Osmoza Roślin w Szkle Wodnym: Fascynujący Eksperyment
- Szczegóły
Chemiczny ogród to eksperyment wykorzystujący zjawisko osmozy. Dzięki temu procesowi można obserwować w szkle wodnym, rosnące różnokolorowe wykwity soli, przypominające rośliny.
Co to jest szkło wodne?
Szkło wodne to stężony roztwór metakrzemianu sodu Na2SiO3 (używana jest również sól potasowa). Powstaje ono przez rozpuszczenie krzemionki. Szkło wodne to właściwie mieszanina soli rozmaitych kwasów krzemowych o różnym stopniu polimeryzacji.
Stosowane jest jako:
- Impregnat (np. do ochrony ścian przed wilgocią, jako zabezpieczenie przeciwpożarowe)
- Składnik kitów i mas uszczelniających
- Do produkcji tworzyw silikonowych
- Dodatek do żywności zapobiegający zbrylaniu (E 550)
Eksperyment z Wykorzystaniem Szkła Wodnego
W pierwszym eksperymencie wytrącimy mieszaninę kwasów krzemowych. Szkło wodne jako sól słabego kwasu i mocnej zasady w roztworze wodnym jest w znacznym stopniu zhydrolizowane i wykazuje odczyn zasadowy. Do zlewki z roztworem szkła wodnego wlewamy roztwór chlorku amonu i zawartość mieszamy.
W drugim doświadczeniu wyhodujemy "chemiczne rośliny". Do przeprowadzenia eksperymentu potrzebne będą roztwory: szkła wodnego oraz soli metali.
Przeczytaj także: Rodzaje wód mineralnych
Przebieg Eksperymentu
- Eksperyment rozpoczynamy od wprowadzenia do probówki kilku kryształków soli chlorku żelaza(III) FeCl3 oraz roztworu szkła wodnego.
- Po chwili ze znajdującego się na dnie osadu zaczynają wyrastać brunatne "rośliny".
- Można użyć soli takich metali jak miedź(II), chrom(III), żelaza(II), wapnia, manganu(II), cyny(II).
Mechanizm Działania
Mechanizm przebiegających procesów oparty jest na zjawisku osmozy, czyli przenikania małych cząsteczek przez pory błon półprzepuszczalnych. Tworzące się osady nierozpuszczalnych krzemianów metali powstają w postaci cienkiej warstwy na powierzchni wprowadzonej do probówki soli. Przez pory utworzonej błony przenikają cząsteczki wody, powodując rozpuszczanie soli metalu znajdującej się pod nią. Powstający roztwór rozpycha błonkę aż do jej rozerwania. Po wylaniu się roztworu soli metalu zachodzi ponowne wytrącanie osadu krzemianu - cykl powtarza się i "chemiczna roślina" rośnie.
Umieszczając w jednym naczyniu mieszaninę kryształów soli różnych metali i zalewając ją roztworem szkła wodnego, możemy wyhodować cały "chemiczny ogródek".
Chemiczny Ogród Krok po Kroku
- Przygotowujemy 50% roztwór szkła wodnego w wodzie.
- Przygotowujemy sole metali przejściowych.
- Nasz ogród jest gotowy!
Wpływ Ciśnienia Osmotycznego
Jest to działanie ciśnienia osmotycznego. Jeżeli wrzucisz kryształek soli do roztworu szkła wodnego z wodą, to wokół kryształku tworzy się błona nierozpuszczalnej soli, w której znajdują się pory. Są one tak małe, że "przejdzie" przez nie tylko woda. Ta błonka się napina i w końcu pęka. Kiedy pęknie, wylewa się z niej sól, która wrzuciłeś do roztworu, która zaczyna reagować ze szkłem wodnym tworząc nową półprzepuszczalną błonę (ma pory przez które przedostaje się tylko woda).
Sole, które wrzucamy do szkła wodnego muszą być dobrze rozpuszczalne w wodzie.
Przykładowe Sole i Efekty
Można użyć Pb(NO3)2, ale powstała roślina będzie bezbarwna. Siarczan amonu nie da żadnej rosliny.
Przeczytaj także: Właściwości Wysowianki
Dostępność Szkła Wodnego
Szkło wodne można kupić w niektórych sklepach budowlanych i marketach.
Przeczytaj także: Jak filtrować duże oczko wodne (100000l)?
tags: #osmoza #roślin #w #szkle #wodnym #eksperyment
