Каждый работающий в органическом практикуме обязан знать, что некоторые индивидуальные вещества и смеси веществ (главным образом с кислородом, воздухом или окислителями) взрывоопасны. Это означает, что в определенных условиях (при хранении, транспортировке, очистке перегонкой или перекристаллизацией) они могут взрываться. В зависимости от природы веществ и условий, в которых они находятся, взрыв может быть вызван повышением температуры (в том числе электрическим разрядом или соприкосновением с открытым пламенем) или давления, ударом или толчком, трением, интенсивным освещением, звуком определенной частоты, а иногда даже легким прикосновением.
В табл. 1 и 2 приводятся наиболее часто встречающиеся взрывоопасные вещества и смеси, а также причины взрывов.
| Таблица 1 |
| Взрывоопасные вещества |
| Вещество | Причины взрыва |
|---|---|
| Соли азотной и азотистой кислот (например, аммиачная селитра) | Нагревание выше 300°С |
| Эфиры азотной и азотистой кислот (алкилнитраты и нитриты, нитроглицерин) | Нагревание, удар |
| Тринитросоединения ряда бензола (пикриновая кислота, тринитротолуол, тринитроанизол, тринитробензол) | Удар, быстрое нагревание (менее чувствительны) |
| Динитробензолы, непредельные нитросоединения, нитроспирты | Перегонка (даже в вакууме) более чем полумикроколичеств |
| Соли диазония и диазосоединения в сухом состоянии. Диазоокиси | Слабое прикосновение |
| Диазометан (жидкий, газообразный или в виде концентрированных растворов) | Присутствие различных загрязнений; нагревание выше 50°C; соприкосновение с шероховатой поверхностью стекла (например, со шлифами или стеклянной пылью) или со щелочными металлами |
| Азотистоводородная кислота и ее соли с тяжелыми металлами | Часто взрываются без видимой причины |
| Галоидные соединения азота | Легкое прикосновение; сильное освещение |
| Соли и эфиры хлорноватой и хлорной кислоты | Нагревание, удар, трение |
| Озон, озониды | Повышение давления, нагревание |
| Перекись водорода, перекиси металлов | Соприкосновение с пылью, перемешивание, толчки |
| Органические перекиси, надкислоты и их соли | Нагревание; иногда освещение и трение |
| Ацетилен (жидкий) и ацетилениды тяжелых металлов | Нагревание, толчки, удары |
| Гидроксиламин (основание) | В конце перегонки в вакууме |
| Гидразин (безводный) | При попытках обезводить гидразингидрат взрывы происходят без видимой причины |
| Таблица 2 |
| Взрывоопасные смеси |
| Смесь | Причины взрыва |
|---|---|
| Смеси горючих газов и паров с воздухом: ацетилен (3-80%), водород (4-75%), окись углерода (13-75%), светильный газ (8-28%), спирт (4-14%), метан (5-13%), сероуглерод (4%), эфир (2-8%), бензол (1-6%), бензин (2-5%) | Открытое пламя; искра, образующаяся при ударе стальным инструментом о твердый предмет, или электрическая искра, образующаяся при размыкании и замыкании контактов в приборах |
| Аммонийная селитра и сульфат аммония | Нагревание выше 300°С |
| Горючие или способные окисляться органические вещества и сильные окислители (перманганаты, гипохлориты, перхлораты, нитраты, концентрированные растворы хлорной и азотной кислот) | Нагревание, растирание, неосторожное смешение |
| Неорганические вещества, являющиеся восстановителями (сера, порошки магния, цинка, алюминия), и сильные окислители (см. выше) | То же |
| Хлорат калия и концентрированная серная кислота | " |
| Хлорат или перманганат калия и серная кислота | " |
| Пикриновая кислота и органические основания | " |
| Алкилгалогениды (особенно хлороформ) и металлический натрий | " |
| Уголь и окислители (нитраты, хлораты, перхлораты, перманганаты) | " |
Травмы, наносимые взрывоопасными веществами и смесями, разнообразны. Помимо уже рассмотренных выше термических и химических ожогов, сам экспериментирующий и находящиеся по соседству могут получить контузию и нервный шок от удара образовавшимися газами, повреждения барабанной перепонки и ранения осколками стеклянной посуды и металлического оборудования. Помощь пострадавшим в результате контузии, нервного шока и поражения слухового аппарата оказывается только врачами (см. также первая помощь при ранениях осколками).
Реакцию, которая, предположительно, может протекать со взрывом или в результате которой может образоваться взрывоопасное вещество или смесь, необходимо проводить под тягой, поместив прибор в цилиндр из металлической сетки или, если это возможно, обернув его асбестовым одеялом. Перед прибором целесообразно поставить предохранительный экран из толстого листа органического стекла или какого-либо другого прочного материала. Выполняющий взрывоопасный синтез должен быть в защитной маске из прочного материала, резиновых перчатках и резиновом переднике. В некоторых случаях целесообразно использовать защитные проволочные шлемы.
Нельзя растирать, нагревать и даже неосторожно смешивать органические вещества с активными окислителями (например, с перманганатом, хлоратом и перхлоратом калия и др.).
Газ из газовой сети также образует c воздухом взрывоопасные смеси. По этой причине нельзя, входя в лабораторное помещение и почувствовав запах газа, включать электрический свет или зажигать спички.
Посуду из-под легколетучих жидкостей необходимо сразу же вымыть, предварительно заполнив ее под тягой водой, поскольку остатки легколетучего вещества в сосуде могут образовать взрывоопасную смесь с воздухом. По этой же причине нельзя выливать легколетучие жидкости в раковины.
Нельзя перегонять досуха нитробензол, так как он может содержать примесь взрывоопасного динитросоединения.
Пробы смесей газов на взрывоопасность (например, проверка чистоты электролитического водорода) можно проводить только с малыми их количествами, предварительно собирая газ в пробирку под водой. Категорически запрещается осуществлять пробы при помощи открытого огня у места выхода газа. Вблизи от места заполнения газометра водородом не должно быть зажженных горелок: водород, смешиваясь с воздухом, может образовать взрывоопасную смесь.
Многие органические вещества при хранении на воздухе образуют перекиси. Из наиболее часто встречающихся веществ этим свойством обладают: диэтиловый эфир и некоторые другие диалкиловые эфиры (особенно диизопропиловый), тетрагидрофуран, диоксан, ацетон, многие диеновые углеводороды (например, пиперилен, изопрен, циклогексадиен, гексадиен-2,4 и др.). Перед началом работы с этими соединениями (особенно, если они долго хранились) следует проверить их на содержание перекисей. Для этого в пробу вещества помещают кристаллик железного купороса (в присутствии перекисей он приобретает коричневый цвет) или прибавляют взятую пипеткой со дна сосуда пробу вещества (перекиси обычно скапливаются на дне) к 2 н. раствору йодистого калия и крахмала (в присутствии перекисей при перемешивании появляется синяя окраска). Для удаления перекисей к веществу следует добавить насыщенный водный раствор железного купороса и оставить, время от времени перемешивая смесь палочкой, до отрицательной или очень слабой реакции на перекиси. В последнем случае вещество можно осторожно встряхнуть в делительной воронке со свежей порцией раствора железного купороса. Вещества, способные при стоянии образовывать перекиси, нельзя перегонять досуха даже после освобождения от перекисей или в том случае, если в них не было обнаружено перекисей.