2 måder at dyrke en pigget tinn-pindsvin ved hjælp af kemi

Metalkrystaller er kompliceret og smuk. De er også overraskende lette at dyrke. I dette eksperiment skal du lære at vokse tin krystaller der viser et pigget udseende, der får dem til at ligne et metal-pindsvin.

• 0,5 M tin (II) chloridopløsning (SnCl₂)
• zink pelleten
• reagensglas eller hætteglas, der er større i diameter end zink

Den afrundede pindsvin formes omkring en pellets af zink, men du kan erstatte ethvert stykke zinkmetal. Da reaktionen finder sted på overfladen af ​​metallet, kan du også bruge en galvaniseret (zinkbelagt) genstand i stedet for zinkpelleten.

1. Hell tinchloridopløsning i et hætteglas. Fyld ikke den helt op, fordi du har brug for plads til zink.
2. Tilsæt zinkpelleten. Indstil hætteglasset et sted stabilt, så det ikke bliver stødt eller skørt.
3. Se de sarte tinkrystaller vokse! Du kan se begyndelsen på en pigget pindsvinform i de første 15 minutter med god krystaldannelse inden for en time. Sørg for at tage billeder eller video af krystallerne til senere, da tin-pindsvin ikke holder. Til sidst vil vægten af ​​de skrøbelige krystaller eller beholderens bevægelse kollapse strukturen. Den lyse metalliske glans af krystallerne falder over tid, plus opløsningen bliver uklar.
   instagram viewer

I dette eksperiment blev tin (II) -chlorid (SnCl₂) reagerer med zinkmetal (Zn) til dannelse af tinmetal (Sn) og zinkchlorid (ZnCl₂) via en substitution eller enkelt forskydningsreaktion:

SnCl₂ + Zn → Sn + ZnCl₂

Zink fungerer som et reduktionsmiddel og giver elektroner til tinchloridet, så tin er fri til at udfælde. Reaktionen begynder ved overfladen af ​​zinkmetallet. Når tinmetallet produceres, stak atomerne oven på hinanden i en karakteristisk form eller allotrope af elementet. Den bregne-lignende form af zinkkrystallerne er en karakteristik for dette metal, så selvom andre typer af metalkrystaller kan dyrkes ved hjælp af denne teknik, vil de ikke have det samme udseende.

En anden måde at dyrke tinkrystaller på er ved hjælp af zinkchloridopløsning og jern. Medmindre du bruger en rund stykke jern, får du ikke en "pindsvin", men du kan få krystalvæksten, lige den samme.

Materialer

• jerntråd eller søm
• 0,1 M tinchlorid
• reagensglas

Bemærk: Du behøver ikke at sammensætte en ny tinchloridopløsning. Hvis du har en løsning fra reaktionen med zink, kan du bruge den. Koncentrationen påvirker hovedsageligt hvor hurtigt krystallerne vokser.

Procedure

1. Suspendér jerntråden eller neglen i et reagensglas, der indeholder tinchlorid.
2. Efter cirka en time begynder krystaller at dannes. Du kan undersøge disse med et forstørrelsesglas eller ved at fjerne tråden og se på krystallerne under et mikroskop.
3. Lad jernet forblive i opløsningen natten over for flere / større krystaller.

Kemisk reaktion

Igen er dette en simpel forskydningskemisk reaktion:

Sn²⁺ + Fe → Sn + Fe²⁺

• Som altid er det god praksis at bære beskyttelsesbriller og handsker, når du udfører kemieksperimenter.
• Når du er færdig med eksperimentet, kan du skylle kemikalierne ned i drænet med vand.

• Brug en forstørrelseslinse til at sammenligne tin krystaller dyrket på zink- og jernoverflader.
• Du ønsker måske at eksperimentere med, hvordan ændring af koncentration af opløsningen af ​​zinkchlorid eller temperaturen påvirker krystalvæksthastigheden og udseendet.
• Prøv at dyrke andre metalkrystaller ved hjælp af denne teknik. Husk, at de resulterende krystaller ikke ligner en pindsvin. For at vælge et emne skal du finde et metallsalt, der er opløseligt i vand, som ikke oxiderer for hurtigt i luft, men alligevel kan reagere med zink eller jern (eller andet metal) til dannelse af krystaller. Metallet skal være mere reaktivt end tin, ellers kan substitutionen ikke fortsætte. Det er også en god ide at overveje metalets toksicitet for personlig sikkerhed og kemisk bortskaffelse. Du kan konsultere reglerne for opløselighed at vælge gode kandidater til yderligere eksperimenter.

• Holleman, Arnold F.; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils (1985). "Tin". Lehrbuch der Anorganchen Chemie (på tysk) (91–100 red.). Walter de Gruyter. pp. 793–800. ISBN 3-11-007511-3.
• Schwartz, Mel (2002). "Tin og legeringer, egenskaber". Encyclopedia of Materials, Parts and Finished (2. udgave). CRC Press. ISBN 1-56676-661-3.