Arbeitsmethoden in der Organischen Chemie

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Hnig Kreitmeier Mrkl Sauer

ARBEITSMETHODEN IN DER ORGANISCHEN CHEMIE

(mit Einfhrungspraktikum)

Arbeitsmethoden in der Organischen Chemie (mit Einfhrungspraktikum) im Internet: http://www.ioc-praktikum.de Als gedruckte Ausgabe: Arbeitsmethoden in der Organischen Chemie, (Wire-O-Bindung), Verlag Lehmanns, Berlin 2006

In der vorliegenden Online-Ausgabe sind alle Bezge innerhalb des Textes miteinander verlinkt, die Links sind blau hervorgehoben.Inhaltsverzeichnis und Register sindnicht verlinkt, bitte benutzen Sie die Lesezeichen und die Suchfunktion.

http://www.ioc-praktikum.de

Prof. Dr. Siegfried Hnig Dr. Peter Kreitmeier Institut fr Organische Chemie Prof. Dr. Gottfried Mrkl der Universitt Wrzburg Prof. Dr. Jrgen Sauer Am Hubland Institut fr Organische Chemie D-97074 Wrzburg der Universitt Regensburg Universittsstr. 31 D-93053 Regensburg Anschrift des Korrespondenzautors: Dr. Peter Kreitmeier Institut fr Organische Chemie Universitt Regensburg Universittsstrae 31 D-93053 Regensburg Tel.: +49 941 943 4648 Fax: +49 941 943 4121 E-mail: [email protected]

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I

Vorwort und Einfhrung Arbeitssicherheit, Schutz der Menschen und der Umwelt vor Schden und Gefahren, die von der Chemie verursacht werden knnen, sind groe Herausforderungen fr die Chemiker. Zahlreiche Gesetze, Verordnungen und Vorschriften sollen dazu beitragen, die Sicherheit beim Umgang mit Chemikalien weiter zu erhhen und Vorbehalte abzubauen. Es ist Aufgabe der Lehre, die Studierenden mit diesem Regelwerk frhzeitig vertraut zu machen. Solide, grndliche und zuverlssige Kenntnisse der experimentellen Arbeitstechniken bei pr-parativen chemischen Aufgabenstellungen sind eine unabdingbare Voraussetzung fr Sicher-heit und unfallfreies erfolgreiches Arbeiten im Labor. Im ersten organisch-chemischen Praktikum (im Normalfall im 4. Semester) arbeiten die Studierenden erstmals mit Glasgerten fr die organische Synthese. Die Anfnger wissen meist nicht, welche Gerte zur Verfgung stehen und wann sie einzusetzen sind, was sie beim Aufbau funktionstchtiger Apparaturen z. B. zur Synthese, zur Destillation, zur Umkristalli-sation usw. beachten mssen. In den hier vorliegenden Arbeitsmethoden werden die Gerte und Apparaturen nicht nur wie das meist der Fall ist mehr oder weniger gut abgebildet. Sofern erforderlich und mglich, werden zunchst theoretische Grundlagen behandelt. Ent-sprechend werden die Apparaturen begrndet und ihr Aufbau wird ebenso im Detail beschrie-ben wie ihre Inbetriebnahme. Fr speziell entwickelte Gerte und Apparaturen, die nicht im Handel erhltlich sind, werden in den Arbeitsmethoden im Internet Konstruktions-zeichnungen zur Verfgung gestellt. Der Anfnger lernt zunchst das Arbeiten mit Standardgerten fr Versuchsanstze in der normalen Grenordnung (Flssigkeitsvolumina > 10 ml, kristalline Produkte > 100 mg). Apparaturen fr Arbeiten im Halbmikromastab (Flssigkeitsvolumina 510 ml, kristalline Produkte 50100 mg) und im Mikromastab (Flssigkeitsvolumina < 5 ml, kristalline Pro-dukte < 50 mg) schlieen sich an. Folgende Kapitel werden behandelt:

1 Sicherheit im Labor Allgemeine Hinweise zum chemischen Arbeiten 2 Glasgerte und Reaktionsapparaturen 3 Klassische Methoden zur Charakterisierung organischer Verbindungen 4 Destillation 5 Filtration 6 Umkristallisation 7 Sublimation

II

8 Extraktion 9 Chromatographie 10 Gase Arbeiten unter Schutzgas 11 Trocknen von Feststoffen, Lsungen und Lsungsmitteln 12 Chemische Analytik organischer Verbindungen 13 Moleklspektroskopie 14 Dokumentation Literatur Literaturrecherche

In den Arbeitsmethoden haben jahrzehntelange praktische Erfahrungen der Autoren Eingang gefunden. Die aufgefhrten Methoden und Verfahren gehen zum Teil weit ber die Bedrfnisse des ersten organisch-chemischen Praktikums hinaus. Die Intention ist, dass sie als Vademecum generell fr alle auch sptere synthetisch organisch-chemischen Aufgabenstellungen zu Rate gezogen werden knnen. Um lange Beschreibungen der Apparaturen und ihres Aufbaus zu vermeiden, wurden von den Autoren bereits 1979 Apparatesymbole eingefhrt, die fr sich sprechen und die auch von den Studierenden relativ leicht skizziert werden knnen, z. B.: Einfache 3-Halskolben-Reaktionsapparatur mit KPG-Rhrer, Tropftrichter mit Druckaus-

gleich und Rckflusskhler mit Trockenrohr:

3-Halskolben-Reaktionsapparatur mit KPG-Rhrer, Innenthermometer und Anschtzauf-

satz mit Rckflusskhler, Trockenrohr und Tropftrichter mit Druckausgleich:

III

Einfache Destillationsapparatur mit Vigreux-Kolonne, absteigendem (Liebig-) Khler und Spinne zum Auffangen von Fraktionen mit unterschiedlichen Siedepunkten:

Apparatur zur azeotropen Abtrennung von Reaktionswasser (z. B. bei Acetalisierungen

und der Darstellung von Enaminen) mit NS29 Rundkolben, graduiertem Wasserabschei-der, Rckflusskhler und Heizbad mit Magnetrhrer:

Die Apparatesymbole stehen auch im Internet zum Download zur Verfgung. Neben den Techniken fr das Arbeiten im Labor fhren die Arbeitsmethoden auch in die Grundlagen der chemischen und spektroskopischen Analytik (UV/Vis, IR, 1H-NMR, 13C-NMR, MS) ein. Die dramatisch zunehmende Flle wissenschaftlicher Literatur veranlasste die Autoren, das Kapitel Dokumentation, Literatur und Literaturrecherche auf klassischem und elektronischem Wege in die Arbeitsmethoden mit aufzunehmen. Einfhrungspraktikum Zum Einben der Arbeitsmethoden wird ein 12-wchiges Einfhrungspraktikum vorge-schlagen. Hier sollen die Studierenden die wichtigsten Methoden vor dem Ernstfall (Prakti-kum) kennen lernen. Das Einfhrungspraktikum mit zahlreichen Versuchen, Aufgaben und bungen ist nur ber das Internet zugnglich. Der Praktikumsleiter kann hieraus ein indi-viduelles Einfhrungspraktikum mit spezifischen Schwerpunkten zusammenstellen.

http://www.ioc-praktikum.de/methoden/praktikum.html

IV

Die Autoren hoffen und wnschen, dass Ihnen die Arbeitsmethoden auch nach dem Grund-praktikum bei allen experimentellen Aufgabenstellungen eine gute und zuverlssige Hilfe sind. Regensburg, Wrzburg im Mrz 2006

Siegfried Hnig Peter Kreitmeier Gottfried Mrkl Jrgen Sauer

V

Inhaltsverzeichnis 1 Sicherheit im Labor Allgemeine Hinweise zum chemischen

Arbeiten....................................................................................................................... 1

1.1 Gesetzliche Grundlagen ............................................................................................... 2 1.1.1 Regelwerk (Gesetzte, Verordnungen und Vorschriften) .................................... 2 1.1.2 Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) ........................................................................... 5 1.1.3 Biologischer Grenzwert (BGW)......................................................................... 6 1.1.4 Wassergefhrdungsklasse (WGK)...................................................................... 6

1.2 Allgemeine Regeln fr das Arbeiten im Labor .......................................................... 7 1.2.1 Zugang zu den einschlgigen Informationen ..................................................... 7 1.2.2 Allgemeine Sicherheitseinrichtungen................................................................. 7 1.2.3 Persnliche Schutzausrstung und Hygiene....................................................... 8 1.2.4 Weitere allgemeine Vorsichtmanahmen im Labor......................................... 10 1.2.5 Entsorgung von Chemikalien ........................................................................... 11

1.3 Gefahren durch reaktive Chemikalien ..................................................................... 12 1.3.1 Kenndaten......................................................................................................... 12 1.3.2 Hochentzndliche, leichtentzndliche und entzndliche Substanzen .............. 13 1.3.3 Explosionsgefhrliche Substanzen ................................................................... 14 1.3.4 Brandfrdernde Substanzen.............................................................................. 15 1.3.5 Weitere Gefahren durch die Reaktivitt von Chemikalien ohne

eigene Gefahrensymbole .................................................................................. 16

1.4 Gefahren durch giftige (toxische) Chemikalien ....................................................... 17 1.4.1 Akut toxische Substanzen................................................................................. 17 1.4.2 tzende und reizende Substanzen .................................................................... 19 1.4.3 Krebserzeugende, erbgutverndernde und reproduktionstoxische Stoffe ........ 20 1.4.4 Sensibilisierende Stoffe .................................................................................... 22

1.5 Gefahren fr die Umwelt ........................................................................................... 22 1.6 Weitere typische Gefahren im Labor ....................................................................... 23

1.6.1 Schnittverletzungen .......................................................................................... 23 1.6.2 Verbrennungen und Verbrhungen .................................................................. 24

1.7 Verhalten bei Laborunfllen ..................................................................................... 24 1.7.1 Laborbrnde...................................................................................................... 24 1.7.2 Erste Hilfe bei Verletzungen ............................................................................ 25 1.7.3 Verschttete Chemikalien ................................................................................ 28

1.8 Entsorgung von Chemikalien Recycling ............................................................... 29 Literaturverzeichnis ................................................................................................... 33

VI

2 Glasgerte und Reaktionsapparaturen ..........................................................35

2.1 Schliff- und Schraubverbindungen ...........................................................................36 2.1.1 Kegelschliffe (Normschliff) ..............................................................................36 2.1.2 Kugelschliffe.....................................................................................................37 2.1.3 Planschliffverbindungen (Flanschverbindungen) .............................................37 2.1.4 Behandlung von Schliffverbindungen ..............................................................37 2.1.5 Spezielle Schliffe ..............................................................................................39 2.1.6 Rohr- und Schlauchverbindungen.....................................................................39 2.1.7 Hhne ................................................................................................................41

2.2 Bauteile fr Schliffapparaturen.................................................................................42 2.2.1 Reaktionsgefe ................................................................................................42 2.2.2 Khler................................................................................................................42 2.2.3. Tropftrichter ......................................................................................................44 2.2.4 Aufstze und bergangsstcke.........................................................................45 2.2.5 Trockenrohre und Blasenzhler ........................................................................45 2.2.6 Rhren...............................................................................................................46 2.2.7 Heizen und Khlen............................................................................................48 2.2.8 Temperaturmessung ..........................................................................................50

2.3 Standard-Reaktionsapparaturen...............................................................................52 2.3.1 Erhitzen unter Rckfluss...................................................................................52 2.3.2 Varianten der einfachen Standardreaktionsapparatur .......................................53 2.3.3 Mehrhalskolben-Apparaturen ...........................................................................54 2.3.4 Varianten der Dreihalskolben-Apparatur portionsweise Zugabe eines

Feststoffs whrend der Reaktion.......................................................................55

2.4 Standard-Destillationsapparaturen...........................................................................57

3 Klassische Methoden zur Charakterisierung organischer

Verbindungen ..........................................................................................................61

3.1 Der Schmelzpunkt.......................................................................................................62 3.1.1 Physikalische Grundlagen.................................................................................62 3.1.2 Eutektische Gemische .......................................................................................63 3.1.3 Bestimmung des Schmelzpunkts ......................................................................65 3.1.4 Bestimmungen von Mischschmelzpunkten ......................................................69

3.2 Der Siedepunkt ............................................................................................................70 3.2.1 Bestimmung des Siedepunkts ...........................................................................70

3.3 Der Brechungsindex, Refraktometrie .......................................................................72 3.3.1 Physikalische Grundlagen.................................................................................72 3.3.2 Prinzip des Abb-Refraktometers......................................................................72

3.4 Der spezifische Drehwert [], Polarimetrie..............................................................74 3.4.1 Physikalische Grundlagen.................................................................................74 3.4.2 Messprinzip.......................................................................................................75

VII

4 Destillation ............................................................................................... 77

4.1 Physikalische Grundlagen ......................................................................................... 78 4.1.1 Druckabhngigkeit des Siedepunkts................................................................. 78 4.1.2 Ideale Mischungen............................................................................................ 81 4.1.3 Nicht ideale Mischungen.................................................................................. 83

4.2 Einstufendestillation ................................................................................................... 84 4.2.1 Aufbau und Inbetriebnahme einer einfachen Destillationsapparatur ............... 85 4.2.2 Fraktionierende Einstufendestillation............................................................... 88 4.2.3 Anwendungsbereiche der Einstufendestillation ............................................... 90 4.2.4 Einstufen-Destillation bei vermindertem Druck .............................................. 91 4.2.5 Anwendungsbereiche der Einstufendestillation bei vermindertem Druck ....... 94 4.2.6 Destillation unbekannter Produktgemische ...................................................... 94 4.2.7 Spezielle Apparaturen zu Einstufendestillation................................................ 94 4.2.8 Destillation von Festsubstanzen ....................................................................... 96

4.3 Mehrstufendestillation (Rektifikation) ..................................................................... 98 4.3.1 Apparaturen fr Mehrstufen-Destillationen ..................................................... 99 4.3.2 Destillations- Kolonnenkopf .......................................................................... 100 4.3.3 Destilllationskolonnen physikalische und theoretische Grundlagen

theoretische Bdenzahl theoretische Trennstufen Trennstufenhhe ........ 102

4.4 Destillation azeotroper Mischungen ....................................................................... 106 4.4.1 Siedeverhalten mischbarer Flssigkeiten mit Azeotrop ................................. 106 4.4.2 Siedeverhalten nicht mischbarer Flssigkeiten mit Azeotrop ........................ 107 4.4.2.1 Kontinuierliche Entfernung von Reaktionswasser aus einem

Reaktionsgemisch durch azeotrope Destillation. ........................................... 108 4.4.2.2 Wasserdampfdestillation ................................................................................ 110

4.5 Halbmikro- und Mikrodestillationsapparaturen .................................................. 112 4.5.1 Variable Halbmikro-Destillationsapparatur (580 ml) .................................. 112 4.5.2 Kugelrohrdestillation (0.510 ml) .................................................................. 113 4.5.3 Kurzwegdestillation und Mikrodestillation ber einen Bogen (Krmmer) ... 114 4.5.4 Mikrodestillation in Glasrohren ..................................................................... 115 4.5.5 Destillationsaufsatz zur Destillation groer Flssigkeitsmengen................... 115 4.5.6 Ringspaltkolonnen.......................................................................................... 116

4.6 Vakuumpumpen Vakuummessgerte ................................................................. 116 4.6.1 Druck Definition und Einheiten .................................................................. 116 4.6.2 Wasserstrahlpumpen....................................................................................... 118 4.6.3 Membranpumpen............................................................................................ 119 4.6.4 Drehschieberpumpen (lpumpen) ................................................................. 120 4.6.5 Vakuumpumpen fr das Hochvakuum........................................................... 123 4.6.7 Druckmessung ................................................................................................ 124

Literaturverzeichnis ................................................................................................. 128

VIII

5 Filtration .................................................................................................................129

5.1 Einfache Filtration ....................................................................................................131 5.2 Filtration unter vermindertem Druck.....................................................................132 5.3 Filtration mit berdruck..........................................................................................135 5.4 Filtrierhilfsmittel .......................................................................................................136 5.5 Filtration durch Zentrifugieren ...............................................................................137

6 Umkristallisation ..................................................................................................139

6.1 Allgemeines Prinzip der Umkristallisation.............................................................140 6.2 Umkristallisation im Makromastab ......................................................................141 6.3 Umkristallisation im Halbmikromastab ...............................................................147 6.4 Umkristallisation im Mikromastab .......................................................................148 6.5 Umkristallisation unbekannter Verbindungen ......................................................149

7 Sublimation ............................................................................................................157

7.1 Physikalische Grundlagen........................................................................................158 7.2 Sublimation als Reinigungsmethode .......................................................................160 7.3 Apparaturen zur Sublimation .................................................................................161 7.4 Gefriertrocknung ......................................................................................................164

8 Extraktion ...............................................................................................................167

8.1 Physikalische Grundlagen........................................................................................168 8.2 Flssig-flssig-Extraktion ........................................................................................169 8.3 Fest-flssig-Extraktion .............................................................................................175

9 Chromatographie .................................................................................................177

9.1 Physikalische Grundlagen der Flssigkeitschromatographie ..............................179 9.2 Dnnschichtchromatographie (DC) ........................................................................183

9.2.1 Durchfhrung der Dnnschichtchromatographie............................................183 9.2.2 Identifizierung der Substanzflecken................................................................185 9.2.3 Auswertung und Dokumentation ....................................................................187 9.2.4 Kontrolle von Reaktionsablufen....................................................................189

IX

9.3 Sulenchromatographie (SC) .................................................................................. 190 9.3.1 Grundlagen der Sulenchromatographie ........................................................ 191 9.3.2 Ermittlung der Trennbedingungen mit Hilfe der DC ..................................... 197 9.3.3 Praxis der Sulenchromatographie ................................................................. 198 9.3.4 Rckgewinnung des Laufmittels .................................................................... 202 9.3.5 Strungen und Fehler ..................................................................................... 203 9.3.6 Flash-Chromatographie (Blitz-Chromatographie) ......................................... 204 9.3.7 Hochdruckflssigkeitschromatographie (HPLC) ........................................... 205

9.4 Gaschromatographie (GC) ...................................................................................... 208 9.4.1 Einfhrung...................................................................................................... 208 9.4.2 Die Trennsulen.............................................................................................. 209 9.4.3 Physikalische Aspekte der Liquid Gas Chromatography (LGC) ................... 210 9.4.4 Aufbau eines Gaschromatographen................................................................ 211 9.4.5 Arbeitsweise des Gaschromatographen.......................................................... 212


10 Gase Arbeiten unter Schutzgas ................................................................... 217

10.1 Funktion von Gasen Physikalische Daten ........................................................... 218 10.2 Arbeiten mit Gasen................................................................................................... 221

10.2.1 Druckgasflaschen............................................................................................ 221 10.2.2 Reduzierventile (Druckminderventile) ........................................................... 222 10.2.3 Nadelventile (Regulierventile) ....................................................................... 224 10.2.4 Einleiten von Gasen in Apparaturen............................................................... 225

10.3 Arbeiten unter Schutzgas......................................................................................... 227 10.3.1 Reinigung von Schutzgasen ........................................................................... 228 10.3.2 Verteilerrechen ............................................................................................... 231 10.3.3 berdruckventile ............................................................................................ 232 10.3.4 Reaktionsapparaturen unter Schutzgas........................................................... 233 10.3.5 Entgasen von Flssigkeiten ............................................................................ 235 10.3.6 Umfllen von luft- und feuchtigkeitsempfindlichen Flssigkeiten................ 235 10.3.7 Umfllen von luft- und feuchtigkeitsempfindlichen Feststoffen ................... 237 10.3.8 Spezielle Gerte fr Arbeiten unter Schutzgas............................................... 237

11 Trocknen von Feststoffen, Lsungen und Lsungsmitteln................... 239 11.1 Trockenmittel............................................................................................................ 240 11.2 Trocknen von Feststoffen......................................................................................... 245 11.3 Trocknen von Lsungen........................................................................................... 246 11.4 Reinigung und Trocknen von Lsungsmitteln....................................................... 247

11.4.1 Trocknen mit Aluminiumoxid........................................................................ 248 11.4.2 Trocknen mit Molekularsieben....................................................................... 249 11.4.3 Trocknen mit Alkalimetallen und Metallhydriden ......................................... 250

X

11.5 Spezielle Reinigung und Trocknung hufig verwendeter Solventien ..................252 11.5.1 Kohlenwasserstoffe.........................................................................................253 11.5.2 Chlorierte Kohlenwasserstoffe........................................................................257 11.5.3 Ether ................................................................................................................258 11.5.4 Ester ................................................................................................................263 11.5.5 Aprotische, dipolare Lsungsmittel ................................................................264 11.5.6 Amine..............................................................................................................266 11.5.7 Alkohole..........................................................................................................269 11.5.8 Carbonsuren und Derivate.............................................................................271

Literaturverzeichnis..................................................................................................273

12 Chemische Analytik organischer Verbindungen......................................275

12.1 Nachweis von Heteroelementen ...............................................................................277 12.2 Trennungsgang fr Produktgemische.....................................................................279

12.2.1 Abtrennung leicht flchtiger Verbindungen von hher siedenden Flssigkeiten und Feststoffen .........................................................................279

12.2.2 Trennung von Gemischen verschiedener Verbindungen durch fraktionierende Extraktion ..............................................................................282

12.3 Nachweis funktioneller Gruppen.............................................................................285 12.3.1 Chemischer Nachweis funktioneller Gruppen .................................................285 12.3.2 Identifizierung von Verbindungen mit funktionellen Gruppen

durch die Darstellung von Derivaten ..............................................................287

Literaturverzeichnis..................................................................................................298

13 Moleklspektroskopie ........................................................................................299

13.1 Physikalische Grundlagen........................................................................................300 13.2 UV/Vis/NIR/Spektroskopie ......................................................................................302

13.2.1 Auswahlregeln ................................................................................................302

13.2.2 Energieniveauschema......................................................................................303 13.2.3 Inkrementsysteme ...........................................................................................305 13.2.4 Aromatische Systeme......................................................................................306 13.2.5 Aufnahme von UV/VIS-Spektren Lsungsmittel fr die

UV-Spektroskopie...........................................................................................307

13.3 Infrarotspektroskopie (IR-Spektroskopie) .............................................................309 13.3.1 Physikalische Grundlagen...............................................................................309 13.3.2 Aufnahme von IR-Spektren ............................................................................311 13.3.3 Probenbereitung ..............................................................................................312 13.3.4 Interpretation von IR-Spektren .......................................................................316

XI

13.4 NMR-Spektroskopie................................................................................................. 320 13.4.1 Physikalische Grundlagen .............................................................................. 320 13.4.2 Die chemische Verschiebung ......................................................................... 322 13.4.3 Intensitt der Signale ...................................................................................... 323 13.4.4 1H-NMR-Spektroskopie ................................................................................. 324 13.4.5 13C-NMR-Spektroskopie ................................................................................ 328 13.4.6 Inkrement-Systeme zur Abschtzung chemischer Verschiebungen

in 1H- und 13C-NMR-Spektren ....................................................................... 330

13.5 Massenspektrometrie ............................................................................................... 333 13.5.1 Bildung von Moleklionen in der Gasphase .................................................. 334 13.5.2 Massentrennung.............................................................................................. 336 13.5.3 Massenspektrometrie von hochmolekularen Verbindungen

und Verbindungen mit zahlreichen funktionellen Gruppen. .......................... 337 13.5.4 Elektronensto-induzierte Bruchstckbildung Fragmentierungen.............. 337


14 Dokumentation Literatur Literaturrecherche................................... 343

14.1 Dokumentation ......................................................................................................... 344 14.2 Chemische Fachliteratur.......................................................................................... 346

14.2.1 Primrliteratur................................................................................................. 346 14.2.2 Sekundrliteratur ............................................................................................ 349

14.3 Literaturrecherche ................................................................................................... 354 14.3.1 Literaturrecherche mit Hilfe der Printmedien ................................................ 354 14.3.2 Literaturrecherche mit elektronischen Medien............................................... 355

14.4 Informationsquellen im Internet ............................................................................. 358

Anhang ................................................................................................................................ 361

Liste der R-Stze und S-Stze ................................................................................. 362 Register ...................................................................................................................... 369

1. Sicherheit im Labor Allgemeine Hinweise zum chemischen Arbeiten

1

Kapitel 1

Sicherheit im Labor Allgemeine Hinweise zum chemischen Arbeiten 1.1 Gesetzliche Grundlagen 1.2 Allgemeine Regeln fr das Arbeiten im Labor 1.3 Gefahren durch reaktive Chemikalien 1.4 Gefahren durch giftige (toxische) Chemikalien 1.5 Gefahren fr die Umwelt 1.6 Weitere typische Gefahren im Labor 1.7 Verhalten bei Laborunfllen 1.8 Entsorgung von Chemikalien Recycling Literaturverzeichnis

S. Hnig, P. Kreitmeier, G. Mrkl, J. Sauer


1

Kapitel 1

Sicherheit im Labor Allgemeine Hinweise zum chemischen Arbeiten 1.1 Gesetzliche Grundlagen 1.2 Allgemeine Regeln fr das Arbeiten im Labor 1.3 Gefahren durch reaktive Chemikalien 1.4 Gefahren durch giftige (toxische) Chemikalien 1.5 Gefahren fr die Umwelt 1.6 Weitere typische Gefahren im Labor 1.7 Verhalten bei Laborunfllen 1.8 Entsorgung von Chemikalien Recycling Literaturverzeichnis

S. Hnig, P. Kreitmeier, G. Mrkl, J. Sauer



2

1.1 Gesetzliche Grundlagen Beim Arbeiten in chemischen Laboratorien ist der sichere Umgang mit Chemikalien, die Kenntnis der potentiellen Gefhrdungen durch Chemikalien, die Beherrschung der apparati-ven Methoden und eine besondere Sorgfalt bei der Laborarbeit Voraussetzung fr den Schutz der Menschen und der Umwelt. Sicherheit ist oberstes Gebot fr jede Laborarbeit. Dieses Kapitel beschreibt die wichtig-sten Sicherheitsaspekte, die beim Arbeiten in einem chemischen Labor zu beachten sind. Grundstzlich muss davon ausgegangen werden, dass alle Chemikalien toxisch sind. Ihre Toxizitt hngt allerdings in einem weiten Bereich von der Konzentration ab. Da nur relativ wenige Chemikalien vollstndig auf ihre Toxizitt geprft sind, mssen alle Arbeiten im Labor so durchgefhrt werden, dass ein Kontakt mit Chemikalien weitgehend ausgeschlossen wird. 1.1.1 Regelwerk (Gesetze, Verordnungen und Vorschriften) Schon im Studium, insbesondere aber auch im spteren Berufsleben als Chemiker spielen die Sicherheitsfragen eine wichtige Rolle. Die Berufsgenossenschaft (BG) der Chemischen In-dustrie gibt laufend ergnzte und berarbeitete Unfallverhtungsvorschriften (BGV) und Richtlinien (BGR) fr chemische Laboratorien heraus, die fr die Betriebe in der Chemi-schen Industrie bindend sind [1]. Fr staatliche Einrichtungen, also auch fr Universitten, gilt das Regelwerk des Bundesverbandes der Unfallkassen [2]. In vielen Gesetzen und Verordnungen werden Sicherheitsfragen behandelt und deren Zustn-digkeit definiert. Im Rahmen der Harmonisierung des EU-Rechts wurden die Vorschriften der Mitgliedsstaaten vereinheitlicht und in nationales Recht umgesetzt. In Deutschland gilt fr den Umgang mit Chemikalien vor allem das Chemikaliengesetz (ChemG). Einzelheiten werden in der Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) geregelt und durch die Technischen Regeln fr Gefahrstoffe (TRGS) ergnzt [3]. Neben diesen gesetzlichen Vorschriften sind weitere Richtlinien und Vorschriften von Berufs-verbnden, Unfallversicherungstrger usw. zu beachten:

Unfallverhtungsvorschriften der Berufsgenossenschaften (BGV) und der gesetz-lichen Unfallversicherer (GUV)

Normen des Deutschen Instituts fr Normung e.V. (DIN) Vorschriften des Verbands der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik

(VDE) Innerbetriebliche Vorschriften (Laborordnungen, Hausordnungen)

1.1 Gesetzliche Grundlagen

3

Fr chemische Laboratorien an Universitten gelten insbesondere die Regeln der gesetz-lichen Unfallversicherer [2]:

GUV R 120 Laboratorien (bisher GUV 16.17) GUV-SR 2005 Umgang mit Gefahrstoffen in Hochschulen (bisher GUV 19.17) Das Anliegen aller dieser Sicherheitsvorschriften kommt im 1 der Gefahrstoffverordnung zum Ausdruck:

1 GefStoffV: Diese Verordnung gilt ... zum Schutz der Beschftigten und anderer Personen vor Gefhrdungen ihrer Gesundheit und Si-cherheit durch Gefahrstoffe und zum Schutz der Umwelt vor stoffbedingten Schdigungen. ...

Die Gefahrstoffverordnung verlangt auch, dass der Arbeitgeber fr ausreichende Sicherheits-einrichtungen (siehe Kap. 1.2) und fr die Einhaltung der einschlgigen Sicherheitsvor-schriften zu sorgen hat. Hierher gehren auch regelmige Sicherheitsbelehrungen, die Er-stellung von Betriebsanweisungen fr gefhrliche Stoffe und die berwachung aller Sicher-heitsvorschriften. Die Teilnahme an chemischen Praktika ist ohne eine dokumentierte einfh-rende Sicherheitsbelehrung nicht erlaubt. Die spezifischen Gefahren in Laboratorien werden in zwei Klassen eingeteilt:

Gefahren durch fehlerhafte Arbeitsweisen und techniken (Schnittwunden, Verbrennun-gen und Verbrhungen etc.) und

Gefahren, die von Chemikalien (Gefahrstoffe) herrhren. Gefahrstoffe werden nach dem Chemikaliengesetz und der Gefahrstoffverordnung nach ihren Gefhrlichkeitsmerkmalen in Kategorien eingeteilt und gekennzeichnet. Zur Kennzeichnung gehren die vier nachstehenden Datenstze:

Gefahrensymbole Gefahrenbezeichnung (mit Kurzbezeichnung) R-Stze S-Stze Die offiziellen Gefahrensymbole (Piktogramme) stellen eine eindeutige und optisch leicht erfassbare Information ber die Art der Gefhrlichkeit der betreffenden Verbindung dar. Das Gefahrensymbol wird ergnzt durch die entsprechende Gefahrenbezeichnung (Tab. 1.1).

Die R-Stze (engl. risk) geben eine genauere Auskunft ber die Art der Gefahr, die S-Stze (engl. safety) beschreiben die notwendigen Sicherheitsmanahmen zum Schutz vor diesen Gefahren oder Verhaltensregeln bei oder nach Unfllen. Die R- und S-Stze sind standardi-siert und werden oft als Krzel angegeben (z.B. R 11 fr Leicht entzndlich oder S 16 fr Von Zndquellen fernhalten Nicht rauchen). Alle R- und S-Stze sind im Anhang aufge-listet.


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Tabelle. 1.1: Gefahrensymbole und -bezeichnungen

Gefahrensymbol Kurzbezeichnung Gefahrenbezeichnung

E Explosionsgefhrlich

O Brandfrdernd

F+ Hochentzndlich

F Leichtentzndlich

T+ Sehr giftig

T Giftig

Xn Gesundheitsschdlich

C tzend

Xi Reizend

N Umweltgefhrlich

Chemikalien, deren gesundheitsschdliche Wirkung mit zeitlicher Verzgerung (oft erst nach Jahren) auftreten kann, bezeichnet man als nicht akut toxisch. Sie werden mit den Symbolen T, Xn oder Xi zusammen mit entsprechenden R-Stzen gekennzeichnet (siehe Kapitel 1.4).

1.1 Gesetzliche Grundlagen

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Nicht akute Toxizitten:

Krebserzeugend (cancerogen) Erbgutverndernd (mutagen) Fruchtschdigend (terratogen) Sensibilisierend auf sonstige Weise chronisch schdigend Gefahren, die sich aus der Reaktivitt von Chemikalien ergeben, wie z.B. heftige, explosions-artige Reaktionen mit Wasser, werden ebenfalls nur durch entsprechende R-Stze ohne eigene Gefahrensymbole beschrieben. Dieser Abschnitt kann keinen vollstndigen berblick ber alle Gefahren im chemischen Laboratorium bieten, man informiere sich deshalb auch in den Broschren der Berufsgenos-senschaft und den anderen angegebenen Literaturstellen. Bei sachgemem Umgang mit den Chemikalien und dem fachgerechtem Einsatz der geeigneten Apparaturen kann ein sicheres und unfallfreies Arbeiten im Labor erwartet werden. 1.1.2 Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) Der beste Schutz vor Gesundheitsgefhrdung durch gefhrliche Stoffe ist natrlich, jeden Kontakt mit ihnen vllig auszuschlieen. In der Praxis ist das nur in wenigen Fllen mglich (z.B. in vllig abgeschlossenen Apparaturen). Realistischer ist die Einhaltung von festgeleg-ten Grenzwerten, die eine mgliche Gesundheitsgefhrdung auf ein vertretbares Minimum reduzieren. Bedeutung besitzen diese Grenzwerte im gewerblichen und industriellen Bereich, wo Personen nur mit einer begrenzten, definierten Anzahl von Gefahrstoffen whrend der gesamten Arbeitszeit in Berhrung kommen. Fr Laboratorien an Hochschulen oder in Forschungslabors ist die Kontrolle von Grenz-werten problematisch. Hier wird in der Regel mit vielen unterschiedlichen Stoffen gearbeitet, die meist nur kurzfristig eingesetzt werden. Zudem gelten Grenzwerte nur fr einzelne Stoffe, in Gemischen knnen sich die Wirkungen der einzelnen Komponenten verstrken oder ab-schwchen. Modellrechnungen zeigen aber, dass bei laborblichen Arbeiten mit kleinen Mengen unter einem Abzug (mit einer Saugleistung nach DIN 12924, Teil 1) die Grenzwerte in der Regel nicht berschritten werden. Der Begriff Arbeitsplatzgrenzwert wurde in der Gefahrstoffverordnung vom 23. 12. 2004 neu aufgenommen und ersetzt den alten Begriff Maximale Arbeitsplatzkonzentration (MAK). Der Arbeitsplatzgrenzwert (AGW) ist die Konzentration eines Stoffes in der Luft am Arbeits-platz, bei der im Allgemeinen die Gesundheit der Arbeitnehmer nicht beeintrchtigt wird. Die


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Beurteilung erfolgt unter der Annahme einer Exposition von tglich 8 Stunden bei 40 Stun-den/ Woche. Kurzfristige berschreitungen des AGW-Wertes werden durch Kurzzeitwerte geregelt. AGW-Werte werden in ml/m3 Luft (= ppm) oder mg/m3 Luft angegeben. Sie werden in der TRGS 900 Grenzwerte in der Luft am Arbeitsplatz als Luftgrenzwerte bekannt gegeben und jhrlich aktualisiert. Fr einige Stoffe kann kein Grenzwert fr eine gesundheitsgefhrdende Wirkung angegeben werden: die Gefahr einer Schdigung verringert sich zwar mit der Konzentration des Stoffes, kann aber nie vllig ausgeschlossen werden. Dies betrifft vor allem krebserregende Stoffe der Kategorie 1 und 2. Um zumindest eine Minimierung der Risiken zu erreichen, wurde fr diese Stoffe bis 2004 die Technische Richtkonzentration (TRK) angegeben. Sie wurde als die Konzentration definiert, die nach dem Stand der Technik eingehalten werden kann. Diese Definition widerspricht dem Schutzkonzept der neuen Gefahrstoffverordnung, weswegen die TRK vollstndig weggefallen ist. 1.1.3 Biologischer Grenzwert (BGW) Auch der Begriff Biologischer Grenzwert (BGW) wurde in der Gefahrstoffverordnung vom 23.12.2004 neu eingefhrt und ersetzt den bisherigen Biologischen Arbeitsplatztoleranzwert (BAT). Der Biologische Grenzwert ist die Konzentration eines Stoffes oder seines Umwand-lungsproduktes im Krper oder die dadurch ausgelste Abweichung eines biologischen Indi-kators von seiner Norm, bei der im Allgemeinen die Gesundheit der Arbeitnehmer nicht be-eintrchtigt wird Im Gegensatz zum Arbeitsplatzgrenzwert ist der biologische Grenzwert also ein Ma fr die tatschlich in den Krper aufgenommene Menge eines Stoffes. Er wird durch regelmige Arbeitsmedizinische Untersuchungen kontrolliert. Bislang existieren nur fr wenige Stoffe Werte (ca. 50 Einzelstoffe bzw. Stoffgruppen). 1.1.4 Wassergefhrdungsklassen (WGK) Die Wassergefhrdungsklasse (WGK) leitet sich aus dem Wasserhaushaltsgesetz ab und wird in der Verwaltungsvorschrift wassergefhrdende Stoffe (VwVwS) definiert [8]. Sie ist be-sonders wichtig fr die Lagerung und den Transport von Chemikalien. Wassergefhrdende Stoffe werden in drei Kategorien eingeteilt: WGK 1: Schwach wassergefhrdende Stoffe. WGK 2: Wassergefhrdende Stoffe. WGK 3: Stark wassergefhrdende Stoffe. Nicht wassergefhrdende Stoffe werden nicht eingestuft. Die Bewertung erfolgt unter ande-rem nach der biologischen Abbaubarkeit, Bioakkumulation und den R-Stzen. Eine Liste der

1.2 Allgemeine Regeln fr das Arbeiten im Labor

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offiziell eingestuften Stoffe wird vom Bundesministerium fr Umwelt, Naturschutz und Re-aktorsicherheit herausgegeben [8], alle anderen Stoffe mssen vom Hersteller bzw. Betreiber nach vorgeschriebenen Kriterien selbst eingestuft werden. Fr die Arbeit im Labor hat die Wassergefhrdungsklasse keine besondere Bedeutung. 1.2 Allgemeine Regeln fr das Arbeiten im Labor 1.2.1 Zugang zu den einschlgigen Informationen Informieren Sie sich vor Beginn eines Versuches ber die Eigenschaften aller eingesetzten Chemikalien, Intermediate und Reaktionsprodukte sowie den fachgerechten Einsatz der Ar-beitsmethoden. Hinweise auf das Gefahrenpotential von Chemikalien findet man: auf Etiketten der Chemikalienpackung und in den Chemikalienkatalogen. auf Wandtafeln mit den Daten der wichtigsten Chemikalien. in Betriebsanweisungen. in Sicherheitsdatenblttern (stellt der Hersteller auf Anforderung zur Verfgung). in der Stoffliste im Anhang I der Richtlinie 67/548/EWG [3]. in Nachschlagewerken, z.B. dem sog. Khn-Birett [5,6]. Meistens knnen die wichtigsten Informationen auch den Hausdatenbanken oder den WWW-Seiten der Chemikalienhersteller [7] entnommen werden. Eine sehr gute und um-fangreiche Informationsquelle ist die frei zugngliche Gefahrstoffdatenbank der Lnder (GDL) [4]. Vor Beginn eines Versuchs ist sicherzustellen, dass alle bentigten Chemikalien in ausrei-chender Menge zur Verfgung stehen. Darber hinaus sind Materialien bereitzustellen, die der Entsorgung oder Desaktivierung der eingesetzten Chemikalien dienen. 1.2.2 Allgemeine Sicherheitseinrichtungen Informieren sie sich ber die vorhandenen Sicherheitseinrichtungen: Wo sind die nchsten Brandmelder, Telefone mit Notruf, Feuerlscher, Lschdecken, Augenduschen, Notdu-schen, Fluchtwege und Notausstiege? Die Funktionsfhigkeit der Notduschen und der Au-genduschen ist regelmig zu berprfen. Feuerlscher mssen auch nach einmaligem Gebrauch zum Nachfllen gegeben werden.


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Sicherheitseinrichtungen mssen stets funktionsfhig und erreichbar sein und drfen deshalb nicht verstellt oder missbraucht werden. Defekte Gerte mssen unverzglich gemeldet wer-den. Die Fluchtwege sind frei zu halten. Dazu gehren auch die Wege im Labor und im Haus. Stellen sie keine Hindernisse in die Fluchtwege, halten sie die Tren der Laborschrnke ge-schlossen. Brandschutztren sollen im Brandfall die Ausbreitung von Feuer und Rauch verhindern. Deshalb drfen sie auf keinen Fall blockiert werden. Abzge dienen generell dem Schutz vor Chemikalien (Gase, Dmpfe, Stube etc.). Sie ms-sen mit einer Funktionsanzeige ausgestattet sein. Wenn eine Strung angezeigt wird, darf in diesem Abzug nicht weitergearbeitet werden. Fr die einwandfreie Funktion muss der Front-schieber stets so weit wie mglich geschlossen gehalten werden. Eine optimale Absaugwir-kung kann nur bei genauer Regelung der Frischluftzufuhr und der abgesaugten Luftmenge erreicht werden. Offene Tren und Fenster wirken sich negativ auf den Regelkreis und da-mit auf die Absaugwirkung aus, obwohl der subjektive Eindruck (Zufuhr von Frischluft) tuscht. Mit Chemikalien, die als sehr giftig, giftig, sensibilisierend, krebserzeugend, fruchtschdigend oder erbgutverndernd gekennzeichnet sind, darf prinzipiell nur im Abzug gearbeitet werden. 1.2.3 Persnliche Schutzausrstung und Hygiene Die Kleidung sollte nicht aus Kunstfasern bestehen, sie knnen im Brandfall schmelzen und dadurch groflchige Brandwunden verursachen. berdies besteht die Gefahr der elektro-statischen Aufladung, die zur Zndung explosionsfhiger Gemische fhren kann. Bei Verunreinigung der Kleidung durch Chemikalien muss diese sofort ausgezogen werden. Deshalb sollte immer Ersatzkleidung bereitgehalten werden. ber der Kleidung muss ein Labormantel getragen werden. Er ist keine Schutzkleidung im engeren Sinn, kann aber den Kontakt von Chemikalien mit der Kleidung verhindern oder zumindest verzgern. Als Mate-rial wird Baumwolle empfohlen, der Mantel sollte lang und vorne schliebar sein. Kunstfa-sern sind wie bei der Kleidung (siehe oben) ungeeignet. Ein mit Chemikalien verunrei-nigter Mantel muss sofort ausgezogen werden und darf erst nach der Reinigung wieder ver-wendet werden. Labormntel knnen auch unbemerkt mit Chemikalien kontaminiert sein und drfen deshalb auerhalb des Laborbereiches nicht getragen werden. Schuhe mssen geschlossen und trittsicher sein, also keine Sandalen oder hohe Abstze! Im Labor ist prinzipiell immer eine Schutzbrille mit seitlichem Spritzschutz oder eine Korb-brille zu tragen. Normale Brillen sind nicht ausreichend. Fr Brillentrger gibt es ber-


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brillen, die ber der optischen Korrekturbrille getragen werden knnen, besser ist eine eigene Schutzbrille mit geschliffenen Glsern. Schutzbrillen dienen nicht nur dem Schutz beim eige-nen Experimentieren, auch der Nachbar stellt eine Gefhrdung dar! Kontaktlinsen sollten im Labor vermieden werden. Wenn trotz Schutzbrille eine Chemikalie in das Auge zwischen die Hornhaut und Kontaktlinse gelangt, kann das Splen des Auges wirkungslos bleiben, das Auge wird strker geschdigt. Handschuhe sollen verhindern, dass die Haut mit Chemikalien in Berhrung kommt, die dann vom Krper aufgenommen werden. Das Material der Handschuhe muss gegenber den verwendeten Chemikalien bestndig sein, gleichzeitig darf der Tastsinn durch zu dicke Mate-rialstrken nicht eingeschrnkt werden, damit die sichere Handhabung der Apparaturen und Gerte verhindert wird. Schutzhandschuhe fr den Laboreinsatz mssen die Anforderungen nach DIN EN 374 erfllen und mit einer CE-Kennzeichnung versehen sein. Die Auswahlkri-terien geeigneter Schutzhandschuhe werden in der GUV-Regel R 195 definiert [2]. In der Laborpraxis gibt es keine Handschuhe, die diese Kriterien universell erfllten. Latex ist gut bestndig gegenber Aceton, aber unbestndig gegenber Kohlenwasserstoffen, fr Nitrilkautschuk ist die Bestndigkeit genau umgekehrt. Zu beachten ist, dass bei lngerem Tragen der Handschuhe die Haut durch Schwitzen aufquillt und dadurch das Eindringen von Chemikalien erleichtert wird. Die Chemikalienbestndigkeit der verschiedenen Handschuhe ist auf der Verpackung vermerkt und kann den Informationsbroschren bzw. den Internet-Seiten der Hersteller entnommen werden. Beim normalen Arbeiten im Labor ist die Dauer und damit auch die Gefahr direkter Haut-kontakte mit Chemikalien relativ gering. Sie beschrnkt sich auf das Abwiegen, Abmessen, Umfllen oder Absaugen von Chemikalien und das Splen von Gerten. Hier sollten Einmal-handschuhe verwendet werden und unmittelbar nach Beendigung der Arbeit ausgezogen werden. Zum Arbeiten mit sehr giftigen, giftigen, tzenden, hautreizenden, allergenen, krebserzeu-genden, fruchtschdigenden oder erbgutverndernden Stoffe siehe Kapitel 1.4. Beim Umgieen und Umfllen von Chemikalien sind in der Regel Flssigkeitstrichter bzw. Pulvertrichter zu verwenden. Beim Abmessen von Flssigkeiten empfiehlt sich die Verwen-dung von Pipetten mit Peleusball oder Saugkolben-Pipetten. Waagen, elektrische Gerte (Heizplatten, Heizhauben) oder Messgerte (z.B. Spektrometer) drfen auf keinen Fall kontaminiert werden. Refraktometer mssen nach der Messung sofort gereinigt werden. Kontaminierte Bereiche (z.B. durch Verschtten von Chemikalien) mssen sofort gereinigt werden. Lange Haare drfen aus Sicherheitsgrnden nicht offen getragen werden.


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Vor Beginn der Laborarbeit sollten die Hnde mit einer Hautcreme eingerieben werden, fr den Chemiebereich gibt es spezielle Hautschutzprparate. Diese Cremes sollen vor allem das Entfetten der Haut durch Lsungsmittelkontakt verhindern, sie sind auf keinen Fall ein Ersatz fr Schutzhandschuhe! Geeignete Hautschutzprparate und deren Verwendung muss vom Arbeitgeber in einem Hautschutzplan festgelegt werden. Wenn der Verdacht besteht, dass Chemikalien mit der Haut in Berhrung kamen, mssen die entsprechenden Hautstellen sofort mit Wasser und Seife grndlich gereinigt werden. Nach der experimentellen Arbeit sind die Hnde zu waschen. Nach dem Waschen das Eincremen nicht vergessen! Essen und Trinken im Labor ist nicht gestattet, Lebensmittel drfen nicht im Labor oder in den Labor-Khlschrnken aufbewahrt werden. 1.2.4 Weitere allgemeine Vorsichtmanahmen im Labor Der Transport von Chemikalien in zerbrechlichen Gefen (z.B. Glasflaschen) darf nur in bruchsicheren Behltern erfolgen, im einfachsten Fall werden stabile Kunststoffeimer ver-wendet. Die Aufbewahrung von Substanzen im Labor darf nur in verschlossenen (Schliffstopfen, Schraubdeckel) und gekennzeichneten Gefen erfolgen. Die Beschriftung muss deutlich les-bar und bestndig sein, auf keinen Fall drfen wasserlsliche Stifte verwendet werden. Am besten geeignet sind mit Bleistift beschriftete Klebeetiketten. Rundkolben mssen gegen Um-kippen gesichert sein, Korkringe sind wenig geeignet, besser sind Becherglser geeigneter Gre, in die der Kolben eingestellt wird. Zur Aufbewahrung von Chemikalien drfen keine Lebensmittelpackungen oder solche Ge-fe, die damit verwechselt werden knnen, verwendet werden (z.B. Getrnkeflaschen, Mar-eadenglser). Chemikalienbehlter, die lnger aufbewahrt werden, mssen vollstndig gekennzeichnet werden:

Genauer und vollstndiger Substanznamen. Formeln und Abkrzungen knnen zustzlich angegeben werden, aber nicht ausschlielich.

Gefahrensymbol und Gefahrenbezeichnung. R- und S-Stze. Name des Besitzers oder des Herstellers. Bei Chemikalien fr den Handgebrauch ist eine vereinfachte Kennzeichnung mit Substanz-namen und Gefahrensymbol mit Gefahrenbezeichnung ausreichend. Als Handgebrauch wer-den alle fr die unmittelbare Arbeit bereitgestellten Stoffe in der minimal erforderlichen Menge angesehen.


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Reaktionsgemische, die vor der weiteren Bearbeitung kurz aufbewahrt werden (z.B. ber Nacht oder Wochenende) mssen ebenfalls eindeutig beschriftet werden. Hier ist der Name des Bearbeiters, Versuchsnummer und ergnzende Hinweise wie Mutterlauge, Destillation: Fraktion 2 oder wssrige Phase ausreichend. Apparaturen mssen sicher aufgebaut werden und drfen nur unter stndiger Kontrolle betrie-ben werden. Besonderes Augenmerk ist zu richten auf:

Korrekten, spannungsfreien Aufbau der Apparatur. Die verwendeten Glasgerte drfen keine Sprnge aufweisen. Der Druckausgleich zwischen Apparatur und Atmosphre muss sichergestellt sein. Die Khlung muss vor dem Versuch angeschlossen werden und auf Dichtigkeit berprft

werden. Khlwasserschluche sind auf jeden Fall zu sichern und ein Kontakt mit dem Heizbad oder der Heizplatte auszuschlieen.

Heizquellen (z.B. Heizbder) mssen sich ohne irgendeine Manipulation an der Apparatur leicht entfernen lassen, verwenden sie dazu eine Hebebhne.

Ist eine exotherme Reaktion zu erwarten, so muss ein Khlbad bereitgehalten werden. Der betriebssichere Aufbau von Reaktionsapparaturen wird in den Kapiteln 210 beschrieben. Apparaturen, die ber lngere Zeit betrieben werden (z.B. ber Nacht), drfen nur in speziell ausgestatteten Rumen betrieben werden (Nachtlabor). Hier sind zustzliche Manahmen notwendig:

Die Apparatur muss mit dem Namen des Bearbeiters, Reaktionsgleichung, Angaben zum Lsungsmittel, Solltemperatur, Beginn und Ende der Reaktion gekennzeichnet werden.

Die Apparatur muss bis zum Erreichen eines stabilen, konstanten Betriebs beaufsichtigt werden (Abklingen von exothermen Reaktionen, gleichmiges Sieden). Vor Verlassen des Labors muss nochmals der sichere Zustand berprft werden (Kontrolle der Badtem-peratur, Wasserkhlung etc.).

Als Heizquellen drfen nur Heizplatten mit zustzlicher Temperaturberwachung (Kon-taktthermometer) und lbder verwendet werden. Elektrische Heizhauben knnen in der Regel nicht ber ein zustzliches Kontaktthermometer gesichert werden und sind deshalb ungeeignet.

1.2.5 Entsorgung von Chemikalien Alle Reste von Chemikalien sowie Abflle, die bei der Aufarbeitung von Reaktionen anfallen, mssen ordnungsgem entsorgt werden. Reaktive Substanzen mssen vor der Entsorgung deaktiviert werden. Chemikalienabflle drfen nicht in den Hausmll gegeben werden. Sie mssen nach Gruppen getrennt in entsprechenden Behltern gesammelt werden. Die Klas-sifizierung der Behlter kann in den Instituten unterschiedlich sein, informieren sie sich ber die rtlichen Gegebenheiten. Die Entsorgung wird in Abschnitt 1.8 beschrieben.


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1.3 Gefahren durch reaktive Chemikalien 1.3.1 Kenndaten In der Laborpraxis gehen groe Gefahren von Chemikalien aus, die explosionsgefhrlich sind, sich an der Luft oder bei Kontakt mit anderen Substanzen entznden oder selbstentzndlich sind. Gase und leichtflchtige Verbindungen knnen mit Luft explosionsfhige Gemische bilden. Aus der Kenntnis der gefhrlichen Eigenschaften und der physikalischen Daten dieser Substanzen lassen sich Vorsichtsmanahmen treffen, die den gefahrlosen Umgang mit diesen Chemikalien ermglichen. Der Beurteilung der Gefahren dienen einige Kenndaten: Flammpunkt: Der Flammpunkt ist die Temperatur bei Normaldruck, bei der sich

Dmpfe einer brennbaren Substanz an der Luft durch eine Znd-quelle (offenes Feuer oder Funken) entzndet werden knnen.

Explosionsgrenzen: Der Konzentrationsbereich, in dem Gas/Luft- oder Dampf/Luft-

Mischungen durch eine Zndquelle zur Explosion gebracht werden knnen.

Zndtemperatur: Die Zndtemperatur ist die Temperatur bei Normaldruck, bei der

sich Dmpfe einer brennbaren Substanz an der Luft oder einem heien Gegentand von selbst entznden knnen (Zndpunkt).

Die Flammpunkte organischer Lsungsmittel knnen bereits bei tiefen Temperaturen liegen (z.B. bei 40 C fr Diethylether), aber auch relativ hohe Flammpunkte werden bei labor-typischen Arbeiten wie Rckflusskochen oder Destillieren leicht berschritten. Deshalb ms-sen beim Erhitzen organischer Verbindungen grundstzlich Rckflusskhler aufgesetzt wer-den. Die Explosionsgrenzen von Gas/Luft oder Dampf/Luft-Gemischen variieren in einem weiten Bereich. In Tabelle 1.2 werden die Explosionsgrenzen fr hufig eingesetzte Solventien auf-gelistet. Die Zndtemperaturen liegen meist sehr hoch (z.B. Diethylether: 180 C, Cyclohexan 260 C), die Selbstentzndung im Labor stellt deshalb eine geringe Gefahrenquelle dar. Eine Ausnahme ist Schwefelkohlenstoff, der manchmal als Lsungsmittel eingesetzt wird. Seine Zndtemperatur liegt bei 95 C und die Dmpfe sind schwerer als Luft. Bei unzureichender Khlung knnen CS2-Dmpfe aus dem Rckflusskhler entweichen, nach unten fallen und sich an einer heien Heizplatte entznden. Deshalb sollte mit Schwefelkohlenstoff unbedingt im Abzug, am besten mit direkter Schlauchableitung vom Rckflusskhler hinter die Abzugs-prallwand gearbeitet werden!

1.3 Gefahren durch reaktive Chemikalien

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Tabelle 1.2: Siedepunkt, Flammpunkt, Explosionsgrenzen und Zndtemperatur einiger hufig eingesetzter Solventien: Substanz Sdp.

(1013 hPa) Flammpunkt Explosionsgrenzen

[Vol-%] Zndtemperatur

Wasserstoff 252.8 C 240 C 4.075.6 560 C Acetylen 84 C 305 C 1.5100 325 C Diethylether 34.6 C 40 C 1.736 180 C n-Pentan 36.1 C 49.4 C 1.48 285 C Dichlormethan 40 C 1322 605 C Schwefelkohlenstoff 46.5 C 30 C 160 95 C Aceton 56.2 C 20 C 2.613 465 C Chloroform 61 C 982 C Methanol 64.5 C 11 C 5.536.5 455 C Tetrahydrofuran 66 C 20 C 1.512.4 245 C Essigsureethylester 77 C 4 C 2.111.5 460 C Ethanol 78.3 C 12 C 3.515 425 C Cyclohexan 81 C 18 C 1.28.3 260 C Toluol 110.6 C 4 C 1.28 535 C Essigsure 118 C 39 C 419.9 485 C

1.3.2 Hochentzndliche, leichtentzndliche und entzndliche Substanzen

Entzndliche Substanzen werden entsprechend ihren Flamm- und Siedepunkten in drei Kategorien eingeteilt:

Kriterien Gefahrenzeichen und R-SatzFlammpunkt < 0 C und Siedepunkt 35 C F+ R 12: Hochentzndlich Flammpunkt < 21 C, aber nicht Hochentzndlich F R 11: LeichtentzndlichFlammpunkt zwischen 21 und 55 C R 10: Entzndlich Gase, die sich bei Raumtemperatur entznden lassen, werden ebenfalls mit F+: Hochent-zndlich gekennzeichnet. Stoffe, die bei Luftkontakt selbstentzndlich (pyrophor) sind oder bei Kontakt mit Wasser hochentzndliche Gase bilden (wie z.B. Natrium, Natriumhydrid, Lithiumaluminiumhydrid) werden mit F: Leichtentzndlich und einem der R-Stze R 15: Reagiert mit Wasser unter Bildung leichtentzndlicher Gase bzw. R 17: Selbstentzndlich an der Luft gekennzeichnet.


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Vorsichtsmanahmen: Stellen Sie sicher, dass im Umkreis von 5 m alle offenen Flammen gelscht sind. Lassen Sie Gefe mit entzndlichen Substanzen nie offen stehen, auch nicht fr kurze Zeit. Erhitzen Sie entzndliche Substanzen nur in Apparaturen mit ausreichend dimensionierten Khlern. Arbeiten Sie mit hochentzndlichen Substanzen nur im Abzug. Informieren Sie sich vor der Verwendung dieser Substanzen ber geeignete Lschmittel (siehe Abschnitt 1.7.1) und deren Standort. Chemikalien, die mit Wasser unter Bildung von leichtentzndlichen Gasen abreagieren (R 15) drfen nur in wasserfreien, trockenen Apparaturen eingesetzt werden. Die Glas-Khl-schlangen in den normalen Rckflusskhlern knnen bei heftigen Reaktionen brechen, es empfiehlt sich der Einsatz von Metallkhlern (Khlschlangen aus Metall). Kontrollieren Sie vor Beginn des Versuchs die Dichtigkeit der Khlschlangen. Bei diesen Versuchen drfen zum Heizen keine Wasserbder verwendet werden! Pyrophore Substanzen (R 17) drfen nur unter Inertgas-Atmosphre umgesetzt werden. Hierbei gelten die Anweisungen fr das Arbeiten unter Schutzgas (siehe Kap. 10). Flssigkeiten knnen sich beim Umfllen durch Reibung elektrostatisch aufladen (S 33: Manahmen gegen elektrostatische Aufladung treffen). Ein pltzlicher Potentialausgleich (Funke) kann dann eine Dampf/Luft-Mischung znden. Verwenden Sie beim Umfllen gre-rer Volumina (> 5 l) nur geerdete Gefe. Reiben Sie die Gefe nie unmittelbar vor der Ver-wendung mit einem trockenen Tuch ab. Lassen Sie beim Umfllen die Flssigkeit immer langsam an der Gefwand herunter laufen. Auch die Kleidung (vor allem Kunstfasern) kann sich elektrostatisch aufladen: Wenn sie beim Berhren von Metallen oder sonstigen Gegenstnden einen elektrischen Schlag er-halten, ist Ihre Kleidung ungeeignet! 1.3.3 Explosionsgefhrliche Substanzen

Stoffe, die sich durch Schlag, Reibung, Erwrmung, Feuer oder andere Znd-quellen auch ohne Beteiligung von Luftsauerstoff explosionsartig zersetzen knnen, z.B. organische Peroxide, Metallazide, Metallsalze der Pikrinsure, werden als E: Explosionsgefhrlich zusammen mit den R-Stzen R 2: Durch Schlag, Reibung, Feuer oder andere Zndquellen explosionsgefhrlich oder R 3: Durch Schlag, Reibung, Feuer oder andere Zndquellen besonders explosionsgefhrlich gekennzeichnet.

Die Explosionsgefhrlichkeit wird oft durch den Zusatz von Wasser oder anderen inerten Substanzen verringert (Phlegmatisierung).

1.3 Gefahren durch reaktive Chemikalien

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Vorsichtsmanahmen: Explosionsgefhrliche Stoffe sind nur in mglichst geringen Mengen zu handhaben und im-mer khl zu lagern. Hitzeeinwirkung, Schlag, Reibung und Metallspatel vermeiden. Auf kei-nen Fall verreiben oder mrsern! Hufig besitzen Reaktionen mit explosionsgefhrlichen Stoffen eine Induktionsperiode, d.h. die Reaktion setzt erst ab einer bestimmten Temperatur oder verzgert ein, kann dann aber sehr heftig werden (z.B. Radikalreaktionen mit organische Peroxiden als Radikalstarter). Diese Reaktionen erfordern eine stndige berwachung, ein Khlbad fr den Fall zu heftiger Reaktion ist bereitzustellen. Versichern Sie sich vor der Aufarbeitung, dass in der Reaktions-mischung keine explosionsgefhrlichen Stoffe mehr vorhanden sind (im Falle von Peroxiden z.B. durch Kaliumiodid/Strke-Papier, Blaufrbung bei Anwesenheit von Peroxiden). 1.3.4 Brandfrdernde Substanzen

Stoffe, die selbst nicht brennen, aber durch Kontakt mit anderen, brennbaren Substanzen diese entznden knnen oder die Heftigkeit eines Brandes erhhen, werden als O: Brandfrdernd gekennzeichnet und durch die folgenden R-Stze genauer spezifiziert:

R 7: Kann Brand verursachen. R 8: Feuergefahr bei Berhrung mit brennbaren Stoffen. R 9: Explosionsgefahr bei Mischung mit brennbaren Stoffen. In der Regel handelt es sich um starke Oxidationsmittel (z.B. Kaliumpermanganat, konzen-trierte Salpetersure, Chromschwefelsure) oder Peroxide (z.B. Peressigsure). Vorsichtsmanahmen: Brandfrdernde Stoffe drfen auf keinen Fall mit brennbaren Materialien (z.B. Lsungsmittel, Filterpapier) oder Reduktionsmitteln in Berhrung kommen. Versichern Sie sich vor der Auf-arbeitung eines Reaktionsansatzes, dass kein berschuss an Oxidationsmitteln mehr vorhan-den ist, ansonsten muss desaktiviert werden (z.B. durch verdnnen mit Wasser und anschlie-ender kontrollierter Reduktion). Reste brandfrdernder Stoffe drfen auf keinen Fall in den Sonderabfall gegeben werden. Hier knnte es zu unkontrollierten Reaktionen kommen bis zu Verpuffungen und Herausschleudern von Material. Hufig besitzen Reaktionen mit Oxidationsmitteln eine Induktionsperiode, d.h. die Reaktion setzt erst verzgert ein, kann dann aber sehr heftig werden. Diese Reaktionen erfordern eine stndige berwachung, ein Khlbad fr den Fall zu heftiger Reaktion ist bereitzustellen.


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1.3.5 Weitere Gefahren durch die Reaktivitt von Chemikalien ohne eigene Gefahren-symbole Reaktive Chemikalien, denen keines der Gefahrensymbole F+, F, E oder O zugeordnet wird, knnen dennoch durch physikalische Einwirkung (z.B. Erhitzen) oder durch Reaktion mit anderen Stoffen gefhrlich werden. Diese Gefahren werden durch eigene R-Stze beschrie-ben, z.B: R 1: In trockenem Zustand explosionsgefhrlich fr Stoffe, die z.B. durch Zusatz von Was-ser oder in Lsung phlegmatisiert sind und in dieser Form gefahrlos verwendet werden kn-nen. R 4: Bildet hochempfindliche explosionsgefhrliche Metallverbindungen fr Verbindungen, die als solche nicht explosionsgefhrlich sind, aber explosionsfhige Metallsalze bilden. R 5: Beim Erwrmen explosionsfhig fr Verbindungen, die bei normalen Temperaturen zwar stabil sind, aber beim Erhitzen explosionsartig zerfallen. R 6: Mit und ohne Luft explosionsfhig R 14: Reagiert heftig mit Wasser fr Stoffe, die mit Wasser (und meist auch mit niederen Alkoholen, Suren und Basen) zu einer heftigen, exothermen Reaktion fhren. R 16: Explosionsgefhrlich in Mischung mit brandfrdernden Stoffen fr alle leicht oxidier-baren Stoffe (Reduktionsmittel). Mit einer heftigen, unter Umstnden explosionsartigen Reaktion ist zu rechnen. R 18: Bei Gebrauch Bildung explosionsfhiger/leichtentzndlicher Dampf-Luftgemische mglich. R 19: Kann explosionsfhige Peroxide bilden fr Stoffe, die selbst keine Explosionsgefahr darstellen, aber mit Luft (oft unter Einwirkung von Licht und Metallspuren) leicht Peroxide bilden (z.B. Diethylether, THF und andere Ether). Die Peroxide reichern sich bei einer Destil-lation im Sumpf an und knnen dann explodieren. Lsungsmittel, die zur Bildung von Peroxi-den neigen, mssen in braunen Flaschen aufbewahrt werden und mit Stabilisatoren versetzt werden, um die Peroxidbildung zu verhindern. Dennoch sollten immer folgende Vorsichts-manahmen getroffen werden: Prfen Sie vor der Destillation immer auf Peroxide (z.B. mit KI/Strke-Papier oder spezielle Teststbchen). Destillieren Sie problematische Lsungsmittel nie bis zur Trockne. Achtung: bei der Destillation wird auch der Stabilisator entfernt, im Destillat knnen sich sehr rasch Peroxide neu bilden. Fr weitere Informationen siehe Kapitel 11.

1.4 Gefahren durch giftige (toxische) Chemikalien

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1.4 Gefahren durch giftige (toxische) Chemikalien Bei der Giftigkeit wird prinzipiell zwischen akuter Wirkung und nicht akuter Wirkung unterschieden. Bei der akuten Wirkung setzt die Schdigung sofort oder nach kurzer Zeit ein, ein Zusammenhang zwischen Dosis und Wirkung lsst sich bestimmen. Fr krebserzeugende, erbgutverndernde, fruchtschdigende, sensibilisierende oder auf sonstige Weise chronisch schdigende Stoffe kann keine Beziehung zwischen Dosis und Wirkung aufgestellt werden. Eine Schdigung kann (muss aber nicht) bereits bei einmaligen Kontakt erfolgen, die Wir-kung tritt aber unter Umstnden erst nach Jahren auf. Die Einstufung giftiger Substanzen erfolgt hauptschlich nach ihrer akuten Toxizitt, die durch Tierversuche ermittelt wird. Die Kenngren sind LD50 fr die Aufnahme ber die Haut (dermal) oder durch Verschlucken (oral) und LC50 fr die Aufnahme ber die Atmungs-organe (Inhalation). Der Wert (in mg/kg Krpergewicht oder mg/l Luft bei 4 h Expositions-dauer) gibt die Menge oder Konzentration an, bei der 50% der Versuchstiere verenden. Chronische Toxizitten werden durch die Gefahrensymbole nur unzureichend dargestellt, hier muss auf die entsprechenden R-Stze geachtet werden (siehe unten!). Die orale Aufnahme von Chemikalien und daraus resultierende Vergiftungen spielen im Labor praktisch keine Rolle, viel wichtiger ist die mgliche Aufnahme durch Einatmen von Dmpfen oder Stuben und die Aufnahme durch die Haut. 1.4.1 Akut toxische Substanzen

Giftige Stoffe werden in drei Klassen (sehr giftig, giftig und gesundheitsschdlich) eingeteilt. Die Einstufung erfolgt nach dem Aufnahmeweg und den LD50- bzw. LC50-Werten aus Tierversuchen:

Aufnahme durch Verschlucken: Symbol R-Satz LD50(oral)

[mg/kg Krpergewicht] T+ R 28: Sehr giftig beim Verschlucken. < 25 T R 25: Giftig beim Verschlucken. 25 200 Xn R 22: Gesundheitsschdlich beim Verschlucken. 200 2000


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Vorsichtsmanahmen: Die normalen Vorsichtsmanahmen sind ausreichend. Beim Pipetieren von Flssigkeiten darf nicht mit dem Mund angesaugt werden. Man verwende Pipetten mit Peleusball oder Saugkol-ben-Pipetten. Aufnahme durch die Haut: Symbol R-Satz LD50(dermal)

[mg/kg Krpergewicht] T+ R 27: Sehr giftig bei Berhrung mit der Haut. < 50 T R 24: Giftig bei Berhrung mit der Haut. 50 400 Xn R 21: Gesundheitsschdlich bei Berhrung mit der

Haut. 400 2000

Substanzen, die besonders leicht ber die Haut aufgenommen werden knnen, sind in der TRGS 900 und TRGS 905 mit dem Buchstaben H (fr hautresorptiv) gekennzeichnet. Im Allgemeinen knnen Flssigkeiten wegen der greren Kontaktflche besser aufgenommen werden als Feststoffe. Achten Sie aber auf Stube, die beim Umfllen eventuell auf feuchten oder schweinassen Hnden oder Armen haften bleiben. Der S-Satz S 28: Bei Berhrung mit der Haut sofort abwaschen mit ... muss vom Hersteller mit geeigneten Reinigungsmethoden ergnzt werden. Sorgen Sie dafr, dass das angegeben Reinigungsmittel vorhanden ist! Vorsichtsmanahmen: Wenn der Hautkontakt nicht sicher ausgeschlossen werden kann, mssen bei giftigen und sehr giftigen Stoffen Schutzhandschuhe verwendet werden. Nach Hautkontakt mit gefhrlichen Stoffen mssen die betroffenen Hautstellen grndlich gereinigt werden (siehe Hinweise in S 28). Aufnahme durch die Atmungsorgane: Symbol R-Satz LC50(inhal.) [mg/l Luft],

4 h Expositionsdauer T+ R 26: Sehr giftig beim Einatmen. < 0.5 T R 23: Giftig beim Einatmen. 0.5 2 Xn R 20: Gesundheitsschdlich beim Einatmen. 2 20 Der hufigste Aufnahmeweg bei leichtflchtigen Substanzen ist das Einatmen, ihre Flchtig-keit kann ber den Dampfdruck abgeschtzt werden. Naturgem ist bei Raumtemperatur der Dampfdruck von Flssigkeiten hher als der von Feststoffen, Ausnahmen sind leicht sub-limierbare Feststoffe wie z.B. Iod, Adamantan oder p-Benzochinon. Nicht unterschtzt wer-den darf das Einatmen von Stuben, die beim Umfllen oder Pulvern von Feststoffen entste-hen.


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Vorsichtsmanahmen: Gefe mit leichtflchtigen Stoffen immer verschlossen halten. Flssigkeiten sollten nicht abgewogen, sonder mit Messzylindern, Pipetten oder Spritzen im Abzug abgemessen werden. Bei Staubentwicklung muss ebenfalls unter dem Abzug gearbeitet werden. 1.4.2 tzende und reizende Substanzen

Beruht die schdliche Wirkung eines Stoffes nicht auf der Toxizitt durch Aufnahme in den Krper, sondern auf der direkten Einwirkung auf die Haut oder Schleimhute (Mund, Lunge, Magen etc.), wird der Stoff als tzend oder reizend eingestuft.

Wird die Haut innerhalb von 4 h vollstndig zerstrt, wird der Stoff als tzend mit dem Gefahrensymbol C und R 34: Verursacht Vertzungen gekennzeichnet. Tritt die Zerstrung der Haut bereits innerhalb von 3 Minuten auf, gilt R 35: Verursacht schwere Vertzungen. Ist die schdliche Wirkung auf die Haut begrenzt auf Entzndungen, wird der Stoff als Rei-zend mit dem Gefahrensymbol Xi gekennzeichnet. Durch R 36, 37 und/oder 38 wird die Wirkung weiter spezifiziert: R 36: Reizt die Augen. R 37: Reizt die Atmungsorgane. R 38: Reizt die Haut. tzende Stoffe sind alle starken Suren und Laugen. Schwache sowie verdnnte Suren und Laugen wirken meist reizend. Beachten Sie, dass auch viele organische Basen (z.B. Amine oder Alkalialkoholate) bzw. ihre Lsungen tzend sind. Viele organische Lsungsmittel sind als reizend eingestuft. Ihre Wirkung beruht meist auf der Entfettung der Haut, sie wird rissig und sprde. Die Augen sind besonders gefhrdet, Vertzungen fhren zur Trbung der Hornhaut, die vor allem bei Vertzungen mit Basen oft irreversibel ist. Eine besondere Gefahr stellen Vertzungen mit Fluss-Sure dar: in diesem Fall bildet sich kein Schorf, der den Verlauf der Vertzungen normalerweise verzgert. Vertzungen mit Fluss-Sure verlaufen rasch und dringen sehr tief in das Gewebe ein. Vorsichtsmanahmen: Direkter Hautkontakt ist zu vermeiden, verwenden Sie fr stark tzende Substanzen immer Schutzhandschuhe. Nach Hautkontakt sofort mit viel Wasser abwaschen.


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Der Augenschutz vor Spritzern ist durch die obligatorische Schutzbrille gewhrleistet. Sollte dennoch eine tzende Substanz in die Augen gelangen, ist das Auge bei weit geffnetem Lid-spalt mindestens 15 Minuten lang grndlich mit der Augendusche zu splen, anschlieend muss sofort der Augenarzt aufgesucht werden. tzende, leichtflchtige Substanzen immer im Abzug handhaben und die Gefe stets ver-schlossen halten. 1.4.3 Krebserzeugende, erbgutverndernde und reproduktionstoxische Stoffe Der Nachweis sogenannter CMR-Eigenschaften (C = cancerogen = krebserzeugend, M = mutagen = erbgutverndernd und R = reproduktionstoxisch = fortpflanzungsgefhrdend) von Substanzen ist schwierig, ein eindeutiger Kausalzusammenhang fr Menschen ist nur in wenigen Fllen nachgewiesen. Ergebnisse aus Tierversuchen, Tests an Zelllinien oder die Befunde epidemiologischer Studien sind oft strittig. Rechtlich bindend ist in Europa die Legaleinstufung nach der Stoffliste im Anhang I der Richtlinie 67/548/EWG. Ergnzungen auf nationaler Ebene sind mglich, sie werden in Deutschland durch die TRGS 905 bekanntgegeben. Daneben nimmt die Senatskommission zur Prfung gesundheitsschdlicher Arbeits-stoffe der DFG eigene Einstufungen vor, die dem Ausschuss fr Gefahrstoffe (AGS) vor-geschlagen werden. Nach der Bewertung durch den AGS knnen diese Vorschlge in die TRGS 905 aufgenommen werden oder bis zum Vorliegen eindeutiger Daten zurckgestellt werden. Dies kann dazu fhren, dass ein Stoff nach den Erkenntnissen der Senatskommission als krebserzeugend anzusehen ist, nach der Legaleinstufung aber auf dem Flaschenetikett kein Hinweis auf die krebserzeugende Eigenschaft gegeben wird. Krebserzeugende Stoffe werden nach dem Anhang VI der Richtlinie 67/548/EWG in drei Kategorien eingeteilt: Kategorie 1: Die krebserzeugende Wirkung beim Menschen ist bekannt und ein Kausalzu-sammenhang zwischen Krebsentstehung und Exposition hinreichend nachgewiesen. Kategorie 2: Stoffe, die als krebserzeugend fr den Menschen angesehen werden sollten. Es bestehen hinreichende Anhaltspunkte zu der Annahme, dass die Exposition eines Menschen gegenber dem Stoff Krebs erzeugen kann. Diese Annahme beruht im Allgemeinen auf Lang-zeitversuchen bei Tieren oder sonstigen relevanten Informationen. Kategorie 3: Stoffe, die wegen mglicher krebserzeugender Wirkung beim Menschen Anlass zu Besorgnis geben, ber die jedoch ungengende Informationen vorliegen. Aus Tierversu-chen liegen einige Anhaltspunkte vor, die jedoch nicht ausreichen, um einen Stoff in Katego-rie 2 einzustufen.


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Die Kennzeichnung erfolgt nach folgendem Schema: Kategorie R-Satz Gefahrensymbol K1 oder K2 R 45: Kann Krebs erzeugen. Oder:

R 49: Kann Krebs erzeugen beim Einatmen. T T

K3 R 45: Kann mglicherweise Krebs erzeugen. Xn Mutagene (erbgutverndernde) Stoffe fhren eine dauerhafte Vernderung des Erbguts her-bei. Es kann zur Vernderung einzelner Gene, ganzer Genblcke oder des ganzen Chromo-soms kommen, die Erbgutschdigung ist vererblich. Sie werden ebenfalls in drei Kategorien mit folgender Kennzeichnung eingeteilt: Kategorie R-Satz Gefahrensymbol M1 oder M2 R 46: Kann vererbbare Schden verursachen. T M3 R 68: Irreversibler Schaden mglich. Xn Bei reproduktionstoxischen (fortpflanzungsgefhrdenden) Stoffen wird unterschieden zwischen:

Stoffen, welche die Fortpflanzungsfhigkeit (Fruchtbarkeit) gefhrden (RF) und Stoffen, welche die Entwicklung ungeborener Kinder beeintrchtigen (fruchtschdigende

Stoffe, RE). Auch hier werden jeweils drei Kategorien unterschieden. Die Kennzeichnung erfolgt nach dem Schema: Kategorie R-Satz Gefahrensymbol RF1 oder RF2 R 60: Kann die Fortpflanzungsfhigkeit beeintrchtigen. T RE1 oder RE2 R 61: Kann das Kind im Mutterleib schdigen. T RF3 R 62: Kann mglicherweise die Fortpflanzungsfhigkeit

beeintrchtigen. Xn

RE3 R 63: Kann das Kind im Mutterleib mglicherweise schdigen.

Xn

Vorsichtsmanahmen: Prinzipiell sollten krebserzeugende, mutagene und reproduktionstoxische Stoffen vermieden und durch weniger gefhrliche Stoffe ersetzt werden. Wenn das nicht mglich ist, muss die Exposition auf ein Minimum beschrnkt, also direkter Hautkontakt und Einatmen vermieden werden. Es sind dieselben Vorsichtsmanahmen wie beim Umgang mit sehr giftigen Stoffen zu treffen.


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Schwangere Frauen drfen nach der Mutterschaftsverordnung (MuSchV) mit krebserzeu-genden, mutagenen und reproduktionstoxischen Stoffen berhaupt nicht in Berhrung kom-men. 1.4.4 Sensibilisierende Stoffe Manche Stoffe knnen durch Einatmen oder Hautkontakt Allergien auslsen. Sie werden nach dem Anhang I der EG-Richtlinie 67/548 gekennzeichnet mit: Xn R 42: Sensibilisierung durch Einatmen mglich. Xi R 43: Sensibilisierung durch Hautkontakt mglich. Ergnzend dazu werden in der TRGS 907 Stoffe aufgelistet, die in der EG-Richtlinie noch nicht als sensibilisierend eingestuft wurden. Vorsichtsmanahmen: Hautkontakt und Einatmen sollten vermieden werden, insbesondere wenn bereits eine ber-empfindlichkeit gegenber dem betreffenden oder auch anderen Stoffen besteht. 1.5 Gefahren fr die Umwelt

Chemikalien knnen bei Freisetzung in die Umwelt Schden anrichten, insbe-sondere wenn sie in das Abwasser gelangen. Diese Gefahren werden mit den R-Stzen 50 bis 59 beschrieben, zusammen mit dem Gefahrensymbol N:

R-Satz Gefahrensymbol R 50: Sehr giftig fr Wasserorganismen R 51: Giftig fr Wasserorganismen R 54: Giftig fr Pflanzen R 55: Giftig fr Tiere R 56: Giftig fr Bodenorganismen R 57: Giftig fr Bienen R 58: Kann lngerfristig schdliche Wirkungen auf die Umwelt haben R 59: Gefhrlich fr die Ozonschicht.

N

R 52: Schdlich fr Wasserorganismen R 53: Kann in Gewssern lngerfristige schdliche Wirkungen haben.

ohne Gefahrensymbol

Im normalen Laborbetrieb werden alle gefhrlichen Abflle in besonderen Behltern gesam-melt und einer ordnungsgemen Entsorgung zugefhrt, so dass das Risiko einer Umwelt-

1.5 Gefahren fr die Umwelt

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schdigung eher gering ist (siehe Kapitel 1.8). Eine Ausnahme sind freiwerdende Dmpfe, die ber die Abluft in die Atmosphre gelangen knnen. Das Abdampfen von Lsungsmitteln oder anderen flchtigen Stoffen im Abzug ist nicht er-laubt, auch wenn es in (lteren) Vorschriften empfohlen wird. Verwenden Sie zum Entfernen von Lsungsmitteln Destillationsapparaturen oder Rotationsverdampfer. Zur Vakuumerzeu-gung sollten Wasserstrahlpumpen durch Membranpumpen mit Emissionskondensator ersetzt werden, dadurch wird der Eintrag von flchtigen Stoffen in das Abwasser sehr wirkungsvoll reduziert. Reste von gefhrlichen flchtigen Chemikalien (z.B. Brom) drfen nicht im Abzug durch Verdampfen entsorgt werden, sondern mssen unmittelbar durch chemische Reaktio-nen zu ungefhrlichen und nicht reaktiven Stoffen umgesetzt (vernichtet) werden (z.B. Reduktion von Brom zu Bromid). Danach knnen sie in die entsprechenden Sonderabfallbe-hlter gegeben werden. 1.6 Weitere typische Gefahren im Labor 1.6.1 Schnittverletzungen Schnittverletzungen sind die hufigsten Verletzungen im Labor, sie sind meist auf Unacht-samkeit und Missachtung der einfachsten Vorsichtmanahmen zurckzufhren:

Achten Sie darauf, dass alle verwendeten Glasgerte einwandfrei sind, d.h. keine Sprnge, Risse oder scharfen Kanten haben.

Scherben oder Glasbruch (z.B. zerbrochene Pipetten, Glasrohre oder -stbe) gehren ausschlielich in Sammelbehlter fr Laborglasabfall. Fassen Sie Scherben nie mit der bloen Hand, sondern nur mit (Tiegel-) Zangen, Pinzetten oder speziellen Schnittschutz-handschuhen an.

Verwenden Sie zum Aufziehen von Schluchen auf Glasrohre und Glasoliven-An-schlsse oder beim Durchfhren von Glasrohren durch Gummistopfen immer einige Trop-fen Gleitmittel, z.B. Glycerin. Gewaltanwendung kann zu Bruch und gefhrlichen Hand-verletzungen fhren. Bei PVC-Schluchen hilft Eintauchen in warmes Wasser. Versuchen Sie nie, festsitzende Schluche mit Gewalt abzuziehen, man schneidet sie besser ab.

Versuchen Sie nicht, festsitzende Schliffverbindungen durch krftiges Ziehen zu lsen. Es besteht die Gefahr, dass sie zerbrechen. Sie knnen durch Klopfen mit einem Holz-stck (z.B. Hammerstiel) und leichtem Zug gelockert werden. Durch Erwrmen mit einem Heiluftfhn oder einem Gasbrenner knnen festgebackene Schliffe ebenfalls gelst werden, die Apparatur darf dann aber keine Chemikalien enthalten, die sich entznden knnen! Das Einlegen in ein Ultraschallbad, am besten bei ca. 60 C, hat sich ebenfalls bewhrt. Wenn nichts hilft, den Glasblser aufsuchen.


24

1.6.2 Verbrennungen und Verbrhungen Verbrennungen an heien Gegenstnden oder Verbrhungen durch heie l- oder Wasser-bder kommen im Labor relativ hufig vor:

Entnehmen Sie die Glasgerte nie mit bloen Hnden aus dem (heien) Trockenschrank. Lassen Sie Apparaturen prinzipiell immer erst abkhlen, bevor Sie sie abbauen. Wenn mit

heien Lsungen gearbeitet wird (z.B. Umkristallisation aus heien Solventien mit an-schlieender Heifiltration) empfiehlt es sich, den heien Kolben in der Stativklammer eingespannt zu lassen und die Klammer als Haltegriff zu verwenden.

Heiz- und Kltebder sollten immer auf Laborhebebhnen stehen und sich durch einfa-ches Herunterdrehen der Hebebhne vollstndig von der Apparatur entfernen lassen.

Heie Heizbder drfen ebenso wie Kltebder (Dewar-Behlter mit Kltemischungen) nicht transportiert werden. Lassen Sie Heizbder zuvor abkhlen und Kltebder auf Raumtemperatur kommen.

1.7 Verhalten bei Laborunfllen Informieren Sie sich vor dem Arbeiten im Labor ber alle Sicherheitseinrichtungen (Flucht-wege, Notruftelefon, Feuermelder, Rettungstreffpunkte, Feuerlscher, Notduschen, Augendu-schen, Lschdecken, Absperrventile fr Gas und Strom usw.). Nur dann knnen Sie bei einem Unfall schnell handeln. Aus Sicherheitsgrnden ist es grundstzlich nicht gestattet, allein im Labor zu arbeiten!

Informieren Sie die Nachbarlabore und das technische Personal ber den Unfall. Verletzte Personen mssen schnellstens in Sicherheit gebracht und wenn ntig rztlich

versorgt werden. Begeben Sie sich nie allein in Gefahr! Eine zweite Person muss die Sicherung ber-

nehmen. 1.7.1 Laborbrnde

Bei Personen muss das Feuer so schnell als mglich mit der Lschdecke erstickt oder der Notdusche gelscht werden. Bewhrt haben sich auch kleine, tragbare Kohlendioxid-lscher.

Laborbrnde sollten generell nicht mit Wasser gelscht werden! Alkalimetalle, Metall-hydride und komplexe Metallhydride knnen mit Wasser explosionsartig reagieren. Wenn Wasser in heie lbder gelangt, kann das explosionsartig verdampfende Wasser das heie l im weiten Umkreis verspritzen. Hinweise auf geeignete Lschmittel finden Sie im S-Satz 43.

1.7 Verhalten bei Laborunfllen

25

Kalte Flammen, z.B. von brennendem Ethanol, knnen mit einer Feuerlschdecke oder einem Handtuch erstickt werden.

Bei normalen Brnden sind Kohlendioxid-Lscher die Methode der Wahl. Bei Gas- oder Schwelbrnden sollte ein Pulverlscher verwendet werden. Der Einsatz

von Pulverlschern fhrt dazu, dass das gesamte Labor mit einer weien Pulverschicht bedeckt wird.

Brnde von Alkali- und Erdalkalimetallen und Hydride lassen sich weder mit Kohlendioxid- noch mit Pulverlschern bekmpfen, Kohlendioxid unterhlt den Brand in diesen Fllen sogar. Bei begrenzten Brnden kann das Abdecken mit Sand gengen, bei greren Brnden mssen spezielle Metallbrandlscher verwendet werden.

Brnde sind immer von unten nach oben zu bekmpfen. Halten Sie Abstand zum Brandherd (etwa 2 m).

Veranlassen Sie, dass Neugierige den Unfallort verlassen. Wenn die Lschversuche nicht unmittelbar zum Erfolg fhren, mssen weitere Manahmen ergriffen werden:

Lsen Sie Feueralarm aus (Feuermelder, Notruf ber Telefon). Versuchen Sie, die Ausweitung des Brandes zu verhindern, soweit es ohne Gefahr mg-

lich ist. Bringen Sie Lsungsmittelflaschen, Druckgasflaschen etc. aus dem Gefahrenbereich. Trennen Sie die Gaszufuhr ber die zentralen Absperrventile. Trennen Sie die Stromversorgung ber die Hauptsicherung. Schlieen Sie die Fenster und Labortren. Dadurch kann die Ausbreitung des Feuers fr

einige Zeit verhindert werden. 1.7.2 Erste Hilfe bei Verletzungen Schnittwunden nicht auswaschen. Es ist besser, sie erst einige Zeit bluten zu lassen,

dabei werden Fremdkrper oder Chemikalien ausgesplt. Dann wird die Wunde mit Ver-bandmaterial abgedeckt.

Brandverletzungen mssen so schnell als

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