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Jardn de Cristales
Fundacin ChaminadeColegio Parroquial San MiguelDepartamento de CienciasProf. Cecilia Sandoval Infante
Melisa Espinosa
4to medio A
Prof. Cecilia Sandoval Infa
29 de Abril del 2014
Concretemos nuestros sueos diciendo S a todo lo bueno
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ndice
Introduccin Pg. 3
Objetivos del trabajo Pg. 4
Marco Terico Pg. 5
Planteamientos Pg. 6
Desarrollo Experimental Pg. 7
Observaciones Pg. 9
Resultado y Anlisis Pg. 10
Conclusin Pg. 12
Bibliografa Pg. 13
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Introduccin
En este trabajo se dar a conocer uno de los ms bellos experimentos que se pueden hacer en unlaboratorio, el jardn qumico. Un jardn qumico o jardn de cristales es una especie de bosque
que se forma cuando se aaden ciertas sales en estado slido, como por ejemplo el sulfato de
cobre (CuSO4) a una disolucin acuosa de silicato sdico, ms conocido como vidrio soluble.
Se realiza con el fin de conocer y experimentar reacciones qumicas de una manera simple y
sencilla, evidenciando como una sal puede reaccionar con el silicato sdico obteniendo como
resultado una membrana alargada, dando origen a una especie de bosque o jardn qumico,
gracias a las reacciones ya mencionadas.
Se presentaran los elementos que conforman la elaboracin de los cristales junto con sus
funciones e imgenes de los resultados.
Encontraremos adems los materiales, procesos y explicaciones exactas de cmo realizar nuestro
Jardn Qumico, incluyendo las conclusiones encontradas al cabo de todo el proyecto.
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Objetivos del trabajo
Comprender de forma didctica la formacin de la ramificacin de cristales, a travs de laconstruccin de un autntico bosque formado por figuras verticales conformadas por la
precipitacin de sales minerales.
Entender ms a fondo la cristalizacin, analizando cada cambio ocurrido en elexperimento
Observar cmo crecen los cristales en presencia de algunas sales al estar sumergidas ensilicato de sodio
Conocer las precipitaciones que tiene las sales minerales al disolverse.
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Marco TericoEl jardn qumico fue observado por primera vez y descrito porJohann Rudolf Glauber(el cientfico
que da nombre a la sal de Glauber o sulfato sdico) en 1646. En su forma original, el jardn
qumico consisti en la introduccin decloruro ferroso(FeCl2)en una solucin desilicato depotasio(K2SiO3).
Los jardines qumicos se forman por una combinacin demecanismos de conveccin forzada
debido a osmosis y de conveccin libre, por flotabilidad.Su fundamento radica en la insolubilidad
en agua de la mayora de los silicatos de metales de transicin.
Explicaremos cmo se crea un jardn qumico de cloruro de cobalto (II). Cuando un cristal de esta
sustancia cae dentro de la disolucin acuosa de silicato empiezan a disolverse, pero alrededor de
ellos se forma una membrana semipermeable de silicato de cobalto insoluble. Dentro de la
membrana los iones cobalto adquieren ms fuerza inica que la de la disolucin de silicato sdico
exterior, lo que produce una presin osmtica dentro de la membrana que acaba rompindola. En
los agujeros formados los iones de cobalto reaccionan con ms aniones de silicato formando ms
silicato insoluble. As van creciendo unas formas coloreadas que parecen plantas. Los cristales
crecen hacia arriba porque al romperse la membrana, el lquido que surge de ella es menos denso
que la disolucin de silicato. (Algunas sales generan dentro de la membrana un fluido de densidad
muy alta y eso provoca que el jardn crezca hacia abajo.)
A medida que las ramas van creciendo, la pared porosa se vuelve a formar, y el proceso prosigue
gracias a la accin combinada de la smosis y la diferencia de densidades.
Las ramas pueden crecer ms rpido y ms largas, cuanto ms higroscpica sea la sal, es decir,cuanta mayor afinidad por el agua tenga. Esto puede explicar por qu el cloruro de hierro (III) muy
higroscpicos, genera grandes ramas hinchadas, mientras que las de otras sales, menos
higroscpicas no forman ms que ramas finas o ms cortas.
El color de las ramas va a depender del ion metlico que tenga cada sal, por lo que cada uno de
ellos va a generar plantas de un color diferente. As, las que se obtienen con cristales desulfato
de aluminio y potasio son blancas; las de sulfato de cobre, azules; las de cloruro de cromo
(III), sulfato de nquel (II) y sulfato de hierro (II), verdes; los de cloruro de hierro ,anaranjadas; las
de cloruro de cobalto (II), violetas, etc.
http://en.wikipedia.org/wiki/Johann_Rudolf_Glauberhttp://en.wikipedia.org/wiki/Johann_Rudolf_Glauberhttp://en.wikipedia.org/wiki/Ferrous_chloridehttp://en.wikipedia.org/wiki/Ferrous_chloridehttp://en.wikipedia.org/wiki/Potassium_silicatehttp://en.wikipedia.org/wiki/Potassium_silicatehttp://en.wikipedia.org/wiki/Potassium_silicatehttp://en.wikipedia.org/wiki/Potassium_silicatehttp://lec.ugr.es/~julyan/papers/Silica_gardens/http://lec.ugr.es/~julyan/papers/Silica_gardens/http://lec.ugr.es/~julyan/papers/Silica_gardens/http://lec.ugr.es/~julyan/papers/Silica_gardens/http://en.wikipedia.org/wiki/Potassium_silicatehttp://en.wikipedia.org/wiki/Potassium_silicatehttp://en.wikipedia.org/wiki/Ferrous_chloridehttp://en.wikipedia.org/wiki/Johann_Rudolf_Glauber5/25/2018 Jard n de Cristales (2)
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Planteamientos
Planteamiento del problemaExistir la posibilidad de que algunos cristales crezcan ms rpidos que otros?
Planteamiento de la hiptesisLos cristales pertenecientes al grupo sulfato crecern de distinta forma a los cristales de
grupo nitrato.
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Desarrollo Experimental
Reactivos- Solucin de NaSiO- Cristales de CuSO4- Cristales de MgSO4- Cristales de Pb (NO3)2- Cristales de FeSO4- Cristales de NiSO4 Materiales- Vaso de precipitado 100 mL- Agua destilada- Esptula- Pipeta Procedimiento experimental1. Vierta 10 mL de la solucin de silicato de sodio (NaSiO) en el vaso de precipitado.2. Con mucho cuidado coloque dentro del vaso 2 cristales de cada sal lo ms separados que
pueda unos de otros (entre distintas sales).
3. Aprecie las estructuras y el colorido que se produce. Explotacin pedaggica inmediata1. Escriba las formulas de los cristales que se aprecian en el vaso de precipitado
Sulfato de cobre: CuSO4+ Na2SiO3 CuSiO3+Na2SO4
Sulfato de magnesio: MgSO4+ Na2SiO3 MgSiO3+ Na2SO4
Sulfato de hierro: FeSO4 + Na2SiO3 FeSiO3+ Na2SO3
Sulfato de nquel: NiSO4+ Na2SiO3 NiSi2O3+ Na2SO4
Nitrato de plomo: Pb (NO3)2+ Na2SiO3 Pb 2(SiO3) 3+ NaNO3
http://es.webqc.org/balance.php?reaction=MgSO4+%2B+Na2SiO3+%3D+MgSiO3+%2B+Na2SO4http://es.webqc.org/balance.php?reaction=MgSO4+%2B+Na2SiO3+%3D+MgSiO3+%2B+Na2SO4http://es.webqc.org/balance.php?reaction=MgSO4+%2B+Na2SiO3+%3D+MgSiO3+%2B+Na2SO4http://es.webqc.org/balance.php?reaction=MgSO4+%2B+Na2SiO3+%3D+MgSiO3+%2B+Na2SO4http://es.webqc.org/balance.php?reaction=MgSO4+%2B+Na2SiO3+%3D+MgSiO3+%2B+Na2SO4http://es.webqc.org/balance.php?reaction=MgSO4+%2B+Na2SiO3+%3D+MgSiO3+%2B+Na2SO4http://es.webqc.org/balance.php?reaction=MgSO4+%2B+Na2SiO3+%3D+MgSiO3+%2B+Na2SO4http://es.webqc.org/balance.php?reaction=MgSO4+%2B+Na2SiO3+%3D+MgSiO3+%2B+Na2SO4http://es.webqc.org/balance.php?reaction=MgSO4+%2B+Na2SiO3+%3D+MgSiO3+%2B+Na2SO4http://es.webqc.org/balance.php?reaction=MgSO4+%2B+Na2SiO3+%3D+MgSiO3+%2B+Na2SO4http://es.webqc.org/balance.php?reaction=MgSO4+%2B+Na2SiO3+%3D+MgSiO3+%2B+Na2SO4http://es.webqc.org/balance.php?reaction=MgSO4+%2B+Na2SiO3+%3D+MgSiO3+%2B+Na2SO4http://es.webqc.org/balance.php?reaction=MgSO4+%2B+Na2SiO3+%3D+MgSiO3+%2B+Na2SO4http://es.webqc.org/balance.php?reaction=MgSO4+%2B+Na2SiO3+%3D+MgSiO3+%2B+Na2SO45/25/2018 Jard n de Cristales (2)
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2. Qu funcin cumple el Silicato de Sodio?La funcin que cumple, es que al poseer ciertas propiedades tales como ser solubles en
agua, convertirse en un lquido viscoso cuando se disuelve y asemejarse a pequeos
fragmentos de vidrio cuando se seca, este es capaz de hacer que los silicatos metlicos
reaccionen para formar una membrana delgada de silicato insoluble. Provocando as la
formacin de variados cristales de colores.
Explotacin pedaggica diferenciada1. Investigue que le otorga las distintas tonalidades a los compuestos de silicato.
Lo que le otorga las distintas tonalidades a los compuestos de silicato son las
propiedades que tiene cada ion metlico, tambin esto va a depender del tipo de
oxido que presente, su cristalinidad y el grado de hidratacin.
2. Cules son las principales fuentes de silicato, para su produccin industrial?La variedad de relaciones con las que se fabrican los silicatos de sodio, as como la
diversidad en densidades, permiten su aplicacin en diferentes usos y aplicaciones,
como son: jabn de lavandera,desplazado a las resinas como la colofonia en laelaboracin de jabones; detergentes; adhesivos humectando rpidamente los vidrios,
superficies cermicas, asbestos, etc.; morteros refractarios que se debe a que la
completa deshidratacin de las soluciones de silicato que ocurren a altas
temperaturas; artculos de reparacin; fijacin de pigmentos en pintura y
procesamiento de petrleo. Todo esto es posible gracias a las diversas propiedades
que posee el silicato de sodio.
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Observaciones
Al verter el silicato de sodio en los distintos cristales estos iban reaccionando de manera variada.
- El sulfato de hierro junto con el sulfato de magnesio fueron creciendo de manera rpida alcabo de unos minutos en comparacin a los dems. En un inicio aparecen pequeas
ramificaciones de color blanco con base verde en el sulfato de hierro y de un color azulado
en el sulfato de magnesio.
- El sulfato de cobre fue desarrollndose de manera normal, ni tan rpido ni muy lento. Fuetomando una tonalidad celeste.
- El nitrato de plomo y el sulfato de nquel en un comienzo fueron progresando de maneratarda en comparacin a los dems. Aparecieron ramificaciones de color verde agua por
parte del sulfato de nquel, y de color blanco por parte del nitrato de plomo.
Sulfato de Hierro Sulfato de magnesio
Sulfato de nquel Nitrato de plomo
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Resultado y AnlisisAl cabo de unos das se evidenciaron diversos resultados:
1. Sulfato de hierro: creci de manera significativa tornndose de un color blanco con baseverdosa a un color oscuro donde la superficie tomo una pigmentacin caf. Adems se
puedes apreciar variadas ramificaciones muy definidas y alargadas.
2. Sulfato de cobre: prosigui de una manera normal, sin llegar hasta la cima del lquidocomo en el caso anterior, conservo su color y las ramificaciones se fueron engruesando
casa vez ms en su base.
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3. Nitrato de plomo: este cristal cambio drsticamente, ya que de un crecimiento lento yescaso paso a uno completamente desarrollado. Sus ramificaciones llegaron a la cima del
lquido, se hicieron ms delgadas y definidas, conservando su color.
4. Sulfato de magnesio: este cristal tambin tuvo algunos cambios, especialmente en sutonalidad, pasando de un color azulado a uno ms bien violeta oscuro en su base con
ramificaciones bien definidas, alargadas, de tonalidad verde oscuro.
5. Sulfato de nquel: se mantuvo constante en su crecimiento, no tuvo mayores cambios, sutonalidad se mantuvo, hubieron pocas ramificaciones y de escasa longitud.
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Conclusin
En este trabajo experimental se puede concluir que al agregar cristales a una disolucin de silicatode sodio estos reaccionarn al paso de unos 5 a 20 minutos, formando as ramificaciones, los
cuales siguen creciendo al cabo de unos das.
Se puede evidenciar adems que no todos los cristales forman una misma figura y tampoco son
del mismo color, debido a las diferentes propiedades que estos poseen. Por ejemplo el sulfato de
hierro es el cristal que reacciona ms rpido formando una especie de rbol, ya que tiene forma
alargada y desarrolla unas ramificaciones que se van expandiendo por todo el espacio.
Finalmente se logro entender y explicar de manera didctica el cmo se fueron formando estos
jardines qumicos, junto con sus ramificaciones y el crecimiento de los cristales.
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Bibliografa Sitios web:- http://www.cientificosaficionados.com/experimentos/jardin%20mineral.htm- http://triplenlace.com/- http://centrodeartigos.com/articulos-utiles/article_102063.html- http://www.quiminet.com/articulos/usos-y-aplicaciones-del-silicato-de-sodio-liquido-y-
solido-27872.htm
Libros:- Gran enciclopedia interactiva siglo XXI /Autor: Carlos Gispert / Ao: 2000 / Volumen 4 /
Barcelona, Espaa / Editorial: Ocano.
- Secundaria activa, enciclopedia escolar / Autor: Carlos Gispert / Ao: 2000 / Volumen 3/Barcelona, Espaa / Editorial: Ocano.
http://www.cientificosaficionados.com/experimentos/jardin%20mineral.htmhttp://www.cientificosaficionados.com/experimentos/jardin%20mineral.htmhttp://triplenlace.com/http://triplenlace.com/http://centrodeartigos.com/articulos-utiles/article_102063.htmlhttp://centrodeartigos.com/articulos-utiles/article_102063.htmlhttp://www.quiminet.com/articulos/usos-y-aplicaciones-del-silicato-de-sodio-liquido-y-solido-27872.htmhttp://www.quiminet.com/articulos/usos-y-aplicaciones-del-silicato-de-sodio-liquido-y-solido-27872.htmhttp://www.quiminet.com/articulos/usos-y-aplicaciones-del-silicato-de-sodio-liquido-y-solido-27872.htmhttp://www.quiminet.com/articulos/usos-y-aplicaciones-del-silicato-de-sodio-liquido-y-solido-27872.htmhttp://www.quiminet.com/articulos/usos-y-aplicaciones-del-silicato-de-sodio-liquido-y-solido-27872.htmhttp://www.quiminet.com/articulos/usos-y-aplicaciones-del-silicato-de-sodio-liquido-y-solido-27872.htmhttp://www.quiminet.com/articulos/usos-y-aplicaciones-del-silicato-de-sodio-liquido-y-solido-27872.htmhttp://centrodeartigos.com/articulos-utiles/article_102063.htmlhttp://triplenlace.com/http://www.cientificosaficionados.com/experimentos/jardin%20mineral.htmTop Related