Laboratorio di chimica in casa/Il metodo del chimico: differenze tra le versioni

Wikibooks, manuali e libri di testo liberi.
Contenuto cancellato Contenuto aggiunto
Nuova pagina
 
Riga 50: Riga 50:
* [http://www.chimicare.org/curiosita/imparare-la-chimica/come-fatto-articolo-scientifico Com'è fatto un articolo scientifico] - Associazione Chimicare
* [http://www.chimicare.org/curiosita/imparare-la-chimica/come-fatto-articolo-scientifico Com'è fatto un articolo scientifico] - Associazione Chimicare


==Note==
{{Nota semantica|<references/>}}
<references/>

Versione delle 19:25, 18 nov 2014

Ogni oggetto è composto da sostanze possibilmente utili in un laboratorio di chimica domestico. La maggior parte di queste ultime ha una composizione chimica definita e schedata le leghe, i detersivi, i farmaci, le colle, le plastiche, i coloranti ecc. sono sostanze sintetiche di composizione chimica brevettata dalle industrie che le producono. Anche le sostanze biologiche/naturali come le piante ed i minerali sono largamente studiate ed analizzate, dalle sequenze di amminoacidi nelle proteine alla percentuale di principi attivi in una pianta.
Poter reperire numerose informazioni prima di iniziare a fare qualsiasi esperimento ci permette di spendere meno tempo in analisi, di valutare i rischi di ogni esperimento, di stimare la convenienza relativa dell'utilizzo di un processo chimico o di una sostanza in laboratorio e di prevedere i risultati dei nostri esperimenti, o per lo meno di avere degli indizi per orientarsi nei propri studi.

Ricerca

I seguenti contenuti possono essere approfonditi alla pagina Risorse in rete.

File:Faculty of education in thai-icon.png
Il primo passo per utilizzare una sostanza in laboratorio è dunque raccogliere tutti i dati già raccolti da chimici esperti sulla determinata reazione o sostanza su cui si vuole sperimentare.

La composizione dei prodotti chimici e di altre sostanze sintetiche è spesso dichiarata nell'etichetta, anche in maniera quantitativa. Gli ingredienti vengono sempre elencati in ordine decrescente di percentuale, cioè dall'ingrediente più presente a quello di cui ce n'è di meno. Se in essa non sono date informazioni precise, è sempre pubblicato un sito internet in cui è talvolta possibile reperire informazioni aggiuntive (non sempre però esaustive).
La composizione degli imballaggi è quasi sempre rappresentata da una sigla o un codice in un triangolo stampata sul contenitore e per altre sostanze sintetiche come le leghe, le plastiche ed i collanti, la composizione chimica non è solitamente dichiarata sull'oggetto, ma è possibile trovare in internet siti che catalogano queste sostanze, i quali forniscono dati che aiutano a restringere il campo di ricerca.[1]Talvolta basta digitarne il nome, aggiungendo MSDS o cercando in inglese.[2]

Per prodotti biologici e naturali come minerali, prodotti vegetali (piante, spezie, farine, oli essenziali ecc.) ed animali (latticini, cere, ossa, sangue ecc.) la composizione chimica viene riportata in articoli scientifici (e spesso appositi libri o siti internet, come per i composti sintetici) ma spesso dipende da numerose variabili provenienza del campione, condizioni di vita per campioni biologici (clima, nutrimento, sole, età o periodo dell'anno, elementi di stress e shock ...) ecc. Si tenga presente quindi che le sostanze derivate direttamente da elementi naturali sono spesso miscele e la loro composizione può variare da campione a campione, sia quantitativamente che costituzionalmente.

Molto probabilmente tutte le reazioni chimiche eseguibili nel proprio laboratorio domestico sono già state eseguite, ma soprattutto studiate con metodi sofisticati. Ciò va comunque vista come una cosa molto positiva.

In primis qualsiasi reazione che dà effetti imprevisti può essere spiegata con l'ausilio di internet spesso accade che l'esito di un esperimento non sia quello desiderato, ma ciò che è più d'intralcio è non riuscire a capire cosa sia accaduto. Che prodotto ho ottenuto dalla mia reazione Perché non è andata come prevedevo Cosa posso imparare da questa mia esperienza Fare ricerche fra libri, riviste e siti internet è il modo più veloce ed esaustivo per risolvere i propri dubbi (ed imparare molto).</ref> Ciò risulta anche di grandissima utilità didattica, dato che l'esperimento fornisce un'esperienza viva nella mente di chi l'ha eseguita e facilmente collegabile a nuove nozioni, che vengono apprese durante le ricerche ed assorbite con molta facilità da chi sta imparando.</ref>
In maniera analoga a ciò che avviene per le sostanze incognite, anche gli aspetti teorici di composti, reazioni ed esperimenti dall'esito incognito sono spesso riportati in documenti o registrati in archivi. Essi talvolta trovano applicazioni in processi industriali e possono venire utili per spiegare altri fenomeni ed avviare altri esperimenti.

In secondo luogo è un punto a vantaggio della sicurezza mischiare due sostanze incognite può creare eventi molto dannosi (esalazioni di sostanze tossiche, incendi, esplosioni) che è possibile scongiurare ricercando in internet sia le schede di sicurezza dei reagenti che l'elenco dei possibili prodotti che si formano, idem per i quali vanno cercate le MSDS.

Analisi

Una volta reperire tutte le informazioni possibili su di un prodotto chimico risulta spesso necessario analizzarlo per via quantitativa (cioè sapere le esatte quantità di prodotti che esso contiene) e talvolta qualitativa (cioè sapere quali sostanze sono presenti).

L'analisi qualitativa avviene per reazioni caratteristiche si sa che facendo reagire due sostanze, una A ipoteticamente presente nella nostra miscela da analizzare e l'altraB invece di composizione nota, avviene una reazione particolare (si colora la soluzione, si evolve del gas, il gas ha un odore caratteristico, compare del precipitato ecc.) che può avvenire solo tra A e B. In questo modo si capisce se A è presente o meno nella miscela.
Solitamente però accade che la sostanza pura B possa in realtà reagire con altre sostanze, e quindi non si è certi se nel campione incognito ci sia solo A o un'altra sostanza che dà la stessa reazione. perciò bisognerà separare le sostanza che possono interferire fra di loro, e poi farle reagire singolarmente con altre sostanze C, D ecc. fino a trovare una reazione caratteristica che le distingua.

L'analisi quantitativa è invece volta a determinare la quantità di una sostanza in una miscela, una volta noto quali sostanze sono presenti in essa. Anche per i test quantitativi ci possono essere delle interferenze, perciò sarà talvolta necessario separare il composto da misurare da quelli che danno interferenze. La caratteristica principale di questa modalità di analisi è la necessità di sostanze particolarmente pure e di strumenti di misurazione precisi come burette, bilance centesimali, termometri.

Purificazione

Di rado si trovano in vendita ai non-tecnici sostanze sufficientemente pure da essere usate in laboratorio. Per questo occorrerà spesso purificarle o estrarle dalla sostanza reperita, valutando i costi di operazione.

Di rado i prodotti chimici domestici sono venduti puri per legge i liquidi tossici vanno colorati e talvolta addizionati di un agente inasprente (solitamente Benzoato di denatonio) e di agenti graveolenti (che fanno puzzare il prodotto, spesso mercaptani) e gli additivi alimentari sono spesso addizionati di altri additivi come stabilizzanti, antiossidanti, conservanti, coloranti ecc. In molti casi queste impurità non influiscono sulla reattività dei principi attivi (l'acido muriatico funziona come l'HCl da laboratorio, il sale da cucina come il cloruro di sodio ecc.) ma il diverso odore o colore possono essere di ostacolo se si vuole capire se una reazione è avvenuta o meno. Per questo le sostanze chimiche da laboratorio richiedono passaggi di purificazione.
A volte occorre addirittura isolare il principio attivo interessato da un insieme di molte sostanze che lo rendono inutile così come viene commercializzato.

Informarsi sui rischi

I seguenti contenuti possono essere approfonditi nelle pagine Sicurezza e Il laboratorio.

Una volta formata un'idea su come manipolare una sostanza è necessario informarsi sulla tossicità di tutti i possibili composti prodotti durante la sua analisi o la sua purificazione. Durante la ricerca va quindi fatto un elenco delle possibili sostanze pericolose in cui ci si potrebbe imbattere, e prendere le dovute precauzioni.
Le analisi di sostanze incognite sono infatti la parte più rischiosa dell'attività di laboratori, poiché si è ancora meno certi del decorso degli esperimenti, e potrebbero comparire rischi inaspettati. Per questo va presa ogni precauzione prevedendo il massimo pericolo possibile.

Un elenco di siti in cui trovare schede di sicurezza è presente

Conservazione e smaltimento

Una cosa molto importante nel lavoro di laboratorio è che ogni sostanza finisca al suo posto senza fare danni ogni sostanza va conservata nel contenitore idoneo o smaltita in maniera sicura. Si consiglia quindi di mantenere i prodotti nel loro contenitore originale (se integro) o dello stesso materiale (per non correre il rischio di chiudere una sostanza in un materiale che viene corroso) e con chiusura ermetica, senza dimenticarsi dell'etichetta.
Le scorie derivanti dalle analisi vanno trattate per essere smaltire.

Altre letture

Note

  1. Esistono siti come L'AISI catalogano la composizione chimica delle diverse leghe, ed è possibile trovare numerose informazioni sulla possibile composizione chimica dei prodotti in cui non è necessario indicarla (come per l'alcol denaturato, la benzina ecc.).
  2. Si tenga comunque presente che le informazioni su prodotti chimici in altre lingue possono dare dei valori diversi da quelli presenti nello stesso prodotto chimico commercializzato in Italia, per via delle diverse normative sui composti chimici.