Kemia: kylläinen liuos ja kananmunageodi

Valmistetaan kylläinen suolaliuos ja tutkitaan sen kiteytymistä.

Pohjatietoa:

Kylläinen suolaliuos on siis sellainen, mihin suolaa on liuotettu niin paljon, ettei suurempi määrä pysty liukenemaan. Liukoisuus vaihtelee eri suoloilla, se voi olla vaikka välillä 0,001mg-30000mg/100g vettä. Osa liukenemistapahtumista on endotermisiä (=suolaa liukenee enemmän lämpimään veteen), osa eksotermisia (=suolan liukeneminen vapauttaa lämpöenergiaa, ja sitä liukenisi enemmän kylmään veteen). 

Kun liuos tulee ylikylläiseksi (esimerkiksi jos kylläisestä liuoksesta haihtuu vettä), niin suolaa alkaa kiteytyä. Olemme jo kokeilleet KE1 -kurssilla veden haihduttamista suolaliuoksesta. Silloin suolan kiteet jäivät haihdutusmaljan pohjalle melko rapautuneessa muodossa: valkoisina ja murenevina. Jos halutaan kauniita kidemuodostelmia, kiteytyksen on tapahduttava hitaasti. Ensimmäiset kiteet syntyvät helpoiten liuoksen/astian rajapintoihin: pieniin epäpuhtauksiin tai muihin "herätteisiin". Kokeilemme kahta kiteytystapaa: suolageodin valmistamista sekä yksittäisen suolakiteen kasvattamista. Koska joka kodista löytyy ruokasuolaa, käytämme sitä. Voit halutessasi etsiä jonkin toisenkin suolan, esim ruokasooda tai (pesuaineena myytävä) kidesooda ovat kohtalaisen yleisiä kodin suoloja (ja jonkun kotoa voi löytyä eksoottisempiakin suoloja)

Eri suoloilla on erimuotoisia kiteitä, ja ruokasuolalle (NaCl) tyypillinen kidemuoto on kuutiollinen. Samalla kun te valmistatte kotona ruokasuolakiteitä, minä laitan kemian luokassa kasvamaan kuparisulfaattikiteitä, joista pitäisi tulla vinoneliön muotoisia.

Tarvikkeet:
  • vettä (ehkä kannattaa lämmittää),
  • ruokasuolaa (merisuola tai hienojakoisempi),
  • tyhjä puhdas kananmunankuori + kennopaikka + väriainetta (jos haluat geodia varten)
  • tyhjä kapeahko purkki + purkin suun yli menevä tikku+lankaa + yksi suuri merisuolakide kiteen kasvattamista varten
1. Valmista kylläinen ruokasuolaliuos.

Tavoitteena on selvittää suolan liukoisuus /100g vettä (eli montako grammaa suolaa liukenee 1dl:aan vettä). Sekoita suolaa veteen niin paljon kuin siihen liukenee (eli kunnes sitä jää liukenematta astian pohjalle).Mieti, miten voit saada suolan punnittua, ja mahdollisimman tarkan tuloksen. Jos kotona ei ole pikkuvaakaa/keittiövaakaa, niin löytyisikö esimerkiksi puhelimelle punnitusapp? en tiedä. Jos tämä ei onnistu, niin sitten ei. Voit kuitenkin varautua siihen, että suolaa liukenee noin 30% veden painosta.
tämän videon alussa näkyy liuoksen valmistus.

2. Kananmunageodi

Yllä olevalla videolla on yksi ohje kananmunageodin valmistamiseksi (siinä munan sisäpintaan laitetaan liimaa ja herätekiteitä). Tässä blogissa on toinen ohje, jossa liimaa ei käytetä, sillä munan kuoren ilmataskut voivat vaikuttaa kidemuodostukseen. Voit toki vaikka kokeilla molempia ja verrata lopputuloksia. Voit halutessasi myös värjätä liemen esimerkiksi elintarvikevärillä tai vesiväreillä. 

3. Jättisuolakide

Viritä purkki niin, että sen yläreunassa kulkee poikittain jokin tikku (tulitikku, lusikanvarsi, grillivartaan pätkä, voit kiinnittää vaikka sinitarralla). Tikusta pitäisi roikkua naru kylläiseen suolaliuokseen. Jos haluat aloittaa ihan nollasta, laita purkkiin roikkumaan pelkkä naru. Jos haluat nopeuttaa prosessia, etsi merisuolapurkista mahdollisimman suuri yksittäinen kide ja solmi se naruun (ehkä lanka on osuvampi kuin naru). Purkki pitäisi asettaa niin, että vettä lähtee haihtumaan, jolloin suola kiteytyy naruun/narussa jo roikkuvaan kiteeseen. Prosessi on hidas, ja purkkiin voi halutessaan lisätä lisää kylläistä suolaliuosta, jos liuoksen pinta laskee liikaa. 

On ilmeisesti myös mahdollista kasvattaa "tippukiviä" virittämällä lanka niin, että se kulkee kahden kylläisellä suolaliuoksella täytetyn astian välillä. Langanpäät tarvitsevat jonkinlaiset ankkurit purkkeihin. Voit toki kokeilla, jos haluat.

Raportointi:

Ilmoita arviosi sille, mikä suolan liukoisuus oli yksikössä grammaa/100g vettä.
Laske liuenneen suolan ainemäärä.
Kuvaile, miten aloitit kidekasvatukset, ja kuvaa alkuviritykset. Raportti jää toistaiseksi kesken.
Kun saat kiteitä alkaa muodostua, ota kuvia. näin pystyt muodostamaan lyhyen raportin tuloksista.
Ehdimme tehdä muitakin juttuja ennen kuin nämä ovat valmiita, mutta annetaan kiteiden muodostua taustalla.