15 comuni sostanze chimiche da laboratorio e come utilizzarle
Per gestire un laboratorio di successo, è necessario selezionare le sostanze chimiche adeguate per supportare procedure sicure ed efficaci. A seconda degli obiettivi, alcuni prodotti chimici funzionano meglio di altri, riducendo i tempi, le attrezzature non necessarie, le risorse e la formazione.
Ogni progetto può richiedere una comprensione di nicchia del modo in cui le sostanze chimiche possono migliorare e modificare il flusso di lavoro.
In questo articolo esamineremo i tipi più comuni di sostanze chimiche da laboratorio, insieme alle rispettive applicazioni e ai requisiti di sicurezza.
Sostanze chimiche comuni utilizzate in laboratorio e loro uso
La conoscenza dei tipi di sostanze chimiche, compreso l’accesso a risorse adeguate per lo stoccaggio e la movimentazione, può ridurre le possibilità di rischi chimici in laboratorio. A seconda delle caratteristiche di una sostanza chimica, esistono protocolli distinti per la gestione di fuoriuscite, contaminazioni o eventuali rischi ambientali.
Di seguito è riportato un elenco di tutti i tipi di sostanze chimiche da laboratorio in base alla loro classificazione di pericolo e una breve spiegazione di come ciascuna classe di sostanze chimiche può essere utilizzata.
- Ossidanti
Sono composti chimici che rilasciano ossigeno quando reagiscono con un’altra sostanza. Possono essere utili per la purificazione dell’acqua, per lo sbiancamento dei tessuti o come agenti ossidanti per favorire la combustione.
Alcuni esempi di ossidanti sono nitrati, nitriti, perossidi e perborati.
- Acidi ossidanti
Leggermente più forti degli altri ossidanti, gli acidi ossidanti contengono ossigeno nella struttura anionica. Questo è particolarmente utile quando si cerca di estrarre il cloro dall’acido cloridrico. È un efficace agente riducente, il che lo rende ideale per pulire le fuoriuscite di bromo o di iodio in laboratorio.
Esempi di acidi ossidanti sono acido nitrico, perossido di idrogeno oppure acido cromico.
- Liquidi infiammabili
Sebbene questa classe di sostanze chimiche presenti un rischio di combustione e infiammabilità, esistono molte applicazioni uniche. Molte di queste sostanze chimiche sono solventi e possono essere utilizzate nelle tecniche umide di laboratorio, tra cui la cromatografia, la spettrometria e la sintesi chimica. Questi composti possono essere in grado di denaturare le proteine, aiutando a scomporre e separare altre sostanze chimiche.
Esempi di liquidi infiammabili sono metanolo, acetone, etanolo, esano e toluene.
- Basi inorganiche
Gli idrossidi metallici o le basi inorganiche vengono utilizzati per precipitare i test. Una forma diluita di idrossido di sodio può essere utilizzata nei test per gli ioni metallici. Per esempio, una soluzione di solfato di rame reagisce con una piccola quantità di idrossido di sodio, precipitando e formando idrossido di rame e solfato di sodio. Il sale di idrossido di rame può essere utilizzato in ulteriori preparazioni di sali sintetizzati.
Alcuni esempi di basi inorganiche includono idrossido di sodio e idrossido di potassio.
- Basi organiche
Le ammine, note anche come basi organiche, sono utilizzate in medicina, nella lavorazione delle fotografie e come componenti per la sintesi di propellenti per razzi e insetticidi. Sono derivati polari dell’ammoniaca e possono formare legami idrogeno agendo come basi e nucleofili.
Esempi di basi organiche sono etanolamine e tributilamine.
- Liquidi acidi infiammabili
Queste combinazioni di acidi e sostanze infiammabili sono utilizzate nella sintesi chimica come solvente e sono comunemente impiegate nella produzione di esteri in combinazione con vari alcoli. L’acido acetico è utilizzato come catalizzatore organico in diversi processi chimici.
Alcuni liquidi acidi infiammabili includono acido acetico glaciale, acido acetico, e acido formico.
- Liquidi basici infiammabili
I liquidi basici infiammabili come la dimetilammina sono utilizzati per sintetizzare e produrre composti e materiali industriali. Spesso sono un precursore di un composto più complesso, che reagisce con altre sostanze chimiche per completare processi come la vulcanizzazione dello zolfo della gomma. Possono essere utili per produrre ingredienti per prodotti domestici come il sapone o i comuni agenti emulsionanti.
Esempi di liquidi basici infiammabili sono trietilammina, dimetilammina, e metilato di sodio.
- Acidi organici
Comunemente utilizzati nella chimica analitica e nei test di laboratorio, gli acidi organici fungono da composti che aiutano a testare e identificare gli squilibri che si verificano in un campione biologico.
Alcuni esempi di acidi organici sono acido butirrico e acido pentanoico.
- Acidi inorganici
Questa categoria di prodotti chimici ha ampie applicazioni che vanno dalla purificazione di composti come il petrolio alla produzione di nitroglicerina. Gli acidi inorganici sono utilizzati soprattutto nella sintesi degli acidi grassi attraverso la distillazione; tuttavia, esistono molte sintesi chimiche che possono essere eseguite utilizzando gli acidi organici.
Gli acidi inorganici più popolari sono acido cloridrico, acido solforico, acido fosforicoe acido fluoridrico.
- Veleni
Questa vasta classe di sostanze chimiche tossiche deve essere maneggiata con cautela in quanto pericolosa da manipolare. Molti sono disponibili in soluzione acquosa, ma anche come miscele o sali puri. Gli usi possono spaziare dall’estrazione tampone del DNA, al recupero del DNA da gel di poliacrilammide, alla sintesi di prodotti come gli adesivi.
Alcune sostanze chimiche tossiche comuni sono acrilammide, formaldeide, fenoloe acetato di piombo.
- Cianuri
I cianuri sono composti altamente tossici utilizzati per stabilizzare gli ioni di elettroni durante la galvanoplastica. Queste sostanze chimiche possono essere utilizzate anche nella produzione di gioielli e nell’estrazione dell’oro, in quanto funzionano efficacemente come estrattore chimico per separare i metalli dal minerale.
Esempi di cianuri sono cianuro di sodio, cianuro di potassio, e cianuro di calcio.
- Piroforici
Le sostanze piroforiche sono liquidi, solidi o gas che si infiammano spontaneamente in aria a una temperatura pari o inferiore a 130 °F (54,4 °C) entro cinque minuti dall’esposizione. Sono utilizzate nella ricerca per catalizzare reazioni specifiche e spesso vengono incorporate nei prodotti finali.
Alcuni usi includono la divisione di metalli sottili come il bismuto e lo zinco, o anche nel catalizzatore di idrogenazione del palladio su carbonio. È inoltre importante evitare lo stoccaggio in prossimità di aree in cui sono presenti sostanze chimiche reattive all’acqua per prevenire interazioni non sicure.
Alcune sostanze chimiche piroforiche comuni sono i metalli alchilici come metilitio o trimetilalluminio.
- Reattivi all’acqua
Le sostanze chimiche reattive all’acqua possono presentarsi sotto forma di polveri metalliche o reagenti liquidi e sono note per rilasciare gas pericolosi o infiammabili se esposte all’acqua o all’umidità in laboratorio. Alcuni metalli alchilici di questa classe sono utilizzati a scopo di ricerca per le loro interazioni con altri composti e per l’emivita decisamente breve di alcuni composti come il francio.
I fosfuri metallici sono particolarmente importanti per il loro utilizzo nelle reazioni di evoluzione dell'ossigeno, nella scissione dell’acqua e nella conversione fotocatalitica. Ciò è dovuto alle loro proprietà di conducibilità e di elettrocatalisi. L’uso come semiconduttore ha fatto progredire la ricerca e lo sviluppo delle batterie Li-S (litio-zolfo).
Alcuni esempi di sostanze chimiche reattive all’acqua sono magnesio, zinco, cobalto, boroidrato di potassio, e fosfuro di calcio.
- Acidi reattivi all’acqua
Spesso utilizzati come rivestimenti per superfici di silicio e vetro, i clorosilani rientrano nella classe degli acidi reattivi all’acqua. Anche gli alogenuri acidi rientrano in questa classe di sostanze chimiche e possono essere utilizzati come intermedi per sintetizzare composti organici. Quando un alogenuro acido si combina con l’acqua, forma l’acido carbossilico, un composto utilizzato nel processo industriale per sintetizzare l’acido acetico.
Esempi di acidi reattivi all’acqua sono dimetildiclorosilano, e etiltriclorosilano.
- Non pericolosi (sostanze chimiche non regolamentate)
Infine, esistono composti noti come sostanze chimiche non pericolose che non presentano rischi noti associati alla movimentazione o allo stoccaggio. Tra questi vi sono tamponi, surfatanti, resine a scambio ionico, terreni di coltura, olio per pompae sali. È possibile trovare conservanti tossici (come il mercurio o i sali di azoturo in tamponi) in alcuni prodotti non pericolosi, per cui è fondamentale controllare tutte le etichette di sicurezza prima dell’uso.
Questi composti sono comuni nella maggior parte dei laboratori e spesso vengono specificati in base ai tuoi protocolli specifici.
Come disporre le sostanze chimiche in un laboratorio
L’obiettivo principale della disposizione dei prodotti chimici è quello di dare priorità alla sicurezza, evitando reazioni chimiche indesiderate. A tal fine è necessario separare le sostanze chimiche in base alla loro classificazione di pericolo e utilizzare armadietti per lo stoccaggio di sostanze chimiche progettati per evitare incidenti di laboratorio o rischi di fiamma.
Quando si dispongono le sostanze chimiche in laboratorio, esistono alcune linee guida che aiutano a prevenire gli incidenti chimici e a ottimizzare l’efficienza:
- etichettare chiaramente tutti i contenitori di sostanze chimiche, compresa la data di ricezione.
- È necessario prevedere uno spazio di stoccaggio per ogni sostanza chimica; alcuni elementi possono essere conservati insieme in un armadio, mentre altri possono presentare rischi e devono essere separati. Esistono tabelle di compatibilità chimica che possono essere esposte in laboratorio come ulteriore precauzione. Per esempio, evita di conservare ossidanti e sostanze chimiche combustibili perché potrebbero produrre una reazione pericolosa se esposti o versati. Per saperne di più sull’allestimento di armadietti per sostanze chimiche e sulla disposizione dei prodotti chimici per classe, visita la nostra pagina stoccaggio di sicurezza per sostanze chimiche
- Assicurare armadi ventilati per qualsiasi sostanza chimica volatile o odorosa.
- I liquidi infiammabili devono essere conservati in armadietti a prova di fiamma approvati con materiali compatibili.
- I materiali corrosivi richiedono contenitori secondari resistenti alla corrosione per proteggere gli armadietti da eventuali perdite o fuoriuscite.
- Se il tuo laboratorio richiede lo stoccaggio di sostanze chimiche a temperatura controllata, assicurati che tutti i frigoriferi e i congelatori utilizzati per lo stoccaggio di sostanze chimiche siano adeguatamente etichettati. Non si devono conservare alimenti nei magazzini di prodotti chimici. Quando si conservano materiali infiammabili in celle frigorifere, si raccomanda di utilizzare un frigorifero senza scintille o a prova di esplosione.
- Non conservare le sostanze chimiche sul banco di lavoro; questo spazio deve essere riservato solo ai prodotti chimici in uso.
- Evitare di stoccare qualsiasi cosa sopra gli armadietti per garantire uno spazio sufficiente intorno a tutte le testine sprinkler per mantenere il sistema antincendio in funzione.
- Immagazzinare i prodotti chimici solo utilizzando armadi e scaffali adeguati. Conservare le sostanze chimiche in cappe di aspirazione, sul pavimento o esposti a sollecitazioni ambientali potrebbe interferire con il funzionamento delle apparecchiature e causare fuoriuscite o perdite pericolose.
- I contenitori di sostanze chimiche grandi e pesanti devono essere conservati all’altezza delle spalle o al di sotto.
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