Steklo vode

Tekoče steklo je koncentrirana raztopina natrijevega metasilikata Na2SiO3 (uporablja se tudi kalijeva sol). Nastane z raztapljanjem silicijevega dioksida (kot pesek) v raztopini natrijevega hidroksida: 

Steklo vode pravzaprav gre za mešanico soli različnih silicijevih kislin z različnimi stopnjami polimerizacije. Uporablja se kot impregnacija (na primer za zaščito sten pred vlago, kot protipožarna zaščita), sestavni del kitov in tesnil, za proizvodnjo silikonskih materialov, pa tudi kot aditiv za živila za preprečevanje strjevanja (E 550). Komercialno dostopno tekoče steklo lahko uporabimo za več spektakularnih poskusov (ker je gosta sirupasta tekočina, ga uporabimo tako, da ga razredčimo z vodo v razmerju 1:1).

V prvem poskusu bomo oborili zmes silicijevih kislin. Za test bomo uporabili naslednje raztopine: tekoče steklo in amonijev klorid NH.₄Cl in indikatorski papir za preverjanje reakcije (fotografija 1).

Kemija – del tekočega stekla 1 – MT

Tekoče steklo kot sol šibke kisline in močne baze v vodni raztopini je v veliki meri hidrolizirano in je alkalno (slika 2). Raztopino amonijevega klorida (slika 3) vlijemo v čašo z raztopino vodnega stekla in premešamo vsebino (slika 4). Čez nekaj časa nastane želatinasta masa (fotografija 5), ​​ki je mešanica silicijeve kisline:

(pravzaprav SiO₂?nGn₂O ? nastanejo silicijeve kisline z različno stopnjo hidracije).

Mehanizem reakcije v čaši, ki ga predstavlja zgornja povzetka enačba, je naslednji:

a) natrijev metasilikat v raztopini disociira in je podvržen hidrolizi:

b) amonijevi ioni reagirajo s hidroksidnimi ioni:

Ker se hidroksilni ioni porabijo v reakciji b), se ravnotežje reakcije a) premakne v desno in posledično se obori silicijeva kislina.

V drugem poskusu gojimo »kemične rastline«. Za poskus bodo potrebne naslednje raztopine: tekoče steklo in kovinske soli? železo (III), železo (II), baker (II), kalcij, kositer (II), krom (III), mangan (II).

Kemija – del tekočega stekla 2 – MT

Poskus pričnemo tako, da v epruveto vnesemo več kristalov soli železovega klorida (III) FeCl.₃ in raztopina tekočega stekla (fotografija 6). Čez nekaj časa, rjave? rastline? (fotografija 7, 8, 9), iz netopnega železovega (III) metasilikata:

Tudi soli drugih kovin vam omogočajo učinkovite rezultate:

• baker (II)? fotografija 10
• krom (III)? fotografija 11
• železo (II)? fotografija 12
• kalcij? fotografija 13
• mangan (II)? fotografija 14
• svinec (II)? fotografija 15

Mehanizem potekajočih procesov temelji na pojavu osmoze, to je prodiranju majhnih delcev skozi pore polprepustnih membran. Na površini soli, vnesene v epruveto, nastanejo usedline netopnih kovinskih silikatov kot tanek sloj. Molekule vode prodrejo v pore nastale membrane, zaradi česar se kovinska sol pod njo raztopi. Nastala raztopina potisne film, dokler ne poči. Ali se silikatna oborina po izlivanju raztopine kovinske soli ponovno obori? cikel se ponavlja in kemični obrat? poveča.

Ali lahko tako, da v eno posodo damo mešanico kristalov soli različnih kovin in jo zalijemo z raztopino tekočega stekla, vzgojimo cel »kemični vrt«? (fotografija 16, 17, 18).

Zdjęcia