ОЧИСТКА ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ ОТ ОКСИДНЫХ ПЛЕНОК

Оксидные пленки с поверхности кусков лития и натрия рекомендуется удалять острым ножом под слоем ксилола или минерального масла, предварительно высушенных над натриевой проволокой. Операцию удобно проводить в фарфоровой ступке. Очищенные куски металла переносят пинцетом в стакан или колбочку с высушенным ксилолом. Обрезки металла после осторожного декантирования ксилола немедленно уничтожают.

При очистке калия эта методика не может считаться безопасной, хотя и рекомендуется в некоторых руководствах. При контакте свежей поверхности калия с оксидной пленкой иногда происходят взрывы даже под слоем защитной жидкости.

Гораздо безопаснее, экономичнее и проще способ очистки калия, заключающийся в плавления металла под слоем высушенного гептана. Небольшие неочищенные куски (около 20 г) плавят в широкогорлой колбе Эрленмейера или в высоком стакане. После расплавления металла нагревание прекращают и аккуратным вращением колбы добиваются того, чтобы калий вытек из оксидных пленок. Если необходимы более мелкие куски, осторожным встряхиванием колбы или стеклянной палочкой разбивают порцию на несколько глобул. Далее колбу охлаждают и когда металл затвердевает, вынимают глобулы с помощью острой железной палочки или длинного пинцета и переносят в тарированный бюкс с гептаном для последующего взвешивания. Оставшиеся пленки подлежат немедленному уничтожению.

Описанная методика пригодна и для очистки натрия. В этом случае вместо гептана используют высушенный ксилол.

УТИЛИЗАЦИЯ ОСТАТКОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ

Отходы лития

Обрезки и небольшие (не более горошины) кусочки лития можно уничтожить путем растворения в большом количестве холодной воды в вытяжном шкафу.

Дисперсии лития ввиду их высокой реакционной, способности нельзя растворять в воде. Остатки дисперсии в углеводородном растворителе уничтожают постепенным добавлением этилового спирта.

Отходы натрия

Обрезки и остатки натрия, в количествах не более 5-10 г немедленно уничтожают, заливая их небольшими порциями этилового спирта до полного растворения. Допускается использование изопропилового спирта, содержащего до 2% воды для ускорения реакции.

Существует способ уничтожения небольших кусочков натрия в колбе с холодной водой. Поверх воды наливают слой бензина толщиной 3-5 см. Кусочки натрия по одному опускают в колбу. Очередной кусочек вносят только после полного растворения предыдущего. Натрий растворяется на границе раздела фаз, защитный слой бензина препятствует воспламенению водорода. Способ удобен, однако с точки зрения безопасности не имеет преимуществ перед общепринятыми методами.

Необходимо следить за полнотой растворения натрия при обработке этиловым спиртом шламов после проведения реакций. Так, избыток натрия после реакции Вюрца не всегда удается полностью уничтожить спиртом, поскольку кусочки натрия бывают покрыты коркой галогенидов, нерастворимых в спирте. Последующее промывание водой в таких случаях приводит к воспламенению массы.

Дисперсии натрия разлагают добавлением по каплям безводного спирта без доступа воздуха.

Отходы калия

Эти отходы уничтожают, заливая их смесью равных количеств петролейного эфира и безводного изопропилового спирта.

Даже с трет -бутиловым спиртом реакция может протекать слишком бурно.

Уничтожение проводят в стакане под слоем ксилола, добавляя по каплям трет -бутиловый спирт. Операцию осуществляют в вытяжном шкафу при закрытых створках, имея наготове средства пожаротушения.

При правильной организации работы в лаборатории, когда обрезки не накапливаются, а уничтожаются своевременно, не возникает необходимости уничтожения больших количеств щелочных металлов.

13. Техники безопасности при работе с
концентрированными кислотами и щелочами

При работе с концентрированными кислотами и щелочами необходимо соблюдать следующие меры предосторожности:

1. Наливать указанные жидкости только через воронку в вытяжном шкафу .

2. При разбавлении концентрированной серной кислоты вливать кислоту порциями в воду и энергично перемешивать;

3. При разбавлении водой концентрированной кислоты , при изготовлении хромовой смеси, при смешивании концентрированных серной и азотных кислот можно пользоваться только тонкостенной посудой .

4. Растворять едкие щелочи следует путем медленного прибавления к воде небольших кусочков; куски щелочи брать щипцами или шпателем.

5. Едкие, агрессивные, вызывающие химические ожоги вещества, концентрированные кислоты - соляная, азотная, серная, фтористоводородная и хромовый ангидрид, сухие щелочи – гидроксиды натрия, калия и их концентрированные растворы, а также растворы аммиака, попадая на кожу, вызывают ожоги. Особая опасность заключается в возможности поражения глаз. При любых работах с едкими веществами обязательно применять защитные очки или маски , перчатки .

6. Хранить едкие вещества только в толстостенной стеклянной посуде емкостью не более 2-х литров в вытяжном шкафу.

7. Переливать кислоты только при включенной тяге в вытяжном шкафу. Дверцы шкафа должны быть по возможности прикрыты. Рекомендуется переливать кислоты с помощью специального сифона.

8. Склянки с концентрированными кислотами , а также бромом переносить только в ведре, а при переливании склянку нельзя держать за горлышко.

9. При работе с дымящей азотной кислотой и олеумом , кроме
очков, надевать длинный резиновый фартук .

10. Запрещается применять серную кислоту в вакуум-эксикаторах в качестве водопоглощающего средства.

11. Работа с плавиковой кислотой требует особой осторожности. Обязательно надевать резиновые перчатки, защитные очки и все работы проводить только под тягой.

12. Разлитые кислоты и щелочи следует немедленно нейтрализовать и лишь после этого проводить уборку.

13. Запрещается набирать растворы кислот и щелочей, всасывая их ртом в пипетку.

Кальций легко окисляется на воздухе, поэтому его, подобно калию и натрию, хранят под слоем керосина.

При окислении кальция на воздухе образуется оксид каль­ция, или, как его называют, жженая (негашеная) известь СаО:

2Са+O 2 =2СаО

Предварительно нагретый кальций горит в кислороде, но не так ярко, как магний. Кальций энергично реагирует с горячей водой, вытесняя из нее водород и образуя гидроксид кальция, или гашеную известь Са(ОН) 2:

Са+2Н 2 O=Са(ОН) 2 +H 2 ­

При обычных условиях кальций реагирует с галогенами, а с серой, азотом и углеродом при нагревании:

Са+Сl 2 =СаСl 2 Са+S=CaS 3Са+N 2 =Ca 3 N 2 Са+2С=СаС 2

Кальций, подобно магнию, проявляет ярко выраженные вос­становительные свойства.

Оксид кальция СаО, как и жженая магнезия, имеет очень высокую температуру плавления - около 3000°С.

В промышленности оксид кальция получают при обжиге из­вестняка, мела или других карбонатных пород:

СаСО 3 =СаО+CO 2 ­

Если облить СаО водой, то идет весьма бурная реакция, сопро­вождающаяся шипением, сильным разогреванием и увеличением объема. В результате этого процесса образуется гашеная из­весть - Са(ОН) 2:

СаО+Н 2 О=Са(ОН) 2

Смесь гашеной извести, песка и воды называется строитель­ным или известковым раствором. Его применяют в качестве шту­катурки, а также для скрепления кирпичей при кладке стен, хотя в последнем случае обычно используют цементный раствор.

Затвердевание известкового раствора происходит в результа­те одновременного протекания двух процессов:

1) выпадения из пересыщенного раствора кристаллов гидроксида кальция, которые прочно связывают между собой частицы песка;

2) образования карбоната кальция в результате реакции:

Са(ОН) 2 +CO 2(из воздуха) =СаСO 3 +Н 2 O

Гашеная известь - твердое вещество белого цвета, раствори­ма в воде, однако растворимость ее невелика. Раствор гашеной извести в воде называется известковой водой. Он обладает щелоч­ными свойствами. При пропускании через известковую воду СO 2 раствор мутнеет, а при дальнейшем пропускании муть исчезает:

Са(ОН) 2 +СО 2 =СаСО 3 ¯+Н 2 O

Са 2+ +2OH - +СO 2 =СаСO 3 ¯+Н 2 О

СаСO 3 +Н 2 O+СO 2 =Са(НСO 3) 2

СаСО 3 +Н 2 O+СO 2 =Са 2+ +2HCO - 3

Известковая вода применяется как реактив на оксид углерода (IV), а также для устранения временной жесткости воды, вызы­ваемой гидрокарбонатом кальция Са(НСО 3) 2 .

Летучие соединения кальция окрашивают пламя горелки в кирпично-красный цвет.

Жесткость воды

Как известно, в природе чистая вода практически не встреча­ется - в ее составе всегда содержатся ионы различных солей. Воду, в составе которой содержится много ионов Са 2+ , Mg 2+ , Sr 2+ , Fe + , называют жесткой, причем жесткость воды обуславливает­ся главным образом ионами Са 2+ и Mg 2+ . В жесткой воде плохо мылится мыло, плохо развариваются овощи, а при использова­нии такой воды в паровых котлах образуется накипь, которая может привести к взрыву котла. Жесткую воду перед употребле­нием необходимо смягчать. Различают карбонатную и некарбо­натную жесткость воды.

Карбонатной называют жесткость воды за счет содержащих­ся в ней гидрокарбонатов кальция и магния. При кипячении эти соли разрушаются с образованием трудно растворимых карбона­тов, и ионы Са 2+ и Mg 2+ удаляются из раствора:

Са(НСО 3) 2 =СаСО 3 ¯+Н 2 O+CO 2 ­

ОЧИСТКА ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ ОТ ОКСИДНЫХ ПЛЕНОК

Оксидные пленки с поверхности кусков лития и натрия рекомендуется удалять острым ножом под слоем ксилола или минерального масла, предварительно высушенных над натриевой проволокой. Операцию удобно проводить в фарфоровой ступке. Очищенные куски металла переносят пинцетом в стакан или колбочку с высушенным ксилолом. Обрезки металла после осторожного декантирования ксилола немедленно уничтожают.

При очистке калия эта методика не может считаться безопасной, хотя и рекомендуется в некоторых руководствах. При контакте свежей поверхности калия с оксидной пленкой иногда происходят взрывы даже под слоем защитной жидкости.

Гораздо безопаснее, экономичнее и проще способ очистки калия, заключающийся в плавления металла под слоем высушенного гептана. Небольшие неочищенные куски (около 20 г) плавят в широкогорлой колбе Эрленмейера или в высоком стакане. После расплавления металла нагревание прекращают и аккуратным вращением колбы добиваются того, чтобы калий вытек из оксидных пленок. Если необходимы более мелкие куски, осторожным встряхиванием колбы или стеклянной палочкой разбивают порцию на несколько глобул. Далее колбу охлаждают и когда металл затвердевает, вынимают глобулы с помощью острой железной палочки или длинного пинцета и переносят в тарированный бюкс с гептаном для последующего взвешивания. Оставшиеся пленки подлежат немедленному уничтожению.

Описанная методика пригодна и для очистки натрия. В этом случае вместо гептана используют высушенный ксилол.

УТИЛИЗАЦИЯ ОСТАТКОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ

Отходы лития

Обрезки и небольшие (не более горошины) кусочки лития можно уничтожить путем растворения в большом количестве холодной воды в вытяжном шкафу.

Дисперсии лития ввиду их высокой реакционной, способности нельзя растворять в воде. Остатки дисперсии в углеводородном растворителе уничтожают постепенным добавлением этилового спирта.

Отходы натрия

Обрезки и остатки натрия, в количествах не более 5-10 г немедленно уничтожают, заливая их небольшими порциями этилового спирта до полного растворения. Допускается использование изопропилового спирта, содержащего до 2% воды для ускорения реакции.

Существует способ уничтожения небольших кусочков натрия в колбе с холодной водой. Поверх воды наливают слой бензина толщиной 3-5 см. Кусочки натрия по одному опускают в колбу. Очередной кусочек вносят только после полного растворения предыдущего. Натрий растворяется на границе раздела фаз, защитный слой бензина препятствует воспламенению водорода. Способ удобен, однако с точки зрения безопасности не имеет преимуществ перед общепринятыми методами.

Необходимо следить за полнотой растворения натрия при обработке этиловым спиртом шламов после проведения реакций. Так, избыток натрия после реакции Вюрца не всегда удается полностью уничтожить спиртом, поскольку кусочки натрия бывают покрыты коркой галогенидов, нерастворимых в спирте. Последующее промывание водой в таких случаях приводит к воспламенению массы.

Дисперсии натрия разлагают добавлением по каплям безводного спирта без доступа воздуха.

Отходы калия

Эти отходы уничтожают, заливая их смесью равных количеств петролейного эфира и безводного изопропилового спирта.

Даже с трет -бутиловым спиртом реакция может протекать слишком бурно.

Уничтожение проводят в стакане под слоем ксилола, добавляя по каплям трет -бутиловый спирт. Операцию осуществляют в вытяжном шкафу при закрытых створках, имея наготове средства пожаротушения.

При правильной организации работы в лаборатории, когда обрезки не накапливаются, а уничтожаются своевременно, не возникает необходимости уничтожения больших количеств щелочных металлов.

13. Техники безопасности при работе с
концентрированными кислотами и щелочами

При работе с концентрированными кислотами и щелочами необходимо соблюдать следующие меры предосторожности:

1. Наливать указанные жидкости только через воронку в вытяжном шкафу .

2. При разбавлении концентрированной серной кислоты вливать кислоту порциями в воду и энергично перемешивать;

3. При разбавлении водой концентрированной кислоты , при изготовлении хромовой смеси, при смешивании концентрированных серной и азотных кислот можно пользоваться только тонкостенной посудой .

4. Растворять едкие щелочи следует путем медленного прибавления к воде небольших кусочков; куски щелочи брать щипцами или шпателем.

5. Едкие, агрессивные, вызывающие химические ожоги вещества, концентрированные кислоты - соляная, азотная, серная, фтористоводородная и хромовый ангидрид, сухие щелочи – гидроксиды натрия, калия и их концентрированные растворы, а также растворы аммиака, попадая на кожу, вызывают ожоги. Особая опасность заключается в возможности поражения глаз. При любых работах с едкими веществами обязательно применять защитные очки или маски , перчатки .

6. Хранить едкие вещества только в толстостенной стеклянной посуде емкостью не более 2-х литров в вытяжном шкафу.

7. Переливать кислоты только при включенной тяге в вытяжном шкафу. Дверцы шкафа должны быть по возможности прикрыты. Рекомендуется переливать кислоты с помощью специального сифона.

8. Склянки с концентрированными кислотами , а также бромом переносить только в ведре, а при переливании склянку нельзя держать за горлышко.

9. При работе с дымящей азотной кислотой и олеумом , кроме
очков, надевать длинный резиновый фартук .

10. Запрещается применять серную кислоту в вакуум-эксикаторах в качестве водопоглощающего средства.

11. Работа с плавиковой кислотой требует особой осторожности. Обязательно надевать резиновые перчатки, защитные очки и все работы проводить только под тягой.

12. Разлитые кислоты и щелочи следует немедленно нейтрализовать и лишь после этого проводить уборку.

13. Запрещается набирать растворы кислот и щелочей, всасывая их ртом в пипетку.