化学是一门以实验为基础的科学,意大利数学家、物理学家、天文学家伽利略,发明了摆针和温度计,在科学上为人类作出过巨大贡献,是近代实验科学的奠基人之一,曾经说过:一切推理都必须从观察与实验得来。伽利略认为经验是知识的唯一源泉,主张用实验—数学方法研究自然规律,反对经院哲学的神秘思辨。从伽利略、牛顿开始的实验科学,是近代自然科学的开始。
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在历史的进程中,化学仪器并非一成不变无中生有的,我们现在的实验仪器,都是经过无数前辈科学家不断地实验、改进,并且当时社会有能力生产相应材质的情况下,才被广泛应用的,而我们也可以猜想,未来的实验仪器,会比现在更加安全、实用、廉价、高效、可控。下图是早期的卡文迪许实验室。
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实验室的作用:提供一个进行精确实验的场所,并为后续研究物质性质、开发新产品做准备。许多的产品首先要经过实验室的研究,确定生产工艺,才能逐步投入工业大生产,进而生产大量的产品。
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在化学迅速发展的17、18世纪,科学家开始逐步建立专业的化学实验室。十九世纪以前,简易的化学实验室实验室都是属于个人所有,设在私人住宅地下室,甚至设在厨房一角。化学家拉瓦锡于1776-1792年在巴黎兵工厂建立的实验室装备精良。
下图:巴黎,专业技艺博物馆(Musée des Arts et Métiers),拉瓦锡的实验室。拉瓦锡(Antoine Lavoisier,1743-1794),法国著名的科学家,“现代化学之父”,他第一个分离出氢和氧,证明燃烧是一种氧化过程,他协助建立了现在世界通行的“公制体系”。他编制出第一份规范的化学命名法,撰写了第一部真正意义的化学教科书。他用定量分析,证明了物质守恒定律。
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现代的化学实验,都是在专门的实验室中进行的,实验室有系统而专业的排水设施(方便取用水)、通风设施(将有毒有害气体迅速排出)。
放在广口瓶与细口瓶的固体药品和液体药品,要长期使用,所以我们在使用过程中,首先要保证自身安全,其次要尽量避免它们受到污染或者浪费,而且要避免一些错误的操作在未来可能带来的困扰。
一、固体药品和液体药品的取用
化学实验中,比较常见的就是固体、液体之间的反应,那么就涉及固体液体的取用,也就是固体药品、液体药品存储在哪里以及如何拿出来、放到哪里进行使用的问题。
1.固体药品通常盛放在广口瓶中,固体药品通常呈粉末状、颗粒状、条状、片状。
(实验室中常用广口瓶盛木炭粉末、硫粉,和大理石颗粒、镁条、铜片)
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2. 取用固体药品,通常用药匙或纸槽(取用粉末状),用镊子(取用颗粒状);
用纸槽将碳粉送到试管中、用药匙将碳粉送到试管中、用镊子夹取大理石放到试管中,滑落到底部
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试管是重要的反应容器,许多的反应都是在此进行,可以直接加热,而且规格很多(多图:试管的用途)
3. 若未说明用量,通常盖满试管底部,用完的药匙镊子必须擦拭干净。
为什么一般盖满试管底部,而不是多多益善呢?首先是安全问题,在化学反应中,都伴随着能量变化,在我们第二单元即将学的过氧化氢与二氧化锰的反应中,同样体积的过氧化氢,加入盛有不同质量的二氧化锰的试管,那么真实情况如下:
(同样体积的过氧化氢,加入盛有不同质量的二氧化锰的试管,二氧化锰少的只是迅速反应、大量气泡,而二氧化锰多的冒出大量白雾,放出大量热,看起来就很危险)
4.用完的固体药品不能随意丢弃,也不能倒回原试剂瓶中,统一倒入盛放废弃物的大烧杯。
为什么不能随意丢弃呢?因为有一些化学药品是有危险性的,随意丢弃可能会对他人造成未知的危险。为什么不能倒回原试剂瓶呢?因为一旦从广口瓶取出了,就意味着与外界环境接触,如果再倒回去,有可能影响原药品的纯度,进而可能影响其他实验的结果,给研究人员造成困扰。
【新闻链接】
三岁的雨桐(化名)在家中玩耍的时候,看到窗台上有小半瓶像矿泉水的液体,就拿下来一口气喝完,不曾想那是做手工皂用的氢氧化钠!发现后被立即送到急诊,经检查雨桐有腐蚀性食道炎,确认没有并发消化道穿孔,通过应用胃药和抗生素等药物治疗,在病情平稳进食无碍后才平安出院。救治措施:如果意外误食碱液应马上送医,不宜催吐,催吐反而会让消化道再次受到伤害,如果呕吐物呛咳进呼吸道,可能会导致吸入性肺炎等严重疾病;切勿饮用大量牛奶或水,不仅容易增加呕吐的风险,当碱性溶液与其它液体接触时,可能产生高温,还会造成消化道的二次伤害;另外注意,不要试图用强酸进行“酸碱中和”。
实验药品的纯度,影响了实验结果,也会造成困扰。
我们总结一下固体药品的取用的注意事项:
1. 固体药品通常盛放在广口瓶中,固体药品通常呈粉末状、颗粒状、条状、片状。
2. 若未说明用量,通常盖满试管底部,用完的药匙镊子必须擦拭干净。
二、液体药品的取用
1. 液体药品通常盛放在细口瓶中;
水、汽油、石蕊溶液、硫酸铜溶液、硝酸银溶液
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有一些见光易变质的液体药品,就要放在棕色细口瓶中、避光保存,比如硝酸银。
2. 取用时,塞子必须倒放,否则有可能腐蚀桌面,或污染药品;
(错误的方法导致的桌面变质、沾上其他物质可能引起药品变质)
3. 倾倒的时候,标签要向手心,倾倒后,立即盖紧瓶塞,并将试剂瓶放回原处;
(正确的倾倒方法:试管斜口对口、错误的方法导致药品沾到标签)
<注意>使用试管盛液体,通常液体不能超过试管的1/3.
4. 用完的液体药品,统一倒入盛放盛有废弃物的大烧杯。
(将试管、烧杯中的液体倒入盛有废弃物的大烧杯)
我们总结一下液体药品的取用事项:
2.取用时,塞子必须倒放,否则有可能腐蚀桌面,或污染试剂;
【玻璃仪器的清洗】试管、烧杯盛固体药品或者液体药品,用完之后的药品要倒入盛废弃物的大烧杯,那么这些仪器用完了该如何清洗呢?
1. 过程:倒净废液-----注水倾倒--倒掉再注水----试管刷转动上下移动---注水倒掉
2. 标准:玻璃仪器内壁附着的水既不聚集成水滴,也不成股流下。