“水中花园”——碱性溶液中的“一草一木”

正文

化学实验

“水中花园”

碱性溶液中的“一草一木”

by SHSBNU Chem club

水中花园是一种经典的化学演示实验，通过在特定溶液中加入金属盐晶体，形成色彩缤纷的类植物分枝结构。其核心原理是 ‌半透膜的形成与渗透压作用‌，结合化学反应与晶体生长。

实验中，为反应提供碱性环境以及归酸根离子的是硅酸钠溶液，由于硅酸钠溶液呈无色透明粘稠液体，且干燥后能够形成透明或半透明的玻璃状固体，所以这种溶液也被称之为“水玻璃”。

本次实验中，化学社选用硫酸铜、氯化镍、氯化锌、氯化镁，硝酸铁、氯化钙晶体作为“一草一木”，让这些物质通过形成半透膜、渗透压引发膨胀、膜破裂与再生循环的过程，不断形成新的分支结构，最后变为我们所欣赏到的“水下花园”。

具体过程如下↓

具体实验步骤

Specific experimental steps

1. 在烧杯的底部铺一层约1cm厚的洗净的细沙

2. 称量10g 硅酸钠固体，溶于40ml水中

3. 用镊子把直径3～5mm的下列盐的晶体投入Na2SiO3溶液里(放在槽底细砂上不同位置处)：硫酸铜、氯化镍、氯化锌、氯化镁，硝酸铁、氯化钙晶体等。一会后可以看到投入的盐的晶体逐渐生出蓝色、绿色、白色、黄色、等等的芽状、树状的“花草”。

注意事项

Precautions

1. 不要摇晃，震动烧杯，这样会导致硅酸盐胶体破碎

2. 晶体投入时尽量均匀化

最后，这里有一段化学社成员们做实验的视频——