2 sätt att odla en pigg tinn-igelkott med kemi

Metallkristaller är intrikat och vackert. De är också förvånansvärt enkla att odla. I detta experiment kan du lära dig att växa tennkristaller som visar ett spetsigt utseende som får dem att se ut som en metallkalk.

• 0,5 M tenn (II) kloridlösning (SnCl₂)
• zink pellet
• provrör eller injektionsflaska som är större i diameter än zinken

Den rundade igelkottformen formas runt en pellets av zink, men du kan ersätta varje bit av zinkmetall. Eftersom reaktionen sker på ytan av metallen, kan du också använda ett galvaniserat (zinkbelagt) föremål i stället för zinkpelleten.

1. Häll tennkloridlösningen i en injektionsflaska. Fyll inte upp hela vägen för att du behöver plats för zink.
2. Tillsätt zinkpelleten. Ställ in injektionsflaskan någonstans stabilt, så att den inte får stöta eller skada.
3. Se de känsliga tennkristallerna växa! Du ser början på en pigg igelkottform under de första 15 minuterna, med god kristallbildning inom en timme. Var noga med att ta bilder eller en video av kristallerna för senare, eftersom tinnkotten inte kommer att pågå. Så småningom kommer vikten av de bräckliga kristallerna eller behållarens rörelse att kollapsa strukturen. Den ljusa metalliska glansen på kristallerna kommer att bli tråkig över tid, plus lösningen blir grumlig.
   instagram viewer

I detta experiment tenn (II) klorid (SnCl₂reagerar med zinkmetall (Zn) för att bilda tennmetall (Sn) och zinkklorid (ZnCl)₂) via en substitution eller enstaka förskjutningsreaktion:

SnCl₂ + Zn → Sn + ZnCl₂

Zink fungerar som reduktionsmedel och ger elektroner till tennkloriden så att tennet är fritt att fälla ut. Reaktionen börjar vid ytan av zinkmetallen. När tennmetallen framställs staplas atomer ovanpå varandra i en karakteristisk form eller allotrop av elementet. Den fern-liknande formen på zinkkristallerna är en kännetecken för den metallen, så medan andra typer av metallkristaller kan odlas med denna teknik, kommer de inte att visa samma utseende.

Ett annat sätt att odla tennkristaller är att använda zinkkloridlösning och järn. Om du inte använder en rund bit av järn får du inte en "igelkott", men du kan få kristalltillväxten, precis på samma sätt.

material

• järntråd eller spik
• 0,1 M tennklorid
• provrör

Obs! Du behöver inte skapa en ny tennkloridlösning. Om du har lösning från reaktionen med zink kan du använda det. Koncentrationen påverkar främst hur snabbt kristallerna växer.

Procedur

1. Häng upp järntråden eller spiken i ett provrör som innehåller tennklorid.
2. Efter ungefär en timme börjar kristaller bildas. Du kan undersöka dessa med ett förstoringsglas eller genom att ta bort tråden och titta på kristallerna under ett mikroskop.
3. Låt järnet stanna kvar i lösningen över natten för mer / större kristaller.

Kemisk reaktion

Återigen är detta en enkel kemisk reaktion på förskjutning:

Sn²⁺ + Fe → Sn + Fe²⁺

• Som alltid är det god praxis att använda skyddsglasögon och handskar när du utför kemiska experiment.
• När du är klar med experimentet kan du skölja kemikalierna i avloppet med vatten.

• Använd en förstoringslins för att jämföra tenn kristaller odlas på zink- och järnytorna.
• Du kanske vill experimentera med hur du ändrar koncentration av lösningen av zinkklorid eller temperatur påverkar kristallens tillväxthastighet och utseende.
• Försök att odla andra metallkristaller med denna teknik. Tänk på att de resulterande kristallerna kanske inte liknar en igelkott. För att välja ett ämne, hitta ett metallsalt som är lösligt i vatten, som inte oxiderar för snabbt i luft, men kan reagera med zink eller järn (eller annan metall) för att bilda kristaller. Metallen måste vara mer reaktiv än tenn, annars ersätter substitutionen inte. Det är också en bra idé att ta hänsyn till metallens toxicitet för personlig säkerhet och kemisk bortskaffande. Du kan konsultera reglerna för löslighet att välja bra kandidater för ytterligare experiment.

• Holleman, Arnold F.; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils (1985). "Tenn". Lehrbuch der Anorganchen Chemie (på tyska) (91–100 red.). Walter de Gruyter. pp. 793–800. ISBN 3-11-007511-3.
• Schwartz, Mel (2002). "Tenn och legeringar, egenskaper". Encyclopedia of Materials, Parts and Finished (2: a upplagan). CRC Press. ISBN 1-56676-661-3.