Čaša vode

Tekuće staklo je koncentrirana otopina natrijevog metasilikata Na2SiO3 (koristi se i kalijeva sol). Dobiva se otapanjem silicijevog dioksida (poput pijeska) u otopini natrijevog hidroksida: 

Čaša vode zapravo se radi o mješavini soli raznih silicijevih kiselina s različitim stupnjevima polimerizacije. Koristi se kao impregnacija (na primjer, za zaštitu zidova od vlage, kao zaštita od požara), sastavni dio kitova i brtvila, za proizvodnju silikonskih materijala, kao i kao dodatak hrani za sprječavanje zgrušavanja (E 550). Komercijalno dostupno tekuće staklo može se koristiti za nekoliko spektakularnih pokusa (jer je gusta sirupasta tekućina, koristi se razrjeđivanjem s vodom u omjeru 1:1).

U prvom pokusu istaložit ćemo smjesu silicijevih kiselina. Za ispitivanje ćemo koristiti sljedeća rješenja: tekuće staklo i amonijev klorid NH.₄Cl i indikatorski papir za provjeru reakcije (slika 1).

Kemija - dio tekućeg stakla 1 - MT

Tekuće staklo kao sol slabe kiseline i jake baze u vodenoj otopini je u velikoj mjeri hidrolizirano i lužnato je (slika 2). Ulijte otopinu amonijevog klorida (slika 3) u čašu s otopinom vodenog stakla i promiješajte sadržaj (slika 4). Nakon nekog vremena nastaje želatinasta masa (slika 5), ​​koja je mješavina silicijeve kiseline:

(zapravo SiO₂nGn₂O ? nastaju silicijeve kiseline s različitim stupnjevima hidratacije).

Mehanizam reakcije čaše predstavljen gornjom sažetom jednadžbom je kako slijedi:

a) natrijev metasilikat u otopini disocira i podvrgava se hidrolizi:

b) amonijevi ioni reagiraju s hidroksidnim ionima:

Kako se hidroksilni ioni troše u reakciji b), ravnoteža reakcije a) pomiče se udesno i kao rezultat toga dolazi do taloženja silicijeve kiseline.

U drugom pokusu uzgajamo "kemijske biljke". Za pokus će biti potrebna sljedeća rješenja: tekuće staklo i soli metala? željezo (III), željezo (II), bakar (II), kalcij, kositar (II), krom (III), mangan (II).

Kemija - dio tekućeg stakla 2 - MT

Započnimo pokus unošenjem nekoliko kristala soli željeznog klorida (III) FeCl u epruvetu.₃ i otopina tekućeg stakla (slika 6). Nakon nekog vremena, smeđe? biljke? (fotografija 7, 8, 9), od netopljivog željezovog (III) metasilikata:

Također, soli drugih metala omogućuju postizanje učinkovitih rezultata:

• bakar(II)? fotografija 10
• krom (III)? fotografija 11
• željezo(II)? fotografija 12
• kalcij? fotografija 13
• mangan(II)? fotografija 14
• kositar(II)? fotografija 15

Mehanizam procesa koji se odvijaju temelji se na fenomenu osmoze, tj. prodiranju malih čestica kroz pore polupropusnih membrana. Na površini soli unesene u epruvetu nastaju naslage netopivih metalnih silikata kao tanki sloj. Molekule vode prodiru u pore nastale membrane, uzrokujući otapanje metalne soli ispod. Dobivena otopina gura film dok ne pukne. Nakon izlijevanja otopine soli metala, da li se talog silikata ponovno taloži? ciklus se ponavlja i kemijska tvornica? povećava.

Možemo li uzgojiti cijeli “kemijski vrt” stavljanjem mješavine kristala soli raznih metala u jednu posudu i zalijevanjem otopinom tekućeg stakla? (fotografija 16, 17, 18).

fotografije