51.水中花園實驗

【實驗原理】

除了堿金屬的矽酸鹽能溶於水外,其餘金屬的矽酸鹽都不溶於水,並且大多都能呈現各種美麗的顏色。利用這點,我們可以做一個有趣的“水中花園”的實驗。當把硫酸銅、氯化錳、氯化鈷、硝酸鋅等鹽投入水玻璃溶液中時,會發生如下的反應:

CuSO4+Na2SiO3=CuSiO3↓+Na2SO4藍綠色

MnCl2+Na2SiO3=MnSiO3↓+2NaCl紫色

以上這些不溶性的矽酸鹽首先在CuSO4、MnCl2等晶粒表麵形成一層難溶於水而有半滲透性的薄膜,該薄膜隻允許水往晶體中滲透,而其他離子則不能透過去,當滲入的水又溶解了可溶性鹽將薄膜脹裂後又會遇到矽酸鈉作用形成新的薄膜,這一過程不斷重複使矽酸銅等鹽在矽酸鈉膠體中長成美麗的枝狀“樹”,如“水中花園”一樣。

【實驗步驟】

(1)用品:燒杯,砂子,水玻璃稀溶液(20%),CuSO4固體,Co(NO3)2固體、Zn(NO3)2固體,Ni(NO3)2固體,Mn(NO3)2固體,Ca(NO3)2固體。

(2)操作方法:取一個大燒杯或小型魚缸,在底部鋪上厚度為5毫米左右經水洗過的砂子,並倒入為20%的水玻璃溶液,深度10厘米左右。

取硫酸銅晶體、硫酸亞鐵晶體、醋酸鉛晶體、氯化錳晶體、氯化鈷晶體、氯化鐵晶體、硫酸鎳晶體豆粒大小各一粒,分別分散地投入水玻璃溶液中,靜置二三分鍾後,這些晶體就開始長出約5毫米長的各色芽狀物,隨著時間推移又會長出好多絲狀分支。硫酸銅晶體的芽枝是藍白色樹狀,氯化鈷晶體的是紫色絲狀物,氯化鐵晶體的是橙色粗狀樹等等,整個水下成為絢麗多彩的“植物園”。一天以後,用虹吸法抽出水玻璃溶液,換上清水,這些“花草樹木”並不溶解,它們在清水中顯得更加美麗。