Szkło i emalia. Zabawne doświadczenie chemii w domu

ROZRYWKA W DOMU
Katalog / Zabawne doświadczenia / Eksperymenty w chemii

Szkło i emalia. Eksperymenty chemiczne

Zabawne eksperymenty w chemii

Zabawne doświadczenia w domu / Eksperymenty chemiczne dla dzieci

Odznaki, broszki, różne ozdoby i wiele artykułów gospodarstwa domowego pokrywane są emalią - szkłem nakładanym na metal. Tutaj spróbujemy zrobić szkło. Te eksperymenty wymagają specjalnego piekarnika. Tylko z tego powodu nie można robić szkła w domu. Ale oprócz tego potrzebne są również umiejętności pracy z klejami topliwymi, więc eksperymenty oczywiście muszą być przeprowadzane w obecności starszych.

W fabrykach i laboratoriach chemicznych szkła uzyskuje się z ładunku - dokładnie wymieszanej suchej mieszaniny sproszkowanych soli, tlenków i innych związków. Po podgrzaniu w piecach do bardzo wysokich temperatur, często powyżej 1500°C, sole rozkładają się do tlenków, które oddziałując ze sobą tworzą krzemiany, borany, fosforany i inne związki stabilne w wysokich temperaturach. Razem robią szkło.

Przygotujemy tzw. szkiełka topliwe, do których wystarczy laboratoryjny piec elektryczny o temperaturze grzania do 1000°C. Potrzebne będą również tygle, szczypce do tygli (żeby się nie poparzyć) oraz mały płaski talerz, stalowy lub żeliwny. Najpierw zespawamy szkło, a potem znajdziemy dla niego zastosowanie.

Wymieszaj szpatułką na kartce papieru 10 g tetraboranu sodu (boraksu), 20 g tlenku ołowiu i 1,5 g tlenku kobaltu, przesianych przez sito. To jest nasze brzemię. Wlej do małego tygla i ubij szpatułką tak, aby uzyskać stożek z wierzchołkiem pośrodku tygla. Zagęszczona mieszanina powinna zajmować nie więcej niż trzy czwarte objętości w tyglu, wtedy szkło nie będzie się rozlewać. Umieść tygiel z szczypcami w piecu elektrycznym (tygiel lub mufla), nagrzanym do 800-900 °C i poczekaj, aż mieszanina się rozpuści. Ocenia się to po uwolnieniu bąbelków: gdy tylko się zatrzyma, szklanka jest gotowa. Wyjąć tygiel z pieca za pomocą szczypiec i natychmiast wylać stopione szkło na czystą blachę stalową lub żeliwną. Chłodząc na piecu, szkło tworzy niebiesko-fioletowy wlewek.

Aby uzyskać szkła o innych kolorach, należy zastąpić tlenek kobaltu innymi tlenkami barwiącymi. Tlenek żelaza (PI) (1-1,5 g) zabarwi szkło na brązowo, tlenek miedzi (II) (0,5-1 g) na zielono, mieszanina 0,3 g tlenku miedzi z 1 g tlenku kobaltu i 1 g tlenku żelaza ( III) - czarny. Jeśli weźmiesz tylko kwas borowy i tlenek ołowiu, szkło pozostanie bezbarwne i przezroczyste. Eksperymentuj z innymi tlenkami, takimi jak chrom, mangan, nikiel, cyna.

Zmiażdż szkło tłuczkiem w porcelanowym moździerzu.Aby nie zranić się odłamkami, owiń rękę ręcznikiem, a moździerz z tłuczkiem przykryj czystą szmatką.

Na grube szkło wsyp drobny proszek szklany, dodaj trochę wody i zmiel na krem z brzękiem - szklanym lub porcelanowym krążkiem z rączką. Zamiast dzwonka można wziąć małą moździerz z płaskim dnem lub wypolerowany kawałek granitu - tak robili dawni mistrzowie, gdy wcierali farbę. Powstała masa nazywana jest poślizgiem. Nałożymy go na aluminiową powierzchnię w taki sam sposób, jak robią to przy wykonywaniu biżuterii.

Powierzchnię aluminiową oczyścić papierem ściernym i odtłuścić gotując w roztworze sody. Na czystej powierzchni obrysuj kontur wzoru skalpelem lub igłą. Przykryj powierzchnię szkiełkiem zwykłym pędzlem, wysusz nad płomieniem, a następnie podgrzej w tym samym płomieniu, aż szkło stopi się z metalem. Otrzymasz emalię. Jeśli plakietka jest niewielka, można ją przykryć warstwą szkła i w całości ogrzać w płomieniu. Jeśli produkt jest większy (powiedzmy tabliczka z napisem), konieczne jest podzielenie go na sekcje i nałożenie na nie szkła jeden po drugim. Aby kolor emalii był bardziej intensywny, ponownie nałóż szkło. W ten sposób możliwe jest uzyskanie nie tylko zdobień, ale także niezawodnych powłok emaliowych do ochrony elementów aluminiowych w różnych urządzeniach i modelach. Ponieważ w tym przypadku emalia niesie dodatkowe obciążenie, pożądane jest pokrycie powierzchni metalu po odtłuszczeniu i umyciu gęstą warstwą tlenku; aby to zrobić, wystarczy przytrzymać część przez 5-10 minut w piekarniku o temperaturze nieco poniżej 600 ° C.

Oczywiście wygodniej jest nakładać poślizg na dużą część nie za pomocą pędzla, ale z pistoletu natryskowego lub po prostu przez podlewanie (ale warstwa powinna być cienka). Wysuszyć część w piekarniku w temperaturze 50 - 60 °C, a następnie przenieść ją do pieca elektrycznego nagrzanego do 700 - 800 °C.

A ze szkła niskotopliwego można przygotować malowane płytki do mozaiki. Posyp cienką warstwą poślizgu kawałki potłuczonej porcelany (zawsze dostaniesz je w sklepie z porcelaną), wysusz w temperaturze pokojowej lub w piekarniku i nałóż szkło na talerze, trzymając je w piecu elektrycznym w temp. co najmniej 700°C.

Po opanowaniu pracy ze szkłem możesz pomóc swoim kolegom z kręgu biologicznego: często robią tam wypchane zwierzęta, a wypchane zwierzęta potrzebują wielokolorowych oczu ...

W stalowej płycie o grubości około 1,5 cm wywierć kilka wgłębień o różnych rozmiarach ze stożkowym lub kulistym dnem. W taki sam sposób jak poprzednio połącz wielokolorowe okulary. Być może wystarczy Gamma i aby zmienić intensywność, nieznacznie zwiększ lub zmniejsz zawartość dodatku barwiącego.

Umieść małą kroplę jasnego stopionego szkła we wnęce stalowej płytki, a następnie wlej szkło w kolorze tęczówki. Kropla wejdzie w główną masę, ale się z nią nie zmiesza - w ten sposób odtworzona zostanie zarówno źrenica, jak i tęczówka. Chłodź produkty powoli, unikając nagłych zmian temperatury. Aby to zrobić, usuń stwardniałe, ale wciąż gorące „oczka” z formy za pomocą rozgrzanej pincety, włóż je do luźnego azbestu i już w nim schłodź do temperatury pokojowej.

Oczywiście szkła topliwe można znaleźć w innych zastosowaniach. Ale czy nie byłoby lepiej, gdybyś sam ich szukał?

A na koniec eksperymentów ze szkłem, używając tego samego pieca elektrycznego, spróbujemy zamienić zwykłe szkło w szkło kolorowe. Naturalne pytanie brzmi: czy da się zrobić okulary przeciwsłoneczne w ten sposób? Jest to możliwe, ale jest mało prawdopodobne, że odniesiesz sukces za pierwszym razem, ponieważ proces jest kapryśny i wymaga pewnych umiejętności. Dlatego weź okulary dopiero po przećwiczeniu na kawałkach szkła i upewnij się, że wynik jest zgodny z oczekiwaniami.

Podstawą farby do szkła będzie kalafonia. Z żywicianów, kwaśnych soli tworzących kalafonię, przygotowałeś wcześniej suszarki do farb olejnych. Wróćmy jeszcze raz do żywicianów, ponieważ są one w stanie tworzyć cienką, równą warstwę na szkle i służyć jako nośniki substancji barwiących.

W roztworze sody kaustycznej o stężeniu około 20% rozpuszczamy mieszając i pamiętając oczywiście o ostrożności kawałki kalafonii, aż płyn stanie się ciemnożółty. Po przefiltrowaniu dodać trochę roztworu chlorku żelazowego FeCl₃ lub inną sól żelazową. Należy pamiętać, że stężenie roztworu powinno być niewielkie, soli nie można przyjmować w nadmiarze - tworzący się w tym przypadku osad wodorotlenku żelaza będzie nam przeszkadzał. Jeśli stężenie soli jest niskie, tworzy się czerwony osad żywicianu żelaza - tam jest potrzebny.

Odfiltruj czerwony osad i wysusz go na powietrzu, a następnie rozpuść do nasycenia w czystej benzynie (nie samochodowej, ale benzynie rozpuszczalnikowej), jeszcze lepiej byłoby użyć heksanu lub eteru naftowego. Pomaluj powierzchnię szkła cienką warstwą pędzlem lub pistoletem natryskowym, pozostaw do wyschnięcia i włóż do piekarnika nagrzanego do około 5 °C na 10-600 minut. Ale kalafonia należy do substancji organicznych i nie mogą wytrzymać takiej temperatury! Zgadza się, ale właśnie tego potrzebujesz - pozwól organicznej bazie wypalić się. Wtedy na szkle pozostanie najcieńsza warstwa tlenku żelaza, dobrze przylegająca do powierzchni. I chociaż tlenek jest ogólnie nieprzezroczysty, to w tak cienkiej warstwie przepuszcza część promieni świetlnych, czyli może służyć jako filtr światła.

Być może warstwa chroniąca przed światłem wyda się zbyt ciemna lub wręcz przeciwnie, zbyt jasna. W takim przypadku zmień warunki eksperymentu - nieznacznie zwiększ lub zmniejsz stężenie roztworu kalafonii, zmień czas wypalania i temperaturę. Jeśli nie jesteś zadowolony z koloru, na jaki pomalowane jest szkło, zastąp chlorek żelaza innym chlorkiem metalu, ale z pewnością takim, którego tlenek jest jaskrawo zabarwiony, takim jak chlorek miedzi lub kobaltu.

A gdy technologia zostanie starannie opracowana na kawałkach szkła, możliwe jest przekształcenie zwykłych okularów w okulary przeciwsłoneczne bez większego ryzyka. Pamiętaj tylko o wyjęciu szyby z ramki – plastikowa ramka nie wytrzyma nagrzania w piekarniku tak samo jak baza kalafonii…

Autor: Olgin O.M.

Polecamy ciekawe eksperymenty z fizyki:

▪ prysznic strumieniowy

▪ Mały cyrk

▪ latawiec

Polecamy ciekawe eksperymenty z chemii:

▪ Eksperymenty z amoniakiem

▪ Zmętnienie wody wapiennej spowodowane dwutlenkiem węgla

▪ Chemia i pranie

Zobacz inne artykuły Sekcja Zabawne doświadczenia w domu.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Zestalanie substancji sypkich 30.04.2024

W świecie nauki istnieje wiele tajemnic, a jedną z nich jest dziwne zachowanie materiałów sypkich. Mogą zachowywać się jak ciało stałe, ale nagle zamieniają się w płynącą ciecz. Zjawisko to przyciągnęło uwagę wielu badaczy i być może w końcu jesteśmy coraz bliżej rozwiązania tej zagadki. Wyobraź sobie piasek w klepsydrze. Zwykle przepływa swobodnie, ale w niektórych przypadkach jego cząsteczki zaczynają się zatykać, zamieniając się z cieczy w ciało stałe. To przejście ma ważne implikacje dla wielu dziedzin, od produkcji leków po budownictwo. Naukowcy z USA podjęli próbę opisania tego zjawiska i zbliżenia się do jego zrozumienia. W badaniu naukowcy przeprowadzili symulacje w laboratorium, wykorzystując dane z worków z kulkami polistyrenowymi. Odkryli, że wibracje w tych zbiorach mają określone częstotliwości, co oznacza, że tylko określone rodzaje wibracji mogą przemieszczać się przez materiał. Otrzymane ... >>

Wszczepiony stymulator mózgu 30.04.2024

W ostatnich latach badania naukowe z zakresu neurotechnologii poczyniły ogromny postęp, otwierając nowe horyzonty w leczeniu różnych zaburzeń psychiatrycznych i neurologicznych. Jednym ze znaczących osiągnięć było stworzenie najmniejszego wszczepionego stymulatora mózgu, zaprezentowane przez laboratorium na Uniwersytecie Rice. To innowacyjne urządzenie, zwane cyfrowo programowalną terapią ponadmózgową (DOT), może zrewolucjonizować leczenie, zapewniając pacjentom większą autonomię i dostępność. Implant, opracowany we współpracy z Motif Neurotech i klinicystami, wprowadza innowacyjne podejście do stymulacji mózgu. Jest zasilany przez zewnętrzny nadajnik wykorzystujący magnetoelektryczny transfer mocy, co eliminuje potrzebę stosowania przewodów i dużych baterii typowych dla istniejących technologii. Dzięki temu zabieg jest mniej inwazyjny i daje większe możliwości poprawy jakości życia pacjentów. Oprócz zastosowania w leczeniu, oprzyj się ... >>

Postrzeganie czasu zależy od tego, na co się patrzy 29.04.2024

Badania z zakresu psychologii czasu wciąż zaskakują swoimi wynikami. Niedawne odkrycia naukowców z George Mason University (USA) okazały się dość niezwykłe: odkryli, że to, na co patrzymy, może w ogromnym stopniu wpłynąć na nasze poczucie czasu. W trakcie eksperymentu 52 uczestników wykonało serię testów oceniających czas oglądania różnych obrazów. Wyniki były zaskakujące: wielkość i szczegółowość obrazów miały istotny wpływ na postrzeganie czasu. Większe, mniej zaśmiecone sceny stwarzały iluzję zwalniania czasu, podczas gdy mniejsze, bardziej ruchliwe obrazy sprawiały wrażenie, że czas przyspiesza. Badacze sugerują, że bałagan wizualny lub przeciążenie szczegółami mogą utrudniać postrzeganie otaczającego nas świata, co z kolei może prowadzić do szybszego postrzegania czasu. Wykazano zatem, że nasze postrzeganie czasu jest ściśle powiązane z tym, na co patrzymy. Większy i mniejszy ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Wieczna farba oparta na pikselach plazmonicznych 04.06.2016

Zespół naukowców z Uniwersytetu w Melbourne opracował farbę wykonaną z nanocząstek metalu – pikseli plazmonicznych – które nigdy nie blakną na słońcu.

Piksel plazmoniczny to bardzo mały kawałek metalu. W każdym metalu znajduje się wiele bardzo ruchomych elektronów, a gdy światło działa na nanocząstkę metalu, energia fotonów nieznacznie odsuwa elektrony od ich jąder, tworząc na krótki czas bieguny ujemne i dodatnie. Siły przyciągania kulombowskiego przywracają elektrony na swoje miejsce. Proces ten powtarza się niezliczoną ilość razy i nazywa się rezonansem plazmonowym. Powoduje, że nanocząstki (i materiał z nich wykonany) pochłaniają fale elektromagnetyczne o określonych właściwościach – dzięki temu materiał z pikseli plazmonicznych nabiera widocznego dla oka koloru.

Stosowanie pikseli plazmonicznych jako środka barwiącego napotykało do tej pory szereg trudności – w szczególności ograniczona była liczba dostępnych kolorów, a także nie było możliwości nadania pikselowi trwałego określonego koloru.

Nowy format pikseli plazmonicznych umożliwia tworzenie ponad 2000 kolorów i odcieni. Naukowcy zastosowali maleńkie anteny wykonane z aluminium: odległość między nimi określa nasycenie koloru, a odcień zależy od długości anteny. Z rozmiarem też wszystko się poprawia: udało nam się zrobić zdjęcie o wymiarach 1,5 x 1,5 cm - to znacznie więcej niż dozwolone wcześniej podobne techniki. A rozdzielczość obrazu jest tak wysoka, że ludzkie oko nie widzi odległości między pikselami.

Farba wieczna oparta na pikselach plazmonicznych może być używana do malowania samochodów, budynków i innych dużych powierzchni.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Pszenica i groch będą rosły szybciej

▪ spocony robot

▪ centrum wstydu

▪ Zapach lewy i prawy

▪ Jak mózg rozumie gramatykę

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny Medycyna. Wybór artykułu

▪ Artykuł Charytatywnych Akrobatów. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Czy techno ma coś wspólnego z muzyką rockową? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Ocena warunków pracy

▪ artykuł Ogólne informacje na temat barwienia tkanin. Proste przepisy i porady

▪ artykuł Napięcie bipolarne z unipolarnego. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn