Реферат Курсовая Конспект
«ОРГАНИЗАЦИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЛАБОРАНТА ХИМИКО-БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА» Учебное пособие - раздел Химия, Минобрнауки России Федеральное Государственное Бюджетное Образоват...
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Пензенская государственная технологическая академия»
Каменский технологический институт - филиалфедерального государственного бюджетного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«Пензенская государственная технологическая академия»
Предисловие
Подготовка квалифицированных кадров, так необходимых стране, невозможна без использования учебной литературы, отвечающей современному научно-педагогическому уровню. Существующие учебники и учебные пособия по аналитической химии, которые используют студенты товароведных специальностей, недостаточно полно учитывают особенности подготовки специалистов в области торговли. В связи с этим возникла необходимость в разработке учебного пособия, которое позволяет специалистам торгового профиля изучить теорию и практику химических методов количественного анализа с возможностью их использования в на практике.
Учебное пособие составлено в соответствии с государственным общеобразовательным стандартом среднего профессионального образования. Целью настоящего учебного пособия является оказание помощи студентам всех форм обучения товароведных специальностей в углублении теоретических знаний, выполнении лабораторного практикума по традиционным методам химического количественного анализа. В учебном пособии изложены: правила и техника организации работ в химических и бактериологических лабораториях; подготовка химической и бактериологической посуды, приборов и лабораторного оборудования к проведению анализа; приготовление проб и растворов различной концентрации; обработка и оформление результатов анализа; соблюдение правил и приемов техники безопасности в лаборатории.
I. Основные правила и организация работы в химической лаборатории
От правильной организации работы и рабочих мест в аналитической лаборатории, использования современных аналитических приборов, высококачественных химических реактивов и новейших методик анализа, а также от профессиональной подготовки аналитика во многом зависит качество проводимых анализов. Необходимо отметить, что лаборант в своей работе каждый день сталкивается с различным оборудованием, дорогостоящими приборами, лабораторной посудой, с обширным ассортиментом химических реактивов. Все это заставляет его постоянно совершенствовать организацию своей работы в лаборатории, строго соблюдать правила техники безопасности. Особенно это касается работы с разнообразными химическими реактивами, подавляющее большинство которых ядовито. Поэтому вопросам организации безопасности труда работников лабораторий, должно уделяться особое внимание.
II.Требования, предъявляемые к лаборатории
УБОРКА ЛАБОРАТОРНОГО ПОМЕЩЕНИЯ
Помещение лаборатории ежедневно до начала работы следует убирать влажным способом. Пыль с поверхности столов, приборов оборудования, а также подоконников стирают чистой тряпкой, увлажненной дезинфицирующим раствором. Полы очищают от пыли пылесосом и после этого» протирают тряпкой, смоченной в 3—5% растворе карболовой кислоты. После окончания работы стены, покрытые метлахскими плитками или окрашенные масляной краской, моют горячей водой с мылом или стиральным порошком. Потолки, карнизы, верхняя часть стен, окрашенные клеевой краской, не реже одного раза в неделю очищают от пыли пылесосом. Подготовка бокса к работе. Помещение бокса обрабатывают следующим образом: ежедневно перед началом работы полы протирают дезинфицирующим веществом (2% раствор хлорамина или 3% раствор фенола); воздух обеззараживают бактерицидными лампами, установленными на высоте 2— 2,5 м от поверхности пола, из расчета одна лампа БУВ-30 (1,5—2,5 Вт) па 1 м3 помещения. При указанных условиях бокс облучают 2—3 ч. Перед началом работы лампы выключают. При отсутствии бактерицидных ламп непосредственно перед работой производят дезинфекцию бокса, протирая помещение 5% раствором хлорамина.
Для того чтобы предотвратить заражение бокса, образцы материалов, подлежащие исследованию, вносят в бокс после предварительного тщательного протирания их 3% раствором фенола. По этим же соображениям работа в боксе проводится в стерильных халатах, защитных масках и тапочках, специально предназначенных для бокса. Воздух в боксе следует регулярно, не менее 2 раз в неделю, проверять на бактериальную обсемененность. Чашки с мясо-пептонным агаром и средой Сабуро оставляют открытыми на 15 мин. Посев на мясо-псптонном агаре выдерживают в термостате 48 ч при 37°С, чашки со средой Сабуро — 96 ч при 22аЕ.
Допустимым ростом считается 5 колоний на чашках. Количество колоний больше 5 при 15-минутной экспозиции является показателем высокой обссменепности воздуха бокса. В этих случаях помещение бокса нуждается в дополнительной, более тщательной обработке. Не менее одного раза в неделю помещение бокса моют горячей водой с мылом, дезинфицирующими средствами и протирают досуха. Уборка рабочего мест а. По окончании работы берут пинцетом кусок ваты, смачивают его в 5% растворе хлорамина или в 5% растворе карболовой кислоты и протирают им поверхность стекла на рабочем месте.
Такого рода повседневная дезинфекция носит профилактический характер.
Ведение лабораторного журнала
При выполнении химических анализов сотрудник лаборатории должен вести лабораторный журнал. Определенных правил по ведению журнала нет. Однако в нем должны отражаться главные моменты проведения анализа. Кроме основной методики определения в журнале необходимо указать все то, на что обратил внимание аналитик во время работы: необычное поведение вещества, ошибка в методике анализа, случайная ошибка в определении и т. д. В рабочем журнале указывают дату и название выполняемой работы
(анализа), а затем, в произвольной форме, записывают следующие данные:
1)описание методики анализа (с указанием литературы, из которой взята методика);
2)уравнения реакций, протекающих при анализе (в молекулярной и ионной формах);
3)описание процесса анализа (результаты взвешивания, титрования, а также данные, используемые для расчета анализа);
4)запись особенностей, отмеченных в ходе анализа (отклонения от методики, ошибки, вынужденные повторения и т. д.);
5)расчет результатов анализа (с расчетной формулой и результатами вычислений).
Результаты анализа лучше оформить в виде таблицы. Выполненная работа подписывается лаборантом, а затем, если анализ выполнен правильно, — преподавателем.
III. Лабораторная посуда и приборы
Насадкой
Колбы мерные(рис.9)используют для приготовлениярастворов точной концентрации. Они имеют удлиненную узкую шейку, на которой нанесена кольцевая черта, показывающая уровень наполнения. В отличие от бюреток и пипеток мерные колбы рассчитаны обычно не на выливание, а на вливание определенного объема жидкости. Для количественного анализа наиболее часто используют мерные колбы вместимостью 50; 100; 200; 250; 500 и 1000 мл.
Рис.8. Колбы конические Рис. 9: Колбы мерные (пикнометры)
Стаканы
Механические и физические методы очистки посуды
Мытье водой. В тех случаях, когда химическая посуда не загрязнена смолой, жировыми и другими не растворяющимися в воде веществами, посуду можно мыть теплой водой. Стеклянная посуда считается чистой, если настенках ее не образуется отдельных капель и вода оставляет равномерную тончайшую пленку.
Рис.35. Щетки для мытья посуды.
Если на стенках посуды имеется налет каких-либо солей или осадок, посуду очищают (предварительно смочив водой) щеткой или ершом (рис.35.) и уже затем окончательно моют водой.
При работе с ершом нужно следить, чтобы нижний конец его не ударялся ни о дно, ни о стенки посуды, так как этим концом можно выбить дно или проломить стенку. Чтобы предотвратить возможность разбивания посуды металлическим концом ерша, на кончик его нужно надеть кусочек резиновой трубки подходящего размера. Хорошо вымытую в теплой воде посуду обязательно два-три раза споласкивают дистиллированной водой для удаления солей, содержащихся в водопроводной воде.
Лабораторную посуду моют сначала водопроводной водой, а загрязненные места оттирают «ершами». Но бывает, что и это не помогает. Тогда посуду наполняют «хромовой смесью» (насыщенный раствор К2Сг2О7 в концентрированной серной кислоте).
Индикаторная лампочка
IV. ОСНАЩЕНИЕ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ
Требования к обслуживанию и контролю
Эффективность работы боксов биологической безопасности должна проверяться квалифицированным персоналом при вводе в эксплуатацию и далее не реже одного инспектирования в год. Если боксы оснащены фильтрами притяжной вентиляции, последние должны систематически заменяться.
После работы боксы убирают и дезинфицируют. Периодический контроль на всевозможные микробные загрязнения рабочих поверхностей и стен бокса проводят в помощью обычного оборудования. Например, путем экспонирования в течение 30 мин в каждом боксе нескольких открытых чашек Петри, содержащих неселективную агаровую питательную среду (например, МГЛА). Могут быть использованы и другие методы.
Весы
Использование
Лаборатория пищевой микробиологии должна быть оснащена для взвешивания различных продуктов весами нужного диапазона и классов точности взвешивания +/- 0,01 и +/- 0,0001 г.
Эти весы используют главным образом для взвешивания навесок анализируемой пробы, компонентов питательных сред и реактивов. Они могут быть также использованы для измерения путем взвешивания объемов жидкостей, применяемых для разведений.
Требования к обслуживанию и контролю
Весы должны быть размещены на устойчивой горизонтальной подставке, защищенной от вибрации, и постоянно проверяться по рабочему эталону, желательно каждый рабочий день. Поверка весов проводится не реже одного раза в год квалифицированным специалистом по всему диапазону измерения.
При необходимости чашки весов очищают после каждого взвешивания, но не реже одного раза в день. Механизм весов должны чистить и проверять квалифицированные специалисты не реже одного раза в год.
Гомогенизатор
Прибор используют для приготовления исходной суспензии из испытуемой пробы нежидких продуктов. Могут применяться следующие приборы:
- гомогенизатор перистальтического типа со стерильными пластиковыми пакетами (типа Стомахер и др.); может быть оснащен таймером и регулировкой скорости;
- ротационный гомогенизатор со скоростью вращения 8000 - 45000 об./мин., со стеклянными или металлическими резервуарами, снабженными крышками и выдерживающими условия стерилизации.
В особых случаях гомогенизацию можно проводить с помощью выдерживающих стерилизацию стеклянных шариков, имеющих соответствующий диаметр (приблизительно 6 мм).
Порядок работы
Время обработки пробы на перистальтическом гомогенизаторе обычно составляет от одной до двух минут. Этот тип гомогенизатора не используют для следующих пищевых продуктов:
- продукты, способные прокалывать пакет (в связи с наличием острых, твердых или сухих частиц);
- продукты, которые трудно гомогенизировать из-за их структуры (например, колбасы типа салями).
Продолжительность работы ротационного гомогенизатора должна подбираться таким образом, чтобы общее количество оборотов ротора находилось в пределах 15000 - 20000. Однако даже в случае гомогенизаторов с низкой скоростью вращения ротора время обработки не должно превышать 2,5 мин.
Метод приготовления суспензии путем встряхивания пробы со стеклянными шариками может быть использован в случае вязких или густых продуктов, в частности молочных продуктов.
Обслуживание и контроль
Обслуживание и контроль приборов для гомогенизации проводят в соответствии с инструкциями изготовителя.
РН-метр
Описание прибора
рН-метр используют для измерения при определенной температуре разности потенциалов между измеряющим электродом и электродом сравнения, погруженными в продукт. Точность измерения должна составлять +/- 0,1 рН, порог чувствительности - 0,01 рН. Прибор должен быть снабжен ручным или автоматическим компенсатором температуры.
Примечание. Измеряющий электрод и электрод сравнения часто размещают в одном комбинированном электроде.
Использование прибора
рН-метр используют для измерения и коррекции питательных сред, реактивов (по 7.2), а также испытуемой пробы или приготовленной суспензии. рН-метр должен соответствовать стандартам на конкретный вид продукта, в которых должны быть предусмотрены условия измерения и коррекции рН, а также методы очистки и обеззараживания электродов.
Автоклав
Описание
Автоклав - аппарат, обеспечивающий достижение температуры насыщенного пара не ниже 121 °С для уничтожения микроорганизмов.
Использование
Автоклав не должен использоваться одновременно для стерилизации чистого и загрязненного использованного оборудования (и/или питательных сред). Для этих процессов применяют отдельные автоклавы.
Автоклав должен быть оборудован:
- по крайней мере, одним предохранительным клапаном;
- манометром;
- сливным краном;
- регулирующим устройством, обеспечивающим поддержание температуры с погрешностью не более +/- 1 °С от заданного значения (кроме особо оговоренных случаев);
- контрольным максимальным термометром или измерительной термопарой.
Желательно, чтобы автоклав был снабжен указателем продолжительности операций или программируемым таймером.
При стерилизации паром перед подъемом давления весь воздух должен быть вытеснен.
Если автоклав не оснащен автоматическим устройством для откачки воздуха, его необходимо вытеснять до появления непрерывной струи пара.
Обслуживание и контроль
Автоклавы поддерживают в рабочем состоянии; их регулярный контроль осуществляют компетентные органы в соответствии с инструкциями изготовителя.
Все измерительные приборы автоклава содержат в безупречно работающем состоянии и подвергают поверке в установленные сроки.
Систематически удаляют накипь и проверяют герметичность автоклава.
Термостат
Описание
Термостат состоит из камеры, обеспечивающей поддержание стабильной температуры и равномерное ее распределение с погрешностью +/- 1 °С, кроме особо оговоренных случаев.
Использование
Термостат должен быть снабжен системой, обеспечивающей поддержание стабильной температуры на заданном уровне равномерно по всему внутреннему рабочему объему.
Если температура окружающей среды близка или превышает температуру в термостате, камеру необходимо оборудовать охлаждающей системой.
Термостат должен быть защищен от воздействия прямого солнечного света.
Термостат не следует загружать полностью за один прием, поскольку это приведет к увеличению времени установления постоянной температуры в питательных средах, независимо от типа используемого термостата - с принудительной воздушной вентиляцией или без нее.
Загрузку термостата необходимо проводить так, чтобы обеспечить циркуляцию воздуха в камере; чашки Петри и пробирки размещают на расстоянии не менее 25 мм от внутренних стенок термостата. Количество чашек Петри в стопках не должно превышать шести, расстояние между стопками - не менее 25 мм.
Обслуживание и контроль
Установление постоянной температуры в рабочем объеме контролируют несколькими термостатами или термопарами.
Погрешность измерения должна быть в четыре раза меньше, чем требуемая точность поддержания температуры (например, при требуемой точности +/- 2 °С, погрешность измерения должна составлять +/- 0,5 °С).
Стабильность температуры контролируют с помощью одного или нескольких максимальных и минимальных термометров.
Температуру в термостате необходимо проверять каждый рабочий день, для чего термостат должен быть снабжен, по крайней мере, одним термометром, шарик которого погружен в глицерин, содержащийся в закрытом сосуде. Могут быть использованы другие контролирующие системы или аналогичные устройства.
Внутренние и внешние стенки термостата систематически очищают, дезинфицируют и, при необходимости, удаляют пыль из вентиляционной системы.
Холодильник или холодильная камера
Описание
Камеры должны гарантированно обеспечивать хранение при пониженных температурах. Кроме особо оговоренных случаев, температура должна составлять (3 +/- 2) °С, исключением является консервация проб для исследований, когда температура должна быть (2 +/- 2) °С.
Использование
Для хранения стерильных питательных сред и реактивов, проб для исследований, культур микроорганизмов и инкубированных сред используют отдельные камеры.
Холодильники и холодильные камеры необходимо загружать таким образом, чтобы поддерживалась достаточная циркуляция воздуха.
Обслуживание и контроль
Температуру в каждой камере проверяют каждый рабочий день с помощью термометра или встроенного датчика. Точность измерения - по 4.6.3.
За холодильными камерами должен проводиться постоянный уход:
- удаление пыли с лопастей и внешних пластин теплообменника;
- размораживание;
- очистка и дезинфекция внутренней части камер.
Морозильная камера
Описание
Морозильная камера должна гарантированно обеспечивать хранение в замороженном состоянии. Температура, кроме особо оговоренных случаев, должна быть не выше минус 18 °С, желательно минус (24 +/- 2) °С.
Использование
Отдельные морозильные камеры используют для хранения:
- стерильных питательных сред и реактивов;
- проб для исследований;
- культур микроорганизмов.
Морозильная камера должна загружаться таким образом, чтобы поддерживалась достаточно низкая температура, в особенности, если в нее помещают незамороженные продукты.
Обслуживание и контроль
Температуру в каждой камере проверяют каждый рабочий день с помощью термометра или встроенного датчика. Точность измерения - по 4.6.3.
За холодильными камерами должен проводиться постоянный уход по 4.7.3.
Баня с терморегулятором
Описание
Баня должна поддерживать заданную температуру с погрешностью +/- 0,5°С, кроме особо оговоренных случаев. Рабочие температуры оговариваются в каждом используемом методе.
Использование
Баню используют для:
- сохранения стерильной расплавленной агаровой среды при температуре (47 +/- 2) °С;
- культивирования засеянных питательных сред при постоянной температуре;
- приготовления исходных растворов при заданной температуре (например, при приготовлении исходных суспензий казеинатов требуется поддерживать температуру 37 °С в течение 15 мин.);
- тепловой обработки исходных суспензий при определенной температуре (например, при подсчете спор может потребоваться разрушение вегетативных клеток).
Для точного термостатирования баня должна быть оснащена циркуляционным водяным насосом и системой автоматического терморегулирования. Перемешивание воды не должно сопровождаться разбрызгиванием капель.
Обслуживание и контроль
Каждая баня должна быть оснащена термометром или термопарой, независимой от автоматической системы терморегуляции.
Температуру бани контролируют в течение всего времени ее использования, желательно ежедневно.
Необходимо регулярно проверять уровень жидкости в бане (воды, этиленгликоля и других). Во избежание микробного загрязнения жидкость часто меняют.
Стерилизационный сушильный шкаф
Описание
Стерилизационный сушильный шкаф - камера, которая должна обеспечивать поддержание температуры от 170 до 180 °С для разрушения микроорганизмов воздействием сухого горячего воздуха.
Использование
В стерилизационном шкафу стерилизуют только стеклянное и металлическое оборудование. После достижения нужной температуры стерилизация должна продолжаться не менее одного часа.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Мерную стеклянную посуду не следует обеззараживать в стерилизационном шкафу.
Температура должна быть равномерной по всему шкафу. Шкаф должен быть снабжен:
- терморегулятором; термометром или измерительной термопарой.
Желательно, чтобы шкаф был оборудован также индикатором продолжительности работы или программируемым устройством/таймером.
Обслуживание и контроль
Проверяют равномерность температуры во всем рабочем объеме.
Стерилизационный шкаф содержат в хорошем рабочем состоянии. Измерительные приборы подвергают поверке в установленные сроки. Рекомендуется постоянная очистка шкафа.
Микроволновая печь
Описание
Микроволновая печь - аппарат, обеспечивающий нагрев продукта с помощью микроволнового излучения.
Использование
Микроволновую печь можно использовать только для расплавления агаровых питательных сред.
Существующие аппараты работают при обычном атмосферном давлении. Они способны нагревать питательные среды в контролируемых условиях с помощью цикла микроволнового излучения.
Для исключения перегрева микроволновое поле должно равномерно распределяться по объему нагреваемой среды. Для лучшего распределения тепла необходимо использовать аппарат с вращающимся поддоном.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Микроволновую печь используют с осторожностью, так как перегрев агаровых питательных сред в ней может привести к задержке закипания.
Примечание. Ввиду недостаточного обоснования эффективности использования микроволн для стерилизации питательных сред, это направление их использования в данный стандарт не включено.
Оптический микроскоп
Использование
Оптический микроскоп содержит объективы с разным увеличением. Объектив с большим увеличением и масляной иммерсией позволяет исследовать морфологию микроорганизмов в водной суспензии или после фиксации. Желательно оснащение микроскопа фазово-контрастным объективом и подплатформенным конденсором для улучшения условий исследования живых культур.
Примечание. Платформенные микроскопы с малым увеличением и идеальным стереоскопическим фокусированием подходят для изучения колоний бактерий в питательной агаровой среде или на ее поверхности.
Обслуживание и контроль
После работы с применением иммерсии линзы очищают от использованных иммерсионных веществ, не допуская ухудшения их оптических свойств.
Не реже одного раза в год уполномоченный сотрудник лаборатории должен проводить генеральную чистку микроскопа, а также проверку его механической и оптической частей.
Газовая, спиртовая горелки или прокаливатель проволоки
Газовую и спиртовую горелки используют для создания и поддержания защитной зоны вокруг пламени. Они применяются для стерилизации металлических игл и петель путем доведения их до красного каления.
При работе с патогенными бактериями для стерилизации металлических игл и петель предпочтительнее использовать прокаливатель проволоки.
Дозатор питательных сред и реактивов
Описание
Дозатор - инструмент или аппарат, применяемый для дозирования питательных сред и реактивов в пробирки, флаконы или чашки Петри (например, мерный цилиндр, обычная пипетка, автоматическая пипетка, перистальтический насос или аппарат для автоматической подачи).
Использование
Если требуется асептическое дозирование питательных сред или реактивов, все части инструмента или аппарата, контактирующие с разливаемым продуктом, должны быть стерильными по 6.2. Точность инструментов или аппаратов должна соответствовать точности измерения разливаемых объемов. При приготовлении десятикратных разведений относительная погрешность измерения объемов жидкости, используемой для разбавлений, не должна превышать +/- 2%.
Обслуживание и контроль
Дозаторы содержат в безукоризненном состоянии в соответствии с инструкциями изготовителя.
Дозируемые объемы регулярно контролируют.
Механический смеситель
Аппарат используется для равномерного перемешивания различных жидкостей (например, десятикратных разведений и жидких проб) или для получения жидкой суспензии бактериальных клеток. Принцип действия основан на приведении содержимого пробирок в некруговое (вихревое) вращение (приборы типа Vortex).
Прибор для подсчета колоний
Прибор должен быть оборудован осветительной системой с темной
подложкой, увеличительным стеклом с увеличением не менее 1,5 и
механическим или электронным счетчиком. Для подсчета могут быть
использованы любые другие равноценные автоматические устройства
для подсчета и равноценные по производительности (например,
лазерный счетчик).
Оборудование для культивирования в модифицированной атмосфере
Описание оборудования
Герметически закрываемый сосуд или любые другие соответствующие аппараты, способные поддерживать искусственную атмосферу, в которой находится питательная среда, на все время ее инкубирования (например, анаэробное термостатирование). Могут быть использованы другие устройства аналогичного действия, например, анаэробные камеры. Установку и эксплуатацию проводят по инструкциям изготовителя.
Использование оборудования
Состав модифицированной атмосферы, получаемой путем смешивания газов (например, из газовых баллонов) или с помощью других подходящих средств (готовые покупные упаковки с газом), должен быть оговорен в нормативном документе.
Обслуживание и контроль
В каждой камере во время ее использования должен находиться индикатор состава атмосферы. Если используют катализатор, его регулярно регенерируют в соответствии с инструкциями изготовителя. Оборудование для инкубирования в модифицированной атмосфере регулярно очищают и обеззараживают.
Прочее оборудование
Для проведения исследований используют и другое оборудование и приспособления: устройства для фильтрования, стеклянные или пластиковые емкости (пробирки, флаконы, бутыли), стеклянные или пластиковые чашки Петри (как правило, диаметром от 90 до 100 мм), стеклянные или пластиковые пипетки вместимостью 10, 2, 1 куб. см, инструменты для отбора проб, иглы и петли хромовоникелевые, платиноиридиевые, одноразовые пластиковые и из других материалов.
Культивирование микроорганизмов
Культивирование микроорганизмов, помимо состава питательной среды, сильно зависит от физических и химических факторов (температура, кислотность, аэрация, свет и т. д.). При этом количественные показатели каждого из них неодинаковы и определяются особенностями метаболизма каждой группы бактерий. Можно выделить методы культивирования на твердых и в жидких питательных средах; в аэробных, анаэробных и микроаэрофильных условиях. Характеристики этого процесса устанавливают путем измерения таких показателей как число клеток или их биомасса.
Время выживания бактерий при использовании
Отбор проб атмосферного воздуха
В основу метода отбора проб воздуха положен комбинированный аспирационный способ одновременного пробоотбора аэрозолей и паров этих соединений с помощью коллекторного устройства, состоящего из фильтра и поглотительного патрона, заполненного соответствующим адсорбентом.
Установка для отбора проб состоит из воздуходувки (насоса, пылесоса «Вихрь» и т.д.), измерителя расхода воздуха (ротаметра), фильтродержателя с фильтром и кассеты для твердых сорбентов.
Отбор пробы воздуха осуществляют в течение 30 мин. при скорости пробоотбора 125 дм³/мин.
Отбор проб воды
Приборы и устройства для отбора проб воды подразделяются на автоматические, полуавтоматические и ручные. В настоящее время используют в основном ручные пробоотборники и батометры, различных конструкций, позволяющие отобрать пробы с различной глубины. Из поверхностного источника централизованного водоснабжения (реки, озера, водохранилища) отбор проб осуществляют на расстоянии 1 км выше по течению от места водозабора, а на непроточных водоемах и водохрани-лищах на расстоянии 1 км в обе стороны от водозабора. Отбор проб проводят не менее чем с двух горизонтов: у поверхности и у дна (0,5 м от дна). Из кранов – после 10 мин. открытого крана. Общий объем пробы не менее 1 дм³. Из каждого исследуемого источника водоснабжения должно быть отобрано для анализа не менее 2-3 проб. При необходимости проводят консервацию проб.
Отбор проб почв и снежного покрова
Анализ почвы – совокупность операций, выполняемых с целью определения состава, физико-механических, физико-химических, химических, агрохимических и биологических свойств почвы.
При отборе проб почвы выделяется пробная площадка, размеры которой зависят от типа и однородности почвенного покрова, а также рельефа местности. При однородном составе почвы одну объединенную пробу отбирают с площади 3 – 5 га, что является особенно характерным для лесостепных и степных районов. В лесной зоне, а также других районах с волнистым рельефом местности и неоднородным почвенным покровом, одна объединенная проба отбирается с площади 1-3 га. В горных районах, где велика комплексность почвы, объединенная проба отбирается с площади 0,5 – 1 га.
Для составления объединенной пробы почву отбирают с помощью совка или лопаты по диагонали 30 выемок площадью 10 × 10 см и глубиной до 5 см.
Все это перемешивают и методом квартования отбирают среднюю пробу (1кг).
Электрохимический метод анализа
Общие понятия. Классификация
Электрохимические методы анализа основаны на измерении и регистрации электрических параметров системы (аналитических сигналов), изменяющихся в результате протекания химических реакций.
Электрохимическая система обычно состоит из электрохимической ячейки, представляющей собой единое конструктивное оформление сосуда с исследуемым раствором и электродами. Принята следующая классификация этих методов:
1. Классификация, учитывающая природу источника электрической энергии в системе. Различают две группы методов:
– методы без наложения внешнего потенциала. Здесь источник электрической энергии – сама электрохимическая система (гальванический элемент). К таким методам относятся потенциометрические методы.
– методы с наложением внешнего потенциала.
К ним относятся: кондуктометрия, вольтамперометрия, кулонометрия, электрогравиметрия.
2 Классификация по способу применения. Различают прямые и косвенные методы.
– прямые методы. Измеряют аналитический сигнал как функцию концентрации раствора и по показаниям прибора находят содержание вещества в растворе (Прямая потенциометрия, прямая кондутометрия и т. д.).
– косвенные методы – это методы титрования, в которых окончание титрования фиксируют на основании измерения электрических параметров системы (кондуктометрическое, амперометрическое титрование и т. д.).
Развитию и усовершенствованию электрохимических методов анализа способствовали успехи в области электрохимии и приборостроении. Различия между электрохимическими методами анализа в основном обусловлены природой электродов и измерительными приборами.
VI. Приготовление проб и растворов различной концентрации.
Разделение – это операция (процесс), в результате которого компоненты, составляющие исходную смесь, отделяются один от другого.
Концентрирование – операция (процесс), в результате которого повышается отношение концентрации или количества микрокомпонентов к концентрации или количеству макрокомпонентов.
Необходимость разделения и концентрирования может быть обусловлена следующими факторами:
– проба содержит компоненты, мешающие определению;
– концентрация определяемого компонента ниже предела обнаружения метода;
– определяемые компоненты неравномерно распределены в пробе;
– отсутствуют стандартные образцы для градуировки приборов;
– проба высокотоксична, радиоактивна или дорога.
Растворение. Основные понятия о растворах.
В лаборатории чаще всего приходится готовить растворы твердых веществ, поэтому остановимся более подробно именно на них.
Если взять одинаковые объемы воды и попробовать растворять в них разные соли, например сернокислый барий, квасцы и хлористый кальций, то сразу бросится в глаза, что сернокислый барий совсем не переходит в раствор *, квасцы растворяются лучше, а хлористый кальций— очень хорошо. Кроме того, можно заметить, что после прибавления к воде некоторого определенного количества соли она уже больше не растворяется, сколько бы ее ни перемешивали.
Таким образом, количество твердого вещества, которое можно растворить в данном количестве воды, имеет предел, зависящий от свойств взятых веществ и от тех условий, в которых происходит растворение. Когда этот предел достигнут, получается насыщенный раствор. Концентрация насыщенного раствора называется растворимостью.
Следовательно, насыщение раствора каким-либо веществом зависит от его растворимости в данном растворителе при данных условиях. Таким образом, совершенно не обязательно, чтобы концентрация насыщенного раствора была бы высокой. Например, растворимость сернокислого кальция (CaSO4) составляет при комнатной температуре 0,77 г/л. При таком содержании соли раствор будет уже насыщенным.
* Точное исследование показывает, что сернокислый барий растворяется в воде, но в малой степени,
Во многих случаях растворимость твердого вещества можно повысить, если раствор нагревать. Однако некоторые соли не подчиняются этому правилу. Растворимость их или понижается с повышением температуры или повышается только до определенной температуры, выше которой растворимость уменьшается. Если растворять углекислый натрий, то количество его (пересчитанное на безводную соль, т. е. на Na2CO3), приходящееся на 100 г воды в насыщенных растворах при разных температурах, будет следующее:
Следовательно, самое большое количество безводного углекислого натрия можно растворить только при 35,2° С.
Если же взять углекислый литий, то у него растворимость с повышением температуры понижается. Например, при 100° С он почти в два раза меньше растворим, нежели при 20° С. Зависимость растворимости от температуры следует принципу Ле-Шателье. Если растворимое вещество при растворении поглощает тепло, что бывает в большинстве случаев, то растворимость увеличивается с повышением температуры. Если же растворение сопровождается выделением тепла, то растворимость при подведении тепла уменьшается.
Каждой температуре соответствует определенная растворимость данного вещества. Если охладить насыщенный раствор вещества, растворимость которого с температурой повышается, то растворенное вещество выпадает в осадок в таком количестве, что раствор остается насыщенным при той температуре, до которой ои охлажден. Однако в некоторых случаях при медленном охлаждении растворенное вещество не выделяется. Тогда говорят, что раствор пересыщен. Но это очень неустойчивое состояние раствора; достаточно какому-нибудь кристаллику или пылинке попасть в раствор, чтобы избыток соли выпал в осадок.
Плотность раствора отличается от плотности растворителя.Раствор кипит при более высокой температуре *, чем растворитель. Последним свойством пользуются, применяя солевые бани. Температура замерзания раствора, наоборот, ниже, чем у растворителя.
* Если насыщенный пар над раствором не содержит другого вещества, кроме растворителя.
Скорость растворения твердого вещества зависит от размера его частиц. Чем крупнее куски, тем медленнее идет растворение; наоборот, чем мельче отдельные частицы твердого вещества, тем скорее переходит оно в раствор. Поэтому перед растворением твердого вещества его всегда следует измельчить в ступке и отвешивать для растворения только измельченное вещество. Сказанное не относится к гигроскопичным веществам, так как последние в измельченном виде очень легко поглощают влагу из воздуха вследствие большого увеличения поверхности. Поэтому гигроскопичные вещества растворяют, не измельчая, разве только быстро разбив большие куски.
Растворение тонко измельченного вещества значительно легче, но при этом возникают свои трудности. Дело в том, что некоторые порошки при высыпании их в воду или при приливании к ним воды вначале не смачиваются и плавают на поверхности воды, образуя тонкую пленку. В подобных случаях порошок вначале обливают небольшим количеством чистого спирта (метилового или этилового), а уже затем приливают воду или высыпают в нее порошок. Явление всплывания порошка при этом не наблюдается. Само собой разумеется, что применять спирт можно лишь в том случае, если ои не оказывает химического действия на вещество или на его раствор. Спирта следует брать очень немного, лишь бы он только смочил порошок.
Иногда при растворении твердых веществ, например кристаллических, их помещают в колбу. При неправильном введении таких веществ (особенно крупных кусков или кристаллов) случается, что колба разбивается. Чтобы не разбить колбу, поступают так: наклоняют ее под углом не больше 45° (лучше меньше) и опускают твердое вещество, чтобы оно скатывалось по горлу и стенке шара колбы. Удобнее сначала налить в колбу часть рассчитанного количества растворителя, например воды, а затем вводить твердое вещество, как описано выше, иногда встряхивая колбу. Оставшуюся часть растворителя вводят после того, как будет пересыпано все количество твердого вещества, предназначенного для растворения.
Большие трудности встречаются при растворении смолистых веществ, так как их размельчить в порошок нельзя. Такие вещества полезно разрезать (если это возможно) на небольшие куски и постепенно вводить в растворитель.
Следует остановиться на растворимости газов. Почти все газообразные вещества способны в той или иной мере растворяться в воде или органических растворителях. Некоторые из них, например NH3, HCl, жадно поглощаются водой. Другие же газы (кислород, водород и др.) обладают меньшей или незначительной растворимостью в воде, причем она зависит от температуры воды и внешнего давления. Чем выше парциальное давление газа, тем больше он растворяется в воде, и чем выше температура воды, тем меньше растворимость газов. Поэтому воду для удаления растворенных в ней газов кипятят.
Рассмотрим теперь кратко вопрос о взаимном растворении жидкостей. При этом различаются три случая:
1. Жидкости практически не растворяются одна в другой, например вода и масло; при смешивании их они всегда отделяются друг от друга.
2. Жидкости растворяются одна в другой только в определенных количествах. Например, если смешать воду и эфир, То после взбалтывания и отстаивания раствор разделится на два слоя. Верхний слой представляет раствор воды в эфире, нижний — раствор эфира в воде, причем при определенной температуре концентрации обоих насыщенных растворов всегда имеют определенные значения. Так, при 20ºC в 100 объемах воды растворяется 8,11 объема эфира, а в 100 объемах эфира растворяется 2,93 объема воды.
3. Жидкости растворяются одна в другой в неограниченном количестве. Например, вода и спирт растворяются друг в друге в любом количестве. Так же ведут себя многие кислоты и вода.
При растворении жидкостей, как и при растворении твердых тел, наблюдается или выделение тепла, или его поглощение. Это явление используют при изготовлении охлаждающих смесей или для химического нагревания.
Нужно также отметить, что иногда при смешении жидкостей происходит уменьшение объема; если, например, взять 50 объемов воды и 50 объемов спирта, то получится не 100 объемов смеси, а только 96,3 (так называемое явление контракции).
По свойствам вещества можно разделить на два класса: не набухающие при растворении и набухающие.
К первому классу относятся преимущественно вещества, имеющие кристаллическое строение, а ко второму — высокомолекулярные вещества, главным образом органические. При растворении последних в органических растворителях первой стадией процесса всегда будет набухание.
По характеру взятого растворителя различают растворы водные и неводные. К последним принадлежат растворы в органических растворителях. Растворы большинства солей, щелочей и кислот готовятся главным образом водные.
По точности выражения концентрации растворы делят на приблизительные, точные и эмпирические. Следует также различать растворение твердых веществ, растворение жидкостей и растворение газов.
6.2.Концентрация растворов.
Концентрации растворов обычно выражают в массовых (весовых) и объемных (для жидкостей) процентах, в молях или грамм-эквивалентах, содержащихся в единице объема раствора, а также титром и моляльностью.
Концентрации приблизительных растворов большей частью выражают в массовых процентах; точных — в молях, в грамм-эквивалентах, содержащихся в 1 л раствора, или титром.
При выражении концентрации в массовых процентах указывают содержание растворенного вещества (в граммах) в 100 г раствора (но не в 100 мл раствора!).
Так, если говорят, например, что взят 10%-ный раствор поваренной соли NaCl, это значит, что в 100 г раствора (а не в 100 мл его) содержится 10 г поваренной соли и 90 г воды.
Когда дана концентрация раствора, выраженная в массовых процентах (например, 25%-ный раствор NaCl), и хотят взять столько раствора, чтобы в нем содержалось определенное количество растворенного вещества (например, 5 г NaCl), то нужно брать раствор по массе (т. е. 20 г).
Покажем, что будет, если взять не 20 г раствора, а 20 мл. Плотность 25%-ного раствора NaCl равна 1,203 г/мл. Поэтому взяв 20 мл такого раствора, мы возьмем 20*1,203 = 24,06 г его. В этом количестве раствора будет содержаться уже не 5 г NaCl, а
Если известна плотность раствора, то, как указывалось выше, удобнее брать его по объему, а не по массе. Для нашего случая получаем объем, равный:
Сказанное относится преимущественно к концентрированным растворам; в случае же разбавленных (меньше 1%) получающаяся ошибка незначительна и ею можно пренебречь.
Концентрация раствора, выраженная в молях, содержащихся в 1 л раствора (но не в 1 л растворителя!) называется молярностью. Раствор, содержащий в 1 л 1 моль растворенного вещества, называется одномолярным или просто молярным. Молем (грамм-молекулой) какого-либо вещества называют молекулярный вес его, выраженный в граммах; 0,001 моль называют миллимолем, этой величиной пользуются для выражения концентрации при некоторых исследованиях.
Пример. Моль серной кислоты равен 98,08 г, поэтому молярный раствор ее должен содержать это количество в 1 л раствора (но не в 1 л воды).
Если концентрация выражена числом грамм-эквивалентов, содержащихся в 1 л раствора, то такое выражение концентрации называется нормальностью. Раствор, содержащий в 1 л один грамм-эквивалент вещества, называется однонормальным или часто просто нормальным.
Грамм-эквивалентомвещества является такое количество его, выраженное в граммах, которое в данной реакции соединяется, вытесняет или эквивалентно 1,008 г водорода (т. е. 1 г-атом). Грамм-эквивалент одного и того же вещества может иметь различную величину в зависимости от той химической реакции, в которой это вещество участвует.
Грамм-эквивалент E в реакциях замещения вычисляют путем деления молекулярного веса на основность кислоты или полученной из нее соли, кислотность основания или при окислительно-восстановительных реакциях — на число переходящих электронов n:
Ввиду того что нормальные растворы для большийства аналитических целей и работ слишком концентрированы, обычно готовят более разбавленные растворы (полунормальные, децинормальные и т. д.). При записях нормальность обозначают русской буквой н. или латинской буквой N; перед буквенным обозначением ставят число, указывающее, какая часть грамм-эквивалента (или сколько грамм-эквивалентов) взята для приготовления. 1 л раствора. Так, полунормальный раствор обозначается 0,5 н., децинормальный 0,1 н. и т. д.
Титромназывают содержание вещества в граммах в 1 мл раствора. Выражая концентрацию раствора при помощи титра, указывают число граммов вещества, содержащихся в 1 мл раствора. Пусть, например, в 1 л раствора содержится 5,843 г серной кислоты; тогда титр раствора будет равен;
Моляльными называют растворы, приготовляемые растворением одного (или части) моля вещества в 1 кг растворителя. Например, для приготовления одномоляль-ного раствора NaCl растворяют 58,457 г этой соли в 1 кг воды, приведя массу воды в данных условиях к объему. Следует помнить, что при приготовлении моляльных растворов расчет ведут именно на 1 кг растворителя, а не раствора, как в случае молярных или нормальных растворов.
Объемные проценты для выражения концентрации применяют только при смешивании взаимно растворяющихся жидкостей. Здесь указаны только основные, важнейшие приемы выражения концентраций. При специальных исследованиях могут применяться и другие единицы для выражения содержания вещества.
Приложение
Правильные и неправильные приемы простейших лабораторных операций.
А — тушение спиртовки
Б – разбавление концентрированной кислоты
В — определение запаха содержимого колбы
Г — кипячение в пробирке.
Содержание
Предисловие…………………………………………………………………………………………………… .3
I. Основные правила и организация работы в химической лаборатории……………………………………………………………………… 4
1.1.Техника безопасности в химической лаборатории…………………………4
1.2Правила поведения при несчастных случаях………………………………..6
II. Требования, предъявляемые к лаборатории…………………………..7
2.1. Требования к помещению химической лаборатории………………………7
2.2.Требования к помещению бактериологической лаборатории……………..8
2.3.Уборка лабораторного помещения…………………………………………10
2.4.Организация рабочего места в лаборатории……………………………….11
2.5. Ведение лабораторного журнала…………………………………………...12
III. Лабораторная посуда и приборы……………………………………14
3.1. Химическая посуда, используемая в анализе……………………………..14
3.2. Бактериологическая посуда, используемая в анализе……………………26
3.3.Требования к чистоте химической посуды………………………………..29
3.4.Требования к чистоте бактериологической посуды………………………37
3.5.Сушка химической посуды………………………………………………….41
3.6. Виды стерилизации бактериологической посуды………………………..45
3.7.Дезинфекция…………………………………………………………………51
3.8.Приборы, используемые в химическом анализе…………………………..52
IV. Оснащение микробиологической лаборатории и правила работы в ней………………………………………………………………………………..58
4.1. Питательные среды………………………………………………………...67
4.2.Основы приготовления питательных сред………………………...………71
4.3.Культивирование микроорганизмов……………………………………….73
4.4.Поддержание (хранение) культур микроорганизмов……………………..75
4.5.Микроскопические методы исследования…………………………………78
4.6.Морфология бактерий, структура и химический состав бактериальной клетки…………………………………………………………………………….81
4.7.Эндоспоры бактерий………………………………………………………...85
4.8.Капсула бактерий……………………………………………………………85
4.9.Цитоплазматические включения……………………………………………86
4.10.Подвижность бактерий…………………………………………………….87
4.11.Количественный учет микроорганизмов…………………………………88
4.12. Микроскопия микроорганизмов в окрашенном виде……………………95
V. Требования, предъявляемые к методам анализа…………………98
5.1.Отбор проб…………………………………………………………………...99
5.2.Физический метод анализа………………………………………………...102
5.3.Физико-химический метод анализа……………………………………….104
5.4.Фотометрический метод анализа. Фотометрия…………………………..105
5.5.Электрохимический метод анализа……………………………………….106
5.6.Методы определения рН…………………………………………………...107
VI. Приготовление проб и растворов различной концентрации…109
6.1. Растворение. Основные понятия о растворах……………………………109
6.2.Концентрация растворов…………………………………………………...112
6.3.Техника приготовления растворов………………………………………..115
6.4.Расчеты при приготовлении водных растворов………………………….116
6.5.Растворы солей……………………………………………………………123
6.6.Растворы щелочей………………………………………………………..124
6.7.Растворы кислот…………………………………………………………..130
6.8.Фиксаналы…………………………………………………………………132
6.9. Индикаторы………………………………………………………………134
6.10.Обесцвечивание растворов……………………………………………..136
Приложение…………………………………………………………………...139
– Конец работы –
Используемые теги: Организация, деятельности, лаборанта, ХИМИКО-БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКОГО, анализа, Учебное, пособие0.075
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: «ОРГАНИЗАЦИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЛАБОРАНТА ХИМИКО-БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА» Учебное пособие
Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов