Стакан воды

Жидкое стекло представляет собой концентрированный раствор метасиликата натрия Na2SiO3 (применяется также калиевая соль). Его получают путем растворения кремнезема (например, песка) в растворе гидроксида натрия: 

Стакан воды на самом деле это смесь солей различных кремниевых кислот с разной степенью полимеризации. Применяется в качестве пропитки (например, для защиты стен от влаги, в качестве противопожарной защиты), компонента шпатлевок и герметиков, для производства силиконовых материалов, а также в качестве пищевой добавки для предотвращения слеживания (Е 550). Жидкое стекло, имеющееся в продаже, можно использовать для нескольких зрелищных экспериментов (поскольку это густая сиропообразная жидкость, ее используют, разбавляя водой в соотношении 1:1).

В первом опыте будем осаждать смесь кремниевых кислот. Для проведения теста будем использовать следующие растворы: жидкое стекло и хлорид аммония NH.₄Cl и индикаторная бумага для проверки реакции (фото 1).

Химия — часть жидкого стекла 1 — МТ

Жидкое стекло как соль слабой кислоты и сильного основания в водном растворе в значительной степени гидролизуется и является щелочным (фото 2). Налейте раствор хлорида аммония (фото 3) в стакан с раствором жидкого стекла и перемешайте содержимое (фото 4). Через некоторое время образуется студенистая масса (фото 5), представляющая собой смесь кремниевых кислот:

(на самом деле SiO₂?нГн₂О ? образуются кремниевые кислоты с разной степенью гидратации).

Механизм реакции в стакане, представленный приведенным выше сводным уравнением, выглядит следующим образом:

а) метасиликат натрия в растворе диссоциирует и подвергается гидролизу:

б) ионы аммония реагируют с гидроксид-ионами:

По мере расходования гидроксильных ионов в реакции б) равновесие реакции а) смещается вправо и в результате выпадают в осадок кремниевые кислоты.

Во втором эксперименте мы выращиваем «химические растения». Для проведения эксперимента потребуются следующие растворы: жидкое стекло и соли металлов? железо (III), железо (II), медь (II), кальций, олово (II), хром (III), марганец (II).

Химия — часть жидкого стекла 2 — МТ

Начнем опыт с внесения в пробирку нескольких кристаллов хлорида железа (III) соли FeCl.₃ и раствор жидкого стекла (фото 6). Через некоторое время коричневые?растения? (фото 7, 8, 9), из нерастворимого метасиликата железа (III):

Также соли других металлов позволяют получить эффективные результаты:

• медь (II)? фото 10
• хром (III)? фотография 11
• железо (II)? фото 12
• кальций? фото 13
• марганец (II)? фото 14
• олово (II)? фото 15

Механизм происходящих процессов основан на явлении осмоса, т. е. проникновении мелких частиц через поры полупроницаемых мембран. Отложения нерастворимых силикатов металлов образуются в виде тонкого слоя на поверхности соли, внесенной в пробирку. Молекулы воды проникают в поры образовавшейся мембраны, вызывая растворение соли металла под ней. Полученный раствор продавливает пленку до тех пор, пока она не лопнет. После выливания раствора соли металла происходит переосаждение силикатного осадка? цикл повторяется и химический завод? увеличивается.

Поместив смесь кристаллов солей различных металлов в один сосуд и полив ее раствором жидкого стекла, мы можем вырастить целый «химический сад»? (фото 16, 17, 18).

Zdjęcia