«Химический сад»
На фото — завораживающий процесс реакции хлорида кобальта в водном растворе силиката натрия. Хлорид кобальта начинает растворяться в воде и образует нерастворимый силикат кобальта, который представляет из себя частично проницаемую мембрану. Поскольку ионная сила в растворе кобальта внутри мембраны выше, чем в окружающем растворе силиката натрия, под действием осмотических сил давление в мембране возрастает, и она лопается, освобождая новую порцию хлорида кобальта. Катионы кобальта вступают в реакцию с анионами силиката, образуя новую силикатную мембрану, и таким образом можно наблюдать, как в течение минут или часов вырастают целые сады из диковинных «растений».
«Химический сад» из хлорида кобальта
Эксперимент, который я сейчас описала, химики так и называют «химическим садом» (chemical garden), или «коллоидным садом», или «силикатным садом», и в нем на самом деле вместо хлорида кобальта можно использовать многие другие металлические соли или даже смеси солей — ведь от используемого металла зависит цвет полученных кристаллов. Хлорид кобальта дает пурпурный цвет, сульфаты никеля (II) и железа (II) — зеленый, сульфат меди (II) — голубой, хлорид железа (III) — оранжевый, хлорид кальция и сульфат цинка — белый. Но ими список не исчерпывается!
На этом красочном видео от BeautifulChemistry.net показаны реакции «химического сада» с солями в следующем порядке: хлорид кальция, хлорид кобальта, сульфат цинка, хлорид железа (III), сульфат кобальта
Более того, кристаллы могут расти в разных направлениях. Направление роста зависит от плотности жидкости внутри мембраны. При применении хлорида кобальта кристаллы растут вверх. А можно использовать очень плотную жидкость, например свежеприготовленный зеленый раствор трехвалентного сульфата хрома, который сперва превращается в фиолетовую смолянистую массу. Если эту массу аккуратно подвесить в растворе силиката натрия, то ветвеобразные кристаллы «прорастают» из нее вниз. Получается это оттого, что жидкость внутри мембраны слишком плотная, чтобы оставаться в плавучем положении и попросту тонет, разрывая мембрану снизу.
Обложка журнала Physics Today с результатом реакций «химического сада»
Реакции «химического сада» известны давно, впервые их описал немецкий химик Иоганн Рудольф Глаубер в 1646 году. Эти красивые цветные эксперименты могут показаться простым развлечением, однако такие опыты помогают нам понимать природу химических веществ. Сходные процессы происходят, например, в гидротермальных источниках срединно-океанических хребтов и при коррозии стальных поверхностей. На практике реакции «химического сада» используются, например, при изготовлении портландцемента — самого распространенного вида цемента. Поведение жидкостей, заключенных в мембраны, и самих химических мембран имеет важное прикладное значение и продолжает привлекать внимание физиков и химиков.
Фото — скриншот из видео от BeautifulChemistry.net, победившего в номинации «выбор экспертов» в конкурсе научной и технологической визуализации The Vizzies 2015.
Источник
«Химический сад»
Чтобы в домашних условиях вырастить «химический сад», необходимо вспомнить из школьных курсов химии и биологии такие понятия, как: кристаллогидраты, соли кремниевой кислоты, явление осмоса.
Выращивание «химического сада» объясняется следующим образом. Вокруг введенных в раствор силиката натрия Na2SiO3 кристаллогидратов образуется концентрированный раствор соответствующей соли, а на поверхности его соприкосновения с раствором силиката натрия образуется слой труднорастворимого силиката, играющего роль полупроницаемой мембраны. Вследствие осмоса вода проникает через полупроницаемый слой, разбавляя находящийся вокруг кристалла концентрированный раствор. Войдя в пространство, ограниченное полупроницаемым слоем, вода увеличивает давление, от которого слой лопается, и концентрированный раствор выливается наружу. Образуется новый слой, который тоже через некоторое время лопается и так далее. Поэтому «химический сад» непрерывно изменяется и растет.
Для выращивания «химического сада» необходимо взять:
1. Несколько флаконов канцелярского силикатного клея, представляющего собой раствор силиката натрия Na2SiO3.
2. Стеклянную емкость (вазу, банку, стакан и др.).
Вылейте клей в стеклянную емкость и добавьте в 3 раза больше воды. Полученный раствор тщательно перемешайте.
На кончике ножа всыпьте в раствор по нескольку кристалликов солей.
Через 30-40 минут начнет расти красивый «химический сад», который вы можете продемонстрировать своим родным, знакомым и ученикам вашего класса. Кроме того, вы можете поэкспериментировать и с другими кристаллогидратами.
1. Аранская О.С., Бурая И.В. Проектная деятельность школьников в процессе обучения химии: 8-11 классы: Методическое пособие. — М.: Вентана-Граф, 2007. — 288 с. — (Библиотека учителя).
2. Новошинский И.И., Новошинская Н.С.. Химия: учебник для 9 класса общеобразовательных учреждений / И.И. Новошинский, Н.С. Новошинская. — М.: ООО «Русское слово — учебник», 2013. — 296 с.: ил. — (ФГОС. Инновационная школа).
3. Новошинский И.И., Новошинская Н.С.. Химия: учебник для 10 (11) класса общеобразовательных учреждений. Углубленный уровень / И.И. Новошинский, Н.С. Новошинская. — М.: ООО «Русское слово — учебник», 2014. — 440 с.: ил. — (Инновационная школа).
Источник
Химические водоросли
Водоросли бывают разные, но ты даже не представляешь, насколько! Водоросли бывают даже химическими, состоящими из солей металлов. А можно ли вырастить целый сад из химических водорослей? Можно, если этот сад – коллоидный! Проведём эксперимент!
Проведём эксперимент!
Во-первых, наполни треть стакана жидким стеклом.
Поверх жидкого стекла налей обычную воду комнатной температуры. Лей, пока стаканчик не наполнится доверху.
Хорошенько перемешай содержимое стакана. Раствор для выращивания химических водорослей готов!
При помощи маленькой мерной ложки добавляй различные соли металлов в стакан.
Старайся при этом делать так, чтобы они падали на дно стакана в разные места: так за ними будет интереснее наблюдать.
Через некоторое время ты увидишь, как из солей на дне стакана начнут вырастать настоящие химические водоросли!
Наблюдай за цветом, длиной, толщиной, а также скоростью роста водорослей. Как видишь, все параметры очень отличаются между собой.
Теперь, когда твой первый сад из химических водорослей готов, самое время вырастить новый. Экспериментируй!
Пригласи друзей и устрой соревнование на самый красивый сад из химических водорослей.
Обязательно поделись потом со мной фотографией сада – победителя. Очень интересно!
Объяснение эксперимента
Эксперимент «Химические водоросли» или «Силикатный сад» – прекрасный пример появления осадков силикатов. При добавлении солей металлов в раствор силикатного клея (жидкого стекла) происходит химическая реакция с образованием силикатов металлов.
В результате этого из кристаллов погруженных солей за пузырьками воздуха вытягиваются тоненькие полые трубочки, стенки которых состоят из образующихся осадков.
Трубочка представляет собой полунепроницаемую мембрану (перегородку), через которую вода проникает внутрь. Из солей различных металлов получаются разные цвета водорослей. Кобальт – синий, медь – голубой, железо – желто-коричневый, никель – зеленый, марганец – сначала белые, а потом бурые.
Товары из опыта
Химические водоросли
Водоросли бывают разные, но ты даже не представляешь, насколько! Водоросли бывают даже химическими, состоящими из солей металлов.…
Товары из опыта
Водоросли бывают разные, но ты даже не представляешь, насколько! Водоросли бывают даже химическими, состоящими из солей металлов.…
Источник
Необычный подводный сад из химических водорослей
Читала недавно эту старую книжку еще из моего детства своему сыну. И по странной ассоциации вспомнила об интересном опыте под названием «Химический аквариум». Наверное, многие о нем слышали. Его по-разному называют – и «Химические водоросли», и «Водоросли из жидкого стекла». Суть от этого не меняется.
Берем пузырек обычного силикатного клея, как здесь. В его состав входят силикаты натрия и калия, которые и называются жидким стеклом.
Выливаем его в прозрачный сосуд, это может быть и банка, и бутылка. Например, я взяла бутылочку от детского сока.
Наливаем в нее столько же воды. Хорошенько перемешиваем.
А дальше все зависит от того, что у вас есть, какие реактивы.
Проще всего использовать медный купорос, с которым мы делали уже достаточно много опытов (кстати, как поживают ваши морозные узоры? Уже высохли?).
Осторожно берем кончиком ножа несколько кристалликов и бросаем их в наш импровизированный аквариум и ставим туда, где никто не толкнет и не разольет его в течение нескольких дней. Нужно хотя бы дней пять. Хотя, чем больше – тем лучше.
Из кристалликов купороса начнут расти извивающиеся водоросли.
В принципе, можно и не разбавлять клей водой, а сыпать кристаллы медного купороса прямо в неразбавленный клей. Тогда «сад» начнет расти практически мгновенно. Единственное отличие — раствор будет мутный, некрасивый.
Эта фотография была сделана сразу же после начала опыта, а эта — через сутки.
А вот с разбавленным водой клеем водоросли растут гораздо хуже:
Посмотрим, что будет дальше
Тоже довольно интересный химический фокус. Недавно услышала фразу, что вся химия – это вообще один сплошной фокус. Ну, не знаю, кому как. Я все-таки тешу себя надеждой, что когда-нибудь смогу заниматься не только химическими, но и обычными фокусами.
Вот и все. Да простят меня любители настоящих аквариумов с рыбками, но и химический аквариум с силикатными водорослями вовсе не так уж и плох
Кстати, в следующей статье я покажу, как заселить наш сад подводными обитателями, так что не пропустите выход следующей статьи!
Наталья Брянцева
KidsChemistry теперь есть и в социальных сетях. Присоединяйтесь прямо сейчас! Google+ , В контакте , Одноклассники , Facebook
Источник