Een glas water

Vloeibaar glas is een geconcentreerde oplossing van natriummetasilicaat Na2SiO3 (er wordt ook kaliumzout gebruikt). Het wordt gemaakt door silica (zoals zand) op te lossen in een natriumhydroxideoplossing: 

Een glas water in feite is het een mengsel van zouten van verschillende kiezelzuren met verschillende polymerisatiegraden. Het wordt gebruikt als impregnering (bijvoorbeeld om muren te beschermen tegen vocht, als brandbeveiliging), als bestanddeel van stopverf en kit, voor de productie van siliconenmaterialen, en als voedingsadditief om aankoeken te voorkomen (E 550). In de handel verkrijgbaar vloeibaar glas kan worden gebruikt voor verschillende spectaculaire experimenten (aangezien het een dikke, stroperige vloeistof is, wordt het gebruikt door het te verdunnen met water in een verhouding van 1:1).

In het eerste experiment zullen we een mengsel van kiezelzuren neerslaan. Voor de test gebruiken we de volgende oplossingen: vloeibaar glas en ammoniumchloride NH.₄Cl en indicatorpapier om de reactie te controleren (foto 1).

Chemie - onderdeel van vloeibaar glas 1 - MT

Vloeibaar glas is als zout van een zwak zuur en een sterke base in een waterige oplossing grotendeels gehydrolyseerd en alkalisch (foto 2). Giet de ammoniumchlorideoplossing (foto 3) in de beker met de waterglasoplossing en roer de inhoud (foto 4). Na enige tijd ontstaat er een geleiachtige massa (foto 5), een mengsel van kiezelzuren:

(eigenlijk SiO₂?nGn₂OVER ? kiezelzuren met verschillende graden van hydratatie worden gevormd).

Het reactiemechanisme van het bekerglas dat wordt weergegeven door de bovenstaande samenvattende vergelijking is als volgt:

a) natriummetasilicaat in oplossing dissocieert en ondergaat hydrolyse:

b) ammoniumionen reageren met hydroxide-ionen:

Aangezien hydroxylionen worden verbruikt in reactie b), verschuift het evenwicht van reactie a) naar rechts en als gevolg daarvan slaan kiezelzuren neer.

In het tweede experiment kweken we "chemische planten". Voor het experiment zijn de volgende oplossingen nodig: vloeibaar glas en metaalzouten? ijzer (III), ijzer (II), koper (II), calcium, tin (II), chroom (III), mangaan (II).

Chemie - onderdeel van vloeibaar glas 2 - MT

Laten we het experiment beginnen door verschillende kristallen ijzerchloride (III) zout FeCl in een reageerbuis te brengen.₃ en een oplossing van vloeibaar glas (foto 6). Bruinen de planten na een tijdje? (foto 7, 8, 9), uit onoplosbaar ijzer(III)metasilicaat:

Ook kunt u met zouten van andere metalen effectieve resultaten behalen:

• koper(II)? foto 10
• chroom(III)? foto 11
• ijzer(II)? foto 12
• calcium? foto 13
• mangaan(II)? foto 14
• lood(II)? foto 15

Het mechanisme van de lopende processen is gebaseerd op het fenomeen van osmose, d.w.z. het binnendringen van kleine deeltjes door de poriën van semipermeabele membranen. Afzettingen van onoplosbare metaalsilicaten vormen zich als een dunne laag op het oppervlak van het zout dat in de reageerbuis wordt gebracht. Watermoleculen dringen door tot in de poriën van het resulterende membraan, waardoor het onderliggende metaalzout oplost. De resulterende oplossing duwt de film totdat deze barst. Na het uitgieten van de metaalzoutoplossing, precipiteert het silicaatneerslag opnieuw? de cyclus herhaalt zich en de chemische fabriek? neemt toe.

Kunnen we, door een mengsel van zoutkristallen van verschillende metalen in één vat te doen en het water te geven met een oplossing van vloeibaar glas, een hele "chemische tuin" aanleggen? (foto 16, 17, 18).

Zdjęcia