38

Вводное лабораторное занятие Основы техники лабораторных работ

Лабораторные работы являются неотъемлемой частью учебной программы по биохимии в высших учебных заведениях, готовящих специалистов в области физической культуры и спорта. Лабораторные занятия посвящены практическому изучению методов биохимического контроля и интерпретации получаемых в ходе исследований результатов.

Выполнение лабораторных работ проводится в специально оборудованных аудиториях, отвечающих основным санитарно-гигиеническим требованиям для лабораторий. Оборудование лаборатории, в зависимости от характера и объёма работы, может быть различным.

Работы, производимые в лабораториях, требуют строгого соблюдения правил техники безопасности, нарушение которых может стать причиной несчастных случаев и повлечь за собой тяжелые последствия. Инструкции (правила) по технике безопасности размещаются в помещении лаборатории на видных местах.

Все студенты, приступающие к изучению курса биохимии на первом лабораторном занятии, обязательно проходят инструктаж по правилам техники безопасности, о чем расписываются в специальном журнале по технике безопасности.

Самостоятельная работа студента обеспечивается наглядными пособиями, рабочим местом и при необходимости консультативной помощью преподавателя. Выполнение заданий контролируется при текущем и рубежном контроле знаний по основным разделам дисциплины

Основные правила техники безопасности при работе в лаборатории

1. Ознакомиться с содержанием лабораторной работы. Проверить наличие посуды, приборов и реактивов для проведения данной лабораторной работы.

2. Получить допуск к выполнению работы у преподавателя. К экспериментальной работе допускаются студенты только при наличии спецодежды (халата).

3. Точно соблюдать порядок и последовательность операций, указанных в методическом руководстве по выполнению лабораторной работы. На рабочем месте не должны находиться посторонние предметы.

4. Запрещено использование реактивов без этикеток.

5. Излишек реактива не высыпать и не выливать обратно в сосуд, из которого он был взят. Сливать неразбавленные кислоты и щелочи в канализационную систему категорически запрещается!

6. Запрещено при наливании реактивов наклоняться над сосудом во избежание попадания брызг на лицо или одежду.

7. Запрещено наклоняться над сосудом с нагреваемой жидкостью, так как ее может выбросить из сосуда.

8. При попадании на лицо или руки брызг жидкости немедленно смыть их водой.

9. Склянки с легковоспламеняющимися реактивами нельзя держать около нагревательных приборов.

10. Пробирка, в которой производится нагрев или может произойти бурная реакция, должна быть направлена в сторону от себя и близко находящихся людей.

11. Концентрированные соляную и азотную кислоты следует переливать только в вытяжном шкафу. При работе с кислотами и растворами щелочей или другими агрессивными жидкостями категорически запрещается насасывать эти жидкости ртом; для этого следует использовать пипетки с резиновыми грушами.

12. Реакции, сопровождаемые сильным разогревом (растворение кислот, щелочей), следует проводить только в посуде из химического стекла, а не в толстостенной посуде. При этом реакционный сосуд помещают в кристаллизатор. Необходимо осторожно, небольшими порциями, добавлять кислоту в воду, а не наоборот.

13. Не следует нюхать газы и летучие химические реактивы, поднося их близко к лицу, а нужно лишь издали направлять поток воздуха движением ладони.

14. В химической лаборатории нельзя пить воду, используя химическую посуду, и принимать пищу.

15. Перед включением электроприбора необходимо проверить целостность шнуров, наличие заземления и исправность розеток.

16. Включать прибор следует строго в порядке, описанном в инструкции к прибору. Большинство приборов, используемых в биохимической лаборатории, требуют предварительного прогревания в течение получаса.

17. Работать на приборе следует предельно аккуратно, избегать резкого переключения тумблеров и вращения ручек до упора.

18. Нельзя оставлять без присмотра действующие (включенные) электронагревательные приборы, горелки и другую аппаратуру. При работе с нагревательными приборами длинные волосы не оставлять распущенными.

19. Закончив работу, необходимо выключить приборы, закрыть воду, навести порядок в вытяжном шкафу, и сдать дежурному чистую посуду и своё рабочее место, вымыть руки с мылом. Дежурный обязан сдать лабораторию лаборанту.

Лабораторная посуда общего назначения и правила работы с ней.

При проведении лабораторных работ по биохимии, как правило, используют пробирки, химические стаканы, колбы, мерную посуду, воронки, стеклянные палочки.

Пробирки– отрезки стеклянных трубок, запаянные с одного конца, размером 20 х 2 см. Изготовлены пробирки из тугоплавкого стекла.

При смешивании растворов желательно, чтобы содержимое занимало не более трети объема пробирки. Для перемешивания налитых реактивов пробирку легко держат большим и указательным пальцами левой руки, поддерживают средним пальцем, а указательным пальцем правой руки наносят косые удары по низу пробирки. Нельзя перемешивать содержимое пробирки, закрывая её отверстие пальцем.

Перед нагреванием пробирку зажимают в специальном держателе и осторожно прогревают стенки и содержимое пробирки. При закипании жидкости, пробирку следует отставить и продолжать нагревание не в пламени горелки, а над ним.

Химические стаканыпредставляют собой тонкостенные цилиндры различной емкости, изготовленные из тонкого химически стойкого стекла, либо непрозрачного фарфора. Стаканы бывают с носиком и без него. Их удобно использовать для переливания жидкостей, разведения растворов, охлаждения пробирок. Нагревать стаканы на открытом пламени нельзя, для этого используют асбестовую сетку.

Колбыизготавливают из тонкого химического стекла. Они бывают круглые с узким горлом и конические (колбы Эрленмейера). Колбы следует нагревать на асбестовых сетках.Мерная посудапредназначена для измерения объема жидкости. Это могут быть:

- мерные цилиндры емкостью от 5-10 мл до 1л и более;

- мензурки – конические стаканы с обозначенными на них делениями в миллиметрах;

- мерные колбы, имеющие длинное узкое горло, примерно, на середине которого есть метка, обозначающая вместимость. Эти колбы используют для приготовления точных растворов определенной концентрации;

- градуированные пипетки и бюретки, которые имеют деление по всей длине и позволяют выпускать жидкость строго отмеренными частями.

При использовании градуированной мерной посуды важно знать так называемую цену деления, т.е. скольким миллилитрам или долям миллилитра соответствует каждое деление.

Цену деления определяют следующим образом (Рис.1.):

- находят на шкале нулевое деление, а затем, внимательно рассматривая шкалу, находят следующее деление, обозначенное на рисунке цифрой 1;

- считают число мелких делений 0 и первой значащей цифрой (на рис.1 таких делений 10);

- непосредственно определяют цену одного мелкого деления. Для этого объем от 0 до значащей цифры (в нашем примере 1) делят на число делений

(1 мл \10 = 0,1 мл). Следовательно, цена деления равна 0,1 мл.

Следует обратить внимание, что на пипетках и бюретках отсчет начинается сверху (нулевая отметка вверху), так как жидкость извлекается снизу.

0 мл 0,1 мл 1 мл.

Рис.1. Определение цены деления мерной посуды.

Глазные пипетки используют для внесения реактивов по каплям.

Воронки предназначены для переливания жидкостей и для фильтрования. Их верхний диаметр может быть от 35 до 300 мм. При переливании жидкостей нельзя наливать воронку до краев и время от времени ее нужно приподнимать. Плотно прилегающая к горлу сосуда воронка затрудняет переливание, так как внутри сосуда создается повышенное давление.

Фильтрование– процесс отделения жидкости от находящихся в ней частиц твердого вещества. Жидкость, полученная при фильтровании, называется фильтратом. Чаще всего используютбумажные фильтры, изготовленные из специальной фильтровальной бумаги. Простой фильтр изготавливают, складывая кусок фильтровальной бумаги вчетверо и округляя ножницами его края. В воронку вставляют фильтр такого диаметра, чтобы его края были ниже края воронки на 0,5-1,0 см. Фильтр смачивают дистиллированной водой, прижимают его пальцами к стенкам воронки. Далее проводят фильтрование.

Стеклянные палочкислужат для перемешивания жидкостей.

Нагревательные приборы.Одной из важнейших операций, проводимых в лаборатории, является нагревание. К простейшим нагревательным приборам относятся:1. Спиртовая горелка (спиртовка)представляет собой небольшой стеклянный баллон, заполненный денатурированным спиртом. В горло баллончика вставляют фитиль, сделанный из ниток. Фитиль укрепляют в подвижном металлическом держателе, который свободно кладут на горло баллона. В баллон с помощью воронки вливают спирт. Заправленную спиртовку хранят плотно закрытой притертым колпачком, чтобы предотвратить испарение спирта с фитиля. Для пользования спиртовкой нужно снять колпачок и осторожно поджечь фитиль спичкой. Нельзя поджигать спиртовку наклоняя ее, так как при этом может перелиться спирт и сдвинуться держатель фитиля. Нельзя дуть на пламя, чтобы погасить спиртовку. Для этого следует закрыть спиртовку колпачком. Необходимо следить за тем, чтобы спиртовка не перегревалась. Это ведет к испарению спирта и опасности взрыва. При нагревании пробирок на спиртовках их захватывают специальными держателями. Они бывают деревянные или из жести с деревянной ручкой, что более удобно.

2. Электрическая плиткаможет быть с закрытой и открытой спиралью. Открытая спираль неудобна тем, что на ней нельзя нагревать легковоспламеняющиеся вещества. На плитках с закрытой спиралью можно нагревать любые вещества и при разливе жидкости не происходит замыкание тока. Спираль у таких плиток закрыта стальной крышкой, они дают более равномерное нагревание, их часто снабжают реостатами, позволяющими регулировать нагревание.

3. Водяная баняиспользуется тогда, когда требуется нагревание не выше 100⁰ С. Она представляет собой алюминиевую кастрюлю, которая сверху закрывается съемными кольцами. Сбоку кастрюли имеется водомерное стекло с воронкой, по которому следят за уровнем воды в бане, через воронку, при необходимости, доливают воду. При нагревании в бане пробирок рекомендуется в нее поставить круглый штатив из пластмассы, диаметр которого соответствует диаметру бани. Баню заполняют водой наполовину или на 2\3 объема.

Растворы, используемые при выполнении лабораторных работ.

При работе в лаборатории чаще всего используют истинные водные растворы, реже коллоидные растворы, взвеси, эмульсии неводные растворы. В каждом растворе содержание веществ различно, поэтому важно знать количественный состав раствора. Существуют различные способы выражения концентрации растворенных веществ. Например, Процентная концентрация (массовая доля) обозначается латинской буквой С и рассчитывается по следующей формуле: С = m\n х 100%, где m – массовая доля растворенного вещества, n – количество раствора.

Таким образом, процентная концентрация показывает, сколько грамм сухого вещества содержится в 100 г раствора, выражается в %. Например, 5% раствор содержит 5 г вещества в 100 г раствора или 5 г вещества и 95 г (100 – 5) растворителя.

Молярная концентрация (М) – определяется количеством молей вещества в 1 л раствора. Так, одномолярный раствор обозначается 1М (1 моль\л), децимолярный – 0,1М (0,1 моль\л), сантимолярный – 0,01М (0,01 моль\л).

Масса 1 моля вещества численно равна его молярной массе.

Нормальная концентрация (Н)– определяется числом эквивалентов растворенного вещества в 1 л раствора.

Эквивалент соли равен ее молекулярной массе деленной на произведение валентностей металла и кислотного остатка.

Эквивалент кислоты равен ее молярной массе, деленной на основность кислоты.

Эквивалент основания равен его молярной массе, деленной на степень окисления металла.

В лабораторной практике «нормальная концентрация» обозначается в различных формулах буквой N, а при обозначении концентрации данного раствора – Н.

Раствор, содержащий 1 эквивалент в 1 л раствора, называется однонормальным и обозначается 1Н, содержащий 0,1 эквивалента –децинормальным (0,1Н), 0,01 эквивалента – сантинормальным (0,01Н).