Got d'aigua
El vidre líquid és una solució concentrada de metasilicat de sodi Na2SiO3 (també s'utilitza sal de potassi). Es prepara dissolint sílice (com la sorra) en una solució d'hidròxid de sodi:
Got d'aigua de fet, és una barreja de sals de diversos àcids silícics amb diferents graus de polimerització. S'utilitza com a impregnació (per exemple, per protegir les parets de la humitat, com a protecció contra incendis), com a component de massilles i segelladors, per a la producció de materials de silicona, i també com a additiu alimentari per evitar l'aglomeració (E 550). El vidre líquid disponible comercialment es pot utilitzar per a diversos experiments espectaculars (com que és un líquid espès i almívar, s'utilitza diluït 1:1 amb aigua).
En el primer experiment precipitarem una barreja d'àcids silícics. Per realitzar la prova utilitzarem les següents solucions: vidre líquid i clorur d'amoni NH.4Cl i paper indicador per comprovar la reacció (foto 1).
Química – part del vidre líquid 1 – MT
El vidre líquid, com a sal d'un àcid feble i una base forta en una solució aquosa, està en gran part hidrolitzat i és alcalí (foto 2). Aboqueu la solució de clorur d'amoni (foto 3) en un got amb una solució líquida de vidre i barregeu-ne el contingut (foto 4). Després d'un temps, es forma una massa gelatinosa (foto 5), que és una barreja d'àcids silícics:
(en realitat SiO2?nGn2SOBRE ? es formen àcids silícics amb diferents graus d'hidratació).
El mecanisme de reacció al vas de precipitats, representat per l'equació de resum anterior, és el següent:
a) El metasilicat de sodi en solució es dissocia i se sotmet a hidròlisi:
b) Els ions amoni reaccionen amb els ions hidròxid:
A mesura que es consumeixen ions hidroxil en la reacció b), l'equilibri de la reacció a) es desplaça cap a la dreta i, com a resultat, precipiten els àcids silícics.
En el segon experiment cultivem "plantes químiques". Per dur a terme l'experiment, necessitareu les següents solucions: vidre líquid i sals metàl·liques? ferro (III), ferro (II), coure (II), calci, estany (II), crom (III), manganès (II).
Química – part del vidre líquid 2 – MT
Comencem l'experiment afegint diversos cristalls de sal de clorur de ferro (III) FeCl en un tub d'assaig.3 i solució líquida de vidre (foto 6). Al cap d'una estona les plantes es tornen marrons? (foto 7, 8, 9), a partir de metasilicat de ferro insoluble (III):
A més, les sals d'altres metalls permeten obtenir resultats efectius:
- coure (II)? foto 10
- crom (III)? foto 11
- ferro (II)? foto 12
- calci? foto 13
- manganès (II)? foto 14
- plom (II)? foto 15
El mecanisme dels processos que es produeixen es basa en el fenomen de l'osmosi, és a dir, la penetració de petites partícules a través dels porus de les membranes semipermeables. Els dipòsits de silicats metàl·lics insolubles es formen com una capa fina a la superfície de la sal afegida al tub d'assaig. Les molècules d'aigua penetren als porus de la membrana resultant, fent que la sal metàl·lica que hi ha a sota es dissolgui. La solució resultant empeny la pel·lícula fins que esclata. Després d'abocar la solució de sal metàl·lica, el precipitat de silicat es reprecipita? el cicle es repeteix i la planta química? augmenta.
Col·locant una barreja de cristalls de sals de diversos metalls en un recipient i regant-la amb una solució de vidre líquid, podem fer créixer tot un "hort químic"? (foto 16, 17, 18).
Imatges
