15 najczęściej używanych chemikaliów laboratoryjnych i ich przechowywanie w laboratorium

Aby laboratorium działało bez przeszkód, należy odpowiednio dobierać chemikalia pod kątem bezpieczeństwa i skuteczności procedur. Niektóre substancje chemiczne są ściśle przystosowane do określonych typów analiz, a ich wykorzystywanie pozwala oszczędzać czas i zasoby oraz eliminuje zbędny sprzęt i szkolenia.

W ramach każdego realizowanego projektu warto zastanowić się, w jaki sposób chemikalia mogą wpływać na optymalizację przebiegu procesów.

Poniżej opisujemy najczęściej używane substancje chemiczne wraz z ich przeznaczeniem i wymogami bezpieczeństwa, które należy spełnić podczas ich obsługi.

Chemikalia najczęściej wykorzystywane w laboratoriach i ich zastosowania

Wiedza w zakresie różnych rodzajów chemikaliów, jak również prawidłowego postępowania z substancjami chemicznymi i ich przechowywania, pozwala wyeliminować wiele zagrożeń w laboratorium. W zależności od właściwości danej substancji chemicznej obowiązują odmienne protokoły postępowania z wyciekami, skażeniami i innymi sytuacjami niebezpiecznymi dla otoczenia.

Poniżej opisano główne rodzaje chemikaliów wykorzystywanych w laboratoriach z uwzględnieniem klasyfikacji zagrożeń i krótkich opisów ich zastosowań.

1. Substancje utleniające

   Są to związki chemiczne, które uwalniają tlen podczas reakcji z inną substancją. Dzięki tym właściwościom mogą być wykorzystywane m.in. w oczyszczaniu wody, wybielaniu tekstyliów lub jako środek utleniający wspomagający spalanie.

   Przykładowe utleniacze: azotany, azotyny, nadtlenkii nadborany.

2. Kwasy utleniające

   Kwasy utleniające zawierają tlen w strukturze anionowej i wykazują nieco silniejsze działanie od pozostałych utleniaczy. Właściwość ta jest szczególnie przydatna w procesie pozyskiwania chloru z kwasu solnego. Są to chemiczne środki redukujące, które idealnie nadają się do usuwania wycieków bromu lub jodu w laboratoriach.

   Do kwasów utleniających należą: kwas azotowy, kwas peroksowodorowylub kwas chromowy.

3. Ciecze łatwopalne

   Choć związki chemiczne z tej kategorii odznaczają się właściwościami zapalnymi i łatwopalnymi, mają wiele unikatowych zastosowań. Wiele z nich to rozpuszczalniki, które można wykorzystywać w laboratoriach w tzw. metodach „mokrych”, m.in. chromatografii, spektrometrii i syntezie chemicznej. Związki te mogą mieć zdolność denaturacji białek oraz wspomagania rozkładu i rozdziału innych związków chemicznych.

   Przykłady cieczy utleniających: metanol, aceton, etanol, heksani toluen

4. Zasady nieorganiczne

   Zasady nieorganiczne lub wodorotlenki metali są wykorzystywane w reakcjach strąceniowych. Rozcieńczony wodorotlenek sodu można wykorzystywać w testach na obecność jonów metali. Przykładowo roztwór siarczanu miedzi reaguje z niewielką ilością wodorotlenku sodu, powodując wytrącenie się wodorotlenku miedzi i siarczanu sodu. Wodorotlenek miedzi można następnie wykorzystywać do otrzymywania kolejnych syntetycznych soli.

   Do zasad nieorganicznych należą: wodorotlenek sodu i wodorotlenek potasu.

5. Zasady organiczne

   Należące do zasad organicznych aminy mają zastosowania w medycynie, obróbce fotograficznej oraz jako składnik w syntezie paliw rakietowych i przy produkcji środków owadobójczych. Są to polarne pochodne amoniaku, które mogą tworzyć wiązania wodorowe jako zasady i nukleofile.

   Do zasad organicznych należą: etanoloamina i tributyloamina.

6. Kwasowe ciecze łatwopalne

   Te połączenia kwasów z substancjami łatwopalnymi są wykorzystywane w syntezie chemicznej jako rozpuszczalnik. Do powszechnych zastosowań chemikaliów z tej kategorii należy produkcja estrów (w skojarzeniu z różnymi alkoholami). Kwas octowy jest używany jako katalizator organiczny w kilku procesach chemicznych.

   Do kwasowych cieczy łatwopalnych należą: kwas octowy lodowaty, kwas octowyi kwas mrówkowy.

7. Zasadowe ciecze łatwopalne

   Zasadowe ciecze łatwopalne, m.in. dimetyloamina, są używane w syntezie i wytwarzaniu związków oraz materiałów na skalę przemysłową. Często są prekursorami bardziej złożonych związków, reagując z innymi substancjami w przebiegu szeregu procesów, takich jak wulkanizacja gumy z wykorzystaniem siarki. Są wykorzystywane przy wytwarzaniu składników kosmetyków i produktów chemii gospodarczej, m.in. mydeł czy środków emulgujących.

   Przykłady zasadowych cieczy łatwopalnych: trietyloamina, dimetyloaminai metanolan sodu.

8. Kwasy organiczne

   Kwasy organiczne są powszechnie wykorzystywane w chemii analitycznej i badaniach laboratoryjnych. Ułatwiają wykrywanie i badanie zaburzeń równowagi w próbkach biologicznych.

   Przykłady kwasów organicznych: kwas masłowy i kwas pentanowy.

9. Kwasy nieorganiczne

   Chemikalia z tej kategorii mają szerokie spektrum zastosowań: od oczyszczania substancji takich jak ropa naftowa po produkcję nitrogliceryny. Kwasy nieorganiczne są wykorzystywane głównie w syntezie kwasów tłuszczowych na drodze destylacji; istnieje jednak wiele innych procesów syntezy chemicznej, w przebiegu których używane są kwasy organiczne.

   Do najczęściej wykorzystywanych kwasów nieorganicznych należą: kwas chlorowodorowy (solny), kwas siarkowy, kwas fosforowyi kwas fluorowodorowy.

10. Substancje toksyczne

    Związki chemiczne z tej szerokiej kategorii wymagają ostrożności w postępowaniu ze względu na ich niebezpieczne właściwości. Wiele substancji toksycznych jest dostępnych komercyjnie w postaci roztworów wodnych, ale także mieszanin lub czystych soli. Ich zastosowania obejmują m.in. buforowanie procesu ekstrakcji DNA, odzyskiwanie DNA z żeli poliakrylamidowych i syntezę produktów takich jak kleje.

    Do najczęściej wykorzystywanych toksycznych chemikaliów należą: akrylamid, formaldehyd, fenoli octan ołowiu.

11. Cyjanki

    Cyjanki to silnie toksyczne związki chemiczne wykorzystywane do stabilizacji jonów w procesie galwanizacji. Cyjanki mają zastosowanie w produkcji biżuterii i wydobywaniu złota, ze względu na skuteczne działanie w procesie ekstrakcji chemicznej przy oddzielaniu metali od rudy.

    Przykładowe cyjanki: cyjanek sodu, cyjanek potasui cyjanek wapnia.

12. Pirofory

    Substancje piroforyczne to ciecze, ciała stałe lub gazy, które mają zdolność do samorzutnego zapłonu w temperaturze poniżej 54,4°C na skutek bezpośredniego kontaktu z powietrzem trwającego poniżej 5 minut. Są wykorzystywane w badaniach naukowych do katalizowania niektórych reakcji. Często także wchodzą w skład produktów końcowych.

    Mogą być wykorzystywane m.in. w separacji metali szlachetnych (np. bizmutu i cynku), a także jako katalizator w reakcji uwodorniania palladu na węglu. Należy unikać przechowywania piroforów w sąsiedztwie chemikaliów reagujących z wodą, aby zapobiegać niebezpiecznym interakcjom.

    Do najczęściej wykorzystywanych substancji piroforycznych należą alkile metali: metylolit i trimetyloglin.

13. Substancje reagujące z wodą

    Substancje reagujące z wodą mają postać sproszkowanych metali lub płynnych odczynników. W kontakcie z wodą lub wilgocią w laboratorium uwalniają niebezpieczne lub łatwopalne gazy. Niektóre metale alkilowe z tej kategorii są wykorzystywane do celów badawczych ze względu na interakcje z innymi substancjami oraz krótki okres półtrwania niektórych związków, takich jak frans.

    Szczególnie godne uwagi są fosforki metali ze względu na ich zastosowania w reakcjach wydzielania tlenu, rozszczepiania wody i konwersji fotokatalitycznej. Wynikają one z przewodnictwa i właściwości elektrokatalitycznych tych związków chemicznych. Ich zastosowanie jako półprzewodników przyczyniło się do zaawansowanych badań i rozwoju akumulatorów Li-S (litowo-siarkowych).

    Przykłady chemikaliów reagujących z wodą: magnez, cynk, kobalt, borowodorek potasui fosforek wapnia.

14. Kwasy reagujące z wodą

    Do kategorii kwasów reagujących z wodą należą chlorosilany – często wykorzystywane jako powłoki na powierzchniach krzemowych i szklanych. Do tej klasy związków chemicznych zaliczane są także halogenki kwasowe używane jako produkty pośrednie w syntezie związków organicznych. Halogenek kwasowy w reakcji z wodą tworzy kwas karboksylowy. Jest to związek wykorzystywany w procesach przemysłowych do syntezy kwasu octowego.

    Przykłady kwasów reagujących z wodą: dimetylodichlorosilani etylotrichlorosilan.

15. Chemikalia inne niż niebezpieczne (niepodlegające regulacji)

    Chemikalia inne niż niebezpieczne to kategoria substancji chemicznych, których przechowywanie i obsługa nie wiążą się z żadnymi zagrożeniami. Chemikalia te obejmują: bufory, surfaktanty, żywice jonowymienne, podłoża hodowlane, olej pompowyi sole. Niektóre produkty inne niż niebezpieczne mogą zawierać toksyczne środki konserwujące (np. sole rtęci lub azydki w buforach).Z tego względu przed użyciem każdego produktu należy sprawdzać zalecenia dotyczące bezpieczeństwa na etykiecie.

    Chemikalia inne niż niebezpieczne są powszechnie wykorzystywane w większości laboratoriów i często klasyfikowane w oparciu o obowiązujące w nich protokoły.

Przechowywanie chemikaliów w laboratorium

Priorytetem przy przechowywaniu chemikaliów w laboratorium jest bezpieczeństwo. W tym celu należy eliminować możliwość wystąpienia niezamierzonych reakcji chemicznych. Wymaga to oddzielania od siebie poszczególnych chemikaliów na podstawie klasyfikacji zagrożeń, a także ich przechowywania w szafach zaprojektowanych pod kątem ochrony przed niebezpiecznymi sytuacjami w laboratorium i zagrożeniami ogniowymi.

Przy organizacji chemikaliów w laboratorium należy przestrzegać zasad, które pomogą zapobiegać wypadkom chemicznym i optymalizować wydajność:

• Wszystkie pojemniki z chemikaliami muszą być wyraźnie oznakowane (wraz z datą ich otrzymania).
• Należy wyznaczyć odpowiednią przestrzeń do przechowywania poszczególnych substancji chemicznych. Niektóre chemikalia mogą być przechowywane w tych samych szafach laboratoryjnych, ale inne muszą być oddzielone ze względu na niebezpieczne właściwości. Dostępne są także karty zgodności chemicznej, które można umieścić w widocznym miejscu w laboratorium jako dodatkowe zabezpieczenie. Przykładowo nie należy przechowywać w bezpośrednim sąsiedztwie utleniaczy i chemikaliów o właściwościach palnych, ponieważ mogą one wywołać niebezpieczne reakcje w przypadku rozlania lub innego kontaktu. Więcej informacji na temat zalecanego układu szaf na chemikalia w laboratorium i przechowywania substancji chemicznych według kategorii można znaleźć na naszej stronie internetowej dotyczącej bezpiecznego przechowywania chemikaliów.
• Lotne lub zapachowe substancje chemiczne należy przechowywać w szafach wentylowanych.
• Ciecze łatwopalne muszą być przechowywane w atestowanych szafach ogniotrwałych, a w ich otoczeniu mogą znajdować się wyłącznie materiały bezpieczne pod względem chemicznym.
• Materiały o właściwościach korozyjnych wymagają przechowywania w dodatkowych, odpornych na korozję pojemnikach zabezpieczających przed wyciekiem lub rozlaniem.
• Jeżeli w laboratorium wymagane jest przechowywanie chemikaliów w kontrolowanej temperaturze, należy zadbać, aby wszystkie lodówki i zamrażarki wykorzystywane do tego celu były odpowiednio oznakowane. W szafach przeznaczonych na chemikalia nie wolno przechowywać żywności. W przypadku materiałów łatwopalnych, które wymagają przechowywania w warunkach chłodniczych, zalecane są chłodziarki nieiskrzące lub przeciwwybuchowe.
• Nie należy przechowywać chemikaliów na stanowiskach pracy. Powinny tam znajdować się wyłącznie aktualnie używane substancje chemiczne.
• Nie przechowywać chemikaliów na górze szafek, aby zapewnić wymaganą wolną przestrzeń wokół głowic tryskaczy. Zapewni to prawidłowe działanie instalacji tryskaczowej.
• Substancje chemiczne można przechowywać wyłącznie w atestowanych szafach i regałach. Przechowywanie chemikaliów pod wyciągami, na posadzce lub w miejscach narażonych na działanie czynników środowiskowych może zakłócać działanie sprzętu i prowadzić do niebezpiecznych wycieków lub rozlań.
• Duże i ciężkie pojemniki z chemikaliami powinny być przechowywane maksymalnie na wysokości ramion.

Avantor^® dostarcza wysokiej jakości produkty i rozwiązania do przechowywania, które usprawniają funkcjonowanie laboratorium.

Chemikalia są istotnym elementem dobrze wyposażonego i profesjonalnie działającego laboratorium. Stanowią fundament innowacyjności i przyczyniają się do rozwoju szybkich i skutecznych metod umożliwiających dokonywanie nowych odkryć naukowych.

Znajomość klasyfikacji substancji chemicznych powszechnie używanych w laboratorium umożliwia zespołowi wydajną i bezpieczną pracę dzięki zmniejszeniu ilości odpadów i eliminowaniu ryzyka wypadków chemicznych.

Aby dowiedzieć się więcej o chemikaliach laboratoryjnych, zapraszamy do kontaktu z przedstawicielem Avantor w sprawie naszych produktów i zasobów dostosowanych do konkretnych potrzeb.