Для чего нужна химическая лаборатория
ЛАБОРАТОРИЯ ХИМИЧЕСКАЯ
Химические лаборатории созданы в школах и высших химических учебных заведениях, а также в тех вузах, где готовят инженеров, медицинских работников, криминалистов, специалистов сельского хозяйства. Химия проникла во многие отрасли народного хозяйства, и знать ее должны самые разные специалисты.
Химические лаборатории — основное звено многочисленных научно-исследовательских институтов. Лаборатории есть на всех химических и металлургических заводах, на предприятиях легкой, пищевой и других отраслей промышленности, в колхозах и совхозах, химические лаборатории нужны.
Когда входишь в химическую лабораторию, то кажется, что попал в больницу: те же покрытые кафелем стены, люди в белых или темных халатах, всюду склянки с жидкостями и порошками, специфический запах. Это сходство не только внешнее: и в больнице, и в химической лаборатории требуется чистота, точность и аккуратность в работе.
В каждой лаборатории можно увидеть вытяжные и вентиляционные шкафы, в которых проводятся опыты с сильно пахнущими или опасными веществами. Специальные лабораторные столы, покрытые сверху химически стойкой плиткой из керамики или поли- винилхлорида, чтобы поверхность их не попортилась при попадании агрессивных веществ. С помощью разнообразных металлических штативов и держателей можно быстро собрать из стеклянных деталей установку для перегонки низкокипящих жидкостей с целью их тщательной очистки. На полках в банках из темного стекла хранятся реактивы, которые могут разлагаться под действием света.
Электроплиты с закрытой спиралью и емкости с песком (песчаные бани) используют для нагрева и кипячения. В ящиках лабораторных столов и шкафах хранятся различные стандартные стеклянные колбы—плоскодонные и кру1лодонные, змеевиковые и шариковые холодильники, мерные цилиндры и стаканы, пипетки, пробирки и другая химическая посуда из обычного и специального стекла, выдерживающего нагрев на открытом пламени.
Стекло наиболее распространенный материал для изготовления лабораторной посуды. Оно прозрачно, обладает высокой твердостью, не растворяется под действием большинства химических реагентов. Часто при сборке лабораторной установки из стекла нужно припаять отдельные элементы, согнуть соединительные трубки. Студентов-химиков в институте обязательно учат стеклодувному делу, но сложные стеклодувные работы в лабораториях выполняют специалисты. В лаборатории находит широкое применение и фарфор из него сделаны стаканы для хранения концентрированных кислот, ступки для размола порошков, корпуса фильтров, шпатели, изолирующие элементы электроустановок и др. Резиновые шланги служат для подвода холодной и горячей воды к термостатам и холодильникам.
Из полимерных материалов в химических лабораториях чаще всего используют полиэтилен и фторопласт, поскольку они обладают высокой стойкостью к действию агрессивных веществ. Фторопласт сохраняет высочайшую химическую стойкость до температуры 300° С. Из него делают прокладки, а также вырезают различные детали приборов. Полиэтилен менее термостоек — он размягчается при температуре около 100° С, да и химическая стойкость его намного ниже. Но полиэтилен значительно доступнее и дешевле фторопласта. В лабораторной практике широко используют шланги, трубки и емкости из полиэтилена.
К лабораторным столам подведена холодная и горячая вода, газ для горелок, электричество. Часто по специальным трубкам подаются кислород, азот, водород и другие газы из баллонов, расположенных вне здания.
В лаборатории имеются установка для получения дистиллированной воды и емкости для ее хранения.
Горючие жидкие вещества (органические растворители) и едкие реактивы (кислоты, щелочи) хранят в специальных стеклянных бутылях, которые помещаются в закрытых металлических ящиках. Легколетучие вещества хранят в специальном холодильнике.
Лабораторные весы, сушильный шкаф для посуды и вакуумный шкаф с вакуум-насосом для быстрого высушивания твердых образцов можно найти почти в любой лаборатории.
За химическим столом удобно работать, но неудобно писать и читать. А записывать результаты измерений и планы экспериментов нужно обязательно.
Для этого в лаборатории есть и обычные письменные столы. Здесь же полка с различными справочниками по химии. У каждого химика есть картотека научных публикаций по теме его исследования. Вообще, большинство химиков — народ очень аккуратный, к этому приучает работа с разнообразными веществами и точность, необходимая при постановке эксперимента, проведении анализа. Все банки, колбы, склянки, пробирки с веществами всегда тщательно надписаны и пронумерованы.
Все большее распространение получают персональные компьютеры, используемые для хранения научной информации, проведения расчетов и анализа результатов.
Современная химия настолько разнообразна, что универсальные химические лаборатории существуют, пожалуй, только в школах. Все другие лаборатории специализированные. Часто это можно определить по их оборудованию. В аналитических лабораториях занимаются анализом веществ. Здесь можно увидеть бюретки с титрующими растворами, весы, различные приборы для физико-химического анализа: хроматографы, спектрофотометры и др.
Такие сложные и громоздкие физико-химические приборы, как электронный микроскоп, ультрацентрифуга или гель-хроматограф для анализа полимеров, занимают каждый отдельное помещение.
В лабораториях синтеза химики ведут реакции и в колбах, и в сложных металлических установках, оборудованных различными измерительными и регистрирующими устройствами. Такие установки необходимы для изучения быстрых реакций: горения, процессов, протекающих в газовой фазе, при глубоком вакууме и высоком давлении, при повышенной температуре. Поэтому к работе в лаборатории допускаются люди, которые ознакомились с инструкциями по технике безопасности. В каждой лаборатории есть средства борьбы с несчастными случаями: аптечка первой помощи, противогазы, огнетушители, песок. Во многих случаях химик обязан надевать во время работы резиновые перчатки и защитную маску.
Об основных правилах практической работы по химии можно прочитать в статье Техника безопасности в химической лаборатории.
Контроль работы местной химической лаборатории можно осуществлять также методом эталонных проб, предложенным в 1957 г. Н. А. Хрущовым.
МУЗЕЙНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ Laboratoire de musee. Служба, проводящая научные, физические и. химические анализы картин.
Другие учебно-вспомогательные учреждения: лаборатории химическая и физиологическая, кабинеты физический, геологический и палеонтологический, ботанический (с садом).
Для чего нужна химическая лаборатория
27.09.2021 Для проведения комплексных исследований, связанных с изучением характеристик и свойств отдельных веществ или их соединений, требуется оборудованная всем необходимым лаборатория. Она позволяет проводить опыты различной степени сложности, вести наблюдения за течением процессов при взаимодействии различных веществ.
С учетом потенциальной опасности для персонала в процессе проведения опытов, лаборатории должны отвечать определенным стандартам, как по хранению реактивов, так и используемому в процессе исследований оборудованию и инвентарю.
Лаборатории для химического анализа
Состав оборудования, подбираемый индивидуально для лаборатории, зависит от направления ее деятельности. Лаборатории, связанные с осуществлением химического анализа, призваны обеспечить проверку соответствия требованиям безопасности продовольственных товаров, устанавливать подлинность натурального происхождения молока и продукции из него, меда.
Отдельный состав оборудования требуется для проведения биохимических исследований крови скота и домашних животных, сличительных испытаний и так далее.
Химические исследования могут включать в себя:
От сотрудников химических лабораторий требуется разработка и последующее внедрение в практику технологий экспресс-анализа, обеспечивающих возможность получения достоверного результата исследования в «полевых» условиях.
Физико-химические лабораторные опыты
Оборудование, обеспечивающее анализ растворов, может использоваться в лабораториях для осуществления физико-химических исследований.
С их помощью выявляют:
Работа и охрана труда в химических лабораториях
Любая исследовательская деятельность, проводимая в условиях лаборатории, нуждается в наличии у персонала необходимого уровня не только теоретических, но и практических навыков. Соответственно к выполнению работ могут быть допущены только сотрудники, прошедшие инструктаж по охране труда. Обязательной является и медицинская комиссия, ведь многие реактивы являются сильными аллергенами.
Выполнение работы с химически агрессивными веществами требует повышенной осторожности, чтобы избежать ожогов, отравлений, порезов, исключить риски возгораний в лаборатории. Нарушение требований безопасности несет в себе риски не только для самого нарушителя, но и окружающих его людей.
Для сотрудников лабораторий предусмотрено наличие спецодежды, включающей в себя:
Требования к помещениям химических лабораторий и организация техники безопасности
При проектировании химических лабораторий требуется подбор отделочных материалов с учетом установленных противопожарных норм к помещениям данной категории. Работы, связанные со спектральным анализом и иными опытами, проводимыми с использованием ядовитых веществ, должны проводиться в отдельном, оснащенном соответствующим образом помещении.
Аналогичным образом в отдельном помещении должны проводиться операции, связанные с очисткой приборов и посуды, использовавшейся для проведения химических опытов. Рядом должен присутствовать вытяжной шкаф.
Приточно-вытяжная вентиляция является обязательным элементом оснащения любой лаборатории, вне зависимости от направления проводимых исследований. Должна присутствовать канализация, надежная сеть электропитания.
Уровень освещенности в помещениях определяется отраслевыми нормами, в то время как санитарные нормы определяют предельно-допустимые концентрации пыли, пара, ядовитых газов в помещениях лаборатории.
Вся используемая лабораторная мебель должна быть выполнена с антикоррозионным и огнестойким покрытием. Все отходы лабораторной деятельности перед процессом утилизации, имеющим регламентацию по санитарным нормам, предварительно проходят процедуру обеззараживания.
Требованиями ГОСТ устанавливается количества и правила размещения средств сигнализации и оповещения персонала, знаков безопасности труда.
Любые работы в лаборатории осуществляются только при включенной принудительной вентиляции, по возможности подключенной к резервным источникам электропитания для сохранения безопасности персонала при нештатном отключении подачи электроэнергии.
Приготовление химических растворов в условиях лаборатории
Большая часть проводимых в химических лабораториях опытов направлена на определение состава растворов и его анализ. Успешное решение задачи приготовления растворов перед исследованием требует значения физико-химических свойств компонентов и реакций при их соединении.
До начала работы посуда проверяется на чистоту, проводится обработка стеклянной посуды (пар, щелочи, другие специализированные вещества). Проводится точное определение концентрации приготавливаемых растворов.
Само приготовление предусматривает соединение реактивов в установленной последовательности. Каждый созданный раствор проходит маркировку и проверку на соответствие характеристик, после чего направляется на хранение.
Лабораторный химический анализ воды
Осуществление исследований данной группы осуществляется в специализированных контрольно-испытательных центрах, в структурах Водоканала или в лабораториях очистных сооружений.
В процессе проводимого анализа воды определяется наличие/отсутствие компонентов из установленного на государственном уровне перечня показателей. Все применяемые лабораториями методики исследований в обязательном порядке проходят предварительную сертификацию. Исходя из целей проверки, они могут иметь значительные различия между собой.
После получения результатов заказчику исследования формируется набор рекомендаций по приведению воды в состояние, пригодное для питья (при необходимости). В рекомендациях указываются не только основные загрязнители, но и наиболее эффективные методики их устранения.
Химические реактивы для лабораторий
Перечень потребных реактивов определяется направленностью лаборатории, при этом в продаже существуют уже готовые экспресс-тесты. Отдельно лаборатории получают химически агрессивные вещества для очистки посуды, применяемой в лаборатории.
Закупки реактивов допускают только у специализированных поставщиков, взаимодействующих с производителями без посредников. Среди наиболее известных поставщиков реактивов в России компании «Химреактивснаб», «Омскреактив», «Экрос», предлагающие широкий ассортимент веществ для нужд промышленности и фармацевтики.
Хранение химических реактивов в лаборатории
Минздрав РФ совместно со службой эпидемиологического надзора четко регламентирует порядок хранения реактивов в лабораториях, организации их учета и последующей утилизации. Все реактивы хранятся в соответствии со своей классностью с подписью каждого из них. Хранение кислот предусматривается только отдельно.
Рекомендовано сохранять заводскую упаковку и маркировку. Непосредственно в лабораториях на хранении находится только ограниченный объем веществ, необходимых для осуществления повседневной работы.
Вытяжные шкафы химических лабораторий
Наличие вытяжных шкафов в лабораториях важнейший элемент обеспечения безопасности при выполнении исследований. Они поставляются в готовом к использованию, полностью комплектном состоянии.
Стоимость такого оборудования варьируется в широком диапазоне в зависимости от состава комплектации, например, наличия автоматики аварийного выключения, подъемных экранов, возможности регулировки опор и так далее.
Используемая в лабораториях мебель имеет четкую специализацию, например, для хранения реактивов, спектрального анализа и так далее. Поставляется она также в готовом виде комплектами или с возможностью заказа отдельных предметов.
Оборудование для химических лабораторий в России
На сегодня одним из ведущих поставщиков лабораторного оборудования на российском рынке выступает группа UED. Представленная на пространстве СНГ с 2013-го года, компания реализует практически весь существующий ассортимент лабораторного и аналитического оборудования премиального уровня.
Широкий выбор оборудования, высокое качество предлагаемых образцов, привлекательные ценовые условия, все это делает сотрудничество с группой UED максимально выгодным для отечественных лабораторий.
При необходимости специалисты окажут профессиональную консультацию по любому вопросу, помогут с подбором оптимального набора оборудования для оснащения лаборатории любого профиля.
Роль лаборатории для обучения химии
Статья просмотрена: 1685 раз
Библиографическое описание:
Ардистони, Марям Сироджиен. Роль лаборатории для обучения химии / Марям Сироджиен Ардистони. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2013. — № 2 (49). — С. 328-330. — URL: https://moluch.ru/archive/49/6172/ (дата обращения: 27.12.2021).
В данной статье автор ставит вопрос о создании моста между промышленными центрами, технологиями и процессом обучения, и необходимости обустроить учебные центры и реализовать идею лабораторий, оснащенных необходимым оборудованием. По мнению исследователя, только в этом случае студенты смогут объединить теоретические знания и практический опыт и создать дух творчества и новаторства.
Ключевые слова : лаборатория, технология, обучения, химия, оборудование, практический опыт, новаторство.
The author of the article raises the question of creating a bridge between the industrial hubs, technology and training, and the need on the one hand to put the training centers and, on the other hand the only way to create an incarnation, this is even more important, laboratories and equipment. According to the researcher, only in this case students will be able to combine practical experience and mental activity and create a spirit of creativity and innovation.
Key words: laboratory, technology, education, chemistry, equipment, practical experience, innovation.
Студенты во время лабораторных работ имеют возможность проверить точность теоретического содержания, что структурирует мышление, повышает уровень рассуждений и заинтересованности в науке. В лабораторных условиях каждый может прочувствовать свою работу, сравнить её с другими для получения оптимального результата.
К сожалению, из-за споров и комментариев по поводу практических и лабораторных работ, их количество сокращается, что не только снижает качество преподавания, но и ухудшает практические навыки студентов.
В Иране для занятий по изучению точных и естественных наук в некоторых школах есть отдельные физические, химические, биологические и геологические лаборатории.
Химическая лаборатория – это независимая лаборатория, оснащенная всеми необходимыми средствами, полками с химическими веществами, лабораторными LAPSE и машинами для мытья посуды из-под химических веществ. Лаборатория также оснащена средствами обеспечения безопасности, такими как огнетушитель и аптечка первой помощи, которыми можно воспользоваться в случае возникновения угрозы.
Также должны быть установлены столы для лабораторных работ как для преподавателей, так и для студентов. Иногда учитель сам совершает эксперименты и показывает их студентам. Это делается в случае, если эксперимент является опасным для здоровья, либо если эксперимент требует значительной концентрации внимания, либо в процессе совершения эксперимента используются дорогие материалы. Многие эксперименты проводятся группами студентов. В ходе них, студенты могут в своих собственных таблицах записывать свои наблюдения, а также следить за выполнением эксперимента учителем. Перед началом эксперимента учитель напоминает студентам о необходимых мерах предосторожности. Иногда учитель вместо лабораторных работ использует фильмы и другие видеоматериалы, использует виртуальные методы. Подобные методы допускаются, например, в случае нехватки времени или отсутствия материалов для проведения лабораторной работы.
Сегодня, в XXI веке, критическое «обучение» является фундаментальным понятием. Все его ключевые моменты сейчас хорошо известны. Сегодня студенты имеют возможность получить знания по теоретической химии, у них есть доступ к книгам, но часто они не могут должным образом соотнести теорию с практикой. Только в лаборатории можно приобрести те навыки, которые помогают использовать теоретические знания, полученные в школе, объяснить те или иные явления. Таким образом, необходимость применения соответствующих методов для понимания и закрепления теоретического содержания занятий, очевидна. Благодаря различным экспериментам легче уяснить те или иные понятия химии.
Эксперты считают, что в настоящее время студенты имеют возможность полноценного обучения, благодаря которому, они смогут справляться с не только с теми проблемами, которые были предусмотрены в ходе обучения, но и с новыми, непредсказуемыми, потенциально существующими проблемами. Опыт развитых стран показывает, что изучение предмета только по учебным пособиям для полноценного обучения недостаточно. Подобный метод не может охватить все цели естественно-научного образования (содержание по выбору, по методам преподавания и обучения, по методам оценки). Однако данная недостаточность, конечно, не отменяет изучения теоретического учебного материала. Цель естественно-научного образования состоит в том, чтобы студенты, изучающие научные принципы, смогли полноценно использовать их в ходе профессиональной деятельности.
Для этого используются средства и оборудование, которые предоставляют студентам возможность завершить курс учебного материала. Лабораторные опыты нужны для того, чтобы они в будущем могли жить и работать самостоятельно.
Сегодня наряду с учебными пособиями используются различные медиаресурсы, видеофильмы, компьютеры, лабораторное оборудование и т.д. Большинство стран совершили крупные инвестиции в этой области. Эти универсальные методы помогают в процессе обучения, скорость осознания создаёт мотивацию, что приводит к повышению качества обучения. Эти методы можно назвать инструментами, которые используются для обеспечения образования учащихся. Надлежащее использование этих подобных инструментов в сочетании с теоретическим учебным материалом и лабораторными работами может способствовать наилучшему усвоению студентами такой науки, как химия.
Цель лабораторной работы.
Для правильного выполнения лабораторных работ и должного контроля работы учащихся, для преподавателей должны быть организованы научно-исследовательские курсы в области образования и подготовки кадров. Лабораторная работа – явление многофункциональное. Основными целями лабораторных работ являются:
Апробация и закрепление знаний, полученных в ходе изучения теоретических дисциплин;
Повышение способности к научному мышлению и рассуждению;
Пробуждение в студентах интереса к эмпирическим знаниям;
Создание рабочих навыков в решении задач в повседневной жизни;
Оптимальная передача знаний;
Создание чувства сотрудничества;
Обучение не методом механического запоминания, но путём активных и эффективных действий, моделирование использования инновационных технологий и методов производства;
Повышение уровня знаний и практических навыков учителей, обеспечение более глубокого понимания предмета.
Основная цель лабораторных испытаний и исследований состоит в том, чтобы на практике доказать то, что студенты получили из учебников. Очень часто учитель часами объясняет тему в классе, но конечный результат не является удовлетворительным. Однако закрепление содержания простым экспериментом оптимизирует результат.
По многим темам из программы преподавания химии можно легко выполнить лабораторную работу. Например, по выявлению группы свойств и периодических свойств элементов; электропроводности водных растворов, по ионным соединениям, по определению катионов термометрии, выявление характеристик, несложные эксперименты значительно помогают обучению.
Обзор мнений экспертов по вопросу обучения в лаборатории.
Джон Холман в статье, озаглавленной «Координаты естественно-научного образования в реальной жизни» говорит: «Если образование находится близко к реалиям жизни, то студенты мотивированы для обучения, в этом случае взрослые также обретают знания». Уроки по обучению естественно-научным дисциплинам должны включать в себя лабораторные работы по таким предметам как химия и физика. Студенты, которые не получили навыки практического применения полученных знаний во время учебы, не смогут применить их и в жизни
Команда экспертов из ЮНЕСКО считает, что там, где наука использует способ преподавания научных дисциплин по математическим методам, процесс обучения может быть нарушен. Естественно-научные дисциплины учителя должны преподавать не так, как учат саму математику, необходимо избегать использования логики и включать в программу лабораторные опыты, чтобы познакомить студентов с реальным миром, но этот взгляд, конечно не до конца верен.
Пол Херд ( Stanford University ) говорит: «Лабораторные работы и практические занятия образуют собой центральное ядро в образовании. Обучение на основе лабораторных работ, помогает развивать реальное понимание науки. Лаборатория – это пространство, где осуществляется связь между теоретической концепцией и наблюдениями студентов, средство для оценки комментариев, применения идей, возможность интерпретировать свои наблюдения и выводы».
Саир и Александр в своем сборнике учебных программ для школ, навыки, приобретённые в школьной лаборатории, называют вычислительными навыками, которые помогают понять важность социальных навыков.
Обладатель бронзовой медали Олимпиады 2000 года Мохаммед Асадоллаги об эффекте от практических занятий по химии говорит: «Испытания в Олимпиаде по химии проводились в два этапа: теория и практика, где практическая часть была труднее для нас». Он рассказал, что обучение, которое необходимо для участия в Олимпиадах должно быть комплексным, оно должно включать в себя больше практических занятий, чем теории, для того, чтобы студенты могли на практике проверить теорию. Участникам из команды Ирана было легко справиться с теорией, но справиться с практикой и лабораторными тестами было очень сложно.
Для выполнения эксперимента необходимо сначала предоставить необходимое оборудование и материалы, необходимые для подготовки. Затем провести эксперимент и повторить его. Эксперимент расширяет возможности студентов, они приобретают навыки и развивают изобретательность. Благодаря экспериментам вы можете сделать из уроков по химии своеобразное развлечение, занятие приобретает «магический» оттенок и т.д. В дополнение к проверке теории, практический интерес помогает приобрести крайне необходимые навыки.
Ахдиан Мохаммад, Рамзани Омран Давуд. Введение педагогической технологии. Тегеран. Издательство «Аиш». 2004. С.
Ашнаидар Кинег. Первая глобальная революция. Перевод/Хормзаи Шахин. Издательство «Ахиа Кетаб». 1998. С.
Бадриан Абад. Теоретическая модель эффективного преподавания научных дисциплин по лабораторной деятельности. Тегеран. Конференция по образовательным инновациям. 2006.С.
Бадриан Абади. Обучение химии. Тегеран. Публикации микропечатей. 2009. С. 242.
Гоноболин Ф. Н. Воля, характер, деятельность. Ми нск, «Народная Асвета», 1966.
Группа специалистов, исследователи в области педагогических наук. Пересмотр позиции Ирана в Темзе и Перелзе. Национальный центр по международным исследованиям Перлзы и Темзы. Тегеран. Педагогический Университет. 2008. С.