在化学实验室中,静电可能导致的危险主要包括以下几个方面:
### 一、火灾和爆炸
静电的最大危害在于可能引发火灾或爆炸。当静电积累到一定程度时,一旦接触到导体就可能产生放电现象,这种放电可能产生足够的能量来点燃可燃物、可燃蒸气或易燃液体,从而引发火灾或爆炸。特别是在处理易燃易爆物质时,静电的危害更为显著。例如,在搅拌镁粉和磷酸的过程中,金属摩擦产生的静电火花就可能点燃氢气、甲烷等可燃气体,导致爆炸。
### 二、电击伤害
虽然静电的电击能量通常较小,不会直接致人死亡,但电击可能引发坠落、摔倒等二次事故,从而对实验人员造成伤害。此外,电击还可能对实验设备造成损坏,影响实验的正常进行。
### 三、实验误差和设备损坏
静电还可能干扰电子设备的正常运行,导致实验数据的偏差。同时,静电也可能会损坏电子设备或精密仪器的内部电路,造成设备故障或损坏。
### 四、安全隐患和事故风险
静电的积累还可能形成潜在的安全隐患,增加事故的风险。特别是在化学实验室这种对安全要求极高的场所,静电的危害不容忽视。
容器如罐、瓶等或由绝缘材料制成的辅助工具在某些情况下确实获得了用于可燃溶剂的制造商批准,但操作员必须意识到这一危险,并必须严格遵守制造商的规定和使用条件(例如“禁止干擦”、“仅按规定使用”等)。
为了防止静电放电,绝缘材料表面在可燃蒸气同时存在的情况下不得通过摩擦、擦拭或类似过程充电。建议使用导电或泄漏材料,因为这些材料在接地时可以安全地释放其电荷。因此,静电放电的前提条件,即带电的绝缘材料表面,并不存在。
在实验室中观察到的第三种放电类型是滑动尖端静电放电。它主要发生在设备内部和绝缘材料表面,当同时发生所谓的“强电荷生成过程”时。这些条件例如在绝缘管中满足,通过这些管道以高速度输送气溶胶或固体颗粒。
一个受到影响的管道,在其中发生了滑动尖端静电放电,通常会在其表面留下几厘米长的深色痕迹,并在中心处有浓度,由于放电的击穿,管壁发生了穿孔。滑动尖端静电放电的能量足以点燃任何类型的燃料-空气混合物。由于产生这种放电类型所需的多个条件,因此发生的概率相对较低。在有疑问的情况下,建议咨询专家意见。
由于滑动尖端静电放电仅发生在绝缘材料表面,因此在这里使用导电或泄漏的运输或输送系统也是一种适当的保护措施。静电及其点燃危险是一个非常复杂的话题。
对所谓的防爆区域(即被定义为防爆相关的区域,因为在这些区域可燃气氛更频繁且范围更大)中部件和组件的要求规定得很好。但在空气交换量高且溶剂量较少的区域(未被定义为防爆区),也必须确保在排放点或开放处理溶剂的区域不会出现静电点燃源。
在该区域发生的静电放电必然会导致混合物的点燃,最坏的情况下会导致容器的爆炸。这种排放应首先避免,例如通过使用合适的过滤系统。如果这不可能,则必须确保在溶剂排放点或开放处理这些物质的区域(例如废溶剂收集点)不会产生静电危险。
为此,不仅需要采取本文中描述的溶剂系统保护措施,还需要采取进一步措施,例如通过导电地面和合适的鞋子确保人员的接地。对上述防爆区域的静电要求在各国的规定不同。
为了防范静电带来的危险,化学实验室应采取以下措施:
1. **保持适宜的湿度**:控制实验室的湿度有助于减少静电的产生。一般来说,静电防护区相对环境湿度应控制在40%以上。
2. **接地与泄漏**:采用接地法或泄漏法来消除静电。接地法主要用来消除导电体上的静电,而泄漏法则通过增湿剂或使用抗静电添加剂来促使静电电荷从绝缘体上自行消除。
3. **抑制电荷产生**:尽可能减少物体之间的摩擦或分离作用,以降低静电的产生。例如,在液体、气体输送或塑料挤压等实验中,可降低操作速度,避免使用容易带电的绝缘物。
4. **使用除静电器**:在需要的情况下,可使用除静电器来积极消除带有的静电。
5. **安全操作规范**:实验人员应遵守安全操作规范,如工作时尽量不搞可使人带电的活动,合理使用规定的劳动防护用品,避免急性动作等。
综上所述,化学实验室中的静电可能引发火灾、爆炸、电击伤害、实验误差和设备损坏等多种危险。为了保障实验人员的安全和实验的正常进行,应采取有效的措施来防范静电的危害。