Overview
Fuente: Robert M. Rioux & Suprita Jharimune, Pennsylvania State University, University Park, PA
trabajar con temperaturas extremas, tanto altas y bajas, es una parte integral de muchas operaciones de laboratorio. Para muchos, mencionar un laboratorio inmediatamente evoca la imagen mental de un mechero de Bunsen. Mecheros Bunsen y placas se utilizan ampliamente en grandes y pequeñas operaciones en laboratorios de investigación e industrias, por lo que es necesario para todos los usuarios a ser conscientes de sus procedimientos de manejo seguro. Fogones y quemadores de Bunsen son fuentes de calor de alta temperatura, mientras que las bajas temperaturas se obtienen mediante hielo seco y líquidos criogénicos, como el nitrógeno líquido. Hielo seco y nitrógeno líquido pueden representar riesgos importantes para el usuario si no se manejan cuidadosamente.
Principles
quemadores de Bunsen son propensos a causar riesgos de incendio. Que producen una llama abierta de gas que puede utilizarse para calefacción de uso múltiple, esterilización y combustión.
placas se utilizan en el laboratorio para realizar reacciones químicas y en general para diversas muestras de la calefacción. Una placa consiste en una superficie plana y es calor generado por electricidad. En lugar de Mecheros de Bunsen, no tienen llamas y temperaturas más altas se logra con un control más preciso en comparación con Mecheros Bunsen.
hielo seco es la forma sólida del dióxido de carbono. Se utiliza principalmente como agente de enfriamiento. Hielo seco puede proporcionar temperaturas tan bajas como − 78 ° C y es más fácil de usar que el hielo normal, ya que no deja ningún residuo de agua, por lo tanto el nombre. Sin embargo, la exposición prolongada puede conducir a quemaduras y graves daños a la piel.
nitrógeno líquido es el nitrógeno en forma líquida. Es un líquido criogénico (punto de ebullición, − 195,79 ° C). Se utiliza en los laboratorios principalmente como refrigerante. Debido a la extremadamente baja temperatura de nitrógeno líquido, puede causar riesgos significativos para la salud. Se congela rápidamente los tejidos vivos en contacto.
todas las herramientas y técnicas anteriores son importantes y considerados estándar en la mayoría de los laboratorios. Con el fin de prevenir riesgos, existen los procedimientos estándar para su manipulación segura (por ejemplo, el uso de protección térmica y Guantes criogénicos). Guantes térmicos proporcionan un aislamiento eficaz en temperaturas hasta 650 ° C. criogénico guantes contienen múltiples capas de aislamiento y están diseñados para proporcionar protección a las manos y brazos de los riesgos encontrados cuando se trabaja con fluidos criogénicos.
este artículo describe los detalles de trabajar con el mechero de Bunsen, placas calientes, hielo seco y nitrógeno líquido.
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Procedure
1. mechero de Bunsen
- procedimiento de manejo seguro de
- la hornilla de Bunsen siempre debe colocarse no menos de 12 pulgadas de cualquier estantería de arriba, equipos o artefactos de iluminación.
- Sustancias inflamables, como artículos o productos químicos, no deben guardarse en el área adyacente a la grabadora de.
- El usuario debe conocer la ubicación de los extintores.
- De ropa adecuada es necesario. El usuario debe usar una bata de laboratorio, gafas de seguridad y guantes. Cabello largo ni joyería debe atada hacia atrás. Se recomienda quitar todas joyas usados al trabajar con llamas.
- Antes de encender el quemador, la manguera conectada a la fuente de gas debe revisarse cualquier fuga o agujeros.
- Cualquier persona que trabaje en el área debe ser notificado que el quemador se encuentre en uso. Pueden usarse señalización adecuada que avisa a los usuarios el funcionamiento del quemador.
- Un encendedor con una boquilla extendida puede usarse para encender el quemador.
- Llamas nunca se debe dejar desatendido. El gas debe ser interrumpido inmediatamente después del uso.
- El quemador se debe enfriar antes de manipular o limpiar, si es necesario, después de su uso.
- En caso de incendio o emergencia, una llamada al 911 se debe colocar inmediatamente.
2. Placas
- características de placas
- mayoría placas tiene un agitador magnético incorporado, que se utiliza para ejecutar experimentos que necesitan removerse continuamente mientras que siendo heated.
- Las superficies de placas la mayoría están hechas de aluminio o de cerámica. Una placa debe ser seleccionada basado en requisitos de temperatura y la compatibilidad de la superficie con los materiales calentados.
- La mayoría de placas tienen un indicador digital o una entrada de termopar para mantener la temperatura deseada.
- Procedimiento de manejo seguro
- el usuario debe estar bien familiarizado con el uso de la placa. Él o ella debe ser consciente de las funciones de las diferentes partes de los interruptores de encendido y apagado de la placa caliente, regulador de temperatura, controlador de agitador y termopar, si se utiliza. Si la agitación es necesaria, un baño de temperatura apropiada (p. ej., aceite de silicona) y barra de agitación será necesarios. Asegúrese de verificar que el líquido de baño elegido es compatible con las temperaturas en el cual se llevará a cabo el experimento.
- Laboratorio adecuada vestimenta es obligatoria. El usuario debe usar una bata de laboratorio, gafas de seguridad y guantes. Guantes de protección contra el calor deben llevarse al manipular muestras caliente.
- El usuario debe conocer la ubicación de los extintores. Nitrógeno líquido o el agua no puede usarse para extinguir el fuego del baño de aceite se calienta en una placa caliente. Agua es inmiscible en aceite y por consiguiente, será ineficaz para extinguir las llamas que se deriva de la quema de aceite. Si el nitrógeno líquido se vierte en el aceite caliente, el nitrógeno se evaporará rápidamente, haciendo que el aceite salpique.
- Material de vidrio utilizado para la calefacción debe ser resistente al calor, como el borosilicato e inspeccionados por cualquier daño o grietas antes de su uso.
- El usuario debe ser consciente de las propiedades físicas y químicas de las sustancias químicas se calienta. Si es necesario, operación dentro de una campana ventilada o condensadores debe ser empleada.
- Cualquier objeto que se calienta debe ser más pequeño en tamaño que la placa caliente.
- Productos químicos inflamables o combustibles ni materiales deben conservarse alejados placas.
- Se recomienda utilizar placas dentro de una campana de humos, sobre todo al calentar materiales potencialmente tóxicos o volátiles. Placas de
- no debería utilizarse para calentar solventes o materiales que tienen un muy bajo punto de ebullición, como el éter. Estas sustancias representan un riesgo importante de incendio. Un baño de agua debe utilizarse para tales materiales.
- Un abierto vaso o matraz con productos químicos o solventes nunca debe ser calentado en un plato caliente. Puede usarse un condensador para evitar que la sublimación de las sustancias químicas en la calefacción.
- Si solventes necesitan ser añadido cuando el sistema ya está caliente, puede usarse un embudo en lugar de un simple embudo. Directa adición de solventes puede crear un incendio flash. Envases de papel o metal
- metal nunca deben colocarse sobre la placa. Esto puede hacer que la parte superior para dañarse y provocar el usuario quemarse más fácilmente.
- Placa no se debe dejar desatendida. Después de su uso, cuando la calefacción está apagada, la placa se debe marcar como caliente hasta que se haya enfriado completamente.
3. Hielo seco
- procedimiento de manejo seguro
- hielo seco es extremadamente frío (-78,50 ° C). Cuando manejo se deben usar guantes de protección. Una breve pulsación puede ser inofensiva, pero el contacto prolongado puede causar que las células de la piel congelar, causando quemaduras a la piel.
- Hielo seco debe ser almacenado en un contenedor de poliestireno en un congelador de-80 ° C para minimizar su sublimación.
- No debe usarse nunca un recipiente totalmente hermético para almacenar hielo seco puesto que su sublimación a dióxido de carbono puede causar el contenedor expandir o incluso explotar en casos extremos.
- El área de almacenamiento debe estar ventilado correctamente. El sublimado dióxido de carbono, (que es tóxico en altas concentraciones) puede hundir a las áreas bajas y reemplazar el aire oxigenado. Esto podría causar asfixia si se pasaron largos períodos de tiempo en áreas de alta concentración de CO 2.
- Después de su uso, hielo seco debe no debe arrojarse en el fregadero o bote de basura. Se puede permite evaporar apagado dentro de una campana de humos o almacenado en el congelador.
- Hielo seco sublima en unos 5 a 10 libras cada 24 h (bloques de duración) en un refrigerador típico almacenamiento 1. Por lo tanto, planea comprar hielo seco lo más cerca posible al tiempo se necesita.
- En caso de quemaduras de hielo seco, el área se debe lavar inmediatamente en agua fría durante al menos 10 minutos. Un primer respondedor debe contactarse que puede cubrir la zona con apósito estéril o referir a la persona para la atención médica.
4. Nitrógeno líquido
- riesgos primarios
- nitrógeno líquido tiene un punto de ebullición − 195,79 ° C, lo cual puede causar quemaduras en la piel si entra en contacto, mientras que la exposición de los ojos puede llevar a daño de ojo permanente incluso de una breve exposición.
- Asfixia es la condición de deficiencia de oxígeno. Nitrógeno líquido puede expandirse 695 veces en volumen y a la vaporización puede causar deficiencia de oxígeno extremos en el aire circundante, conduce a asfixia, inconsciencia y muerte en circunstancias extremas.
- Transferencia de nitrógeno líquido, oxígeno en el aire que rodea el sistema de contención de criógeno puede disolver y crear un ambiente enriquecido de oxígeno. Durante la transferencia de nitrógeno líquido de un dewar a otro buque, se debe tener cuidado al reducir la exposición de nitrógeno líquido en el aire ambiente, debido a la licuefacción de oxígeno. El punto de ebullición del nitrógeno es inferior de oxígeno, llevando a un ritmo más rápido de evaporación del oxígeno y un consiguiente aumento en la concentración de líquido O 2 N 2. Además de causar quemaduras (como cualquier otro criógeno), líquido O 2 es inflamable y debe manejarse en consecuencia. Equipos que requieren enfriamiento criogénico deben estar libre de materiales combustibles para reducir las ocurrencias de incendio y explosión. Puede combinar oxígeno condensado en una trampa de frío con material orgánico en la trampa de crear una mezcla explosiva 2.
- Procedimientos de manejo seguro
- el uso de nitrógeno líquido debe realizarse en áreas bien ventiladas. Contenedores sellados de
- especial, llamados a Dewar ' s, pueden soportar las bajas temperaturas de Criógenos y debe utilizarse para el almacenamiento y transporte. Cryogens nunca deben ser almacenados en envases firmemente sellados.
- Nitrógeno líquido no debe ser almacenado en recipientes destapados durante largos períodos.
- Los cilindros de almacenamiento o Matraces Dewar no deben ser más de un 80% completo.
- Contenedores de nitrógeno líquido no toque nunca con las manos desnudas. El frío extremo puede causar que la piel se adhiera a las paredes del envase. Ropa de
- adecuada durante la manipulación de nitrógeno líquido es obligatorio. Se deben usar batas de laboratorio, gafas, zapatos cerrados y guantes térmicos. Al verter nitrógeno líquido de recipientes grandes, cascos de máscaras faciales también se debe usar, ya que el líquido tiende a salpicar mucho, especialmente cuando se vierte en un vaso grande.
- En caso de riesgos o situaciones de emergencia, la persona afectada debe ser traslada a un lugar muy bien ventilado y un médico debe ser llamado.
la aplicación de técnicas de temperatura extrema es parte esencial en la investigación científica y de procesos industriales. Por lo tanto formación de seguridad adecuada es un requisito previo para evitar lesiones.
Altas temperaturas a menudo son necesarias para las reacciones químicas o destilaciones. Llamas con frecuencia se utilizan para la esterilización y la modificación de laboratorio y equipos médicos.
Por otro lado, las temperaturas muy bajas son a menudo necesarias para controlar las reacciones altamente exotérmicas y para la refrigeración de los instrumentos como un espectrómetro de resonancia magnética nuclear o un Schlenk line.
Caliente y mecheros Bunsen se utilizan para operaciones de alta temperatura, mientras se aplica hielo seco o nitrógeno líquido para refrigeración extrema. Sin embargo, todas estas fuentes pueden proporcionar riesgos importantes si no se manejan cuidadosamente.
Este video ilustrará la naturaleza peligrosa de técnicas extremas de temperatura, cómo operar con seguridad y trabajar con estas fuentes y qué hacer en caso de emergencia.
un mechero de Bunsen utiliza metano, propano o butano para crear una llama abierta. La temperatura de esta llama puede ajustar aproximadamente entre 250-1200 grados Celsius.
En comparación, una placa consiste en una superficie plana de aluminio o cerámica y utiliza electricidad para generar calor. Placas no tienen llamas y puede ser controladas con mayor precisión con temperaturas que oscilan entre 50-350 ° C.
Si necesarias, mayores temperaturas se logra con placas especiales llegar a los 1250° C. Para evitar riesgos de incendio, las llamas abiertas y altas temperaturas de fuentes calientes deben manipularse con mucho cuidado.
Fuentes frías pueden ser peligrosas también. Hielo seco, que es la forma sólida del dióxido de carbono, proporciona temperaturas de hasta-78 ° C. Además de quemaduras de frío, excesivo sublimación de hielo seco podría dar lugar a dióxido de carbono gas acumulación en muy poco tiempo, planteando un riesgo de hipercapnia.
Por último, se utiliza nitrógeno líquido - un fluido criogénico - cuando son necesarias temperaturas incluso más bajas. Puede proporcionar una temperatura de baño tan baja como -196 ° C.
Nitrógeno líquido puede expandirse 695 veces en volumen y a la vaporización puede causar deficiencia de oxígeno extremos en el aire circundante, conduce a asfixia, inconsciencia y muerte en circunstancias extremas.
Además, la exposición prolongada a la piel rápidamente puede dar lugar a la congelación. Corto de la exposición a los fluidos del ojo puede causar daños permanentes a los ojos.
Ahora que ya sabe acerca de las propiedades y los peligros de las fuentes frío y calor, vamos a echar un vistazo a cómo trabajar con seguridad con estos componentes.
antes de usar cualquier fuente caliente, familiarícese acerca de la ubicación de un extintor de incendios y una manta del fuego. Quitarse las joyas y pelo largo. Siempre use una bata de laboratorio, gafas, zapatos cerrados y guantes. También debe considerar el uso de guantes de protección térmicos, que aíslan eficazmente hasta 650 ° C.
Limpiar la zona de sustancias combustibles, como papel o productos químicos. Coloque el mechero de Bunsen de equipo arriba o luminarias por al menos 12 pulgadas. Compruebe la conexión de la manguera a la fuente en busca de fugas de gas y señalización adecuado para notificar que ese quemador está en funcionamiento. Utilice un encendedor con una boquilla extendida para encender el quemador.
Una vez funciona el mechero de Bunsen, nunca deje el fuego desatendido. Cuando haya terminado, cierre la válvula de la hornilla de Bunsen, apague el gas inmediatamente y cerrar la conexión a la fuente del gas, dejando el fresco de la hornilla antes de manipularla o limpiarla después de su uso.
Muchas placas vienen con un agitador magnético incorporado, indicación digital y un termopar para ajustar y mantener la temperatura de entrada.
Como para la hornilla de Bunsen, conocer la ubicación del extintor y que tipo de uso. Nunca utilice agua o líquido nitrógeno para extinguir el fuego del baño de aceite, pero en cambio una clase B extintor de incendios.
Utilice siempre equipo de protección personal al trabajar con una placa. Al calentar sustancias volátiles y peligrosas, eliminar materiales inflamables o combustibles de alrededor de la placa y colocar la placa en el capó.
Una vez que han familiarizado a sí mismo con las propiedades y la escala de su experimento, elija el tamaño correcto de la placa, resistente al calor y crack gratis vidrio de borosilicato y un baño de aceite.
Asegúrese de que la experimento temperatura es por debajo del punto de inflamación de su baño de aceite. Siempre utilizar un condensador, al calentar los disolventes volátiles o sustancias.
Si solvente debe añadirse el experimento caliente, use un embudo para igualar la presión. No agregue solvente directamente, ya que podría causar un incendio. Como con la hornilla de Bunsen, no descuide la placa caliente.
Materiales con muy bajo punto de ebullición, tales como éter dietílico, deben ser calentados utilizando un baño de agua en lugar de un baño de aceite para evitar el riesgo de incendios.
Si la hoja de metal o recipientes de metal, como aluminio, se utilizan para la calefacción, especial atención y precaución se debe aplicar. En comparación con un baño de aceite, no es posible ver si está caliente o frío, por lo tanto, comprobar siempre la temperatura con un termómetro y utilizar guantes resistentes al calor.
ahora que han aprendido sobre el uso de fuentes calientes, echemos un vistazo en el otro extremo - las fuentes frías.
Hielo deseco debe ser almacenado en un contenedor de poliestireno y si es posible en una cámara fría para minimizar la sublimación. Almacene el hielo seco en áreas adecuadamente ventiladas para evitar la hipercapnia. No use un recipiente totalmente hermético para evitar la expansión del contenedor y, posiblemente, una explosión causada por sublimación de hielo seco
Use equipo de protección personal al manipular hielo seco. Para protección adicional, puede llevar guantes criogénicos, que contienen un aislamiento de múltiples capas nuevoSt las bajas temperaturas. Además, para obtener y transportar pequeñas cantidades de hielo seco, use una cuchara de plástico grande y un cubo de poliestireno.
Cuando haya terminado, vuelva a colocar la limpia de hielo seco en el recipiente de almacenamiento o permita que se sublime. Si se realizó un baño de enfriamiento con hielo seco, deséchelo en el contenedor de residuos peligrosos. No tire nunca, hielo seco directamente en el fregadero o trash can.
Nitrógeno líquido se almacena y maneja usando Dewar ' s, que es un tipo de contenedores de doble pared con vacío entre las paredes.
Utilice siempre equipo de protección personal al manipular nitrógeno líquido. Esto incluye aislamiento guantes y una máscara facial, especialmente cuando se vierte nitrógeno líquido, el líquido tiende a salpicaduras.
Asegúrese de que todas las áreas están bien ventiladas. Transferencia de nitrógeno líquido, no llene nunca el Dewar más del 80% completo y no cerrar el recipiente herméticamente para evitar la acumulación de presión hacia arriba. Además, debe tenerse precaución adicional cuando se utiliza una línea de Schlenk. Si la trampa de frío se sumerge en nitrógeno líquido y el aire que pasa, puede condensar oxígeno en la trampa de enfriamiento, creando mezclas explosivas de oxígeno líquido con materiales orgánicos en la trampa de.
recuerda que fuentes calientes y frías pueden ser un peligro y un riesgo para la salud.
En caso de un fuego pequeño utilice el extintor apropiado. Si el fuego es demasiado grande, tirar de la alarma de incendio o llame al 911. Evacuar el edificio siguiendo las instrucciones de emergencia de su institución.
En el caso de una quemadura de la piel causada por una fuente caliente, mantenga la zona afectada bajo agua fría durante al menos 10 minutos. En caso de una quemadura fría, mantener el área afectada en tibia y no agua caliente durante al menos 10 minutos. No frote el área afectada, aplicar un apósito estéril y buscar más atención médica.
En caso de salpicaduras de sustancias muy calientes o frías en los ojos, inmediatamente lavar con abundante agua con Lavaojos y busque atención médica.
En caso de mareo o pérdida de conciencia, cuando trabaje con nitrógeno líquido o hielo seco, la persona afectada en un área bien ventilada y buscar más atención médica si es necesario.
sólo ha visto la introducción de Zeus para trabajar con fuentes calientes y frías. Ahora debe comprender los riesgos de estos materiales, cómo trabajar con seguridad con ellos y qué hacer en caso de una emergencia como un incendio o quemar. Como siempre, gracias por ver!
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Applications and Summary
y el uso de mecheros Bunsen, placas calientes, hielo seco y nitrógeno líquido es común en el ambiente de laboratorio, todos ellos pueden causar peligros potenciales si no se manejan con cuidado. Por lo tanto es el deber de todos los usuarios a seguir las pautas de seguridad para prevenir los riesgos para sí mismos y sus compañeros de trabajo.
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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
