Hvad er bænk kemi?

Bænkekemi er den type, der udføres på den mest traditionelle måde - videnskabsmanden blander og håndterer kemikalier direkte uden at anvende nogen af ​​de højteknologiske enheder eller teoretiske tilgange, der kan være forbundet med de mest avancerede aspekter af disciplinen. I det væsentlige involverer det eksperimenter og demonstrationer, der kan udføres med et par kemikalier; nogle reagensglas, kolber og bægerglas; og en Bunsen-brænder. Det stereotype billede af en videnskabsmand i en hvid lab frakke, der hælder kemikalier fra det ene reagensglas til det andet, er et perfekt eksempel på bænkkemi. “Vådkemi” bruges undertiden som synonym for denne aktivitet; det er imidlertid en branchebetegnelse med en meget mere fleksibel definition og kan også henvise til brugen af ​​højteknologisk udstyr, der generelt ikke findes på en laboratorie-arbejdsbænk.

Teknikker

Udtrykket ”benkemi” dækker mange forskellige videnskabelige teknikker, der anvendes i et laboratorium. En generel tommelfingerregel er, at hvis det er en metode, der let kan praktiseres på en arbejdsbænk, uden at en computer laver de fleste beregninger og analyser, så er det en bænkekemiteknik. Analysemetoder inkluderer titrering, gravimetrisk analyse, flammeprøver og boraksperlestest. Prøver af elementer eller forbindelser kan også fremstilles på arbejdsbænken. Eksperimentering, eller blot at blande ting sammen for at se, hvad der sker, er ofte en bænkaktivitet, og mange vigtige opdagelser gøres fortsat på denne måde.

Analytiske metoder

Meget af kemi handler om analyse: undersøge en prøve af materiale for at bestemme, hvilke elementer eller forbindelser den indeholder. Mens der er instrumenter, såsom spektrometre, der kan bruges til at udføre detaljerede analyser, er der også en lang række ligefremme bænketest, der kan udføres blot ved at blande et eller to stoffer eller opvarme noget i en Bunsen-flamme. Disse procedurer kan være gammeldags, men de kræver ikke dyre udstyr og kan lære studerende meget om kemi. Tidligere har de ført til vigtige gennembrud, såsom opdagelsen af ​​nye elementer.

Titrering - nogle gange kaldet volumetrisk analyse - er en metode, der anvendes til at bestemme koncentrationen af ​​en opløst forbindelse. Hvis en kemiker for eksempel vil vide, hvor meget saltsyre der er i en opløsning i vand, kan hun tilføje en alkalisk opløsning, såsom natriumhydroxid, med kendt koncentration, indtil den resulterende opløsning er neutral. Det er derefter muligt at beregne koncentrationen af ​​saltsyren ud fra volumenet af den anvendte natriumhydroxidopløsning.

Gravimetrisk analyse er afhængig af masse snarere end volumen og involverer vejning af forbindelsen eller elementet af interesse efter isolering fra en prøve. For at finde ud af mængden af ​​et metal, der er til stede i en malm, kan en kemiker først opløse malmen i en syre og derefter tilføje en base, der reagerer med metallet for at danne en forbindelse, der ikke er opløselig. Dette vil komme ud af opløsningen som et fint pulver kendt som bundfald, som derefter kan filtreres og vejes. Det er derefter muligt ved at kende atommets vægte af metallet og de andre elementer i den udfældede forbindelse at bestemme, hvor meget metal der var til stede i malmen.

En flammetest er baseret på de farver, der produceres, når visse metaller stærkt opvarmes i en Bunsen-flamme. For eksempel giver barium grøn, strontium, rød og cæsium, blå. Testen udføres normalt ved hjælp af en platinatråd med en lille løkke i slutningen, der bruges til at opsamle en lille mængde af prøven og til at introducere den til flammen.

En anden måde at detektere metaller på er boraksperletesten. Igen ved hjælp af en platinatrådsløjfe smeltes en lille mængde boraks (natriumtetraborat) i en Bunsen-flamme, hvorefter den bruges til at udtage en lille mængde af prøven. Denne blanding smeltes derefter i flammen igen for at danne en lille, rund perle. Metaller, der findes i prøven, producerer perler i forskellige farver. Farven afhænger også af den del af flammen, som perlen opvarmes i, og perlen kan ændre farve, når den afkøles. Fra de producerede farver er det ofte muligt at identificere, hvilket metal der er til stede.

Fremstilling af prøver på kemikalier

Bænkmetoder kan også anvendes til at fremstille eller rense prøver af bestemte kemikalier. Destillation er en almindelig teknik. En blanding af væsker med forskellige kogepunkter - for eksempel vand og ethanol - kan adskilles ved at placere den i en kolbe, der er forbundet til en kondensator, eller i en retort, og opvarme den til en temperatur over kogepunktet på en, men nedenfor det andet kogepunkt. Væsken med det nedre kogepunkt fordampes og kan kondenseres og opsamles.

Udfældning er en anden metode, der kan bruges til at fremstille et kemikalie, der er uopløseligt i vand. En ren prøve af calciumcarbonat (CaCO ₃ ) kan for eksempel fremstilles ved at blande en opløsning af en opløselig calciumforbindelse - såsom calciumchlorid (CaCl2) - med en opløsning af et opløseligt carbonat - såsom natriumcarbonat (Na2S04). ₂ CO ₃ ), i et bægerglas. Calciumcarbonatet danner et bundfald i bunden af ​​bægeret. Det andet reaktionsprodukt, natriumchlorid (NaCI), der er opløseligt, kunne opnås ved inddampning af den resterende væske. Denne metode kan anvendes til fremstilling af mange forskellige forbindelser.

Bænken

Bænkekemi får sit navn fra den traditionelle laboratoriearbejdsbænk. De findes i både industrielle og akademiske laboratorier, og næsten alle, der lærer naturvidenskab, vil arbejde på en af ​​disse bænke på et tidspunkt. De er som regel modstandsdygtige mod pletter, varme og korrosion, så kemiske udslip og nedbrydede eksperimenter ikke forårsager væsentlig skade og kan udstyres med gasudtag, som en Bunsen-brænder kan fastgøres til. Nogle arbejdsbænke er også omgivet af ventilationssystemer, der kaldes røggas, der beskytter brugerne mod de giftige gasser, der kan frigives under visse kemiske reaktioner.