Химические реактивы

ГСО и Стандарт-титры

ГСО – это некий образец вещества, либо материала, по химическому составу и физическим свойствам который схож с какой-то группой веществ или материалов и прошедший метрологическую аттестацию. Государственный стандартный образец нужен для метрологического анализа объектов окружающей среды, химической и нефтяной продукции.

Стандарт-титры представляют собой запаянные ампулы или пластиковые флаконы с определенным количеством какого-либо вещества и служат для приготовления раствора с определенной концентрацией или с определенным значением pH, в случае со стандарт-титрами для приготовления буферных растворов. Приготовление растворов с помощью стандарт-титра происходит следующим образом: в мерную колбу, объемом 1000 мл (или другого объема, указанного в паспорте), помещают лабораторную воронку, в которую вставляется стеклянный бойок, с помощью которого пробивается запаянная часть ампулы с одного конца, затем с другого. Все содержимое ампулы переносится в колбу через воронку, путем промывания ампулы дистиллированной водой

Важно, чтобы все содержимое ампулы перешло в колбу. Далее объем доводят до метки на мерной колбе

Готовые растворы хранят в плотно закрытой лабораторной посуде в темном месте.

ГОСТ и классификация чистоты химических реактивов

Для определения чистоты химических реактивов используется ГОСТ 13867-68 «Продукты химические. Обозначение чистоты» и ГОСТ 12.1.007-76 «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности».

При определении чистоты реактивов применяются следующие обозначения:

• технический (сокращенно – тех.) – самая низкая классификация реактива, основной компонент немногим превышает 95%.. Цвет обозначения на упаковке – коричневый;
• чистый (ч.) – содержит более 98% одного компонента. Цвет маркировки – зеленый;
• чистый для анализа» (ч.д.а.) – основной компонент в таких реагентах составляет более 98%, может значительно превышать эту отметку, все зависит от области использования вещества. Цвет маркирования — синий;
• химически чистый (х.ч.) – высшая степень чистоты реактива. Основной компонент составляет более 99%. Цвет маркирования — красный;
• особо чистый (ос.ч.) – в эту квалификацию попадают особо чистые вещества, которые содержат очень малое количество примесей. В этом случае примеси не влияют на основные специфические свойства веществ. Число и концентрация примесей в отдельных особо чистых веществах различны и определяются, с одной стороны, потребностями практики, а с другой, достижениями препаративной и аналитической химии. Цвет маркера на упаковке – желтый.

Каждый особо чистый реагент получает соответствующую марку, которая зависит от природы и числа лимитируемых в нем примесей.

Основные категории химических отходов

Чтобы определить способы утилизации хим. отходов, нужно сначала разделить на несколько подвидов все вредные вещества. Легче всего это сделать, взяв за основу тип предприятий, которые занимаются выбросом. Это:

1. Фармацевтические заводы. Для получения лекарств они используют множество вредных реагентов, которые после прохождения всех стадий производства образуют сложные соединения.
2. Нефтехимия и нефтепереработка. Один из самых масштабных загрязнителей. Побочные продукты реакций могут вредить окружающей среде напрямую.
3. Лаборатории в НИИ. Несмотря на то что объёмы исследований не могут сравниться с промышленными, чаще всего загрязнение носит локальный характер и может негативно отражаться даже на сотрудниках при несоблюдении мер безопасности.
4. Бытовая химия. Тоже является одним из крупнейших вредителей окружающей среды. Побочные продукты реакций, происходящих при её производстве, однако, могут использоваться в качестве неорганических или органических удобрений, что частично сводит на нет потребность во вторичной переработке.
5. Больницы, аптеки и другие медучреждения. Использование агрессивных реактивов при получении результатов анализов, а также большие объёмы отработанной в результате биомассы тоже могут сильно вредить местной экологии.
6. Металлургия, электрохимия, смежные заводы по производству изделий разных отраслей. Здесь могут быть самые разные загрязнители — кислоты, которыми травят готовые прокатные листы, щёлочи, придающие заданные свойства поверхностям, всевозможные порошки и смеси для легирования и так далее.

Аналитические реактивы

Ценность и практическое значение аналитических реактивов определяются главным образом их чувствительностью и селективностью. Чувствительность химических реактивов — это наименьшее количество или наименьшая концентрация вещества (иона), которые могут быть обнаружены или количественно определены при добавлении реактива. Например, ион магния при концентрации 1,2 мг/л даёт ещё заметный осадок после прибавления растворов динатрийфосфата и хлорида аммония. Имеются значительно более чувствительные реактивы. Специфическими считаются такие реагенты, которые дают характерную реакцию с анализируемым веществом или ионом в известных условиях, независимо от присутствия других ионов. Специфичных реагентов известно очень мало (например, крахмал, применяемый для обнаружения иода). В аналитической химии приходится иметь дело главным образом с селективными и групповыми реагентами. Селективный реагент взаимодействует с небольшим числом ионов. Групповой реагент применяется для одновременного выделения многих ионов. Селективные аналитические реагенты представляют собой преимущественно сложные органические соединения, способные к образованию характерных внутрикомплексных соединений с ионами металлов. Большое значение в неорганическом анализе имеют такие органические реагенты, как 8-оксихинолин, дифенилтиокарбазон («дитизон»), a-бензоиноксим, 1-нитрозо-2-нафтол, диметилглиоксим, триокси-флуороны, комплексон III (см. Комплексоны), некоторые оксиазосоединения, дитиокарбаминаты, диэтилдитиофосфат, диантипирилметан и др. производные пиразолона. Известно много реагентов для органического функционального анализа. Например, фенилгидразин, 2,4-динитрофенилгидразин, семикарбазид и тиосемикарбазид применяются для качественного и количественного определения альдегидов и кетонов.

Контроль качества химических реактивов

Требования к химическим реактивам, а также контроль их качества осуществляется государством. Также органы, подчиненные правительству, производят надзор за распространением и хранением таких веществ.

В России чистота реактивов регулируется по ГОСТу. Кроме как Государственным стандартам, они должны соответствовать также рамкам, прописанным в технических условиях (ТУ).

Главным органом, который контролирует качество, условия транспортировки и хранения химических реактивов, в России является Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека.

Такое внимание со стороны государственных организаций связано с тем, что многие такие высокоактивные вещества являются ядовитыми, взрывоопасными и легко воспламеняемыми. По этим же причинам ставят жесткие условия, которые регулируют хранение химических реактивов в лаборатории, на складах, производственных объектах

Хранение химических реактивов

Химические реактивы должны храниться в специальной упаковке. Для большинства веществ тару изготавливают из силикатного стекла, которое не вступает в реакцию с большинством элементов. Но некоторые щелочи и плавиковую кислоту хранят в полиэтиленовых сосудах.

Летучие и вступающие в реакцию с воздухом вещества хранят в герметичной таре. Для дополнительного уплотнения может быть использован парафин. Герметизируют также гигроскопические, то есть способные быстро набирать влагу, материалы.

Вещества, которые меняют свои свойства под действием света, хранят в лабораторной посуде из затемненного или желтого стекла.

Самым главным правилом техники безопасности в случае с хранением химических реактивов, является предотвращение их загрязнения. Это связано с тем, что инородные включения могут привести к началу реакции, которая в лучшем случае испортит химикат, а в худшем может привести к таким последствиям, как пожар, выделение ядовитых газов.

Для хранения химических препаратов используется специальная лабораторная мебель. Она производится из огнеупорных и светонепроницаемых материалов. Кроме того, может быть произведена герметизация из специальных резиновых или силиконовых прокладок. К лабораторной мебели относят напольные или навесные шкафы, подвижные тумбы, столы.

В помещениях для хранения химикатов должна быть оборудована хорошая вентиляция. На складах недопустимо повышенное содержание влаги в воздухе. Огнеопасные и легковоспламеняющиеся материалы хранят вдали от отопительных приборов. Кроме того, они обязаны быть защищены от прямых солнечных лучей.

В обязательном порядке должен быть установлен пожарный щит со средствами, пригодными для тушения любых веществ. К ним относятся рукавицы, лопаты, песок, одеяла, листовой асбест, порошковые огнетушители.

Химикаты должны быть расположены таким образом, чтобы не вступали в реакцию друг с другом. Кроме того, система размещения обязана разрабатываться с учетом пожаро- и взрывоопасности некоторых реагентов. Нельзя хранить в одном месте вещества, способные реагировать с выделением тепла и газов.

Ядовитые вещества, такие как соли цианистого калия, ртути, должны храниться в запирающихся шкафах. Ключи находятся только у научных сотрудников и лаборантов.

Едкие материалы (йод, кислоты) хранят в плотно закупоренной таре.

Сроки хранения химических реактивов указываются на упаковке или таре. Временные рамки устанавливает производитель. По истечении срока годности производится утилизация химических реактивов. Этим занимаются специальные государственные и частные предприятия, которые имеют необходимые навыки и технику. Кроме того, такие компании должны получить специальное разрешение (лицензию), что позволит проводить такие операции.

Утилизация химических реактивов с истекшим сроком годности проходит в 4 этапа:

• сбор;
• перевозка;
• хранение;
• утилизация.

На первом этапе осуществляется сбор отходов, которые были получены во время учебного процесса, научно-исследовательских работ или хозяйственной деятельности.

Далее с применением техники производится транспортировка химикатов на специально оборудованные склады. Хранение осуществляется в герметичных, свето- и водонепроницаемых помещениях.

Дезактивация – последний этап. На нем химические отходы утилизируют при помощи воздействия температурой, интенсивным излучением, другими реактивами. На выходе получают безвредные вещества, которые могут быть либо захоронены, либо использованы в качестве вторсырья.

Квалификация — реактив

Квалификация реактивов изменена в соответствии с номенклатурой принятой в Государственных общесоюзных стандартах.
 

В зависимости от квалификации реактива на тару наклеивают этикетку определенного цвета: для химически чистого — красную, чистого для анализа — синюю, чистого — зеленую, особой чистоты — желтую. Для всех прочих реактивов и препаратов применяют этикетку светло-коричневого цвета.
 

В зависимости от квалификации реактива на тару должна быть наклеена этикетка определенного цвета: для химически чистого реактива — красная, для чистого для анализа — синяя, для чистого — зеленая, для особой чистоты — желтая. Для всех прочих реактивов и препаратов применяют этикетку светло-коричневого цвета. Этикетка на склянках с жидкими реактивами должна быть защищена полиэтиленовой липкой лентой или другим прозрачным материалом, предохраняющим этикетку от химического воздействия реактива.
 

Чистый ( ч) Самая низшая квалификация реактива.
 

Номенклатурные номера присваиваются Союзреактивом каждому наименованию и каждой квалификации реактива при утверждении на него оптово-отпускной цены. Номенклатурный номер проставляется во всех заявках, счетах, фактурах и другой материально-финансовой документации наряду с наименованием реактива или препарата. Как показала практика, это позволяет выявить возможные ошибки при написании сложных химических названий и способствует более точному выполнению заказа.
 

По найденным содержаниям примесей меди, свинца и цинка определяют квалификацию реактива — соли кадмия.
 

На каждую банку, склянку, ампулу и другие сосуды для фасовки должна быть наклеена этикетка со следующими обозначениями: название предприятия, выработавшего данный реактив, и его местонахождение; название и квалификация реактива; масса реактива, номер партии и дата изготовления; номер стандарта или технических условий и показатели качества; номенклатурный номер реактива по прейскуранту; штамп отдела технического контроля. Кроме перечисленных обозначений на этикетку в случае необходимости наносят другие надписи, предусмотренные стандартом или техническими условиями на данный реактив.
 

Источниками погрешности приготовления растворов являются погрешности чистоты реактивов, погрешности взвешивания, измерения объемов растворов. Погрешность чистоты реактивов определяется квалификацией реактивов, показателем качества и содержанием основного вещества в составе реактива.
 

В это время были введены квалификации реактивов чистый ( ч) и чистый для анализа ( чда), пригодных для всех видов аналитических определений, и химически чистый ( хч) как реактив наивысшей очистки, достижимой при серийном производстве.
 

Источниками погрешности приготовления растворов являются погрешности чистоты реактивов, погрешности взвешивания, измерения объемов растворов. Погрешность чистоты реактивов 0i определяется квалификацией реактивов, показателем качества и содержанием основного вещества в составе реактива.
 

Источниками погрешности приготовления растворов являются погрешности чистоты реактивов, погрешности взвешивания, измерения объемов растворов. Погрешность чистоты реактивов 6 определяется квалификацией реактивов, показателем качества и содержанием основного вещества в составе реактива.
 

Качество химических реактивов обычно характеризуют содержанием основного вещества и примесей катионов и анионов. В соответствии с показателями качества различают следующие квалификации реактивов: ч — чистый, чда — чистый для анализа, хч — химически чистый.
 

Метод стандартных серий очень распространен. Рационально использовать его в однотипных массовых анализах для установления квалификации реактивов.
 

Реактивы, поступающие из стран — членов СЭВ по соглашениям о взаимных поставках, квалифицируются по степени чистоты аналогично методологии, принятой в СССР. Как правило, на этикетке упаковки реактива на русском языке указывается квалификация реактива: ч, чда, хч. Импортные реактивы, поступающие из капиталистических стран, снабжены этикеткой, на которой проставлена квалификация реактива на латинском языке либо на языке страны-производителя.
 

Правила хранения химических реактивов в лаборатории

Химические реактивы лучше всего хранить в специальной стеклянной посуде (склянках или банках) в зависимости от того, жидкое это вещество или твердое.

Емкости с реактивами обязательно должны быть закрыты и иметь этикетки, на которых будет указано название или формула вещества.

Свойства реактивов напрямую влияют на условия их хранения. В самой лаборатории хранят только реактивы, которые могут понадобиться в скором времени. Количество реактивов должно быть небольшим.

Основным местом хранения реагентов является вытяжной шкаф. Реактивы, которые могут вступать в реакцию друг с другом, хранить рядом категорически запрещено.

К летучим реактивам, которые необходимо хранить в герметичных емкостях, относятся: эфир; бром; концентрированный аммиак; соляная и азотная кислота.

Все банки с реагентами следует хранить в специально вытяжном шкафу. Это обезопасит всех сотрудников лаборатории от нежелательных последствий в случаи неприятного инцидента.

Склянки с растворами, не разлагающихся под воздействием света веществ, можно оставлять на открытых полках.

Производство химических реактивов

Предприятия, занятые изготовлением химических реактивов, как уже говорилось выше, имеют относительно небольшие объемы производства. Это связано с тем, что получение чистых веществ в промышленных масштабах, во-первых, технически сложно осуществить, во-вторых, из-за невостребованности, экономически невыгодно.

Чтобы получить раствор с удельной концентрацией определенного компонента не ниже 95%, необходимо осуществить дополнительную очистку, следить за тем, чтобы реакция не начала идти в обратную сторону.

Производство химических реактивов равномерно распределено по всему миру. Решающим фактором, который влияет на размещение предприятий такой специализации, является наличие потребителей. Потому заводы по производству химических реактивов располагаются либо в больших городах, либо в комплексе с другими промышленными объектами. Последний вариант позволяет существенно сократить время и трудозатраты на транспортировку.

Так, реактивы для химической металлизации часто производят рядом с предприятиями точного электронного машиностроения. К таким веществам относятся активаторы, восстановители, базовые и защитные лаки, грунтовки, связующие растворы и тонеры. Они позволяют проводить хромирование, нанесение декоративных покрытий, имитации сплавов золота, бронзы, серебра, меди.

Поставка химических реактивов в наше время осуществляется в различных масштабах. Для промышленных предприятий она может исчисляться в тоннах, а для учебных учреждений и научно-исследовательских центров транспортировка может быть возложена даже на почтовую службу.

Приготовление растворов

Все вещества обладают таким свойством, как растворимость. Растворимость вещества выражается в граммах вещества на 100 граммов раствора (растворителя) – сколько граммов растворенного вещества содержится в 100 граммах раствора (растворителя).

Для приготовления раствора заданной концентрации необходимо пипеткой перенести нужный объем вещества в мерную колбу заданного объема и довести до метки дистиллированной водой. Для расчёта можно воспользоваться формулой C1V1=C2V2, где C1  – концентрация исходного раствора, а V1 – его объем; C2 – необходимая концентрация, а V2 – неизвестное, т.е. тот объем, который нужно найти для конечного раствора: V2= C1V1/ C2

Самое важное правильно при разбавлении концентрированных кислот – нужно добавлять кислоту в воду, а не наоборот: это чревато такими последствиями, как разбрызгивание кислоты и попадание ее на кожу и одежду. Это правило необходимо знать не только химикам, но и домашним хозяйкам, которые в быту пользуются разбавлением кислот, например, уксусной

Работа с химическими реактивами в лаборатории

Работая с химическими веществами нужно помнить и соблюдать ряд правил, которые помогут избежать нежелательных последствий (отравления, ожогов кожи, повреждения глаз и дыхательных путей):

• ни при каких обстоятельствах нельзя пробовать реактивы на вкус;
• нюхать вещество стоит только в случае крайней необходимости, и делать это стоит максимально аккуратно;
• брать реактивы в руки – запрещено. Для этого нужно использовать шпатель. Реактив, который просыпался на стол – загрязнился, его дальнейшее использование не рекомендуется;
• жидкие реактивы, например, различные растворы, переливают, пользуясь воронкой;
• следует экономно обращаться со всеми реагентами;
• нельзя менять крышки склянок местами – может последовать загрязнение реагента;
• эксперименты с едкими и ядовитыми препаратами рекомендуется проводить в вытяжном шкафу.

Особого внимания к себе требуют концентрированные растворы кислот и щелочей. Попадание этих веществ на кожу грозит тяжелыми ожогами. Такую же опасность представляют некоторые растворы, например, хромовая смесь, в состав которой входит концентрированная серная кислота.

Классификация химических реактивов

Реактивы делят на группы по трем основным признакам: по составу, по назначению и по чистоте.

По первой классификации они бывают:

• радиоактивные;
• органические;
• неорганические.

Радиоактивными называют реактивы, содержащие изотопы металлов. Они применяются на атомных электростанциях, в научно-исследовательских центрах. За распространением радиоактивных реактивов осуществляется жесткий контроль.

Органические бывают жидкими и твердыми. Они отличаются агрегатным состоянием, но имеют одинаковое происхождение. К органическим реактивам относятся нефтепродукты, ацетон, спирты, фенолы, сахароза и т.д. Их используют, в основном, для проведения лабораторных анализов, где те выступают донорами электронов, реагентами для определения составов. Кроме того, они нашли широкое применение в современной промышленности.

Неорганические реактивы – вещества, которые используются для проведения различных реакций в лабораториях и на промышленных предприятиях. К этой категории относятся металлы, соли, щелочи, оксиды.

По назначению реактивы делятся на:

• индикаторы;
• аналитические реактивы;
• растворители.

Индикаторами называют те реактивы, которые помогают определить состав тех или иных веществ, раствором. Они сообщают об изменении среды при помощи цвета. Наибольшую известность имеют кислотно-основные индикаторы. К ним относятся лакмус и фенолфталеин.

Некоторые индикаторы позволяют измерять температуру, показывать металлическую, а также интенсивность радиоактивного излучения. Их используют как в лабораторных условиях, так и в хозяйственной деятельности человека.

Аналитические реактивы, как понятно по их названию, используют для проведения анализов. Как правило, это концентрированные препараты, которые могут навредить здоровью. По этой причине для их хранения используют шкафы для химических реактивов. Такая лабораторная мебель является жаростойкой, светонепроницаемой, устойчивой к механическому воздействию.

Растворители используют для разведения различных веществ. Это делают для того, чтобы ускорить прохождение реакции. Лабораторная посуда и шкафы для хранения химических реактивов используется также и при работе с растворителями.

Единой классификации реактивов по чистоте не существует. В разных странах они могут значительно различаться. В России принята следующая классификация химических реактивов по чистоте:

• реактивы особой чистоты;
• химически чистые;
• чистые для анализа;
• чистые;
• очищенные;
• технические продукты.

Для их обозначения используют специальную маркировку. Их подписывают буквами о.с.ч., х.ч., ч.д.а., ч., очищ., техн. соответственно.

Особо чистыми называются реактивы, которые практически не содержат сторонних примесей. Применяются исключительно в лабораториях. Промышленность не использует особо чистые вещества ввиду сложности их производства, а, как следствие, и дороговизны.

Химически чистый реактив имеет содержание основного компонента не менее 99%, чистый для анализа и чистый – 98%.

Техническими называют те реактивы, которые обладают самым низким уровнем концентрации, но даже в них он составляет 95%.

Ответ или решение 1

Каждый день на свалки выбрасываются миллионы тонн использованных потребительских товаров и мусора. Пластмассы, полиэтилен и другие отходы наносят огромный вред окружающей среде.

Например, пластиковая бутылка или пакет разлагается на протяжении пятидесяти лет. Поэтому возникает вопрос альтернативного использования отходов химической промышленности, без загрязнений.

Отходы химической промышленности делятся на:

кислоты, смеси и щелочи;

яды и пестициды;

отходы, в состав которых входит ртуть и нефть;

отходы древесины с химической пропиткой;

отходы химических веществ, которые утратили срок пригодности. Особенности утилизации отходов химической промышленности

Утилизация отходов химической промышленности – перерабатывание вторичного сырья, используемого в быту и производстве, без нанесения какого-либо вреда атмосфере. В ее основе лежат физико-химические процессы, которые позволяют кристаллизовать и растворять перерабатываемые смеси и суспензии.

Заниматься утилизацией химических отходов могут только предприятия, имеющие лицензию.

Из-за множества видов химической продукции невозможно выделить один альтернативный способ утилизации химических отходов.

Поэтому существует 6 способов утилизации отходов:

хлорирование с окислением;

биологический способ. Нейтрализация отходов химической промышленности заключается в превращении токсичных опасных веществ в нетоксичные путем соединения с различными видами реагентов. К таким методам относят щелочной гидролиз, который используется для обезвреживания ядов.

Хлорирование с окислением, учитывая нейтрализацию, делают в водных растворах и суспензиях, чтобы избежать возможности взрыва. Этот метод позволяет обезвредить продукт на 99,99%.

Для окисления используют такие вещества, как гипохлорит Cа и Na, хлор, пероксид водорода. В отдельных случаях происходит непосредственное хлорирование продукта.

Использование моноэтанолов с различными видами спиртов называется алкоголизом.

Самым простым и незатратным способом утилизации отходов химической промышленности является термический способ. Он позволяет почти полностью разрушить вещества с последующей очисткой газов и происходит в результате сгорания химикатов в смеси с жидким топливом.

В составе термического прибора 4 элемента:

непосредственно сама печь;

камера, где происходит сгорание;

система подачи вещества;

система контроля газов от сжигания. Метод дистилляции дает возможность предприятию снизить закупку сырья путем разделения жидкостей, так они принимают свое первичное состояние, что дает возможность использовать их снова. Биологический способ не до конца изучен специалистами и пока еще на стадии разработки, он не применим в больших объемах.

При работе лабораторий, заводов и прочих предприятий образуются химические отходы. В основной своей массе это обособленные инертные вещества или смеси веществ. Полное уничтожение их в природных условиях происходит десятки и сотни лет, на протяжении которых они выделяют опасные соединения, отравляющие воздух и почву. Поскольку окружающая среда постепенно накапливает отравляющие соединения, человек подвергается негативному воздействию.

Выставка «Химия»

Этой осенью в Москве пройдет международная выставка лабораторного оборудования и химических реактивов. Это мероприятие посетят представители передовых отечественных и зарубежных компаний, занятых в этой отрасли промышленности.

Местом проведения выставки стал комплекс с более чем 60-летней историей – ЦВК «Экспоцентр». Посетит выставку более 15 000 человек, большинство из которых специалисты в химической промышленности.

Администрация для нужд экспозиции выделила более 20 000 кв. м выставочных павильонов. Для проведения тематических форумов, обсуждений и семинаров участникам будут предоставлены кабинеты и конференц-залы.

Что такое Выставка Химия?Паспорт безопасности химической продукцииХимическая и промышленная безопасность