Техника безопасности в химической лаборатории

Огнетушащий эффект обусловлен прекращением доступа кислорода в зоне горения и охлаждением горящего вещества ниже температуры вспышки. Огнетушащая концентрация диоксида углерода в воздухе составляет (по объему) 20—30%; при испарении из 1 л С02 при 0 °С образуется более 500 л газа.

В условиях химических лабораторий углекислотные огнетушители представляют собой наиболее предпочтительное огнетушащее средство.

Диоксид углерода не содержит воды и не причиняет вреда оборудованию. Огнетушители весьма удобны и эффективны для тушения практически любых загораний на небольшой площади, в том числе электроустановок, находящихся под напряжением не выше 10 кВ.

При тушении небольших загораний нет нужды выпускать весь заряд огнетушителя. После ликвидации пламени маховичком вентиля перекрывают струю С02. Остаток заряда определяют взвешиванием и при необходимости отправляют огнетушитель на дозарядку.

Случаи, при которых углекислотные огнетушители неэффективны или неприменимы, весьма редки. Так, иминельзя пользоваться при тушении горяшей одежды на человеке — снегообразная масса С02 при попадании на незащищенную кожу вызывает обморожение. Диоксид углерода не прекращает горения щелочных металлов, многих жидких МОС, например алкилалюминиевых производных, а также горючих, составов, содержащих способный отщепляться при нагревании кислород (составы на основе селитры, перхлоратов, хлоратов, перманганатов, пероксидов и т.п.). Однако органический растворитель, горящий в присутствии щелочного металла, можно успешно потушить с помощью углекислотного огнетушителя; эффективен диоксид углерода и при воспламенении растворов МОС в органических растворителях. Углекислотные огнетушители малоэффективны при тушении тлеющих материалов.

Углекислотный огнетушитель должен быть в каждом лабораторном помещении, независимо от наличия других средств огнетушения.

2.2 Тушение пожаров водой.

Одно из важных достоинств воды как средства огнетушения — постоянное наличие ее в любой лаборатории практически в неограниченном количестве. Для тушения небольших очагов пламени всегда можно взять воду в ближайшем водопроводном кране. При необходимости подачи большого количества воды пользуются внутренним пожарным водопроводом.

Особенно эффективно применение воды для тушения обычных твердых горючих материалов — дерева, бумаги, угля, резины, тканей, а также хорошо растворяющихся в воде ГЖ — ацетона, низших спиртов, органических кислот. Вода — предпочтительное средство для тушения горящей одежды. Эффективность воды резко повышается при подаче ее в зону горения в виде распыленных струй (диаметр капель от 0,3 до 0,8 мм). При этом орошается гораздо большая поверхность, расход воды снижается, а ее охлаждающее действие значительно повышается.

Охлаждающее и смачивающее действие воды используется не только для тушения огня, но и для предотвращения распространения пламени. В тех случаях, когда очаг загорания не удастся быстро ликвидировать первичными средствами огнетушения, водой обливают расположенные поблизости материалы — мебель, оборудование, газовые баллоны, если их невозможно вынести.

Однако, несмотря на очевидные преимущества и в ряде случаев высокую эффективность воды, как огнетушащего средства, в условиях лабораторий область ее применения весьма ограничена. Вода обладает значительной электропроводимостью и поэтому не может быть использована для тушения горящего электрооборудования, находящегося под напряжением. Нельзя применять воду, если в зоне пожара находятся вещества, бурно с ней реагирующие (см. ниже).

Вода неэффективна при тушении горящих углеводородов и других не смешивающихся с ней жидкостей, если их плотность меньше единицы.

В некоторых случаях применение воды приводит не к прекращению, а к усилению горения, поскольку горючие жидкости всплывают и продолжают гореть на поверхности воды, причем площадь горения значительно увеличивается.

Особенно опасно попадание, воды в горящие масляные бани или другие емкости с горящими высококипящими жидкостями или плавящимися при нагревании твердыми веществами.

В зависимости от количества воды и температуры жидкости происходит либо бурное вспенивание, либо разбрызгивание и выброс горящей жидкости, что приводит к резкому усилению интенсивности горения и распространению его очага.

Известны случаи тяжелых ожогов лица и рук при попытках погасить водой горящее в бане масло. В то же время распыленными водяными струями с диаметром капель не более 0,8 мм можно с успехом тушить многие высококипящие горючие жидкости, в том числе дизельные, трансформаторные и смазочные масла, керосин и т. п.

Нельзя не считаться также с тем, что вода может необратимо повреждать оборудование, приборы, рабочую документацию, причем не только в аварийном помещении, но и на нижних этажах. Неоправданное ее применение для тушения небольших, загораний иногда может принести больший ущерб, чем непосредственное действие огня.

Ниже приведен краткий перечень веществ, при наличии которых в зоне пожара ни в коем случае нельзя применять воду и другие огнетушащие средства на основе воды:  

 

Вещество	Характер взаимодействия с водой
Алюминийорганические соединения	Реагируют со взрывом
Разбавленные растворы алюминийорганических соединений	Разлагаются с образованием газообразных углеводородов, дающих с воздухом взрывоопасные смеси
Арсениды металлов	Образуется арсенид водорода (арсин), самовозгорающийся на воздухе
Высокочувствительные взрывчатые вещества (азид свинца, гремучая ртуть, нитроглицерин)	Взрываются от удара струи воды
Гидриды щелочных и щелочноземельных металлов, алюмогидриды щелочных металлов	Выделяется водород, воспламеняющийся от тепла реакции; возможны взрывы
Карбиды алюминия, бария, кальция, магния, марганца	Разлагаются с выделением горючих газов
Карбиды щелочных металлов	При контакте с водой взрываются
Магний и его сплавы	Горящий металл разлагает воду на водород и кислород
Магнийорганические соединения (R2Mg)	Реагируют со взрывом
Надпероксид калия (КО2)	Бурно реагирует с водой с образованием пероксида водорода; возможен взрывообразный выброс и усиление горения
Пероксиды щелочных и щелочноземельных металлов	Бурно реагируют с образованием пероксида водорода и выделением теплоты
Силициды металлов (лития, магния, железа и др.)	Выделяется силицид водорода (силан), самовоспламеняющийся на воздухе
Стибиды металлов	Выделяется горючий стибид водорода (стибин)
Фосфиды металлов	Выделяется фосфид водорода (фосфин), самовоспламеняющийся выше 150 °С, и дифосфин, самовоспламеняющийся при комнатной температуре
Цинкорганнческие соединения (R2Zn)	Бурно взаимодействуют, иногда со взрывом
Щелочные металлы	От тепла реакции воспламеняются выделяющийся водород и сами металлы
Щелочных металлов органические производные RM	Очень бурно реагируют, продукты реакции воспламеняются

Многие негорючие твердые и жидкие неорганические вещества — хлорид алюминия, тетрахлорид титана, оксид кальция, серная кислота, олеум, хлорсульфоновая кислота и др. при взаимодействии с водой образуют негорючие продукты, но выделяют большое количество теплоты, что может привести к взрывоопасному выбросу.

Сильный экзотермический эффект при контакте с водой некоторых органических веществ, например ацетилхлорида, уксусного ангидрида и др. приводит к испарению исходного вещества и горючих продуктов реакции и образованию большого объема взрывоопасной смеси. Опасно также разбрызгивание агрессивных жидкостей.

Некоторые неорганические вещества, например тионилхлорид, оксалилхлорид и др. выделяют при взаимодействии с водой токсичные и едкие газы (НСl, СО, S02), увеличивающие число опасных факторов пожара.

2.3 Тушение возгораний сухим песком.

В соответствии с нормами противопожарной безопасности, наличие песка обязательно в каждом лабораторном помещении. Песок рекомендуется применять при загорании небольших количеств ГЖ или ЛВЖ и твердых веществ, в том числе тех, которые нельзя тушить водой.

В то же время по эффективности песок значительно уступает прочим огнегасительным средствам, в частности порошковым огнетушителям. Единственное преимущество песка по сравнению с порошковыми огнетушителями заключается в его дешевизне. Однако экономия на средствах пожаротушения в итоге может обернуться гораздо большими расходами. Значительная часть химических лабораторий относится к помещениям с повышенной пожарной опасностью, и их следует укомплектовывать наиболее эффективными средствами пожаротушения, в первую очередь углекислотными огнетушителями.

Обычно в помещениях химических лабораторий песок хранят в ящиках, снабженных совком или лопаткой. Однако такой способ хранения обеспечивает лишь видимость заботы о противопожарной безопасности, поскольку крайне неудобен для практического применения. Ящик, как правило, достаточно тяжел, чтобы его невозможно было поднести к месту загорания. Если же пользоваться совком, то основное время уходит не на борьбу с огнем, а на перебежки до ящика и обратно, что способствует развитию пожара.

Если уж отдавать дань традиции и пользоваться таким малоэффективным средством, как песок, то его следует держать в цилиндрических сосудах с ручкой, вместимостью 5—8 кг. Такие сосуды можно изготовить из старых корпусов пенных огнетушителей; впрочем их нетрудно сделать и из оцинкованной жести (см. рис). Рекомендуемое количество сосудов с песком — от 4 до б на лабораторное помещение.

2.4 Тушение горящей одежды на человеке.

При воспламенении одежды очень важно действовать быстро, но не поддаваться панике. Нельзя совершать резких движений и бегать в горящей одежде — это усиливает горение.

При воспламенении небольшого участка иногда удается сорвать горящую одежду и затем потушить ее на полу. Сбивание пламени руками может привести к дополнительным ожогам. Если огонь охватил большую часть одежды, необходимо повалить пострадавшего на пол, чтобы пламя не распространялось к голове, и немедленно применить огнетушащие средства.

Вода наиболее эффективна при тушении загоревшейся одежды, при ее использовании уменьшается тяжесть ожогов. Другие средства огнетущення применяют только в тех случаях, когда вода по каким-либо причинам недоступна в данный момент. Допустимо использование воздушно-пенного и даже химического пенного огнетушителя. В последнем случае пену нельзя направлять на голову, а пострадавший должен закрыть глаза.

При умелом применении весьма эффективны и порошковые огнетушители. Накрывание пострадавшего асбестовым одеялом, ватником и т. п. позволяет быстро потушить пламя, но приводит к прижиманию горящей или тлеющей одежды к коже и увеличивает тяжесть ожогов, особенно при горении синтетической одежды.

Углекислотные огнетушители не предназначены для тушения горящей одежды, поскольку существует опасность обморожения незащищенной кожи. Однако в экстренных ситуациях, если других средств под рукой не оказалось, лица, имеющие опыт работы с углекислотными огнетушителями, могут применять их для тушения одежды, соблюдая известные меры предосторожности.

После ликвидации пламени необходимо быстро удалить тлеющие остатки одежды, кроме тех, которые прилипли к обожженным участкам кожи, и немедленно приступить к оказанию первой помощи притермических ожогах.

2.5 Возгорания в вытяжном шкафу.

Интенсивный приток воздуха при работающей вентиляции способствует распространению пламени, поэтому, если загорание не удалось ликвидировать в первые несколько секунд и горение усиливается, следует отключить мотор вентилятора и закрыть шибер вентиляционного канала. К числу первоочередных мероприятий относятся:

• подача сигнала голосом для привлечения помощи;
• удаление всех способных воспламеняться материалов и в первую очередь ЛВЖ из зоны горения или, в случае возможности, удаление источника, воспламенения;
• обесточивание электросети внутри шкафа или отключение электроэнергии общим рубильником;
• применение первичных средств огнетушения

Последовательность действий определяется здравым смыслом и зависит от конкретной ситуации.

Если в вытяжном шкафу проводились работы с токсичными летучими веществами, отключение вентиляции сопряжено с опасностью отравления участников ликвидации пожара. В таких случаях всем находящимся в помещении необходимо надеть противогазы.

3. Работа с органическими растворителями

3.1 Источники опасности при работе с органическими растворителями

Органические растворители занимают особое место среди применяемых в лабораториях огнеопасных веществ. Они легко воспламеняются, быстро горят и с трудом тушатся. При горении ЛВЖ выделяют теплоту в 10 раз интенсивнее, чем древесина. Пары многих органических растворителей даже при комнатной температуре способны образовывать с воздухом пожаро-взрывоопасные смеси. Опасность применения и хранения органических растворителей зависит от ряда условий — количества и горючести жидкости, температуры, герметичности аппаратуры или тары, наличия источников воспламенения и т. д.

Классификация ЛВЖ по степени опасности.

В зависимости от температуры вспышки ЛВЖ принято условно относить к одному из трех разрядов: 

 

 

 

Разряд	Характеристика жидкости	Температура вспышки, °С:
		в открытом тигле	в закрытом тигле
I	Особо опасные	до -18	до -13
II	Постоянно опасные	от -18 до 23	от -13 до 27
III	Опасные при повышенной температуре	от 23 до 61	от 27 до 66

К I разряду относятся: акролеин, аллилхлорид, ацеталъ, ацетальдегид, ацетон, бензины, гексан, диметилдихлорсилан, дипропиловый эфир, диэтиламин, диэтиловый эфир, изопропиламин, изопропилхлорид, метилаль, метилметакрилат, метилформиат, пропиленоксид, петролейный эфир, пропилхлорид, сероуглерод, тетрагидрофуран, фуран, циклогексан, циклогексен, этиламин, этилформиат и др.

К II разряду относятся: акрилонитрил, аллилбромид. аллиламин, амилхлорид, ацетонитрил, бензол, бутиламин, 2-метил-2-пропанол, бутилхлорид, винилацетат, гексаметилдисилоксан, гептан, дибутиловый эфир, диоксан, дихлорэтан, диэтилхлорсилан, диэтилкетон, изопропилацетат, 2-пропанол, изопропилформиат, изопропилкарбонат, лигроин, метилацетат, метанол, метилтрихлорсилан, метилхлорформиат, метилэтилкетон, пиперидин, пиридин, толуол, триэтиламин, циклогексиламин, этилакрилат, этилацетат, этилбензол, этиленамин, этанол и др.