Оглавление Видео опыты по химии Видео опыты по физике На главную страницу

Химия и Химики № 1 2009

Журнал Химиков-Энтузиастов
Помощь журналуПомощь журналу Химия и Химики




Химические водоросли (коллоидный сад)
Chemical Gardens (Colloidal Garden)

(Силикаты, цианоферраты, хроматы)

В.Н. Витер




Химические водоросли из желтой и красной кровяной соли
(Цианоферратные кустарники Ломоносова)
Русский физикохимик Михаил Васильевич Ломоносов в 1750 г. занялся разработкой способа получения синей краски, известной в то время как "берлинская лазурь". Химическая формула этого соединения, уточненная уже в наши дни, - KFe[Fe(CN)6], гексацианоферрат(III) железа(II)-калия. Попутно Ломоносов изучал взаимодействие желтой и красной кровяных солей, гексацианоферрата(II) и гексацианоферрата(III) с различными солями других металлов.

Изумительные "растения", похожие на нитевидные "водоросли" или ветки "подводного кустарника", вырастают в сосудах при взаимодействии в водном растворе гексацианоферратов калия с хлоридом или сульфатом меди (II), марганца(II), цинка (II), никеля(II), кобальта(II), хрома(III). Для этого в раствор 30-50 г желтой кровяной соли - гексацианоферрата(II) калия K4[Fe(CN)6] в 1 л воды добавляют два-три кристаллика этих солей.

Появление водных "растений" связано с реакциями, в которых выпадают в осадок малорастворимые комплексные соли типа K2Zn[Fe(CN)6] или KCr[Fe(CN)6]. Эти соединения покрывают внесенные кристаллики полупроницаемой пленкой. Через пленку просачивается вода из раствора. Давление под пленкой возрастает, в некоторых местах она прорывается, и там начинают расти длинные изогнутые "трубочки" - "ветки" Диковинных растений. Рост будет продолжаться до тех пор, пока не израсходуется весь кристалл внесенной соли.


Химические водоросли (коллоидный сад) / Chemical Gardens (Colloidal Garden)

Химические водоросли (коллоидный сад) / Chemical Gardens (Colloidal Garden)
Химические водоросли: Хлорид железа (III) FeCl3 в растворе желтой кровяной соли K4[Fe(CN)6]

Химические водоросли (коллоидный сад) / Chemical Gardens (Colloidal Garden)

Химические водоросли (коллоидный сад) / Chemical Gardens (Colloidal Garden)
Химические водоросли: Кристаллы сульфата меди (медный купорос) CuSO4 в растворе желтой кровяной соли K4[Fe(CN)6]

Химические водоросли (коллоидный сад) / Chemical Gardens (Colloidal Garden)

Химические водоросли (коллоидный сад) / Chemical Gardens (Colloidal Garden)

Химические водоросли (коллоидный сад) / Chemical Gardens (Colloidal Garden)
Химические водоросли: Кристаллы сульфата кобальта CoSO4 в растворе желтой кровяной соли K4[Fe(CN)6]




Бурый "кустарник" вырастает, когда в раствор 100-150 г сульфата меди (II) CuSO4 в 1 л воды добавить кристаллики красной кровяной соли - гексацианоферрата(III) калия K3[Fe(CN)6]. Его появление вызвано реакцией образования малорастворимого гексацианоферрата(III) меди(II)-калия KCu[Fe(CN)6]:

K3[Fe(CN)6] + CuSO4 = KCu[Fe(CN)6] + K2SO4


Зеленые тонкие "водоросли" с синеватым оттенком появляются, если в водный раствор хлорида никеля(II) NiCl2 (30-50 г в 1 л воды) опустить кристаллик гексацианоферрата(III) калия K3[Fe(CN)6]. Они образуются по реакции:

K3[Fe(CN)6] + NiCl2 = KNi[Fe(CN)6] + 2КСl



Химические водоросли (коллоидный сад) / Chemical Gardens (Colloidal Garden)

Химические водоросли (коллоидный сад) / Chemical Gardens (Colloidal Garden)

Химические водоросли (коллоидный сад) / Chemical Gardens (Colloidal Garden)
Химические водоросли: Кристаллы красной кровяной соли K3[Fe(CN)6] в растворе сульфата меди CuSO4




Хроматный осенний сад. (Химические водоросли на основе хроматов)
Химический осенний сад с желтой "травой" и золотистыми "листьями" вырастает, если в водный раствор, содержащий 30 - 50 г хромата калия К2СгО4 в 1 л воды, добавить кристаллик дигидрата хлорида бария ВаСl2·2Н2O. В желтом растворе будет протекать осаждение хромата бария ВаСrО4:

К2СгO4 + ВаСl2 = BaCrO4↓ + 2KCl

Тонкие нити желтого цвета, похожие на траву, появятся и в водном растворе нитрата свинца(II) Pb(NO3)2, содержащем 100 - 150 г соли в 1 л воды, если в него опустить несколько кристалликов хромата калия. В этом случае "трава" это малорастворимый хромат свинца РbСгO4:

K2CrO4 + Pb(NO3)2 = PbCrO4↓ + 2KNO3



Химические водоросли (коллоидный сад) / Chemical Gardens (Colloidal Garden)

Химические водоросли (коллоидный сад) / Chemical Gardens (Colloidal Garden)

Химические водоросли (коллоидный сад) / Chemical Gardens (Colloidal Garden)
В данном опыте для выращивания хроматного сада к раствору ацетата свинца Pb(CH3COO)2 было добавлено немного кристалликов дихромата аммония (NH4)2Cr2O7



Химический аквариум. (Химические водоросли из силикатов натрия и калия)
Возьмите жидкое стекло - полисиликаты натрия и калия с условной формулой Na2SiO3, разбавьте его 2-3-х кратным количеством воды и налейте в банку. Далее добавляем в раствор кристаллики различных солей: сульфатов (или хлоридов, нитратов) меди Cu, двухвалентного железа Fe(II), трехвалентного железа Fe(III), хрома Cr(III), кобальта Co, никеля Ni, марганца Mn, магния Mg, цинка Zn, свинца Pb. Количество каждой соли - "на кончике шпателя". Соли можно брать как вместе, так и по отдельности. Когда кристаллики опустятся на дно, начнется рост "водорослей". Используя соли разных металлов, можно вырастить "водоросли" разнообразных цветов. Например, соли Cu(II) дают "водоросли" светло-синего цвета, Co - фиолетового, Ni - светло-зеленого, Zn, Mg и Pb - белого, Fe(III) - бурого. "Марганцевые водоросли" первоначально окрашены в белый цвет, но затем становятся бурыми (в результате окисления Mn(II)).

Другой вариант опыта. В высокую стеклянную банку налейте 1 л жидкого стекла, добавьте 0,5-0,7 л воды и перемешайте. После этого нужно одновременно из двух стаканов вылить в эту банку водные растворы сульфата хрома(III) Cr2(SO4)3 и хлорида железа(III) FeCl3. В результате вырастут силикатные "водоросли" желто-зеленого цвета, которые, причудливо переплетаясь, опускаются сверху вниз.

Рост "водорослей" - следствие образования силикатов железа, меди и хрома, образующихся в результате обменных реакций, уравнения которых условно можно условно записать следующим образом:

Cr2(SO4)3 + 3Na2SiO3 = Cr2(SiO3)3↓ + 3Na2SO4
2FeCl3 + 3Na2SiO3 = Fe2(SiO3)3↓ + 6NaCl

Добавив в ту же банку по каплям раствор сульфата меди(II) CuSO4, мы заселим аквариум причудливыми "морскими звездами" и круглыми колючими "морскими ежами" синего цвета:

CuSO4 + Na2SiO3 = CuSiO3↓ + Na2SO4


Рецепты «химических водорослей» (Химия и жизнь)

Раствор

Концентрация раствора, %

Кристаллы

K4[Fe(CN)6]

3-5

CdCl2, ZnCl2, MnCl2, FeCl2, CoCl2, NiCl2, FeCl3

K3[Fe(CN)6]

3-5

ZnCl2, FeCl2

CdCl2, CuSO4

3-5

K3[Fe(CN)6]

CuSO4

10-15

K3[Fe(CN)6]

NiCl2, Pb(NO3)2

3-5

K4[Fe(CN)6]

K2CrO4

3-5

BaCl2

Na2B4O7

3-5

AlCl3, Pb(NO3)2

Na2CO3

3-5

BaCl2, CaCl2

Na2CO3

5-20

Sr(NO3)2, Ba(NO3)2

Na2CO3

10-20

BaI2, CdI2

Pb(NO3)2

11

KI, CdI2

CdI2

Насыщенный

Pb(NO3)2

NaI

10

Pb(NO3)2

Na3PO4

2-4

MgCl2

Na3PO4

7-15

CoCl2, ZnCl2, Sr(NO3)2, Ba(NO3)2, Pb(NO3)2

Pb(NO3)2

5-10

Na3PO4

Pb(NO3)2

10-15

K2CrO4

Pb(NO3)2

20

(NH4)2Cr2O4

Na2CrO4

5-20

Pb(CH3COO)2

Pb(CH3COO)2

10-20

K2CrO4, K2Cr2O4

K2HPO4

3-4

CdCl2, CaCl2, FeCl2, BaCl2, ZnCl2

K2Cr2O4

3-20

Pb(NO3)2, Pb(CH3COO)2

NaOH

25

CoCl2

Na2CrO4

4

MnCl2, Cd(NO3)2, Sr(NO3)2, BaCl2




Химические водоросли (коллоидный сад) / Chemical Gardens (Colloidal Garden)

Химические водоросли (коллоидный сад) / Chemical Gardens (Colloidal Garden)

Химические водоросли (коллоидный сад) / Chemical Gardens (Colloidal Garden)

Химические водоросли (коллоидный сад) / Chemical Gardens (Colloidal Garden)

Химические водоросли (коллоидный сад) / Chemical Gardens (Colloidal Garden)
фото visart



Золотые сталактиты. (Кристаллизация йодида свинца).
Golden Stalactites. (Precipitation of lead iodide)

Очень красочный эксперимент, который, по сути, является разновидностью опытов "химические водоросли".

Налейте в стакан раствор ацетата или нитрата свинца (концентрация около 10%), подкисленный азотной или муравьиной кислотой. На поверхность раствора аккуратно поместите половину шпателька кристаллов KI. Постарайтесь, чтобы кристаллики плавали на поверхности, а не падали на дно. Для этого хорошо использовать кристаллики пластинчатой формы. KI добавляют такое количество, чтобы его кристаллы покрыли 50-80% поверхности раствора. Необходимо тщательно избегать даже небольших сотрясений стакана и стола, на котором он стоит. Иначе опыт может не получиться.

Кристаллики, которые попали на поверхность раствора, моментально окрашиваются в желтый цвет - вследствие образования иодида свинца:

2KI + Pb(NO3)2 = РbI2↓ + 2KNO3

Часть кристалликов все-таки опустится на дно, образуя желтый осадок. Частички KI, которые останутся на поверхности, будут давать насыщенный раствор, который опускаясь на дно, образует желтый иодид свинца РbI2. В результате с поверхности раствора вниз будут расти образования, которые напоминают желтые сталактиты. Эти сталактиты покрыты блестящими кристалликами иодида свинца РbI2, часть из которых отделяются и медленно падают, образуя "золотой дождь". При удачном исполнении золотые сталактиты достигнут дна стакана. Но эти образования недолговечны - малейшая вибрация и они отрываются от поверхности раствора. Опыт особенно эффективен при желтом освещении, направленном под правильным углом (для опытов с иодидом свинца лучшее освещение - прямой солнечный свет).

Золотые сталактиты. (Кристаллизация иодида свинца).
Golden Stalactites. (Precipitation of lead iodide)

Ацетат свинца и иодид калия


Золотые сталактиты. (Кристаллизация иодида свинца). Golden Stalactites. (Precipitation of lead iodide)
Золотые сталактиты. (Кристаллизация иодида свинца). Golden Stalactites. (Precipitation of lead iodide)
Золотые сталактиты. (Кристаллизация иодида свинца). Golden Stalactites. (Precipitation of lead iodide)
Золотые сталактиты. (Кристаллизация иодида свинца). Golden Stalactites. (Precipitation of lead iodide)
Золотые сталактиты. (Кристаллизация иодида свинца). Golden Stalactites. (Precipitation of lead iodide)
Золотые сталактиты. (Кристаллизация иодида свинца). Golden Stalactites. (Precipitation of lead iodide)
Золотые сталактиты. (Кристаллизация иодида свинца). Golden Stalactites. (Precipitation of lead iodide)
Золотые сталактиты. (Кристаллизация иодида свинца). Golden Stalactites. (Precipitation of lead iodide)

Золотые сталактиты. (Кристаллизация иодида свинца). Golden Stalactites. (Precipitation of lead iodide)

Золотые сталактиты. (Кристаллизация иодида свинца). Golden Stalactites. (Precipitation of lead iodide)

Золотые сталактиты. (Кристаллизация иодида свинца). Golden Stalactites. (Precipitation of lead iodide)

Золотые сталактиты. (Кристаллизация иодида свинца). Golden Stalactites. (Precipitation of lead iodide)

Золотые сталактиты. (Кристаллизация иодида свинца). Golden Stalactites. (Precipitation of lead iodide)

Золотые сталактиты. (Кристаллизация иодида свинца). Golden Stalactites. (Precipitation of lead iodide)

Золотые сталактиты. (Кристаллизация иодида свинца). Golden Stalactites. (Precipitation of lead iodide)

Золотые сталактиты. (Кристаллизация иодида свинца). Golden Stalactites. (Precipitation of lead iodide)

Золотые сталактиты. (Кристаллизация иодида свинца). Golden Stalactites. (Precipitation of lead iodide)

Золотые сталактиты. (Кристаллизация иодида свинца). Golden Stalactites. (Precipitation of lead iodide)

Золотые сталактиты. (Кристаллизация иодида свинца). Golden Stalactites. (Precipitation of lead iodide)

Золотые сталактиты. (Кристаллизация иодида свинца). Golden Stalactites. (Precipitation of lead iodide)

Золотые сталактиты. (Кристаллизация иодида свинца). Golden Stalactites. (Precipitation of lead iodide)

Золотые сталактиты. (Кристаллизация иодида свинца). Golden Stalactites. (Precipitation of lead iodide)

Золотые сталактиты. (Кристаллизация иодида свинца). Golden Stalactites. (Precipitation of lead iodide)

Золотые сталактиты. (Кристаллизация иодида свинца). Golden Stalactites. (Precipitation of lead iodide)

Золотые сталактиты. (Кристаллизация иодида свинца). Golden Stalactites. (Precipitation of lead iodide)

Золотые сталактиты. (Кристаллизация иодида свинца). Golden Stalactites. (Precipitation of lead iodide)



<Химические водоросли (коллоидный сад). Chemical Gardens (Colloidal Garden)>

<Химические вулканы и Фараоновы змеи ч.2> <Химические вулканы ч.1> < Опыты со щелочными металлами > < Опыты со щелочными металлами 1 > [Эксперименты с ацетиленом, метаном, пропаном и бутаном] <Эксперименты с пропан-бутановой смесью 1> <Эксперименты с пропан-бутановой смесью 2> <Эксперименты с фосфором ч.1> <Эксперименты с фосфором ч.2> <Эксперименты с водородом 1> <Эксперименты с водородом 2> <Эксперименты с водородом 3> <Хлористый азот (трихлорид азота). Иодистый азот (нитрид иода)> <Перекись ацетона, ГМТД, органические перекиси> <Черный порох> <Кумулятивный эффект (№5 2011)> <Нитроглицерин, Этиленгликольдинитрат, Нитроэфиры, Нитропроизводные> <Огонь от капли воды (№1 2012)> <Огонь на ладони (Холодный огонь)> <Ртуть, Амальгамы, Соединения Ртути>
<Химические водоросли (коллоидный сад) (Обсудить на форуме)> [Отправить Комментарий / Сообщение об ошибке]