Как вырастить водоросли из медного купороса

Безопасность

• Перед началом опыта наденьте защитные перчатки и очки.
• Проводите эксперимент на подносе.

Часто задаваемые вопросы

Не получается вырастить «водоросли». Что делать?

В данном опыте очень важно соблюдать пропорции, поэтому убедитесь, что вы налили в стакан именно 100 мл воды.

Ещё следите за тем, чтобы соли не смешивались в стакане и были насыпаны на небольшом расстоянии друг от друга – иначе «водоросли» будут плохо расти.

И главное: «водоросли» очень тонкие и легко ломаются. Не трясите стакан 20 – 30 минут!

Почему нужно сыпать соли на расстоянии друг от друга?

Если все вещества смешаются, различить «водоросли» отдельных цветов будет сложно. Больше всех вырастут «водоросли» из последней добавленной соли, и разнообразия не получится.

Пошаговая инструкция

Приготовим раствор желтой кровяной соли K4[Fe(CN)6].

Насыпем в разные места на дне стакана соли разных металлов.

Соли металлов постепенно растворяются и реагируют с желтой кровяной солью. Получаются нерастворимые соединения меди, железа и цинка. Они не просто выпадают в осадок, а благодаря осмотическому давлению образуют «пузыри». Из них и вырастают причудливые «водоросли».

Утилизация

Утилизируйте твёрдые отходы эксперимента вместе с бытовым мусором. Растворы слейте в раковину и затем тщательно промойте её водой.

Что произошло

Почему появляются «растения»?

Попав в раствор, кристаллики солей вступают в химическую реакцию с желтой кровяной солью. Но реакция не происходит мгновенно – она начинается на поверхности твердых солей. В результате каждый кристаллик покрывается слоем нерастворимых соединений.
Но это не значит, что они обросли непроницаемой коркой: через образовавшийся слой к их поверхности поступаетaраствор гексацианоферрата (II) калия. Снова идет реакция. При этом образуются малорастворимые соединения, которые в свою очередь «прорываются» на поверхность сквозь уже имеющийся слой. Именно так образуются разветвленные структуры причудливой формы.

Почему водоросли растут по-разному?

Самое очевидное и простое предположение – потому, что мы используем разные вещества: белый сульфат цинка ZnSO4, синие кристаллы сульфата меди CuSO4 и зеленоватый сульфат железа(II) FeSO4. И на самом деле этот ответ очень близок к верному.

С одной стороны, все эти соединения похожи – это сульфаты металлов. Они состоят из положительно заряженного иона металла и отрицательно заряженного сульфат-иона, на которые соли и распадаются (диссоциируют) в воде:

ZnSO4↔Zn2+ + SO42-

CuSO4↔Cu2+ + SO42-

FeSO4 ↔Fe2+ + SO42-

С другой стороны, они отличаются и по цвету, и по внешнему виду (сравните: мелкий белый порошок, зеленоватые небольшие кристаллики и комочки вперемешку с порошком и голубые кристаллы). Но самое главное– металл, который и создает большое различие между свойствами этих веществ. Именно ион металла и придает уникальные свойства каждому сульфату.

Поэтому и водоросли из нихрастут разные. Каждое вещество по-своему взаимодействует с желтой кровяной солью K4[Fe(CN)6] из раствора.

Синий сульфат меди образует небольшие рыхлые коричневые структуры, напоминающие скорее кораллы, чемводоросли. Белый сульфат цинка не меняет своего цвета и достаточно быстро дорастает тонкими нитями до самой поверхности раствора. А зеленоватый сульфат железа постепенно становится ярко-синим, вырастая всего на несколько миллиметров от дна стакана.

Почему в растворе сульфат железа меняет свой цвет?

Кристаллы сульфата железа FeSO4 сначала покрываются тонкой белой пленкой так называемой соли Эверитта K2Fe[Fe(CN)6].

Она получается в результате реакции желтой кровяной соли K4[Fe(CN)6]с FeSO4:

K4[Fe(CN)6] + FeSO4 –>K2Fe[Fe(CN)6] + K2SO4

Но этот процесс, как правило, остается незамеченным, поскольку такая соль быстро окисляется доберлинской лазури KFe[Fe(CN)6], которая имеет темно-синий цвет.

Кстати, берлинская лазурь – очень популярный пигмент (краска), который использовался многими знаменитыми художниками. Например, в известных полотнах «Звёздная ночь» голландца Винсента Ван Гога или гравюра на дереве «Большая волна в Канагаве» японского автора Кацуки Хокусая основные тона задаются именно синей берлинской лазурью.

Как получить водоросли другой формы?

Для этого можно попробовать изменять параметры проведения эксперимента. За этим не до конца понятным словосочетанием кроется достаточно простая суть. Исследовать, как то или иное изменение в системе (стакан с раствором + кристаллики солей) влияет на итог эксперимента (форму водорослей, их размер и др.), можно, например,с помощью более концентрированного растворажелтой кровяной соли (т.е. взять не 100, а 50 миллилитров воды). Этот способ мы рекомендуем как проверенный.

А вообще, не бойтесь экспериментировать! Попробуйте использовать очень горячую или ледяную воду, выбрать кристаллики солей разного размера. Главное –соблюдайте технику безопасности при работе с химическими веществами и не забывайте записывать условия эксперимента, чтобы затем сравнить полученные результаты и сделать выводы. Примерно так и выглядит жизнь современного ученого экспериментатора!

Почему во время эксперимента не стоит встряхивать стакан?

Образующиеся структуры – это нагромождения нерастворимых кристаллов, достаточно хаотически нагроможденных друг на друга. Поэтому они такие хрупкие. Даже небольшое движение воды может превратить ваш ажурный сад в мутную жидкость и осадок невнятного цвета. Убедиться в этом легко:дотроньтесь до водорослей палочкой или зубочисткой.