Правила отбора проб агрессивных веществ под давлением

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ВЫСШЕГО
ОБРАЗОВАНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ОБРАЗОВАНИЯ
«ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени И.С. ТУРГЕНЕВА»
КАРАЧЕВСКИЙ ФИЛИАЛ ОГУ им. И.С. ТУРГЕНЕВА
Кафедра естественнонаучных, экономических и гуманитарных дисциплин
РЕФЕРАТ
по междисциплинарному курсу
«Выполнение работ по рабочей профессии «Лаборант химического анализа»
Тема: «Правила и способы отбора проб агрессивных и ядовитых веществ из
аппаратов, находящихся под давлением или вакуумом»
Студентки Байновой Софии Александровой
Специальность 18.02.12 «Технология аналитического контроля химических
соединений»
Студент группы Та-23
_______________
С.А. Байнова
Преподаватель
_______________
С.А. Серкова
Реферат защищен с оценкой _______________
Карачев 2026
Содержание
Введение........................................................................................................... 3
1 Правила работы с агрессивными ядовитыми веществами. .................... 4
2
Общие правила отбора проб различных веществ в химической
лаборатории ............................................................................................................... 6
3 Методы отбора проб агрессивных и ядовитых веществ из аппаратов,
находящихся под давлением или вакуумом ........................................................... 9
Заключение ...................................................................................................... 12
Список литературы ......................................................................................... 13
2
Введение
Актуальность изучения способов отбора проб агрессивных и ядовитых
веществ
из
аппаратов,
находящихся
под
давлением
или
вакуумом,
обусловлена повышенными требованиями к безопасности на производстве, где
используются опасные химические вещества. Эти вещества могут включать
химические реактивы, токсичные соединения и коррозионные жидкости,
которые могут представлять угрозу для здоровья человека и окружающей
среды.
Актуальность темы связана с необходимостью минимизации рисков при
работе
с
опасными
веществами, соблюдения
нормативных
требований и использования специализированного оборудования. Изучение
правил и способов отбора проб таких веществ включает анализ действующих
стандартов, оценку рисков и разработку эффективных методик
Целью данной реферативной работы является изучение правил и
способов отбора проб агрессивных и ядовитых веществ из аппаратов,
находящихся под давлением или вакуумом.
3
1 Правила работы с агрессивными ядовитыми веществами.
Общие
правила
веществами включают
работы
с
нормативные
агрессивными
требования,
и
ядовитыми
использование
средств
защиты и соблюдение методов работы, а также ответственность за нарушение
правил. Неправильное обращение с такими веществами может привести к
аварийным ситуациям, отравлениям и повреждению оборудования
Некоторые нормативные акты, регулирующие работу с агрессивными и
ядовитыми веществами:
Приказ Минтруда РФ от 27.11.2020 №834н «Об утверждении Правил по
охране труда при использовании отдельных видов химических веществ и
материалов, при химической чистке, стирке, обеззараживании и дезактивации».
Устанавливает,
например,
требования
к
использованию
герметично
закрывающихся рабочих ёмкостей из химически стойких материалов, перед
началом работы с новыми веществами — ознакомление по паспорту
безопасности с их физико-химическими, токсическими и пожароопасными
свойствами.
Федеральный закон №116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных
производственных объектов» — регулирует безопасность на производственных
предприятиях, где используются опасные химические вещества.
ГОСТ
31340-2013 —
национальный
стандарт,
устанавливающий
требования к маркировке химической продукции в соответствии с глобальной
гармонизированной системой (GHS).
ГОСТ
30333-2007 —
определяет
требования
к
составлению
и
оформлению паспортов безопасности химической продукции (аналог SDS).
При работе с агрессивными и ядовитыми веществами необходимо
использовать средства индивидуальной защиты (СИЗ). Некоторые виды СИЗ:

противогазы, респираторы со сменными фильтрами — защищают
от испарений едких растворов органы дыхания;

специальные очки, защитные экраны и герметичные шлемы —
защищают глаза, слизистые и кожные покровы лица;
4

специальные утолщённые перчатки, устойчивые к механическим
повреждениям, порезам и царапинам — для сохранения целостности кожного
покрова на руках;

специальная
прочная
обувь
с
прорезиненным
верхом,
с
нескользящей устойчивой подошвой.
При выборе СИЗ нужно учитывать тип химического вещества и его
концентрацию. Например, для работы с кислотами (серная, азотная, соляная и
др.) требуют стойких материалов, а для щелочей (гидроксид натрия, аммиак,
кальцинированная сода и др.) — устойчивых к ним перчаток и костюмов из
полимерных соединений.
5
2
Общие правила отбора проб различных веществ в химической
лаборатории
Газы. Генеральная проба газообразных веществ бывает, как правило,
небольшой,
так
как
однородность газов
велика.
Для
отбора
пробы
газообразного вещества используют вакуумные мерные колбы или бюретки с
соответствующей запорной жидкостью, а также специальные контейнеры,
представляющие собой сосуды из нержавеющей стали, стекла или полимерной
пленки.
Если
при
отборе
пробы
газов
необходимо
проводить
еще
и
концентрирование определяемых веществ, то определенный объем пробы (от 1
дм3 до 1 м3) прокачивают при помощи аспиратора через патрон с сорбентом
или поглощающим раствором (так называемую «ловушку»). В последующем
вещества
из
«ловушки»
извлекают
посредством
экстракции
или
термодесорбции.
При отборе пробы газов в замкнутом пространстве, например в цеху или
лаборатории, пробы отбирают в разных точках, а затем смешивают либо
анализируют каждую из них отдельно.
Жидкости. Отбор пробы гомогенной жидкости (например, глазных
капель или раствора для инъекций) проводят обычно по объему, используя для
этой цели пипетки или бюретки. Предварительно жидкость тщательно
перемешивают.
Если анализируемую жидкость сложно или невозможно перемешать
(например, содержимое железнодорожной цистерны), то отбор пробы проводят
на разной глубине емкости (сверху, посередине, снизу) с помощью
специальных цилиндрических сосудов (батометров) с закрывающимися сверху
и снизу крышками.
Гетерогенные жидкости перед взятием пробы тщательно гомогенизируют
путем перемешивания либо воздействия вибрации. Пробы таких жидкостей
часто отбирают не только по объему, но и по массе.
6
Если
анализируют
жидкость
из
потока
(например,
определяют
содержание токсичных веществ в речной воде), то для получения достоверной
информации пробы отбирают из различных мест по течению водотоков, с
различной глубины и через определенные промежутки времени. Правила
отбора таких проб регламентируются соответствующими ГОСТами.
Твердые вещества. Величина генеральной пробы твердого вещества
зависит от степени неоднородности образца и размера частиц. Существует ряд
формул, которые можно использовать для оценки массы генеральной пробы
твердого вещества
Для практического определения массы генеральной пробы твердого
вещества
можно
использовать
подход,
основанный
на
определении
погрешности пробоотбора с помощью однофакторного дисперсионного
анализа. Масса пробы должна быть такой, чтобы погрешность, обусловленная
отбором пробы, не превышала 4/5 общей погрешности результата анализа.
Зависимость примерной минимальной генеральной массы пробы от
размера частиц приведена на рис. 1.
Рис. 1. Зависимость примерной минимальной массы генеральной пробы
от размера частиц анализируемого образца
Твердое вещество может представлять собой единое целое (например,
слиток металла) либо быть сыпучим продуктом. Целый твердый объект перед
отбором из него пробы измельчают (растирают, дробят, распиливают и т.д.). В
фармацевтической практике часто приходится иметь дело с сыпучими
7
веществами (фармацевтическими субстанциями, порошками, измельченным
растительным сырьем). Перед отбором пробы такие объекты перемешивают и
пробу затем берут из разных частей емкости на разной глубине (в верхнем,
среднем и нижнем слое в каждой упаковочной единице). Для отбора пробы
используют пробоотборники, которые изготавливают из материалов, не
реагирующих с определяемым веществом.
8
3 Методы отбора проб агрессивных и ядовитых веществ из
аппаратов, находящихся под давлением или вакуумом
При работе с агрессивными и ядовитыми веществами, находящимися в
аппаратах под давлением или вакуумом необходимо учитывать следующие
особенности.
Эти особенности влияют на поведение веществ, процессы в аппаратах и
безопасность эксплуатации.
Под давлением
Утечки веществ через прокладки, швы, разъёмные соединения и другие
места. Это объясняется тем, что даже при тщательной обработке прилегающих
поверхностей
нельзя
создать
абсолютную
непроницаемость.
При
соприкосновении двух поверхностей из-за незначительных выпуклостей
образуется много капиллярных каналов, по которым происходит истечение
газов и жидкостей.
Образование взрывоопасных концентраций паров в закрытых аппаратах
с горючими жидкостями. Это возможно, если рабочая температура жидкости
находится в интервале между нижним и верхним температурными пределами
воспламенения.
Потенциальная
опасность сосудов,
работающих
под
давлением.
Разгерметизация (потеря герметичности) может привести к физическому или
химическому взрыву, тепловым и химическим ожогам, механическим травмам,
разрушениям оборудования и помещений, а в случае применения токсичных
веществ — к отравлению работающих. umc53.rumoodle.kstu.ru
Учёт потерь паров и газов из дышащих и герметичных аппаратов, а также
при работе насосов и компрессоров. Неизбежность потерь приводит к
необходимости учитывать их при составлении материального баланса
производственного процесса.
В вакууме
9
Повышение скорости испарения различных веществ в вакууме. На этом
основана сушка при комнатной температуре продуктов, древесины и других
предметов.
Изоляционные свойства вакуума при передаче тепла и звука, которые
используются в строительных блоках, сосудах для хранения нагретых и
охлаждённых предметов.
Возможность
прохождения
через
вакуум
электромагнитного
излучения — это используется для нагрева, спектральной диагностики состава
газов, измерения температуры в вакуумной камере.
Учёт связанных газов в материалах, которые могут переходить в
свободное состояние (десорбироваться) и повышать давление в замкнутом
объёме. Это одно из условий сохранения высокого вакуума в изолированных от
насосов системах и электровакуумных приборах.
Относительность понятия «вакуум» — одному и тому же давлению могут
соответствовать разные степени вакуума. Например, воздух в порах твёрдого
тела соответствует высокому вакууму и при нормальном давлении.
Учёт теплового излучения — даже в идеальном вакууме при конечной
температуре всегда имеется некоторое тепловое излучение (газ фотонов).
Таким образом, тело, помещённое в идеальный вакуум, рано или поздно придёт
в тепловое равновесие со стенками вакуумной камеры за счёт обмена
тепловыми фотонами
Существуют следующие методы отбора проб
- Отбор через пробоотборные краны и клапаны: используются специально
спроектированные
седловые/фланцевые
пробоотборники,
оснащённые
герметичными запорными элементами. Подходят для жидких и газообразных
сред
при
совместимости
материалов
с
агрессивной
средой.
- Отбор в ёмкости (баллоны, канистры) под давлением: применяются
металлические или специально покрытые баллоны для газовых проб; для
жидкостей используются фарфоровые/стеклянные или покрытые контейнеры в
зависимости от агрессивности растворителя.
10
- Отбор в пробоотборные мешки и мешки из инертных полимеров:
удобный способ для газовых проб при низкой агрессивности и отсутствии
необходимости длительного хранения.
- Адсорбционные методы (пробоотборные трубки с сорбентом):
используются
для
концентрирования
летучих
и
паров
веществ
при
последующем лабораторном анализе.
- Промышленные канистры и сумки ISO/EN-совместимые: для образцов,
требующих стандартизированного взятия и транспортировки.
- Методики инертного вытеснения и промывки: применяются для
получения репрезентативной пробы из объёма, где прямая установка сосуда
непрактична (примеры: отбор газов через линию с продувкой инертным газом).
-
Негерметичные и микропробники для работы под
специальные
устройства,
обеспечивающие
сохранение
контролируемое восстановление давления при изъятии пробы.
11
вакуумом:
давления
или
Заключение
Отбор проб агрессивных и ядовитых веществ из аппаратов, находящихся
под давлением или вакуумом, — сложный процесс, требующий соблюдения
строгих правил и применения специализированных методов. Важно учитывать
физико-химические свойства веществ, их реакции с материалами, из которых
изготовлены аппараты, а также риски, связанные с работой с опасными
веществами
Некоторые методы отбора проб агрессивных и ядовитых веществ из
аппаратов под давлением или вакуумом:
Предварительное
снижение
давления.
Жидкости,
находящиеся
в
аппаратах под давлением, предварительно переводят в промежуточные
ёмкости, после снижения давления их сливают в пробоотборники.
Использование герметических или вакуумных способов. Отбор проб
должен производиться безопасными способами, полностью исключающими
выделение в рабочее помещение газов, паров и жидких продуктов.
Применение газометров. Если давление в аппарате меньше атмосферного
или равно ему, для отбора пробы используют ёмкости, из которых
предварительно откачен воздух. Газометры этого типа должны выдерживать
вакуум, соответствующий остаточному давлению 3–5 мм рт. ст., поэтому, как
правило, имеют сферическую форму.
Использование автоматизированных пробоотборников или систем с
дистанционным управлением. Это минимизирует контакт оператора с
опасными веществами
12
Список литературы
1.
Жебентяев А. И. Аналитическая химия. Хроматографические
методы анализа : учеб. пособие / А. И. Жебентяев. – Минск: Новое знание;
Москва: ИНФА-М, 2013. – 206 с.
2.
Жебентяев, А. И. Аналитическая химия в вопросах, задачах и
тестовых заданиях : пособие / А. И. Жебентяев, А. К. Жерносек, И. Е. Талуть. –
Витебск : ВГМУ, 2019. – 183 с.
3.
Жебентяев, А. И. Аналитическая химия. Инструментальные методы
анализа : учеб. пособие / А. И. Жебентяев, А. К. Жерносек, И. Е. Талуть. –
Минск : Новое знание, 2021. – 360 с.
4.
Жебентяев, А. И. Аналитическая химия. Практикум : учеб. пособие.
/ А. И. Жебентяев, А. К. Жерносек, И. Е. Талуть. - Минск : Новое знание;
Москва : Инфра-М, 2013. – 429 с.
5.
Отбор проб воды, воздуха и почвы: правила и рекомендации
[Электронный
ресурс]
//
journal.ecostandard.ru
-
Режим
доступа:
https://journal.ecostandard.ru/eco/praktikum/otbor-prob-vody-vozdukha-i-pochvypravila-i-rekomendatsii/, свободный. - Загл. с экрана
6.
Отбор проб газа и определение [Электронный ресурс] // elar.usfeu.ru
- Режим доступа: https://elar.usfeu.ru/bitstream/123456789/4362/1/Gorbatenko.pdf,
свободный. - Загл. с экрана
7.
Отбор проб. Инструкция. Пример для лаборатории - Линко
[Электронный
ресурс]
//
linqo.ru
-
Режим
доступа:
https://linqo.ru/Materials/Doc?name=Sampling, свободный. - Загл. с экрана
8.
Правила работы в химической лаборатории [Электронный ресурс] //
skysmart.ru - Режим доступа: https://skysmart.ru/articles/chemistry/pravila-rabotyv-laboratorii, свободный. - Загл. с экрана
13