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在处理实验室废弃物前,必须对危险类别了然于胸,这样才能根据操作标准做到安全运输和处理。因此从实验室工作者的安全考虑,不允许累积不明化学品的容器。通过适当标记瓶体和箱体的成分、危险性、首次倒入容器中废物的日期,从而避免在实验室出现不明成分的物品。如果有需要,每周例行检査容器的周围环境和标签并记录下来。如果出现标签褪色或字迹模糊,及时在瓶子上贴上新标签。
文中所描述的处理程序均在通风橱中进行。如有需要,文中将提示使用额外的防护措施。适当的个人防护(实验服,护目镜和合适的手套)必须做好。对于未列入文中的废弃物处理程序,请査阅原始文献,并请教于您的导师。
碱金属
碱金属与水、常见的羟基溶剂、卤代烃剧烈反应。因此,对碱金属的淬灭反应,应当避免这些物质的存在。通常的方法是控制醇的滴加来实现对碱金属的淬灭,最终的醇碱溶液通常可直接倾入盛废溶剂的容器中。
Na
金属Na直接用95%乙醇来淬灭:1)固体废Na应浸没于烃中(最好为矿物油),用锋利的刀将其切成小片,并避免新鲜的剪切面暴露于空气中。2)淬灭过程在三口圆底烧瓶中进行,并配有搅拌器、滴液漏斗、冷凝器和加热套。将三口圆底烧瓶抽真空并充入氮气,然后把切碎的钠片转入到三口圆底烧瓶,按照1g Na用13 mL95%乙醇的比例,以一定的速度滴入使其快速回流。(警告:氢气的产生有导致爆炸的危险。该反应在通风橱内进行,在淬灭装置前放有挡板,并配有适当的防护措施以避免装置爆裂冲出的废气引发燃烧。另外,搅拌装置必须是安全火花型的。)3)一旦乙醇加入的量足够,搅拌装置应当立马开启,边搅拌边回流此混合物直到钠的完全溶解。4)移走热源,以一定的速率滴入等体积的水并确保不再发生回流。5)待溶液冷却后,以6 M H2SO4或HCl中和此溶液。
K
金属K的淬灭与Na淬灭的程序、防范措施基本相同,所不同的是按照1g K用21mL低活性的叔丁醇的比例来淬灭K。(警告:金属K可形成爆炸性的过氧化物。切勿用刀切除金属钾暴露于空气中所形成的黄色氧化物外层;即便将K浸没于烃中,也不建议切除黄色氧化物外层,因为这将增加爆炸的危险。)在淬灭K的过程中,如果K溶解速度太慢,极低浓度(百分之几)的甲醇可逐步滴加到回流的叔丁醇中。被氧化物外层覆盖的钾球可直接放入烧瓶中,并用叔丁醇淬灭,由于较低的表面积/体积比,因此该淬灭需要较长的时间。
与钠的淬灭程序一样,金属锂的淬灭也是使用95%乙醇。注意比例,lgLi需用30mL95%乙醇来处理,且锂溶于95%乙醇的速率比钠慢
氢化物
LiAIH4
在含有LiAH4反应液的烧瓶中加入搅拌子,并逐步加入乙酸乙酯。若混合物在添加乙酸乙酯之后变得粘稠导致搅拌困难,则需继续加入些乙酸乙酯。当含有乙酸乙酯的该反应停止时,在搅拌的情况下加入一定量的饱和NH4Cl溶液。这样,混合溶液将分为有机相和含有惰性无机固体的无机相。将上层有机相分离,并以易燃液体处置:下层水相则以水溶液废弃物处置。
NaBH4
硼氢化钠在水中很稳定,因此市场所售的硼氢化钠为12%的水溶液。
为有效淬灭NaBH4,需将足够的水添加到固体或水溶液形式的NaBH4中,从而使其浓度少于3%,在氮气氛围下将逐滴加入过量的稀乙酸水溶液,并保持搅拌状态。
KH和NaH
干燥状态下的KH和NaH易自燃,因此可购买分散于矿物油中的KH和NaH,以规避自燃危险。
干燥态或分散于矿物油中的KH和NaH的淬灭:1)加入足够干燥的烃溶剂(如,庚烷)使其浓度低于5%,在氮气氛围下将逐滴加入叔丁醇,并保持搅拌状态:2)然后逐滴加入冷水,致使溶液分为两层。有机相以易燃液体处置:下层水相需中和并以水溶液废弃物处置
CaH2
CaH2是本文所讨论氢化物试剂中活性最低的一种,常以粉末状的形式出售。
CaH2的淬灭是在氮气氛围下以1克CaH2加25mL甲醇的比例处置,并保持搅拌。当淬灭完成时,逐滴加入等体积的水到不断搅拌的糊状甲醇钙中。用酸中和混合溶液,并以水溶液废弃物处置。
路易斯酸和活性金属卤化物
BF3-Et2O
处理此试剂需带橡胶手套和护眼装置。
在通风橱中将BF3-Et2O倒入大的蒸发皿中,小心地用过量Na2CO3粉末或Ca2CO3覆盖于BF3-Et2O上面。当反应变得非常缓慢时,将混合物逐步地倒入一桶冷水中,并维持24小时。24小时后,测水溶液的PH值,必要的时候进行中和。然后将其弃于废液桶中。
卤化物(如,Ti4.SnCl4、ACl3、ZrCl4)
液态卤化物(如,TiCl4SnCl4)的淬灭,可将其滴加到盛有水的圆底烧瓶中,并保持搅拌(必要的话,可通过冰水浴来控制反应的发热)。
固态卤化物(如,AICl3ZnCl4)的淬灭,则可以很方便地将其加入到盛有水和碎冰的圆底烧瓶或烧杯中,并保持搅拌。
中和淬灭此卤化物的最终酸性溶液,并将其弃于废液桶中。
卤化物和非金属酸性卤化物
卤化物和酸性卤化物,如 PCl3,PC15,SiCl,SOCl,SO2Cl2和POCl3都是与水反应的化学品。利用2M的NaOH,可以很方便地使这些液体水解。(警告:与其它的化学品相比,这些化合物会刺激人的皮肤和呼吸道。因此,淬灭这些化合物的时候需要好的通风橱和护肤装置。更需小心的是,PCl3在水解过程中可能释放少量的剧毒PH3气体。)
S2Cl2是一个特例,它水解生成Na2S和Na2SO3的混合物。因此,水解产物需用次氯酸盐进一步处理,然后将其弃于废液桶中。
这类化合物的固体(如,PCl5)在潮湿的空气中易结块,并产生烟雾。因此,在三口圆底中不方便水解此类物质。处理它们的方法是:将它们添加到盛有过量50%的25M的NaOH溶液的烧杯或广口瓶中,并盛有半容器体积的碎冰,保持搅拌。如果碎冰融化致使搅拌中的混合物达到室温,但固体仍未完全溶解,则需进行蒸气浴加热才能完成这类化合物的淬灭,中和最终的酸性溶液,并将其弃于废液桶中。
酸和碱
考虑到中和酸、碱(腐蚀性物质)后的产物经常流入下水道,因此,必须确保毒性废物物质(如,有毒的金属离子)不能进入下水道。
大多数实验室均有废酸和废碱的产生。因此,最为经济的方案是将它们分别收集起来,然后相互中和。如果需要额外的酸或碱,可以使用HSO4或HCl,NaOH或Mg(OH)2。
如果酸或碱的浓度过高,小心地将酸或碱倾入到冷水中进行稀释,使其浓度低于10%,然后进行酸碱中和反应,如有必要,慢慢加入冷水冷却和稀释中和产物。必须确保进入下水道的中和产物浓度应低于1%
硫醇和硫化物
少量的硫醇和硫化物可利用NaCO使其氧化成磺酸。在淬灭这类物质时,如果组分中还存在可被次氯酸盐氧化的物质,则次氯酸盐的量要相应的增加。
硫醇
淬灭程序:
1)在通风橱中,500mL(0.4mol,过量25%)市售NacIo漂白剂(525%的 Naclo)倒入5L配有搅拌器,温度计和滴液漏斗的三口瓶中。
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