Kemija na klopi je vrsta, ki se izvaja na najbolj tradicionalen način – znanstvenik meša in ravna s kemikalijami neposredno, pri čemer ne uporablja nobene od visokotehnoloških naprav ali teoretičnih pristopov, ki bi lahko bili povezani z najsodobnejšimi vidiki disciplino. V bistvu vključuje poskuse in demonstracije, ki jih je mogoče izvesti z nekaj kemikalijami; nekaj epruvet, bučk in čaš; in Bunsenov gorilnik. Stereotipna podoba znanstvenika v belem laboratorijskem plašču, ki preliva kemikalije iz ene epruvete v drugo, je odličen primer kemije na klopi. »Mokra kemija« se včasih uporablja kot sinonim za to dejavnost; vendar je to industrijski izraz z veliko bolj prilagodljivo definicijo in se lahko nanaša tudi na uporabo visokotehnološke opreme, ki je na splošno ni na laboratorijski delovni mizi.
Tehnike
Izraz “kemija na klopi” zajema veliko različnih znanstvenih tehnik, ki se uporabljajo v laboratoriju. Splošno pravilo je, da če gre za metodo, ki jo je mogoče zlahka vaditi na delovni mizi, ne da bi večino izračunov in analiz opravil računalnik, potem je to tehnika kemijske klopi. Analitične metode vključujejo titracijo, gravimetrično analizo, plamenske teste in teste boraksnih kroglic. Vzorce elementov ali spojin lahko pripravite tudi na delovni mizi. Eksperimentiranje ali preprosto mešanje stvari skupaj, da vidimo, kaj se zgodi, je pogosto dejavnost na klopi in na ta način se še naprej dogajajo številna pomembna odkritja.
Analitske metode
Velik del kemije se nanaša na analizo: raziskovanje vzorca materiala, da se ugotovi, katere elemente ali spojine vsebuje. Čeprav obstajajo instrumenti, kot so spektrometri, ki jih je mogoče uporabiti za izvedbo podrobnih analiz, obstaja tudi široka paleta enostavnih preskusov na mizni napravi, ki jih je mogoče izvesti preprosto z mešanjem ene ali dveh snovi ali segrevanjem nečesa v Bunsenovem plamenu. Ti postopki so morda staromodni, vendar ne zahtevajo drage opreme in lahko študente veliko naučijo o kemiji. V preteklosti so pripeljali do pomembnih prebojev, kot je odkrivanje novih elementov.
Titracija – včasih imenovana volumetrična analiza – je metoda, ki se uporablja za določitev koncentracije raztopljene spojine. Na primer, če kemik želi vedeti, koliko klorovodikove kisline je prisotnega v raztopini v vodi, lahko doda alkalno raztopino, kot je natrijev hidroksid, znane koncentracije, dokler nastala raztopina ni nevtralna. Nato je mogoče iz volumna uporabljene raztopine natrijevega hidroksida izračunati koncentracijo klorovodikove kisline.
Gravimetrična analiza se opira na maso in ne na prostornino in vključuje tehtanje spojine ali elementa, ki nas zanima, po izolaciji iz vzorca. Na primer, da bi ugotovil količino kovine, ki je prisotna v rudi, lahko kemik najprej raztopi rudo v kislini, nato pa doda bazo, ki reagira s kovino, da tvori spojino, ki ni topna. Ta bo iz raztopine nastal kot fin prah, znan kot oborina, ki jo lahko nato filtriramo in stehtamo. Nato je mogoče s poznavanjem atomske teže kovine in drugih elementov v oborjeni spojini ugotoviti, koliko kovine je bilo prisotno v rudi.
Preskus plamena temelji na barvah, ki nastanejo, ko se določene kovine močno segrejejo v Bunsenovem plamenu. Na primer, barij bo dal zeleno, stroncij, rdečo, cezij pa modro. Preskus se običajno izvaja s platinasto žico z majhno zanko na koncu, ki se uporablja za pobiranje majhne količine vzorca in za vžig.
Drug način odkrivanja kovin je test boraksnih kroglic. Spet z uporabo platinaste žične zanke se majhna količina boraksa (natrijevega tetraborata) stopi v Bunsenovem plamenu, nato se uporabi za pobiranje majhne količine vzorca. To zmes nato ponovno stopimo v ognju, da nastane majhna okrogla kroglica. Kovine, prisotne v vzorcu, bodo proizvedle kroglice različnih barv. Barva je odvisna tudi od dela plamena, v katerem je kroglica segreta, in lahko kroglica med ohlajanjem spremeni barvo. Iz proizvedenih barv je pogosto mogoče ugotoviti, katera kovina je prisotna.
Priprava vzorcev kemikalij
Za pripravo ali čiščenje vzorcev določenih kemikalij se lahko uporabijo tudi preskusne metode. Destilacija je običajna tehnika. Mešanico tekočin z različnim vreliščem – na primer vode in etanola – lahko ločimo tako, da jo damo v bučko, povezano s kondenzatorjem, ali v retorto, in jo segrejemo na temperaturo nad vreliščem ene, vendar nižjo od vrelišča. vrelišče drugega. Tekočina z nižjim vreliščem upari in jo je mogoče kondenzirati in zbrati.
Precipitacija je še ena metoda, ki jo lahko uporabimo za pripravo kemikalije, ki je netopna v vodi. Čisti vzorec kalcijevega karbonata (CaCO3), na primer, lahko pripravimo z mešanjem raztopine topne kalcijeve spojine – kot je kalcijev klorid (CaCl2) – z raztopino topnega karbonata – kot je natrijev karbonat (Na2CO3), v čaši. Kalcijev karbonat tvori oborino na dnu čaše. Drugi produkt reakcije, natrijev klorid (NaCl), ki je topen, bi lahko dobili z izhlapevanjem preostale tekočine. Ta metoda se lahko uporablja za pripravo številnih različnih spojin.
Klop
Kemija na mizi je dobila ime po tradicionalni laboratorijski delovni mizi. Najdemo jih tako v industrijskih kot v akademskih laboratorijih in skoraj vsak, ki se uči naravoslovja, bo kdaj delal v eni od teh klopi. Običajno so odporni na madeže, toploto in korozijo, tako da razlitja kemikalij in neuspešni poskusi ne povzročajo znatne škode, in so lahko opremljeni z izhodi za plin, na katere je mogoče pritrditi Bunsenov gorilnik. Nekatere delovne mize so obkrožene tudi s prezračevalnimi sistemi, znanimi kot dimne nape za zaščito uporabnikov pred strupenimi plini, ki se lahko sproščajo med določenimi kemičnimi reakcijami.