Виртуальная экскурсия по химической лаборатории⁠⁠

В последнее время стало популярным популизовать науку, устраивая дни открытых дверей и экскурсии в научно-исследовательские лаборатории. Так в этом году в рамках фестиваля науки держатели грантов РНФ могли поучаствовать в этой акции.
http://rscf.ru/ru/node/vedushchie-grantopoluchateli-rnf-rass...
Мы с коллегами некоторое время размышляли о такой перспективе, но по ряду причин не стали подавать заявку. Однако осталась какая-то внутренняя недосказанность из-за не реализованной идеи, поэтому я решил запилить пост, где немного покажу и расскажу о нашей лаборатории, чём мы занимаемся и как все это выглядит.

Для начала вкратце расскажу о направленности нашей научной группы. Постараюсь быть максимально простым и понятным и не перегружать текст сильно терминами. Мы занимаемся изучением катализаторов полимеризации и олигомеризации олефинов (органических молекул, содержащих 1 двойную связь в углеродной цепочке). Исследуемые катализаторы представляют из себя соединения содержащие один или несколько атомов какого либо металла, окружённого органическими молекулами, т.н. металлический комплекс. Эта область зародилась в 1950-х когда Циглером и Натта были открыты первые катализаторы на основе титана для получения полиэтилена (ПЭ) и полипропилена (ПП), за это им впоследствии дали Нобелевку. Сейчас основные исследования направлены на получение новых, ранее недоступных полимеров, строительных блоков для них и глубокое изучение механизмов протекающих процессов, для облегчения предсказания свойств катализаторов в будущем.

Отличительной особенностью работы в этой области являются необходимость использования инертной атмосферы (аргон, азот), так как многие соединения не устойчивы под действием кислорода и влаги. Поэтому одним из главных элементов лаборатории является установка по осушке органических растворителей.

Здесь в замкнутых системах с инертной атмосферой кипят органические растворители над осушителем (используют разные вещества, в зависимости от растворителя, чаще всего это металлический натрий в смеси с индикатором - бензофеноном, который окрашивает безводный растворитель в синий цвет), вот так:

Вторым важным элементом лаборатории является совмещённая аргоновая/вакуумная линия для работы в инертной атмосфере в специальных сосудах Шленка, которые выглядят вот так в новом виде:

И вот так, когда их используем мы.

А здесь сама аргоновая линия (белый параллелепипед с кучей шлангов вокруг) и рабочее пространство вокруг нее (фото сделано до ремонта, сейчас она находится временно в другой комнате и там вообще сложно что-то разобрать).

Конечно существуют и более продвинутые способы создания пространства с инертной атмосферой, например, перчаточные боксы

Однако, они довольно дороги (а старые советские не очень удобные), и капризны в обслуживании, так большинство из них не позволяет работать с органическими растворителями. Бокс у нас установлен только на полимеризационной установке (точно такой же как на фото) для удобства взвешивания катализатора, который затем отправляется на испытание в специальный химический реактор (о нем я расскажу отдельным постом).

Правда в процессе моего рассказа я забыл упомянуть, что большую часть времени всё-таки отнимает органический синтез, поскольку молекулы-лиганды, окружающие металл в комплексе, тоже нужно получить, часто из самых базовых "строительных" блоков. Поэтому встречайте основное рабочее пространство. Это половина комнаты моих научных руководителей, компьютер спрятался справа за вытяжкой.

Слева видны два стареньких, но очень надёжных сушильных шкафа для лабораторной посуды после мытья (обычно моем сначала водой и ацетоном, большую часть грязи это убирает, в тяжёлых случаях приходится чуть запариться)

Проход между двумя половинами комнаты. Слева как раз стоит система для подготовки безводных растворителей.

Ну и общий план на нашу сторону комнаты

Сверху "батарея" из бутылок с органическими растворителями, а на столе стоят два вакуумных роторных испарителя, предназначенных для отгонки растворителей из реакционной смеси.

А вот и мой рабочий стол, вернее общий для всех аспирантов и студентов, хотя в последнее время все чаще пользуемся ноутбуками своими и телефонами, так как на последних появилось много полезных приложений.

Спасибо всем, кто дочитал этот пост до конца, надеюсь вам было интересно. Если возникли какие-то вопросы, постараюсь ответить на них в комментариях.

P.S. Баянометр ругался на фото бокса, которое я честно свистнул с интернета и на какую-то дичь.