1. Bunsen Brülör
2. Sıcak Tabaklar
3. Kuru Buz
4. Sıvı Azot
Kaynak: Robert M. Rioux & Suprita Jharimune, Pennsylvania Eyalet Üniversitesi, University Park, PA
Hem yüksek hem de düşük aşırı sıcaklıklarla çalışma…
1. Bunsen Brülör
2. Sıcak Tabaklar
3. Kuru Buz
4. Sıvı Azot
Aşırı sıcaklık tekniklerinin uygulanması, bilimsel araştırma ve endüstriyel süreçlerde önemli bir parçadır. Bu nedenle, yaralanmaları önlemek için yeterli güvenlik eğitimi bir ön koşuldur.
Kimyasal reaksiyonlar veya damıtmalar için genellikle yüksek sıcaklıklar gereklidir. Açık alevler, laboratuvar ve tıbbi ekipmanların sterilizasyonu ve modifikasyonu için sıklıkla kullanılır.
Öte yandan, yüksek ekzotermik reaksiyonları kontrol etmek ve nükleer manyetik rezonans spektrometresi veya Schlenk hattı gibi aletlerin soğutulması için genellikle çok düşük sıcaklıklar gereklidir.
Sıcak plakalar ve Bunsen brülörleri genellikle yüksek sıcaklık işlemleri için kullanılırken, aşırı soğutma için kuru buz veya sıvı nitrojen uygulanır. Bununla birlikte, bu kaynakların tümü, dikkatli bir şekilde ele alınmadığı takdirde önemli tehlikeler sağlayabilir.
Bu video, aşırı sıcaklık tekniklerinin tehlikeli doğasını, bu kaynaklarla nasıl güvenli bir şekilde çalıştırılacağını ve çalışılacağını ve acil bir durumda ne yapılacağını gösterecektir.
Bir Bunsen brülörü, açık alev oluşturmak için metan, propan veya bütan kullanır. Bu alevin sıcaklığı kabaca 250-1200 santigrat derece arasında ayarlanabilir.
Karşılaştırıldığında, bir sıcak plaka, alüminyum veya seramikten yapılmış düz bir yüzeyden oluşur ve ısı üretmek için elektrik kullanır. Sıcak plakaların açık alevleri yoktur ve 50-350 ° C arasında değişen sıcaklıklarda daha doğru bir şekilde kontrol edilebilir.
Gerekirse, 1250 ° C'ye kadar ulaşan özel sıcak plakalarla daha yüksek sıcaklıklar elde edilebilir. Yangın tehlikelerini önlemek için, açık alevler ve sıcak kaynakların yüksek sıcaklıkları çok dikkatli bir şekilde ele alınmalıdır.
Soğuk kaynaklar da tehlikeli olabilir. Karbondioksitin katı hali olan kuru buz, -78°C'ye kadar düşük sıcaklıklar sağlar. Soğuk yanıklarına ek olarak, kuru buzun aşırı süblimleşmesi çok kısa sürede karbondioksit gazı birikmesine neden olarak hiperkapni tehlikesi oluşturabilir.
Son olarak, kriyojenik bir sıvı olan sıvı nitrojen, daha da düşük sıcaklıklar gerektiğinde kullanılır. -196 ° C'ye kadar düşük bir banyo sıcaklığı sağlayabilir.
Sıvı nitrojen hacim olarak 695 kat genişleyebilir ve buharlaşma üzerine çevredeki havada aşırı oksijen eksikliğine neden olarak aşırı koşullar altında boğulmaya, bilinç kaybına ve ölüme neden olabilir.
Ek olarak, cilde uzun süre maruz kalmak hızlı bir şekilde donmaya neden olabilir. Göz sıvılarına kısa süre maruz kalmak gözlere kalıcı olarak zarar verebilir.
Artık sıcak ve soğuk kaynakların özellikleri ve tehlikeleri hakkında bilgi sahibi olduğunuza göre, bu bileşenlerle nasıl güvenli bir şekilde çalışılacağına bir göz atalım.
Herhangi bir sıcak kaynağı kullanmadan önce, bir yangın söndürücünün ve bir yangın battaniyesinin yeri hakkında bilgi edinin. Mücevherleri çıkarın ve uzun saçları geriye bağlayın. Daima laboratuvar önlüğü, koruyucu gözlük, yakın ayakkabılar ve eldiven giyin. Ayrıca, 650 °C'ye kadar etkili bir şekilde yalıtım sağlayan termal koruyucu eldivenler kullanmayı da düşünmelisiniz.
Kağıt veya kimyasallar gibi yanıcı maddelerin alanını temizleyin. Bunsen brülörünü baş üstü ekipmandan veya aydınlatma armatürlerinden en az 12 inç uzağa yerleştirin. Gaz kaynağına giden hortum bağlantısında herhangi bir sızıntı olup olmadığını kontrol edin ve brülörün çalıştığını bildirmek için uygun işaretleri kullanın. Brülörü aydınlatmak için uzatılmış nozullu bir çakmak kullanın.
Bunsen brülörü çalıştıktan sonra açık alevi asla gözetimsiz bırakmayın. İşiniz bittiğinde, Bunsen brülöründeki vanayı kapatın, gazı hemen kapatın ve gaz kaynağıyla olan bağlantıyı kapatın, kullanımdan sonra kullanmadan veya temizlemeden önce brülörün soğumasını bekleyin.
Birçok sıcak plaka, yerleşik bir manyetik karıştırıcı, dijital okuma ve sıcaklığı ayarlamak ve korumak için bir termokupl girişi ile birlikte gelir.
Bunsen brülöründe olduğu gibi, yangın söndürücünün yerini ve hangi tipin kullanılacağını bilin. Yağ banyosu yangınını söndürmek için asla su veya sıvı nitrojen kullanmayın, bunun yerine B sınıfı bir yangın söndürücü kullanın.
Ocak gözü ile çalışırken daima kişisel koruyucu ekipman giyin. Uçucu ve tehlikeli maddeleri ısıtırken, yanıcı veya parlayıcı malzemeleri sıcak plakanın etrafından çıkarın ve sıcak plakayı davlumbazın içine yerleştirin.
Deneyinizin özelliklerini ve ölçeğini öğrendikten sonra, doğru boyutta sıcak plakayı, borosilikattan yapılmış ısıya dayanıklı ve çatlaksız cam eşyaları ve bir yağ banyosunu seçin.
Deney sıcaklığının yağ banyonuzun parlama noktasının altında olduğundan emin olun. Uçucu çözücüleri veya maddeleri ısıtırken daima bir kondansatör kullanın.
Isıtılmış deneye solvent eklenmesi gerekiyorsa, basınç dengeleyici bir damlatma hunisi kullanın. Ani yangına neden olabileceğinden doğrudan solvent eklemeyin. Bunsen brülöründe olduğu gibi, sıcak plakayı gözetimsiz bırakmayın.
Dietil eter gibi çok düşük kaynama noktasına sahip malzemeler, önemli bir yangın riskinden kaçınmak için yağ banyosu yerine su banyosu kullanılarak ısıtılmalıdır.
Isıtma için metal folyo veya alüminyum bloklar gibi metal kaplar kullanılıyorsa, özel dikkat ve dikkat gösterilmelidir. Bir yağ banyosu ile karşılaştırıldığında, sıcak mı yoksa soğuk mu olduğunu görmek mümkün değildir, bu nedenle sıcaklığı her zaman bir termometre ile kontrol edin ve ısıya dayanıklı eldivenler kullanın.
Artık sıcak kaynakların kullanımını öğrendiğinize göre, diğer uç noktaya bir göz atalım - soğuk kaynaklar.
Kuru buz, süblimleşmeyi en aza indirmek için polistiren bir kapta ve mümkünse soğuk bir odada saklanmalıdır. Hiperkapniyi önlemek için kuru buzu uygun şekilde havalandırılan alanlarda saklayın. Kabın genleşmesini ve muhtemelen kuru buzun süblimleşmesinden kaynaklanan bir patlamayı önlemek için tamamen hava geçirmez bir kap kullanmayın.
Kuru buzla çalışırken koruyucu kişisel ekipman giyin. Ekstra koruma için, düşük sıcaklıklara karşı çok katmanlı bir yalıtım içeren kriyojenik eldivenler giyebilirsiniz. Ayrıca, az miktarda kuru buz elde etmek ve taşımak için büyük bir plastik kepçe ve polistiren bir kova kullanın.
Bittiğinde, temiz kuru buzu ya saklama kabına geri koyun ya da süpürülmesine izin verin. Kuru buz kullanılarak bir soğutma banyosu yapılmışsa, bunu tehlikeli atık kabına atın. Kuru buzu asla doğrudan lavaboya veya çöp kutusuna atmayın.
Sıvı nitrojen, duvarlar arasında vakum bulunan bir tür çift cidarlı kap olan Dewars kullanılarak depolanır ve işlenir.
Sıvı nitrojenle çalışırken daima koruyucu kişisel ekipman giyin. Bu, özellikle sıvı sıçrama eğiliminde olduğundan sıvı nitrojen dökerken yalıtkan eldivenleri ve yüz maskesini içerir.
Tüm alanların iyi havalandırıldığından emin olun. Sıvı nitrojeni aktarırken, Dewar'ı asla %80'den fazla doldurmayın ve basınç oluşumunu önlemek için kabı asla sıkıca kapatmayın. Ayrıca, bir Schlenk hattı kullanılırken ekstra önlem alınmalıdır. Soğuk tuzak sıvı nitrojene daldırılırsa ve hava çekilirse, oksijeni soğutma tuzağına yoğunlaştırabilir ve tuzaktaki organik malzemelerle patlayıcı sıvı oksijen karışımları oluşturabilir.
Sıcak ve soğuk kaynakların bir tehlike ve sağlık riski olabileceğini unutmayın.
Küçük bir yangın durumunda uygun söndürücüyü kullanın. Yangın çok büyükse, yangın alarmını çekin veya 911'i arayın. Kurumunuzun acil durum talimatlarına uyarak binayı boşaltın.
Sıcak bir kaynağın neden olduğu cilt yanığı durumunda, etkilenen bölgeyi en az 10 dakika soğuk su altında tutun. Soğuk yanığı durumunda, etkilenen bölgeyi en az 10 dakika sıcak ve ılık su altında tutun. Etkilenen bölgeyi ovalamayın, steril bir pansuman uygulamayın ve daha fazla tıbbi yardım almayın.
Gözünüze çok sıcak veya soğuk maddelerin sıçraması durumunda, hemen bol su ile göz yıkama suyu ile yıkayın ve tıbbi yardım alın.
Baş dönmesi veya bilinç kaybı durumunda, sıvı nitrojen veya kuru buzla çalışırken, etkilenen kişiyi iyi havalandırılan bir alana taşıyın ve gerekirse daha fazla tıbbi yardım alın.
JoVE'nin sıcak ve soğuk kaynaklarla çalışmaya giriş sürecini az önce izlediniz. Artık bu malzemelerin tehlikelerini, onlarla nasıl güvenli bir şekilde çalışacağınızı ve yangın veya yanık gibi acil bir durumda ne yapacağınızı anlamalısınız. Her zaman olduğu gibi, izlediğiniz için teşekkürler!
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.
Videos from this collection: