برای راه اندازی یک آزمایشگاه موفق، شما باید مواد شیمیایی مناسب و موثر انتخاب کنید. بسته به اهداف آزمایشگاه، برخی از مواد شیمیایی بهتر از سایرین مورد استفاده قرار میگیرند و زمان، تجهیزات غیر ضروری، منابع و آموزش را کاهش می دهند.

هر پروژه ممکن است نیاز به درک دقیقی از چگونگی بهبود و اصلاح روند کار مواد شیمیایی داشته باشد.

در این مقاله رایج ترین و پرمصرف ترین انواع مواد شیمیایی آزمایشگاهی به همراه کاربردهای مربوطه و الزامات ایمنی آنها بررسی خواهیم کرد.( یکی از بزرگترین و مورد اطمینان ترین تولید کنندگان مواد شیمیایی آزمایشگاهی شرکت مرک آلمان می باشد.)

مواد شیمیایی رایج مورد استفاده در آزمایشگاه و موارد استفاده از آنها

آگاه بودن نسبت به انواع مواد شیمیایی و همچنین ذخیره سازی و جابجایی مناسب می تواند احتمال خطرات آزمایشگاهی مواد شیمیایی را کاهش دهد. بسته به ویژگی های یک ماده شیمیایی، پروتکل های مختلفی برای رسیدگی به نشت، آلودگی یا هر گونه خطر زیست محیطی وجود دارد.

در زیر لیستی از انواع مواد شیمیایی آزمایشگاهی بر اساس طبقه بندی خطر آنها و توضیح مختصری در مورد نحوه استفاده از هر کلاس شیمیایی آورده شده است.

اکسید کننده ها

اینها ترکیبات شیمیایی هستند که وقتی با ماده دیگری واکنش می دهند، اکسیژن آزاد می کنند.

نمونه هایی از اکسید کننده ها نیترات ها، نیتریت ها، پراکسیدها و پربورات ها هستند.

اسیدهای اکسید کننده

اسیدهای اکسید کننده کمی قوی تر از سایر اکسید کننده ها، حاوی اکسیژن در ساختار آنیونی هستند. این مورد به ویژه هنگام تلاش برای استخراج کلر از هیدروکلریک اسید مفید است

نمونه هایی از اسیدهای اکسید کننده عبارتند از اسید نیتریک، آب اکسیژنه یا اسید کرومیک.

مایعات قابل اشتعال

اگرچه این کلاس شیمیایی به طور مشخص خطر احتراق و اشتعال پذیری دارد، اما کاربردهای منحصر به فردی برای استفاده نیز وجود دارد. بسیاری از این مواد شیمیایی حلال هستند و می توانند در تکنیک های آزمایشگاهی مرطوب از جمله کروماتوگرافی، طیف سنجی و سنتز شیمیایی استفاده شوند. این ترکیبات می توانند پروتئین ها را دناتوره کنند و به تجزیه و جداسازی سایر مواد شیمیایی کمک کنند.

نمونه هایی از مایعات قابل اشتعال عبارتند از متانول، استون، اتانول، هگزان و تولوئن.

پایه های غیر آلی

هیدروکسیدهای فلزی یا بازهای معدنی برای رسوب آزمایش استفاده می شوند. شکل رقیق سدیم هیدورکسید را می توان در آزمایشات برای یون های فلزی استفاده کرد. به عنوان مثال، محلول سولفات مس با مقدار کمی هیدروکسید سدیم واکنش و رسوب می دهد و هیدروکسید مس و سولفات سدیم را تشکیل می دهد. سپس نمک هیدروکسید مس را می توان در آماده سازی بیشتر نمک های سنتز شده استفاده کرد.

برخی از نمونه‌های بازهای معدنی عبارتند از هیدروکسید سدیم و هیدروکسید پتاسیم.

پایه های ارگانیک

آمین ها که به عنوان پایه های آلی نیز شناخته می شوند، در پزشکی، پردازش عکاسی و به عنوان یک جزء در سنتز پیشران موشک و حشره کش ها استفاده می شوند. آنها مشتقات قطبی آمونیاک هستند و می توانند پیوندهای هیدروژنی تشکیل دهند که به عنوان باز و هسته دوست عمل می کنند.

نمونه هایی از بازهای آلی اتانول آمین و تروبتیل آمین می باشند.

مایعات اسیدی قابل اشتعال

این ترکیب اسیدها و مواد قابل اشتعال در سنتز شیمیایی به عنوان حلال استفاده می شود و معمولاً در تولید استرها در ترکیب با الکل های مختلف استفاده می شود. اسید استیک به عنوان یک کاتالیزور آلی در چندین فرآیند شیمیایی استفاده می شود.

برخی از مایعات قابل اشتعال اسیدی عبارتند از: اسید استیک و اسید فرمیک.

مایعات قابل اشتعال اولیه

مایعات قابل اشتعال اولیه مانند دی متیل آمین برای سنتز و ساخت ترکیبات و مواد صنعتی استفاده می شود. آنها اغلب پیش ساز یک ترکیب پیچیده تر هستند و با سایر مواد شیمیایی واکنش می دهند تا فرآیندهایی مانند ولکانیزاسیون لاستیک با گوگرد را تکمیل کنند. آنها می توانند در تولید مواد تشکیل دهنده محصولات خانگی مانند صابون یا عوامل امولسیون کننده معمولی مفید باشند.

نمونه هایی از مایعات قابل اشتعال اولیه عبارتند از تری اتیل آمین، دی متیل آمین و متیلات سدیم.

اسیدهای آلی

اسیدهای آلی که معمولاً در شیمی تحلیلی و آزمایش‌های آزمایشگاهی استفاده می‌شوند، به عنوان ترکیبی عمل می‌کنند که به آزمایش و شناسایی عدم تعادل در نمونه‌های بیولوژیکی کمک می‌کند.

چند نمونه از اسیدهای آلی عبارتند از اسید بوتیریک و اسید پنتانوئیک.

اسیدهای معدنی

این دسته از مواد شیمیایی کاربردهای گسترده ای از خالص سازی ترکیباتی مانند نفت گرفته تا تولید نیتروگلیسیرین دارد. اسیدهای معدنی بیشتر در سنتز اسیدهای چرب از طریق تقطیر استفاده می شوند. با این حال، مواد شیمیایی زیادی وجود دارد که می توانند با استفاده از اسیدهای آلی سنتز شوند.

محبوب ترین اسیدهای معدنی عبارتند از: اسید کلریدریک، اسید سولفوریک ، اسید فسفریک و اسید هیدروفلوریک که برخی در مواد شوینده نیز مورد استفاده قرار میگیرند.

سموم

این دسته گسترده از مواد شیمیایی سمی باید با احتیاط مورد استفاده قرار گیرند زیرا کار با آنها خطرناک است. بسیاری از آنها در محلول آبی موجود هستند. با این حال، آنها همچنین به صورت مخلوط یا نمک خالص در دسترس هستند. موارد استفاده می تواند شامل استخراج DNA بافر، بازیابی DNA از ژل های پلی آکریل آمید یا سنتز محصولاتی مانند چسب باشد.

برخی از مواد شیمیایی سمی رایج عبارتند از: آکریل آمید، فرمالدئید، فنل و استات سرب.

سیانیدها

سیانیدها ترکیبات بسیار سمی هستند که در تثبیت یون های الکترون در طول آبکاری الکتریکی استفاده می شوند. این مواد شیمیایی همچنین می توانند در تولید جواهرات و استخراج طلا استفاده شوند، زیرا به عنوان یک استخراج کننده شیمیایی فلزات را از سنگ معدن جدا می کنند.

نمونه هایی از سیانیدها عبارتند از سیانید سدیم، سیانید پتاسیم و سیانید کلسیم.

پیروفوریک

مواد پیروفوریک مایعات، جامدات یا گازهایی هستند که به طور خود به خود در هوا در دمای 130 درجه فارنهایت (54.4 درجه سانتیگراد) یا در عرض پنج دقیقه پس از قرار گرفتن در معرض مشتعل می شوند. آنها در تحقیقات برای کاتالیز واکنش های خاص استفاده می شوند و اغلب در محصولات نهایی گنجانده می شوند.

برخی از کاربردها شامل تقسیم فلزات ریز مانند بیسموت و روی یا حتی در کاتالیزور هیدروژنه کردن پالادیوم روی کربن است. همچنین برای جلوگیری از فعل و انفعالات ناایمن، اجتناب از نگهداری در نزدیکی مناطقی که مواد شیمیایی واکنش دهنده به آب وجود دارد، مهم است.

برخی از مواد شیمیایی پیروفوریک متداول آلکیل های فلزی مانند متیل لیتیوم یا تری متیل آلومینیوم هستند.

واکنش دهنده به آب

مواد شیمیایی واکنش‌دهنده به آب می‌توانند به شکل پودرهای فلزی یا معرف‌های مایع باشند و در صورت قرار گرفتن در معرض آب یا رطوبت در آزمایشگاه، گازهای خطرناک یا قابل اشتعال آزاد می‌کنند. برخی از فلزات آلکیل در این کلاس برای اهداف تحقیقاتی به دلیل برهمکنش آنها با سایر ترکیبات و نیمه عمر کوتاه مشخص برخی از ترکیبات مانند فرانسیم استفاده می شود.

فسفیدهای فلزی به ویژه برای استفاده در واکنش‌های تکامل اکسیژن، تقسیم آب و تبدیل فوتوکاتالیستی قابل توجه هستند. این به دلیل خاصیت رسانایی و الکتروکاتالیزوری آنها است. این استفاده به عنوان یک نیمه هادی، تحقیق و توسعه باتری های Li-S (لیتیوم-گوگرد) را توسعه داده است.

چند نمونه از مواد شیمیایی واکنش دهنده به آب عبارتند از منیزیم، روی، کبالت، پتاسیم بوروهیدرید و فسفید کلسیم.

اسیدهای واکنش دهنده به آب

کلروسیلان ها که اغلب به عنوان پوشش سطوح سیلیکونی و شیشه ای استفاده می شوند، در دسته اسیدهای واکنش پذیر آب قرار می گیرند. هالیدهای اسیدی نیز در این دسته از مواد شیمیایی طبقه بندی می شوند و می توانند به عنوان واسطه برای سنتز ترکیبات آلی استفاده شوند. هنگام ترکیب یک هالید اسید با آب، اسید کربوکسیلیک تشکیل می‌شود، ترکیبی که در فرآیند صنعتی برای سنتز اسید استیک استفاده می‌شود.

نمونه‌هایی از اسیدهای واکنش‌گر آب عبارتند از: دی متیل دی کلروسیلان و اتیل تری کلروسیلان.

غیر خطرناک

در نهایت، ترکیباتی وجود دارند که به عنوان مواد شیمیایی غیر خطرناک شناخته می شوند که هیچ خطر شناخته شده ای در حمل و نقل یا ذخیره سازی ندارند. این شامل بافرها، سورفکتانت ها، رزین های تبادل یونی، محیط کشت، روغن پمپ و نمک ها می شود. یافتن مواد نگهدارنده سمی (مانند نمک های جیوه یا آزید در بافرها) در برخی از محصولات غیرخطرناک ممکن است، که بررسی تمام برچسب های ایمنی قبل از استفاده ضروری است.

این ترکیبات در اکثر آزمایشگاه ها رایج هستند و اغلب بر اساس پروتکل های منحصر به فرد شما مشخص می شوند.

نحوه چیدمان مواد شیمیایی در آزمایشگاه

هدف اولیه از ترتیب دادن مواد شیمیایی، اولویت دادن به ایمنی با اجتناب از واکنش های شیمیایی ناخواسته است. این امر مستلزم جداسازی مواد شیمیایی بر اساس طبقه بندی خطر آنها و استفاده از کابینت های نگهداری مواد شیمیایی است که برای جلوگیری از حوادث آزمایشگاهی یا خطرات شعله طراحی شده اند.

هنگام چیدمان مواد شیمیایی در آزمایشگاه، دستورالعمل هایی وجود دارد که به جلوگیری از حوادث شیمیایی و بهینه سازی کارایی کمک می کند:

همه ظروف مواد شیمیایی را به وضوح، از جمله تاریخ دریافت آن، برچسب بزنید.

برنامه ریزی کنید که فضای ذخیره سازی برای هر ماده شیمیایی در نظر گرفته شود، برخی از اقلام ممکن است با هم در یک کابینت ذخیره شوند در حالی که برخی دیگر ممکن است مخاطراتی داشته و نیاز به جداسازی داشته باشند. نمودارهای سازگاری شیمیایی موجود است که به عنوان یک اقدام احتیاطی اضافی می تواند در آزمایشگاه نمایش داده شود. به عنوان مثال، از نگهداری اکسید کننده ها و مواد شیمیایی قابل احتراق خودداری کنید زیرا ممکن است در صورت قرار گرفتن در معرض یا ریختن آنها واکنش خطرناکی ایجاد کنند.

از کابینت های دارای تهویه مطبوع برای هر گونه مواد شیمیایی فرار یا بدبو اطمینان حاصل کنید.

مواد خورنده به ظروف ثانویه مقاوم در برابر خوردگی نیاز دارند تا از کابینت ها در برابر هرگونه نشت محافظت کنند.

اگر آزمایشگاه شما به نگهداری مواد شیمیایی با دمای کنترل شده نیاز دارد، مطمئن شوید که تمام یخچال ها و فریزرهایی که برای نگهداری مواد شیمیایی استفاده می شوند به درستی برچسب گذاری شده باشند. هیچ ماده غذایی نباید در انبارهای شیمیایی نگهداری شود. هنگام نگهداری مواد قابل اشتعال در سردخانه، توصیه می شود از یخچال بدون جرقه یا ضد انفجار استفاده کنید.

مواد شیمیایی را روی میز کار نگهداری نکنید، این فضا باید فقط برای مواد شیمیایی در حال استفاده در نظر گرفته شود.

از قرار دادن هر چیزی در بالای کابینت ها خودداری کنید تا اطمینان حاصل شود که فاصله قابل توجهی در اطراف سرهای آبپاش وجود دارد تا سیستم اطفاء حریق به طور عملکردی کار کند.

مواد شیمیایی را فقط با استفاده از کابینت ها و قفسه های پذیرفته شده نگهداری کنید. نگهداری مواد شیمیایی در هودهای بخار، روی زمین یا در معرض استرس محیطی می تواند در عملکرد تجهیزات شما اختلال ایجاد کند و منجر به نشت یا نشت خطرناک شود.

ظروف بزرگ و سنگین شیمیایی باید در سطح شانه یا پایین تر نگهداری شوند.

نتیجه گیری:

مواد شیمیایی آزمایشگاهی برای یک فضای کاری مجهز و مولد ضروری هستند. آن‌ها بلوک‌های سازنده نوآوری هستند و می‌توانند روش‌های سریع و مؤثری را برای انجام اکتشافات علمی متحول کننده زندگی ارائه دهند.

درک طبقه‌بندی مواد شیمیایی رایج مورد استفاده در آزمایشگاه در کنار خرید مواد شیمیایی با کیفیت تیم شما را قادر می‌سازد تا به طور موثر و ایمن کار کنند - کاهش ضایعات و جلوگیری از حوادث شیمیایی در محیط کار.