在化学实验室中,正确管理和使用化学试剂是确保实验成功和人员安全的关键。本指南将详细介绍实验室中常见的化学试剂分类、存储要求、安全操作规程以及应急处理措施,旨在为科研人员和学生提供一份全面、实用的参考资料。

一、 实验室常用化学试剂分类与清单

实验室化学试剂种类繁多,根据其化学性质、用途或危险性,通常可以进行以下分类。了解这些分类有助于我们更好地进行采购、存储和管理。

1. 无机化学试剂

无机试剂是实验室中最基础的化学品,主要用于酸碱滴定、沉淀反应、离子检验等。

  • 酸类 (Acids):
    • 强酸: 浓硫酸 (H₂SO₄)、浓盐酸 (HCl)、浓硝酸 (HNO₃)、高氯酸 (HClO₄)。这些是实验室中最常用的强酸,具有强腐蚀性和脱水性。
    • 中强酸/弱酸: 磷酸 (H₃PO₄)、乙酸 (CH₃COOH)、氢氟酸 (HF)。氢氟酸具有剧毒和强腐蚀性,能穿透皮肤腐蚀骨骼,需特别小心。
  • 碱类 (Bases):
    • 强碱: 氢氧化钠 (NaOH)、氢氧化钾 (KOH)。均为白色固体,易潮解,具有强腐蚀性,能灼伤皮肤和眼睛。
    • 弱碱: 氨水 (NH₃·H₂O)、碳酸钠 (Na₂CO₃)、碳酸氢钠 (NaHCO₃)。
  • 盐类 (Salts):
    • 常用盐: 氯化钠 (NaCl)、硫酸铜 (CuSO₄)、硝酸银 (AgNO₃)、氯化钡 (BaCl₂)。硝酸银具有腐蚀性且见光易分解;氯化钡有毒。
  • 氧化剂与还原剂:
    • 氧化剂: 高锰酸钾 (KMnO₄)、重铬酸钾 (K₂Cr₂O₇)、过氧化氢 (H₂O₂, 双氧水)。强氧化剂与还原剂或有机物接触可能引发火灾或爆炸。
    • 还原剂: 硫代硫酸钠 (Na₂S₂O₃)、亚硫酸钠 (Na₂SO₃)、锌粉 (Zn)。

2. 有机化学试剂

有机试剂主要用于有机合成、溶剂、萃取和色谱分析。

  • 通用溶剂:
    • 极性溶剂: 乙醇 (C₂H₅OH)、甲醇 (CH₃OH)、丙酮 (CH₃COCH₃)、乙酸乙酯 (CH₃COOCH₂CH₃)。甲醇有毒,可致盲;丙酮易燃。
    • 非极性溶剂: 正己烷 (C₆H₁₄)、石油醚、苯 (C₆H₆)、甲苯 (C₇H₈)。苯和甲苯具有毒性,是已知的致癌物。
  • 常用有机原料:
    • 乙酸酐、氯乙酸、苯甲醛、苯胺等。这些物质通常具有刺激性气味和一定的毒性。
  • 高分子与特殊试剂:
    • 硅烷化试剂、催化剂(如钯碳、三氯化铁)等。

3. 按危险性分类

根据化学品的固有危险性进行分类管理至关重要。

  • 易燃品: 如乙醇、丙酮、乙醚、石油醚、金属钠。应存放于阴凉通风处,远离火源。
  • 易爆品: 如苦味酸、硝化甘油、某些过氧化物。需单独存放,避免撞击和摩擦。
  • 剧毒品: 如氰化物、三氧化二砷(砒霜)、氯化汞。必须双人双锁管理,严格记录用量。
  • 强腐蚀品: 如浓硫酸、浓硝酸、浓盐酸、氢氧化钠、氢氟酸。操作时必须佩戴防护手套和护目镜。
  • 氧化剂: 如高锰酸钾、硝酸钾、过氧化物。不得与易燃物、还原剂混放。

二、 化学试剂的安全存储原则

正确的存储是防止事故发生的第一道防线。

  1. 分类存放,隔离管理:

    • 酸、碱分柜: 酸性试剂与碱性试剂必须分开存放,防止泄漏时发生中和反应产生大量热量或有毒气体。
    • 氧化剂、还原剂分柜: 避免两者混合引发火灾或爆炸。
    • 易燃品专柜: 必须存放在专用的防爆冰箱或防火柜中,并保持通风。
    • 剧毒品专柜: 实行“双人双锁”管理,领用需详细登记。
  2. 环境要求:

    • 温度: 大多数试剂应存放在阴凉处(低于30°C),避免阳光直射,特别是见光易分解的试剂(如硝酸银、碘化物)。
    • 通风: 试剂柜应设置在通风良好的区域,对于挥发性强的试剂,应存放在通风橱内的专用试剂柜中。
  3. 容器与标签:

    • 所有试剂必须有清晰、完整的标签,标明名称、浓度、配制日期、配制人。
    • 容器应密封良好,防止挥发和吸潮。对于易挥发、有毒的试剂,建议在瓶口加装吸收装置或存放于通风橱。
  4. 特殊试剂的存储:

    • 易燃液体: 如乙醚,长期存放可能产生爆炸性过氧化物,需定期检查并处理。
    • 金属钠/钾: 必须浸没在煤油或液体石蜡中,隔绝空气和水。
    • 氢氟酸: 必须使用塑料瓶盛装,因为玻璃会被其腐蚀。

三、 实验室安全操作规程

在接触任何化学品之前,必须了解并遵守以下基本操作规程。

1. 个人防护装备 (PPE)

  • 实验服: 必须穿着合体的实验服,扣好纽扣,保护身体和衣物。
  • 护目镜/面罩: 在进行任何可能产生飞溅、喷射、粉尘或挥发的操作时,必须佩戴护目镜。处理强腐蚀性或剧毒化学品时,应佩戴防护面罩。
  • 手套: 根据所接触的化学品性质选择合适材质的手套。
    • 丁腈手套: 适用于大多数有机溶剂和酸碱。
    • 乳胶手套: 对某些有机溶剂防护性较差,且可能引起过敏。
    • 耐强酸碱手套: 处理浓硫酸、氢氟酸等必须使用专用手套。
  • 防护鞋: 穿着不露脚趾的鞋子,防止化学品滴落烫伤或腐蚀。

2. 规范操作手法

  • 取用液体:
    • 严禁直接用口吸取移液管,必须使用吸耳球或移液器。
    • 取用腐蚀性液体时,面部应与瓶口保持距离,防止液体溅出伤人。
    • 倾倒液体时,标签应朝向手心,防止液体流下腐蚀标签。
  • 稀释浓酸:
    • 黄金法则: “酸入水,沿壁倒,慢慢搅”。即必须将浓酸缓慢倒入水中,并不断搅拌散热。绝对禁止将水倒入浓酸中,因为稀释浓酸会释放大量热量,导致水瞬间沸腾并喷溅出腐蚀性酸液。
  • 加热操作:
    • 加热试管时,管口严禁对人。
    • 加热液体时,液体体积不应超过容器容积的1/3。
    • 加热易燃液体必须使用水浴或油浴,严禁直接用明火加热。
  • 通风橱的使用:
    • 所有会产生有毒、有害、刺激性气体或粉尘的操作都应在通风橱内进行。
    • 操作时,头部应保持在通风橱窗外,拉下视窗至安全线以下。

四、 化学品泄漏与应急处理

事故发生时,保持冷静并采取正确的应急措施至关重要。

1. 化学品泄漏处理

  • 一般原则: 立即报告实验室负责人,疏散无关人员,设置警戒区。
  • 小量泄漏:
    • 酸/碱泄漏: 穿戴好防护装备,用碳酸氢钠或碳酸钠粉末覆盖酸液,或用稀醋酸覆盖碱液,待其中和后,用沙土或锯末吸收,收集至专用废物桶。
    • 有机溶剂泄漏: 用沙土、硅藻土或专用吸附棉吸收,收集至有机废液桶。
  • 大量泄漏: 立即撤离,寻求专业救援(如消防队或环保部门)。

2. 人员伤害急救

  • 皮肤灼伤:
    • 酸灼伤: 立即用大量流动清水冲洗至少15分钟,然后用5%碳酸氢钠溶液湿敷。
    • 碱灼伤: 立即用大量流动清水冲洗至少15分钟,然后用2%硼酸溶液湿敷。
    • 氢氟酸灼伤: 极其危险!立即用大量清水冲洗后,应尽快使用葡萄糖酸钙凝胶涂抹,并立即就医。
  • 眼睛灼伤:
    • 立即用洗眼器或大量清水冲洗眼睛,冲洗时应翻开眼睑,持续至少15分钟。切勿揉眼! 冲洗后立即就医。
  • 吸入中毒:
    • 迅速将患者移至空气新鲜处,保持呼吸道通畅。如停止呼吸,立即进行人工呼吸,并呼叫急救。
  • 误服中毒:
    • 一般情况下,催吐是禁忌的,特别是腐蚀性化学品。应立即携带化学品标签就医。

五、 实验室废弃物处置

实验室废弃物不能随意丢弃,必须分类收集,统一处理。

  1. 分类收集:

    • 有机废液: 收集在专用的有机废液桶中(如含卤素和不含卤素的应分开)。
    • 无机废液: 重金属废液、含氰废液、含汞废液等应分别收集在专用桶中,切勿混合。
    • 固体废弃物: 沾染了化学品的固体(如滤纸、手套)应作为固体废物收集在专用袋中。
    • 锐器: 废弃的针头、刀片、碎玻璃等应收集在锐器盒中,防止刺伤。
  2. 标签与记录:

    • 每个废液桶都必须贴上清晰的标签,注明主要成分、危险性、日期和收集人。
  3. 统一处理:

    • 所有废弃物最终交由有资质的专业公司进行处理,严禁私自倾倒。

六、 结论

实验室安全无小事。从试剂的采购、存储、使用到废弃物的处置,每一个环节都关系到实验人员的生命安全和环境的保护。通过建立完善的管理制度、遵守严格的操作规程、并具备基本的应急处理知识,我们可以最大限度地降低实验室风险,创造一个安全、高效的科研环境。希望本指南能成为您实验室工作中的得力助手。