Co je Bench Chemistry?

Lavičková chemie je typ, který se provádí nejtradičnějším způsobem - vědec mísí a manipuluje s chemikáliemi přímo, nevyužívá žádné z high-tech zařízení nebo teoretických přístupů, které mohou být spojeny s nejmodernějšími aspekty disciplína. V zásadě to zahrnuje experimenty a demonstrace, které lze provést s několika chemikáliemi; některé zkumavky, baňky a kádinky; a Bunsenův hořák. Stereotypní obraz vědce v bílém laboratorním plášti, který vylévá chemikálie z jedné zkumavky do druhé, je dokonalým příkladem chemie na lavičce. „Mokrá chemie“ se někdy používá jako synonymum pro tuto činnost; jedná se však o průmyslový pojem s mnohem flexibilnější definicí a může se také odkazovat na použití špičkových zařízení, která se obecně nenachází v laboratorním pracovním stole.

Techniky

Termín „laboratorní chemie“ zahrnuje mnoho různých vědeckých technik, které se používají v laboratoři. Obecným pravidlem je, že pokud se jedná o metodu, kterou lze snadno praktikovat na pracovním stole, aniž by počítač většinu výpočtů a analýz provedl, jedná se o laboratorní chemii. Analytické metody zahrnují titraci, gravimetrickou analýzu, plamenové testy a testy perliček z boraxu. Vzorky prvků nebo sloučenin mohou být také připraveny v pracovním stole. Experimentování, nebo jednoduše smíchání věcí, aby se zjistilo, co se děje, je často lavicovou činností a mnoho důležitých objevů se tak stále děje.

Analytické metody

Hodně z chemie je o analýze: zkoumání vzorku materiálu, aby se určilo, jaké prvky nebo sloučeniny obsahuje. I když existují nástroje, jako jsou spektrometry, které lze použít k provádění podrobných analýz, existuje také celá řada přímých testů na lavičce, které lze provést jednoduše smícháním jedné nebo dvou látek nebo zahřátím něčeho v Bunsenově plameni. Tyto postupy mohou být staromódní, ale nevyžadují drahé vybavení a mohou studenty naučit hodně o chemii. V minulosti vedly k významným průlomům, jako je objev nových prvků.

Titrace - někdy nazývaná volumetrická analýza - je metoda používaná ke stanovení koncentrace rozpuštěné sloučeniny. Například pokud chce chemik vědět, kolik kyseliny chlorovodíkové je přítomno v roztoku ve vodě, může přidat alkalický roztok, jako je hydroxid sodný, o známé koncentraci, dokud není výsledný roztok neutrální. Potom je možné vypočítat koncentraci kyseliny chlorovodíkové z objemu použitého roztoku hydroxidu sodného.

Gravimetrická analýza se spoléhá spíše na hmotnost než na objem a zahrnuje zvážení sloučeniny nebo prvku, který je předmětem zájmu, poté, co byla izolována ze vzorku. Například, aby se zjistilo množství kovu přítomného v rudě, chemik by mohl nejprve rozpustit rudu v kyselině, pak přidat bázi, která reaguje s kovem za vzniku sloučeniny, která není rozpustná. To vyjde z roztoku jako jemný prášek známý jako sraženina, který může být poté zfiltrován a zvážen. Potom je možné, poznáním atomových hmotností kovu a dalších prvků ve vysrážené sloučenině, zjistit, kolik kovu bylo přítomno v rudě.

Plamenový test je založen na barvách, které vznikají, když se určité kovy silně zahřívají v Bunsenově plameni. Například barium dá zelenou, stroncium, červenou a cesiovou, modrou. Zkouška se obvykle provádí za použití platinového drátu s malou smyčkou na konci, která se používá k odebrání malého množství vzorku a k zavedení do plamene.

Dalším způsobem detekce kovů je test perliček boraxu. Opět za použití smyčky z platinového drátu se malé množství boraxu (tetraboritan sodný) roztaví v Bunsenově plameni a poté se použije k vyzvednutí malého množství vzorku. Tato směs se potom znovu roztaví v plameni, aby se vytvořila malá kulatá kulička. Kovy přítomné ve vzorku vytvoří korálky různých barev. Barva také závisí na části plamene, ve které je korálek zahříván, a korálek může změnit barvu, když se ochladí. Z vyrobených barev je často možné zjistit, který kov je přítomen.

Příprava vzorků chemikálií

Laboratorní metody mohou být také použity k přípravě nebo čištění vzorků konkrétních chemikálií. Destilace je běžná technika. Směs kapalin s různými body varu - například voda a ethanol - může být separována umístěním do baňky připojené ke kondenzátoru nebo do retorty a zahřátím na teplotu nad bodem varu jedné, ale pod bod varu druhého. Kapalina s nižším bodem varu se odpaří a může se kondenzovat a shromažďovat.

Srážení je další metoda, kterou lze použít k přípravě chemikálie, která je nerozpustná ve vodě. Čistý vzorek uhličitanu vápenatého (CaC03) může být například připraven smícháním roztoku rozpustné sloučeniny vápníku - jako je chlorid vápenatý (CaCl2) - s roztokem rozpustného uhličitanu - jako je uhličitan sodný (Na ₂ CO ₃ ), v kádince. Uhličitan vápenatý tvoří sraženinu na dně kádinky. Další produkt reakce, chlorid sodný (NaCl), který je rozpustný, lze získat odpařením zbývající kapaliny. Tuto metodu lze použít k přípravě mnoha různých sloučenin.

Lavička

Lavičková chemie se nazývá tradičním laboratorním pracovním stolem. Nacházejí se v průmyslových i akademických laboratořích a téměř každý, kdo se učí přírodní vědy, bude někdy pracovat na jedné z těchto lavic. Obvykle jsou odolné proti skvrnám, žáru a korozi, takže chemické rozlití a pokusy na lahvičkách nezpůsobují významné škody a mohou být vybaveny vývody plynu, na které lze připojit Bunsenův hořák. Některé pracovní stoly jsou také obklopeny ventilačními systémy známými jako digestoře, které chrání uživatele před toxickými plyny, které se mohou uvolňovat během určitých chemických reakcí.