Лаборатория веществ. Мы расскажем, где можно сделать химический анализ. Какую лабораторию выбрать

— это специально оборудованное помещение, приспособленное для проведения химических исследований.

По характеру исследований химические лаборатории подразделяют на:

• лаборатории органической химии;
• аналитической химии;
• химико-технические лаборатории;
• спектральные и пробирные лаборатории.

Проводит исследования по определению химического строения и состава различных веществ, используя методы, основанные на химических реакциях в растворах.

Существует множество лабораторий узкой специализации, таких как:

1. лаборатории исследования металлов;
2. грунтовых, питьевых вод;
3. пищевых продуктов;
4. пластмасс;
5. нефтепродуктов;
6. грунтов;
7. минералов.

Также химические лаборатории бывают стационарными и полевыми. Большинство подобных лабораторий организовывают при научных институтах или предприятиях химической промышленности, медицинских учреждениях.

Проводит экспертизы различных веществ следующими методами: количественный, качественный, полярография, ацидиметрия, оксидометрия, потенциометрия, колориметрия, акваметрия, электроанализ, алкалиметрия, комплексонометрия, кондуктометрия, пробирование, титрование, эвдиометрия и полярографическая стилометрия.

Основные задачи химической экспертизы:

• количественное и качественное определение вещества;
• выявление его микро- и макроструктуры;
• фрактографические исследования;
• определение состава и различных включений;
• разработка методик исследования.

Невероятно востребованным на сегодняшний день является химический анализ воды для питья и бытовых нужд. С его помощью можно точно определить химический состав воды, наличие в ней вредных веществ, микроорганизмов и ее жесткость. Анализ проводится для воды из источников, колодцев, родников, скважин и водопровода. Ведь не секрет, что от качества воды зависит здоровье человека.

Важнейшим требованием к помещению химической лаборатории является — освещение, вентиляция и требования гигиены.

Работа в лаборатории химического анализа всегда связана с определенным риском, поэтому здесь просто необходимо четко соблюдать правила безопасности, чтобы избежать термических и химических ожогов, поражений электрическим током. К работе в таких лабораториях допускаются только лица достигшие 18 лет, которые должны пройти медицинский осмотр и не иметь противопоказаний, в связи с состоянием здоровья. Все сотрудники обязаны пройти инструктаж на тему охраны труда.

В каждой, из подобных лабораторий, существуют определенные требования к работе с органическими веществами, щелочами, кислотами, металлами, взрывчатыми веществами и т. п.

Подразумевает определенную планировку помещения, соответствующую нормативным актам, она включает в себя:

• комната водоподготовки,
• проборазделочная,
• кабинет лаборантов,
• арбитражная,
• аналитическая,
• муфельная,
• склад,
• моечная,
• сан узел,
• весовая,
• библиотека,
• конференц зал.

Современные лаборатории оснащены большим количеством оборудования: разнообразная лабораторная посуда, микроскопы, термометры, насосы, центрифуги, сушильные шкафы, электропечи, бани, мебель, спектрометры, колориметры, флюориметры, фильтры, поляриметры, анализаторы элементного состава, хроматографы, приборы для контроля безопасности и т. п.

И ее деятельность на сегодняшний день является очень востребованной во многих направлениях человеческой деятельности.

Химический анализ требует специального оборудования, определенных очень глубоких познаний и точного соблюдения правил безопасности.

Химическая лаборатория – старейшая в М.у. и вторая в России научно-учебная лаборатория.

Вопрос об организации в Московском университете учебной химической лаборатории при медицинском факультете возник в конце 1757 – начале 1758 г. во время пребывания в Санкт -Петербурге приглашенного в М.у. в качестве профессора медицинского факультета И.Х.Керштенса. Для нужд лаборатории было переоборудовано одно из внутренних помещений переданного университету здания аптекарского дома . Изначально в Проекте об учреждении М.у. создание такой лаборатории не предусматривалось. Уже после отъезда Керштенса в Москву, 30 марта 1758 г. куратор университета И.И.Шувалов отдал распоряжение о строительстве специального небольшого каменного здания для университетской химической лаборатории. Ввиду нехватки средств, лаборатория тогда не была построена, и в 1760 г. для ее нужд было передано ветхое здание бывшей лаборатории Медицинской канцелярии, "во рву у Воскресенских ворот". В учебные семестры оно использовалось для проведения практических занятий со студентами, а на летнее вакационное время возвращалось в ведение Московской главной аптеки.

С 1765 г. лабораторию начали перепрофилировать для нужд преподавания врачебных и фармацевтических дисциплин. Проф. Керштенс оснащал ее новым инструментарием и приборами, а также медикаментами для проведения практических занятий по фармацевтической химии (сохранилась опись имущества лаборатории, составленная лаборантом Андреасом в 1770 г.). Документов о работе химической лаборатории после 1770 г. сохранилось мало. Известно, что в 1775 г. она еще находилась в старом здании, свидетельств же об организации новой химической лаборатории после переезда ун-та в Главный корпус на Моховой улице (1785) не существует, а фармацевтическая практика студентов уже в это время проходила в помещении аптеки.

Согласно штату, принятому вместе с Уставом 1804 г. для нужд преподавания химии при университете предусматривалось создание новой химической лаборатории (с годовым бюджетом в 1000 руб.). Создание ее (уже при физико-математическом факультете) связано с деятельностью попечителя М.Н. Муравьева, пользовавшегося в этом вопросе советами члена Петербургской Академии наук, известного химика Т.Е.Ловица. Согласно свидетельству приглашенного на кафедру химии проф. Ф.Ф.Рейсса химическая лаборатория была обустроена еще до его приезда в Москву, но, к сожалению, была оборудована не в соответствии с принятыми стандартами. Переоборудование лаборатории по плану Рейсса завершилось в 1808 г. Здесь Рейсс проводил свои научные исследования, подготавливал препараты для занятий со студентами и лекционных демонстраций.

В пожаре 1812 г. только что отстроенная химическая лаборатория сгорела, а в ходе восстановительных работ денег на постройку новой лаборатории все время не хватало. Рейсс был вынужден проводить исследования и изготовление препаратов для лекций в лаборатории собственной аптеки, приобретенной им в 1814 году, прибегая к помощи личного лаборанта.

Лишь к февралю 1823 г., благодаря ходатайствам Рейсса, рядом с восстановленным Главным корпусом университета был сооружен новый двухэтажный корпус университетской аптеки, в котором разместилась химическая лаборатория с химическим кабинетом . В 1826 г. химический кабинет располагал собранием химических инструментов и снарядов (около 500 наименований), двумя собраниями кристаллических тел (кристаллографическая коллекция, изготовленная из воска академиком Т.Ловицем – 288 экспонатов, и коллекция лаборанта химической лаборатории, аптекаря П.Шульца – 300 экспонатов), коллекцией из "1000 простых и сложных веществ, составляющих главный предмет химии" и проч.

С приходом на кафедру химии Р.Г.Геймана появилась возможность улучшить организацию лаборатории. Уже в 1826 г. он представил министру народного просвещения А.С.Шишкову проект отдельного здания химической лаборатории с подробным списком необходимых химических материалов и оборудования, средства для чего удалось добыть лишь в конце 1830-х гг. (благодаря помощи московских промышленников и покровительству попечителя гр. С.Г.Строганова).

В начале 1838 г. было завершено строительство нового здания для лаборатории во дворе университета. Лаборатория предназначалась для занятий как химиков, так и фармацевтов, и по своему оснащению считалась на то время одной из лучших в Европе. Лаборатория состояла из кабинета профессора, коллекционной, практикантской (в ней одновременно могли работать 24 студента), фармацевтического кабинета, весовой и лекционной аудитории площадью около 320 м2. Для учебных нужд частично использовались и помещения подвального этажа. Бюджет лаборатории в 1840-е гг. достигал 1071руб. 40 коп. серебром. В ней профессор Гейман проводил и свои научные исследования.

В 1845 году в результате слияния Московской Медико-Хирургической Академии медицинским факультетом лаборатория пополнилась имуществом химической лаборатории ММХА. В 1854 г. в нее поступило также имущество ликвидированной по распоряжению Министерства финансов лаборатории Московского отделения Мануфактурного Совета (членом которого был Гейман), с тем условием, что университетская лаборатория по заказу фабрикантов будет выполнять аналитические исследования, как платные,так и бесплатные.

После отставки Геймана химическую лабораторию возглавил "исправляющий должность ученого аптекаря", с 1858 г.- профессор, - Н.Э Лясковский . Но в это время денежная сумма, ежегодно отпускавшаяся на нужды лаборатории, была ректоратом сокращена. Для занятий со студентами не хватало химических препаратов, ряда необходимого оборудования. В результате его настойчивых требований в 1861 г Совет Университета признал необходимость существенных финансовых вложений в лабораторию для приведения ее "в удовлетворительное для преподавания состояние". В результате под руководством специально выделенной комиссии были проведены работы по обустройству, и к началу 1865 г. химическая лаборатория была оборудована газопроводом, новыми вытяжными шкафами, печами; были приобретены совершенные химические весы и проч. Сюда профессор смог перенести свои аналитические опыты, которыми он регулярно занимался (в частности, анализ вод Московского водопровода; судебно-химические разложения и проч.). Здесь же проходили и занятия со студентами.

Новый этап в жизни химической лаборатории наступил с приглашением в М.у. на заведование кафедры химии профессора В.В.Марковникова (с 1873). Следует отметить, что условием своего перехода в Москву из Новороссийского университета Марковников поставил принципиальное согласие университета на постройку новой лаборатории. Согласно представленному им проекту, лаборатория была рассчитана на 200 – 280 практикантов и должна была удовлетворять потребностям как физико-математического, так и медицинского факультетов. Несмотря на сочувствие Министерства народного просвещения этому проекту, изыскать средства на постройку не удалось, и Марковникову пришлось переоборудовать старую лабораторию, приспосабливая ее не только для практических занятий студентов, но и для научных исследований. В 1883 году профессор составил новый проект перестройки лаборатории . Как результат, государственное казначейство открыло кредит на переустройство лаборатории, и проект с некоторыми изменениями был завершен в 1887 году. К сожалению, вскоре были обнаружены существенные просчеты при сооружении отопления и вентиляции, потребовавшие со стороны университета отпуска дополнительных денежных средств на капитальный ремонт здания, который продолжался, в конечном итоге, с перерывами с 1890 по 1899 год.

Еще одна перестройка химической лаборатории в так называемом "красном корпусе" на Моховой ул. в дореволюционный период была осуществлена в 1905 году под наблюдением Н.Д.Зелинского, в период общего расширения университетских зданий. Ему удалось реализовать пристройку, в которой разместили практикум по органической химии, кабинет и лабораторию самого Николая Дмитриевича, а также библиотеку химического факультета.

Библиография .: Сточик А.М., Затравкин С.Н. Из истории создания химической лаборатории Московского университета // Исторический Вестник Московской Медицинской Академии им. И.М.Сеченова, Т 13, 2001, стр.144-155; Ушакова Н.Н., Фигуровский Н.А. Из истории химической лаборатории Московского университета (XIX в.) // Труды института истории естествознания и техники- М.: Изд-во АН СССР, Т.30, 1960, стр.241-251; 3. Рейсс Ф.Ф. Список химических препаратов и снарядов, в пользу публичных лекций, сохраняемых при Императорском Московском университете. М. 1826; Zaitseva E.A. Deutsche an der Moskauer Universität des 19.Jahrhunderts: Ferdinand Friedrich von Reuss (1778-1852) // Deutsch-russische Beziehungen in Medizin und Naturwissenschaften / R.Pfrepper, I.Kaestner, D.v.Engelhardt (Hgg.), Bd.3. Aachen: Shaker Verlag, 2001, S.209-226; Химический факультет Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова/ Отв. ред. В.В.Лунин. М.: Ателье профессиональной печати, 2009.

Архивные материалы .: ЦИАМ,Ф.418, опись 32, ед.хр.153, л.1-18 (Дело Совета Имп. М.у. о нуждах химической лаборатории М.у.).

Е.А.Зайцева (Баум)

Химическая лаборатория - это оборудованное помещение специальными устройствами для проведения анализов и экспериментов в области химии. Чаще всего, подобные помещение оборудуют на базе школ и высших учебных заведений, направления медицина, криминалистика, инженерия, сельское хозяйство. Помимо учащихся, в услугах химической лаборатории нуждаются большое количество промышленных объектов. К примеру, предприятия легкой и пищевой промышленности, металлургические и химические заводы.

Часто случается так, что подобные предприятия не имеют на базе своего производства собственную химическую лабораторию. И тогда приходится обращаться и договориться с учебными заведениями об эксплуатации их лабораторий. Но и здесь школы и вузы не всегда готовы пойти на встречу, даже за предложенные деньги, поскольку не имеют права на такой дополнительный заработок. Более правильным решением в данном случае является возможность воспользоваться услугами частной химической лаборатории. И на этом многие бизнесмены строят хороший бизнес.

Главным коньком в развитии подобного направления бизнеса будет являться вложение усилий в подбор профессионалов в данной отрасли, а также вложение больших денег в приобретение качественного и современного оборудования.

Помещение, как один из важных этапов.

Для создания частной химической лаборатории выбирают просторное и светлое помещение. Важно выбрать такое расположение помещения, чтобы было даже минимальной вибрации, поскольку это может помещать проведению экспериментов. Также недопустимо арендовать помещение вблизи котельных, дымовых труб и других помещений, где по тем или иным причинам загрязняется воздух, поскольку это также влияет на эксперименты, а еще может негативно сказываться на работу некоторых приборов.

Важным аспектом является хорошее освещение, помогут осветительные приборы и большие окна. На самом деле каждое отдельное рабочее место должно быть оснащено осветительным прибором. Существуют рабочие нормы площади на каждого отдельного работника, созданные непосредственно для химических лабораторий - это 14 метров квадратных на одного человека. Именно по этому параметру будет рассчитываться площадь для лаборатории. Начинается она от 160 метров квадратных.

Важным аспектом является оснащение противопожарной системой безопасности и автоматическими устройствами тушения пожара, как в складе, так и на территории самой лаборатории. Также помещение должно быть оборудовано проточной системой вентилирования воздуха, вытяжками и всеми благами цивилизации. Полы и стены должны быть выполнены из материалов, которые плохо впитывают запахи, а также могут легко мыться. Всего за аренду такого помещения готовят около 700 $.

Лабораторное оборудование.

К основному лабораторному оборудования относится следующее:

1. Рабочие столы - 2 тыс. $;
2. Вытяжные шкафы - 2,5 тыс. $;
3. Установки для дистилляции - 400 $;
4. Центрифуга - 1,2 тыс. $;
5. Титровальный стол - 800 $;
6. Лабораторные весы - 600 $;
7. Высокие табуреты - 1,6 тыс. $;
8. Аналитические стационарные установки - 5 тыс. $;
9. Цифровой температурный датчик - 800 $;
10. Цифровой датчик электропроводности растворов - 1 тыс. $;
11. Цифровой датчик оптической плотности - 500 $;
12. Цифровой датчик объема газа с контролем температурного режима - 1 тыс. $;
13. Цифровой датчик термопарный - 700 $;
14. Прибор для определения рН - 600 $;
15. Турбудиметр - 450 $;
16. Стеклянные колбы, пробирки, расширители, кювета, переходы, соединители - 900 $;
17. Шприцы - 230 $;
18. Набор демонстрационных образцов - 500 $;
19. Комплекты пипеток, мерных ложек, цилиндров из пластика или стекла, стаканов, шпателей, флаконов - 2 тыс. $;
20. Измерители - 500 $;
21. Лабораторная комбинированная баня - 1,6 тыс. $;
22. Электроплита - 600 $;
23. Блоки питания - 550 $;
24. Вешалка магнитная - 400 $;
25. Шланги, зажимы - 450 $;
26. Набор инструментов - 700 $.

Если называть общую сумму, то для простого старта необходимо владеть капиталом не менее 30 тыс. $.

Реактивы и реагенты.

В перечень необходимых химических реактивов для частной лаборатории будут входить следующие вещества:

1. Кислоты
2. Щелочи
3. Органические вещества
4. Минеральные удобрения
5. Иониты
6. Соли
7. Неорганические соединения
8. Галогениды
9. Неорганические вещества
10. Сульфаты
11. Сульфиты
12. Металлы
13. Оксиды
14. Нитраты
15. Соединения хрома и марганца
16. Сухое горючее
17. Индикаторы

Если говорить в общем, то для комплектации всех реактивов и реагентов, минимально необходимых для работы химической лаборатории, то потребуется сумма в размере около 8-10 тыс. $.

Персонал.

Для работы в лаборатории нужны старшие и младшие лаборанты. Именно они будут выполнять основные опыты и от их качества работы зависит прибыль. Старших лаборантов стоит обязательно брать с опытом работы в подобной отрасли и чем больше будет опыт, тем лучше для компании. Также на предприятии обязательно нанимают уборщицу, начальника химической лаборатории, охранника, кладовщика и бухгалтера.

Всего оплата труда персоналу в количестве до 10 человек будет составлять около 5 тыс. $.

Создание частной химической лаборатории требует рекламы собственных услуг. Это могут непосредственные встречи, презентации, конференции и звонки клиентам. Станет рекламных ходом, публикации в журналах и другой специализированной литературе. Помогут реклама на радио и телевидение для продвижения собственных услуг.

Понадобится от 300 $.

Список затрат.

Основные затраты при создании частной химической лаборатории включает следующие пункты:

1. Помещение и его аренда - 700 $;
2. Оснащение и оборудование - 30 тыс. $;
3. Реагенты и реактивы - 8-10 тыс. $;
4. Персонал - 5 тыс. $;
5. Реклама - 300 $.

Прибыль и окупаемость.

Прибыль от химической лаборатории будет существенно отличаться. Цифра дохода может быть от нескольких тысяч долларов до десятков. Все зависит от выбранного направления и состоявшихся клиентов. Стоимость одной услуги (выяснение конкретных обстоятельств в химическом смысле этого слова) в среднем - 200 $, а если говорить о постоянной работе с клиентом, то, от одного юридического лица можно получать доход от 6 тыс. $. Окупаемость первоначальных вложений чаще всего осуществляется через год-полтора продуктивной деятельности.

Развитие и клиенты.

Клиенты частной химической лаборатории - это частные, физические лица, с одноразовыми потребностями и юридические лица с необходимостью в постоянных исследованиях. Развивать бизнес можно в двух направлениях: строя сеть в других городах или создавая лаборатории другого рода экспериментов (органолептические, аналитические, инструментальные и так далее).

Заведующий лабораторией – д.ф.-м.н., профессор Филиппов Михаил Николаевич

Основные направления работы

Исследование и разработка методов химического анализа цветных, редких, благородных металлов и высокочистых веществ.

Метрология и стандартизация методов химического анализа.

Развитие методов локального анализа, наноанализа, рентгенофлуоресцентного и рентгенофазового анализа.

Развитие атомно-спектральных методов анализа неорганических веществ и материалов.

Международное сотрудничество в области химического анализа.

Наиболее значимые результаты

Разработан и аттестован комплекс методик анализа редких металлов и возвратного металлосодержащего сырья с улучшенными метрологическими характеристиками.

Предложена методология применения высокочистых веществ в качестве первичных эталонов сравнения при установлении метрологической прослеживаемости аналитических методов.

Созданы теоретические, экспериментальные и методические основы электронно-зондового рентгеноспектрального микроанализа с использованием в качестве аналитического сигнала линий характеристического излучения в мягком диапазоне рентгеновского спектра (энергия квантов от 100 эВ до1 кэВ).

Разработана математическая модель термического воздействия сфокусированного пучка электронов на исследуемый объект в электронно-зондовом рентгеноспектральном микроанализе.

Сотрудники лаборатории

Наиболее значимые публикации

С.А. Дарзнек, В.Б. Митюхляев, П.А. Тодуа, М.Н. Филиппов. Электронно-зондовый рентгеноспектральный анализ нанопленок при наклонном падении пучка электронов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2017. Т. 83 (9). С. 5-9.

Ю.А. Карпов, В.Б. Барановская. Аналитический контроль – неотъемлемая часть диагностики материалов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2017. Т. 1 (1). С. 5-12.

V.V. Eskina, O.A. Dalnova, D.G. Filatova, V.B. Baranovskaya, Yu.A. Karpov. Separation and concentration of platinum, palladium and rhodium from exhausted automobile catalysts solutions using heterochain polymer S, N-containing sorbent with subsequent theirs determination by high-resolution continuum source graphite furnace atomic absorption spectrometry // Talanta. 2016. V. 159. р. 103-110.

М.С. Доронина, Ю.А. Карпов, В.Б. Барановская, С.И. Лолейт. Возвратное металлсодержащее сырье – общая характеристика и классификация для целей сертификации // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2016. Т. 82 (6). С. 70-80.

Ю.А. Карпов, В.Б. Барановская. Роль и возможности аналитического контроля в металлургии // Цветные металлы. 2016. Т. 8. С. 63-67.

А.Ю. Кузин, В.Б. Митюхляев, П.А. Тодуа, М.Н. Филиппов. Изменение химического состава анализируемого объекта при низковольтном электронно-зондовом рентгеноспектральном микроанализе // Измерительная техника. 2016. Т. 11. С. 68-70.

М.Ю. Медведевских, А.С. Сергеев, О.С. Шохин, В.Б. Барановская, Ю.А. Карпов. Особенности определения состава высокочистых кристаллогидратов лантаноидов // Журнал аналитической химии. 2016. Т. 71 (6). С. 589-596.

Ю.А. Карпов, В.Б. Барановская. Возможности и проблемы современной аналитической химии неорганических материалов // Известия Академии наук. Серия химическая. 2015. Т. 8. С. 1989-1995.

Ю.А. Карпов, В.Б. Барановская, И.Д. Ковалев. Анализ высокочистых веществ – от рекордов к повседневной практике // Цветные металлы. 2015. Т. 11. С. 52-55.

Ю.А. Карпов, В.Б. Барановская, С.И. Лолейт, В.Н. Беляев, В.В. Орлов. Аналитический контроль вторичного металлсодержащего сырья // Цветные металлы. 2015. Т. 12. С. 30-34.

Награды и премии

Ю.А. Карпов – Орден Дружбы народов (1987 г.), Премия Правительства РФ (2001 г.), Орден Почета (2003 г.), памятная медаль академика И.И. Черняева за выдающийся вклад в развитие химии, анализа и технологии платиновых металлов, благодарность Президента Российской академии наук «За многолетнюю и плодотворную работу в Межведомственном научном совете по комплексным проблемам физики, химии и биологии при Президиуме Российской академии наук, оказание Совету действенной помощи и в связи с его 25-летием» (2006 г.)

В.Б. Барановская – грамота Министерства образования и науки РФ за личный вклад в развитие отечественной науки (2011 г.), премия Госкорпорации «РОСАТОМ» «Человек года 2013» в номинации «ученый-химик» (2013 г.)

Гранты и проекты

Гранты Российского научного фонда

16-13-10417 «Создание и совершенствование новых комбинированных методов элементного и вещественного анализа объектов окружающей среды и экологически опасных отходов промышленного происхождения» (2016-2018 гг.)

Гранты Российского фонда фундаментальных исследований

17-03-01014 «Разработка общих принципов анализа образцов сложного состава методом электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии с непрерывным источником излучения» (2017-2019 гг.)

16-03-00515-а «Электронно-стимулированные изменения состава неорганических веществ и материалов в локальном анализе» (2016-2018 гг.)

14-03-00688-а «Фундаментальные основы использования высокочистых неорганических веществ для метрологического обеспечения химического анализа» (2014-2016 гг.)

13-03-00903-а «Рентгенофлуоресцентный анализ конденсированных проб с использованием фундаментальных связей в эмиссионных спектрах элементов» (2013-2015 гг.)