我被载入校史,因为差点炸了课堂

作者: 王壮壮

来源: 果壳

发布日期: 2023-08-07 16:00:36

本文讲述了一位化学专业学生在实验室中经历的一次惊险事故,以及由此引发的对实验室安全的深刻反思。文章通过作者的亲身经历,强调了实验室安全的重要性,提醒读者在实验过程中要严格遵守安全规章,全面了解实验流程和原理,做好防护措施,不骄不躁。

都说⽣化环材是四⼤天坑,⽽化学这个坑,不仅同样拥有⾟苦、秃头、难毕业等特点,还危机四伏——不仅需要强⼤的⼼脏,还需要锦鲤加身。在化学实验室⼏年,我和朋友们都经历了不少惊险(好在最终是有惊⽆险)的事件。

这可能是我在化学⽣涯⾥发⽣过的最⼤事故了,最终也很“荣幸”地被记载进了校史。当时的我应该念⼤⼆或⼤三,具体的实验已经不记得了,只记得实验需要⽤到三氧化铬,⼀种本身不可燃的暗红⾊晶体。

由于是本科实验,实验室颇为拥挤。当时很多同学都挤在通⻛橱组装器具,我⼼想,与其现在也去通⻛橱⼈挤⼈,还不如先去称量反应物——称好反应物,再把它装到反应瓶⾥,直接拿去通⻛橱组装,就能开始实验了。折服于⾃⼰的“聪明才智”,我拿出了早早备好的⼩样品瓶,精确称量了三氧化铬(⼤概是10毫克),暗红⾊的晶体在样品瓶⾥发着迷⼈⽽诡秘的光。

为了避免三氧化铬在转移过程中洒出、造成反应物损失,我将样品瓶快速垂直地倒扣在了锥形瓶瓶⼝,满意地看着三氧化铬⻜流直下,像瀑布⼀样坠落锥形瓶底。我没有料到的是,这形成了完美的封闭系统,就好像葡萄酒瓶被塞上了软⽊塞。锥形瓶⾥⾯的物质瞬间膨胀、膨胀、再膨胀,变⼤、变⼤、再变⼤——嘭!⼀记巨响,⼀个绚丽的⾼空烟花,伴随着⽆数⽚乱⻜的玻璃渣渣,在实验室⾥腾空⽽起。

⽼师倒没有责怪我,⽽是⼀起跟我分析实验步骤,看到底是哪⾥出了问题。这毕竟是本科⽣的教学实验,安全才是最主要的。如果在实验设计时,安全⽅⾯有所疏漏才导致了事故,那么以后就需要最⼤化地规避⻛险。实际上,我在实验前就已经和⽼师对过操作流程,了解了所有药品的性质。虽然在开放性实验桌上倒物品的操作确实不对,但这并不能导致三氧化铬爆炸这么强烈的反应。

经过⼀步步回忆,我们猜测,罪魁祸⾸应该是清洗锥形瓶所⽤的丙酮。在实验前⼀天,我就清洗了需要⽤到的玻璃器⽫——先⽤⽔洗⼀遍,然后⽤丙酮洗⼀遍。这是⾮常常规的操作,这样不管有机还是⽆机的物质都可以被洗掉;⽽且,丙酮是有机溶剂,容易挥发,通常到了第⼆天,实验器材基本就晾⼲可以⽤了。然⽽,三氧化铬是⼀个强氧化物,它遇到丙酮会发⽣剧烈爆炸。我没有将洗好的玻璃器⽫放在加热器⾥蒸⼲,⽽是直接放在了柜⼦⾥。

于是,我本以为⼲净的空锥形瓶⾥,可能还残留了⼀些丙酮。正是这些残留的丙酮,与三氧化铬发⽣了剧烈的氧化还原反应;加上我⼜倒扣了样品瓶,封锁的空间最终导致了爆炸。

这次事故,让我直到本科毕业都⼼有余悸。在选择博⼠的研究⽅向时,毫不犹豫地摈弃了⼀切需要进实验室的课题组,选择了计算机化学模拟。

4年之后,当我以助教的身份重新回到本科教学实验室时,看着来来往往的本科⽣们,不觉回忆起了当年的⾃⼰,情不⾃禁跟指导⽼师讲述起⾃⼰当年在这个实验室⾥放的这个烟花。⽼师听罢惊讶地说:“没想到,这个事故的主⻆竟然是你!”原来,这次事故⾃发⽣起,就被记载进学校史册。本科教学实验很少发⽣这么⼤的爆炸,所以每次⽼师拿这个烟花当反⾯教材……仪器没接好,可能要⼩命。

后来,我和朋友们说起这件事,没想到收获了诸多共鸣——原来不⽌我在化学实验室⾥经历过这样的惊险,⼀位朋友甚⾄因此⼼有余悸,拒了剑桥⼤学的博⼠offer。这位朋友当时的研究课题,是研发开采⽯油时所⽤的材料。抽取⽯油基本需要在⾼温⾼压的极端环境中进⾏,使⽤的材料⽐在普通环境下的更容易⽼化。朋友的任务是延⻓材料的寿命,因此需要在实验室⾥不断复刻这种极端条件,观察材料的变化。

那天,朋友要做测量⼀款⾦属的不同杂质程度在强酸下的腐蚀变化,由于是控制变量法实验,他需要在通⻛橱内同时设置6个反应设备,同时加温开始实验。就这样,6个加热到了40摄⽒度、装有35%浓盐酸的装置⼀字排开。浓盐酸本身就有强腐蚀性和强挥发性,在加热的情况下更可能时不时就会爆发。出于安全考虑,朋友想对装置做⼀些微调。

他战战兢兢地把连接冷凝管的⽔⻰头开⼤了⼀点——没想到,冷凝管并没有被连接得特别牢固,橡⽪⽔管就像是被激怒了的⻰王爷,扭动着身躯狂喷⽔。哗啦、哗啦、哗啦……6个装着⾼温浓盐酸的反应装置就像多⽶诺⻣牌⼀样,⼀个接着⼀个,⼀连串全打翻了。浓盐酸洒满了整个通⻛橱,正翻滚着冒热⽓。朋友迅速关闭了加热装置和⽔⻰头,拉下通⻛橱的玻璃罩。实际上,这个实验要求很⾼,哪怕是博⼠都需要有⽼师或博⼠后在场才能进⾏。

但当时,他的指导⽼师刚好去了隔壁的办公室。只是这⼀⼩会⼉的时间,朋友就经历了⼀场惊天噩梦。他看着满橱热⽓腾腾的浓盐酸,⼜透过玻璃⻔看看办公室尚不知情的导师,吓得不敢跟⽼师说。好在这个时候,温度已经降下来了,冷凝管⾥的⽔也稀释了部分盐酸,危险指数没那么⾼了。朋友重新加带了超多层⼿套,⼩⼼谨慎地把⼀个个玻璃器⽫转移到⼲净的通⻛橱⾥。总之,有惊⽆险,在⽼师重新回到办公室的前⼏分钟,他把⼀⽚狼藉给收拾了。

但这个事故给朋友造成了⼼理阴影,以⾄于⼏个⽉后,当他收到剑桥⼤学的博⼠录取通知书时,却因为博⼠课题还是研究极端条件下的材料腐蚀,他便毅然决然拒绝了,留校改⾏做了DNA分析。

有的时候,哪怕没有⾼温、强酸等极端条件,仍然可能会出现意外状况。⼀位同学曾在取反应物时,⽩⼤褂钩住了下层的托盘,差⼀点就打翻了托盘⾥的强腐蚀性药品。

另⼀位同学则在倒液氮时,不⼩⼼倒到了⾃⼰脸上——为了将吊着的⼤液氮罐⾥的最后⼀点液氮倒出来,他⼀边倾斜罐⼦⼀边忍不住凑过去⼀探究竟,没想到液氮全在那⼀刻倾泻下来。所幸液氮不多,碰到⽪肤温度就汽化成⽓体了;不然,-196°C的液氮,估计要把脸都严重冻伤毁容了。我也有过类似的经历。

本科⼀次实验课需要⽤到舒伦克线,这是⼀种常⻅的⽓体反应装置——反应物先被加热挥发成⽓体,然后在管道内进⾏反应,最后通常会⽤液氮将管道⾥的⽓体重新冷凝成液体收集起来。这次实验的步骤不难,我们也早就和⽼师确认过实验流程。但是,理论归理论,现实归现实。舒伦克线有多个接⼝,每个接⼝⽤途不⼀,每个接⼝要通⼊什么⽓体、分别通⼊多少、哪个先接哪个后接……这些细节,在实际操作⾥都被放⼤成了问题。

七七⼋⼋散落的零件,需要在狭⼩的通⻛橱内进⾏组装,总是⼀会⼉这个翻了、⼀会⼉那个⼜斜了。最终来来回回摆弄了半个多⼩时,我和合作的同学才基本把装置⽀了起来,此时,周围的⼩伙伴们早已经有条不紊地开始进⾏反应了。我们照着图纸再次确认装置没有问题,便很快开了⽕,开始实验。⼼满意⾜地哼着⼩曲,对着反应瓶狂喷热⻛枪,不断地升温、升温,翻滚吧⼩⽓泡!直到身后传来⽼师撕⼼裂肺的怒吼:“停!

”我和同学这才发现,我们都忽略了旁边的冷凝管,⾥⾯的液氮正在腾云驾雾。装置虽然理论没有问题,但由于空间有限,我们把需要加热的反应瓶和冷凝⽤的冷凝管摆得太近了。极冷和极热的物品放在⼀起极其容易爆炸,好⽐沸⽔加到冰杯⼦⾥,杯⼦就很容易炸裂。这些都是实验室⾥的常识,但在经历了鸡⻜狗跳的仪器组装过程之后,我跟同学都意识到这个疏漏,差点酿下⼤祸,再次荣登校史。

化学事故屡有发⽣,前不久还有化学专业学⽣因实验室事故⽽丧命的惨剧。虽然和朋友分享这些故事的时候,总是笑着说⾃⼰多偷懒多犯蠢多好运,但仔细想起来还是后怕。也是因为经历了这些惊险事件,才真正明⽩,⽼师们为什么总在强调要提前全⾯了解实验流程和原理、要在实验过程中不骄不躁、要认真做好防护措施、要严格遵守安全规章守则。毕竟每⼀条啰嗦的条例背后,可能都有⼀个不为⼈知的故事。

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