易燃易爆化學品的存儲和使用
一、概述
易燃易爆化學品是化學實驗中最常見的一類危險品,幾乎涵蓋了所有有機物和相當一部分無機物,因此對這類物質的防範是每個從事化學實驗工作的人員必須高度重視的。在每一次實驗之前都要了解相關化學品的燃爆性質(可以查閱國家相關權威手冊)。使用易燃易爆化學品時,除了遵循第三章的要求以外,還至少要遵循以下幾個要求:
u 良好通風 如果發生可燃液體的洩漏,良好的通風可以快速的驅散集聚的可燃蒸汽,從而大大降低爆炸的危險,因此實驗室一定要盡量保持良好的通風。最好在風量較大的通風櫥裡做實驗。實驗操作時,将玻璃隔闆拉到頭部以下,可以在事故發生時為頭部的重要器官提供多一層的保護。
u 避免明火 使用易燃易爆化學品時,嚴禁直接用明火加熱(電爐、酒精燈等)。在進行易燃易爆化學品實驗操作的實驗室内也不應該同時使用明火。
u 減少用量 發生事故時,較少的使用量,可以有效的減少事故規模。因此如果沒有必要,盡量減少反應物的用量。
二、易燃易爆化學品的存儲
實驗室負責人(課題組負責人)一定要對本實驗室的易燃易爆化學品有清楚的了解,要盡量避免大量存儲這類物質,督促下屬和學生做好各項安全措施,并購置足夠的消防設備,應對可能出現的燃燒爆炸事故。實驗室要有關于失火的完備預案,内容至少包括:人員疏散、火災自救、報警程序等。易燃易爆化學品存儲要遵守以下幾點:
1、存放易燃易爆品的容器必須放置在距離火源、大功率電器(如烘箱、電熱器、電爐等)超過3米的地方。
2、實驗室裡不能使用超過25升的容器存儲可燃有機液體,
3、一個儲物櫃裡面不能放置總共超過50升的可燃有機液體,一個實驗室内儲存的可燃有機液體不能超過100升。
4、如果需要存儲超過100升的可燃有機液體,請放置在專門的房間内,這個房間必須通風良好,裝有防爆電源開關,不能有其他電器和實驗設備。
5、實驗台下面原則上不能存儲有機易燃液體,如果存儲,該實驗台面上不能進行加熱實驗。
6、遇水燃燒爆炸的物質(金屬鈉、保險粉等)不能存儲在實驗台下面
三、易燃易爆化學品的使用
1、揮發性易燃液體,大多是有機液體化合物,實驗室裡用作溶劑,因此經常會大量使用,幸運的是這些化學品隻要有良好的通風,沒有明火,它們的使用是安全的。
2、高爆炸危險的化合物, 這些化合物往往應用于某些特定的反應,将它們暴露于空氣、撞擊、或與其它特定物質接觸都可能引起爆炸或燃燒,有時簡單的放置也會發生安全事故。這些化合物特别危險,實驗室負責人(課題組負責人)一定要親自掌握這些化學品的存儲使用情況,并指派有經驗的實驗人員進行實驗和監督。以下是化學實驗常見的高爆炸危險化合物的使用注意事項,需要使用這些化學品的人員請仔細閱讀,這個列表不是十分完全的,篇幅有限,我們也不可能列出所有的危險品,如果需要進一步的信息請查閱相關的資料:
炔類化合物 在大于等于兩個大氣壓的時候,與空氣混合的爆炸極限是2.5-80%。乙炔(C2H2)在放電或者高溫條件下,會分解并伴随劇烈爆炸。幹燥的炔類化合物在受到一點沖擊時就會爆炸。
烷锂化合物 非常活潑而且具有自燃性。正丁基锂,甲基锂都很活潑。叔丁基锂溶液時在所有烷锂化合物中最容易自燃的化合物,一旦暴露在空氣中就會自燃。如果接觸到水會燃燒或者爆炸。所以該類化合物應該被儲存在遠離一切火源的惰性氣體環境中。深入了解請參考Sigma Aldrich Technical Bulletin AL-134或者Sigma Aldrich Technical Bulletin AL-164。
氯化鋁(AlCl3)是一個有潛在危險的材料。因為當有水分存在的時候,氯化鋁會分解生成氯化氫(HCl),會使容器内的氣壓大幅度增加。當你需要打開一個儲存了氯化鋁很久的試劑瓶時,要用一個厚重的毛巾把它完全纏繞起來。
氨(NH3) 可以和碘反應生成三碘化氮(易爆),還可以和次氯酸鹽生成氯氣。所以不要把氨基的清洗劑和漂白粉混合在一起。氨和有機鹵化物的混合物在一定壓力下加熱,有時會劇烈反應。
王水 是硝酸和鹽酸的混合物,常常用來溶解貴金屬或清洗玻璃器皿。盡量避免使用王水。如果你真的需要使用他,請在實驗室的通風廚中配置并使用你需要用到的量,并且在使用後在通風廚中銷毀它。不要把它儲存在一個密閉的容器内;嘗試着去儲存王水極有可能使容器破裂。一旦配置好王水,硝酸的量會不斷減少,并且轉化成有毒的二氧化氮氣體。
過氧化苯甲酰(C6H5CO2)2 易燃而且對于沖擊很敏感。它會在50℃以上時自發分解。但是向該物質中加入水,且水的體積達到混合溶液的20%時,該物質會變得不敏感。
二硫化碳(CS2)是有劇毒,極易燃的物質。當它和空氣混合時,它的蒸汽能被蒸氣浴,蒸汽管道,電熱闆,或者一個發光的電燈泡點燃。二硫化碳在接近一個逼近或超過80°C的表面時會發生自燃現象。
氯氣(Cl2)會和氫氣劇烈反應,或者在光照條件下與烴類反應。
重氮甲烷(CH2N2) 和類似的重氮化合物需要特别的小心。它們有劇毒,而且它們的純物質時(氣态和液态)容易爆炸。N-甲基-N-亞硝基對甲苯磺酰胺(一種重氮甲烷的前體)是一種烈性炸藥。将它溶解在乙醚中會更安全,而且逐滴加入乙酸會使它變得無害。
乙醚、異丙基醚,和其它的醚類(尤其是支鍊類型)在加熱或冷卻的過程中由于過氧化物的存在會發生爆炸。亞鐵鹽和亞硫酸氫鈉會分解這些過氧化物。
二乙基鋅是一種極易自然,能與水反應,對光敏感的液體通常混合在甲苯,乙烷,或者其它有機溶劑中賣。當濃度高于1.1M時,将該物質儲存在惰性氣體中并使溫度小于等于室溫一定不能用水來滅火,用幹燥粉,純堿或者石灰來滅火
二甲亞砜會在接觸多種活潑的鹵化物時劇烈分解,并且已有報道顯示,一旦接觸金屬氫化物極易爆炸,它的毒性還未知,但是它能滲入并且帶着溶解的物質穿過皮薄膜
二硝苯酚,例如2.4DNP和2,6DNP對光,溫度、摩擦,振激都很敏感。絕不允許幹燥。2.4DNP爆炸形成鹽,堿和氨氧化分解會産生氧化氮。因為DNP是易爆的,它在水中濃度應少于百分之十五
幹冰,二氧化碳固體,不能用非專用壓力容器盛裝。當在儲藏室移動這種容器時
如果它們溫度迅速達到室溫,二氧化碳可能會達到使容器爆炸的限度,所以從儲藏室移動這種容器,應擰松塞子,或者用毛巾包住容器。幹冰會造成嚴重的燒傷;這對于所有的低溫冷卻介質都是一樣的。并且一定不能将幹冰放在通風不良的室内,因為這會造成貧氧氛圍
Drying Agents-Ascarite幹燥石棉劑禁止和五氧化二磷混合。因為一旦混合物在有水情況下受熱就會爆炸。由于在有些幹燥劑中用來作為水分指标的钴鹽會被有機溶劑溶解,所以這些幹燥劑應限于氣體。
環氧乙烷 (C2H4O)環氧乙烷在密閉容器中加熱會爆炸。所以進行有環氧乙烷參與的實驗時應在合适的防護物之後進行。
雷酸(HCNO)及其金屬鹽還有其他含有-C≡N+–O-的化合物因N-O鍵的易斷裂而高度不穩定。雷酸鹽是對摩擦敏感的起爆藥。DOT危險起爆藥中就含有雷酸。且DOT和ATF的爆炸原料清單中也含有雷汞和雷酸銀(不和雷銀這種托倫斯試劑的分解産物混合)如果研究必須涉及雷汞要聯系報請學院批準。
? 格式試劑(R-Mg-X)是烷基或芳基鎂鹵化合物,與氧氣還有羰基反應性很高。且在空氣中易自燃。所以處理格式試劑要在惰性氣體環境下比如 氩氣或者是溶劑中 比如四氫呋喃或乙醚。
鹵代化合物例如三氯甲烷,二氯甲烷和四氯化碳和其他的鹵化溶劑不應該被鈉鉀和其他的活潑金屬幹燥,會劇烈爆炸
過氧化氫 (H2O2)濃度超過3%會很危險,與皮膚接觸會導緻嚴重燒傷。30%的過氧化氫會與鐵、銅、鉻及其他金屬以及他們的鹽劇烈反應。攪拌棒可能會在無意中帶來金屬反應,所以慎用。
液氮冷阱一旦接觸空氣會迅速凝結成水汽。,若用去除冷卻液,積聚的壓力足以粉碎玻璃儀器。隻可以用低溫密封或者使用液氮真空設備
液氮存儲杜瓦瓶是常見的冷凍保存樣品的設備。超低溫保存的液氮如果洩露,升溫時會爆炸,在蒸發過程中會擴大600倍以上。儲存瓶子時液氮上方應留有氣态物質以防止洩露。? 氫化锂鋁(LiAlH4)不得用于幹燥二甲醚或者四氫呋喃;這種做法經常引發火災。其與CO2反應的産物可爆炸。不要使用二氧化碳或重碳酸鹽滅火器處理由氫化锂鋁引起的火災;應使用沙土或D級滅火器。
硝酸(HNO3)是一種能與包括乙酸酐,丙酮,乙腈,多種醇類,苯,DMSO(二甲基亞砜)以及二氯甲烷(圖11.2)在内的各種各樣的有機物接觸可引起燃燒或者發生爆炸性反應的強氧化劑。不要将硝酸與甲酸,乙酸等可燃性有機酸儲存在一起。硝酸也能與許多無機物劇烈反應,比如堿,還原劑,堿金屬,銅,磷還有氨。
硝酸和一個密閉容器中的有機溶劑混合,引發了儲物櫃内的爆炸。壓力積累使容器破裂并吹開了櫃門。
幹燥,不穩定的硝化纖維[(C6H7O11N3)n]在被加熱或遭受突然的沖擊時容易爆炸。它也被稱為火棉,火棉膠,強棉藥。濕藏,遠離熱源和光照并和其他材料分隔開。硝化纖維在有聚酯襯底的過濾膜和混合纖維素酯(MCE)過濾器中穩定很多,但當暴露在熱源和氧化劑之中時仍會自燃。不要将過濾器置于可被陽光直接照射到的地方。
用于研究目的的硝化甘油[C5H3(NO3)3]通常是混合着醇類的酊劑。不要讓介質揮發,因為這會使硝化甘油變得極其易爆。
氧氣鋼瓶會由于油和高壓氧氣的接觸而發生爆炸。不要用油連接氧氣瓶或調節閥。不要在氧氣瓶的連接螺紋上使用皂基檢漏化合物。
臭氧(O3)是一種高度活潑有毒性的氣體。它形成于紫外線照射氧氣(空氣),因此,某些紫外線源需要排風罩。
钯或鉑碳,氧化鉑,鎳和其他催化劑一定要小心地從催化加氫反應的混合物中濾出。回收的催化劑通常充滿了氫而且十分活潑,因此,一旦暴露在空氣中就會自燃。尤其對于大規模的反應,不要讓濾渣幹燥。過濾完成後,馬上将漏鬥内容物,那些仍然濕潤的濾渣催化劑置于水槽中。在使用這些催化劑時另一個危險來自向已有氫氣的長頸瓶中添加額外催化劑時可能導緻的爆炸。
高氯酸鹽應盡量避免使用。如果有可能會接觸到有機化合物或要接近足夠強去濃縮HClO4到高達70%強度的脫水的酸,不要把高氯酸鹽用作幹燥劑。(舉例來說,在有裝有硫酸的氣泡計的幹燥管裡)請使用更安全的幹燥劑。
70%的HClO4可以在大約200℃時被安全地煮沸,但用有機物甚至容易被氧化的無機物(如三價銻化合物)接觸這煮沸的未稀釋的酸或其高溫蒸汽,将會引發嚴重的爆炸。千萬不能讓可氧化的物質去接觸HClO4。當要操作冒煙的HClO4時,使用燒杯鉗,而不是橡膠手套。在通風良好的專用罩裡進行高氯酸的蒸發和消解,專用罩是可以清洗的。要避免能引發自燃或爆炸的金屬高氯酸鹽積聚的危險,頻繁地(一周一次)用水清洗專用罩和通風管道是必要的。
用硫酸處理高錳酸鹽容易發生爆炸。當兩種化合物都在一個吸收裝置裡時,請放一個空的U形彎管在它們之間。
當過氧化物(無機)與可燃材料、鋇、鈉和鉀混合時,會形成易被點燃的爆炸品。
紅磷或白磷與氧化劑反應會形成的爆炸性混合物。白(黃)磷因容易自燃所以應該被儲存于水下,保存于玻璃容器中。磷與氫氧化物水溶液反應産生有劇毒且可以在空氣中自燃或爆炸的氣體PH3。
三氯化磷PCl3與水反應形成能加熱分解生成能在空氣中自燃或爆炸的磷的亞磷酸。當打開盛放PCl3的容器時要小心,還有當沒有适當防護來保護你時不要加熱暴露于潮濕中的樣品
苦味酸 [(NO2)3C6H2OH],又名2,4,6-三硝基苯酚,可與爆炸性材料混合形成具有爆炸性的混合物。不能放置于金屬容器中,會形成極易爆炸的金屬苦味酸鹽。苦味酸在水溶液中相對穩定,但随着時間推移,會逐漸地變得不穩定。在含水量為10%至40%時,會形成易燃的固體。如果苦味酸中含水量低于10%時(圖11.3),極易爆炸,必須由受過專業訓練的專家使用。
堿性洗液(濃硫酸和過氧化氫的混合溶液),用于清除有機物,不能儲存,因為食人魚洗液容易生成氣體産生很大壓強而使容器炸裂。因此需要現配現用,并且在使用完後立即處理掉,使用一個特定容器來儲存廢液。配制溶液時會放出大量的熱量,使溶液加熱到100℃以上(212℉),因此配制時應格外小心。
鉀,比單質鈉具有更高的反應活性,若暴露在潮濕的空氣中會迅速地燃燒。因此需要保存在碳氫化合物溶劑之中,例如礦物油或煤油(參考鈉的儲存方式)。即使儲存于礦物油之中,鉀還是有可能會形成過氧化物。
溴丙炔(C3H3Br),又名3-溴丙炔,不穩定,不溶于水,常儲存于甲苯或其他溶劑中。儲存或使用溴丙炔時,注意不能完全幹燥,不能靠近熱源,不能有強烈的機械撞擊。
真空蒸餾的殘留物(如十六酸乙酯),若在殘留物冷卻之前将蒸餾裝置連通空氣,有可能會發生爆炸。避免爆炸的方法:往蒸餾裝置中通氮氣,在通空氣之前先将蒸餾裝置冷卻,或者緩慢地回複裝置之中的壓強。
鈉,應儲存于煤油,甲苯或礦物油之中。用正丁醇來處理剩餘的鈉或鉀。應避免與水接觸,鈉與水劇烈反應放出氫氣以及大量的熱量使之燃燒。堿金屬着火時,應使用沙子或D類滅火器,不能使用二氧化碳滅火器。
? 氨基鈉(NaNH2)可以快速吸收潮濕空氣中的水分和二氧化碳。混合氧化可以産生易爆炸、不穩定亞硝酸鈉氨基鈉用裝有惰性氣體密封容器貯存,并置于在陰涼、幹燥的地方
? 疊氮化鈉(NaN3)可以與銅和鉛反應(包括管道中的銅和鉛),從而生成易爆的疊氮化銅和疊氮化鉛。使用時應小心,避免任何數量的疊氮化鈉洩露。甚至用在抗菌混合化合物和檢驗儀器中微量的疊氮化鈉(<1%)也能和P型管道銅和鉛反應。在管道中可能存在長期接觸疊氮化物的銅/鉛。不要用排放的處理方式處理疊氮化鈉。疊氮化鈉是毒性較強的物質。在高溫、碰撞、震蕩或摩擦的情況下發生爆炸分解。不要和硝酸或硫酸混合
? 硫酸 (H2SO4)應盡可能避免用硫酸作為幹燥器中的幹燥劑時。如果使用,當幹燥器移動時把玻璃珠放在容器裡防止濺出。避免使用硫酸進行沸點浴,用矽油來代替稀釋硫酸時,把酸緩慢加入到冷水中。
? 銀氨試劑是含有一種水性銀氨絡合物和用于測試的醛的試劑。這種試劑必須先配現用以及并儲存時間不得長于長1-2小時儲存托倫斯試劑可能形成易爆的雷銀(Ag3N)。在處理前用稀的酸酸化。
?三氯乙烯(Cl2CCHCl)可以在很多條件下與氫化鉀或氫化鈉反應生成二氯代乙炔;這是一種甚至可以在幹冰溫度下,在空氣中容易發生自燃和爆炸的化學物質。該化合物本身是有毒的,所以用作脫脂溶劑時要采取适當的防護措施。氯仿是毒性較小的替代物