Sostanze chimiche utilizzate in chimica al liceo

Le sostanze chimiche utilizzate nella chimica del liceo non differiscono molto da quelle utilizzate in qualsiasi laboratorio di chimica. La differenza nell'ambiente, tuttavia, influenza la loro velocità di utilizzo, il potenziale per causare situazioni pericolose e lo scopo dell'utilizzo. Al momento dell'acquisto, è essenziale istruire e condurre esperimenti con sostanze chimiche, precauzioni di sicurezza e un corretto smaltimento dei rifiuti.

I prodotti chimici che si trovano comunemente nei laboratori di una scuola superiore dovrebbero essere conservati e classificati come inorganici o organici. Le sostanze inorganiche che si trovano comunemente nei laboratori di una scuola superiore includono solfati, carbonati, nitruri, perossidi, borati e acidi (eccetto l'acido nitrico). Le sostanze organiche includono:

• alcuni acidi
  
• alcoli
  
• esteri
  
• eteri
  
• solfuri
  
• fenoli

All'interno delle categorie di sostanze organiche e inorganiche, alcune sostanze non possono essere conservate vicino all'acqua o ad altri composti. I manuali di sicurezza del laboratorio chimico dovrebbero essere consultati prima di immagazzinare i prodotti chimici in un laboratorio della scuola superiore.

Gli acidi devono essere conservati in un armadio separato da tutti gli altri composti. L'acido nitrico deve essere conservato lontano da qualsiasi altro acido, a meno che l'apposito armadietto per gli acidi non abbia un compartimento separato. I prodotti chimici devono essere organizzati per compatibilità, il che significa che le sostanze altamente volatili non dovrebbero mai essere conservate vicino ad altri composti che potrebbero causare una reazione. Gli armadi con sostanze volatili devono essere ben ventilati. Le sostanze chimiche tossiche devono essere conservate in un armadietto per veleni chiaramente etichettato con un segno visibile all'esterno dell'armadietto. Questo armadietto deve rimanere sempre chiuso a chiave e aperto solo a discrezione dell'istruttore. Procurati un armadietto per la conservazione dei liquidi infiammabili per tutti i materiali infiammabili.

I rifiuti e/o l'inquinamento sono sempre un problema quando quantità di sostanze potenzialmente pericolose vengono utilizzate, sperimentate e poi eliminate. Molti insegnanti delle scuole superiori sostituiscono sostanze chimiche pericolose con sostanze chimiche meno tossiche che produrranno le stesse reazioni chimiche (sebbene ridotte). Anche le quantità di sostanze chimiche possono essere ridotte per evitare la produzione di rifiuti in eccesso poiché le sostanze chimiche e un esperimento vengono eseguiti da centinaia di studenti in un solo giorno. I video dimostrativi possono eliminare del tutto gli sprechi mostrando un esperimento e la sua reazione risultante senza eseguirlo effettivamente.

Per mantenere sicuro l'ambiente della classe, molti insegnanti sostituiscono le sostanze chimiche volatili con quelle meno volatili. Ad esempio, i termometri digitali eliminano la minaccia di un termometro a mercurio rotto. Il carbonato di rame è un sostituto accettabile del cromato di piombo e ce ne sono anche molti altri disponibili. Spesso, oggetti domestici comuni, come il perossido di idrogeno o il sapone per i piatti, contengono tutti gli elementi necessari per eseguire un esperimento senza creare un ambiente di apprendimento pericoloso.

Diversi stati hanno regolamenti sullo smaltimento dei rifiuti. In generale, un rifiuto è considerato pericoloso se è immateriale, corrosivo, tossico o reattivo. Ci sono linee guida speciali fornite dall'EPA per lo smaltimento di questi rifiuti. Tutti gli altri devono essere smaltiti in un contenitore appropriato e preferibilmente biodegradabile. Esistono anche procedure per rendere non tossici i rifiuti tossici. Ogni sostanza chimica è diversa, ma, spesso, un prodotto potenzialmente pericoloso può essere reso sicuro con l'aggiunta di alcune sostanze chimiche e un corretto smaltimento.

La maggior parte degli esperimenti trovati nei laboratori di chimica delle scuole superiori porta a prodotti che sorprendono o divertono gli studenti in età scolare. Alcuni esperimenti comuni includono quelli in cui gli studenti creano un polimero appiccicoso usando coloranti alimentari, gomma di guar e borace. Un altro li fa creare cristalli di rocca usando zucchero di canna e acqua. Ancora un altro popolare esperimento di grande interesse utilizza bicarbonato di sodio, liscivia, zinco, aceto e HCl per creare diverse reazioni chimiche. Gli studenti generalmente rispondono meglio agli esperimenti che producono risultati immediati e familiari.