Ποτήρι νερό

Το υγρό γυαλί είναι ένα συμπυκνωμένο διάλυμα μεταπυριτικού νατρίου Na2SiO3 (χρησιμοποιείται επίσης άλας καλίου). Παρασκευάζεται με διάλυση πυριτίου (όπως άμμος) σε διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου:

Ένα ποτήρι νερό στην πραγματικότητα, είναι ένα μείγμα αλάτων διαφόρων πυριτικών οξέων με ποικίλους βαθμούς πολυμερισμού. Χρησιμοποιείται ως εμποτισμός (π.χ. για την προστασία των τοίχων από την υγρασία, ως πυροπροστασία), συστατικό στόκων και στεγανοποιητικών, για την παραγωγή υλικών σιλικόνης, καθώς και ως πρόσθετο τροφίμων για την αποφυγή σχηματισμού συσσωματωμάτων (Ε 550). Το υγρό γυαλί που διατίθεται στο εμπόριο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για πολλά θεαματικά πειράματα (καθώς είναι ένα παχύρρευστο, σιροπιαστό υγρό, χρησιμοποιείται αραιωμένο 1:1 με νερό).

Στο πρώτο πείραμα θα καταβυθίσουμε ένα μείγμα πυριτικών οξέων. Για τη διεξαγωγή της δοκιμής θα χρησιμοποιήσουμε τα ακόλουθα διαλύματα: υγρό γυαλί και χλωριούχο αμμώνιο NH.₄Cl και χαρτί δείκτη για έλεγχο της αντίδρασης (φωτογραφία 1).

Χημεία - μέρος υγρού γυαλιού 1 - ΜΤ

Το υγρό γυαλί, ως άλας ενός ασθενούς οξέος και μιας ισχυρής βάσης σε υδατικό διάλυμα, υδρολύεται σε μεγάλο βαθμό και είναι αλκαλικό (φωτογραφία 2). Ρίξτε το διάλυμα χλωριούχου αμμωνίου (φωτογραφία 3) σε ένα ποτήρι με υγρό γυάλινο διάλυμα και ανακατέψτε το περιεχόμενο (φωτογραφία 4). Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, σχηματίζεται μια ζελατινώδης μάζα (φωτογραφία 5), η οποία είναι ένα μείγμα πυριτικών οξέων:

(στην πραγματικότητα SiO₂?nGn₂ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ? σχηματίζονται πυριτικά οξέα με ποικίλους βαθμούς ενυδάτωσης).

Ο μηχανισμός αντίδρασης στο ποτήρι, που αντιπροσωπεύεται από την παραπάνω συνοπτική εξίσωση, είναι ο εξής:

α) το μεταπυριτικό νάτριο σε διάλυμα διασπάται και υφίσταται υδρόλυση:

β) Τα ιόντα αμμωνίου αντιδρούν με ιόντα υδροξειδίου:

Καθώς τα ιόντα υδροξυλίου καταναλώνονται στην αντίδραση β), η ισορροπία της αντίδρασης α) μετατοπίζεται προς τα δεξιά και, ως αποτέλεσμα, τα πυριτικά οξέα καθιζάνουν.

Στο δεύτερο πείραμα καλλιεργούμε «χημικά φυτά». Για να πραγματοποιήσετε το πείραμα, θα χρειαστείτε τις ακόλουθες λύσεις: υγρό γυαλί και άλατα μετάλλων; σίδηρος (III), σίδηρος (II), χαλκός (II), ασβέστιο, κασσίτερος (II), χρώμιο (III), μαγγάνιο (II).

Χημεία - μέρος υγρού γυαλιού 2 - ΜΤ

Ας ξεκινήσουμε το πείραμα προσθέτοντας αρκετούς κρυστάλλους άλατος FeCl χλωριούχου σιδήρου (III) σε ένα δοκιμαστικό σωλήνα.₃ και υγρό γυάλινο διάλυμα (φωτογραφία 6). Μετά από λίγο τα φυτά γίνονται καφέ; (φωτογραφία 7, 8, 9), από αδιάλυτο μεταπυριτικό σίδηρο (III):

Επίσης, τα άλατα άλλων μετάλλων σας επιτρέπουν να έχετε αποτελεσματικά αποτελέσματα:

χαλκός(ΙΙ); φωτογραφία 10
χρώμιο (III); φωτογραφία 11
σίδηρος (II); φωτογραφία 12
ασβέστιο? φωτογραφία 13
μαγγάνιο (II); φωτογραφία 14
μόλυβδος (II); φωτογραφία 15

Ο μηχανισμός των διεργασιών που συμβαίνουν βασίζεται στο φαινόμενο της όσμωσης, δηλαδή στη διείσδυση μικρών σωματιδίων μέσω των πόρων των ημιπερατών μεμβρανών. Οι εναποθέσεις αδιάλυτων πυριτικών μετάλλων σχηματίζονται ως ένα λεπτό στρώμα στην επιφάνεια του άλατος που προστίθεται στον δοκιμαστικό σωλήνα. Τα μόρια του νερού διεισδύουν στους πόρους της μεμβράνης που προκύπτει, προκαλώντας τη διάλυση του μεταλλικού άλατος από κάτω. Το διάλυμα που προκύπτει σπρώχνει το φιλμ μέχρι να σκάσει. Μετά την έκχυση του διαλύματος άλατος μετάλλου, το πυριτικό ίζημα κατακρημνίζεται εκ νέου; ο κύκλος επαναλαμβάνεται και το χημικό εργοστάσιο; αυξάνει.

Τοποθετώντας ένα μείγμα κρυστάλλων από άλατα διαφόρων μετάλλων σε ένα δοχείο και ποτίζοντας το με διάλυμα υγρού γυαλιού, μπορούμε να αναπτύξουμε έναν ολόκληρο «χημικό κήπο»; (φωτογραφία 16, 17, 18).