Name: glassware care for cleaner reactions
Uploaded: 2023-04-30T06:54:58.000Z
Duration: 7 min 30 s
Channel: JoVE

K12 Standards

Texas Essential Knowledge and Skills

High School

Physics

PHYS.1

PHYS.1.D

Cleaning Glassware

اعتبارات عامة: في حين أن بعض حلول التنظيف أدناه غير ضارة ملامسة الجلد ، فمن الحكمة دائما ارتداء قفازات مقاومة للمواد الكيميائية ومعطف أمان المختبر وحماية العين. 
1. الإجراء العام لجميع الأواني الزجاجية 
ملاحظة: تنطبق هذه الطريقة على قضبان التحريك والملاعق والقمع وغيرها من المعدات القابلة لإعادة الاستخدام. يمكن استخدامه أيضا مع أي من طرق الغسيل الأخرى الموضحة أدناه. 
<ol>
	<li>لإزالة أي زيوت عضوية زائدة ، اشطف الأواني الزجاجية لفترة وجيزة بمذيب عضوي مثل الأسيتون. يجب أن يدخل شطف الأسيتون في النفايات العضوية. </li>
	<li>باستخدام ماء الصنبور الدافئ ، استخدم فرشاة مناسبة وماء صابون لفرك الأواني الزجاجية المنحنية من الداخل. </li>
	<li>قم بإزالة رغوة الصابون باستخدام ماء الصنبور الدافئ. </li>
	<li>لتجنب بقع الماء العسر ، استخدم الماء منزوع الأيونات أو ماء التناضح العكسي لغسل ماء الصنبور. </li>
	<li>اشطفه مرة أخرى بالأسيتون لإزالة الماء. تساعد هذه الخطوة على تسريع عملية تجفيف الزجاج. </li>
</ol>
2. غسل الحمض العام 
ملاحظة: يمكن إزالة بعض المخلفات العضوية والأملاح المعدنية والقواعد العالقة باستخدام محلول حمضي خفيف. عند الانتهاء ، يمكن تخفيف الأحماض غير المؤكسدة والتخلص منها في البالوعة ( على سبيل المثال ، حمض الهيدروكلوريك). يجب تحييد الأحماض الأخرى مثل حمض الأسيتيك ، وهو حمض عضوي ، وإضافتها إلى حاويات النفايات السائلة ذات الأساس المائي. عادة ما يتم استخدام بيكربونات الصوديوم لإخماد وتحييد الأحماض لأن لها مؤشرا مرئيا خاصا بها: ينتج تفاعل بيكربونات الصوديوم والحمض غاز ثاني أكسيد الكربون 2 ، وبالتالي فإن الفقاعات تشير إلى أنه لا يزال هناك حمض في المحلول. بمجرد إضافة بيكربونات الصوديوم وعدم ملاحظة فقاعات ، يتم تحييد المحلول. يمكن وضع كل هذا في النفايات المائية. 
<ol>
	<li>اصنع محلول 1 M HCl (aq.) أو 5٪ v / v حمض الخليك في ماء التناضح منزوع الأيونات أو العكسي. </li>
	<li>داخل غطاء الدخان ، أضف بعضا من محلول التنظيف الحمضي إلى الأواني الزجاجية وقم بتدوير المحلول لتغطية المناطق المتسخة. من المفيد أحيانا استخدام فرشاة تنظيف أو ماصة أو ملعقة أو صوتنة. </li>
	<li>قم بتحييد الغسيل الحمضي قبل إضافته إلى النفايات المائية (محلول بيكربونات الصوديوم سيعمل على تحييد الحمض). </li>
	<li>نظف الأواني الزجاجية وفقا للطريقة العامة المذكورة أعلاه. </li>
</ol>
3. حمام القاعدة
ملاحظة: بشكل عام ، إذا كانت هناك قطعة من الأواني الزجاجية لا يمكن تنظيفها بالماء الحمضي والصابون ، فقد يساعد نقع الأواني الزجاجية في الحمام الأساسي. الحمام الأساسي أساسي وكاوي بقوة. يجب توخي الحذر لمنع أي انسكابات. ومع ذلك ، يمكن غسل كميات صغيرة بالكامل باستخدام الماء. يمكن تحييد الانسكابات الخطيرة بحمض الأسيتيك وإزالتها. يجب تحييد الحمام الأساسي والتخلص منه بالنفايات المائية. 
ملاحظة: لا ينبغي تنظيف الفركات الزجاجية باستخدام حمام أساسي. 
<ol>
	<li>في دلو تنظيف مخصص ( على سبيل المثال ، دلو طلاء سعة 6 جالون) ، أضف حوالي 2 M محلول KOH (هيدروكسيد البوتاسيوم) في IPA (كحول الأيزوبروبيل ؛ 2-بروبانول). يمكن استبدال IPA بالميثانول أو الإيثانول. استخدم غطاء لتأخير التبخر. </li>
	<li>نظف الأواني الزجاجية وفقا للطريقة العامة المذكورة أعلاه. </li>
	<li>انقع الأواني الزجاجية بعناية في الحمام الأساسي مع التأكد من إزالة أكبر قدر ممكن من الهواء (من الأفضل نقعها طوال الليل). </li>
	<li>عند إزالة الأواني الزجاجية من الدلو ، اسكب مرة أخرى في الدلو أي من محلول الحمام الأساسي داخل الأواني الزجاجية. ثم خذ الأواني الزجاجية واشطف أي محلول أساسي متبقي في الحوض بماء التناضح منزوع الأيونات أو العكسي. </li>
	<li>يجف بالأسيتون. </li>
</ol>
4. أكوا ريجيا
ملحوظة: تشتهر أكوا ريجيا بخصائصها في إذابة المعادن. هذا الغسيل الحمضي شديد الحموضة ومؤكسد وكاوي. يجب توخي الحذر لمنع أي انسكابات أو ملامسة للجلد. الكميات الصغيرة التي تلامس الجلد تسبب الحكة ويجب غسلها تماما عن طريق شطف المنطقة تحت الماء لمدة 15 دقيقة. يمكن تحييد الانسكابات الخطيرة باستخدام NaHCO 3 (بيكربونات الصوديوم) وإزالتها. تنتج أكوا ريجيا أبخرة ويجب التعامل معها داخل غطاء الدخان. يمكن أن يؤدي أيضا إلى تآكل الفولاذ المقاوم للصدأ. يجب تحييد أكوا ريجيا ببيكربونات الصوديوم قبل إضافتها إلى النفايات المائية. 
<ol>
	<li>اصنع دفعات صغيرة من أكوا ريجيا باستخدام نسبة 3: 1 من حمض النيتريك إلى حمض الهيدروكلوريك (HNO 3 : HCl). 
	ملاحظة: كلا الحمضين واضحان ولكن عند الخلط سوف يدخن ويتحول إلى اللون البرتقالي الداكن. </li>
	<li>أضف أكوا ريجيا عن طريق الماصة أو عن طريق السكب بعناية ، وقم بتحريكها لإذابة المعادن المتبقية. </li>
	<li>قم بإزالة معظم أكوا ريجيا عن طريق سكبها في حاوية ثانية سيتم معالجتها والتخلص منها في النفايات المائية. </li>
	<li>نظف الأواني الزجاجية وفقا للطريقة العامة كما هو موضح أعلاه. </li>
</ol>
5. تنظيف الوصلات الأرضية الزجاجية 
ملاحظة: يمكن أن تتعطل المفاصل الأرضية بسهولة. تتمثل إحدى طرق منع هذه المشكلة في التأكد من نظافة جميع المفاصل. عندما تكون نظيفة ، تكون الوصلات الزجاجية الأرضية بيضاء بلورية المظهر. تشير المفاصل الصافية عادة إلى كميات صغيرة من الزيوت والشحوم التي يمكن أن تلوث البيانات الطيفية والمركب المطلوب. 
<img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/10342/10342fig1.jpg">
<ol>
	<li>نظف الوصلات الزجاجية الأرضية بعد تنظيف الأواني الزجاجية بإحدى الطرق المذكورة أعلاه. </li>
	<li>قم بتنظيف الوصلات الزجاجية الأرضية من الداخل (قد يكون هذا صعبا). أفضل طريقة هي استخدام منشفة ورقية مبللة بخلات الإيثيل (EtOAc) وملعقة صغيرة. </li>
	<li>قم بتنظيف الجزء الخارجي من الوصلات الزجاجية الأرضية بسهولة باستخدام منشفة ورقية مبللة بأسيتات الإيثيل. </li>
	<li>بلل طرف منشفة ورقية باستخدام EtOAc واستخدم الملعقة للوصول إلى حواف المفصل. </li>
	<li>لاحظ أن أسيتات الإيثيل تتبخر في ثوان وتكشف عن مفصل زجاجي أرضي أبيض بلوري. 
	ملاحظة: سيعمل أي مذيب متطاير آخر ، مثل الهكسانات. ومع ذلك ، فإن أسيتات الإيثيل أكثر خضرة وأمانا في الاستخدام من الهكسانات. </li>
</ol>
6. إزالة المياه
ملاحظة: بعض التفاعلات حساسة جدا للماء. حتى الرطوبة من الهواء يمكن أن تؤدي إلى رد فعل فاشل. لذلك ، من المهم طرد الماء وإبعاد الهواء الخارجي عن داخل الأواني الزجاجية. بعض الأواني الزجاجية مثل مكثفات الارتجاع هشة ولا يمكن وضعها تحت الفراغ. لهذا السبب ، يفضل استخدام الفرن. اعلم أن المشابك التي تثبت الوصلات بين تركيبتين زجاجيتين عادة ما تكون مصنوعة من البلاستيك وستذوب إذا تم وضعها تحت الحرارة. 
<ol>
	<li>استخدم إحدى الطرق الثلاث لتسخين الأواني الزجاجية بما يكفي لإزالة الماء: 
	a. فرن (يستخدم للأواني الزجاجية) 
	b. مسدس حراري 
	c. فوق لهب ساخن </li>
	<li>في حالة التسخين باستخدام مسدس حراري أو لهب ، ضع الأواني الزجاجية تحت الفراغ (باستخدام قضيب التقليب). يؤدي ذلك إلى سحب بخار الماء من القارورة أثناء التجفيف. </li>
	<li>في حالة استخدام الفرن ، ضع الأواني الزجاجية مع لوح التقليب في الفرن واتركها لمدة 30-60 دقيقة تقريبا (أو أكثر). عند الإزالة ، استخدم قفازات الفرن ، وقم بتغطية الأواني الزجاجية بسرعة بحاجز وتدفق النيتروجين عبر الأواني الزجاجية وهي لا تزال ساخنة. يساعد النيتروجين على إزالة أي هواء خارجي يحتوي على كمية صغيرة من بخار الماء ؛ من المهم تنفيذ هذه الخطوة عندما تكون الأواني الزجاجية ساخنة لأن بخار الماء سيظل في مرحلة الغاز. إذا سمح له بالتبريد ، فسوف يتكثف بخار الماء على السطح الزجاجي. </li>
	<li>تعامل مع الأواني الزجاجية بأمان لإعداد رد الفعل بمجرد أن تبرد الأواني الزجاجية للمس (في هذه المرحلة ، سيتم إثراء الجزء الداخلي من الأواني الزجاجية بغاز خامل ويجب ألا يحتوي على ماء). </li>
</ol>

باتباع الإرشادات الخاصة بتنظيف الأواني الزجاجية ، يمكن للكيميائي التركيز على الكيمياء وتقليل القلق بشأن التلوث من الأواني الزجاجية. أوضح البروتوكول أعلاه كيفية تنظيف الأواني الزجاجية باستخدام الماء الدافئ والصابون والغسيل الحمضي والحمام الأساسي والأكوا ريجيا ، وكيفية تجفيف الأواني الزجاجية ، بالإضافة إلى نصائح لتنظيف الوصلات الزجاجية الأرضية. كما تمت مناقشة التخلص من محاليل التنظيف بإيجاز. تعمل إجراءات تنظيف الزجاج هذه مع جميع أنواع الأواني الزجاجية بما في ذلك ، على سبيل المثال لا الحصر: القوارير ذات القاع المستدير ، وقو...

تنظيف الأواني الزجاجية

المصدر: Vy M. Dong و Daniel Kim ، قسم الكيمياء ، جامعة كاليفورنيا ، إيرفين ، كاليفورنيا 
يدور التخليق العضوي حول تحويل الكاشف المتاح بسهولة إلى منتج أكثر قيمة. يعد امتلاك الأواني الزجاجية النظيفة أمرا بالغ الأهمية لكفاءة هذه العملية. يمكن أن تؤثر الأواني الزجاجية المتسخة على التفاعل وتجعل عزل المنتج النهائي أكثر صعوبة. وبالتالي ، يجب على الكيميائي الاصطناعي الحفاظ على الأواني الزجاجية نظيفة. ستحدد الطرق الموضحة هنا بالتفصيل تقنيات تنظيف الزجاج المختلفة التي تستخدم بانتظام لإزالة المواد العضوية والمعادن والشحوم والأملاح.

الأواني الزجاجية النظيفة بسيطة وأساسية في ممارسة الكيمياء العضوية. توفر معرفة كيفية إزالة البقع الصعبة والمخلفات والملوثات الثقة في استخدام الأواني الزجاجية دون القلق من التلوث.

Source: Vy M. Dong and Daniel Kim, Department of Chemistry, University of California, Irvine, CA
Organic synthesis is about transforming a readily ...

الأواني الزجاجية النظيفة ضرورية لفعالية وكفاءة التخليق الكيميائي. يدور التخليق العضوي حول تحويل الكاشف المتاح بسهولة إلى منتج أكثر قيمة. يمكن أن يؤثر أي مصدر للتلوث ، مثل الأواني الزجاجية المتسخة ، على التفاعل ويجعل عزل المنتج النهائي أكثر صعوبة. فقط لأن قطعة من الأواني الزجاجية تبدو نظيفة ، لا يعني أنها كذلك. عندما تكون في شك ، قم بتنظيفه. سيوضح هذا الفيديو العديد من طرق التنظيف الأساسية للأواني الزجاجية المستخدمة في تفاعلات الكيمياء العضوية. سنبدأ مسحنا بطريقة عامة تستخدم لتنظيف جميع الأواني الزجاجية. أولا ، اشطف الأواني الزجاجية بمذيب عضوي - مثل الأسيتون - لإزالة أي زيوت عضوية زائدة. قم بإيداع هذا الشطف في حاوية الأمان المناسبة. بعد ذلك ، اخلطي ماء الصنبور الدافئ والصابون. باستخدام هذا وفرشاة مناسبة ، افرك الجزء الداخلي من الأواني الزجاجية. ثم اشطفها بماء الصنبور الدافئ لإزالة الصابون. اغسل ماء الصنبور بالماء منزوع الأيونات لتجنب بقع الماء العسر. أخيرا ، اشطف الأواني الزجاجية بالأسيتون لإزالة الماء منزوع الأيونات وتسريع عملية التجفيف. هذه الطريقة بمفردها كافية عندما لا تكون هناك حاجة إلى تقنية معينة لإزالة البقايا. عندما يتم استدعاء مثل هذه التقنية ، ستظل هذه الطريقة العامة مستخدمة بعد إزالة البقايا. تتطلب بعض المخلفات العضوية والأملاح المعدنية والقواعد العالقة غسلا حمضيا خفيفا. يمكن سكب الأحماض غير المؤكسدة في البالوعة عند الانتهاء. من ناحية أخرى ، يجب تحييد الأحماض العضوية وترسبها في حاوية نفايات سائلة مائية. للبدء ، قم بإعداد محلول حمض الهيدروكلوريك 1 متر في الماء منزوع الأيونات. ثم ، داخل غطاء الدخان ، أضف بعضا من هذا المحلول الحمضي إلى الأواني الزجاجية التي يتم تنظيفها. تأكد من تحريك المحلول إلى المناطق المتسخة. عند الانتهاء ، قم بإزالة المحلول الحمضي بشكل مناسب. أخيرا ، اغسل الأواني الزجاجية بالماء والصابون ، كما هو موضح في الإجراء العام لجميع الأواني الزجاجية. قد يساعد نقع الأواني الزجاجية في الحمام الأساسي عندما لا يكون الغسيل الحمضي الخفيف والماء والصابون كافيين. يجب توخي الحذر ، لأن هذا الحمام أساسي وكاوي للغاية ، ويمكن أن يؤثر على الأواني الزجاجية التي تمت معايرتها بدقة. للبدء ، أضف محلول 2 متر من هيدروكسيد البوتاسيوم في كحول الأيزوبروبيل إلى دلو تنظيف مخصص. بعد ذلك ، لإطالة عمر الحمام الأساسي ، قم بتنظيف الأواني الزجاجية باستخدام طريقة "الماء والصابون" العامة. بعد ذلك ، ضع الأواني الزجاجية بعناية في الحمام الأساسي ، مع التأكد من إزالة أكبر قدر ممكن من الهواء. دع الأواني الزجاجية تنقع طوال الليل. بعد ذلك ، قم بإزالة الأواني الزجاجية بعناية من الدلو ، واسكب المحلول الأساسي مرة أخرى في الدلو. اشطفه بالماء منزوع الأيونات. يمكن استخدام الحمام الأساسي عدة مرات قبل استبداله. أخيرا ، جفف الأواني الزجاجية بالأسيتون. في الحالات التي تحتوي على المعادن المتبقية ، قد تكون هناك حاجة إلى أكوا ريجيا. يجب توخي الحذر ، لأن هذا الغسيل الحمضي شديد الحموضة ومؤكسد وكاوي ويمكن أن يؤدي إلى تآكل الفولاذ المقاوم للصدأ. للبدء ، قم بإنشاء مجموعة صغيرة من أكوا ريجيا عن طريق خلط حمض النيتريك وحمض الهيدروكلوريك بنسبة 3 إلى 1. هذه الأحماض عديمة اللون ، ولكن عند مزجها سوف تدخن وتتحول إلى اللون البرتقالي الداكن. بعد ذلك ، ضع ماصة الخليط في الأواني الزجاجية المتسخة. دوامة لإذابة المعادن المتبقية. بعد ذلك ، اسكب أكوا ريجيا في وعاء منفصل للعلاج. تحييد أكوا ريجيا المستخدمة ببيكربونات الصوديوم. ثم قم بإيداع المحلول المحايد في حاوية نفايات مائية. باستخدام الطريقة العامة ، اغسل الأواني الزجاجية بالماء والصابون. يمكن أن تتعطل الوصلات الأرضية الزجاجية بسهولة إذا لم يتم تنظيفها بشكل صحيح. الوصلات الزجاجية النظيفة بلورية في المظهر. من ناحية أخرى ، عادة ما تكون المفاصل المتسخة واضحة - مما يشير إلى التلوث بالزيت أو الشحوم. أولا ، قم بتنظيف الأواني الزجاجية باستخدام الطريقة المناسبة. بعد ذلك ، استخدم منشفة ورقية مبللة بخلات الإيثيل وملعقة صغيرة لتنظيف الحواف من الداخل والخارج والحواف. بعد ذلك ، اترك الأواني الزجاجية تجف. في التفاعلات الحساسة للماء ، من المهم طرد الماء والحد من التعرض للهواء الخارجي. في حين أن هناك عدة طرق لإزالة الماء ، فإن استخدام الفرن هو الأكثر أمانا والمفضل. للبدء ، ضع الأواني الزجاجية في الفرن. قم بتشغيل الفرن واترك الأواني الزجاجية بالداخل لمدة 30 إلى 60 دقيقة. بعد ذلك ، استخدم قفازات الفرن لإزالة الأواني الزجاجية. غطاء سريع مع الحاجز. تدفق النيتروجين عبر الأواني الزجاجية وهي لا تزال ساخنة. بمجرد أن تبرد الأواني الزجاجية ، سيتم إثرائها بجو خامل لا يحتوي على بخار الماء. الأواني الزجاجية جاهزة الآن للاستخدام. الآن بعد أن قمنا بمسح التقنيات الأكثر شيوعا المستخدمة لتنظيف الأواني الزجاجية المختبرية ، سنناقش بعض الأمثلة. يعتمد التوليف الناجح للمنتج عالي النقاء على الأواني الزجاجية التي تم تنظيفها بشكل صحيح. في هذا المثال ، يتم تصنيع الجسيمات النانوية المعدنية ، ثم تغليفها في أنواع مختلفة من البوليمر. أولا ، يتم تصنيع جزيئات الذهب النانوية في أواني زجاجية يتم تنظيفها باستخدام عملية أكوا ريجيا. بعد ذلك ، يتم عزل الجسيمات النانوية عن طريق الطرد المركزي. ثم يتم نقل الجسيمات النانوية المعزولة إلى قارورة زجاجية تحتوي على محلول PSPAA للتغليف. الأواني الزجاجية النظيفة مهمة أيضا في العديد من المجالات عند محاولة تحديد مركب ذي أهمية. على سبيل المثال ، يعد وجود أجهزة نظيفة أمرا مهما عند التحقيق في مسرح الجريمة. إذا لم يتم تنظيفها بشكل صحيح ، فقد تؤدي الملوثات إلى بيانات غير موثوقة. لقد شاهدت للتو مقدمة JoVE لتنظيف الأواني الزجاجية. يجب أن تفهم الآن الغسيل الحمضي والحمامات الأساسية وإجراءات التنظيف العامة لجميع الأواني الزجاجية. شكرا للمشاهدة!

Education

JoVE Science Education

Chemistry

الكيمياء

Organic Chemistry II

الكيمياء العضوية ٢

glassware care for cleaner reactions

Clean glassware is important in organic synthesis. Organic synthesis turns a readily available reagent into a more valuable product. When glassware is dirty, it can affect the reaction and make it harder to isolate the final product.

This lesson shows how chemists keep glassware spotless for better lab work. It covers cleaning methods used to remove organics, metals, grease, and salts. These steps help reduce contamination before and during synthesis.

Glassware Care for Cleaner Reactions

cleaning glassware

Clean glassware is important in organic synthesis. Organic synthesis turns a readily available reagent into a more valuable product. When glassware is dirty, it can affect the reaction and make it harder to isolate the final product. This lesson shows how chemists keep glassware spotless for better lab work. It covers cleaning methods used to remove organics, metals, grease, and salts. These steps help reduce contamination before and during synthesis.

nucleophilic substitution

SN1 vs SN2 Reaction Pathways

Nucleophilic substitution reactions replace a leaving group on a carbon atom with a nucleophile. A nucleophile is an electron-rich Lewis base. These reactions are a core idea in organic chemistry, and they help explain how many carbon-based compounds change. This lesson compares the two main pathways, SN1 and SN2. SN1 means substitution, nucleophilic, first-order kinetics. SN2 means substitution, nucleophilic, second-order kinetics. The video shows the subtle differences between these reaction...

reducing agents

Carbonyl Reduction with IR Monitoring

Carbonyl reduction with IR monitoring shows how chemists track a reaction while choosing the right reducing reagent. The focus is on controlling reactivity and selectivity during molecule synthesis. That balance helps chemists pick reagents for a specific task. The experiment uses carbonyl compounds to study their reactivity. It also examines hydride-reducing reagents, which donate hydride ions during reduction. IR spectroscopy is used to follow the reaction as it happens. This lets students...

grignard reaction

Building Carbon-Carbon Bonds with Grignard Reagents

Grignard reagents are useful organometallic compounds for building carbon-carbon bonds. This experiment shows how to make a Grignard reagent from magnesium and an alkyl halide. It then uses that reagent in a reaction with a carbonyl compound. A nucleophilic attack on the carbonyl is carried out to form a secondary alcohol. This step shows a common use of Grignard reagents in organic synthesis. The reaction demonstrates how a new carbon-carbon bond can be formed during the process.

n-butyllithium titration

Measuring n-Butyllithium Before Reactions

n-Butyllithium must be measured carefully before it is used in a chemical reaction. This experiment shows a simple titration method for finding its accurate concentration. The reagent is an organolithium compound, so it needs special handling in the lab. n-Butyllithium is very sensitive to air and moisture. If it is exposed to either one, its quality can change. For that reason, the titration should be done regularly before the reagent is added to a reaction. The procedure also includes...

dean-stark trap

Removing Water During Reactions

A Dean-Stark trap is special glassware used to remove water during a reaction. It collects water by azeotropic distillation, which separates water along with vapor from the reaction mixture. In many reactions, collecting water is useful because it can push the equilibrium toward the products. This matters in reversible reactions that make water as a byproduct. According to Le Chatelier's principle, a change in temperature, pressure, concentration, or volume causes a reversible reaction to...

ozonolysis of alkenes

Using Ozone to Make Vanillin

Ozone can be used to break an alkene and form useful carbonyl products. In this chemistry experiment, ozonolysis is shown by making vanillin from isoeugenol. Ozonolysis is an oxidation reaction between ozone and an alkene. It is a common method for preparing aldehydes, ketones, and carboxylic acids. The reaction in this demonstration shows how a carbon-carbon double bond can be cut and converted into a smaller product. The experiment also highlights two important lab tools and conditions. It...

organocatalysis

Enamine Catalysis in Organic Reactions

Organocatalysis uses small organic molecules to speed up chemical reactions. In this experiment, the reaction setup shows how enamine catalysis works. The catalyst is used in substoichiometric amounts, so only a small amount is needed to drive the reaction forward. This approach is different from transition metal catalysis and biocatalysis. Transition metal catalysis uses metals as catalysts, while biocatalysis uses enzymes. Organocatalysis offers a separate path for making reactions happen. <br...

palladium-catalyzed cross coupling

Building Carbon-Carbon Bonds with Palladium

Palladium-catalyzed cross coupling is a key method for building carbon-carbon bonds in organic chemistry. This experiment shows the concept behind that chemistry and the setup of a typical reaction. These reactions have changed how synthetic chemists make molecules. They help chemists form bonds in new and more efficient ways. Because of that, palladium-catalyzed cross coupling is widely used in the fine chemical and pharmaceutical industries. For high school students, this reaction shows how...

solid phase synthesis

Peptide Building on Solid Supports

Solid-phase synthesis builds a target compound while the starting molecule stays attached to a solid support. In Merrifield's method, the reactant molecule is bound to a resin and then carried through a series of chemical reactions. This Nobel Prize winning approach is especially useful for making compounds step by step. A key advantage of solid-phase synthesis is easy cleanup after each reaction. Excess reagents and byproducts can be washed away because the target compound remains bound to...

hydrogenation

Chalcone Hydrogenation with Pd/C

Chalcone hydrogenation is shown as an example of an alkene hydrogenation reaction. The experiment converts chalcone into 3-phenylpropiophenone. It highlights how hydrogen can add across a carbon-carbon double bond under catalytic conditions. Palladium on carbon, or Pd/C, is used as a heterogeneous catalyst. A heterogeneous catalyst is one that is in a different phase from the reactants. In this setup, a balloon supplies the hydrogen atmosphere needed for the reaction.

polymerization

Polymers and Nylon in Everyday Life

Polymers are made of macromolecules built from repeating units called monomeric units. These large molecules are an important part of modern life. They appear in many everyday materials. One of the first important polymers was nylon. Nylon is a polyamide, which means it has amide groups in its structure. It became widely used in products such as toothbrushes and stockings.

melting point

Melting Point of Crystalline Solids

The melting point of a crystalline solid is an important property in chemistry. It helps identify how a solid behaves when it changes from a crystal to a liquid. Melting point can also be used to check the purity of a known compound. A pure sample usually melts at a characteristic temperature range, which makes this property useful for comparison. In addition, the melting point gives important information about the stability of the crystals that form. For this reason, it is a key measurement...

infrared spectroscopy

IR Spectroscopy for Unknown Compound ID

Infrared spectroscopy helps identify an unknown compound by showing which functional groups are present. It uses infrared (IR) light, so it is also called vibrational spectroscopy. The spectrum gives a pattern that can be compared with known group signals to narrow down the compound's identity. In this experiment, an IR spectrometer is used to collect the spectrum of a neat sample of the unknown. The sample is analyzed with attenuated total reflection, or ATR, sampling. This method makes it...

polarimeter

Optical Rotation with a Polarimeter

A polarimeter measures the optical rotation of a sample. Optical rotation is the amount that a sample turns polarized light. This makes the instrument useful for studying substances that are optically active. Optically active samples rotate the plane of polarized light in one of two directions. A clockwise rotation is called dextrorotatory and is labeled d or (+). A counterclockwise rotation is called levorotatory and is labeled l or (−).

organic chemistry ii

This collection covers the theory and reactions necessary to carry out syntheses on a more advanced level. In addition, a few videos introduce methods commonly used to analyze the reaction products such as infrared spectroscopy and polarimetry.

Learn why clean glassware matters in organic synthesis and how chemists remove organics, metals, grease, and salts to support cleaner reactions.

Glassware Care for Cleaner Reactions | JoVE K12

Chemistry and Physics

IPC.1

IPC.1.D

Vy Dong

Overview

Techniques for Cleaning Glassware

Applications

Observational Research

Source: Laboratories of Gary Lewandowski, Dave Strohmetz, and Natalie Ciarocco&#8212;Monmouth University

If you want to know how someone thinks or feels, ...

Solving Problems in Physics

Problem-solving is the ability to apply general physical principles to specific situations, usually expressed by equations. It is an essential skill in ...

how-children-solve-problems-using-causal-reasoning

How Children Solve Problems Using Causal Reasoning

Source: Laboratories of Judith Danovitch and Nicholaus Noles&#8212;University of Louisville
Imagine a young child hears an adult say, &#8220;I want to ...

Naturalistic Observations

If you want to understand how behavior occurs, one of the best ways to gain information is to simply observe the behavior in its natural context. However, ...

Models, Theories, and Laws

Scientists frequently use models to help them comprehend a specific collection of phenomena. In physics, a model is a condensed version of a physical ...

/files/media/science-education/science-education-thumbs/14686.jpg

The Scientific Method

The scientific method is a detailed, empirical problem-solving process used by biologists and other scientists. This iterative approach involves ...

Observational Learning

Observational learning, also known as imitation or modeling, occurs when an individual observes and replicates another&#39;s behavior.
The Bobo doll ...

Perspectives on Cognitive Psychology

Source: Laboratory of Jonathan Flombaum&#8212;Johns Hopkins University

As an Assistant Professor of Psychology and Cognitive Science at Johns Hopkins ...

Case Studies

There are many research methods available to psychologists in their efforts to understand, describe, and explain behavior and the cognitive and biological ...

Ask questions and define problems based on observations or information from text, phenomena, models, or investigations

PHYS.1.A

Study Design in Statistics

A study design is a set of techniques that allow a researcher to collect and analyze data from different variables defined for a specific research ...

Experimental Designs

An experimental design is a systematic process that allows researchers to evaluate the relationship between dependent and independent variables. There are ...

Realism in Experimentation

Source: Laboratories of Gary Lewandowski, Dave Strohmetz, and Natalie Ciarocco&#8212;Monmouth University

In an ideal world researchers would conduct ...

Data Collection by Experiments

Data collection is a systematic method of obtaining, observing, measuring, and analyzing accurate information. An experimental study is a standard method ...

Scientific Method

Observation and Background Research
ExpandNOTE: The first two steps in the scientific process involve studying and observing natural phenomena of ...

The Scientific Method in Nursing Process

The scientific method provides the foundation for any research. It is the most reliable and objective of all forms of gaining knowledge and guides in ...

Observational Studies

Observational studies are a type of analytical study where researchers observe events without any interventions. In other words, the researcher does not ...

Study Designs in Epidemiology

Consider an example of testing calcium&#39;s effect on a woman&#39;s bone weight.
In an ideal study design, the same woman would be observed in two ...

What is an Experiment?

An experiment is a planned activity carried out under controlled conditions. The purpose of an experiment is to investigate the relationship between two ...

Categories and Inductive Inferences

Source: Laboratories of Nicholaus Noles and Judith Danovitch&#8212;University of Louisville
It might be possible for the human brain to keep track of each ...

from-theory-to-design-the-role-of-creativity-in-designing-experiments

From Theory to Design: The Role of Creativity in Designing Experiments

Source: Laboratories of Gary Lewandowski, Dave Strohmetz, and Natalie Ciarocco&#8212;Monmouth University

Research studies come into being when a ...

Apply scientific practices to plan and conduct descriptive, comparative, and experimental investigations, and use engineering practices to design solutions to problems

PHYS.1.B

guidelines-in-case-of-a-laboratory-emergency

Guidelines in Case of a Laboratory Emergency

Robert M. Rioux &amp; Zhifeng Chen, Pennsylvania State University, University Park, PA
The most common laboratory emergencies include chemical spills, ...

electrical-safety-precautions-and-basic-equipment

Electrical Safety Precautions and Basic Equipment

Source: Ali Bazzi, Department of Electrical Engineering, University of Connecticut, Storrs, CT.
Electric machines and power electronics experiments ...

Electrical Safety

Robert M. Rioux &amp; Suprita Jharimune, Pennsylvania State University, University Park, PA
Among the many hazards present in the laboratory, electrical ...

Emergency Eyewash and Shower Stations

Robert M. Rioux, Pennsylvania State University, University Park, PA
The Occupational Safety and Health Administration (OSHA) mandates that an emergency ...

Use appropriate safety equipment and practices during laboratory, classroom, and field investigations as outlined in Texas Education Agency-approved safety standards

PHYS.1.C

Common Lab Glassware and Uses

Source: Laboratory of Dr. Neal Abrams &#8212; SUNY College of Environmental Science and Forestry
Glassware is a regular appearance in the professional ...

Lab Techniques

Source: Smaa Koraym at Johns Hopkins University, MD, USA

	Determining the Density of an EggExpand
	Density is a measure of how compact a substance or ...

Scientific Measurement and Lab Skills

Source: Smaa Koraym at Johns Hopkins University, MD, USA

	Measuring Diameter and CircumferenceExpand
	Error can be introduced in any experiment, even ...

Proper Lab Notebook Keeping

Source: Lara Al Hariri and Ahmed Basabrain at the University of Massachusetts Amherst, MA, USA

	Nitration of Methyl BenzoateExpand
	From this lab onward, ...

sample-preparation-for-analytical-characterization

Sample Preparation for Analytical Characterization

Source: Laboratory of Dr. B. Jill Venton - University of Virginia
Sample preparation is the way in which&#160;a sample is treated to prepare&#160;for ...

Making Solutions in the Laboratory

The ability to successfully make solutions is a basic laboratory skill performed in virtually all biological and chemical experiments.  A solution is a ...

Use appropriate tools such as balances, ballistic carts or equivalent, batteries, computers, constant velocity cars, convex lenses, copper wire, discharge tubes with power supply (H, He, Ne, Ar), data acquisition probes and software, dynamics and force demonstration equipment, electrostatic generators, electrostatic kits, friction blocks, graph paper, graphing technology, hand-held visual spectroscopes, inclined planes, iron filings, lab masses, laser pointers, magnets, magnetic compasses, metric rulers, motion detectors, multimeters (current, voltage, resistance), optics bench, optics kit, photogates, plane mirrors, prisms, protractors, pulleys, resistors, rope or string, scientific calculators, stopwatches, springs, spring scales, switches, tuning forks, wave generators, or other equipment and materials that will produce the same results.

Units and Standards of Measurement

A physical quantity is defined either by specifying its measurement method or by stating how it is calculated from other measurements. For example, ...

International System of Units

The International System of Units, known as the SI system, is a universally accepted measurement system recognized and used worldwide. The SI system is ...

Base Quantities and Derived Quantities

In any system of units, the units for some physical quantities must be specified through a measurement process. These measurements are the base quantities ...

How Data are Classified: Numerical Data

Data that are countable or measurable in specific units are called numerical or quantitative data. Quantitative data are always numbers. Quantitative data ...

Quantitative Analysis

Quantitative analysis is a technique for measuring the amount of specific constituents in a sample. When the sample&#39;s composition is unknown, ...

Qualitative Analysis

Qualitative analysis is the process of identifying elements, ions, or compounds in an unknown sample. It is the first and most fundamental type of ...

Collect quantitative data using the International System of Units (SI) and qualitative data as evidence

PHYS.1.E

Review and Preview

Data are individual items of information obtained from a population or sample. Data may be classified as qualitative (categorical), quantitative ...

Ogive Graph

An ogive graph is sometimes called a cumulative frequency polygon. It is one type of frequency polygon that shows cumulative frequency. In other words, ...

Histogram

The histogram is a graphical representation in the x-y form of data distribution in a data set. The horizontal x-axis is labeled with what the data ...

Relative Frequency Histogram

The relative frequency depicts the proportion of data points that have each value. The frequency tells the number of data points that have each value. ...

Scatter Plot

The most common and easiest way to display the relationship between two variables, x and y, is a scatter plot. A scatter plot shows the direction of a ...

Time-Series Graph

A time-series graph is a line graph with repeated measurements taken at successive intervals of time. It is also called a time series chart. To construct ...

Bar Graph

A bar graph is also called a bar chart and consists of bars that are separated from each other. It either uses horizontal or vertical bars to show ...

Multiple Bar Graph

As the name suggests, a multiple bar graph is the same as a bar graph but has multiple bars to depict relationships between different data values. One can ...

Pareto Chart

A Pareto chart is a bar graph or a combination of both line and bar graphs. The bar lengths represent the individual values or the frequency, while the ...

Pie Chart

A pie chart (or a pie graph) is a circular graphical chart or a pictorial representation of categorical data. It is divided into slices of pie each ...

Life Tables

A life table or a mortality table represents the survival patterns of a population.
It comprises multiple columns, each serving a practical purpose, ...

Contingency Table

A contingency table provides a way of portraying data that can facilitate calculating probabilities. It is a method of displaying a frequency distribution ...

Organize quantitative and qualitative data using bar charts, line graphs, scatter plots, data tables, labeled diagrams, and conceptual mathematical relationships

PHYS.1.F

Basic Concept

Engineering mechanics is a branch of engineering that studies motion and the forces acting on objects. It is a fundamental subject and forms the basis of ...

Problem Solving in Statics

Problem-solving in statics is a crucial aspect of engineering and physics that involves resolving issues associated with bodies in a state of equilibrium. ...

Free-body Diagrams: Problem Solving

Free-body diagrams are essential tools for physicists and engineers studying the motion of objects. Free-body diagrams are graphical representations of ...

Equilibrium and Free-body Diagrams

Source: Ketron Mitchell-Wynne, PhD, Asantha Cooray, PhD, Department of Physics &#38; Astronomy, School of Physical Sciences, University of California, ...

Mechanical Systems

In mechanical systems, springs, and masses are akin to the roles of inductors and capacitors in electrical networks, with the energy-dissipating function ...

Develop and use models to represent phenomena, systems, processes, or solutions to engineering problems

IPC.1.G

Scientific and engineering practices. The student, for at least 40% of instructional time, asks questions, identifies problems, and plans and safely conducts classroom, laboratory, and field investigations to answer questions, explain phenomena, or design solutions using appropriate tools and models. The student is expected to:

Glassware Care for Cleaner Reactions

Description

Transcript

More videos by Standards