كوب من الماء
الزجاج السائل عبارة عن محلول مركّز من ميتاسيليكات الصوديوم Na2SiO3 (يستخدم أيضًا ملح البوتاسيوم). يتم تصنيعه عن طريق إذابة السيليكا (مثل الرمل) في محلول هيدروكسيد الصوديوم:
كوب من الماء في الواقع، هو خليط من أملاح أحماض السيليكات المختلفة بدرجات مختلفة من البلمرة. يتم استخدامه كتشريب (على سبيل المثال، لحماية الجدران من الرطوبة، كحماية من الحرائق)، وهو أحد مكونات المعاجين والمواد المانعة للتسرب، لإنتاج مواد السيليكون، وكذلك المضافات الغذائية لمنع التكتل (E 550). يمكن استخدام الزجاج السائل المتوفر تجاريًا في العديد من التجارب المذهلة (نظرًا لأنه سائل سميك حلو المذاق، يتم استخدامه مخففًا بنسبة 1:1 مع الماء).
في التجربة الأولى سوف نقوم بترسيب خليط من أحماض السيليك. للاختبار، سوف نستخدم المحاليل التالية: الزجاج السائل وكلوريد الأمونيوم NH.4Cl وورق المؤشر للتحقق من التفاعل (الصورة 1).
الكيمياء - جزء من الزجاج السائل 1 - MT
الزجاج السائل كملح حمض ضعيف وقاعدة قوية في محلول مائي يتحلل إلى حد كبير ويكون قلويًا (الصورة 2). صب محلول كلوريد الأمونيوم (صورة 3) في الدورق الذي يحتوي على محلول زجاج الماء وحرك المحتويات (صورة 4). وبعد مرور بعض الوقت تتشكل كتلة جيلاتينية (الصورة 5) وهي عبارة عن خليط من أحماض السيليك:
(في الواقع SiO2؟ن.ن2عن ؟ وتتشكل أحماض السيليك بدرجات متفاوتة من الماء).
آلية تفاعل الدورق الممثلة بالمعادلة الموجزة أعلاه هي كما يلي:
أ) ينفصل ميتاسيليكات الصوديوم في المحلول ويخضع للتحلل المائي:
ب) تتفاعل أيونات الأمونيوم مع أيونات الهيدروكسيد:
عند استهلاك أيونات الهيدروكسيل في التفاعل ب)، ينزاح توازن التفاعل أ) إلى اليمين، ونتيجة لذلك، تترسب أحماض السيليسيك.
في التجربة الثانية نزرع "مصانع كيميائية". ستكون الحلول التالية مطلوبة للتجربة: الزجاج السائل والأملاح المعدنية؟ الحديد (III)، الحديد (II)، النحاس (II)، الكالسيوم، القصدير (II)، الكروم (III)، المنغنيز (II).
الكيمياء - جزء من الزجاج السائل 2 - MT
لنبدأ التجربة بإدخال عدة بلورات من ملح كلوريد الحديد (III) FeCl في أنبوب اختبار.3 ومحلول الزجاج السائل (الصورة 6). بعد فترة تتحول النباتات إلى اللون البني؟ (الصور 7، 8، 9)، من ميتاسيليكات الحديد غير القابل للذوبان (III):
كما تتيح لك أملاح المعادن الأخرى الحصول على نتائج فعالة:
- النحاس (الثاني)؟ الصورة 10
- الكروم (الثالث)؟ الصورة 11
- الحديد (الثاني)؟ الصورة 12
- الكالسيوم؟ الصورة 13
- المنغنيز (الثاني)؟ الصورة 14
- الرصاص (الثاني)؟ الصورة 15
وتعتمد آلية العمليات الجارية على ظاهرة التناضح، أي اختراق الجزيئات الصغيرة من خلال مسام الأغشية شبه المنفذة. تتشكل رواسب السيليكات المعدنية غير القابلة للذوبان كطبقة رقيقة على سطح الملح الذي يتم إدخاله في أنبوب الاختبار. وتخترق جزيئات الماء مسام الغشاء الناتج، مما يؤدي إلى ذوبان الملح المعدني الموجود تحته. الحل الناتج يدفع الفيلم حتى ينفجر. بعد صب محلول الملح المعدني، هل يترسب راسب السيليكات مرة أخرى؟ الدورة تكرر نفسها ومصنع الكيماويات؟ يزيد.
من خلال وضع خليط من بلورات الملح من معادن مختلفة في وعاء واحد وسقيه بمحلول من الزجاج السائل، هل يمكننا زراعة "حديقة كيميائية" كاملة؟ (الصور 16، 17، 18).
Zdjęcia
