常见事故的原因分析
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为了研究中学化学实验安全事故的发生原因,本人收集了100多个安全事故案例,然后,对所收集的案例进行精选,最后选出了比较典型的50例。
接着对这50个案例进行分析研究,总结出中学化学实验安全事故的一般性原因。
本人认为,这些原因可以总结为四个层面,即:实验原理层面、实验操作技术层面、实验课课堂教学层面和实验室管理层面。
每个层面又可细分为许多方面,现逐一进行总结归纳。
一、实验原理层面1.氢气实验中发生事故制取氢气装置(如启普发生器)发生爆炸事故的主要原因,或是装置气密性不好,或是点燃氢气前未经检验其纯度,或是检验纯度的操作方法不当等等;点燃一氧化炭等可燃性无机气体,也要注意验纯。
还有,实验过程中打开塞子装锌粒后,反应器里进入了空气,氢气和氧气混合,点燃都会发生爆炸,此时,就应该重新验纯。
2.氧气实验中发生事故研磨氯酸钾和二氧化锰的混合物时,如混有可燃物,如纸屑、红磷、碘粉、硫粉、木屑等可能发生爆炸;如果把木炭粉误当作二氧化锰,与氯酸钾共同研磨发生爆炸;高锰酸钾加热分解制取氧气时,如果高锰酸钾不纯或混有不可燃物,可能发生爆炸。
总之,严禁将强氧化剂与强还原剂混合加热或混合研磨。
3.氯气实验中发生事故吸入过量的氯气易中毒。
在洗刷制取氯气的装置或盛氯气的容器时,未先排气,而直接用水冲洗致使大量氯气逸出使人中毒;因操作不当,使氯气跟氢气、氯气跟甲烷等混合气体,在未经引爆的情况下发生爆炸。
还有,若用量过多,反应过于剧烈,也可能发生爆炸事故。
4.使用氨气时发生事故由于室温过高在打开氨水瓶塞时,氨气和氨水同时喷出造成事故。
5.使用浓硫酸发生事故稀释浓硫酸时,不按操作规程进行操作,将水倾入盛浓硫酸的容器中,造成爆沸致伤;高锰酸钾、氯酸钾等强氧化剂和浓硫酸相遇可能发生爆炸;若盛浓硫酸的容器不慎破碎,则可能使身体被灼伤、衣物被腐蚀。
6.使用银氨溶液发生的事故银氨溶液或其废液及其生成物如不及时处理,存放时间较长,会析出叠氮化银沉淀,这种沉淀哪怕使用玻璃棒刮擦也会分解而发生猛烈的爆炸。
此实验要防止加入过量氨水,银氨溶液必须随配随用,不能久置。
7.使用氢氧化钠被灼伤固体氢氧化钠接触皮肤,使皮肤灼伤;氢氧化钠若接触衣物,使衣物被腐蚀;砸碎氢氧化钠时,小颗粒蹦入眼内,使眼睛灼伤;氢氧化钠溶液接触伤口,造成伤口长期不能愈合;固体氢氧化钠溶解时强烈放热,若处理不当,会被烫伤。
8.使用白磷发生事故白磷的燃点很低,只有40多℃,一般保存在水中,若长期不添加水,随着水份的蒸发,可能发生自燃;若不慎掉落到衣物或别的的物体上,也可能自然;由于其具有剧毒性,若误服会引起中毒。
9.使用过氧化氢发生事故打开30%过氧化氢溶液时,可能会有发生气体、液体同时冲出的情况;若错误地使用30%过氧化氢溶液与二氧化锰反应制氧气,也可能反应速度过快而难以控制,以至于发生危险。
10.使用高锰酸钾、氯酸钾等强氧化剂时发生事故高锰酸钾、氯酸钾等强氧化剂若与强还原剂红磷、碘、硫、木炭等混合,就成为了烈性炸药,如果对混合物进行混合(摩擦)、加热等操作,就会发生猛烈的爆炸,其破坏力非常大。
11.使用金属钠发生事故金属钠是遇湿易燃易爆的药品,能与水反应产生氢气并放热,同时自身融化,氢气高温下爆炸,会使融化的金属钠和生成的碱液溅出。
如果有可燃物存在,则还有可能发生火灾。
同样道理,我使用金属钾时,也会发生与金属钠同样的问题,甚至更剧烈的反应。
12.铝热反应发生事故铝热反应的过度非常激烈且同时放出大量的热量,若药品用量过多或配比不合理,则有可能使得反应无法控制,发生爆炸而伤人。
还有,即使不发生爆炸,飞出的火花也可能偏离方向机时伤人。
13.苯酚溶解时发生意外苯酚溶解时需要加热,如果温度过高,则有可能飞溅出来。
14.铜与浓硫酸或浓硝酸反应发生意外铜与与浓硫酸或浓硝酸反应,在温度不高时问题不大,但是,这两个反应都是放热反应,反应过程中温度会不断升高,而随着温度的升高,反应变得更剧烈。
剧烈的反应有时会因失控而发生事故,比如,液体飞溅出来等等。
15.石油蒸馏引发事故石油蒸馏时就加进碎瓷片防止暴沸,若暴沸则有可能由于容器内压力过大而使瓶塞冲出或者发生爆炸,当瓶塞冲出或爆炸时,各馏分会引起燃烧从而引发火灾。
其它蒸馏实验也有可能因容器内压力过大而发生事故。
16.苯的硝化反应发生意外由于浓硝酸、浓硫酸和硝基苯都是强腐蚀性物质,因此,苯的硝化反应是中学化学中最危险的实验之一。
在制备硝基苯实验过程中,有两次放热的剧烈现象,若将浓硝酸加到浓硫酸中混合,可能会因浓硫酸与浓硝酸中的水混合放出大量热而使上层的浓硝酸飞溅,伤及实验者。
17.过氧化钠与水反应发生事故若使用过量的过氧化钠,那么,把带火星木条伸到试管底部时,首先生成二氧化碳,而二氧化碳又与过氧化钠反应生成氧气,带火星木条再与氧气反应生成二氧化碳。
这样,就会因一下子产生大量气体而爆炸。
18.制乙烯实验发生事故在制乙烯时,在大试管里倒入酒精和浓硫酸,若不加入碎瓷片,加热时会爆沸,就会发生液体喷出事故。
还有,若先撤去了酒精灯,冷水就会沿导管流入盛浓硫酸的烧瓶,以致引起烧瓶炸裂,从而溅出硫酸伤人。
19.甲烷实验时发生事故做甲烷实验时,一定要验纯,若没有把空气排净就点燃甲烷气体,就会产生爆炸事故。
点燃乙烯、乙炔等可燃性有机气体时也要注意同样的问题。
二、实验操作技术层面1.连接玻璃导管造成事故连接玻璃导管时,因操作不慎造成割伤;把玻璃导管插入带孔橡皮塞时,如果用力过猛,导管易折断造成割伤;把玻璃漏斗插入带孔橡皮塞时,也会发生类似伤害。
2.温度计插破容器底部造成事故把温度计插入烧瓶等玻璃容器时,若用力过猛,会插破容器底部而造成事故;有时,把玻璃漏斗插入时,也会发生类似伤害。
3.加工玻璃仪器时发生事故加工玻璃仪器时,经常发生事故。
比如,弯折玻璃管子时,如果加热不充分,管子不够软,会折断而受伤;被烧成红热的玻璃管可能烫伤皮肤;被烧成红热的玻璃管可能因放置不当而着火。
4.用酒精灯加热时发生事故用酒精灯加热时,可能因热溶液溅出造成烫伤;若灯对灯点火,可能因灯内酒精溢出而燃烧;若用嘴吹来火焰,可能引起酒精蒸气爆燃而炸开;若不慎打翻酒精灯,酒精溢出燃烧,发生事故;对正在燃烧的酒精灯添加酒精,也会发生事故;明火上加热挥发性可燃液体,也可能因容器破裂,可燃液体举出而造成火灾。
使用酒精喷灯或者炼油喷灯时,也会有类似事故发生。
5.废物处理不当引发事故若将实验后多余的金属钠随意丢弃到废液缸中或水槽中,可能发生爆炸事故;若丢弃到废纸蒌中,可能发生火灾事故。
对银氨溶液的废液处置不当,也会发生事故;对白磷等低温可燃物处理不当,可能发生火灾;对重金属盐、白磷、含砷物质,以用甲醇、甲醛等有毒有害的有机物等处置不当,可能发生中毒事件或者环境污染事件;对一氧化炭、氯气、二氧化氮等有毒气体处理不好,可能发生中毒事故。
6.用药过量发生事故红磷在氧气里燃烧时,反应很剧烈,若过量就会发生意外事故;用小苏打和浓硫酸反应做二氧化碳的灭火实验时,如果小苏打和浓硫酸用量大,产生气压过大,会冲开胶塞,喷出酸液;配制银氨溶液时,如果加入过量的氨水,久置后再用,溶液中生成了容易爆炸的物质,用时就会引发爆炸事故;金属钠与水反应制取氢气时,如果钠块过大,反应剧烈,就会发生爆炸;7.操作顺序出错发生事故用酒精和浓硫酸加热制乙烯,用排水取气法收集完毕时,先撤去了酒精灯,冷水就会沿导管流入盛浓硫酸的烧瓶,以致引起烧瓶炸裂,溅出硫酸。
加热氯酸钾或者高锰酸钾制氧气时,若操作顺序出错,先撤去了酒精灯,也会有类似事故发生。
还有,制取并点燃氢气,先验纯再点燃的顺序不能出错,否则,极易发生爆炸事故。
再比如,浓硫酸稀释时,要先把水加到容器中,再往水中加浓硫酸,这其实也是操作顺序问题。
8.放置药品出错引起事故错把金属钠当作白磷,放入装白磷的试剂瓶中发生爆炸;错把木炭粉当作二氧化锰,引起爆炸;错把硫酸当作盐酸,稀释时大量放热发生事故;金属钠和金属钾搞错,发生事故。
9.操作不慎或不规范发生事故若粗心大意,对没有标签的药品进行操作,极易发生事故;对金属钾、金属钠等遇湿易燃药品进行操作时,若操作不慎,会发生事故;对白磷等低燃点物质进行操作时,可能发生事故;用酒精灯加热时,不慎打翻,就会发生事故;对强酸强碱操作不慎或不规范,或者没有做好应有的保护措施,容易发生事故;对氨水、过氧化氢等易挥发液体不规范操作时,可能发生事故;铝热反应时不慎打翻,易引发事故。
等等。
10实验改进问题传统的实验一般比较经典,经过多年实践并改进,安全隐患较少,而新改进的实验往往不成熟,大多没有做安全试验或者安全评估,存在安全隐患的可能性较大。
三、实验课课堂教学层面1.备课没有备安全备课时若没有通盘考虑可能发生事故的细节,如实验要点、注意事项、学生可能发生哪些失误的操作、万一发生问题怎样处理等问题,也就是说,备课一定要备安全,若没有备足安全二字,就不算备好完整的课,就已经埋下了安全隐患。
而事实上,万一在课堂教学中发生事故,备课笔记中有关安全方面的文字记录,就有可能会成为是否承担安全责任的有力证据。
2.实验纪律未宣讲在实验课开始之时,一般要求宣读实验室纪律,可以做什么,不可以做什么都须讲清楚。
特别是初学者,尤其要化时间去宣讲。
如果没有宣讲,或者没有认真组织学习实验室纪律,那么,发生安全事故的可能性就增加了,而且,发生的事故往往是责任事故。
3.实验要点没讲透实验伊始,一般要求讲透本次实验的要点,对比较危险的实验尤其应该如此,使学生对这个实验有一个总体的了解,使学生做到胸有成竹,就能大大提高实验的成功率,也同时降低发生事故的几度。
如果不讲透要点,尤其是不讲透实验的关键性问题,那么容易使学生对本次实验一知半解,到了操作时分,只好临阵擦枪、仓促上场,就很可能造成安全事故。
4.注意事项未讲解从理论上讲,每次实验都有可能发生安全事故,因此,对每次实验都应该讲清楚注意事项,对危险性较大的实验,尤其如此。
若没有讲清注意事项,如可能发生的操作失误,将可能造成什么事故,万一发生,如何应对,等等,那么,学生对实验的危险性认识不足,安全警觉性不高,就可能因操作失误或操作不慎而发生事故,而且,一旦发生事故,却不知道如何应对,使事故危害性扩大。
5.操作示范没做好做学生分组实验或者探究性实验时,一般应该做好示范,特别是危险物性较大、容易发生事故的实验,更加应该重视示范的作用。
如果没有做好示范,而仅仅是口头宣讲或提醒,很多学生可能并不知道具体操作是怎么回事,那么,发生事故的几率就大大增加。
当然,如果是比较安全而且学生操作能力较强的探究性实验,可放开让学生去做,老师只要加强巡查即可。
6.基本技能不熟练有时候,教师为了节约时间,压缩了基本操作训练时间,或者,教学任务没完成,部分没有熟练掌握操作要领、操作技能,那么,一旦在具体的实验中运用起来时,就有可能因操作失误或操作不熟练而发生事故。