Čaša vode

Tečno staklo je koncentrirani rastvor natrijum metasilikata Na2SiO3 (koristi se i kalijumova so). Nastaje otapanjem silicijum dioksida (poput peska) u rastvoru natrijum hidroksida: 

Čaša vode u stvari, to je mješavina soli raznih silicijumskih kiselina s različitim stupnjevima polimerizacije. Koristi se kao impregnacija (na primjer, za zaštitu zidova od vlage, kao zaštita od požara), komponenta punila i zaptivnih masa, za proizvodnju silikonskih materijala, kao i kao dodatak hrani za sprječavanje zgrušavanja (E 550). Komercijalno dostupno tečno staklo može se koristiti za nekoliko spektakularnih eksperimenata (jer je gusta tečnost u obliku sirupa, koristi se razrijeđena vodom 1:1).

U prvom eksperimentu ćemo istaložiti mješavinu silicijumskih kiselina. Za ispitivanje ćemo koristiti sljedeća rješenja: tečno staklo i amonijum hlorid NH.₄Cl i indikatorski papir za provjeru reakcije (slika 1).

Hemija - dio tečnog stakla 1 - MT

Tečno staklo kao so slabe kiseline i jake baze u vodenom rastvoru je u velikoj meri hidrolizovano i alkalno (slika 2). Sipajte rastvor amonijum hlorida (slika 3) u čašu sa rastvorom vodenog stakla i promešajte sadržaj (slika 4). Nakon nekog vremena formira se želatinasta masa (slika 5), ​​koja je mješavina silicijumske kiseline:

(zapravo SiO₂nGn₂O ? nastaju silicijumske kiseline sa različitim stepenom hidratacije).

Mehanizam reakcije čaše predstavljen gornjom sumarnom jednadžbom je kako slijedi:

a) natrijum metasilikat u rastvoru disocira i podvrgava se hidrolizi:

b) amonijum joni reaguju sa hidroksidnim jonima:

Kako se hidroksilni joni troše u reakciji b), ravnoteža reakcije a) pomiče se udesno i kao rezultat se talože silicijumske kiseline.

U drugom eksperimentu uzgajamo "hemijske biljke". Za eksperiment će biti potrebna sljedeća rješenja: tekuće staklo i soli metala? gvožđe (III), gvožđe (II), bakar (II), kalcijum, kalaj (II), hrom (III), mangan (II).

Hemija - dio tečnog stakla 2 - MT

Započnimo eksperiment unošenjem nekoliko kristala soli željeznog hlorida (III) FeCl u epruvetu.₃ i rastvor tečnog stakla (slika 6). Nakon nekog vremena, smeđe biljke? (fotografija 7, 8, 9), od nerastvorljivog željeza (III) metasilikata:

Takođe, soli drugih metala omogućavaju postizanje efikasnih rezultata:

• bakar(II)? fotografija 10
• hrom(III)? fotografija 11
• gvožđe(II)? fotografija 12
• kalcijum? fotografija 13
• mangan(II)? fotografija 14
• kalaj(II)? fotografija 15

Mehanizam procesa koji se odvijaju zasniva se na fenomenu osmoze, odnosno prodiranju malih čestica kroz pore polupropusnih membrana. Na površini soli unesene u epruvetu nastaju naslage nerastvorljivih metalnih silikata u obliku tankog sloja. Molekuli vode prodiru u pore nastale membrane, uzrokujući rastvaranje soli metala ispod. Dobivena otopina gura film dok ne pukne. Nakon izlivanja rastvora soli metala, da li se talog silikata ponovo taloži? ciklus se ponavlja i hemijsko postrojenje? povećava.

Ako u jednu posudu stavimo mješavinu kristala soli raznih metala i zalijemo je otopinom tečnog stakla, možemo li uzgajati cijeli "hemijski vrt"? (fotografija 16, 17, 18).

Slike