V domácím prostředí lze s většími či menšími obtížemi realizovat rozličné chemické experimenty. O některých navíc můžeme prohlásit, že jsou naprosto okouzlující a i přes svou jednoduchost dávají zcela nečekaný výsledek. Jsou to přesně ty pokusy, které přivedly nejednoho současného chemika k dobrovolnému studiu chemie. Do takové kategorie patří i tzv. chemická zahrádka, barevný a hlavně velmi živý experiment. Příprava chemické zahrádky vám přitom nezabere víc než pouhých pár minut. Potřebovat budete především vyšší, dobře průhlednou sklenici, abyste mohli snadno pozorovat děje probíhající uvnitř. Ideální jsou moderní skleněné vázičky čtvercového tvaru s rovnými stěnami nebo klasické chemické kádinky z dokonale čirého skla.
Živnou půdou pro chemickou zahrádku bude tzv. vodní sklo. Tuto látku s poněkud exotickým názvem, kterou můžete zakoupit v drogerii, tvoří vodný roztok křemičitanu sodného. Pojmenování vodní sklo lze vysvětlit jednoduše. I klasická skla obsahují, podobně jako to vodní, sloučeninu křemíku. Nikoliv však křemičitan, ale oxid křemičitý, se kterým se v přírodě setkáme třeba v podobě minerálu křemene. Vodní sklo se v minulosti používalo především ke konzervování vajec a dnes se využívá spíše ve stavebnictví.
A co že to budeme vlastně pěstovat? No přece různé chemikálie! K setbě můžete využít například modrou (pentahydrát síranu mědnatého) či zelenou (heptahydrát síranu železnatého) skalici, které se používají k ošetřování vody či v zemědělství k ochranným postřikům. V drogerii seženete také bílý kamenec hlinito-draselný (síran hlinitodraselný).
Výhodu mají ti, v jejichž blízkosti se občas objeví učitel chemie, tedy především všichni školou povinní. Můžete ho zkusit poprosit o další barevné chemické látky (např. síran hořečnatý či chlorid kobaltnatý). Důležité však je, aby byly rozpustné ve vodě.
Sázíme krystaly V připravené skleněné nádobě smíchejte vodní sklo s obyčejnou vodou z vodovodu v poměru 1:1. Takto vytvořený roztok dobře promíchejte a počkejte, až se kapalina uvnitř nádoby přestane pohybovat. Pak už není potřeba otálet a můžete „zasadit“ první zrnka připravených chemických látek. Ideální jsou drobné krystalky o průměru kolem tří milimetrů. Protože většinou jde o jedovaté sloučeniny (skalice), je vhodné nabírat drobné krystalky pomocí lžičky či pinzety.
Vhoďte několik krystalků do sklenice a sledujte, co se bude dít. Po několika minutách začnou z povrchu krystalků rašit první „výhonky“ v barvě vhozené chemické látky. Některé budou růst velice rychle a za pár minut opanují celou sklenici. Jiné se budou zvětšovat jen pozvolna. Různý bude i tvar a tloušťka jednotlivých „rostlinek“. Většinou bude jejich vzhled blízký korálům, najdou se však i takové, které vytvoří jemné „šlahouny“ či husté „trsy“. Za pár hodin vznikne uvnitř sklenice fantastický abstraktní svět plný nečekaných tvarů a barev.
Pokud budete pečlivě sledovat růst „rostlinek“, snadno odhalíte jeho podstatu. Po vhození krystalku do roztoku vodního skla se začne daná chemická látka rozpouštět ve vodě, čímž postupně proniká do okolí. V roztoku je však přítomný také křemičitan sodný, se kterým rozpouštějící se látky reagují za vzniku nerozpustných křemičitanů (např. mědnatého či železnatého). V prostředí vodního skla vznikne zvláštní útvar podobný drobnému váčku či trubičce. Jejich povrch tvoří skořápka z nerozpustného křemičitanu, zatímco vnitřní část obsahuje vodu a chemickou látku uvolněnou z rozpouštějícího se krystalku.
Přes pevnou křemičitanovou skořápku mohou do váčku i nadále pronikat menší částice vody. Ovšem pouze směrem dovnitř. Váček se díky tomu zvětšuje, bobtná a roste. Po chvíli obvykle praskne a celý proces se začne opakovat zase od začátku. Na „rostlince“ se tak objevují nové a nové přírůstky. Právě těmito dutými útvary se do roztoku vodního skla dostávají chemické látky z rozpouštějících se krystalků.
Přesvědčit se o tom můžete i tak, že roztok vodního skla opatrně vylijete ze sklenice. Především jemnější „rostlinky“ tento zásah nepřežijí, ty tlustší ale zůstanou pohromadě. Pokud takovou „rostlinku“ rozlomíte, zjistíte, že je opravdu dutá. I když má chemická zahrádka bezesporu hezký vzhled, k trvalé okrase se příliš nehodí. Vodní sklo se totiž pozvolna zabarví rozpuštěnými látkami a „flóra“ uvnitř sklenice tak přestane být zřetelná. Navíc jsou „rostlinky“ nesmírně křehké a snadno se lámou i při menším otřesu.
Závěrem je určitě dobré dodat, že ne všechny chemické sloučeniny vytvářejí křemičitany nerozpustné ve vodě. Může se tak stát, že se některé ze „zasazených“ chemických látek zcela rozpustí a nezůstanou po nich žádné stopy.
***
Fantastický podvodní svět
Abstraktní dílo plné nečekaných tvarů a barev si můžete doma připravit s využitím několika snadno dostupných chemikálií. S výtvorem ale zacházejte opatrně. Vypěstované krystaly jsou velice křehké.
Zakoupený roztok vodního skla nařeďte ve sklenici v poměru 1:1 vodou a poté do něj vhoďte drobný krystalek vybrané chemické sloučeniny
pomůcky a chemikálie: vyšší sklenice či průhledná kádinka
lžička vodní sklo
kamenec hlinito-draselný (dodekahydrát síranu hlinito-draselného) modrá skalice (pentahydrát síranu mědnatého) zelená skalice (heptahydrát síranu železnatého)
Jako „sazenice“ jsou vhodné především větší krystalky uvedených chemických látek o průměru kolem 3 mm
Zárodky budoucích chemických „rostlinek“ v roztoku vodního skla: Zleva doprava síran mědnatý, chlorid kobaltnatý a síran železnatý
Postupný růst chemické zahrádky a tvorba jednotlivých výhonků: Rychlost růstu záleží i na rozpustnosti dané chemické látky ve vodě
Detail „výhonků“ síranu železnatého (A)
Detail „výhonků“ síranu mědnatého (B)
„Rostlinka“ chloridu kobaltnatého (C)
O autorovi| JAN PÍŠALA, Autor je chemik a pracuje ve Hvězdárně a planetáriu Mikuláše Koperníka v Brně
