Tin Hedgehog Experiment

Metalen kristallen zijn ingewikkeld en mooi. Ze zijn ook verrassend eenvoudig te kweken. Leer in dit experiment hoe je tinnen kristallen kunt laten groeien die een stekelig uiterlijk hebben waardoor ze op een metalen egel lijken.

Tin Hedgehog-materialen

• 0,5 M tin (II) chloride-oplossing (SnCl₂)
• zink pellet
• reageerbuis of flacon met een grotere diameter dan het zink

De afgeronde egelvorm vormt zich rond een zinkpellet, maar je kunt elk stuk zinkmetaal vervangen. Omdat de reactie plaatsvindt op het oppervlak van het metaal, kunt u ook een verzinkt (verzinkt) object gebruiken in plaats van de zinkpellet.

Kweek een tinnen egel

1. Giet tinchloride-oplossing in een injectieflacon. Vul het niet helemaal, want je hebt ruimte nodig voor het zink.
2. Voeg de zinkpellet toe. Zet de injectieflacon ergens stabiel, zodat hij niet kan stoten of stoten.
3. Zie de delicate tinnen kristallen groeien! Je ziet het begin van een stekelige egelvorm in de eerste 15 minuten, met een goede kristalvorming binnen een uur. Zorg ervoor dat je voor later foto's of video's van de kristallen maakt, want de tinnen egel gaat niet mee. Uiteindelijk zal het gewicht van de fragiele kristallen of beweging van de container de structuur doen instorten. De heldere metaalachtige glans van de kristallen zal na verloop van tijd dof worden, en de oplossing zal troebel worden.

Chemie van de reactie

In dit experiment, tin (II) chloride (SnCl₂) reageert met zinkmetaal (Zn) om tinmetaal (Sn) en zinkchloride (ZnCl te vormen₂) via een substitutie of een enkele verplaatsingsreactie:

SnCl₂ + Zn → Sn + ZnCl₂

Zink werkt als een reductiemiddel en geeft elektronen aan het tinchloride zodat het tin vrij kan neerslaan. De reactie begint op het oppervlak van het zinkmetaal. Terwijl het tinnen metaal wordt geproduceerd, stapelen atomen op elkaar in een karakteristieke vorm of allotrope van het element. De varenachtige vorm van de zinkkristallen is een kenmerk van dat metaal, dus hoewel andere soorten metaalkristallen met deze techniek kunnen worden gekweekt, zullen ze niet hetzelfde uiterlijk hebben.

Kweek een tinnen egel met een ijzeren nagel

Een andere manier om tinkristallen te laten groeien, is door zinkchloride-oplossing en ijzer te gebruiken. Tenzij u een rond stuk ijzer gebruikt, krijgt u geen "egel", maar kunt u de kristalgroei krijgen, maar wel.

materialen

• ijzerdraad of spijker
• 0,1 M tinchloride
• reageerbuis

Opmerking: U hoeft geen nieuwe tinchloride-oplossing te maken. Als u een oplossing heeft uit de reactie met zink, kunt u die gebruiken. De concentratie heeft vooral invloed op hoe snel de kristallen groeien.

Procedure

1. Hang de ijzerdraad of nagel in een reageerbuis met tinchloride.
2. Na ongeveer een uur beginnen zich kristallen te vormen. Je kunt deze onderzoeken met een vergrootglas of door de draad te verwijderen en naar de kristallen onder een microscoop te kijken.
3. Laat het ijzer een nacht in de oplossing staan ​​voor meer / grotere kristallen.

Chemische reactie

Nogmaals, dit is een eenvoudige chemische verplaatsingsreactie:

sn²⁺ + Fe → Sn + Fe²⁺

Veiligheid en verwijdering

• Zoals altijd is het een goede gewoonte om bij het uitvoeren van chemie-experimenten een veiligheidsbril en handschoenen te dragen.
• Als je klaar bent met het experiment, kun je de chemicaliën met water in de afvoer spoelen.

Kom meer te weten

• Gebruik een vergrootglas om tinkristallen te vergelijken die zijn gegroeid op de zink- en ijzeroppervlakken.
• Misschien wilt u experimenteren met hoe de verandering van de concentratie van de zinkchloride-oplossing of de temperatuur van de oplossing de kristalgroeisnelheid en het uiterlijk beïnvloedt.
• Probeer met deze techniek andere metalen kristallen te laten groeien. Houd er rekening mee dat de resulterende kristallen mogelijk niet op een egel lijken. Om een ​​onderwerp te kiezen, zoek een metaalzout dat oplosbaar is in water, niet te snel oxideert in lucht, maar kan reageren met zink of ijzer (of ander metaal) om kristallen te vormen. Het metaal moet reactiever zijn dan tin, anders gaat de vervanging niet door. Het is ook een goed idee om de toxiciteit van het metaal te overwegen, voor persoonlijke veiligheid en chemische verwijdering. U kunt de oplosbaarheidsregels raadplegen om goede kandidaten te selecteren voor verder experiment.

bronnen

• Holleman, Arnold F .; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils (1985). "Blik". Lehrbuch der Anorganischen Chemie (in het Duits) (91-100 ed.). Walter de Gruyter. pp. 793-800. ISBN 3-11-007511-3.
• Schwartz, Mel (2002). "Tin en legeringen, eigenschappen". Encyclopedie van materialen, onderdelen en afwerkingen (2e editie). CRC Druk. ISBN 1-56676-661-3.