第二节　物理化学实验室的安全与防护

在化学实验室里常常潜藏着诸如发生爆炸、着火、中毒、烫伤、割伤、触电等事故的危险性，物理化学实验室里尤其经常遇到高温、低温的实验条件，使用高气压（各种高压气瓶）、低气压（各种真空系统）、高电压、高频的仪器，而且许多精密的自动化设备日益普遍使用，因此需要实验者掌握必要的实验室安全防护常识，懂得应采取的预防措施，以及一旦事故发生时应及时采取的正确自救和处理方法。实验室的安全防护，是一个关系到培养良好的实验素质、保证实验顺利进行、确保实验者人身和国家财产安全的重要问题。

本节主要结合物理化学实验的特点介绍安全用电及使用化学药品的安全防护等知识。

一、安全用电常识

物理化学实验使用电器类设备较多，特别要注意安全用电。违章用电可能造成仪器设备损坏、火灾甚至人身伤亡等严重事故。

1.关于触电

实验室所用的市电为频率50Hz的交流电。人体感觉到触电效应时的电流强度约为1mA，此时会有发麻和针刺的感觉；通过人体的电流强度到了6～9mA时，一触就会缩手；电流强度高到10～25mA时，会使肌肉强烈收缩，手抓住了带电体后便不能释放；电流强度达到25mA以上，会造成呼吸困难，甚至停止呼吸；100mA则使心脏的心室产生纤维颤动，以致无法救活。因此，使用电气设备安全防护的原则就是不要使电流通过人体。

为了保障人身安全，防止触电一定要严格遵守以下安全用电规则：

①不用潮湿的手接触电器，手不得直接接触绝缘不好的通电设备。

②一切电源裸露部分应有绝缘装置，所有电器的金属外壳都应接上地线。

③实验时，应先连接好电路再接通电源；修理或安装电器时，应先切断电源；实验结束时，先切断电源再拆线路。

④不能用试电笔去试高压电，使用高压电源应有专门的防护措施。

⑤如有人触电，应首先迅速切断电源，然后进行抢救。

2.防止发生火灾及短路

①电线的安全通电量应大于用电功率；使用的保险丝要与实验室允许的用电量相符。

②实验室室内若有氢气、天然气等易燃易爆气体，应避免产生电火花。继电器工作时、电器接触点接触不良时及开关电闸时易产生电火花，要特别小心。

③如遇电线起火，应立即切断电源，用沙子或二氧化碳灭火器灭火，禁止用水或泡沫灭火器等导电液体灭火。

④电线、电器不要被水淋湿或浸在导电液体中；线路中各接点应牢固，电路元件两端接头不要互相接触，以防短路。

3.电器仪表的安全使用

①使用前须先了解电器仪表要求使用的电源是交流电还是直流电，是三相电还是单相电，以及电压的大小（如380V、220V、6V）。

②须确认电源和电器功率是否符合要求，及直流电器仪表的正、负极。

③仪表量程应大于待测量，待测量大小不明时，应从最大量程开始测量。

④实验前要先检查线路连接是否正确，经指导教师检查同意后方可接通电源。

⑤在使用过程中如发现异常，如不正常声响、局部温度升高、冒烟或嗅到焦烟味等，应立即切断电源，并报告指导教师进行检查。

二、高压气体钢瓶的安全使用

在物理化学实验室中，经常要使用到氧气、氮气、氩气等气体，这些气体一般都是储存在专用的高压气体钢瓶中。高压气体钢瓶是由无缝碳素钢或合金钢制成，按其所存储的气体及工作压力分类见表1-1。

根据国标GB 7144—1999规定，各种气瓶必须按照表1-2规定进行涂色、标注气体名称。

使用气瓶的主要危险是气瓶可能爆炸和漏气。漏气对可燃性气体钢瓶就更危险，应尽量避免氧气瓶和其他可燃性气体钢瓶放在同一房间内使用，否则，极易引起爆炸。已充气的气瓶爆炸的主要原因是气瓶受热而使内部气体膨胀，致使气瓶内压力超过气瓶的最大负荷而爆炸。气瓶爆炸的另一个原因是气瓶的瓶颈螺纹损坏，当内部压力升高时，冲脱瓶颈。在这种情况下，气瓶按火箭作用原理向放出气体的相反方向高速飞行。因此，均可能造成很大的破坏和伤亡。另外，如果气瓶的金属材料不佳或受到腐蚀时，一旦在气瓶坠落或撞击坚硬物时就会发生爆炸。因此，气体钢瓶（或其他受压容器）是存在着危险的，使用时需特别注意。

使用气体钢瓶必须按正确的操作规程进行，以下简述有关注意事项。

1.气体钢瓶放置要求

气体钢瓶应存放在阴凉、干燥、远离热源（如阳光、暖气、炉火等）的地方，并将气瓶固定在稳固的支架、实验桌和墙壁上，防止受外来的撞击和意外跌倒。易燃气体钢瓶应放置在有通风及报警装置的气瓶柜中。

2.使用时要安装减压表（阀）

气体钢瓶使用时要通过减压表使气体压力降至实验所需范围。安装减压表前应确定其连接尺寸是否与气瓶接头相符，接头处需用专用垫圈。一般可燃性气体气瓶（如氢气瓶、乙炔瓶等）接头的螺纹是反向的左牙纹，不燃性和助燃性气体气瓶接头的螺纹是正向的右牙纹。有些气瓶需使用专用减压表（如氨气瓶），各种减压表一般不得混用。减压表都装有安全阀，它是保护减压表安全使用的装置。减压表的安全阀应调节到接收气体的系统和容器的最大工作压力。

3.气体钢瓶操作要点

①气瓶需要搬运或移动时，应撤除减压表，旋上瓶帽，使用专门的气瓶搬移车。

②开启或关闭气瓶时，操作者应站在减压表接管的另一侧，不许把头或身体对准气瓶总阀门，以防万一阀门或减压表冲出伤人。

③气瓶开启使用前，应先检查接头连接处和管道是否漏气，确认无误后方可继续使用。

④使用可燃性气瓶时，更要防止漏气或将用过的气体排放于室内，并保持实验室通风良好。

⑤使用氧气瓶时，严禁氧气瓶接触油脂，操作者的手、衣服和工具上也不得沾有油脂，因为高压氧气与油脂相遇会引起燃烧。

⑥氧气瓶使用时发现漏气，不可用麻、棉等物去堵漏，以防燃烧引起事故。

⑦使用氢气瓶时，导管处应加防止回火的装置。

⑧气瓶内气体不可全部用尽，一般应留有不少于0.05MPa以上的残留压力，并在气瓶上标有已用完的记号，以防重新充气时发生危险。

三、使用化学药品的安全防护

1.防毒

大多数化学试剂都具有不同程度的毒性。毒物可以通过呼吸道、消化道和皮肤进入人体内。因此，防毒的关键是要尽量杜绝和减少毒物进入人体。

①实验前应了解所用试剂的毒性、性能和防护措施。

②操作有毒性化学试剂应在通风橱内进行，避免与皮肤直接接触。

③防止天然气或煤气管、灯漏气，使用完一定要关好天然气或煤气阀。

④苯、四氯化碳、乙醚、硝基苯等的蒸气会引起中毒，虽然它们都有特殊气味，但久吸后会使人嗅觉减弱，必须高度警惕。

⑤剧毒试剂应妥善保管并小心使用。

⑥严禁在实验室内喝水、吃东西。饮食用具不得带进实验室内，以防毒物沾染，离开实验室时要洗净双手。

2.防爆

可燃气体与空气的混合物在比例处于爆炸极限时，受到热源（如电火花）诱发将会引起爆炸。一些气体的爆炸极限见表1-3。

实验时要尽量防止可燃性气体逸出，保持室内通风良好，不使它们形成爆炸的混合气。在操作大量可燃性气体时，应严禁使用明火和可能产生电火花的电器，并防止其他物品撞击产生火花。

另外，有些试剂如乙炔银、过氧化物等受到震动或受热容易引起爆炸，使用时要特别小心；严禁将强氧化剂和强还原剂存放在一起；久藏的乙醚使用前应设法除去其中可能产生的过氧化物。在操作易发生爆炸的实验时，应有防爆措施。

3.防火

物资燃烧需具备三个条件：可燃物资、氧气或氧化剂以及一定的温度。许多有机溶剂，如乙醚、丙酮、乙炔等非常容易燃烧，使用时室内不能有明火、电火花等。用后要及时回收处理，不可倒入下水道，以免聚集引起火灾。实验室内不可过多存放这类试剂。

另外，有些物质如磷、金属钠及比表面积很大的金属粉末（如铁、铝等）易氧化自燃，在保存和使用时要特别小心。

实验室一旦发生火灾时不要惊慌，应根据情况选择不同的灭火设备进行灭火。以下几种情况不能用水灭火：

①有金属钠、钾、镁、铝粉、电石、过氧化钠等时，应用干沙等灭火。

②相对密度比水小的易燃液体着火，采用泡沫灭火器。

③有灼烧的金属或熔融物的地方着火时，应用干沙或干粉灭火器。

④电器设备或带电系统着火，应用二氧化碳或四氯化碳灭火器。

4.防灼伤

强酸、强碱、强氧化剂、溴、磷、钠、钾、苯酚、冰醋酸等都会腐蚀皮肤，特别要防止溅入眼内。液氧、液氮等低温也会严重灼伤皮肤，使用时要小心。万一灼伤应及时治疗。

四、汞的安全使用

汞中毒分急性和慢性两种。急性中毒多为高价汞盐（如HgCl2）入口所致，0.1～0.3g即可致死。吸入汞蒸气会引起慢性中毒，症状为食欲不振、恶心、便秘、贫血、骨骼和关节疼痛、精神衰弱等。汞蒸气的最大安全浓度为0.1mg·m-3，而20℃时，汞的饱和蒸气压约为0.16Pa，超过安全浓度130倍。所以使用汞时，必须严格遵守下列操作规定：

①储汞的容器要用厚壁玻璃器皿或瓷器，在汞面上加盖一层水，避免直接暴露于空气中，同时应放置在远离热源的地方。一切转移汞的操作，应在装有水的浅瓷盘内进行。

②装汞的仪器下面一律放置浅瓷盘，防止汞滴散落到桌面或地面上。万一有汞洒落，要先用吸汞管尽可能将汞珠收集起来，然后把硫黄粉撒在汞溅落的地方，并摩擦使之生成HgS，也可用KMnO4溶液使其氧化。擦过汞的滤纸等必须放在有水的瓷缸内。

③使用汞的实验室应有良好的通风设备；手上若有伤口，切勿接触汞。