A vegyész kertje

Szerte a világon évente több millió tonna nátrium-szilikátot gyártanak nátrium-karbonát és homok hevítésével. A SiO2–H2O–Na2O rendszer fázisdiagramján üveges, folyékony, kristályos és amorf anyagok tartományai követik egymást. Folyadékok úgy állíthatók elô, hogy a képzõdött anyagokat nagy nyomáson oldják vízben, és az oldhatatlan maradékot leszûrik. A folyékony nátrium-szilikátokat, a vízüveget tisztítószerekhez, ragasztókhoz használják fel. Ezek a folyékony szilikátok sok szilárd átmenetifém-sóval reagálnak. A folyamatokban színes csapadék képzôdik, s a csapadék egy idô múlva látványos szálakká alakul – "kék, zöld, barna hajtások tobzódó vegetációja" jelenik meg.

A reakció során a fémsó körül vékony féligáteresztô hártya fejlôdik. A membránon csak a vízmolekulák diffundálhatnak át. A növekvô ozmósinyomás szétrepeszti a hártyát, és a fémsó-oldat kiáramlik a nátrium-szilikát-oldatba. Rendszerint fölfelé (a kisebb sûrûségû réteg felé) indul el, és újabb szilárd réteg keletkezik körülötte. A folyamat ezután ismétlôdik.

A vegyész kertje (vagy üvegháza) ezekbõl az ág-bogas szálakból áll. A kertépítés egyszerû. Hígítsunk fel 1 rész nátrium-szilikátot 2 rész ionmentes vízzel, és öntsük üvegedénybe. Az üveg aljára homokot is tehetünk (várjuk meg, amíg leülepszik). Ha kiválasztottuk a fémsókat, vegyünk egy kb. 1 cm átmérõjû üvegcsövet, és úgy tartsuk, hogy csaknem az edény aljáig érjen. Ezen keresztül dobjuk be a fémsó rögöket az oldatba. Így oda "ültethetjük a növényeket", ahová akarjuk. A kert néhány óra alatt népesül be. (A – legfeljebb 0,5 cm átmérõjû – rögökkel látványosabb eredményt kapunk, mint a finom porral. Ionmentes vízre azért van szükség, mert a csapvízben levõ kalcium- és vasionok zavarossá tehetik az oldatot. A nátrium-szilikát-oldatot óvatosan kiönthetjük a lefolyóba, ha csapvízzel bõségesen hígítjuk közben.)

Néhány bevált fémsó

Szín
Növekedési idõ
Vas(III)-klorid
Vas(II)-szulfát
Kobalt-klorid
Króm-klorid
Nikkel-szulfát
Réz-szulfát
Kálium-alumínium-szulfát
barna
szürkészöld
lila
szürkészöld
sárgászöld
kék
fehér
1 óra
3 óra
5 óra
6 óra
1 nap
1 nap
1 nap
A vegyész kertje már a világûrt is megjárta. Az angliai Ashford School növendékei az 1992. szeptember 12-én felbocsátott Endeavour fedélzetére nátrium-szilikát-oldattal töltött, zárt edényt juttattak el. Az automatikusan adagolt kobalt-nitrát kristályok növekedését 35 mm-es filmen rögzítették. Néhány hártya spirális alakban tekeredett fel. 1994 novemberében az iskola két tizenhét éves diákja "parabola-repülésre" vitte magával a kertet. A kísérlet 20 másodpercig súlytalansági állapotban zajlott. Nem kizárt azonban, hogy a repülés sokkal érdekesebb volt, mint a "kertészkedés".

A Sci.chem FAQ – Part 4 of 7. Chemical Demonstrations és a
The chemical garden, revisited (Education in Chemistry) alapján
A sátán kertje
Mi nõ a vegyész kertjében?
Vissza a Teázóba
http://www.kfki.hu/chemonet/
http://www.ch.bme.hu/chemonet/