Получение неорганического сада реакции

Контрольные работы, курсовые, дипломные, рефераты, а также подготовка докладов, чертежей, лабораторных работ, презентаций и еще много всего. Недорого и быстро.

Золотой дождь

Cуществует множество веществ с сильной температурной зависимостью растворимости. Именно на этом явлении и основан данный опыт. Для проведения этого опыта необходимо взвесить равные количества ацетата свинца(||) и йодида калия. Далее готовят два раствора. В два химических стакана наливают по 50 мл дистиллированной воды. В один добавляют 1мл столового уксуса (или ~0,2 мл концентрированной уксусной кислоты) и растворяют ацетат свинца. Кислота добавляется для того, чтобы подавить гидролиз ионов Pb 2+ . Во втором растворяют KI. Затем оба раствора сливают в колбу из огнеупорного стекла объёмом 150мл. При этом происходит реакция двойного обмена между ацетатом свинца и йодидом калия:
Pb(CH₃COO)₂ + 2KI => 2KCH₃COO + PbI₂ Химия: решение задач

После смешивания растворов выпадает жёлтый осадок йодида свинца(||). Смеси растворов в колбе необходимо дать отстояться, чтобы осадок осел полностью. После этого с осадка осторожно сливают жидкость и вместо неё доливают 100мл дистиллированной воды. Теперь раствор необходимо нагреть до кипения и кипятить втечении 2-3мин. Осадок должен раствориться полностью. Если всё было сделано правильно, то после охлаждения раствора выпадет множество золотистых кристалликов, которые при встряхивании колбы будут парить в толще воды. Размер кристалликов очень сильно зависит от скорости охлаждения: чем медленнее охлаждать, тем более крупными и красивыми будут кристаллики. Для большей их прочности перед кипячением в раствор добавляют немного глицерина (~0,5мл на 100 мл раствора).

Затвердевание жидкости

В химический стакан наливают 20-50 мл силикатного клея (силикат натрия) и добавляют 2-3 мл раствора соляной кислоты (1:1) и тут же перемешивают стеклянной палочкой. Через 30-40 секунд жидкость загустеет и ее уже нельзя вылить из стакана.

Неорганический сад («Сад химика», «Химические водоросли». )

Другой, но не менее интересный опыт с сидикатом натрия. Готовят горячий (около 60 °C) насыщенный раствор силиката натрия в 100 г воды. Полученный раствор медленно охлаждают до комнатной температуры, при этом образуется вязкая масса, напоминающая по консистенции силикатный клей. Затем берут несколько кристаллов различных окрашенных солей, например, меди, кобальта и никеля. Кристаллы осторожно помещают на дно стакана и оставляют на ночь. Утром можно полюбоваться на «неорганический сад», который вырастет из «семян» — кристаллов.

В методическом отношении, опыт интересен тем, что показывает один из вариантов (хотя и не самый распространенный) образования в природе силикатов, показывает явление осмоса (хотя в школе его не изучают) и еще раз доказывает, что химия не скучная наука.

Уравнение реакции в случае с медным купоросом:
CuSO₄ + Na₂SiO₃ = CuSiO₃ + Na₂SO₄

«Заживление раны»

Этот опыт демонстрируется в различных вариантах. Перед вами один из них. Кожу руки обильно смачивают «йодом» (слабый раствор хлорного железа), якобы для дезинфекции. После этого набирают в тонкую трубочку раствор роданида калия и проводят концом этой трубочки по смоченному месту (для усиления эффекта опыта можно использовать тупой нож). На руке появляется «кровоточащая рана», которую легко смывают затем обычной водой, а руку вытирают насухо полотенцем.

Примечание: Реакцию образования раствора роданида железа (III) можно использовать для получения хорошей имитации крови.

Источник

Получение неорганического сада реакции

Если в крепкий раствор силиката натрия Na₂SiO₃ опустить кристаллы солей железа, меди, кобальта, никеля, марганца, кальция, алюминия, то через некоторое время в стакане вырастет. разноцветный «сад»! Можно заметить, как от упавшего на дно стакана кристаллика соли отрывается пузырёк воздуха, который, поднимаясь к поверхности, как бы вытягивает из кристалла тончайшую полую внутри трубку-мембрану, состоящую из плёнки кремниевой кислоты и гидроксида металла. «Сад» растёт благодаря тому, что концентрация раствора Na₂SiO₃ внутри каждой такой трубки значительно ниже, чем за её пределами. Это своеобразный пример осмоса — самопроизвольного перехода молекул растворителя через полупроницаемую мембрану. Быстрее всего «прорастают» соли трёхзарядных катионов — железа и алюминия:

Авторы: Андрей Дроздов, Илья Леенсон, Дмитрий Трифонов, Денис Жилин, Александр Серов, Андрей Бреев, Андрей Шевельков, Вадим Ерёмин, Юлия Яковлева, Оксана Рыжова, Виктория Предеина, Наталья Морозова, Алексей Галин, Сергей Каргов, Сергей Бердоносов, Александр Сигеев, Оксана Помаз, Григорий Середа, Владимир Тюрин, Антон Максимов, Вячеслав Загорский, Леонид Каневский, Александр Скундин, Борис Сумм, Игнат Шилов, Екатерина Менделеева, Валерий Лунин, Абрам Блох, Пётр Зоркий, Александр Кури, Екатерина Иванова, Дмитрий Чаркин, Сергей Вацадзе, Григорий Серела, Анастасия Ростоцкая, Александр Серое, Анастасия Сигеева

Источник

«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 — Chemical garden

Демонстрация кристаллизации металлических солей Сравнение химических садов, выращенных учеными НАСА на Международной космической станции (слева) и на земля (справа) Воспроизвести медиа Химический сад при выращивании хлорида кобальта (II) Химический сад

A химический сад — эксперимент в химии обычно выполняется путем добавления солей металлов, таких как сульфат меди или хлорид кобальта (II), к водному раствору силиката натрия ( иначе известный как жидкое стекло). Это приводит к росту растений-подобных форм от минут до часов.

Химический сад был впервые обнаружен и описан Иоганном Рудольфом Глаубером в 1646 году. В его первоначальном виде химический сад включает введение кристаллов хлорида железа (FeCl 2) в раствор силиката калия (K2SiO 3).

1 Процесс
2 Используемые соли
3 Практическое применение
4 Палеонтология
5 См. Также
6 Ссылки
7 Внешние ссылки

Процесс

Химический сад основан на том, что большинство силикатов переходных металлов нерастворимы в воде и окрашены.

Когда соль металла, такая как хлорид кобальта, добавляется к раствору силиката натрия, она начинает растворяться. Затем он образует нерастворимый силикат кобальта в результате реакции двойного замещения (анионный метатезис ). Этот силикат кобальта представляет собой полупроницаемую мембрану. Поскольку ионная сила раствора кобальта внутри мембраны выше, чем у раствора силиката натрия, который составляет основную часть содержимого резервуара, осмотические эффекты увеличивают давление внутри мембраны. Это приведет к разрыву мембраны с образованием дыры. Катионы кобальта будут реагировать с силикатными анионами на этом разрыве с образованием нового твердого вещества. Так в резервуарах будут образовываться наросты; они будут окрашены (в зависимости от аниона металла) и могут иметь вид растительных структур. Кристаллы , образовавшиеся в результате этого эксперимента, будут расти вверх, поскольку давление на дне резервуара выше, чем давление ближе к верху резервуара, поэтому кристаллы будут расти вверх.

Читайте также: Основные цветы для сада

Направление роста вверх зависит от того, что плотность жидкости внутри полупроницаемой мембраны «растения» ниже, чем у окружающего раствора жидкого стекла. Если использовать соль металла, которая образует очень плотную жидкость внутри мембраны, рост идет вниз. Например, зеленый раствор сульфата или хлорида трехвалентного хрома отказывается кристаллизоваться без медленного перехода в фиолетовую форму, даже если его кипятить, пока он не превратится в смолистую массу. Эта смола, если ее суспендировать в растворе жидкого стекла, образует нисходящие веточки. Это связано с тем, что вся жидкость внутри мембраны слишком плотная, чтобы плавать, и поэтому оказывает восходящее давление. Концентрация силиката натрия становится важной для скорости роста.

После прекращения роста раствор силиката натрия можно удалить путем непрерывного добавления воды с очень низкой скоростью. Это продлевает жизнь сада.

В одном конкретном экспериментальном варианте исследователи создали химический сад внутри пробирки.

Используемые обычные соли

Обычные соли, используемые в химическом саду, включают:

сульфат алюминия-калия : белый
сульфат меди (II) : синий
Хром (III) хлорид : зеленый
сульфат никеля (II) : зеленый
сульфат железа (II) : зеленый
хлорид железа (III) : оранжевый
Хлорид кобальта (II) : фиолетовый
хлорид кальция : белый
сульфат цинка : белый

Практическое использование

Сначала химический сад может показаться в первую очередь игрушкой, по этому поводу была проделана серьезная работа. Например, этот химический процесс связан с схватыванием портландцемента, образованием гидротермальных каналов и во время коррозии стальных поверхностей, на которых нерастворимые трубы могут быть сформированным.

Природа роста нерастворимых силикатных трубок, образующихся в химических садах, также полезна для понимания классов связанного поведения, наблюдаемого в жидкостях, разделенных мембранами. По-разному рост силикатных трубок напоминает рост шипов или капель льда, выдавленных над ледяной поверхностью неподвижной воды, модели роста высыхающей жевательной резинки, капающей из ран на деревьях, таких как Эвкалипт, и то, как расплавленный воск образует наросты, похожие на веточки, которые либо капают из свечи, либо всплывают в прохладной воде.

Палеонтология

Если условия хорошие, могут возникнуть химические сады в природе. Из палеонтологии есть свидетельства того, что такие химические сады могут окаменеть. Такие псевдокаменелости бывает очень трудно отличить от окаменелых организмов. Действительно, некоторые из самых ранних предполагаемых окаменелостей могут быть окаменелыми химическими садами.

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с Силикатный сад .

Химический сад в Периодическая таблица видео (Ноттингемский университет)
Химические сады (коллоидный сад) на (http://chemistry-chemists.com )
Chemobrionics (COST Action, объединяющий европейские исследовательские группы для стимулирования инновационных и высокоэффективных междисциплинарных научных исследований в области химических садов)

Источник