Jardín químico de sales

En esta práctica vamos a construir un “bosque” formado por la precipitación de sales minerales. Con silicato de sodio (Na₂SiO₃), llamado “vidrio soluble”, y sales coloreadas solubles en agua pueden generarse formas arborescentes de colores, constituidas por pequeños cristales superpuestos de silicato de los diferentes iones metálicos.
La ecuación correspondiente de la reacción es:

Na₂SiO₃ + …CuSO₄ à CuSiO₃ + Na₂SO₄

(soluble) (soluble) (insoluble) (soluble)

 

Reacciones análogas ocurren con cada uno de los iones metálicos añadidos y así va creciendo el “jardín químico”.

•  Para nuestra práctica, tomamos un vaso de precipitados y le añadimos una mezcla de 1/3 de disolución comercial de silicato de sodio (vidrio líquido) y 2/3 de agua.
• Añadimos arena, que será el suelo del jardín.
• Esparcimos con cuidado los cristalitos de las sales minerales, por diferentes partes del vaso. Algunas de las sales que podemos utilizar son:

®      sulfato cúprico: formas azules
®      cloruro de cobalto: formas de arbusto violaceas
®      sulfato de níquel: de color amarillo.
®      nitrato cálcico: forma unas finas agujas blancas.
®      sulfato de manganeso: forma unas finas agujas blancas
®    cloruro férrico: de color ocre, y forma alargada.     
®    nitrato de cromo: formas verdes en forma de arbusto. 

Estos son los resultados

 

 

Tensión superficial. Sustancias tensioactivas.

Los tensioactivos son sustancias orgánicas solubles, como los jabones, que añadidas al agua, reducen la tensión superficial de esta. Todos hemos visto el típico anuncio en el que una gotita de detergente añadida al plato de grasa hace que esta "desaparezca". Lo que está ocurriendo es que el jabón, que tiene una parte hidrólfila soluble en agua y otra hidrófoba soluble en aceite,  rompe la tensión superficial.

En este sencillo experimento podemos comprobar cuantitativamente cómo el detergente hace disminuir la tensión superficial del agua, que a 20ºC tiene un valor de 72.75dinas/cm, consiguiendo con esto un mejor contacto entre el agua y el vidrio.

Según la ley de Tate, la gota se desprende de un tubo en el instante en el que su peso se iguala a las fuerzas de tensión superficial:

P = m·g = 2·p·g

Siendo:  P = peso; m = masa de una gota; g= gravedad; r = radio del rubo;  g = tensión superficial.

Utilizando un líquido de referencia de tensión superficial conocida (usaremos agua a 20ºC) podemos calcular la tensión superficial de un líquido problema:

En este experimento, pesaremos 50 gotas de agua destilada, y a continuación otras 50gotas de agua a la que hemos añadido una gota de gel (agua jabonosa). Como conocemos la tensión superficial del agua, podremos calcular la tensión del agua jabonosa como:

Los resultados obtenidos fueron:

      masa 50 gotas agua = 2'42g

      masa 50 gotas agua jabonosa = 2'06g

Como se puede comprobar, la tensión superficial se ha reducido con una simple gota de gel añadida al vaso de agua. Si añadimos más, la tensión se reduce considerablemente.

En este video podemos ver la experiencia en el laboratorio.