O que é química de bancada?

A química de bancada é o tipo que é realizado da maneira mais tradicional - o cientista mistura e manipula produtos químicos diretamente, não empregando nenhum dos dispositivos de alta tecnologia ou abordagens teóricas que podem estar associadas aos aspectos mais avançados de a disciplina. Essencialmente, envolve experimentos e demonstrações que podem ser feitas com alguns produtos químicos; alguns tubos de ensaio, frascos e provetas; e um queimador de Bunsen. A imagem estereotipada de um cientista em um jaleco branco derramando produtos químicos de um tubo de ensaio para outro é um exemplo perfeito de química de bancada. “Química úmida” às vezes é usada como sinônimo para esta atividade; no entanto, é um termo do setor com uma definição muito mais flexível e também pode se referir ao uso de equipamentos de alta tecnologia que geralmente não são encontrados em uma bancada de laboratório.

Técnicas

O termo "química de bancada" abrange muitas técnicas científicas diferentes que são empregadas em um laboratório. Uma regra geral é que, se é um método que pode ser facilmente praticado em uma bancada de trabalho sem que um computador faça a maioria dos cálculos e análises, é uma técnica de química de bancada. Os métodos analíticos incluem titulação, análise gravimétrica, testes de chama e testes de esferas de bórax. Amostras de elementos ou compostos também podem ser preparadas na bancada de trabalho. Experimentar, ou simplesmente misturar as coisas para ver o que acontece, geralmente é uma atividade de banco, e muitas descobertas importantes continuam sendo feitas dessa maneira.

Métodos analíticos

Grande parte da química é sobre análise: investigar uma amostra de material para determinar quais elementos ou compostos ele contém. Embora existam instrumentos, como espectrômetros, que podem ser usados ​​para realizar análises detalhadas, também há uma grande variedade de testes diretos de bancada que podem ser feitos simplesmente misturando uma ou duas substâncias ou aquecendo algo na chama de Bunsen. Esses procedimentos podem ser antiquados, mas não exigem equipamentos caros e podem ensinar muito aos alunos sobre química. No passado, eles levaram a importantes avanços, como a descoberta de novos elementos.

A titulação - às vezes chamada de análise volumétrica - é um método usado para estabelecer a concentração de um composto dissolvido. Por exemplo, se um químico deseja saber a quantidade de ácido clorídrico presente em uma solução em água, ele pode adicionar uma solução alcalina, como hidróxido de sódio, de concentração conhecida até que a solução resultante seja neutra. É então possível calcular a concentração do ácido clorídrico a partir do volume da solução de hidróxido de sódio utilizada.

A análise gravimétrica depende da massa e não do volume e envolve a pesagem do composto ou elemento de interesse, após o isolamento de uma amostra. Por exemplo, para descobrir a quantidade de metal presente em um minério, um químico pode primeiro dissolver o minério em um ácido e adicionar uma base que reaja com o metal para formar um composto que não é solúvel. Isso sairá da solução como um pó fino conhecido como precipitado, que pode ser filtrado e pesado. É então possível, conhecendo os pesos atômicos do metal e os outros elementos no composto precipitado, determinar a quantidade de metal presente no minério.

Um teste de chama é baseado nas cores produzidas quando certos metais são fortemente aquecidos na chama de Bunsen. Por exemplo, o bário dará azul, verde, estrôncio, vermelho e césio. O teste é normalmente realizado usando um fio de platina com um pequeno laço no final, usado para coletar uma pequena quantidade da amostra e introduzi-la na chama.

Outra maneira de detectar metais é o teste de esferas de bórax. Novamente, usando uma alça de fio de platina, uma pequena quantidade de bórax (tetraborato de sódio) é derretida em uma chama de Bunsen e depois usada para coletar uma pequena quantidade da amostra. Esta mistura é então derretida na chama novamente para formar um pequeno cordão redondo. Os metais presentes na amostra produzirão contas de cores diferentes. A cor também depende da parte da chama na qual o cordão é aquecido, e o cordão pode mudar de cor à medida que esfria. A partir das cores produzidas, geralmente é possível identificar qual metal está presente.

Preparando amostras de produtos químicos

Os métodos de bancada também podem ser usados ​​para preparar ou purificar amostras de produtos químicos específicos. A destilação é uma técnica comum. Uma mistura de líquidos com diferentes pontos de ebulição - por exemplo, água e etanol - pode ser separada colocando-a em um balão conectado a um condensador ou em uma retorta e aquecendo-a a uma temperatura acima do ponto de ebulição de um, mas abaixo o ponto de ebulição do outro. O líquido com o ponto de ebulição mais baixo é vaporizado e pode ser condensado e coletado.

A precipitação é outro método que pode ser usado para preparar um produto químico insolúvel em água. Uma amostra pura de carbonato de cálcio (CaCO ₃ ), por exemplo, pode ser preparada misturando uma solução de um composto de cálcio solúvel - como cloreto de cálcio (CaCl ₂ ) - com uma solução de carbonato solúvel - como carbonato de sódio (Na ₂ CO ₃ ), em um copo. O carbonato de cálcio forma um precipitado no fundo do copo. O outro produto da reação, cloreto de sódio (NaCl), que é solúvel, pode ser obtido por evaporação do restante líquido. Este método pode ser usado para preparar muitos compostos diferentes.

O banco

A química de bancada recebe esse nome da bancada de laboratório tradicional. Eles são encontrados em laboratórios industriais e acadêmicos, e quase todo mundo que aprende ciências naturais trabalhará em um desses bancos em algum momento. Eles geralmente são resistentes a manchas, calor e corrosão, de modo que derramamentos de produtos químicos e experimentos fracassados ​​não causam danos significativos e podem ser equipados com saídas de gás nas quais um queimador de Bunsen pode ser conectado. Algumas bancadas de trabalho também são cercadas por sistemas de ventilação conhecidos como exaustores para proteger os usuários dos gases tóxicos que podem ser liberados durante certas reações químicas.