Stiklas vandens
Skystas stiklas yra koncentruotas natrio metasilikato Na2SiO3 tirpalas (taip pat naudojama kalio druska). Jis gaminamas ištirpinant silicio dioksidą (kaip smėlį) natrio hidroksido tirpale:
Stiklas vandens iš tikrųjų tai yra įvairių silicio rūgščių druskų mišinys, turintis skirtingą polimerizacijos laipsnį. Jis naudojamas kaip impregnavimas (pavyzdžiui, siekiant apsaugoti sienas nuo drėgmės, kaip priešgaisrinė priemonė), užpildų ir sandariklių komponentas, gaminant silikonines medžiagas, taip pat kaip maisto priedas, apsaugantis nuo sukepimo (E 550). Prekyboje esantis skystas stiklas gali būti naudojamas keliems įspūdingiems eksperimentams (kadangi tai tirštas, sirupo pavidalo skystis, naudojamas skiedžiant vandeniu santykiu 1:1).
Pirmajame eksperimente nusodinsime silicio rūgščių mišinį. Bandymui naudosime šiuos tirpalus: skystą stiklą ir amonio chloridą NH.4Cl ir indikatorinis popierius reakcijai patikrinti (1 nuotrauka).
Chemija – skysto stiklo dalis 1 – MT
Skystas stiklas, kaip silpnos rūgšties ir stiprios bazės druska vandeniniame tirpale, daugiausia hidrolizuojamas ir yra šarminis (2 nuotrauka). Supilkite amonio chlorido tirpalą (3 nuotrauka) į stiklinę su vandens stiklo tirpalu ir išmaišykite turinį (4 nuotrauka). Po kurio laiko susidaro želatinos masė (5 nuotrauka), kuri yra silicio rūgščių mišinys:
(iš tikrųjų SiO2?nGn2O ? susidaro įvairaus hidratacijos laipsnio silicio rūgštys).
Stiklinės reakcijos mechanizmas, pavaizduotas aukščiau pateikta apibendrinančia lygtimi, yra toks:
a) natrio metasilikatas tirpale disocijuoja ir hidrolizuojamas:
b) amonio jonai reaguoja su hidroksido jonais:
Kadangi b) reakcijos metu sunaudojami hidroksilo jonai, reakcijos a) pusiausvyra pasislenka į dešinę ir dėl to nusėda silicio rūgštys.
Antrame eksperimente auginame „cheminius augalus“. Eksperimentui reikės šių tirpalų: skysto stiklo ir metalo druskų? geležis (III), geležis (II), varis (II), kalcis, alavas (II), chromas (III), manganas (II).
Chemija – skysto stiklo dalis 2 – MT
Pradėkime eksperimentą į mėgintuvėlį įleisdami kelis geležies chlorido (III) druskos FeCl kristalus.3 ir skysto stiklo tirpalas (6 nuotrauka). Po kurio laiko rudos?augalai? (7, 8, 9 nuotrauka), iš netirpaus geležies (III) metasilikato:
Be to, kitų metalų druskos leidžia pasiekti efektyvių rezultatų:
- vario(II)? 10 nuotrauka
- chromas (III)? 11 nuotrauka
- geležies(II)? 12 nuotrauka
- kalcio? 13 nuotrauka
- manganas (II)? 14 nuotrauka
- alavas (II)? 15 nuotrauka
Vykstančių procesų mechanizmas pagrįstas osmoso fenomenu, t.y. mažų dalelių prasiskverbimu pro pusiau pralaidžių membranų poras. Netirpių metalų silikatų nuosėdos susidaro plonu sluoksniu ant druskos, įleistos į mėgintuvėlį, paviršiaus. Vandens molekulės prasiskverbia į susidariusios membranos poras, todėl po ja esanti metalo druska ištirpsta. Gautas tirpalas stumia plėvelę, kol ji plyšta. Ar išpylus metalo druskos tirpalą silikato nuosėdos vėl nusėda? ciklas kartojasi ir chemijos gamykla? dideja.
Į vieną indą sudėję įvairių metalų druskų kristalų mišinį ir palaistę skysto stiklo tirpalu, galime užauginti visą „chemijos sodą“? (16, 17, 18 nuotr.).
Paveikslėliai
