新时代下改进无机化学实验室工作的探索

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广东化工2019年第10期·174·www.gdchem.com第46卷总第396期

新时代下改进无机化学实验室工作的探索张颖,成文玉,李志强,梁萍(河北工业大学化工学院,天津300130)

[摘要]在互联网背景的实验技术不断更新的背景下,随着政府相关部门对于化学试剂监督管理越来越严格、规范,我们从自身工作内容着手,改进实验室的各项工作,主要有以下三部分,改进了实验中试剂的配制方法,使用更加安全环保的试剂作为实验试剂,在药品管理方面做到使用配制全程可追溯。[关键词]奈斯勒试剂;缓蚀剂;试剂管理[中图分类号]G4[文献标识码]A[文章编号]1007-1865(2019)10-0174-01

ExplorationofImprovingInorganicChemistryLaboratoryWorkintheNewEraZhangYing,ChengWenyu,LiZhiqiang,LiangPing(InstituteofChemicalIndustry,HebeiUniversityofTechnology,Tianjin300130,China)

Abstract:UnderthebackgroundofthecontinuousupdatingofexperimentaltechnologyintheInternetbackground,asthegovernmentdepartmentsconcernedaremoreandmorestrictandstandardizedinthesupervisionandmanagementofchemicalreagents,westartfromourownworkcontentandimprovethelaboratorywork.Therearethreemainparts:improvingthepreparationmethodofexperimentalreagents,usingsaferandmoreenvironmentallyfriendlyreagentsasexperimentalreagents,indrugmanagement.Thewholeprocessofpreparationcanbetraced.Keywords:NesslerReagent;corrosioninhibitor;reagentmanagement

在互联网背景的实验技术不断更新的背景下,随着政府相关部门对于化学试剂监督管理越来越严格、规范,我们从自身工作内容着手,改进实验室的各项工作。1将化学理论知识应用于解决实验室工作的实际问题1.1改进奈斯勒试剂的配制方法奈斯勒(Nessler)试剂是无机化学实验中常用试剂,用于检验NH4+。目前常用的方法是将HgI2(115g)和KI(80g)溶于蒸馏水中,稀释至500mL,再加入NaOH(6mol·L-1,500mL)制得[1-5],这种方法配制的奈斯勒试剂是悬浊液,使用前需要过滤或者静置取上清液。而且随着时间的延长沉淀会继续产生,每隔2~3天就要过滤一次。文献中的配制方法的原理是根据文献中的数据计算后发现KI的用量不足,导致HgI2没有完全转化为[HgI2]2-,没有完全溶解。我们改进了试剂的配制方法和用量配比,以Hg(NO3)2和KI为原料制备[HgI2]2-,具体做法是:向Hg(NO3)2溶液中按化学计量数比加入KI,搅拌至完全溶解,得到澄清溶液。这种方法配制的奈斯勒试剂较为稳定,可保存较长时间而无沉淀生成,其检验NH4+的效果与原方法配制的试剂相比没有降低。新的方法减轻了工作强度,提高了工作效率。1.2缓蚀剂乌洛托品的替代试剂在普通化学实验中要用到乌洛托品(六亚甲基四胺)。这种试剂被列为易制爆品,国家对其生产销售环节管理十分严格,购买试剂时非常不方便。为了确保实验正常运行,万无一失,我们分析了乌洛托品与铁钉作用的实验原理,发现乌洛托品分子中的N原子可在铁表面形成静电吸附,使得该缓蚀剂在盐酸介质中具有较高的覆盖度,起到防腐作用。所以经乌洛托品处理过的铁钉与盐酸反应速率要降低很多。经查阅资料发现NaNO2可以使金属表面形成致密的、附着力强的氧化膜而阻滞金属腐蚀。于是我们尝试用NaNO2代替乌洛托品进行实验,发现浓的NaNO2溶液的实验效果与乌洛托品一样,保证了实验能够正常运行。实验过程如下,将经过乌洛托品处理过的铁钉(右侧)和未处理的铁钉(左侧)置于盐酸中,轻轻振荡,加入赤血盐溶液(K3[Fe(CN)6])。左侧试管中溶液变蓝,说明盐酸将铁钉腐蚀,溶液中有Fe2+生成;而右侧的试管中的铁钉表面已经乌洛托品钝化处理,未被盐酸腐蚀,溶液中没有Fe2+生成,因而溶液颜色不变(图1(a))。如用一定浓度的NaNO2溶液,代替乌洛托品,也可得到相

同的实验效果(图1(b))。

(a)(b)图1

2使用互联网技术加强药品管理随着国家对于化学试剂购买、存储和使用的日益规范化和科学化,我们按照学校和学院的相关要求,建立了药品的管理和使用制度。随着互联网技术和计算机的日益普及,实验数据测量和数据处理中大量使用信息技术[6]。随着智能手机的广泛使用,对于化学试剂的“源头追溯”成为可能。而且无机化学实验涉及化学试剂较多,查阅纸质台帐费时费力。为了方便实验人员随时查阅试剂配制情况,我们利用智能手机的应用程序,给每种试剂生成一个二维码(图2(b)),这个类似于这个试剂的身份证,其中包括试剂名称、浓度、配制日期、责任人、配制方法等信息。实现了化学试剂的全程可追溯,同时极大方便了实验室人员以及广大师生的工作和学习需要。提高了工作质量和水平。

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[收稿日期]2019-04-19[基金项目]河北工业大学教育教学改革研究项目201501003;河北工业大学本科优质课程建设项目YK2018011;河北省高等教育教学改革研究与实践项目2016GJJG023;河北工业大学化学实验教学中心[作者简介]张颖(1976-),女,天津市人,副教授,主要研究方向无机化学。2019年第10期广东化工第46卷总第396期www.gdchem.com·173·

计充分的操作空间和实验台间距,如:实验台两边需坐人,且中间可过人,实验台间距应大于1.5m,且尽可能预留出较宽安全逃生通道。实验室至少预留出一面墙,作为试剂柜,安保设施的安置地点。对于无机化学实验室而言,无机实验所需要的溶液种类繁多,纵观所有实验,大部分药品一年只能用到1~2次,从绿色化学的角度,可将不常用的药品改为4~5人公用,即保持药品种类不变的情况下,减少药品滴瓶数量,因此在实验台的设计中,可在实验台每排末端设计带有三层试剂架的公用实验台,试剂架可用于公共药品摆放,实验台可用于摆放一些公共仪器,如台秤,真空泵等。3.2.2实验台的优化

台面材质除安全环保,不变形易清洁,可承受实验室常见高温等普通要求外,由于无机实验需使用大量的酸和碱溶液等试剂,因此无机实验室的台面应对化学试剂有较强的耐腐蚀性。目前,环氧树脂材质的台面性价比较高,应用较广。另外,把握“以人为本”的原则,为使用方便和安全,实验台可做以下细节设计:(1)实验台采用可移动脚轮,方便水电系统检查和维修;(2)洗涤台设计阻水边或导水槽,阻止液体外溢,并在各水槽附近设置紧急洗眼器;(3)设计可抽拉桌板,供学生及时记录实验现象,从而避免直

接在实验台上记录,药品沾染衣物,造成安全隐患。另外,学生仪器柜要根据存放仪器大小进行合理设计,方便仪器的使用与清点。3.2.3增加实验室地漏设计

原实验室未设计地漏,一旦实验室内有积水很难排出,因此,实验室需增加耐酸耐碱耐腐蚀的地漏,且排水管要与污水处理池相连[3]。3.3电力方面优化

遵循标准,安全,实用,美观等原则,根据各实验室仪器配置和功率大小,预估所需要的电压负载大小,并预留足够的用电负荷。同时,合理设计单相和三相电源插座的数量。

4实验室改造的思路[4]

首先,成立实验室改造工作小组,实验室的改造是一个复杂的过程,需要实验室使用者、管理者以及设计者全力配合才能完成,因此,成立实验室改造工作小组,主导改造工作是非常有必要的;其次,工作小组需结合改造目的,未来发展规划,以及经费预算等,征集实验室管理者和使用者对实验室改造的意见和具体要求,做好需求分析,作为设计改造的基本要求;第三,工作小组组织参观相关院校实验室,分析总结经验,进一步明确实验室改造细节;第四,工作小组成员与设计公司反复沟通、协调,尽可能把各实验室要求和设想体现在设计方案中;第五,邀请在实验室改造方面的专家对初步方案进行评估和论证,以防出现不符合技术规范的问题;最后,反复修改完善设计方案,符合各方要求后,确定为最终方案,进行施工。5总结

实验室改造是一项复杂的工程,涉及实验室基础建设、功能布局以及安全问题等,在此过程中需要多方人员全力配合,团结合作,反复沟通协调才能探索出一个可行的,尽量满足各方需求的设计方案,从而为实验人员提供良好的无机实验条件。

参考文献[1]豆鹏亮,符聪.某实验室通风系统改造与优化[J].建筑热能通风空调,2018,37(4):80-82.[2]汪毓海.有机化学实验室改造初探[J].教育设备信息,2001,27:6-7.[3]张雪,范国坤,杜淑媛.浅谈县级食品检验检测实验室的改造建设[J].食品安全质量检测学报,2016,7(4):1770-1772.[4]黄小燕.环境监测实验室改造的实践与探讨[J].化学工程与装备,2017,9:331-333.

(本文文献格式:李玥,陈新丽,黄溦,等.无机化学本科教学实验室优化改造探索[J].广东化工,2019,46(10):172-173)

(上接第167页)总之,根据检测目的不同,可根据实际情况选用相对较好的消解体系。

参考文献[1]李培,贾蕃兰.大气颗粒污染物重金属分析技术与方法[J].绿色科技,2015(11):202+205.[2]龚伟能.大气颗粒物中重金属监测技术与方法的探讨[J].环境与发展,2017,29(04):194-195.

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(本文文献格式:符招萍,晏立衡.环境空气颗粒物中重金属测定前处理方法探究[J].广东化工,2019,46(10):166-167)

(上接第174页)

(a)(b)(c)(a)实验试剂瓶上均有二维码;(b)硫酸铜溶液上的二维码图;(c)二维码的内容图2实验室试剂可追溯