Глава III. Неметаллы и их соединения. § 24. Кремний и его соединения — с. 128
§ 24. Примените свои знания.
7. Выполните домашний эксперимент «Силикатный сад».
Реактивы и оборудование: соли — медный купорос, железный купорос (их можно приобрести в магазине товаров для сада и огорода), силикатный клей (1—2 тюбика), несколько баночек из бесцветного стекла (сколько солей возьмёте для опытов, столько нужно и баночек).
Ход работы. Разбавьте клей водой (1 : 1). Налейте раствор в баночки из бесцветного стекла. На донышки предварительно положите несколько крупных кристаллов одной из указанных солей. В течение нескольких дней наблюдайте за происходящими изменениями. Напишите отчёт о проделанной работе. Не забудьте про уравнения реакций!
Реактивы и оборудование: соли — медный купорос, железный купорос (их можно приобрести в магазине товаров для сада и огорода), силикатный клей (1—2 тюбика), несколько баночек из бесцветного стекла (сколько солей возьмёте для опытов, столько нужно и баночек).
Ход работы. Разбавьте клей водой (1 : 1). Налейте раствор в баночки из бесцветного стекла. На донышки предварительно положите несколько крупных кристаллов одной из указанных солей. В течение нескольких дней наблюдайте за происходящими изменениями. Напишите отчёт о проделанной работе. Не забудьте про уравнения реакций!
Отчёт о работе.
Цель: наблюдать взаимодействие солей металлов с раствором силиката натрия (силикатным клеем).
Ход: клей разбавили водой 1 : 1, налили в две банки, в одну положили кристаллы медного купороса CuSO₄·5H₂O, в другую — железного купороса FeSO₄·7H₂O.
Наблюдения. Кристалл растворяется на поверхности и покрывается плёнкой нерастворимого силиката — оболочка пропускает воду (осмос), давление внутри растёт, плёнка прорывается, и из кристалла вверх вырастают трубочки и «ветви», похожие на водоросли. В банке с медным купоросом они голубые или сине-зелёные, в банке с железным купоросом — зеленовато-бурые (из-за окисления на воздухе — бурые).
Уравнения реакций:
CuSO₄ + Na₂SiO₃ = CuSiO₃↓ + Na₂SO₄ (Cu²⁺ + SiO₃²⁻ = CuSiO₃↓)
FeSO₄ + Na₂SiO₃ = FeSiO₃↓ + Na₂SO₄ (Fe²⁺ + SiO₃²⁻ = FeSiO₃↓)
Силикатный клей — раствор силиката натрия (жидкое стекло). Силикаты тяжёлых металлов нерастворимы в воде и образуют осадок-оболочку.
Вывод: нерастворимые силикаты образуются в реакции обмена между растворимыми солями; рост «сада» объясняется осмосом через плёнку силиката.
Оговорка: внешний вид «сада» зависит от соли и концентрации раствора; описание дано как типичный результат.
Цель: наблюдать взаимодействие солей металлов с раствором силиката натрия (силикатным клеем).
Ход: клей разбавили водой 1 : 1, налили в две банки, в одну положили кристаллы медного купороса CuSO₄·5H₂O, в другую — железного купороса FeSO₄·7H₂O.
Наблюдения. Кристалл растворяется на поверхности и покрывается плёнкой нерастворимого силиката — оболочка пропускает воду (осмос), давление внутри растёт, плёнка прорывается, и из кристалла вверх вырастают трубочки и «ветви», похожие на водоросли. В банке с медным купоросом они голубые или сине-зелёные, в банке с железным купоросом — зеленовато-бурые (из-за окисления на воздухе — бурые).
Уравнения реакций:
CuSO₄ + Na₂SiO₃ = CuSiO₃↓ + Na₂SO₄ (Cu²⁺ + SiO₃²⁻ = CuSiO₃↓)
FeSO₄ + Na₂SiO₃ = FeSiO₃↓ + Na₂SO₄ (Fe²⁺ + SiO₃²⁻ = FeSiO₃↓)
Силикатный клей — раствор силиката натрия (жидкое стекло). Силикаты тяжёлых металлов нерастворимы в воде и образуют осадок-оболочку.
Вывод: нерастворимые силикаты образуются в реакции обмена между растворимыми солями; рост «сада» объясняется осмосом через плёнку силиката.
Оговорка: внешний вид «сада» зависит от соли и концентрации раствора; описание дано как типичный результат.
§ 24. Выразите своё мнение.
8. Как вы думаете, почему углерод называют главным элементом живой природы, а кремний — основным элементом неживой природы?
Моё мнение: углерод — основа живой природы, кремний — основа неживой природы, и вот почему.
1) Атомы углерода способны соединяться друг с другом в длинные прочные цепи, кольца, разветвления (связи C–C прочны), образуя миллионы органических соединений — белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты. Без такого многообразия невозможна жизнь.
2) Кремний много в земной коре (около 26 % по массе, второй по распространённости после кислорода): соединения кремния с кислородом — песок, кварц, глины, полевые шпаты, слюда, большая часть горных пород.
3) Связь Si–O очень прочна, и кремний с кислородом образует жёсткие каркасы, поэтому его соединения устойчивы — но он не даёт длинных цепей из Si–Si и таких разнообразных соединений, как углерод. Кроме того, оксид углерода(IV) — газ, участвует в обмене веществ, а SiO₂ — твёрдое нерастворимое вещество.
Следовательно, углерод — главный элемент живой, а кремний — основной элемент неживой природы.
1) Атомы углерода способны соединяться друг с другом в длинные прочные цепи, кольца, разветвления (связи C–C прочны), образуя миллионы органических соединений — белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты. Без такого многообразия невозможна жизнь.
2) Кремний много в земной коре (около 26 % по массе, второй по распространённости после кислорода): соединения кремния с кислородом — песок, кварц, глины, полевые шпаты, слюда, большая часть горных пород.
3) Связь Si–O очень прочна, и кремний с кислородом образует жёсткие каркасы, поэтому его соединения устойчивы — но он не даёт длинных цепей из Si–Si и таких разнообразных соединений, как углерод. Кроме того, оксид углерода(IV) — газ, участвует в обмене веществ, а SiO₂ — твёрдое нерастворимое вещество.
Следовательно, углерод — главный элемент живой, а кремний — основной элемент неживой природы.
§ 25. Вопрос в начале параграфа. Секрет изготовления этого материала открыли китайские мастера в VI—VII вв. Он стал альтернативой камню, дереву, глине и отличался невероятной красотой и практичностью. Люди говорили, что изделия из этого материала белы, как снег, тонки, как бумага, и прочны, как металл. Секрет изготовления этого материала китайские мастера свято хранили почти тысячу лет. Того, кто дерзнул бы выдать этот секрет, ждала неминуемая смерть. О каком материале идёт речь?
Какие изделия из него есть у вас дома?
Речь идёт о фарфоре — керамическом материале из белой глины (каолина) со специальными добавками, непористом и слегка прозрачном в тонких изделиях. Фарфор изобрели в Китае, в Европе его научились делать лишь в XVIII в., а первый русский фарфор получил Д. И. Виноградов, ученик М. В. Ломоносова.
Дома из фарфора и близких к нему материалов обычно есть: чайные и столовые сервизы, чашки, тарелки, блюдца, чайники, вазы, статуэтки, а также керамические изделия — плитка в ванной, фаянсовая сантехника (раковина, унитаз).
Дома из фарфора и близких к нему материалов обычно есть: чайные и столовые сервизы, чашки, тарелки, блюдца, чайники, вазы, статуэтки, а также керамические изделия — плитка в ванной, фаянсовая сантехника (раковина, унитаз).