Неге химиялық төзімділік мектептегі зертханалық жабдықтар үшін маңызды

Қалайыпты жабдық химия зертханасына кіргенде не болады?

Әдебиет сабағы үшін идеалдық жұмыс істейтін ағаштан жасалған партаны мектептің химия зертханасына орнатқан кезде ол тіршілік қауіпіне айналады. Аптамен қышқылдың (гидрохлорлық қышқыл) төгілуінен бетінің бетінде ойықтар пайда болады. Айлар ішінде органикалық еріткіштер бетіндегі жағылған қабатты ериді. Жыл ішінде жұмыс бетінің құрылымдық тұрақтылығы бұзылады, нәтижесінде реакциялық қалдықтар жиналатын жарықтар пайда болады және келешектегі тәжірибелерде болжанбайтын химиялық әрекеттерге қауп туғызады. Сондықтан мектептегі зертхана жабдығы – бұл жалпы білім беру жабдығынан айрықша өнім тобы болып табылады, оның материалдық сипаттамалары химиялық инерттілік, жылулық тұрақтылық және ластануға төзімділікті басқа барлық сапалық сипаттамалардан басым қылып қарастырады. Зертхана жабдығын класс бөлмесіндегі жабдықпен ауыстыруға болатын деп қараған сатып алу қызметкерлері өз мекемелерін жиі қайта алмастыруға деген шығындарға, зертхананың жұмыс істемеуіне және ең маңыздысы – бюджеттік үнемдеумен түзетілмейтін оқушылардың қауіпсіздігіне қауп тудырады.

Беттік материалдардың химиясы. Зертханалық жұмыс үстелінің төзімділігін қамтамасыз ететін факторлар

Мектептегі зертханалық жабдықтардың беткі қабаттары биология, химия және физика пәндері бойынша оқушылар кездесетін кең спектрдегі химиялық реагенттерге төзімді болуы тиіс. Білім беру саласындағы зертханалық жұмыс үстелдері үшін өнеркәсіптік стандарт – физико-химиялық тақтай, яғни химиялық төзімділікке арналып жасалған құрама материал. 12,7 мм қалыңдығындағы мықты физико-химиялық тақтай екі жағынан да қорғаныш қабатымен жабылған, ол жұмыс бетінен немесе төменгі жағынан (құйылып кеткен сұйықтықтар мүмкін) сұйықтықтардың сіңіруін болдырмауға арналған. Бұл материал орта мектептегі эксперименттерде кеңінен қолданылатын сұйылтылған күкірт қышқылы, натрий гидроксиді ерітіндісі, этанол, ацетон және сутегі пероксиді сияқты көптеген зертханалық реагенттерге ыдырауға төзімді. Сонымен қатар, тақтай электрстатикалық зарядталуды болдырмау қасиетіне ие, бұл физика зертханаларында электрстатикалық разрядтар сезімтал өлшеу құрылғыларын зақымдауы немесе электрондық жобаларға кедергі келтіруі мүмкін болғандықтан маңызды. Ыстыққа төзімділік – тағы бір маңызды параметр. Сапалы зертханалық жабдықтардың беткі қабаты 1300 °C температурадағы денелермен тікелей контактта болғанда бетінің деформациялануы немесе химиялық ыдырауынсыз көтере алуы тиіс; бұл ыстық стакандар, тигельдер немесе Бунзен шамына жақын болған кезде болуы мүмкін апаттардан қорғайды.

Рамалық құрылыс және қышқылдық тазарту-фосфаттау процесі

Жұмыс беті тікелей химиялық әсерге төзеді, ал мектептегі зертханалық жабдықтардың рамасы басқа бір қиындыққа ұшырайды: ауадағы химиялық булардың коррозиясы мен кездейсоқ шашырау әсері. Құрғақ сынып ортасында жақсы жұмыс істейтін салқындатылған болат рамалары қышқыл булары мен жоғары ылғалдылықтың бірігуінен тот басу процесін жеделдететін зертханалық жағдайларда тез тозады. Осыған қарсы шаралар — көптеген сатыдан тұратын металды өңдеу процесі. Қышқылдық тазарту қарапайым болаттан өндіріс қабатын, дәнекерлеу кезіндегі тотығын және беттегі басқа ластанған заттарды алып тастайды, нәтижесінде химиялық таза негіз пайда болады. Фосфаттау кезінде кристалды фосфат қабаты түзіледі, оның екі қызметі бар: біріншіден, ол тікелей коррозияға қарсы қорғаныс қамтамасыз етеді, екіншіден, ол кейінгі қабатты механикалық және химиялық байланыс арқылы нығыздауға мүмкіндік беретін микробұзылу бетін құрады. Электростатикалық шашырату арқылы қолданылатын эпоксидті смола қабаты қыздыру кезінде фосфат кристалдарына енеді және қышқыл буларының өтуіне қарсы тұратын өткізбейтін кедергі түзеді. Алғыс берілетін химия немесе кәсіби ғылыми бағдарламалары бар мектептерде әсіресе агрессивті химиялық реагенттермен жұмыс істелетін зертханалар үшін алюминий қорытпасы немесе шойын болат рамалары темірлі металдардың коррозиясына толығымен қарсы болады, бірақ бұл материалдың құны жоғары болады.

Зертхана жабдығы үшін қауіпсіздік стандарттары мен сәйкестік құжаттамасы

Білім беру зертханалық жабдығы жалпы сыныптық жабдықтардың стандарттарынан тыс реттелетін құқықтық негізге ие. BIFMA және EN стандарттары барлық білім беру орындарындағы отырғыштар мен жұмыс орындарының құрылымдық тұрақтылығы мен эргономикасын қамтиды, ал зертханалық жабдықтарды сатып алу кезінде қосымша тағайындалған нақты нарықта қолданылатын химиялық қауіпсіздік пен өртке төзімділік кодтарына сәйкестікті тексеру қажет. Зертханалық ортада ауа алмасу жиі реттелетіндіктен, жасанды ағаш немесе композитті компоненттерден бөлінетін формальдегид шығыны – нақты мәселеге айналады, өйткені жабдық материалдарының газ бөлуі ауадағы шығындың концентрациялануына әкелуі мүмкін. Формальдегид шығынының 0,1 миллиграмм/кубикалық метрден төмен болуы – зертханалық жабдықтар үшін қатал қойылатын қауіпсіздік порогы болып табылады, сондықтан сатып алуға арналған техникалық тапсырмаларда өндірушінің өзінің декларациясына сүйенбеуі, бірақ тәуелсіз үшінші тараптың сынақ құжаттарын талап етуі қажет. Өндірістік кәсіпорында ISO 9001 сертификаты процестің тұрақтылығын қамтамасыз етеді, яғни сынақ үлгілерінде расталған химиялық төзімділік қасиеттері өндіріс көлемі кеңейген сайын нашарламай, барлық өндіріс партияларында қайталанады. ISO 14001 экологиялық басқару сертификаты қосымша түрде өндірісте қолданылатын химиялық өңдеу процестерінің (мысалы, қышқылдық тазарту мен фосфаттау) экологиялық нормаларға сәйкес басқарылатынын растайды.

Химиялық қауіпсіздікті қолдауға бағытталған зертханаға тән сипаттар

Негізгі жұмыс беті мен каркастан басқа, оқу зертханасындағы әртүрлі қосымша элементтер химиялық қауіпсіздікті қамтамасыз етеді, бірақ оларды сатып алу кезінде көбінесе ескерілмейді. Барлық жұмыс үстелінің бұрыштары мен каркас элементтерінің дөңгелектелген шеттері екі мақсатқа қызмет етеді: оқушылардың жұмыс орындары арасында қозғалған кезде соққыдан туындаған жараларды болдырмау және төгілген химиялық заттардың жиналып, концентрациялануы мүмкін сүйір бұрыштарды жою. Зертханалық жұмыс үстелдерін еденге орнату нұсқалары стационарлықты қамтамасыз етеді, ол әйнек ыдыстар мен реактивті қоспалармен жүргізілетін тәжірибелер кезінде маңызды, өйткені үстелдің соғылуы немесе ығысуы бірнеше оқушының жұмыс орындары бойынша төгілу тізбегін тудыруы мүмкін. Зертхана жиһазының каркасына кіріктірілген сақтау шкафтары жиі қолданылатын реагенттерді жұмыс орнында ұстауға мүмкіндік береді, ал бұл оқушылардың химиялық заттарды зертхана едені бойынша әйнек ыдыстарда көшіруін болдырады және төгілу қаупін азайтады. Микроскоптар мен инкубаторлар үшін электр розеткалары қажет болатын биологиялық зертханалар үшін кейбір зертхана үстелдері химиялық әсер аймағының жоғарысында орналасқан, ал еден деңгейінде емес (мұнда төгілулер жиналады), интегралды USB адаптерлері мен электр қоректендіру нүктелерін қамтиды.

Химиялық төзімділік тұжырымдамаларын бағалауға арналған практикалық жабдықтау сценарийі

Тропиктік климатта орналасқан орта мектептің ғылыми бөлімі 30 оқушыдан тұратын жаңа химия зертханасы үшін зертхана жабдықтарын таңдап отыр. Сатып алу комитеті үш тәжірибелі тұтынушыдан ұсыныстар алды, әрқайсысы өзінің жабдықтарының химиялық төзімділігін әділдеп отыр. Негізгі сұрақ — осы тұжырымдарды нақты маркетингтік сөздерге сенбей, объективті түрде қалай тексеруге болады. Тиімді бағалау әдісі әрбір тұтынушыдан мектептің химия пәні бағдарламасында қолданылатын нақты химиялық заттар бойынша ресми тест нәтижелерін ұсынуын талап етеді, соның ішінде әсер ету уақыты, концентрациясы және сынақтан кейінгі беттің күйі көрсетілген болуы керек. Бірінші тұтынушы мектеп бағдарламасындағы стандартты концентрацияда 24 сағат әсер ету уақытында он екі реагент бойынша егжейлі тест кестесін және беттің күйін көрсететін фотосуреттерді ұсынды. Екінші тұтынушы тек жалпы химиялық төзімділік туралы тұжырым берді, нақты тест деректерін келтірмеді. Үшінші тұтынушы 12,7 мм физико-химиялық тақтасының техникалық сипаттамасына сілтеме жасады, бірақ партияға арналған нақты тест есептерін ұсына алмады. Сатып алу комитеті бірінші тұтынушыны таңдады және осымен мектеп зертханасындағы жабдықтарды сатып алу кезінде химиялық төзімділік туралы тұжырымдарды жалпы қорытындылар емес, тексерілетін тест құжаттарымен растау керек деген үлгі орнатылды. Сондай-ақ, спецификацияда сулы химия аймағындағы барлық жұмыс орындары үшін еденге орнатылатын орнату талап етіледі және қышқыл буларының концентрациясы ең жоғары болатын тарту шкафына жақын орналасқан стенділер үшін алюминий қорытпасынан жасалған рамалар көрсетіледі.