الدليل الشامل في معمل الكيمياء وأسس تصميمه

يُعد معمل الكيمياء جزءاً لا يتجزأ من عملية البحث والتطوير وإجراء التجارب والتفاعلات الكيميائية، في هذا المقال سوف نتعرف على أهميه وجود المختبرات الكيميائية، ونصف تكوين المختبر وطريقة تصميمه، ثم نتعرض للحديث عن الأدوات والأجهزة به، وأخيراً نذكر عوامل السلامة والأمان اللازمة والمحاذير داخل المعمل، تابعوا معنا.

لماذا نستخدم معمل الكيمياء ؟

لإجراء التفاعلات الكيميائية والتجارب لابد من وجود مكان مخصص لهذه المهمات، فدراسة سلوكيات المواد وخصائصها الكيميائية والفيزيائية ليس أمراً بهذه السهولة ولكنه يحتاج إلى جاهزية كافية وهيئة معينة وظروف خاصة لا يمكن تطبيقها في الواقع، لذلك يتم تجهيز وتصميم المختبرات الكيميائية.

المعامل الكيميائية هي أنسب مكان للطلاب والباحثين لإجراء التجارب واستكشاف المفاهيم الكيميائية ودراسة التغيرات التي تحدث في المادة وكذلك استخدامها في التطبيقات الكيميائية المختلفة، وأيضاً يعتبر المختبر الكيميائي أنسب مكان لاكتساب مهارات التعلم، ويُعد بيئة مصغرة تحاكي البيئة العملية في مجال الصناعة.

 ما هى أهمية معمل الكيمياء ؟

معمل الكيمياء هو مكان مخصص لإجراء الإختبارات، فلا يمكن مثلا إجراء أي اختبار أو تفاعل في قاعات الدراسة في المؤسسات العلمية أو حتى فى المكاتب الإدارية لدى المصانع والشركات، فالتعامل مع المواد الكيميائية أمر شديد الخطورة يحتاج إلى كيفية معينة تجنبنا الإصابات، لذلك تُصمم المختبرات لتلائم العمليات التي تتم بها، فبدون المختبرات الكيميائية قد تحدث كوارث حقيقية في المنشآت وبدونها لما كان هناك شأن للبحث العلمي والتقدم العلمي.

في المختبرات الكيميائية يتم إجراء التجارب بشكل مُصغر قبل تنفيذها في المعامل الكبرى وأنظمة التصنيع لدى الشركات، وبذلك من خلالها يمكن دراسة تكلفة وجدوى العمليات التي تتم ومعرفة مخاطرها المحتملة قبل تطبيقها بشكل موسع وهو ما يساعد على تقليل التكلفة والحد من المخاطر.

معمل الكيمياء ومكوناته من الأدوات والزجاجيات

أسس تصميم معمل الكيمياء

معمل الكيمياء هو مكان يتم تجهيزه طبق معايير وضوابط معينة ليلائم المهمات التي تتم فيه، وتتنوع هذه المعايير سواء بالنسبة لتصميم المختبر الهندسي أو حتى تصميمه الداخلي.

• تصميمه الهندسي: نجد أن المختبر يُصمم بشكل معين، فيجب أن يكون به باب رئيسي للدخول والخروج وأيضا لابد من وجود باب للطوارئ، ولابد أن يكون المعمل متصلا بغرفة حفظ وتحضير المواد والأجهزة، أما عن المساحة الملائمة فقد أوصت الجمعية الوطنية للتدريس أن يكون الحد الأقصى من الطلاب أو العاملين 24 فردا كحد أقصى في مساحه 60 قدماً مربعا.
•  التصميم الداخلي : يتم تصميم وبناء طاولات مخصصة لإجراء التفاعلات عليها وتكون هذه الطاولات مصنوعة من مواد خاملة كيميائيا وشديدة الصلابة لكي لا تتعرض للكسر مع توصيل هذه الطاولات بكافة المرافق اللازمة مثل المياه وشبكات الصرف والغاز المستخدم في الإشتعال، وأيضاً يمكن وضع عدة دواليب وأدراج وبعض الأرفف لحفظ الأدوات وتخزينها، وتصنع في الغالب من الخشب لخموله ضد المواد الكيميائية.

وأيضاً يتم تصميم مكان مخصص لإجراء التفاعلات الخطيرة أو التي ينبعث منها غازات سامة، وهذا المكان عبارة عن دولاب يتم بناؤه فى الحائط ويكون مغلقاً لا يتم فتحه إلا بالقدر الذي يستخدم فيه الأدوات ويكون ذو سقف مكشوف أو به شفاط كهربائى حتى لا تحتبس الأبخرة بل تتطاير إلى حيث معالجتها أو التخلص منها في الغلاف الجوي.

 ما هى الأدوات والمعدات المستخدمة فى المعمل الكيميائي ؟

تتشكل أغلب الأدوات المستخدمة في المعمل من زجاجيات وأوعية لحفظ المواد الكيميائية أو إجراء التفاعل بها، فعبوات الحفظ في المواد الكيميائية قد تكون مصنوعة من مواد بلاستيكية غير نشطة كيميائياً وقد تكون مصنوعه من الزجاج، وفي حاله الزجاج نجد أنه قد يكون منفذاً للضوء وقد يكون عاتماً له وذلك لحفظ المواد التي تتأثر بالضوء، أما الأدوات فنجد منها مثلا السحاحة والماصة والمخبار المدرج والكأس الزجاجى والدورق المخروطي وكذلك أنابيب الإختبار، وطريقة عملها تتم حسب ما بينا في مقال (معمل الكيمياء ومكوناته من الأدوات والزجاجيات)، ولابد من وجود حوامل لمسك وتعليق الأدوات التي يلزم لعملها ذلك مثل السحاحة.

المعدات والأجهزة في المعمل

أما عن المعدات فهناك العديد من الأجهزة التي يمكن تتواجد في المعمل حسب الحاجة إليها وذلك مثل:

• الميزان
• الفرن
• وأجهزته التقليب والمجفف

وأيضا من المهم جداً تواجد جهاز لتقطير المياه لأن المياه المقطره هي التي تستخدم في التجارب ولا تصلح مياه الصنبور في الإستخدام إلا في حالة غسل الأدوات، كما انه لابد أن يتصل المختبر بمعمل الأجهزة التي يتم من خلالها معرفة مكونات المادة التي تم تحضيرها، وأجهزة معرفة الخصائص الفيزيائية مثل جهاز تعيين درجة انصهار المواد الصلبة، وكذلك أجهزة اختبار نقاء المادة وانتهاء التفاعل.

 ما هى عوامل السلامة والأمان في معمل الكيمياء ؟

من أهم الأشياء التي يجب وضعها في الإعتبار مراعاة عوامل السلامة داخل المختبرات والمعامل، فالتعرض للمخاطر أمر وارد جداً للحدوث ولذلك يجب مراعاة بعض الأمور منها :

• يجب أن يكون تصميم المكان ملائم لعملية الدخول والخروج والهروب في حالة الطوارئ كما بينا.
• كما يجب وضع نظام لإطفاء الحرائق سواء كان نظام الإطفاء المائي أو اسطوانات غاز ثاني اكسيد الكربون أو حتى المواد المستخدمة لتسبيط التفاعلات الكيميائية التي تخرج عن السيطرة.
•  لابد من توافر أدوات الإسعافات الأولية ومصدر للمياه النظيفة للتطهير في حالة الإصابة.
• ومن عوامل السلامة الأساسية ارتداء زي المعمل واستخدام القفازات والنظارة الخاصة بذلك.
• ولابد من وجود قائمه تعريفية بالمواد ومدى خطورتها حتى يتعرف الطالب أو المهندس الكيميائي على الطريقة الملائمة للتعامل مع المواد.

كتاب تجهيزات معمل الكيمياء ومواصفاته PDF

 محظورات داخل المختبر

•  يُمنع تماماً تناول الماكولات أو المشروبات داخل المختبر.
• يجب عدم تذوق أي من المركبات ويُفضل عدم الشم إلا للضرورة القصوى أو في حالة تمييز المواد الأمنه ذات الروائح المميزة فقط.
•  يجب عدم ملامسة العين والفم والأنف عند إجراء التجارب والتفاعلات.
•  ويجب التعامل مع المواد بحرص وعدم الإستهتار والتركيز عند إجراء التجارب حتى لا يتعرض أحد للأذى.
•  يجب وضع العبوات والمواد في مكانها المخصص لها وإجراء التفاعلات في الأماكن المُعدَّة لذلك.
•  وأخيراً يجب تنظيف اليدين جيداً بعد الإنتهاء من إجراء التجارب بالصابون والمواد المطهرة.

بذلك نكون قد وضعنا نظرة شاملة عن مختبر الكيمياء وبينا بعض المعلومات الهامة التى يجب على كل طالب أو مهندس كيميائي أن يكون ملماً بها، وإلى هنا يكون نهاية مقالنا الشامل عن مختبر الكيمياء، ولكن لم تنتهى مقالاتنا فى الهندسة الكيميائية.

لأنكم دوماً في قمة أولوياتنا ندعوكم للإنضمام لنا على مجتمعنا الهندسي حيث نهدف منه للإرتقاء بالفكر الهندسي في المجتمع العربي وذلك من خلال تقديم المقالات والكتب لك بكل بساطة من خلال برامجك المفضلة مثل :-

الواتساب – الفيسبوك – الإنستجرام – التليجرام