Experimenten Online!
	Chemische Tuin. De chemische tuin in bloei met v.l.n.r: IJzer(II)sulfaat (lichtgroen), kobaltchloride (2x; paarsblauw), calciumchloride (wit), nikkelnitraat (groen), kopersulfaat (blauw) & calciumchloride. (wit) Op de achtergrond ijzer(III)chloride. (bruin) Beschrijving: Demonstratieproefje met korte uitleg. Apparatuur: -Maatbeker 1000 ml -Bekerglas 1000 ml -Reageerbuisje -Pincet -Schaar -(Zilver)zand -Filtreerpapier -Hydrometer (optioneel) Chemicaliën: Waterglas (natriumsilicaat): Na2SiO3 IJzer(III)chloride: FeCl3 Calciumchloride: CaCl2 IJzer(II)sulfaat: FeSO4.7H2O Kobaltchloride: CoCl2.6H2O Koper(II)chloride: CuCl2 Kopersulfaat: CuSO4.5H2O Nikkelnitraat: Ni(NO3)2.6H2O Veiligheid: Gebruik een veiligheidsbril tijdens het werken met waterglas. Kobaltchloride kan kanker veroorzaken bij inademing. Nikkelnitraat is mogelijk carcinogeen. Voorbereiding: Spoel het zand een aantal keren met water om eventuele verontreinigingen uit te wassen en laat het daarna een paar dagen drogen. Verdun 250 ml waterglas met gedestilleerd water tot 750 ml. (1 deel waterglas op 2 delen water) Roer totdat de oplossing volkomen homogeen is. Het soortelijk gewicht na verdunnen is circa 1.2 g/ml. Voer eventueel een herkristallisatie uit met bovengenoemde zouten om voldoende grote kristallen te krijgen. (2-5 mm) Uitvoering: Chemische tuin: Bedek de bodem van het bekerglas met een laagje zand. Plaats, om opwervelen te voorkomen, een op maat geknipt stuk filtreerpapier op de zandlaag. Giet voorzichtig de verdunde natriumsilicaatoplossing in het bekerglas. Verwijder het filtreerpapier en geef eventueel toch nog opgewerveld zand enige tijd om te bezinken. Laat kristallen van één of meerdere bovengenoemde zouten in de oplossing vallen. Minituintje: Vul een reageerbuisje voor de helft met de verdunde natriumsilicaatoplossing. Gebruik een pincet om een kristal ijzer(III)chloride in de oplossing te laten vallen. Waarnemingen: Vrij snel nadat de verschillende kristallen in aanraking komen met de natriumsilicaatoplossing ontstaan de eerste uitlopers. Vreemde gekleurde groeisels vormen zich in de oplossing. Sommige vertakken zich, anderen groeien recht omhoog. Opvallend is het verschil in groeisnelheid tussen de verschillende zouten. Na een paar uur staat de complete tuin in bloei. Zout: Kleur: Groeisnelheid:       IJzer(III)chloride Bruin Zeer snel Calciumchloride Wit Snel IJzer(II)sulfaat Lichtgroen Gemiddeld Kobaltchloride Paarsblauw Snel Koper(II)chloride Lichtgroen Gemiddeld Kopersulfaat Blauw Traag Nikkelnitraat Groen Gemiddeld Resultaat: Chemische tuin (bovenste foto): V.l.n.r: IJzer(II)sulfaat (lichtgroen), kobaltchloride(2x; paarsblauw), calciumchloride (wit), nikkelnitraat (groen), kopersulfaat (blauw) & calciumchloride. Op de achtergrond ijzer(III)chloride. (bruin) Minituintje (foto boven): Uitgegroeid ijzer(III)chloride kristal in reageerbuisje. Uitleg: Zodra de kristallen met de natriumsilicaatoplossing in aanraking komen lossen ze gedeeltelijk op en vallen in ionen uiteen. Als voorbeeld ijzer(III)chloride: De oplossing bevat echter ook silicaat-ionen waardoor om het kristal een slecht oplosbaar semipermeabel huidje ijzersilicaat gevormd wordt volgens: Dit membraan voorkomt verdere verspreiding van ijzer- en chloride-ionen door de oplossing, maar verhindert niet dat watermoleculen het membraan kunnen passeren. Door verder oplossen van het kristal ontstaat binnen het membraan al snel een geconcentreerde oplossing van ijzer(III)chloride. Vervolgens dringt, door osmose, water het membraan binnen, de druk op de silicaathuid wordt steeds groter en zal daardoor uiteindelijk bezwijken. Hierdoor komt (opnieuw) een wolkje ijzer(III)chloride in contact met de natriumsilicaatoplossing en vormt zich een nieuw huidje. Water dringt het membraan binnen, de druk op het membraan neemt toe, enz... Dit proces herhaalt zich totdat de zoutconcentratie binnen het membraan te laag wordt om voldoende (osmotische) druk op te bouwen. Opmerkingen: -Volgens verschillende bronnen is het optimale soortelijke gewicht van waterglas bij dit experiment 1.1 g/ml. -Gekleurde zouten geven het mooiste resultaat. -Een membraan is semipermeabel als het oplosmiddel (water) wel en opgeloste stoffen niet (of slecht zeer langzaam) het membraan kunnen passeren. -Osmose is diffusie van een vloeistof door een semipermeabel membraan. De stromingsrichting is daarbij van een lage naar een hoge concentratie opgeloste stoffen. -Eenmaal opgedroogd is waterglas nauwelijks meer van glaswerk te verwijderen. Direct schoonmaken na gebruik! Meer info & links: Thuis Experimenteren - Chemische tuin Katholieke Universiteit Leuven - De Chemische tuin ETH Zürich - Chemical Garden Websites met het hier beschreven experiment. Wikipedia.org - Chemische tuin Korte uitleg over de chemische tuin in de Wikipedia encyclopedie. Chemistry.About.com - Magic Rocks (Grow a Chemical Garden) Laboratory for Crystallographic Studies - Chemical Gardens Beschrijving en uitleg over de chemische tuin. (Engels)