Hva er benk kjemi?

Benkekjemi er den typen som utføres på den mest tradisjonelle måten - forskeren blander og håndterer kjemikalier direkte uten å bruke noen av de høyteknologiske enhetene eller teoretiske tilnærmingene som kan være forbundet med de mest moderne aspektene ved disiplinen. I hovedsak innebærer det eksperimenter og demonstrasjoner som kan gjøres med noen få kjemikalier; noen prøverør, kolber og begerglass; og en Bunsen-brenner. Det stereotype bildet av en vitenskapsmann i en hvit laboratoriefrakk som skjenker kjemikalier fra det ene prøverøret til det andre er et perfekt eksempel på benkjemi. "Våt kjemi" brukes noen ganger som et synonym for denne aktiviteten; Imidlertid er det en bransjebegrep med en mye mer fleksibel definisjon, og kan også referere til bruk av høyteknologisk utstyr som vanligvis ikke finnes på en laboratoriebenk.

teknikker

Begrepet "benk kjemi" dekker mange forskjellige vitenskapelige teknikker som brukes i et laboratorium. En generell tommelfingerregel er at hvis det er en metode som lett kan praktiseres på en arbeidsbenk uten at en datamaskin gjør de fleste av beregningene og analysene, så er det en benk kjemiteknikk. Analytiske metoder inkluderer titrering, gravimetrisk analyse, flammetester og boraksperltester. Prøver av elementer eller forbindelser kan også fremstilles ved arbeidsbenken. Eksperimentering, eller ganske enkelt å blande ting for å se hva som skjer, er ofte en benkaktivitet, og mange viktige funn fortsetter å bli gjort på denne måten.

Analytiske metoder

Mye av kjemi handler om analyse: å undersøke en prøve av materiale for å bestemme hvilke elementer eller forbindelser den inneholder. Mens det er instrumenter, for eksempel spektrometre, som kan brukes til å utføre detaljerte analyser, er det også et bredt utvalg av enkle benkktester som kan gjøres ganske enkelt ved å blande ett eller to stoffer, eller varme opp noe i en Bunsen-flamme. Disse prosedyrene kan være gammeldags, men de krever ikke dyrt utstyr, og kan lære elevene mye om kjemi. I det siste har de ført til viktige gjennombrudd, for eksempel oppdagelsen av nye elementer.

Titrering - noen ganger kalt volumetrisk analyse - er en metode som brukes for å etablere konsentrasjonen av en oppløst forbindelse. For eksempel, hvis en kjemiker ønsker å vite hvor mye saltsyre som er til stede i en løsning i vann, kan hun tilsette en alkalisk løsning, for eksempel natriumhydroksyd, med kjent konsentrasjon til den resulterende løsningen er nøytral. Det er da mulig å beregne konsentrasjonen av saltsyren fra volumet av natriumhydroksydoppløsning som brukes.

Gravimetrisk analyse er avhengig av masse snarere enn volum, og innebærer å veie forbindelsen eller elementet av interesse etter å ha isolert det fra en prøve. For å finne ut mengden av et metall som er til stede i en malm, kan for eksempel en kjemiker først løse opp malmen i en syre, deretter legge til en base som reagerer med metallet for å danne en forbindelse som ikke er løselig. Dette vil komme ut av løsningen som et fint pulver kjent som et bunnfall, som deretter kan filtreres og veies. Ved å kjenne atomvektene til metallet og de andre elementene i den utfelte forbindelsen er det da mulig å bestemme hvor mye metall som var til stede i malmen.

En flammetest er basert på fargene som produseres når visse metaller varmes opp i en Bunsen-flamme. For eksempel vil barium gi grønt, strontium, rødt og cesium, blått. Testen utføres normalt ved bruk av en platinatråd med en liten sløyfe i enden, som brukes til å plukke opp en liten mengde av prøven, og for å føre den inn i flammen.

En annen måte å oppdage metaller på er boraksperltesten. Igjen ved å bruke en platinatrådsløyfe smeltes en liten mengde boraks (natriumtetraborat) i en Bunsen-flamme, og deretter brukes til å plukke opp en liten mengde av prøven. Denne blandingen smeltes deretter i flammen igjen for å danne en liten, rund perle. Metaller til stede i prøven vil produsere perler i forskjellige farger. Fargen avhenger også av den delen av flammen perlen er oppvarmet i, og perlen kan endre farge når den avkjøles. Fra de produserte fargene er det ofte mulig å identifisere hvilket metall som er til stede.

Utarbeide prøver av kjemikalier

Benkmetoder kan også brukes til å fremstille eller rense prøver av bestemte kjemikalier. Destillasjon er en vanlig teknikk. En blanding av væsker med forskjellige kokepunkter - for eksempel vann og etanol - kan skilles ved å plassere den i en kolbe koblet til en kondensator, eller i en retort, og varme den til en temperatur over kokepunktet til en, men under kokepunktet til den andre. Væsken med det nedre kokepunkt fordampes og kan kondenseres og samles.

Nedbør er en annen metode som kan brukes til å fremstille et kjemikalie som er uoppløselig i vann. En ren prøve av kalsiumkarbonat (CaCO ₃ ), for eksempel, kan fremstilles ved å blande en løsning av en løselig kalsiumforbindelse - så som kalsiumklorid (CaCl2) - med en løsning av et løselig karbonat - så som natriumkarbonat (NaCl). ₂ CO ₃ ), i et begerglass. Kalsiumkarbonatet danner et bunnfall i bunnen av begerglasset. Det andre reaksjonsproduktet, natriumklorid (NaCl), som er oppløselig, kunne oppnås ved å fordampe den gjenværende væske. Denne metoden kan brukes til å fremstille mange forskjellige forbindelser.

Benken

Benkkjemi får navnet sitt fra den tradisjonelle arbeidsbenken. De finnes i både industrielle og akademiske laboratorier, og nesten alle som lærer naturvitenskapene vil jobbe på en av disse benkene på et tidspunkt. De er vanligvis motstandsdyktige mot flekker, varme og korrosjon, slik at kjemisk søl og forstoppede eksperimenter ikke forårsaker betydelig skade, og kan utstyres med gassuttak som en Bunsen-brenner kan festes til. Noen arbeidsbenker er også omgitt av ventilasjonssystemer kjent som avtrekkshetter for å beskytte brukere mot giftige gasser som kan frigjøres under visse kjemiske reaksjoner.