Блеск воды химия: Физические свойства веществ Агрегатное состояние Цвет,блеск Запах Хрупкость,пластичность, твердость Растворимость в воде Т пл….

Хризопея воды

Главная задача алхимика — поиск первоматерии, а последовательные трансмутации вещества в золото — шаги на пути к пониманию сути вещей. Чем больше по своим качествам вещество станет походить на золото, тем ближе алхимику удалось подобраться к идеальной материи. Философский камень современных химиков интересует разве что как аллегория, но дело алхимиков они, впрочем, не забросили окончательно — и продолжают превращать в золото совсем непохожие на него вещества. Недавно в лаборатории чешских ученых тонкая пленка воды на несколько мгновений стала золотистым металлом. Рассказываем, что должно произойти с водой для ее трансмутации в металл и как далеки химики от того, чтобы завершить Великое делание своих средневековых коллег.

Золото как концепция

С точки зрения современного химика или физика, трансмутация железа в золото — ядерная реакция, в результате которой из атома с 26 протонами в ядре образуется атом с 79 протонами (уж не важно, при каких условиях такая реакция возможна). С точки зрения египетского или средневекового алхимика, золото — это желтый ковкий материал с металлическим блеском.

Золото есть совершенное тело, порождаемое чистой, неподвижной, прозрачной красной Ртутью и чистой, неподвижной, красной, не горящей Серой, и оно ни в чем не имеет потребности.
(Псевдо-)Роджер Бэкон, «Зеркало Алхимии», между XIII и XV веком

По-настоящему золотое золото, кроме того, проходит и другие тесты — например, плохо растворяется в кислоте. Но это не самое главное — в конце концов, алхимику нужно не золото, а философский камень, первоматерия. Искусственное золото настолько же далеко от золота, как и золото от философского камня, но намного ближе, чем изначальное вещество. Поэтому алхимики вполне гордились трансформацией железа, олова, свинца и меди в золотистый сплав — еще не венец Великого делания, но шаг в нужном направлении. Теперь дело за секретом трансмутации, изменения сущности вещей — а он уже позволит превращать что угодно во что угодно: грязь в золото, а болезнь в здоровье.

Про электрические свойства золота алхимики, конечно, не думали — это теперь мы пониманием, что металлический блеск и ковкость напрямую связаны с электронной структурой материала, а говоря «металл», в первую очередь имеем в виду кристалл, в котором электронный газ никак не привязан к решетке из атомных ядер. Так «желтое, ковкое и блестит» превращается в «проводит ток как металл».

У воды нет ни цвета, ни формы, ни металлического блеска. На пути к секрету всех тайных вещей (и золоту) каждый уважающий себя алхимик в первую очередь изгонял из запертого в тигеле вещества всякий намек на влагу, которая не благородна и суть «дым, чернота и смерть».

Знай, что Небо должно быть соединено с Землей через посредника — но Форма в средней природе [помещена] между небом и землей сопряженными, которая [форма] суть является нашей водой. Но вода во всем воздерживается от первенства, которое следует из этого камня; но второе суть золото и третье золото только в том, что более благородно, чем вода и испражнения.

«Золотой трактат Гермеса Трисмегиста»

Суть воды

Вода — настолько не золото, насколько это вообще возможно. Нет кристаллической решетки, состоит из совсем других атомов. А кроме того, вода диэлектрик, и свободных электронов в ней нет вообще. Чтобы сделать из нее что-то близкое к золоту, придется увеличить количество проводящих электронов на много порядков — не просто чтобы они там появились, а чтобы еще и перешли в свободное состояние. Растворять в воде электроны — не самая простая задача, но можно попытаться превратить воду в металл, начав с более естественных для воды носителей заряда — протонов, катионов металлов и анионов.

Вопрос: Каков материал Хаоса?
Ответ: Это ничто иное, как влажный пар, так как среди всех веществ только создание воды завершается в нехарактерные сроки, и она одна подлинный предмет, подготовленный к получению формы.
Барон де Чуди, «Пламенеющая Звезда, катехизис степени Подмастерья Устава Неизвестных Философов», ок.  1770 г.

Перед тем, как переходить непосредственно к превращениям, тщательно оценим начальное состояние вещества, с которым нам предстоит работать. Даже в чистой воде без примесей есть некоторое количество заряженных частиц. Из-за

автопротолиза

, во время которого одна молекула отбирает у соседней протон, в воде возникают заряженные частицы: первая молекула превращается в положительно заряженный ион H

3

O

+

, а ее соседка — в гидроксид-анион OH

—

. Но их в воде совсем немного, 10

-7

моль на литр. Это примерно 6 × 10

16

катионов. Благодаря

механизму

транспорта катионов водорода между молекулами у воды аномально высокая протонная проводимость — намного выше, чем была бы при обычной диффузии, — но от нужного нам состояния металла вода невообразимо далеко. В таком же объеме золота примерно 6 × 10

25

электронов — это на девять порядков больше.

Попытка 0: солим воду

Хоть как-то приблизиться к нужному значению можно, насыпав в воду дополнительных носителей заряда. Разница в электроотрицательности между атомом водорода и кислорода в молекуле воды делает ее электрическим диполем. Это помогает воде хорошо растворять, образуя гидратные оболочки вокруг ионов, которые появляются в результате диссоциации. Ионы — заряженные частицы, поэтому двигаясь по воде они переносят заряд и превращают ее в электролит. Таким образом мы точно приближаем ее к металлическому состоянию, но насколько сильно?

Хорошо растворимые соли диссоциируют в воде практически полностью. Для разных солей величины будут отличаться, но оценить их порядок можно на примере хлорида натрия. Максимальная масса соли, которую можно растворить в литре воды при комнатной температуре, — 359 граммов, все лишнее останется лежать на дне сосуда. Это примерно 6 моль соли, то есть 3,6 × 1024 ионов одного знака. Это намного ближе к концентрации электронов в золоте (их там 6 × 1025).

Но ионы — это не электроны. Они не образуют единой среды, а скорость их перемещения определяется скоростью их диффузии в воде. Этого вполне хватает, чтобы на соленых растворах работали гальванические элементы, но в состояние, аналогичное электронному газу, ионы не переходят.

Засолить воду до состояния металла не получится — для хризопеи воды нужен более изощренный способ.

Попытка 1: делаем лед

Вообще, превращение диэлектрика в металл — фазовый переход, который происходит по квантовому механизму. Если постепенно увеличивать концентрацию электронов в веществе, то в какой-то момент их станет так много, что радиус экранирования кулоновского взаимодействия станет совсем маленьким, они полностью потеряют свою связь с положительно заряженным ядром атома и превратятся в единый электронный газ. Как единое целое он распространяется и по среде (обычно это кристаллическая решетка). Увеличить концентрацию носителей заряженных квантовых частиц в диэлектрике или полупроводнике можно изменяя температуру, давление, внешнее поле или степень допирования.

Чтобы применить существующие для твердых материалов наработки к воде, можно попробовать сначала ее заморозить и доводить количество носителей заряда до нужного количества уже в кристалле льда. По данным расчетов, лед действительно можно превратить таким образом в настоящий металл, только стабильными эти фазы становятся при невероятно высоких давлениях — около 50 миллионов атмосфер. В лабораторных условиях такое пока невозможно.

В конце XX века появилась еще одна идея. Раз у жидкой воды очень высокая протонная проводимость, то, может быть, возможны кристаллические фазы, в которых протоны тоже образуют единый газ и превращают лед в «протонный металл» — то есть проводящий материал, где заряд разносят не электроны, а протоны? Сначала моделирование показало, что такая фаза действительно есть — это суперионный лед XVIII. В нем атомы кислорода образуют упорядоченную решетку, а протоны не связаны с ними валентными связями и свободно перемещаются между ними. Такая кристаллическая фаза льда возможна, но стабильной она будет только при давлениях, которые приближаются к 10 миллионам атмосфер, — как в ядрах ледяных гигантов (например, Нептуна или Урана). В 2018 году такую воду удалось получить в лаборатории.

Проблема в том, что в это состояние вода переходит в ячейке с алмазными наковальнями при давлении больше миллиона атмосфер, и даже для минимального количества вещества его можно поддерживать не дольше 20 наносекунд. Проводимость суперионного льда подбирается к проводимости золота значительно ближе, чем водные растворы соли: она в районе 10 тысяч сименсов на метр (у золота проводимость на три порядка больше: 45,5 миллиона сименсов на метр, а у морской воды на четыре порядка меньше, три сименса на метр). При этом протонная проводимость суперионного льда может дополняться и небольшой электронной проводимостью. Это состояние воды вполне могло бы претендовать на то, чтобы считаться алхимическим золотом, если бы оно было хоть немного более устойчивым и мы могли посмотреть на него своими глазами, оценив цвет и блеск.

Промежуточный итог первых двух попыток с более естественными для воды носителями заряда — ионами и протонами — скорее неутешительный. Несмотря на локальный успех с суперионным льдом, «золотым» его назвать все же нельзя. Поэтому придется вернуться к электронам, но искать более реальные условия, чем давление в 50 миллионов атмосфер.

Вопрос: Каковы предосторожности, которые необходимо принимать, чтобы не разувериться в работе?
Ответ: Нужно усердствовать в снимании испражнений материи и думать только о получении ядра или центра, который заключает в себе свойства смеси.
Барон де Чуди, «Пламенеющая Звезда, катехизис степени Подмастерья Устава Неизвестных Философов», ок. 1770 г.

Попытка 2: хризопея аммиака

Накачать воду электронами можно и в более приемлемых условиях. Для этого можно растворить в ней материал, который готов легко этими электронами делиться — например щелочной металл. Проблема в том, что в воде эти электроны не перемещаются в свободном состоянии по среде, а сразу же реагируют с молекулой растворителя, образуя гидроксид-анион и молекулу водорода. Эта реакция идет бурно, и в случае со многими щелочными металлами может привести к взрыву. Но чтобы удостовериться, что такой принцип вообще может работать, для начала можно потренироваться на какой-нибудь другой жидкости.

https:www.youtube.com/embed/I8tOtZKpi04

Один из подходящих кандидатов для такой тренировки — сжиженный аммиак. В нормальных условиях это газ, но его температура кипения всего -33 градуса Цельсия, и еще XIX веке его научились получать в жидком виде. Жидкий аммиак — тоже сильный ионизирующий растворитель, но, в отличие от воды, он не так бурно реагирует с щелочными металлами, поэтому может растворять в себе довольно много, например, лития.

Гемфри Дэви в начале XIX века заметил, что газообразный аммиак реагирует с литием, давая необычную синюю окраску, а когда аммиак стал доступен в жидком виде, наблюдения за взаимодействием щелочных металлов с аммиаком перенеслись в раствор. А в 1897 Хэмилтон Кэди увидел, что при определенной концентрации лития раствор начинает проводить как металл, а не как электролит. В течение XX века химики пытались определить, как много лития можно растворить в аммиаке и действительно ли он превращается в металл. Растворение в бесцветном аммиаке сравнительно небольшого количества лития придает ему голубую окраску, и связано это с повышением концентрации отрицательно заряженных частиц, в том числе свободных электронов. К середине века химики определились, что в аммиаке можно растворить до 21 мольного процента лития — его окраска при этом будет сначала синеть, потом станет зеленой, а затем — золотистой.

Изменение окраски сопровождается расслоением раствора — связано это именно с увеличением концентрации электронов. Если при сравнительно небольших концентрациях лития и ионы металла, и растворенные в аммиаке электроны — отдельные частицы, то когда их становится больше, они начинают взаимодействовать друг с другом, собираться в пары и кластеры. В зависимости от количества растворенного лития могут формироваться молекулярные комплексы различной структуры с разным количеством молекул аммиака в комплексе, разной геометрией и разными свойствами.

В тот момент, когда у раствора появляется золотистая окраска, происходит моттовский переход: раствор лития в аммиаке действительно превращается в металл, электроны полностью теряют свою локализацию и становятся электронным газом. Происходит это, когда лития в аммиаке уже единицы мольных процентов. В литре раствора в этот момент находится около 1024 электронов.

Вблизи насыщения концентрация металла в аммиаке составляет около 21 процента. По проводимости металлический аммиак превосходит даже ртуть.

Наблюдения: золотистый блеск

Если в веществе достаточно электронов, то оно начинает блестеть. Это происходит оттого, что фотоны взаимодействуют с электронным газом: свет рассеивается и дает блеск. «Металлизация» аммиака состоялась, именно когда он заблестел.

Если блеск возник, как только в нем появился электронный газ, то с золотистой окраской аммиачному раствору лития просто повезло. Электронная структура молекулярных кластеров из молекул аммиака и лития мало похожа на электронную структуру атомов золота — просто спектр поглощения этого раствора оказался достаточно близок к спектру поглощения золота.

Попытка 3: металлическая вода

Имея на руках достаточно данных о том, как превратить аммиак в золото, можно вернуться к воде — надо только найти способ избежать взрыва при ее реакции с щелочным металлом. Как это сделать, показали только что химики под руководством Павела Юнгвирта (Pavel Jungwirth) из Института органической химии и биохимии Чешской академии наук. Они взяли каплю жидкого сплава натрия и калия, которая медленно вытягивалась из капилляра в вакуумную камеру. Там находился водяной пар под давлением 10-7 атмосфер, у молекул которого было десять секунд, чтобы как-то провзаимодействовать со сплавом. Через десять секунд капля достигала 5 миллиметров в диаметре, отрывалась от капилляра и падала вниз. Пока она висела, на ее поверхности адсорбировалась пленка воды толщиной 80 мономолекулярных слоев. Этого хватило, чтобы вода прореагировала с металлом, не приводя к взрыву.

Практически сразу, как первые слои воды адсорбировались на поверхность капли сплава, в ней начали растворяться атомы щелочных металлов и резко возросла концентрация свободных электронов. Из-за этого капли из серебристых стали золотистыми. Ученые исключили связь окраски с интерференцией и другими оптическими эффектами и доказали, что связано это именно с металлизацией воды. Им удалось довести концентрацию электронов в воде до 5 × 1024 штук в литре — этого вполне достаточно, чтобы стать металлом.

В металлическом состоянии вода находилась несколько секунд, после чего постепенно превращалась в обычный электролит — водный раствор ионов натрия и калия.

Так же, как и в аммиаке, золотистый блеск — прямое следствие появления в воде электронов проводимости. То, что этот блеск не серебристо-белый, а желтый — уже свойство взаимодействия электронов с ядрами атомов и тех энергетических переходов, которые приводят к поглощению света. Интересно, что именно окраска стала сигналом о том, что электронный газ появляется в водяной пленке, ведь у самого сплава этой окраски нет.

В итоге, хоть и всего на несколько секунд, химики превратили воду в металл с цветом золота, блеском золота и электронами, как в золоте. Хризопея прошла успешно.

Вопрос: Возможно не избежать риска создания разновидности уродства, если искать золотоносное семя вне самого золота, ввиду отдаления его от природы?
Ответ: Не давайте повод сомнению, что золото содержит золотоносное семя и даже более совершенное, чем какое-либо другое тело, но это не вынуждает нас использовать вульгарное золото, так как вышеупомянутое семя находится во всех и в каждом по отдельности из остальных металлов. Оно не что иное, как неизменное зернышко, которое природа ввела в первоначальную замороженную ртуть. Все металлы имеют то же самое происхождение и одну общую материю, о чем узнают точно в следующем градусе те, кто стали достойными того, чтобы получить его применение и его последовательное освоение.
Барон де Чуди, «Пламенеющая Звезда, катехизис степени Подмастерья Устава Неизвестных Философов», ок. 1770 г.

Заметки на полях

Для настоящего алхимика трансмутация обычного металла в золото была скорее формальной целью, которая на самом деле должна приблизить понимание устройства мира. То, что при этом у них должен получиться драгоценный металл, больше волновало английских королей, которые своими указами ограничивали их деятельность.

Совершенствование технологий Великого делания повлияло на технический прогресс, но — по крайней мере, насколько известно миру — не привело к постижению секрета всех тайных вещей и власти над сущим. Таинство алхимической трансмутации в XXI веке, конечно, продолжает беспокоить умы отдельных людей, но для большинства из нас трансмутация давно стала делом физиков, синтезирующих новые элементы в поисках острова стабильности, а не космической власти.

Вряд ли приблизились к секрету эликсира философов и чешские химики, превратив в золото воду. И хотя им, как и настоящим алхимикам прошлого, само по себе золото было совершенно не важно, успех эксперимента уточнил наши представления о возможных состояниях воды, научил управлять скоростью бурных экзотермических реакций и насыщать жидкости свободными электронами. Но к «совершенной эмансипации воли» он не привел. В общем-то, потому, что к тому и не стремился.

Александр Дубов

Кристаллическая решетка — что это? Типы и свойства

Что такое кристаллическая решетка

Как известно, все вещества состоят из частиц — атомов, которые могут располагаться хаотично или в определенном порядке. У аморфных веществ частицы расположены беспорядочно, а у кристаллических они образуют определенную структуру. Эта структура называется кристаллической решеткой. Она определяет такие характеристики вещества, как твердость, хрупкость, температура кипения и/или плавления, пластичность, растворимость, электропроводность и т. д.

Кристаллическая решетка — это внутренняя структура кристалла, порядок взаимного расположения атомов, ионов или молекул. Точки, в которых находятся эти частицы, называются узлами решетки.

Частицы удерживаются на своих местах благодаря химическим связям между ними. В зависимости от того, какой вид связи удерживает атомы или ионы данного вещества, в химии выделяют основные типы кристаллических решеток:

  • атомная (ковалентные связи),

  • молекулярная (ковалентные связи и притяжение между молекулами),

  • металлическая (металлические связи),

  • ионная (ионные связи).

Важно!

Не путайте эти два понятия — кристаллическая решетка и химическая связь. Тип решетки говорит о том, как расположены атомы/ионы в молекуле вещества, а тип связи — по какому принципу они между собой взаимодействуют.

Практикующий детский психолог Екатерина Мурашова

Бесплатный курс для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой. Запишитесь и участвуйте в розыгрыше 8 уроков

Атомная кристаллическая решетка

Согласно своему названию, атомная кристаллическая решетка — это структура, в узлах которой расположены атомы. Они взаимодействуют с помощью ковалентных связей, то есть один атом отдает другому свободный электрон или же электроны из разных атомов образуют общую пару. В кристаллах с атомной решеткой частицы прочно связаны, что обуславливает ряд физических характеристик.

Свойства веществ с атомной решеткой:

К примеру, атомную кристаллическую решетку имеет алмаз — самый твердый минерал в мире.

Другие примеры: германий Ge, кремний Si, нитрид бора BN, карборунд SiC.

Лайфхак

Если нужно рассказать о свойствах веществ с атомной кристаллической решеткой, достаточно вспомнить песок и перечислить его характеристики.

Молекулярная кристаллическая решетка

Как и в предыдущей группе, в этой находятся вещества с ковалентными связями между атомами. Но физические характеристики этих веществ совершенно иные — они легко плавятся, превращаются в жидкость, растворяются в воде. Почему так происходит? Все дело в том, что здесь кристаллы строятся не из атомов, а из молекул.

Молекулярная кристаллическая решетка — это структура, в узлах которой находятся не атомы, а молекулы.

Внутри молекул атомы имеют прочные ковалентные связи, но сами молекулы связаны между собой слабо. Поэтому кристаллы таких веществ непрочные и легко распадаются.

Молекулярная кристаллическая решетка характерна для воды. При комнатной температуре это жидкость, но стоит нагреть ее до температуры кипения (которая сравнительно низка), как она тут же начинает превращаться в пар, т. е. переходит в газообразное состояние.

Некоторые молекулярные вещества — например, сухой лед CO2, способны преобразоваться в газ сразу из твердого состояния, минуя жидкое (данный процесс называется возгонкой).

Свойства молекулярных веществ:

Помимо воды к веществам с молекулярной кристаллической решеткой относятся аммиак NH3, гелий He, радон Rn, йод I, азот N2 и другие. Все благородные газы — молекулярные вещества. Также к этой группе принадлежит и большинство органических соединений (например, сахар).

Ионная кристаллическая решетка

Как известно, при ионной химической связи один атом отдает другому ионы и приобретает положительный заряд, в то время как принимающий атом заряжается отрицательно. В итоге появляются разноименно заряженные ионы, из которых и состоит структура кристалла.

Ионная решетка — это кристаллическая структура, в узловых точках которой находятся ионы, связанные взаимным притяжением.

Ионную кристаллическую решетку имеют практически все соли, типичным представителем можно считать поваренную соль NaCl. О ней стоит вспомнить, если нужно перечислить физические характеристики этой группы. Также ионную решетку имеют щелочи и оксиды активных металлов.

Свойства веществ с ионной структурой:

Примеры веществ с ионной кристаллической решеткой: оксид кальция CaO, оксид магния MgO, хлорид аммония NH4Cl, хлорид магния MgCl2, оксид лития Li2O и другие.

Металлическая кристаллическая решетка

Для начала вспомним, как проходит металлическая химическая связь. В молекуле металла свободные отрицательно заряженные электроны перемещаются от одного иона к другому и соединяются с некоторыми из них, а после отрываются и мигрируют дальше. В результате получается кристалл, в котором ионы превращаются в атомы и наоборот.

Металлическая кристаллическая решетка — это структура, которая состоит из ионов и атомов металла, а между ними свободно передвигаются электроны. Как несложно догадаться, она характерна лишь для металлов и сплавов.

Свободные электроны, мигрирующие между узлами решетки, образуют электронное облако, которое под воздействием электротока приходит в направленное движение. Это объясняет такое свойство металлов, как электрическая проводимость.

В химии типичным примером вещества, которое имеет металлическую кристаллическую решетку, считается медь. Она очень ковкая, пластичная, имеет высокую тепло- и электропроводность. Впрочем, все металлы ярко демонстрируют эти характеристики, поэтому назвать физические свойства данной группы несложно.

Свойства веществ с металлической кристаллической решеткой:

При этом температура плавления веществ может существенно различаться. Например, у ртути это −38,9°С, а у бериллия целых +1287°С.

Подведем итог: о характеристиках разных типов кристаллических решеток расскажет таблица.

Решение химической тайны № 8: Go Blue!

Предисловие : Я предлагаю задание, основанное на этой тайне. Если вы хотите узнать больше об этой задаче, обязательно прочитайте раздел Challenge в конце этого сообщения в блоге.

Поздравляем Гражину Зреду и Альфредо Тифи, которые разгадали химическую тайну №8. Хотя ни Гражина, ни Альфредо не поняли, как мне удалось провернуть этот трюк, они оба определили, что я использовал явление «высаливания». В опыте «высаливания» к смеси воды и водорастворимой органической жидкости добавляют водорастворимую ионную соль. При добавлении достаточного количества соли смесь разделяется на два слоя: один, богатый водой, и другой, богатый органической жидкостью. 1   Вы можете увидеть, как это работает (а также решение Загадки №8) в видео ниже:

В Загадке №8 я использовал ацетон в качестве водорастворимой органической жидкости и поваренную соль в качестве ионного вещества. Сначала я смешал ацетон, воду и два разных красителя без добавления соли. Желтый краситель был получен из желтого пищевого красителя, а синий краситель был получен из синего блеска. Краситель на синих блестках очень хорошо растворяется в ацетоне, но не так хорошо в воде. Другой желтый краситель очень хорошо растворяется в воде, но не так хорошо в ацетоне.

Ацетон и вода хорошо растворяются друг в друге благодаря взаимодействию водородных связей между атомом кислорода в молекулах ацетона и связью O-H в молекулах воды (рис. 1).

Рисунок 1: Изображение водородной связи (желтая пунктирная линия), образованной между молекулой ацетона (нижняя молекула) и молекулой воды (верхняя молекула). Изображение сделано с помощью программы моделирования Odyssey.

Все четыре компонента очень хорошо смешаны друг с другом (ацетон, вода, синий краситель, желтый краситель) с образованием раствора зеленого цвета. При добавлении большого количества поваренной соли зеленый раствор разделялся на два слоя: синий, насыщенный ацетоном слой сверху и желтый, насыщенный соленой водой слой снизу. Как это произошло?

При растворении соли в смеси образовавшиеся ионы Na + и Cl — очень сильно взаимодействовали с молекулами воды за счет ионно-дипольных сил (рис. 2). Эти ионно-дипольные взаимодействия притягивали молекулы воды гораздо сильнее, чем водородные связи ацетон-вода. В результате ионно-дипольные силы оторвали молекулы воды от молекул ацетона, и жидкости разделились на две отдельные фазы. Желтый краситель, который лучше растворяется в воде, чем в ацетоне, оказался в слое соленой воды. Синий краситель, который лучше растворяется в ацетоне, оказался в ацетоновом слое.

Рис. 2: Ион хлорида (зеленый), взаимодействующий с шестью молекулами воды посредством ионно-дипольных сил (желтая пунктирная линия). Изображение сделано с помощью программы моделирования Odyssey.

Что интересно в этом проекте, так это то, что можно использовать множество различных комбинаций красителей, органических жидкостей и солей для достижения различных эффектов. Например, Гразня Зреда «разгадала» эту загадку, сообщив, что она смешала желтый пищевой краситель, воду, синий пищевой краситель (вместо синего красителя на блестках), изопропиловый спирт (вместо ацетона) и карбонат калия (в место соли). При смешивании этих предметов наблюдался красивый зеленый раствор; добавление карбоната калия разделило смесь на синий и зеленый слои (рис. 3).

Рисунок 3: Эксперимент, проведенный одним из учеников Гражины Зреды. Слева направо: пробирки, содержащие желтый пищевой краситель в воде и синий пищевой краситель в 70% изопропиловом спирте; Смешивание желтой и синей жидкостей с образованием зеленого раствора; Добавление карбоната калия для образования зеленого раствора; разделение на синий и желтый слои при растворении карбоната калия.

Гражина и я начали общаться в Твиттере об этих экспериментах, и однажды днем ​​мы даже провели час или два «вместе», обмениваясь электронными сообщениями о различных экспериментах, которые мы проводили. Это было действительно очень весело! Благодаря нашим совместным усилиям мы обнаружили несколько действительно интересных вещей. Во-первых, в версии этого эксперимента Гражины можно использовать только зеленый пищевой краситель (вместо синего и желтого)! Это потому, что зеленый пищевой краситель содержит комбинацию синего и желтого пищевых красителей. Во-вторых, использование различных смесей органической жидкости и ионных солей с синим пищевым красителем и фиолетовым пищевым красителем «осеннего цвета» привело к совершенно разным результатам (рис. 4).

Рисунок 4: Цветовые комбинации, полученные с использованием синего пищевого красителя, фиолетового пищевого красителя «осеннего цвета» в сочетании с (слева) ацетоном, солью и водой; (справа) изопропиловый спирт, карбонат калия и вода.

Задача: Наконец, вот задача, которую я предлагаю вам и вашим ученикам на основе этого эксперимента: посмотрите, сможете ли вы создать слои, отображающие цвета вашей школы, изменив этот эксперимент с использованием различных комбинаций ионных солей, красителей, смешивающихся органические жидкости и вода. Если вы добьетесь этого, посмотрите, какие другие цветовые сочетания вы можете создать. Мне особенно интересно увидеть фиолетово-зеленое сочетание! Я хотел бы услышать от вас о различных комбинациях, которые вы можете создать. Конечно, мне также было бы интересно услышать о ваших различных успешных рецептах, если вы готовы ими поделиться! Будьте изобретательны… красители могут быть получены из удивительного количества различных источников… например, блестки!

Ссылка: Шахашири, Химические демонстрации, том 3, с. 266 – 268.

Глиттеры с растворителями и медиумами на водной основе

В. Итак, как обстоят дела с растворителями и поли?
A.  Это действительно связано с пленкой, алюминием и теплом. 100% полиэфирная пленка по своей природе устойчива к растворителям. Прям пленка без пигментов и покрытий то есть. Как только вы добавляете пигменты и покрытия, вы меняете химический состав пленки, и здесь все становится сложнее. Чтобы сделать это еще более сложным, пленка разрезается, что приводит к множеству открытых краев пленки — поверхностей, на которые растворитель может проникать и касаться пигментов и покрытий. Ой! Чтобы сделать это еще более сложным, некоторые Poly Glitter на самом деле состоят из полиэстера и акрила. Когда у вас есть такая смесь, она снижает устойчивость к растворителям все ниже и ниже. Хорошей новостью является то, что глиттеры были протестированы, и мы знаем, какие из них лучше справляются с растворителями, чем другие. У нас есть Таблица использования, а также раздел сайта, где мы выделили их: Glitter For Floors & More

В. Хорошо, а как насчет Craft Glitter и растворителей?
A.  С Craft Glitter история не такая сложная. Этот вид блесток изготавливается из ПВХ-пленки. Этот материал плавится при попадании на него растворителей. Если вы не видите, что он плавится сразу, это потому, что покрытия защищают его некоторое время, прежде чем растворитель проникнет к сырому ПВХ в центре. Если вы используете его с растворителями, ожидайте беспорядка, если вы не можете как-то заставить его высохнуть до того, как будет нанесен ущерб. Удачи!

В. Почему мне нужно беспокоиться о воде и Craft Glitter?
А. Ну пленочная основа (ПВХ) водостойкая. Это означает, что он может находиться в воде, не ломаясь. Проблема состоит из трех частей:
1. Покрытия и пигменты обнажаются, и со временем вода проникает за край и начинает высвобождать пигмент в воду. Некоторые цвета делают это больше, чем другие. Красные и оранжевые кажутся худшими. Очень важно протестировать.
2. Тепло! Если положить блестки в теплую или горячую воду, процесс кровотечения ускорится. Мы подозреваем, что покрытие становится немного мягким, что позволяет высвобождению происходить немного быстрее, чем с более холодной водой. Иногда кровотечение — это круто. Как в успокаивающих банках, это может быть красиво. Обязательно протестируйте и не предполагайте, что все цвета будут или не будут растекаться.
3. Газовыделение! Звучит страшно? Это вроде как так, но это скорее ситуация с испорченным блеском, чем проблема со здоровьем. Вот проблема- Возьмите металлический блеск (с алюминиевым покрытием), добавьте воды, добавьте тепла. Когда у вас есть эта тройная сила, вы можете столкнуться с газообразованием. Холодная вода и алюминий хорошо уживаются, пока не нагреваются. На блестках есть слой покрытия, поэтому единственный алюминий, который фактически подвергается воздействию воды, минимален. Однако этого может быть достаточно, чтобы испортить ваш проект. Если вы обнаружите странные вещи, происходящие с вашим ремесленным блеском и средами на водной основе, возможно, вы столкнулись с этим. Если это так, работайте в холодном состоянии или попробуйте глиттер другого цвета. Мы постоянно используем Craft Glitter в успокаивающих банках и видим, что они немного кровоточат, но мы никогда не нагреваем их, чтобы посмотреть, не начнут ли они выделять газы.

В. Та же история с глиттером и водой?
А. Вроде. Полиэфирная пленка также устойчива к воде. Однако не все покрытия рассчитаны на погружение в воду. Вы можете обнаружить проблемы с кровотечением некоторых блесток, поэтому обязательно проверьте. У нас есть таблица использования, которую можно использовать для определения блесток, которые могут справляться с водой: Таблица использования Вы, возможно, видели, что мы советуем не использовать среды на водной основе с металлическими блестками для полов и других поверхностей.