- •А. П. Михайловская, е. С. Сашина, в. А. Голубихин
- •191028, Санкт-Петербург, ул. Моховая, 26 Введение
- •1. Токсикологическая характеристика растворителей
- •2. Пожароопасность растворителей
- •3. Правила безопасной работы с растворителями
- •4. Основные физические константы растворителей
- •Лабораторная работа № 1. Определение температуры кипения (ткип)
- •Лабораторная работа № 2. Определение относительной плотности (d420)
- •5. Летучесть органических растворителей
- •Лабораторная работа № 3. Измерение давления пара
- •6. Получение органических растворителей
- •Лабораторная работа № 4. Синтез циклогексанона
- •Лабораторная работа № 5. Синтез ацетона
- •Лабораторная работа № 6. Синтез хлороформа
- •Лабораторная работа № 7. Синтез диоксана
- •Лабораторная работа № 8. Синтез дибутилового эфира
- •7. Очистка растворителей
- •Лабораторная работа № 9. Контроль качества растворителей
- •8. Реакционная способность растворителей
- •Лабораторная работа № 10. Основные химические свойства растворителей
- •9. Определение растворимости
- •Лабораторная работа № 11. Определение вещества по его растворимости
- •Лабораторная работа № 12. Одно- и многокомпонентные растворители
- •10. Качественное определение растворимости полимеров
- •Лабораторная работа № 13. Растворимость синтетических карбоцепных полимеров
- •Лабораторная работа № 14. Растворимость целлюлозы и ее производных
- •11. Применение растворителей
- •Лабораторная работа № 15. Химическая чистка изделий с помощью растворителей
- •Краткие указания по приготовлению некоторых реактивов
- •Хлорное железо. Растворяют 17 г FeCl36 h2o в 1 л воды и добавляют 10 мл концентрированной соляной кислоты.
- •Библиографический список
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный университет
технологии и дизайна
А. П. Михайловская, е. С. Сашина, в. А. Голубихин
ХИМИЯ
РАСТВОРИТЕЛЕЙ
Методические указания к выполнению
лабораторных работ
Санкт-Петербург
2009
Утверждено
на заседании кафедры
21.10.08,
протокол № 2
Рецензент
В. А. Епишкина
Оригинал подготовлен составителями и издан в авторской редакции
Подписано в печать 30.03.2009 г. Формат 60х84 1/16.
Усл. печ. л. 1,7.
Тираж 50 экз. Заказ 54
Электр. адрес: mykhanya@yandex.ru
Отпечатано в типографии СПГУТД
191028, Санкт-Петербург, ул. Моховая, 26 Введение
С 2007 года на кафедре химической технологии и дизайна текстиля открыта специализация «Химическая технология реставрации и облагораживания текстильных изделий, кожи и меха», в учебном плане предусмотрено изучение курса «Химия растворителей». Одновременно с изучением теоретического курса проводятся и лабораторные работы, которые вырабатывают у студентов практические навыки работы с растворителями и способствуют успешному усвоению материала.
Методические указания включают описания проведения пятнадцати лабораторных работ, которые должен выполнить в течение семестра каждый студент индивидуально (или в паре). Помимо классических методик, заимствованных из известных учебников и учебных пособий, методические указания включают и лабораторные работы, которые являются авторскими разработками. В некоторых лабораторных работах после описания выполняемых опытов идут контрольные вопросы, которые требуют работы с конспектом лекций по курсу. Большое внимание уделено токсикологической характеристике и пожароопасности основных растворителей.
Авторы выражают благодарность ведущим инженерам кафедры теоретической и прикладной химии Ревягиной С. И. и Сенаковой Н. Н. за ценные советы и замечания, благодаря которым лабораторный практикум был успешно апробирован в лаборатории органической химии.
1. Токсикологическая характеристика растворителей
Органические растворители в той или иной степени могут оказывать вредное воздействие на человеческий организм. Единственным безвредным растворителем является вода. Токсическое действие растворителей объясняется прежде всего высокой растворяющей способностью по отношению к жирам, благодаря которой они легко проникают в клечатку, кровь и лимфу. Чувствительность в растворителям у разных людей различна. Большинство людей почти не реагирует на запах органических растворителей, но встречаются и такие, которые совершенно не переносят его.
Органические растворители проникают в организм через органы дыхания (в виде паров) и кожные покровы. Растворители оказывают на организм наркотическое и раздражающее действие, могут поражать нервную и кроветворную системы, внутренние органы. Пары летучих жидкостей, поступившие через дыхательные пути, проявляют токсическое действие значительно быстрее и сильнее, чем при попадании их на кожу. Токсичность веществ зависит от растворимости их в жирах и в воде. Чем выше жирорастворимость и константа диссоциации в воде, тем легче вещество проникает в организм и тем сильнее его разрушающее действие.
Механизмы токсического действия растворителей различны. В случае галогензамещенных углеводородов механизм действия связывают с протекающей в организме человека реакцией биологического дегалогенирования. Легкость отщепления галогена от галогенуглеводорода зависит от прочности связи его с углеродом, падающей от F к I. Соответственно, токсичность галогензамещенных нарастает от фтор- к иодуглеводородам. Хлоруглеводороды в организме человек под действием ферментов образуют радикалы, которые не только алкилируют активные группы белков, но и атакует метиленовые мостики ненасыщенных жирных кислот с образованием перекисных соединений.
Токсическое действие спиртов вызвано реакцией окисления. Продукты окисления спиртов (альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты) действуют разрушающе по отношению к жирам, белкам и углеводам. С увеличением количества атомов углерода токсичность одноатомных спиртов возрастает. Исключением из этого правила является метиловый спирт – он более токсичен, чем этиловый.
Сильные органические кислоты при непосредственном контакте с кожными покровами действуют разрушающе, вызывая необратимые изменения в состоянии кожи. Например, 7 %-й раствор муравьиной кислоты вызывает ожоги с образованием пузырей. Этот эффект обусловлен действием водородных катионов, образующихся при диссоциации кислот в водном растворе. Пары органических кислот очень легко растворяются в слизистых оболочках человека, поэтому они задерживаются в основном в верхних дыхательных путях.
В качестве меры токсичности растворителей при постоянном воздействии паров вещества применяют значения ПДКр.з (предельно допустимая концентрация вещества в воздухе рабочей зоны) и порог восприятия запаха (табл. 1).
Таблица 1. Токсичность и пожароопасность растворителей
Название органического растворителя |
ПДКр.з.* мг/м3 |
Порог восприятия запаха, мг/л |
Твсп., ºС |
Нижний (верхний) концентрационный предел воспламенения, % |
Ацетон |
200 |
0,0010 |
-18 |
2,15–13,0 |
Бензол |
15 |
0,0050 |
-11 |
1,4–8,0 |
Глицерин |
- |
- |
160 |
- |
Диоксан |
10 |
0,0100 |
18 |
1,9–22,2 |
Дибутиловый эфир (К) |
- |
- |
25 |
- |
Диметилформамид (К) |
10 |
0,0001 |
68 |
- |
1,2-Дихлорэтан |
10 |
0,0250 |
13 |
6,2–15,9 |
1,2-Дихлорэтилен |
50 |
3 |
6,1 |
9,7–12,8 |
Диэтиловый эфир |
300 |
0,0010 |
-41 |
1,7–48,0 |
Изооктан (2,2,4-триметилпентан) |
0,5 |
- |
0 |
- |
Изопропиловый спирт |
10 |
- |
16 |
2,5–10,7 |
Ксилол |
50 |
0,0007 |
24 |
1,0–7,6 |
Муравьиная кислота |
1 |
- |
- |
- |
Пиридин |
5 |
0,0002 |
23 |
1,8–12,4 |
Тетрахлорметан (К) |
20 |
0,0115 |
Не горит |
|
Тетрахлорэтилен |
10 |
0,3500 |
Не горит |
|
Трихлорэтилен (К) |
10 |
0,0030 |
Не горит |
|
Уайт-спирит |
300 |
|
33 |
0,8–5,8 |
Уксусная кислота |
5 |
0,0006 |
- |
- |
Хлороформ |
5 |
0,0003 |
Не горит |
|
Циклогексан |
80 |
0,0030 |
-19 |
1,2–8,3 |
Циклогексанол |
10 |
0,0003 |
68 |
- |
Циклогексанон |
10 |
0,0002 |
63 |
3,2–9,0 |
Этанол |
1000 |
- |
14 |
3,3–19,0 |
Этилацетат |
200 |
0,0006 |
-3 |
2,2–11,5 |
Буквой К обозначены растворители, легко диффундирующие через кожные покровы
* - значения по ГН 2.2.5.686-98