Travailler avec des sources de chaleur et/ou de froid

source : Robert M. Rioux & Sylvia Jharimune, Pennsylvania State University, University Park, PA

travailler avec des températures extrêmes, les deux hautes et basses, fait partie intégrante de nombreuses opérations de laboratoire. Pour beaucoup, mentionnant un laboratoire instantanément évoque l’image mentale d’un bec Bunsen. Brûleurs Bunsen et plaques chauffantes sont largement utilisées dans petites et grandes opérations dans les laboratoires de recherche et les industries, ce qui rend nécessaire pour tous les utilisateurs soient informés de leurs procédures de manutention sécuritaire. Plaques de cuisson et brûleurs de Bunsen sont une source de chaleur haute température, alors que les basses températures sont obtenues à l’aide de neige carbonique et liquides cryogéniques, comme l’azote liquide. La neige carbonique et azote liquide peuvent poser des risques importants à l’utilisateur si ne pas manipulés avec soin.

brûleurs Bunsen sont susceptibles de causer des risques d’incendie. Ils produisent une flamme de gaz ouvert qui peut être utilisée pour le chauffage polyvalent, stérilisation et combustion.

plaques chauffantes sont couramment utilisés en laboratoire pour réaliser des réactions chimiques et en général pour le chauffage des divers échantillons. Une plaque chauffante est composée d’une surface plane et est la chaleur est générée par l’électricité. Par opposition aux brûleurs Bunsen, ils n’ont pas de flammes nues, et des températures plus élevées peuvent être obtenues avec un contrôle plus précis par rapport aux brûleurs Bunsen.

la glace sèche est la forme solide du dioxyde de carbone. Il est principalement utilisé comme agent de refroidissement. La glace sèche peut fournir des températures aussi basses que − 78 ° C et est plus facile à utiliser que de la glace normale, car il ne laisse aucun résidu de l’eau, d'où le nom. Cependant, une exposition prolongée peut conduire à la gelure et de graves dommages à la peau.

azote liquide est l’azote sous forme liquide. C’est un liquide cryogénique (point d’ébullition, − 195,79 ° C). Il est utilisé dans les laboratoires, principalement comme réfrigérant. En raison de la très basse température de l’azote liquide, cela peut entraîner des risques importants pour la santé. Il gèle rapidement les tissus vivants au contact.

tous les outils et techniques ci-dessus sont importants et considéré comme la norme dans la plupart des laboratoires. Afin d’éviter tout risque, il existe des procédures standards pour les manipuler sans danger (p. ex., utilisation de gants cryogéniques et protection thermique). Gants thermiques offrent une isolation efficace à des températures jusqu'à 650 ° C. cryogénique gants contiennent isolation multicouches et sont conçus pour fournir une protection aux mains et aux bras contre les risques rencontrés lorsque vous manipulez des fluides cryogéniques.

cet article décrit les détails du travail avec bec Bunsen, plaques chauffantes, neige carbonique et azote liquide.

1. brûleur Bunsen

1. procédure de manutention
   1. le bec Bunsen doit toujours être placé pas moins de 12 pouces loin des étagères aériennes, équipement ou des luminaires.
   2. Toute substance inflammable, tels que des documents ou des produits chimiques, ne doit pas être conservés dans la zone adjacente au brûleur.
   3. L’utilisateur doit connaître l’emplacement de l’extincteur.
   4. Habillement approprié est nécessaire. L’opérateur doit porter une blouse, lunettes de protection et des gants. Les cheveux longs ou des bijoux devrait être liée retour. Il est recommandé de retirer tous les bijoux portés tout en travaillant avec une flamme nue.
   5. Avant d’allumer le brûleur, le tuyau raccordé à la source de gaz doit être vérifié pour les fuites ou les trous.
   6. Tous ceux qui travaillent dans les environs devrait être notifiée que le brûleur seront utilisés. Une signalisation appropriée doit être utilisée qui avertit les utilisateurs pour le fonctionnement du brûleur.
   7. Un briquet avec une buse longue doit être utilisé pour allumer le brûleur.
   8. Une flamme nue ne doit jamais être laissé sans surveillance. Le gaz devrait être éteint immédiatement après utilisation.
   9. Le brûleur doit pouvoir refroidir avant de manipuler ou nettoyer, si nécessaire, après utilisation.
   10. En cas d’incendie ou d’urgence, un appel au 911 doit être placé immédiatement.

2. Plaques chauffantes

1. caractéristiques des plaques chauffantes
   1. plupart des assiettes chaudes ont un agitateur magnétique intégré, qui est utilisé pour l’exécution d’expériences qui doivent être continuellement agité tout en réchauffant.
   2. Les surfaces de la plupart des plaques chauffantes sont en aluminium ou en céramique. Une plaque chauffante doit être sélectionnée, basé sur les conditions de température et de la compatibilité de la surface avec les matériaux chauffés.
   3. Plupart des assiettes chaudes ont un affichage numérique ou une entrée de thermocouple pour maintenir la température désirée.

1. Procédure de manutention
   1. l’utilisateur doit bien connaître l’utilisation de la plaque chauffante. Il/elle devrait être au courant des fonctions des différentes parties de la plaque chauffante-marche-arrêt interrupteurs, régulateur de température, contrôleur d’agitateur et thermocouple, si utilisé. Si l’agitation est nécessaire, un bain à température adéquate (par exemple, huile de silicone) et remuer bar sera nécessaires. N’oubliez pas de vérifier que le liquide de bain choisi est compatible avec les températures au cours de laquelle l’expérience sera menée.
   2. Tenue de laboratoire approprié est obligatoire. L’opérateur doit porter une blouse, lunettes de protection et des gants. Chaleur-protection gants doivent être portés lors de la manipulation des échantillons chauds.
   3. L’utilisateur doit connaître l’emplacement de l’extincteur. L’azote liquide ou l’eau ne doit jamais servir à éteindre le feu du bain d’huile étant chauffé sur une plaque chauffante. L’eau est non miscible à l’huile et sera donc inefficace pour éteindre les flammes provenant de la combustion de l’huile. Si l’azote liquide est versé sur l’huile chaude, l’azote s’évapore rapidement, provoquant l’huile éviter les éclaboussures.
   4. La verrerie utilisée pour le chauffage doit être résistant à la chaleur, tels que borosilicate et inspecté pour tout dommage ou fissures avant utilisation.
   5. L’utilisateur doit être bien conscient des propriétés physiques et chimiques des substances chimiques à chauffer. Si nécessaire, condensateurs ou opération dans une hotte ventilée devrait être employée.
   6. Tout objet à chauffer doit être plus petit en taille que la plaque chauffante.
   7. Des produits chimiques inflammables ou combustibles ou des documents doivent être tenus éloignés des assiettes chaudes.
   8. Il est recommandé d’utiliser des plaques à l’intérieur d’une hotte aspirante, surtout quand le chauffage de matériaux potentiellement toxiques ou volatiles.
   Plaques chauffantes
   9. ne devrait pas servir pour le chauffage des solvants ou des matériaux qui ont un point d’ébullition très bas, tel que l’éther. Ces substances présentent un risque important d’incendie. Un bain d’eau doit être utilisé pour ces matières.
   Cylindre de
   10. ouverte ou fiole avec des produits chimiques ou des solvants ne doit jamais être chauffé sur une plaque chauffante. Un condenseur doit être utilisé pour prévenir la sublimation des produits chimiques sur chauffage.
   11. Si les solvants doivent être ajoutés lorsque le système est déjà chaud, un entonnoir à robinet doit être utilisé au lieu d’un simple entonnoir. Diriger l’addition de solvants peut créer un embrasement éclair.
   Contenants de papier ou le métal
   12. métal ne devraient jamais être placés sur la plaque chauffante. Cela peut provoquer le haut d’être endommagé et peut conduire à l’utilisateur plus facilement les pièges.
   13. Aucune plaque chauffante ne doit être laissé sans surveillance. Après utilisation, lorsque le chauffage est éteint, la plaque doit être marquée aussi chaude jusqu'à ce qu’il a complètement refroidi.

   3. La glace sèche

   1. procédure de manutention
      1. la glace sèche est extrêmement froid (-78,50 ° C). Gants de protection devraient être portés toute manipulation il. Une brève pression peut être inoffensive, mais le contact prolongé peut causer des cellules de la peau de geler, causant brûlures à la peau.
      2. Glace sèche doit être conservé dans un récipient en polystyrène dans un congélateur à-80 ° C afin de minimiser sa sublimation.
      3. Un récipient complètement hermétique ne doit jamais servir à stocker la carboglace puisque sa sublimation de dioxyde de carbone peut causer le conteneur développer ou même exploser dans des cas extrêmes.
      4. La zone de stockage doit être convenablement aérés. Gaz carbonique sublimée, (ce qui est toxique à des concentrations plus élevées) peut déposer sur les zones basses et remplacer l’air oxygéné. Cela pourrait provoquer une asphyxie si de longues périodes sont dépensés dans les zones de forte concentration de CO ₂.
      5. Après utilisation, la glace sèche ne doivent jamais être jetée dans l’évier ou la poubelle. Il peut être autorisé à évaporer à l’intérieur d’une hotte aspirante ou conservé dans le congélateur.
      6. Glace carbonique sublime à environ 5-10 livres toutes les 24 h (blocs durent plus longtemps) dans une glacière typique de stockage ¹. Par conséquent, envisagez d’acheter une glace sèche aussi près que possible à la fois que cela est nécessaire.
      7. En cas de brûlure de la glace sèche, la zone doit être lavée immédiatement sous l’eau froide pendant au moins 10 min. Premier répondant doit être contacté, qui peut couvrir la zone avec un pansement stérile ou se référer la personne pour des soins médicaux.

   4. Azote liquide

   1. dangers primaires
      1. azote liquide a un point d’ébullition − 195,79 ° C, ce qui peut causer des brûlures à la peau en cas de contact, tandis que l’exposition oculaire peut entraîner des lésions oculaires permanente même d’une exposition brève.
      2. Asphyxie est la condition de manque d’oxygène. Azote liquide peut étendre 695 fois en volume et après vaporisation peut provoquer une carence en oxygène extrêmes dans l’air ambiant, conduisant à l’asphyxie, l’inconscience et la mort dans des circonstances extrêmes.
      3. Alors que le transfert de l’azote liquide, l’oxygène dans l’air entourant le système de confinement cryogène peut dissoudre et créer un environnement enrichi en oxygène. Lors du transfert de l’azote liquide d’un dewar sur un autre navire, il faut réduire l’exposition de l’azote liquide à l’air ambiant, en raison de la liquéfaction de l’oxygène. Le point d’ébullition de l’azote est inférieur à oxygène, conduisant à un rythme plus rapide de l’évaporation d’oxygène et une augmentation de la concentration du liquide O ₂ dans N ₂. En plus de causer des brûlures (comme n’importe quel autre cryogène), liquide O ₂ est inflammable et doit être traitée en conséquence. Équipement nécessitant un refroidissement cryogénique doit être exempt de matières combustibles pour réduire les occurrences d’incendie et d’explosion. L’oxygène condensé dans un piège cryogénique peut combiner avec des matières organiques présentes dans le piège pour créer un mélange explosif ².
   2. Procédures de manutention sécuritaire
      1. l’utilisation d’azote liquide doit être faite dans des zones bien ventilées.
      2. Extraordinaire des récipients scellés sous vide, appelés dewars, peuvent supporter les basses températures des fluides et doit être utilisé pour le stockage et le transport. Cryogènes ne devraient jamais être stockés dans des récipients hermétiques.
      3. Azote liquide ne doit pas être rangé dans des conteneurs non couverts pendant de longues périodes.
      4. Les bouteilles de stockage ou les vases Dewar ne devrait pas être plus de 80 % de la pleine.
      Conteneurs d’azote liquide
      5. ne jamais toucher à mains nues. Le froid extrême peut endommager la peau de coller aux parois du récipient.
      Vêtements
      6. appropriée lors de la manipulation de l’azote liquide sont obligatoire. Sarraus de laboratoire, des lunettes de sécurité, chaussures fermées et des gants thermiques doivent être portés. Lorsque vous versez à l’azote liquide de grands conteneurs, masques faciaux/casques devrait également porter, étant donné que le liquide a tendance à éclabousser beaucoup, surtout lorsqu’il est versé dans un gros vaisseau.
      7. En cas de risques ou de situations d’urgence, la personne concernée doit être déplacée vers un endroit très bien ventilé et un médecin doit être appelé.

tandis que l’utilisation de brûleurs Bunsen, plaques chauffantes, neige carbonique et azote liquide est monnaie courante dans l’environnement de laboratoire, chacun d’eux peut provoquer des dangers potentiels si ne pas manipulés avec soin. Il est donc du devoir de tous les utilisateurs de suivre toutes les consignes de sécurité afin d’éliminer les dangers pour eux-mêmes et leurs collègues de travail.