Experimentul arici de staniu

Cristalele de metal sunt complexe și frumoase. De asemenea, sunt surprinzător de ușor de crescut. În acest experiment, învață cum să crești cristale de staniu care prezintă un aspect spiculos care le face să pară un arici metalic.

Materiale de arici din staniu

• Soluție de clorură de staniu (II) 0,5 M (SnCl)₂)
• peletă de zinc
• eprubetă sau flacon cu un diametru mai mare decât zincul

Forma rotunjită de arici se formează în jurul unei pelete de zinc, dar puteți înlocui orice bucată de zinc metal. Deoarece reacția are loc la suprafața metalului, puteți utiliza, de asemenea, un obiect galvanizat (acoperit cu zinc) în locul peletelor de zinc.

Creste un arici de cositor

1. Turnați soluția de clorură de stan într-un flacon. Nu o umpleți până la capăt, deoarece aveți nevoie de spațiu pentru zinc.
2. Adăugați peletele de zinc. Așezați flaconul undeva stabil, astfel încât să nu se dea peste cap sau să se zgârie.
3. Urmăriți creșterea delicatelor cristale de staniu! Veți vedea începutul unei forme de arici în primele 15 minute, cu o formare de cristal bună în decurs de o oră. Asigurați-vă că faceți poze sau videoclipuri cu cristalele pentru mai târziu, deoarece ariciul din stan nu va dura. În cele din urmă, greutatea cristalelor fragile sau mișcarea containerului va prăbuși structura. Strălucirea metalică strălucitoare a cristalelor se va întuneca în timp, plus soluția va deveni tulbure.

Chimia reacției

În acest experiment, clorură de staniu (II) (SnCl)₂) reacționează cu metalul zinc (Zn) pentru a forma metalul staniu (Sn) și clorura de zinc (ZnCl)₂) printr-o substituție sau o reacție de deplasare unică:

SnCL₂ + Zn → Sn + ZnCl₂

Zincul acționează ca un agent de reducere, oferind electroni clorurii de staniu, astfel încât cositorul să nu poată precipita. Reacția începe la suprafața metalului de zinc. Pe măsură ce metalul de staniu este produs, atomii se stivuiesc unul peste altul într-o formă caracteristică sau alotrop al elementului. Forma de ferigă a cristalelor de zinc este o caracteristică a acestui metal, astfel că, în timp ce alte tipuri de cristale de metal pot fi cultivate folosind această tehnică, acestea nu vor afișa același aspect.

Creșteți un arici de staniu folosind un cui de fier

Un alt mod de a crește cristale de staniu este folosirea soluției de clorură de zinc și a fierului. Dacă nu folosiți o bucată rotundă de fier, nu veți obține un „arici”, dar puteți obține creșterea cristalului, la fel.

materiale

• sârmă de fier sau cuie
• Clorură de staniu 0,1 M
• eprubetă

Notă: Nu este necesar să alcătuiți o soluție nouă de clorură de staniu. Dacă aveți soluție din reacția cu zinc, puteți utiliza asta. Concentrația afectează în principal cât de rapid crește cristalele.

Procedură

1. Suspendă sârma sau unghia de fier într-o eprubetă care conține clorură de staniu.
2. După aproximativ o oră, cristalele vor începe să se formeze. Puteți examina acestea cu o lupa sau prin scoaterea sârmei și uitându-vă la cristale la un microscop.
3. Lăsați fierul să rămână în soluție peste noapte pentru cristale mai mult / mai mari.

Reactie chimica

Încă o dată, aceasta este o reacție chimică de deplasare simplă:

Sn²⁺ + Fe → Sn + Fe²⁺

Siguranță și eliminare

• Ca întotdeauna, este bine să purtați ochelari de protecție și mănuși atunci când efectuați experimente de chimie.
• După ce ați terminat experimentul, puteți clăti substanțele chimice pe scurgere cu apă.

Aflați mai multe

• Folosiți o lentilă de mărire pentru a compara cristalele de stan cultivate pe suprafețele de zinc și fier.
• Poate doriți să experimentați cum modificarea concentrației soluției de clorură de zinc sau a temperaturii soluției afectează rata și aspectul de creștere a cristalului.
• Încercați să cultivați alte cristale metalice folosind această tehnică. Rețineți că cristalele rezultate ar putea să nu semene cu un arici. Pentru a alege un subiect, găsiți o sare de metal care este solubilă în apă, nu se oxidează prea repede în aer, totuși poate reacționa cu zinc sau fier (sau alt metal) pentru a forma cristale. Metalul trebuie să fie mai reactiv decât staniu sau substituția nu va continua. De asemenea, este o idee bună să ia în considerare toxicitatea metalului, pentru siguranța personală și eliminarea substanțelor chimice. Puteți consulta regulile de solubilitate pentru a selecta candidați buni pentru experimentare ulterioară.

surse

• Holleman, Arnold F.; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils (1985). "Staniu". Lehrbuch der Anorganischen Chemie (în germană) (ediția 91-100). Walter de Gruyter. p. 793-800. ISBN 3-11-007511-3.
• Schwartz, Mel (2002). "Tin și aliaje, proprietăți". Enciclopedia materialelor, pieselor și finisajelor (Ediția a 2-a). CRC Press. ISBN 1-56676-661-3.