Чаша вода

Течното стъкло е концентриран разтвор на натриев метасиликат Na2SiO3 (използва се и калиева сол). Получава се чрез разтваряне на силициев диоксид (като пясък) в разтвор на натриев хидроксид: 

Чаша вода всъщност това е смес от соли на различни силициеви киселини с различна степен на полимеризация. Използва се като импрегниране (например за защита на стени от влага, като противопожарна защита), компонент на шпакловки и уплътнители, за производство на силиконови материали, както и хранителна добавка за предотвратяване на слепване (E 550). Наличното в търговската мрежа течно стъкло може да се използва за няколко ефектни експеримента (тъй като е гъста сиропирана течност, се използва като се разрежда с вода в съотношение 1:1).

В първия експеримент ще утаим смес от силициеви киселини. За теста ще използваме следните разтвори: течно стъкло и амониев хлорид NH.₄Cl и индикаторна хартия за проверка на реакцията (снимка 1).

Химия - част от течно стъкло 1 - МТ

Течното стъкло като сол на слаба киселина и силна основа във воден разтвор е до голяма степен хидролизирано и е алкално (снимка 2). Изсипете разтвора на амониев хлорид (снимка 3) в чашата с разтвора от водно стъкло и разбъркайте съдържанието (снимка 4). След известно време се образува желатинова маса (снимка 5), която е смес от силициеви киселини:

(всъщност SiO₂?нГн₂О ? образуват се силициеви киселини с различна степен на хидратация).

Механизмът на реакция на чашата, представен от горното обобщено уравнение, е както следва:

а) натриевият метасиликат в разтвор се дисоциира и претърпява хидролиза:

б) амониеви йони реагират с хидроксидни йони:

Тъй като хидроксилните йони се изразходват в реакция б), равновесието на реакция а) се измества надясно и в резултат на това силициевите киселини се утаяват.

Във втория експеримент отглеждаме „химически заводи“. За експеримента ще са необходими следните разтвори: течно стъкло и метални соли? желязо (III), желязо (II), мед (II), калций, калай (II), хром (III), манган (II).

Химия - част от течно стъкло 2 - МТ

Нека започнем експеримента, като въведем няколко кристала от сол на железен хлорид (III) FeCl в епруветка.₃ и разтвор от течно стъкло (снимка 6). След известно време, кафяви? растения? (снимка 7, 8, 9), от неразтворим железен (III) метасиликат:

Също така, солите на други метали ви позволяват да получите ефективни резултати:

• мед (II)? снимка 10
• хром (III)? снимка 11
• желязо (II)? снимка 12
• калций? снимка 13
• корал (II)? снимка 14
• калай (II)? снимка 15

Механизмът на протичащите процеси се основава на явлението осмоза, тоест проникването на малки частици през порите на полупропускливи мембрани. Отлаганията на неразтворими метални силикати се образуват като тънък слой върху повърхността на солта, въведена в епруветката. Водните молекули проникват в порите на получената мембрана, което води до разтваряне на металната сол отдолу. Полученият разтвор избутва филма, докато се спука. След изливане на разтвора на метална сол, силикатната утайка се утаява ли отново? цикълът се повтаря и химическият завод? се увеличава.

Като поставим смес от солни кристали от различни метали в един съд и я поливаме с разтвор на течно стъкло, можем ли да отгледаме цяла „химическа градина“? (снимка 16, 17, 18).

Zdjęcia