¿Qué es la química de banco?

La química de banco es el tipo que se realiza de la manera más tradicional: el científico mezcla y maneja productos químicos directamente, sin emplear ninguno de los dispositivos de alta tecnología o enfoques teóricos que pueden estar asociados con los aspectos más avanzados de la disciplina. Esencialmente, involucra experimentos y demostraciones que se pueden hacer con algunos químicos; algunos tubos de ensayo, matraces y vasos de precipitados; y un mechero Bunsen. La imagen estereotípica de un científico en una bata blanca que vierte productos químicos de un tubo de ensayo a otro es un ejemplo perfecto de química de banco. La “química húmeda” a veces se usa como sinónimo de esta actividad; sin embargo, es un término de la industria con una definición mucho más flexible, y también puede referirse al uso de equipos de alta tecnología que generalmente no se encuentran en un banco de trabajo de laboratorio.

Tecnicas

El término "química de banco" cubre muchas técnicas científicas diferentes que se emplean en un laboratorio. Una regla general es que si es un método que se puede practicar fácilmente en un banco de trabajo sin que una computadora haga la mayoría de los cálculos y análisis, entonces es una técnica de química de banco. Los métodos analíticos incluyen titulación, análisis gravimétrico, pruebas de llama y pruebas de cuentas de bórax. También se pueden preparar muestras de elementos o compuestos en el banco de trabajo. La experimentación, o simplemente mezclar cosas para ver qué sucede, a menudo es una actividad de banco, y muchos descubrimientos importantes se siguen haciendo de esta manera.

Métodos analíticos

Gran parte de la química tiene que ver con el análisis: investigar una muestra de material para determinar qué elementos o compuestos contiene. Si bien hay instrumentos, como los espectrómetros, que se pueden usar para realizar análisis detallados, también hay una amplia variedad de pruebas de banco sencillas que se pueden hacer simplemente mezclando una o dos sustancias, o calentando algo en una llama Bunsen. Estos procedimientos pueden ser anticuados, pero no requieren equipos costosos y pueden enseñar mucho a los estudiantes sobre química. En el pasado, han llevado a avances importantes, como el descubrimiento de nuevos elementos.

La titulación, a veces llamada análisis volumétrico, es un método utilizado para establecer la concentración de un compuesto disuelto. Por ejemplo, si un químico quiere saber cuánto ácido clorhídrico está presente en una solución en agua, puede agregar una solución alcalina, como hidróxido de sodio, de concentración conocida hasta que la solución resultante sea neutral. Entonces es posible calcular la concentración del ácido clorhídrico a partir del volumen de solución de hidróxido de sodio utilizado.

El análisis gravimétrico se basa en la masa en lugar de en el volumen e implica pesar el compuesto o elemento de interés, después de aislarlo de una muestra. Por ejemplo, para averiguar la cantidad de un metal presente en un mineral, un químico primero puede disolver el mineral en un ácido, luego agregar una base que reaccione con el metal para formar un compuesto que no es soluble. Esto saldrá de la solución como un polvo fino conocido como precipitado, que luego se puede filtrar y pesar. Entonces es posible, al conocer los pesos atómicos del metal y los otros elementos en el compuesto precipitado, determinar cuánto metal estaba presente en el mineral.

Una prueba de llama se basa en los colores producidos cuando ciertos metales se calientan fuertemente en una llama de Bunsen. Por ejemplo, el bario dará verde, estroncio, rojo y cesio, azul. La prueba se lleva a cabo normalmente utilizando un cable de platino con un pequeño lazo al final, que se utiliza para recoger una pequeña cantidad de la muestra y para introducirla en la llama.

Otra forma de detectar metales es la prueba de cuentas de bórax. Nuevamente, utilizando un lazo de alambre de platino, una pequeña cantidad de bórax (tetraborato de sodio) se funde en una llama de Bunsen, luego se utiliza para recoger una pequeña cantidad de la muestra. Esta mezcla se derrite en la llama nuevamente para formar una pequeña cuenta redonda. Los metales presentes en la muestra producirán cuentas de diferentes colores. El color también depende de la parte de la llama en la que se calienta el cordón, y el cordón puede cambiar de color a medida que se enfría. A partir de los colores producidos, a menudo es posible identificar qué metal está presente.

Preparación de muestras de productos químicos

Los métodos de banco también se pueden usar para preparar o purificar muestras de productos químicos particulares. La destilación es una técnica común. Una mezcla de líquidos con diferentes puntos de ebullición, por ejemplo, agua y etanol, se puede separar colocándola en un matraz conectado a un condensador, o en una retorta, y calentándola a una temperatura superior al punto de ebullición de uno, pero por debajo El punto de ebullición del otro. El líquido con el punto de ebullición más bajo se vaporiza y puede condensarse y recogerse.

La precipitación es otro método que puede usarse para preparar una sustancia química que es insoluble en agua. Por ejemplo, se puede preparar una muestra pura de carbonato de calcio (CaCO ₃ ) mezclando una solución de un compuesto de calcio soluble, como el cloruro de calcio (CaCl ₂ ), con una solución de un carbonato soluble, como el carbonato de sodio (Na ₂ CO ₃ ), en un vaso de precipitados. El carbonato de calcio forma un precipitado en el fondo del vaso de precipitados. El otro producto de la reacción, el cloruro de sodio (NaCl), que es soluble, podría obtenerse evaporando el líquido restante. Este método puede usarse para preparar muchos compuestos diferentes.

El Banco

La química del banco recibe su nombre del banco de trabajo de laboratorio tradicional. Se encuentran en laboratorios industriales y académicos, y casi todos los que aprenden las ciencias naturales trabajarán en uno de estos bancos en algún momento. Por lo general, son resistentes a las manchas, el calor y la corrosión, por lo que los derrames químicos y los experimentos fallidos no causan daños significativos, y pueden estar equipados con salidas de gas a las que se puede conectar un quemador Bunsen. Algunos bancos de trabajo también están rodeados por sistemas de ventilación conocidos como campanas de extracción de gases para proteger a los usuarios de los gases tóxicos que pueden liberarse durante ciertas reacciones químicas.