Bänkkemi är den typ som utförs på det mest traditionella sättet – forskaren blandar och hanterar kemikalier direkt, utan att använda någon av de högteknologiska enheter eller teoretiska tillvägagångssätt som kan förknippas med de mest avancerade aspekterna av disciplinen. I huvudsak handlar det om experiment och demonstrationer som kan göras med några få kemikalier; några provrör, kolvar och bägare; och en bunsenbrännare. Den stereotypa bilden av en forskare i en vit labbrock som häller kemikalier från ett provrör till ett annat är ett perfekt exempel på bänkkemi. ”Våtkemi” används ibland som en synonym för denna aktivitet; det är dock en branschterm med en mycket mer flexibel definition och kan också syfta på användningen av högteknologisk utrustning som vanligtvis inte finns på en arbetsbänk i laboratoriet.
tekniker
Termen ”bänkkemi” omfattar många olika vetenskapliga tekniker som används i ett laboratorium. En allmän tumregel är att om det är en metod som enkelt kan övas på en arbetsbänk utan att en dator gör de flesta beräkningar och analyser, så är det en bänkkemiteknik. Analytiska metoder inkluderar titrering, gravimetrisk analys, flamtester och boraxpärltest. Prover av grundämnen eller föreningar kan också framställas vid arbetsbänken. Experiment, eller helt enkelt att blanda ihop saker för att se vad som händer, är ofta en bänkaktivitet, och många viktiga upptäckter fortsätter att göras på detta sätt.
Analytiska metoder
Mycket av kemin handlar om analys: att undersöka ett materialprov för att avgöra vilka grundämnen eller föreningar det innehåller. Även om det finns instrument, såsom spektrometrar, som kan användas för att utföra detaljerade analyser, finns det också ett stort antal enkla bänktester som kan göras helt enkelt genom att blanda en eller två ämnen, eller värma något i en Bunsen-låga. Dessa procedurer kan vara gammaldags, men de kräver ingen dyr utrustning och kan lära eleverna mycket om kemi. Tidigare har de lett till viktiga genombrott, som upptäckten av nya grundämnen.
Titrering – ibland kallad volymetrisk analys – är en metod som används för att fastställa koncentrationen av en löst förening. Till exempel, om en kemist vill veta hur mycket saltsyra som finns i en lösning i vatten, kan hon tillsätta en alkalisk lösning, såsom natriumhydroxid, med känd koncentration tills den resulterande lösningen är neutral. Det är då möjligt att beräkna koncentrationen av saltsyran från volymen natriumhydroxidlösning som används.
Gravimetrisk analys bygger på massa snarare än volym, och involverar vägning av föreningen eller elementet av intresse, efter att ha isolerat det från ett prov. Till exempel, för att ta reda på mängden metall som finns i en malm, kan en kemist först lösa malmen i en syra och sedan lägga till en bas som reagerar med metallen för att bilda en förening som inte är löslig. Detta kommer ut ur lösningen som ett fint pulver, känt som en fällning, som sedan kan filtreras och vägas. Det är sedan möjligt att, genom att känna till atomvikterna för metallen och de andra grundämnena i den utfällda föreningen, bestämma hur mycket metall som fanns i malmen.
Ett flamtest baseras på de färger som produceras när vissa metaller värms upp kraftigt i en bunsenlåga. Till exempel ger barium grönt, strontium, rött och cesium, blått. Testet utförs normalt med en platinatråd med en liten ögla i änden, som används för att ta upp en liten mängd av provet och för att föra in det i lågan.
Ett annat sätt att upptäcka metaller är boraxpärltestet. Återigen med en platinatrådsögla smälts en liten mängd borax (natriumtetraborat) i en bunsenlåga och används sedan för att plocka upp en liten mängd av provet. Denna blandning smälts sedan i lågan igen för att bilda en liten, rund pärla. Metaller som finns i provet kommer att producera pärlor i olika färger. Färgen beror också på i vilken del av lågan som pärlan värms upp, och pärlan kan ändra färg när den svalnar. Från de färger som produceras är det ofta möjligt att identifiera vilken metall som finns.
Förbereda prover av kemikalier
Bänkmetoder kan också användas för att förbereda eller rena prover av särskilda kemikalier. Destillation är en vanlig teknik. En blandning av vätskor med olika kokpunkter – till exempel vatten och etanol – kan separeras genom att placera den i en kolv ansluten till en kondensor eller i en retort och värma upp den till en temperatur över kokpunkten för en, men under den andras kokpunkt. Vätskan med den lägre kokpunkten förångas och kan kondenseras och samlas upp.
Utfällning är en annan metod som kan användas för att framställa en kemikalie som är olöslig i vatten. Ett rent prov av kalciumkarbonat (CaCO3), till exempel, kan framställas genom att blanda en lösning av en löslig kalciumförening — såsom kalciumklorid (CaCl2) — med en lösning av ett lösligt karbonat — såsom natriumkarbonat (Na2CO3), i en bägare. Kalciumkarbonatet bildar en fällning i botten av bägaren. Den andra produkten av reaktionen, natriumklorid (NaCl), som är löslig, kunde erhållas genom att indunsta den återstående vätskan. Denna metod kan användas för att framställa många olika föreningar.
Bänken
Bänkkemi har fått sitt namn från den traditionella laboratoriearbetsbänken. De finns i både industriella och akademiska laboratorier, och nästan alla som lär sig naturvetenskap kommer att arbeta vid någon av dessa bänkar någon gång. De är vanligtvis fläck-, värme- och korrosionsbeständiga så att kemikaliespill och trasiga experiment inte orsakar betydande skada, och kan vara försedda med gasuttag som en bunsenbrännare kan anslutas till. Vissa arbetsbänkar är också omgivna av ventilationssystem som kallas dragskåp för att skydda användarna från de giftiga gaser som kan frigöras vid vissa kemiska reaktioner.