Trabalhando com fontes quentes e frias

Working with Hot and Cold Sources

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JoVE Science Education Lab Safety

Working with Hot and Cold Sources

6.1: Proper Personal Protective Equipment

6.8: Safe Handling of Mineral Acids

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10:13 min

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July 14, 2017

Overview

Fonte: Robert M. Rioux & Suprita Jharimune, Universidade Estadual da Pensilvânia, University Park, PA

Trabalhar com temperaturas extremas, altas e baixas, é parte integrante de muitas operações laboratoriais. Para muitos, mencionar um laboratório instantaneamente evoca a imagem mental de um queimador de Bunsen. Os queimadores e placas quentes bunsen são usados extensivamente em pequenas e grandes operações em laboratórios de pesquisa e indústrias, tornando necessário que todos os usuários estejam cientes de seus procedimentos de manuseio seguro. Placas quentes e bicos de Bunsen são fontes de calor de alta temperatura, enquanto baixas temperaturas são obtidas usando gelo seco e líquidos criogênicos, como nitrogênio líquido. Tanto o gelo seco quanto o nitrogênio líquido podem representar riscos significativos para o usuário se não forem manuseados com cuidado.

Principles

Os bicos de Bunsen são propensos a causar riscos de incêndio. Eles produzem uma chama de gás aberto que pode ser usada para aquecimento, esterilização e combustão multiuso.

Placas quentes são comumente usadas em laboratório para realizar reações químicas e, em geral, para o aquecimento de várias amostras. Uma placa quente consiste em uma superfície plana e é o calor gerado pela eletricidade. Ao contrário dos queimadores de Bunsen, eles não têm chamas abertas, e temperaturas mais altas podem ser alcançadas com controle mais preciso em comparação com os queimadores de Bunsen.

Gelo seco é a forma sólida de dióxido de carbono. É usado principalmente como um agente de resfriamento. O gelo seco pode fornecer temperaturas tão baixas quanto −78 °C e é mais fácil de usar do que o gelo normal, pois não deixa nenhum resíduo de água, daí o nome. No entanto, a exposição prolongada pode levar a queimaduras de gelo e danos graves na pele.

Nitrogênio líquido é nitrogênio em forma líquida. É um fluido criogênico (ponto de ebulição, −195,79 °C). É usado em laboratórios principalmente como refrigerante. Devido à temperatura extremamente baixa do nitrogênio líquido, pode causar riscos significativos à saúde. Congela rapidamente os tecidos vivos no contato.

Todas as ferramentas e técnicas acima são importantes e consideradas padrão na maioria dos laboratórios. Para evitar riscos, existem procedimentos padrão para seu manuseio seguro (por exemplo,uso de proteção térmica e luvas criogênicas). As luvas térmicas fornecem isolamento eficaz a temperaturas de até 650 °C. As luvas criogênicas contêm isolamento de várias camadas, e são projetadas para fornecer proteção às mãos e braços dos perigos encontrados ao trabalhar com fluidos criogênicos.

Este artigo descreve os detalhes de trabalhar com queimador bunsen, placas quentes, gelo seco e nitrogênio líquido.

Procedure

1. Bunsen Burner

Procedimento de manuseio seguro
1. O queimador Bunsen deve ser sempre colocado a menos de 12 polegadas de distância de qualquer prateleira, equipamento ou luminárias.
2. Quaisquer substâncias combustíveis, como papéis ou produtos químicos, não devem ser mantidas na área adjacente ao queimador.
3. O usuário deve saber a localização do extintor de incêndio.
4. Roupas adequadas são necessárias. O usuário deve usar um jaleco, óculos de segurança e luvas. Qualquer cabelo comprido ou joias deve ser amarrado para trás. Recomenda-se remover todas as joias usadas enquanto trabalha com chamas abertas.
5. Antes de acender o queimador, a mangueira conectada à fonte de gás deve ser verificada se houver vazamentos ou orifícios.
6. Quem trabalha na área próxima deve ser notificado de que o queimador estará em uso. Deve-se usar sinalização adequada que alerte os usuários para a operação do queimador.
7. Um isqueiro com um bocal estendido deve ser usado para acender o queimador.
8. Uma chama aberta nunca deve ser deixada desacompanhada. O gás deve ser desligado imediatamente após o uso.
9. O queimador deve ser autorizado a esfriar antes de manusear ou limpar, se necessário, após o uso.
10. Em caso de incêndio ou emergência, uma chamada para o 911 deve ser feita imediatamente.

2. Placas quentes

Características das placas quentes
1. A maioria das placas quentes tem um agitador magnético embutido, que é usado para executar experimentos que precisam ser continuamente agitados enquanto são aquecidos.
2. As superfícies da maioria das placas quentes são feitas de alumínio ou cerâmica. Uma placa quente deve ser selecionada com base nos requisitos de temperatura e compatibilidade da superfície com os materiais sendo aquecidos.
3. A maioria das placas quentes tem uma leitura digital ou uma entrada termopar para manter a temperatura desejada.

Procedimento de manuseio seguro
1. O usuário deve estar bem familiarizado com o uso da placa quente. Deve estar ciente das funções das diferentes partes dos interruptores de placa quente, controlador de temperatura, controlador de mexida e termopar, se usado. Se for necessário mexer, será necessário um banho de temperatura adequado (por exemplo,óleo de silicone) e uma barra de mexida. Certifique-se de verificar se o fluido de banho escolhido é compatível com as temperaturas em que o experimento será realizado.
2. O traje de laboratório adequado é obrigatório. O usuário deve usar um jaleco, óculos de segurança e luvas. Luvas de proteção térmica devem ser usadas ao manusear amostras quentes.
3. O usuário deve saber a localização do extintor de incêndio. Nitrogênio líquido ou água nunca deve ser usado para extinguir o fogo do banho de óleo sendo aquecido em uma placa quente. A água é imiscível em óleo e, portanto, será ineficaz para extinguir quaisquer chamas derivadas da queima de óleo. Se o nitrogênio líquido for derramado em óleo quente, o nitrogênio evaporará rapidamente, fazendo com que o óleo espirsse.
4. Os vidros utilizados para o aquecimento devem ser resistentes ao calor, como o borossilicato, e inspecionados para qualquer dano ou rachaduras antes do uso.
5. O usuário deve estar bem ciente das propriedades físicas e químicas dos produtos químicos que estão sendo aquecidos. Se necessário, devem ser utilizados condensadores ou operados dentro de um capô de fumaça ventilado.
6. Qualquer objeto que esteja sendo aquecido deve ser menor em tamanho do que a placa quente.
7. Quaisquer produtos químicos ou materiais inflamáveis ou inflamáveis devem ser mantidos longe de placas quentes.
8. Recomenda-se o uso de placas quentes dentro de um capô de fumaça, especialmente quando aquece materiais voláteis ou potencialmente tóxicos.
9. As placas quentes não devem ser utilizadas para aquecer solventes ou materiais que tenham um ponto de ebulição muito baixo, como éter. Essas substâncias representam um risco significativo de fogo. Um banho de água deve ser usado para tais materiais.
10. Um béquer aberto ou frasco com produtos químicos ou solventes nunca deve ser aquecido em uma placa quente. Um condensador deve ser usado para evitar a sublimação de produtos químicos no aquecimento.
11. Se os solventes precisarem ser adicionados quando o sistema já estiver quente, um funil em queda deve ser usado em vez de um funil simples. A adição direta de solventes pode criar um flash fire.
12. A folha de metal ou os recipientes de metal nunca devem ser colocados na placa quente. Isso pode fazer com que a parte superior seja danificada e possa levar o usuário a ser queimado mais facilmente.
13. Nenhuma placa quente deve ser deixada desacompanhada. Após o uso, quando o aquecimento estiver desligado, a placa deve ser marcada como quente até que esfrie completamente.
3. Gelo Seco
1. Procedimento de manuseio seguro
  1. O gelo seco é extremamente frio (-78,5 °C). Luvas de proteção devem ser usadas sempre que manuseá-la. Um breve toque pode ser inofensivo, mas o contato prolongado pode causar o congelamento das células da pele, causando uma queimadura na pele.
  2. O gelo seco deve ser armazenado em um recipiente de poliestireno em um congelador de -80 °C para minimizar sua sublimação.
  3. Um recipiente completamente hermético nunca deve ser usado para armazenar gelo seco, uma vez que sua sublimação ao gás carbônico pode fazer com que o recipiente se expanda ou até mesmo exploda em casos extremos.
  4. A área de armazenamento deve ser devidamente ventilada. O gás dióxido de carbono sublimado, (que é tóxico em concentrações mais altas) pode afundar em áreas baixas e substituir o ar oxigenado. Isso pode causar sufocamento se períodos prolongados de tempo forem gastos em áreas de alta concentração de CO_2.
  5. Após o uso, o gelo seco nunca deve ser descartado na pia ou na lata de lixo. Pode ser permitido evaporar dentro de um capô de fumaça ou armazenado no congelador.
  6. O gelo seco sublima em cerca de 5-10 libras a cada 24 h (blocos duram mais) em um típico refrigerador de armazenamento¹. Por isso, planeje comprar gelo seco o mais próximo possível do tempo necessário.
  7. Em caso de queimaduras de gelo secos, a área deve ser imediatamente lavada sob água fria por pelo menos 10 minutos. Um socorrista deve ser contatado que pode cobrir a área com curativo estéril ou encaminhar a pessoa para atendimento médico.
4. Nitrogênio líquido
1. Riscos primários
  1. O nitrogênio líquido tem um ponto de ebulição de -195,79 °C, o que pode causar queimaduras na pele se contatado, enquanto a exposição ocular pode levar a danos oculares permanentes mesmo devido a uma breve exposição.
  2. Asfixia é a condição de deficiência de oxigênio. O nitrogênio líquido pode expandir-se 695 vezes em volume, e após a vaporização pode causar extrema deficiência de oxigênio no ar circundante, levando a sufocamento, inconsciência e morte em circunstâncias extremas.
  3. Ao transferir nitrogênio líquido, o oxigênio no ar ao redor do sistema de contenção criogênico pode dissolver e criar um ambiente enriquecido com oxigênio. Durante a transferência de nitrogênio líquido de uma de guerra para outro vaso, deve-se tomar cuidado para reduzir a exposição do nitrogênio líquido ao ar ambiente, devido à liquefação do oxigênio. O ponto de ebulição do nitrogênio é menor que o oxigênio, levando a uma taxa mais rápida de evaporação de oxigênio e um aumento subsequente na concentração de líquido O₂ em N₂. Além de causar queimaduras (como qualquer outro criogen), o líquido O₂ é inflamável e deve ser manuseado de acordo. Os equipamentos que requerem resfriamento criogênico devem estar livres de materiais combustíveis para reduzir as ocorrências de incêndio e explosão. O oxigênio condensado em uma armadilha fria pode combinar-se com material orgânico na armadilha para criar uma mistura explosiva².
2. Procedimentos de manuseio seguro
  1. O uso de nitrogênio líquido deve ser feito em áreas bem ventiladas.
  2. Recipientes especiais selados a vácuo, chamados de dewars, podem suportar as baixas temperaturas de criogens e devem ser usados para armazenamento e transporte. Os criógenos nunca devem ser armazenados em recipientes bem selados.
  3. O nitrogênio líquido não deve ser armazenado em recipientes descobertos por longos períodos.
  4. Os cilindros de armazenamento ou frascos de Dewar não devem estar mais de 80% cheios.
  5. Recipientes de nitrogênio líquido nunca devem ser tocados com as próprias mãos. O frio extremo pode fazer com que a pele grude nas paredes do recipiente.
  6. Roupas apropriadas durante o manuseio de nitrogênio líquido são obrigatórias. Jalecos de laboratório, óculos de segurança, sapatos de perto e luvas térmicas devem ser usados. Ao derramar nitrogênio líquido de recipientes grandes, máscaras faciais/capacetes também devem ser usados, uma vez que o líquido tende a espirrar muito, especialmente quando derramado em um vaso grande.
  7. Em caso de riscos ou situações de emergência, a pessoa afetada deve ser deslocada para uma área extremamente bem ventilada e um médico deve ser chamado.

A aplicação de técnicas de temperatura extrema é parte essencial na pesquisa científica e nos processos industriais. Portanto, o treinamento adequado de segurança é um pré-requisito para evitar lesões.

Altas temperaturas são frequentemente necessárias para reações químicas ou destilações. Chamas abertas são frequentemente utilizadas para esterilização e modificação de equipamentos laboratoriais e médicos.

Por outro lado, temperaturas muito baixas são muitas vezes necessárias para controlar reações altamente extermicas e para o resfriamento de instrumentos como um espectrômetro de ressonância magnética nuclear ou uma linha Schlenk.

Placas quentes e queimadores de Bunsen são comumente usados para operações de alta temperatura, enquanto gelo seco ou nitrogênio líquido é aplicado para resfriamento extremo. No entanto, todas essas fontes podem fornecer riscos significativos se não forem tratadas com cuidado.

Este vídeo ilustrará a natureza perigosa das técnicas de temperatura extrema, como operar e trabalhar com segurança com essas fontes, e o que fazer em caso de emergência.

Um queimador de Bunsen usa metano, propano ou butano para criar uma chama aberta. A temperatura desta chama pode ser aproximadamente ajustada entre 250-1200 graus Celsius.

Em comparação, uma placa quente consiste em uma superfície plana feita de alumínio ou cerâmica e usa eletricidade para gerar calor. As placas quentes não têm chamas abertas e podem ser controladas com mais precisão com temperaturas que variam entre 50-350°C.

Se necessário, temperaturas mais altas podem ser alcançadas com placas quentes especiais que chegam a 1250°C. Para evitar riscos de incêndio, as chamas abertas e as altas temperaturas de fontes quentes devem ser tratadas com muito cuidado.

Fontes frias também podem ser perigosas. O gelo seco, que é a forma sólida de dióxido de carbono, fornece temperaturas tão baixas quanto -78°C. Além das queimaduras frias, a sublimação excessiva do gelo seco pode levar ao acúmulo de gás carbônico em muito pouco tempo, representando um perigo de hipercapnia.

Por fim, o nitrogênio líquido – um fluido criogênico – é usado quando temperaturas ainda mais baixas são necessárias. Pode fornecer uma temperatura de banho tão baixa quanto -196°C.

O nitrogênio líquido pode expandir-se 695 vezes em volume, e após a vaporização pode causar extrema deficiência de oxigênio no ar circundante, levando a sufocamento, inconsciência e morte em circunstâncias extremas.

Além disso, a exposição prolongada à pele pode resultar rapidamente em queimaduras de gelo. A exposição curta aos fluidos oculares pode danificar permanentemente os olhos.

Agora que você sabe sobre as propriedades e perigos do calor e fontes frias, vamos dar uma olhada em como trabalhar com segurança com esses componentes.

Antes de usar qualquer fonte quente, familiarize-se sobre a localização de um extintor de incêndio e um cobertor de incêndio. Remova as joias e amarre o cabelo comprido. Use sempre um jaleco, óculos de segurança, sapatos de ponta e luvas. Você também deve considerar o uso de luvas de proteção térmica, que isolam efetivamente até 650 °C.

Limpe a área de quaisquer substâncias combustíveis, como papel ou produtos químicos. Coloque o queimador Bunsen longe de equipamentos aéreos, ou luminárias por pelo menos 12 polegadas. Verifique a conexão da mangueira com a fonte de gás para obter quaisquer vazamentos e use sinalização apropriada para notificar que o queimador está em operação. Use um isqueiro com um bocal estendido para acender o queimador.

Uma vez que o queimador Bunsen esteja operando, nunca deixe a chama aberta sem vigilância. Quando terminar, feche a válvula do queimador Bunsen, desligue o gás imediatamente e feche a conexão com a fonte de gás, deixando o queimador esfriar antes de manusear ou limpar após o uso.

Muitas placas quentes vêm com um agitador magnético embutido, leitura digital e uma entrada termopar para ajustar e manter a temperatura.

Como para o queimador Bunsen, saiba a localização do extintor de incêndio e qual tipo usar. Nunca use água ou nitrogênio líquido para extinguir o fogo do banho de óleo, mas sim um extintor de incêndio classe B.

Use sempre equipamentos de proteção individual enquanto trabalha com uma placa quente. Ao aquecer substâncias voláteis e perigosas, remova materiais inflamáveis ou combustíveis ao redor da placa quente e coloque a placa quente no capô.

Depois de se familiarizar com as propriedades e escala do seu experimento, escolha o tamanho certo da placa quente, vidros resistentes ao calor e sem crack feitos de borossilicato, e um banho de óleo.

Certifique-se de que a temperatura do experimento está abaixo do ponto de inflamação do seu banho de óleo. Use sempre um condensador, ao aquecer solventes voláteis ou substâncias.

Se o solvente precisar ser adicionado ao experimento aquecido, use um funil de queda que equaliza a pressão. Não adicione solvente diretamente, pois pode causar um incêndio relâmpago. Como com o queimador Bunsen, não deixe a placa quente desacompanhada.

Materiais com um ponto de ebulição muito baixo, como o éter dietil, devem ser aquecidos usando um banho de água em vez de um banho de óleo para evitar um risco significativo de incêndio.

Se forem utilizados recipientes de papel alumínio ou recipientes metálicos, como blocos de alumínio, para aquecimento, deve-se aplicar atenção especial e cautela. Em comparação com um banho de óleo, não é possível ver se está quente ou frio, por isso sempre verifique a temperatura com um termômetro e use luvas resistentes ao calor.

Agora que você aprendeu sobre o uso de fontes quentes, vamos dar uma olhada no outro extremo – as fontes frias.

O gelo seco deve ser armazenado em um recipiente de poliestireno e, se possível, em uma sala fria para minimizar a sublimação. Armazene gelo seco em áreas devidamente ventiladas para evitar hipercapnia. Não utilize um recipiente completamente hermético para evitar a expansão do recipiente e possivelmente uma explosão causada pela sublimação do gelo seco.

Use equipamentos pessoais de proteção ao manusear gelo seco. Para proteção extra, você pode usar luvas criogênicas, que contêm um isolamento de várias camadas contra as baixas temperaturas. Além disso, para obter e transportar pequenas quantidades de gelo seco, use uma grande colher de plástico e um balde de poliestireno.

Quando terminar, coloque o gelo limpo e seco de volta no recipiente de armazenamento ou deixe-o sublime. Se um banho de resfriamento foi feito com gelo seco, descarte-o no recipiente de resíduos perigosos. Nunca, descarte gelo seco diretamente na pia ou lata de lixo.

O nitrogênio líquido é armazenado e manuseado usando Dewars, que é um tipo de recipientes de parede dupla com um vácuo entre as paredes.

Use sempre equipamentos pessoais de proteção ao manusear nitrogênio líquido. Isso inclui luvas isolantes e uma máscara facial, especialmente quando se derrama nitrogênio líquido, pois o líquido tende a espirrar.

Certifique-se de que todas as áreas estão bem ventiladas. Ao transferir nitrogênio líquido, nunca encha o Dewar mais de 80% cheio e nunca feche o recipiente firmemente para evitar o acúmulo de pressão. Além disso, deve-se tomar precauções extras ao usar uma linha Schlenk. Se a armadilha fria estiver imersa em nitrogênio líquido, e o ar estiver sendo puxado, ele pode condensar oxigênio na armadilha de resfriamento, criando misturas explosivas de oxigênio líquido com materiais orgânicos na armadilha.

Lembre-se, que fontes quentes e frias podem ser um perigo e um risco para a saúde.

Em caso de um pequeno incêndio use o extintor apropriado. Se o fogo for muito grande, puxe o alarme de incêndio ou ligue para o 911. Evacuar o prédio seguindo as instruções de emergência de sua instituição.

Em caso de queimadura de pele causada por uma fonte quente, mantenha a área afetada sob água fria por pelo menos 10 minutos. Em caso de queimadura a frio, mantenha a área afetada sob tépido e sem água quente por pelo menos 10 minutos. Não esfregue a área afetada, aplique um curativo estéril e procure mais cuidados médicos.

Em caso de respingos de substâncias muito quentes ou frias em seus olhos, imediatamente lave com uma quantidade abundante de água usando lavagem ocular e procure atendimento médico.

Em caso de tontura ou perda de consciência, ao trabalhar com nitrogênio líquido ou gelo seco, mova a pessoa afetada para uma área bem ventilada e procure mais atenção médica, se necessário.

Você acabou de assistir a introdução do JoVE para trabalhar com fontes quentes e frias. Agora você deve entender os perigos desses materiais, como trabalhar com segurança com eles e o que fazer em caso de emergência, como um incêndio ou queimadura. Como sempre, obrigado por assistir!

Applications and Summary

Embora o uso de queimadores de Bunsen, placas quentes, gelo seco e nitrogênio líquido seja comum no ambiente de laboratório, todos eles podem causar perigos potenciais se não manuseados com cuidado. É, portanto, dever de cada usuário seguir todas as diretrizes de segurança para eliminar os riscos para si mesmos e seus colegas de trabalho.

References

Occupational safety and health administration. https://www.osha.gov/Publications/laboratory/OSHAquickfacts-lab-safety-cryogens-dryice.pdf Accessed 21 August 2016
University of Iowa. Environmental health and safety. https://ehs.research.uiowa.edu/liquid-nitrogen-handling Accessed 21 August 2016

Transcript

The application of extreme temperature techniques is an essential part in scientific research and industrial processes. Hence adequate safety training is a prerequisite to avoid injuries.

High temperatures are often required for chemical reactions or distillations. Open flames are frequently used for sterilization and modification of laboratory and medical equipment.

On the other hand, very low temperatures are often necessary to control highly exothermic reactions and for cooling of instruments such as a nuclear magnetic resonance spectrometer or a Schlenk line.

Hot plates and Bunsen burners are commonly used for high temperature operations, while dry ice or liquid nitrogen is applied for extreme cooling. However, all of these sources can provide significant hazards if not handled carefully.

This video will illustrate the hazardous nature of extreme temperature techniques, how to safely operate and work with these sources, and what to do in case of an emergency.

A Bunsen burner uses methane, propane, or butane to create an open flame. The temperature of this flame can be roughly adjusted between 250-1200 degrees Celsius.

In comparison, a hot plate consists of a flat surface made of aluminum or ceramics and uses electricity to generate heat. Hot plates do not have open flames and can be controlled more accurately with temperatures ranging between 50-350°C.

If necessary, higher temperatures can be achieved with special hot plates reaching up to 1250°C. To avoid fire hazards, the open flames and high temperatures of hot sources should be handled very carefully.

Cold sources can be hazardous as well. Dry ice, which is the solid form of carbon dioxide, provides temperatures as low as -78°C. In addition to cold burns, excessive sublimation of dry ice could lead to carbon dioxide gas build up in a very short time, posing a danger of hypercapnia.

Lastly, liquid nitrogen – a cryogenic fluid – is used when even lower temperatures are necessary. It can provide a bath temperature as low as -196°C.

Liquid nitrogen can expand 695 times in volume, and upon vaporization can cause extreme oxygen deficiency in the surrounding air, leading to suffocation, unconsciousness, and death under extreme circumstances.

In addition, prolonged exposure to skin can quickly result in frostbite. Short exposure to the eye fluids can permanently damage the eyes.

Now that you know about the properties and hazards of the heat and cold sources, let’s take a look at how to safely work with these components.

Before using any hot source, make yourself familiar about the location of a fire extinguisher and a fire blanket. Remove jewelry and tie back long hair. Always wear a lab coat, safety glasses, close-toed shoes, and gloves. You should also consider using thermal protective gloves, which insulate effectively up to 650 °C.

Clean the area of any combustible substances such as paper or chemicals. Place the Bunsen burner away from overhead equipment, or light fixtures by at least 12 inches. Check the hose connection to the gas source for any leaks and use appropriate signage to notify that burner is in operation. Use a lighter with an extended nozzle for lighting the burner.

Once the Bunsen burner is operating, never leave the open flame unattended. When you are done, close the valve on the Bunsen burner, shut off the gas immediately and close the connection to the gas source, letting the burner cool before handling or cleaning after use.

Many hot plates come with a built-in magnetic stirrer, digital read-out and a thermocouple input for adjusting and maintaining the temperature.

Like for the Bunsen burner, know the location of the fire extinguisher and which type to use. Never use water or liquid nitrogen to extinguish oil bath fire, but instead a class B fire extinguisher.

Always wear personal protective equipment while working with a hotplate. When heating volatile and hazardous substances, remove flammable or combustible materials from around the hot plate and place the hot plate in the hood.

Once you have familiarized yourself with the properties and scale of your experiment, choose the right size hot plate, heat resistant and crack free glassware made of borosilicate, and an oil bath.

Make sure the experiment temperature is below the flashpoint of your oil bath. Always use a condenser, when heating volatile solvents or substances.

If solvent needs to be added to the heated experiment, use a pressure-equalizing dropping funnel. Do not add solvent directly, as it might cause a flash fire. As with the Bunsen burner, do not leave the hot plate unattended.

Materials with a very low boiling point, such as diethyl ether, should be heated using a water bath instead of an oil bath to avoid a significant risk of fire.

If metal foil or metal containers, such as aluminum blocks, are used for heating, special attention and caution should be applied. In comparison to an oil bath, it is not possible to see if it is hot or cold, therefore always check the temperature with a thermometer and use heat-resistant gloves.

Now that you have learned about the use of hot sources, let’s take a look at the other extreme – the cold sources.

Dry ice should be stored in a polystyrene container and if possible in a cold room to minimize sublimation. Store dry ice in properly ventilated areas to avoid hypercapnia. Do not use a completely airtight container to avoid expansion of the container and possibly an explosion caused by subliming dry ice.

Wear protective personal equipment when handling dry ice. For extra protection, you can wear cryogenic gloves, which contain a multi-layer insulation against the low temperatures. Furthermore, to obtain and transport small quantities of dry ice, use a big plastic scoop and a polystyrene bucket.

When finished, either put the clean dry ice back into the storing container or allow it to sublime. If a cooling bath was made using dry ice, dispose of it in the hazardous waste container. Never, dispose dry ice directly in the sink or trash can.

Liquid nitrogen is stored and handled using Dewars, which is a type of double-walled containers with a vacuum in between the walls.

Always wear protective personal equipment when handling liquid nitrogen. This includes insulating gloves and a facial mask, especially when pouring liquid nitrogen as the liquid tends to splatter.

Make sure all areas are well ventilated. When transferring liquid nitrogen, never fill the Dewar more than 80% full and never close the container tightly to prevent pressure build up. Furthermore, extra precaution should be taken when using a Schlenk line. If the cold trap is immersed in liquid nitrogen, and air is being pulled, it can condense oxygen into the cooling trap, creating explosive mixtures of liquid oxygen with organic materials in the trap.

Remember, that hot and cold sources can be a hazard and a health risk.

In case of a small fire use the appropriate extinguisher. If the fire is too large, pull the fire alarm or call 911. Evacuate the building following the emergency instructions of your institution.

In case of a skin burn caused by a hot source, hold the affected area under cold water for at least 10 minutes. In case of a cold burn, hold the affected area under tepid and not hot water for at least 10 minutes. Do not rub the affected area, apply a sterile dressing, and seek further medical attention.

In case of splashes of either very hot or cold substances in your eyes, immediately flush with copious amount of water using eyewash and seek medical attention.

In case of dizziness or consciousness loss, when working with liquid nitrogen or dry ice, move the affected person into a well-ventilated area and seek further medical attention if necessary.

You’ve just watched JoVE’s introduction to working with hot and cold sources. You should now understand the hazards of these materials, how to safely work with them, and what to do in case of an emergency such as a fire or burn. As always, thanks for watching!

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