Laboratorio chimico: Strumenti e sicurezza

Obiettivi

• Il laboratorio tratta il materiale di uso comune, i recipienti di misura, i contenitori, gli attrezzi e il riscaldamento.

Banco di lavoro e cappa aspirante

• I reagenti chimici, la vetreria e gli strumenti di uso frequente sono collocati sul banco di lavoro, in cassetti, mensole e armadietti.
• I banchi di lavoro sono generalmente dotati di una canalina, o piccola cappa, per aspirare i vapori prodotti durante le analisi.
• I laboratori devono essere dotati di cappa aspirante per la rimozione delle sostanze volatili.
• Le parti essenziali dei banchi di lavoro includono:
  • Un ripiano in materiale inattaccabile dai composti chimici.
  • Una presa del gas con becco Bunsen.
  • Un rubinetto dell'acqua corrente.
  • Una presa di energia elettrica.

Acqua deionizzata

• Ai fini analitici, è necessario privare l'acqua della maggior parte degli ioni disciolti, poiché interferiscono nelle analisi.
• La deionizzazione si effettua facendo passare l'acqua attraverso resine scambiatrici di ioni poste in appositi tubi.
• Queste resine sono costituite da polimeri ionici in grado di scambiare i propri ioni con quelli presenti nell'acqua.
• L'acqua ottenuta non è assolutamente pura, ma può contenere sostanze organiche separabili mediante distillazione.
• L'acqua deionizzata così ottenuta è adatta per i consueti usi analitici.

Recipienti di misura

• Per misurare esattamente i volumi dei liquidi, si utilizzano palloni tarati, burette e pipette.
• Il pallone tarato è un recipiente dal collo lungo e stretto con un segno circolare corrispondente a un determinato volume.
• Se il fondo del pallone è piatto, il contenitore è detto matraccio.
• Quando il pallone viene riempito fino al tratto che delimita il volume, si dice "che si porta il liquido a volume".
• I palloni tarati sono impiegati per preparare soluzioni a una determinata concentrazione e per misurare quantità specifiche di liquido, e sono dotati di un tappo smeriglio o in plastica.
• La buretta è un tubo cilindrico di vetro graduato, munito di un rubinetto di vetro smerigliato o di un tubo di gomma con pinza (chiusura/apertura).
• Le gradazioni della buretta sono in millilitri (mL) e in decimi di millilitro.
• Per eseguire la lettura del livello del liquido nella buretta, è necessario attendere che tutto il liquido sia sceso lungo le pareti del tubo.
• È importante eliminare eventuali bolle d'aria nella parte terminale della buretta.
• Le burette sono utilizzate durante le titolazioni e consentono la lettura diretta del volume di acido o base impiegato.
• Alcune burette hanno una linea azzurra sul fondo bianco, tracciata internamente in direzione verticale per facilitare la lettura.
• La pipetta è un tubo di vetro allungato che può presentare un rigonfiamento centrale, dove è segnato il numero corrispondente al volume, indicato da uno o due tratti incisi sul vetro.
• Se presente un solo tratto inciso, la pipetta deve essere completamente liberata dal liquido contenuto.
• Le pipette vengono utilizzate per prelevare determinati volumi di liquido; alcune pipette sono graduate in millilitri e in decimi di millilitro.
• Si raccomanda l'uso di una propipetta o aspiratore automatico per aspirare acidi o basi.
• I cilindri graduati sono tubi cilindrici di vetro con base d'appoggio, graduati in millilitri o decimi di millilitro (capacità: 5, 10, 25, 50, 100, 250, 1000 mL...).
• Vengono utilizzati per misurare o prelevare volumi approssimativi di liquido.
• Il cilindro tarato è analogo al cilindro graduato, ma ha incisa solo una misura di volume senza gradazioni intermedie.
• Le provette o tubi di saggio sono piccoli cilindri di vetro (diametro: 10-14 mm o maggiore), chiusi a un'estremità.
• Vengono utilizzate per saggi qualitativi e a volte anche quantitativi, e sono disponibili in diverse dimensioni.

Contenitori

• I bicchieri o becher hanno la forma di un bicchiere con orlo sfasato a beccuccio per facilitare il travaso dei liquidi.
• Sono in vetro Pirex o Jena resistenti al calore (capacità: 25, 50, 100 ... 5000 mL) e sono utilizzati per preparare soluzioni o riscaldare.
• Le beute sono di vetro e favoriscono la miscelazione dei liquidi grazie alla loro forma conica che evita trabocchi e perdite (capacità: 30 ... 2000 mL).
• I matracci conici possono avere un'apertura più stretta e, in alcuni casi, sono muniti di un beccuccio per filtrare alla pompa.
• La spruzzetta è una piccola bottiglia di materiale plastico con un tubo ricurvo che penetra nel tappo e si immerge nel liquido contenuto.
• Viene usata per erogare agevolmente acqua deionizzata.
• Il mortaio è una specie di tazza di porcellana utilizzata per triturare e polverizzare le sostanze da analizzare.
• Queste operazioni si effettuano con il pestello, anch'esso di porcellana.
• La capsula è una tazza di porcellana più sottile del mortaio e dotata di beccuccio per facilitare lo svuotamento.
• Il crogiolo è una piccola tazza di porcellana o di quarzo di forma troncoconica, più spessa del mortaio, con un diametro tra i 3 e i 5 cm.

Attrezzi

• Le pinze possono essere di legno, metallo o plastica e servono per maneggiare il materiale.
• L'imbuto di vetro è usato per la filtrazione.
• Il suo supporto è un porta imbuto di metallo.
• L'imbuto separatore è chiuso da un tappo di vetro smerigliato e ha un rubinetto sul gambo per regolare la fuoriuscita del liquido.
• L'imbuto filtrante contiene una griglia filtrante.
• Il treppiede è una struttura metallica con un anello sorretto da tre supporti (piedi).
• La bacchetta di vetro serve per agitare e miscelare le sostanze in soluzione nei recipienti.
• Lo spazzolino è un filo di ferro zincato parzialmente avvolto di crine intrecciato e serve per pulire le provette e gli altri recipienti.
• La spatola è un utensile di plastica o metallo, che può avere diverse forme ed è usata per prelevare le sostanze solide.
• Il vetro o vetrino d'orologio è simile a quello usato per il quadrante degli orologi e si usa per eseguire alcune analisi o per coprire i bicchieri.
• La carta da filtro è una carta assorbente che viene sistemata sull'imbuto dopo essere stata ripiegata in quattro parti e fatta aderire alle pareti dell'imbuto mediante piccoli spruzzi d'acqua.

Il riscaldamento

• Il bruciatore, lampada o becco Bunsen è costituito da un piedistallo metallico su cui è montato un condotto che comunica con l'esterno tramite un raccordo a cui è applicato un tubo di gomma, collegato alla presa del gas metano.
• Deve essere dotato di un sistema di sicurezza con termocoppia e valvola di sicurezza.
• In presenza della fiamma che riscalda la termocoppia, la valvola di sicurezza permette il flusso del gas.
• Se manca la fiamma, la valvola di sicurezza blocca automaticamente il flusso del gas.
• L'essiccatore è un recipiente di vetro con pareti spesse e robuste, dotato di coperchio di vetro.
• Sia il bordo del coperchio che quello del recipiente sono smerigliati e cosparsi di paraffina o vasellina per assicurare la chiusura ermetica.
• Sul fondo del contenitore si pone una sostanza igroscopica (cloruro di calcio) per trattenere e assorbire l'umidità nell'aria.
• Il bagnomaria o bagno di vapori d'acqua può essere elettrico o a fiamma diretta del gas.

Esplora gli strumenti essenziali e le pratiche di sicurezza in un laboratorio chimico. Scopri le caratteristiche dei banchi di lavoro, l'importanza delle cappe aspiranti e la conservazione sicura dei reagenti. Approfondisci la deionizzazione dell'acqua e l'uso corretto della vetreria.