Sola ķīmija ir veids, ko veic vistradicionālākajā veidā — zinātnieks tieši sajauc un apstrādā ķīmiskās vielas, neizmantojot nevienu no augsto tehnoloģiju ierīcēm vai teorētiskām pieejām, kas varētu būt saistītas ar vismodernākajiem aspektiem. disciplīna. Būtībā tas ietver eksperimentus un demonstrācijas, ko var veikt ar dažām ķīmiskām vielām; dažas mēģenes, kolbas un vārglāzes; un Bunsena deglis. Stereotipiskais zinātnieka tēls baltā laboratorijas mētelī, kas lej ķīmiskas vielas no vienas mēģenes uz otru, ir lielisks stenda ķīmijas piemērs. “Mitrā ķīmija” dažkārt tiek lietots kā šīs darbības sinonīms; tomēr tas ir nozares termins ar daudz elastīgāku definīciju, un tas var attiekties arī uz augsto tehnoloģiju iekārtu izmantošanu, kas parasti nav atrodama laboratorijas darbagaldos.
Metodes
Termins “standarta ķīmija” aptver daudzas dažādas zinātniskas metodes, ko izmanto laboratorijā. Vispārējs īkšķis ir tāds, ka, ja tā ir metode, ko var viegli praktizēt uz darbagalda bez datora, kas veic lielāko daļu aprēķinu un analīžu, tad tā ir stenda ķīmijas tehnika. Analītiskās metodes ietver titrēšanu, gravimetrisko analīzi, liesmas testus un boraksa lodīšu testus. Elementu vai savienojumu paraugus var sagatavot arī uz darbagalda. Eksperimentēšana vai vienkārši lietu sajaukšana, lai redzētu, kas notiek, bieži vien ir sola darbība, un daudzi svarīgi atklājumi joprojām tiek veikti šādā veidā.
Analītiskās metodes
Liela daļa ķīmijas ir saistīta ar analīzi: materiāla parauga izpēti, lai noteiktu, kādus elementus vai savienojumus tas satur. Lai gan ir instrumenti, piemēram, spektrometri, ko var izmantot, lai veiktu detalizētu analīzi, ir arī daudz dažādu vienkāršu stenda testu, ko var veikt, vienkārši sajaucot vienu vai divas vielas vai karsējot kaut ko Bunsena liesmā. Šīs procedūras var būt vecmodīgas, taču tām nav nepieciešams dārgs aprīkojums, un tās var iemācīt skolēniem daudz par ķīmiju. Agrāk tie ir radījuši svarīgus sasniegumus, piemēram, jaunu elementu atklāšanu.
Titrēšana, ko dažkārt sauc par tilpuma analīzi, ir metode, ko izmanto, lai noteiktu izšķīdušā savienojuma koncentrāciju. Piemēram, ja ķīmiķis vēlas uzzināt, cik daudz sālsskābes ir šķīdumā ūdenī, viņa var pievienot zināmas koncentrācijas sārmainu šķīdumu, piemēram, nātrija hidroksīdu, līdz iegūtais šķīdums ir neitrāls. Pēc tam ir iespējams aprēķināt sālsskābes koncentrāciju no izmantotā nātrija hidroksīda šķīduma tilpuma.
Gravimetriskā analīze balstās uz masu, nevis uz tilpumu, un tā ietver interesējošā savienojuma vai elementa nosvēršanu pēc tā izdalīšanas no parauga. Piemēram, lai noskaidrotu rūdā esošā metāla daudzumu, ķīmiķis vispirms var izšķīdināt rūdu skābē, pēc tam pievienot bāzi, kas reaģē ar metālu, veidojot savienojumu, kas nešķīst. Tas no šķīduma izdalīsies smalka pulvera veidā, kas pazīstams kā nogulsnes, ko pēc tam var filtrēt un nosvērt. Pēc tam, zinot metāla un citu izgulsnētajā savienojumā esošo elementu atomu svaru, ir iespējams noteikt, cik daudz metāla bija rūdā.
Liesmas tests ir balstīts uz krāsām, kas rodas, kad noteikti metāli tiek spēcīgi karsēti Bunsena liesmā. Piemēram, bārijs piešķirs zaļu, stronciju, sarkanu, bet cēzijs – zilu. Testu parasti veic, izmantojot platīna stiepli ar nelielu cilpu galā, ko izmanto, lai paņemtu nelielu parauga daudzumu un ievadītu to liesmā.
Vēl viens metālu noteikšanas veids ir boraksa lodīšu tests. Atkal, izmantojot platīna stieples cilpu, nelielu daudzumu boraksa (nātrija tetraborāta) izkausē Bunsena liesmā un pēc tam izmanto, lai savāktu nelielu daudzumu parauga. Pēc tam šo maisījumu atkal izkausē liesmā, veidojot mazu, apaļu lodītes. Paraugā esošie metāli radīs dažādu krāsu krelles. Krāsa ir atkarīga arī no liesmas daļas, kurā lodītes tiek uzkarsētas, un, atdziestot, lodītes var mainīt krāsu. Pēc ražotajām krāsām bieži vien ir iespējams noteikt, kurš metāls ir klāt.
Ķīmisko vielu paraugu sagatavošana
Konkrētu ķīmisko vielu paraugu sagatavošanai vai attīrīšanai var izmantot arī stenda metodes. Destilācija ir izplatīta tehnika. Šķidrumu maisījumu ar atšķirīgu viršanas temperatūru, piemēram, ūdeni un etanolu, var atdalīt, ievietojot to kolbā, kas savienota ar dzesētāju, vai retortē un karsējot līdz temperatūrai, kas ir augstāka par viršanas temperatūru, bet zemāka. otra viršanas temperatūra. Šķidrums ar zemāku viršanas temperatūru tiek iztvaicēts, un to var kondensēt un savākt.
Nokrišņi ir vēl viena metode, ko var izmantot, lai sagatavotu ķīmisku vielu, kas nešķīst ūdenī. Piemēram, tīru kalcija karbonāta (CaCO3) paraugu var pagatavot, sajaucot šķīstoša kalcija savienojuma, piemēram, kalcija hlorīda (CaCl2) šķīdumu, ar šķīstoša karbonāta šķīdumu, piemēram, nātrija karbonātu (Na2CO3), vārglāzē. Kalcija karbonāts veido nogulsnes vārglāzes apakšā. Otru reakcijas produktu nātrija hlorīdu (NaCl), kas šķīst, varēja iegūt, iztvaicējot atlikušo šķidrumu. Šo metodi var izmantot dažādu savienojumu pagatavošanai.
Soliņš
Sola ķīmija savu nosaukumu ieguvusi no tradicionālā laboratorijas darbagalda. Tie atrodami gan rūpnieciskajās, gan akadēmiskajās laboratorijās, un gandrīz katrs, kurš apgūst dabaszinātnes, kādreiz strādās kādā no šiem soliem. Tie parasti ir izturīgi pret traipiem, karstumu un koroziju, lai ķīmisko vielu noplūdes un neveiksmīgi eksperimenti neradītu būtiskus bojājumus, un tie var būt aprīkoti ar gāzes izvadiem, kuriem var pievienot Bunsena degli. Dažus darbagaldus ieskauj arī ventilācijas sistēmas, kas pazīstamas kā dūmu nosūcēji, lai aizsargātu lietotājus no toksiskām gāzēm, kas var izdalīties noteiktu ķīmisko reakciju laikā.