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「準備物」
200〔mL〕ビーカー ケイ酸ナトリウム Na2SiO3 12〔g〕 薬さじ フェノールフタレイン指示薬 2.0〔mol/L〕塩酸100〔mL〕 ピペット
「操作手順」
ＷＥＢ非公開
「注意事項」
1. 水ガラスは強塩基性なので皮膚に付けないように注意する。
2. 固形物を流しに廃棄すると、配管がつまることがある。掻き出して自然乾燥後、固形廃棄物に。
3. ビーカーは入念に洗浄する。
「解 説」
1. 水溶液が劇的に固まる
ケイ酸ナトリウム水溶液に塩酸を加えていくと、ゲル状の固形物質となる。振り混ぜていた液体が劇的に固化するので、マジック的な要素もある。ケイ酸ナトリウム Na2SiO3 は、弱酸のケイ酸 H2SiO3 と水酸化ナトリウムNaOH との塩であり、強酸の塩酸により、弱酸の遊離が起こってケイ酸が沈殿してくる。
Na2SiO3 ＋ 2HCl → 2NaCl ＋ H2SiO3
(ケイ酸：ゲル状)
このケイ酸は、二酸化ケイ素と水とが結合した白色無定形のゲル状物体である。凝固したものを加熱乾燥させると、二酸化ケイ素のキセロゲルとなり、これがいわゆるシリカゲルと呼ばれるものである。シリカゲルは、多孔質で表面積が大きいため、乾燥剤や触媒として利用されている。一般には、水分の指示薬として塩化コバルト(Ⅱ)を添加して、青から薄桃色に呈する変化が知られている。
2.
粘性が高いので水ガラス
ケイ酸ナトリウムは、水飴状で大きな粘性を持ち、接着剤、耐火塗料、粘度調整用の添加剤等に使用される。水ガラスという名称は、このケイ酸ナトリウムの濃い水溶液の一般呼称で、通常はメタケイ酸のナトリウム塩を指すが、組成の異なる種類が存在する。水に可溶で、水溶液は加水分解されて塩基性を示す。水ガラスに金属塩を加えるとそのケイ酸塩が生成し、水溶液中に柱が立つようにして成長していく。この現象は、理科の実験でも題材となり、ケミカルガーデンとして広く知られてもいる。
「参考・引用」
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