Hóa Chất Phòng Thí Nghiệm

Hóa chất thí nghiệm là gì? Tính chất, ứng dụng và một số loại phổ biến

Hóa chất thí nghiệm không chỉ được sử dụng tại các phòng thí nghiệm ở các trường học, viện nghiên cứu hay trung tâm kiểm nghiệm mà còn được dùng rộng rãi trong các phòng nghiên cứu sản phẩm mới của các nhà máy sản xuất. Cùng tìm hiểu chi tiết về chúng bên dưới này nhé.

Hóa chất thí nghiệm là gì?

Hóa chất thí nghiệm được biết đến là những loại hóa chất đạt độ tinh khiết vừa đủ để đáp ứng các thí nghiệm cơ bản trong quy mô phòng thí nghiệm. Hay có thể hiểu đơn giản, nó là hóa chất được sử dụng trong phòng thí nghiệm nhằm mục đích nghiên cứu và học tập.

Dựa theo công dụng cùng tính chất có thể chia loại hóa chất này thành 2 nhóm chính:

✅ Loại thông dụng: là nhóm nhỏ gồm các chất hóa học điển hình như axit (nitric, sulfuric, clohydric), kiềm (dung dịch amoniac, kiềm kali, kiềm natri), muối vô cơ,…

✅ Loại đặc dụng: là hóa chất được sử dụng chuyên biệt với những công việc nhất định. Đây là loại chất hóa học xuất hiện tại các phòng thí nghiệm nâng cao, chuyên biệt và đòi hỏi yêu cầu khắt khe về tính chính xác cũng như độ an toàn khi thực hiện.

Ứng dụng và tính chất hóa chất thí nghiệm

• Hóa chất thí nghiệm rất đa dạng và được ứng dụng nhiều trong các ngành công nghệ như thực phẩm, sinh học, chế biến, kỹ thuật môi trường,… lượng hóa chất này được dùng chủ yếu tập trung tại các phòng thí nghiệm hóa học, công nghệ sinh học, hóa – vi sinh, bệnh học...

• Thành phần và tỷ lệ tạp chất của chúng phải được đảm bảo theo các quy chuẩn chính thức để hạn chế tối đa sai số do hóa chất và nâng cao độ tin cậy của các kết quả nghiên cứu.

• Hóa chất tinh khiết được sử dụng vào quá trình thí nghiệm sẽ cho ra kết quả chính xác nhất do chúng không có lẫn các tạp chất như những loại hóa chất thông thường khác.

• Trong nghiên cứu, người ta thường tập trung vào việc hạn chế những sai số trong các thí nghiệm bằng cách tối ưu hóa phương pháp nghiên cứu, thao tác thực hiện, vật liệu mẫu nhưng ít ai quan tâm tới chất lượng của hóa chất tham gia nghiên cứu nhất là độ tinh khiết của chúng. Độ tinh khiết ảnh hưởng rất lớn đến kết quả thu được.

• Các tạp chất không xác định trong hóa chất sẽ gây hao hụt một lượng nhỏ chất phản ứng, từ đó làm ảnh hưởng đến phản ứng trong thí nghiệm đồng thời cũng có thể ức chế hay tác động đến sản phẩm theo một cách thức nào đó. Chính điều này sẽ khiến độ tin cậy của kết quả thí nghiệm bị giảm sút.

• Khi sử dụng hóa chất với độ tinh khiết cao, sẽ giúp hạn chế đến mức thấp nhất sai số gây ra bởi chúng và nâng cao độ tin cậy của kết quả nghiên cứu. Bên cạnh đó, còn rút ngắn được thời gian nghiên cứu do không cần phải thực hiện nhiều lần thí nghiệm để kiểm tra mức độ tin cậy của kết quả, điều đó cũng giúp giảm đi lượng hóa chất sử dụng khi lặp lại thí nghiệm.

Các loại hóa chất thí nghiệm phổ biến hiện nay

1. Hóa chất tinh khiết Phenolphtalein

1.1. Phenolphtalein là gì?

Đây là một hợp chất hóa học có công thức C20H14O4 và được viết tắt là Hln hoặc phph. Nó thường tồn tại ở dạng chất lỏng nhưng đậm đặc hơn nước, không mùi, trong suốt và cũng có thể dưới dạng chất bột màu trắng.

1.2. Tính chất cơ bản

Khối lượng riêng	1.277 g cm-3 ở 32 oC
Áp suất hơi ước tính	6,7 x 10-13 mmHg
Khối lượng mol	318,328 g.mol-1
Độ hòa tan	Tan kém trong nước (400 mg/l) nhưng tan tốt trong rượu và ether
Nhiệt độ nóng chảy	262,5 oC
Nhiệt độ sôi	557,8 ± 50,0 oC tại áp suất khí quyển
PKa	9,7 ở 25 oC
Khác	Bị phân hủy khi đun nóng và tỏa ra khói cay nồng, khó chịu

1.3. Ứng dụng

Được sử dụng trong phân tích hóa học như một loại thuốc thử để xác định điểm tương đương trong các phản ứng trung hòa hay chuẩn độ axit – bazơ. Nó sẽ chuyển sang không màu nếu dung dịch có tính axit và màu đỏ trong dung dịch bazơ. Có thể xuất hiện màu tím khi nồng độ chất chỉ thị là đặc. Ở trong dung dịch kiềm cực mạnh (độ pH > 12) phenolphtalein trở về trạng thái không màu.

2. Hóa chất tinh khiết Sucrose

2.1. Định nghĩa

Sucrose hay saccharose có công thức hóa học C12H22O11, là một disaccarit (gồm một glucose và fructose liên kết với nhau)

2.2. Tính chất của Sucrose

- Sucrose tinh khiết thường được sản xuất dưới dạng bột kết tinh mịn, có màu trắng, không mùi với vị ngọt dễ chịu

- Khối lượng mol: 342.3 g/mol

- Nhiệt độ nóng chảy: 698 oC

- Tỷ trọng:  1,587 g/cm3

- Độ tan trong nước: 211,5g/ 100ml

- Sucrose không có tính khử mà chỉ có tính chất của một ancol đa chức cùng phản ứng thủy phân của disaccarit

• Phản ứng với Cu(OH)2

2C12H22O11 + Cu(OH)2 → (C12H21O11)2Cu + 2H2O

• Phản ứng thủy phân

C12H22O11 + H2O →  C6H12O + C6H12O6

2.3. Ứng dụng

• Hóa chất tinh khiết Sucrose được sử dụng khá phổ biến trong phòng thí nghiệm nghiên cứu khoa học, để thủy phân sucroza thành glucoza và fructoza.
• Ứng dụng trong sản xuất nhiều loại thực phẩm như kẹo ngọt, bánh bích quy, kem, nước trái cây và hỗ trợ trong bảo quản thực phẩm.

3. Hóa chất tinh khiết Ethylene glycol

3.1. Định nghĩa Ethylene glycol là gì?

Ethylene glycol là một hợp chất hữu cơ với công thức hóa học là (CH2OH)2 hay C2H6O2. Nó thường ở dạng không màu, không mùi, chất lỏng dạng sirô và có hương vị ngọt ngào. C2H6O2 có thể tồn tại dưới dạng hơi trong không khí.

3.2. Tính chất cơ bản của Ethylene glycol

Khối lượng riêng	1,1132 g/cm3
Điểm nóng chảy	-12,9 oC (260,1 K; 8,8 oF)
Điểm sôi	197,3 oC (470,4 K; 387,1 oF)
Áp suất hơi	0,06 mmHg (ở 20 oC)
Độ nhớt	1,61 x 10-2 N*s/ m2
Độ tan	Tan trong nước và hầu hết các dung môi hữu cơ
Trạng thái	Lỏng
Mùi	Không mùi
Màu	Chất lỏng không màu
Khả năng bốc hơi	Dễ bay hơi

3.3. Ứng dụng của Ethylene glycol

- Sử dụng để làm dung môi

• Chiếm tỷ lệ lên đến 50% trong các công thức chống đông
• Là nguyên liệu thô trong việc sản xuất polyester như PET

- Làm phương tiện để truyền nhiệt như làm chất làm lạnh và chất chuyển nhiệt

• Sử dụng để truyền nhiệt đối lưu và máy làm mát bằng chất lỏng trong lĩnh vực ô tô
• Dùng trong hệ thống điều hòa không khí lạnh
• Làm chất lỏng vận chuyển nhiệt thông qua việc sử dụng máy bơm nhiệt địa nhiệt trong các hệ thống sưởi ấm hay làm lạnh địa nhiệt.

- Làm chất chống đông

• Nó có khả năng phá vỡ liên kết hydro khi hòa tan trong nước. Ethylene glycol nguyên chất đóng băng trong khoảng -12 oC (10.4 oF) nhưng khi trộn với nước, hỗn hợp này không dễ kết tinh, do đó điểm đóng băng của chúng không còn hoạt động
• Với khả năng chống ăn mòn cũng giúp nó trở thành một thành phần của các hỗn hợp đông lạnh giúp bảo quản các mô, mô sinh học tại nhiệt độ thấp.

- Sử dụng như một hợp chất tiền chất cho polymer

• Trong ngành công nghiệp nhựa, hóa chất này được sử dụng như một tiền thân quan trọng cho sợi polyester và nhựa. Từ Ethylene glycol chế tạo ra Polyethylene terephthalate (chất dùng làm chai nhựa cho nước giải khát)

4. Hóa chất tinh khiết Phenoxyethanol

4.1. Phenoxyethanol là gì?

Đây là một loại hóa chất bảo quản dạng lỏng, không màu và có mùi dễ chịu, tồn tại dưới dạng dầu. Nó được xem là sản phẩm được tạo ra từ phản ứng giữa phenol và ethylene oxide ở nhiệt độ cao.

4.2. Tính chất của Phenoxyethanol

• Là chất dầu lỏng, không màu và có mùi dễ chịu
• Ít tan trong nước và ít bay hơi
• Ổn định tại nhiệt độ khoảng 85 độ C và hoạt động với độ pH từ 3 – 10
• Tan nhiều trong hầu hết các loại dầu

4.3. Ứng dụng

• Phenoxyethanol được sử dụng làm chất bảo quản, tạo nên hệ đệm sinh học và là chất xúc tác giúp những lợi khuẩn phát huy tác dụng, vai trò quan trọng trong các sản phẩm mỹ phẩm.
• Hóa chất 2-Phenoxyethanol hàm lượng ≥ 99.00% (C8H10O2) được dùng trong tổng hợp, phân tích hóa học tại các phòng thí nghiệm trường học và viện nghiên cứu. Sử dụng để làm nguyên liệu ban đầu cho tổng hợp các dẫn xuất diorganodiselenides. Bên cạnh đó, còn được ứng dụng để tạo thành 9,9-bis [4(2-hydroxyethoxy)phenyl] fluorene.

5. Hóa chất tinh khiết Photpho

5.1. Photpho là gì?

Photpho là một trong những nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn với ký hiệu P và số nguyên tử là 15. Đây là một phi kim đa hóa trị nằm trong nhóm ni tơ, có thể tìm thấy trong những loại đá phốt phát vô cơ và trong các cơ thể sống.

Phốtpho thường tồn tại dưới ba dạng thù hình cơ bản có màu: trắng, đỏ cùng đen. Trong đó photpho trắng và đen là phổ biến nhất.

5.2. Tính chất và ứng dụng

Photpho trắng

- Định nghĩa

• Đây là một allotrope phổ biến thứ hai của photpho có màu đỏ sẫm. Hợp chất này không có mùi và không độc hại.

- Tính chất vật lý

• Là chất bột màu đỏ với cấu trúc polime nên khó nóng chảy và bay hơn P trắng.
• Không tan trong những dung môi thông thường, dễ hút ẩm cũng như chảy rữa
• Bền trong không khí khi ở nhiệt độ thường và không phát quang trong bóng tối. Nhiệt độ bốc cháy: > 250 độ C

- Ứng dụng

• Trong sản phẩm diêm để tạo ra lửa
• Là thành phần có trong các sản phẩm flare, các thiết bị khói
• Nguyên liệu tạo methamphetamine
• Sử dụng như một chất chống cháy
• Hiện nay, có sản phẩm hóa chất photpho red Trung quốc được ứng dụng nhiều trong công nghiệp, đời sống, quân sự và trong các phòng thí nghiệm.

Photpho trắng

- Định nghĩa

• Là một allotrope photpho tồn tại ở dạng chất rắn trong mờ. Nó sẽ nhanh chóng chuyển sang màu vàng khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời nên đôi khi còn được gọi là phốt pho vàng.

- Tính chất và ứng dụng

Tính chất vật lý

• Là một chắn rắn trong suốt, có màu trắng hoặc vàng nhạt, giống như sáp với cấu trúc mạng tinh thể phân tử. Ở các nút mạng chúng là những phân tử hình tứ diện P4 liên kết với nhau bằng lực tương tác yếu. Vì vậy photpho trắng mềm, dễ nóng chảy (44,1 độ C)
• Không tan trong nước nhưng tan nhiều trong dung môi hữu cơ như cacbon, benzen, ete,… Nó rất độc, có thể gây bỏng nặng nếu rơi vào da.
• Bốc cháy trong không khí ở nhiệt độ > 40 độ C nên thường được bảo quản bằng cách ngâm trong nước
• Ở nhiệt độ thường, hóa chất này phát quang màu lục nhạt trong bóng tối. Chuyển hóa dần thành photpho đỏ khi bị đun nóng lên 250 độ C mà không có không khí.

Ứng dụng

• Chất phụ gia trong napalm
• Dùng để sản xuất phôtpho đỏ.

6. Hóa chất tinh khiết Bạc nitrat

6.1. Bạc nitrat là gì?

Bạc nitrat là một hợp chất phổ biến của bạc và axit nitric với công thức hóa học AgNO3. Nó được biết đến là một tinh thể không màu và dễ hòa tan trong nước. Dung dịch này có chứa một lượng lớn các ion bạc, mang đến đặc tính oxy hóa mạnh cùng tính ăn mòn nhất định.

6.2. Tính chất của Bạc nitrat

- Tính chất vật lý

Ngoại quan	Tinh thể trong suốt, không màu
Khối lượng riêng	5,35 g/cm3
Điểm nóng chảy	212 oC (485 K, 414 oF)
Điểm sôi	444 oC (717K, 831 oF)
Độ hòa tan trong nước	1220 g/l ở 0 độ C 2160 g/l ở 20 độ C 4400 g/l ở 60 độ C 7330 g/l ở 100 độ C
Độ hòa tan	Tan trong nước và amoniac, tan ít trong ethanol khan và gần như không hòa tan trongcacs axit nitric đậm đặc

- Tính chất hóa học

• Phản ứng oxi hóa khử

N2H4 + 4AgNO3 →  4Ag + N2 + 4HNO3

2AgNO3 + Cu →  Cu(NO3)2 + 2Ag

• Phản ứng phân hủy

AgNO3 →  2Ag + 2NO2 + O2

• Phản ứng với NH3

2AgNO3 + 2NH3 + H2O →  Ag2O + 2NH4NO3

• Phản ứng với axit

AgNO3 + HCl →  AgCl + HNO3

• Phản ứng cùng NaOH

2NaOH + 2AgNO3 →  2NaNO3 + Ag2O + H2O

6.3. Ứng dụng

• Bạc nitrat được dùng để kết tủa các ion clorua, cơ sở hoạt động của nó dùng để hiệu chuẩn dung dịch natri clorua
• Trong công nghiệp, hóa chất này được dùng trong sản xuất muối bạc khác, tạo chất kết dính dẫn điện, sàng phân tử A8x, sử dụng làm vật liệu nhạy sáng cho phĩm-quang và phim ảnh, sản xuất pin bạc – kẽm,….
• Sử dụng trong y học giúp ăn mòn mô hạt tăng sinh và dung dịch loãng được dùng làm thuốc diệt nấm trong nhiễm trùng mắt.
• Sản phẩm hóa chất tinh khiết Silver Nitrat AgNO3 (Trung Quốc) với độ tinh khiết ≥ 99.8% được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, nông nghiệp, nghiên cứu khoa học, y tế và bảo vệ môi trường. Nó được sử dụng để làm chất khởi đầu cho việc tổng hợp những hợp chất bạc khác như khử trùng hay tạo màu vàng cho thủy tinh của kính màu. Ngoài ra, chúng còn dùng để phân biệt những ion nhóm halogen với nhau.  
• Silver Nitrat của Merck – Đức được dùng để làm thuốc thử phân tích trong phòng thí nghiệm. Sử dụng để làm chất khởi đầu cho tổng hợp những hợp chất bạc khác và giúp phân biệt các ion nhóm halogen với nhau,…

7. Hóa chất tinh khiết Butyl acetate - Xăng thơm

7.1. Butyl acetate là gì?

Butyl acetate hay xăng thơm, dầu chuối, là một hợp chất hữu cơ với công thức hóa học C6H12O2, có mùi thơm đặc trưng như chuối chín.

7.2. Tính chất lý hóa của C6H12O2

Ngoại quan	Chất lỏng trong suốt, không màu và có mùi thơm như chuối chín
Khối lượng riêng	0,88 g/cm3, lỏng ở 15 độ C (59 độ F)
Khối lượng mol	116,16 g/mol
Điểm nóng chảy	-74 độ C (199K, -101 độ F)
Nhiệt độ sôi	126 độ C (339K, 256 độ F)
Độ hòa tan trong nước	0,7 g/100ml (ở 20 độ C)

7.3. Ứng dụng

• Với tính dễ bay hơi, hóa chất này được sử dụng phố biến trong ngành công nghiệp sản xuất sơn (trừ loại sơn có nhóm OH tự do)
• Sử dụng để pha loãng một số loại hóa chất dưới dạng keo, đặc,…
• Dùng để thay thế một số loại dung môi có độc tính cao và gây hại cho môi trường như ketone xylene, toluene.
• Khi kết hợp với N-butanol giúp tăng khả năng chống đục của nhiều hợp chất và nhiều ứng dụng khác
• Hóa chất Butyl acetate (Trung Quốc) với độ tinh khiết 99% được dùng:

• Với khả năng hòa tan tốt các chất như nitrat cellulose, polymer, nhựa, dầu, chất béo, N-Butyl acetate được sử dụng làm dung môi quan trọng cho ngành công nghiệp sơn.
• Dùng để làm chất ly trích trong bào chế dược và là thành phần của các chất tẩy rửa, hương liệu.
• Sử dụng để tạo mùi trái cây tổng hợp trong thực phẩm.

8. Nước rửa tay khô

• Nước rửa tay khô hay dung dịch rửa ray khô là một loại dung dịch dùng để rửa tay mà không cần dùng với nước, giúp tiêu diệt vi khuẩn.
• Thành phần chính của nó bao gồm: ethanol (cồn), nước tinh khiết, chất hút ẩm, hương liệu tạo mùi hoặc tinh dầu làm thơm và chất diệt khuẩn.
• Để đạt được khả năng sát trùng, cồn phải ở 60 -70 độ trở lên, vì vậy khi muốn dùng nước rửa tay khô với mục đích tiêu diệt vi khuẩn, cần xem xét lại các yếu tố trong thành phần, từ loại chất cho đến nồng độ của chúng.

9. Hóa chất tinh khiết amoni nitrat

9.1. Amoni nitrat là gì?

Đây là một hợp chất muối trung hòa ở dạng tinh thể màu trắng với khả năng hút ẩm mạnh và có công thức hóa học NH4NO3.

9.2. Tính chất vật lý của NH4NO3

Ngoại quan	Chất rắn, có màu trắng
Khối lượng mol	0,04336 g/mol
Tỷ trọng	1,73 g/cm3, rắn
Điểm nóng chảy	169 độ C
Điểm sôi	210 độ C
Độ hòa tan trong nước	119 g/100ml – 0 độ C 190 g/100ml – 20 độ C 286 g/100ml – 40 độ C 421 g/100ml – 60 độ C 630 g/100ml – 80 độ C 1024 g/100ml – 100 độ C

9.3. Tính chất hóa học của NH4NO3

• Bị nhiệt phân ở nhiệt độ từ 190 đến 245 độ C

NH4NO3  → 2H2O + N2O

• Tác dụng với các axit như HCl, H2SO4

HCl + NH4NO3  → HNO3 + NH4Cl

• Tác dụng với bazơ

NH4NO3 + KOH → H2O + KNO3 + NH3

• Tác dụng với các muối

NH4NO3 + Na3PO4 + Be(NO3)3 →  3NaNO3 + Be(NH4PO4)

9.4. Ứng dụng

• Được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất phân bón. Ngoài ra còn dùng làm nguyên liệu trong điều chế thuốc nổ, sử dụng trong công nghiệp dệt may, mạ điện, làm túi ướp lạnh, các ngành hóa chất khác,…
• Hóa chất amoni nitrat (Trung Quốc) với quy cách chai nhựa 500g được sử dụng làm hóa chất trong các phòng thí nghiệm, dùng làm phân bón nông nghiệp và chất oxy hóa.

10. Hóa chất tinh khiết Axit pecloric

10.1. Axit pecloric là gì?

Đây là một hợp chất vô cơ thường dưới dạng chất lỏng, không màu với công thức hóa học HClO4.

10.2. Tính chất vật lý của HClO4

Khối lượng mol	100,46 g/mol
Khối lượng riêng	1,67 g/cm3
Ngoại quan	Chất lỏng không màu
Điểm nóng chảy	-17 độ C (hỗn hợp đẳng phí), -112 độ C (dạng khan)
Điểm sôi	203 độ C (hỗn hợp đẳng phí)
Độ hòa tan trong nước	tan

10.3. Tính chất hóa học của HClO4

• Phản ứng oxy hóa khử

2HClO4 →  H2O +Cl2O7

• Tác dụng với một số chất khác như

HClO4 + HF→  H2O + ClO3F

KOH + HClO4 →  H2O + KClO

NaOH + HClO4 →  H2O + NaClO4

PH3 +  HClO4 →  PH4ClO4

10.4. Ứng dụng

• Chủ yếu được dùng để chế tạo ra amoni peclorat – chất để tạo ra nhiên liệu tên lửa
• Sử dụng trong nhiều sự tổng hợp và là dung môi hữu ích trong sắc ký trao đổi ion, ứng dụng trong chạm, khắc lên bề mặt nhôm, molybden cùng một số kim loại khác
• Perchloric acid 70-72% của Merck – Đức ngoài các ứng dụng kết trên, nó còn được dùng làm thuốc thử trong các phòng thí nghiệm.

Một số lưu ý khi sử dụng hóa chất trong phòng thí nghiệm

- Người làm việc trong phòng thí nghiệm cần nắm bắt được những tính chất chính của các hóa chất mang đi sử dụng, nhất là mức độ độc hại và khả năng phản ứng của nó với các thuốc thử khác.

- Chỉ nên pha dung dịch với một lượng cần thiết cho thí nghiệm, giúp tiết kiệm hóa chất (đặc biệt là với những loại quý)

- Các thuốc thử thông dụng, thường được dùng với lượng nhiều nên đựng vào các lọ lớn. Đối với loại ít dung và hiếm nên đóng trong các lọ bé và bảo quản riêng.

- Các chất rắn khi để trong lọ có thể bị vón thành cục, rất khó lấy ra. Trước khi lấy ra, cần xem xét kỹ cổ lọ, để loại bỏ tất cả những gì ở đó có khả năng rơi vào làm bẩn hóa chất lấy ra. Nên sử dụng thìa sứ để lấy các chất ra.

- Không bỏ trở lại lọ những hóa chất đã bị rơi vãi

- Đặc biệt lưu ý đến việc giữ gìn độ tinh khiết cho hóa chất: 

• Nếu trong lọ chỉ cần một lượng nhỏ chất thì nên chuyển sang một lọ bé hơn để tránh choán chỗ
• Có nhãn mác phân biệt trên các lọ chứa
• Rửa sạch và sấy khô lọ trước khi cho sản phẩm vào bảo quản
• Không cho sản phẩm trực tiếp lên đĩa cân khi tiến hành cần vì nó có thể làm hỏng cân mà phải sử dụng vật chứa hỗ trợ như mặt kính đồng hồ, becher,….
• Đối với những chất dễ cháy cần được để riêng và bảo quản trong một điều kiện đặc biệt
• Không được để chung những chất có khả năng tương tác với nhau gây bốc cháy hay thoát ra một lượng nhiệt lớn.
• Không nhầm lẫn các nút của bình chứa để tránh làm bẩn những hóa chất đó
• Đậy kín các lọ và gắn nút lọ bằng parafin nhất là đối với các chất dễ hút ẩm hay dễ biến đổi khi tiếp xúc với không khí.