kolf met chemicaliën of oplosmiddelen mag nooit op een heetplaat worden verwarmd. Er moet een condenser worden gebruikt om sublimatie van chemicaliën tijdens het verwarmen te voorkomen.
- Als oplosmiddelen moeten worden toegevoegd terwijl het systeem al warm is, moet een druppeltrechter worden gebruikt in plaats van een eenvoudige trechter. Directe toevoeging van oplosmiddelen kan een kortstondige brand veroorzaken.
- Metalen folie of metalen containers mogen nooit op de heetplaat worden geplaatst. Dit kan ervoor zorgen dat de bovenkant beschadigd raakt en kan ertoe leiden dat de gebruiker gemakkelijker kan worden verbrand.
- Geen enkele heetplaat mag onbeheerd worden achtergelaten. Na gebruik, wanneer de verwarming is uitgeschakeld, moet de plaat als heet worden gemarkeerd totdat deze volledig is afgekoeld.
3. Droog ijs
- Veilige gebruiksprocedure
- Droogigs is extreem koud (-78,5 °C). Beschermende handschoenen moeten worden gedragen wanneer het wordt gehanteerd. Een korte aanraking kan onschadelijk zijn, maar langdurig contact kan ervoor zorgen dat huidcellen bevriezen, wat leidt tot brandwonden op de huid.
- Droogigs moet worden opgeslagen in een polystyreen container in een -80 °C vriezer om de sublimatie te minimaliseren.
- Een volledig luchtdichte container mag nooit worden gebruikt om droogijs op te slaan, omdat de sublimatie naar kooldioxidegas de container kan laten uitzetten of zelfs tot ontploffing kan leiden in extreme gevallen.
- De opslagruimte moet goed worden geventileerd. Het gesublimeerde kooldioxidegas (dat in hogere concentraties giftig is) kan naar lage gebieden zinken en vervangen door zuurstofrijke l
De toepassing van extreme temperatuurtechnieken is een essentieel onderdeel van wetenschappelijk onderzoek en industriële processen. Daarom is adequate veiligheidstraining een voorwaarde om verwondingen te voorkomen.
Hoge temperaturen zijn vaak vereist voor chemische reacties of destillaties. Open vlammen worden vaak gebruikt voor sterilisatie en wijziging van laboratorium- en medische apparatuur.
Aan de andere kant zijn zeer lage temperaturen vaak nodig om zeer exotherme reacties te controleren en voor het koelen van instrumenten zoals een nucleaire magnetische resonantiespectrometer of een Schlenk-lijn.
Hot plates en Bunsen-branders worden vaak gebruikt voor hoogtemperatuurbewerkingen, terwijl droogijs of vloeibare stikstof wordt toegepast voor extreme koeling. Alle bronnen kunnen echter aanzienlijke gevaren opleveren als ze niet zorgvuldig worden gehanteerd.
Deze video illustreert de gevaarlijke aard van extreme temperatuurtechnieken, hoe u deze bronnen veilig kunt bedienen en ermee kunt werken, en wat u moet doen in geval van nood.
Een Bunsen-brander gebruikt methaan, propaan of butaan om een open vlam te creëren. De temperatuur van deze vlam kan ruwweg worden aangepast tussen 250-1200 graden Celsius.
Een hot plate bestaat daarentegen uit een vlakke oppervlakte van aluminium of keramiek en gebruikt elektriciteit om warmte te genereren. Hot plates hebben geen open vlammen en kunnen nauwkeuriger worden geregeld met temperaturen variërend tussen 50-350°C.
Indien nodig kunnen hogere temperaturen worden bereikt met speciale hot plates die tot 1250°C kunnen reiken. Om brandgevaren te voorkomen, moeten de open vlammen en hoge temperaturen van hete bronnen zeer zorgvuldig worden gehanteerd.
Koude bronnen kunnen ook gevaarlijk zijn. Droogijs, de vaste vorm van koolstofdioxide, biedt temperaturen zo laag als -78°C. Naast koude brandwonden kan overmatige sublimatie van droogijs leiden tot een snelle ophoping van koolstofdioxidegas, wat een gevaar voor hypercapnie vormt.
Ten slotte wordt vloeibare stikstof - een kryogene vloeistof - gebruikt wanneer nog lagere temperaturen nodig zijn. Het kan een badtemperatuur zo laag als -196°C bieden.
Vloeibare stikstof kan 695 keer in volume uitzetten en kan bij verdamping extreme zuurstoftekorten in de omgeving veroorzaken, leidend tot verstikking, bewusteloosheid en de dood onder extreme omstandigheden.
Bovendien kan langdurige blootstelling aan de huid snel leiden tot bevriezing. Kortstondige blootstelling aan de oogvloeistoffen kan permanent oogschade veroorzaken.
Nu u weet wat de eigenschappen en gevaren van de warmte- en koudebronnen zijn, laten we eens kijken hoe u veilig met deze componenten kunt werken.
Voordat u een hete bron gebruikt, maakt u zich vertrouwd met de locatie van een brandblusser en een blusdeken. Verwijder sieraden en bind lang haar terug. Draag altijd een laboratoriumjas, veiligheidsbril, schoenen met gesloten tenen en handschoenen. Overweeg ook het gebruik van thermische beschermende handschoenen, die effectief isoleren tot 650°C.
Maak het gebied schoon van enige brandbare stoffen zoals papier of chemicaliën. Plaats de Bunsen-brander minimaal 12 inch van overheadapparatuur of lichtfittingen. Controleer de slangverbinding met de gasbron op lekken en gebruik geschikte signalering om aan te geven dat de brander in gebruik is. Gebruik een aansteker met een verlengde mondstuk voor het aansteken van de brander.
Zodra de Bunsen-brander werkt, laat de open vlam nooit onbeheerd achter. Als u klaar bent, sluit u de klep op de Bunsen-brander, schakelt u het gas onmiddellijk uit en sluit u de verbinding met de gasbron, laat de brander afkoelen voordat u hem aanraakt of schoonmaakt na gebruik.
Veel hot plates zijn uitgerust met een ingebouwde magnetische roerder, digitale aflezing en een thermokoppelinginput voor het aanpassen en handhaven van de temperatuur.
Zoals voor de Bunsen-brander, moet u weten waar de brandblusser zich bevindt en welk type u moet gebruiken. Gebruik nooit water of vloeibare stikstof om een oliebaadbrand te blussen, maar in plaats daarvan een brandklasse B-blusapparatuur.
Draag altijd persoonlijke beschermingsuitrusting tijdens het werken met een hot plate. Bij het verwarmen van vluchtige en gevaarlijke stoffen, verwijdert u brandbare of ontvlambare materialen uit de buurt van de hot plate en plaatst u de hot plate in de kap.
Zodra u zich vertrouwd heeft gemaakt met de eigenschappen en schaal van uw experiment, kiest u de juiste grootte hot plate, hittebestendige en barstvrije borosilicaatglaswerk en een oliebaad.
Zorg ervoor dat de experimenttemperatuur onder het vlampunt van uw oliebaad ligt. Gebruik altijd een condensor bij het verwarmen van vluchtige oplosmiddelen of stoffen.
Als oplosmiddel aan het verwarmde experiment moet worden toegevoegd, gebruik dan een druklijvende druppeltrechter. Voeg geen oplosmiddel direct toe, omdat dit een vlammende brand kan veroorzaken. Net als bij de Bunsen-brander, laat de hot plate nooit onbeheerd achter.
Materialen met een zeer laag kookpunt, zoals di-ethylether, moeten worden verwarmd met een waterbad in plaats van een oliebaad om een aanzienlijk risico op brand te voorkomen.
Als metalen folie of metalen containers, zoals aluminiumblokken, worden gebruikt voor verwarming, moet speciale aandacht en voorzichtigheid worden betracht. In vergelijking met een oliebaad is het niet mogelijk om te zien of het heet of koud is, controleer daarom altijd de temperatuur met een thermometer en gebruik hittebestendige handschoenen.
Nu u hebt geleerd over het gebruik van hete bronnen, laten we eens kijken naar de andere extreme - de koude bronnen.
Droogijs moet worden opgeslagen in een polystyreen container en indien mogelijk in een koude ruimte om sublimatie te minimaliseren. Bewaar droogijs in goed geventileerde gebieden om hypercapnie te voorkomen. Gebruik geen volledig luchtdichte container om expansie van de container en mogelijk een explosie veroorzaakt door sublimerend droogijs te voorkomen.
Draag beschermende persoonlijke uitrusting bij het hanteren van droogijs. Voor extra bescherming kunt u kryogene hand
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.
Hoofdstukken in deze 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