Jardin quimico



Introducción.
El jardín químico mayor conocido con el término en inglés (Chemical Garden), se trata de una de las reacciones que con mayor acierto relaciona arte y ciencia. La espectacularidad de las formas de los cristales y la manera en como éstos crecen bien podrían tratarse en exposiciones artísticas. Y la reacción es sumamente sencilla. Consiste en dejar caer diferentes salescoloreadas de varios metales de transición sobre una disolución de silicato sódico (vidrio líquido). Una vez la sal del metal de transición ha entrado en disolución de silicato sódico se produce una reacción de doble desplazamiento (o metátesis) formándose la sal sódica derivada de la sal que previamente se ha depositado en la solución. Mientras la sal sódica suele ser soluble, no lo es el silicatocreándose estalactitas y estalagmitas de colores.
Las sales minerales son solubles en agua, por lo tanto, al entrar en contacto con la solución de silicato de sodio (también soluble en agua), éstas se separan en sus respectivos iones, que luego reaccionan con el silicato de sodio formando un compuesto insoluble.  La sales minerales más utilizadas para hacer este experimento son Sulfato ferroso (FeSO4),Sulfato cúprico (CuSO4), Sulfato de níquel (NiSO4), Cloruro de cobalto (CoCl2), Nitrato de calcio (Ca(NO3)2)), Cloruro férrico (FeCl3), etc. 








Planteamiento del Problema.
¿Cuál es la razón por la que las sales minerales se cristalizan en la disolución de silicato sódico y se forman ramificaciones coloreadas en lugar de diluirse y desvanecerse en el líquido?

Objetivos.General:
Elaborar un auténtico jardín químico compuesto por diversas figuras verticales que se forman gracias a la precipitación de sales minerales.
Específicos:
Concluir la razón o las razones por las cuales las sales minerales no se disuelven dentro de la disolución acuosa de silicato.
Presentar la aparición de una serie de columnas de silicatos metálicos coloreados y explicar los procesos porlos cuales crecen “los árboles” en el jardín químico.


Hipótesis.

La razón por la cual las sales minerales se cristalizan es porque se da un proceso llamado osmosis que crea una diferencia de concentración entre los dos medios separados por la membrana que en este caso serían las sales minerales y la disolución de silicato sódico en el experimento del jardín químico.

Antecedentes.Johann Rudolph Glauber (el científico que da nombre a la sal de Glauber o sulfato sódico) fue la primera persona que consta que observó un jardín químico. Fue en 1646 y empleó cloruro de hierro (II)  y silicato potásico.
Johann Rudolf Glauber (Karlstadt 1604 Ámsterdam, 10 de marzo de 1670) fue un químico y farmacólogo alemán conocido por haber descubierto algunas propiedades medicinales en losminerales, así como por el desarrollo del sulfato sódico y de la sal de Glauber.
Vidrio Soluble.
Es una sustancia inorgánica, de fórmula Na2SiO3 que se encuentra en soluciones acuosas y también en forma sólida en muchos compuestos, entre ellos el cemento, impermeabilizadores, refractores, y procesos textiles. El silicato de sodio es un sólido blanco que se disuelve en el agua directamente, produciendouna solución alcalina. Es estable en soluciones neutras y alcalinas. En soluciones ácidas, el ion silicato reacciona con los iones de hidrógeno para formar ácido silícico, el cual al calentarlo y tostarlo forma gel de sílice, el cual es una sustancia dura, vidriosa.
La química de los jardines está relacionada con la del cemento Portland o las cristalizaciones hidrotermales. No son sino unejemplo particular, muy hermoso, de la fisicoquímica de los fluidos separados por membranas.
Sales minerales.
Las sales minerales son moléculas inorgánicas de fácil ionización en presencia de agua y que en los seres vivos aparecen tanto precipitadas, como disueltas, como cristales o unidas a otrasbiomoléculas. Las sales minerales disueltas en agua siempre están ionizadas.
Ionización de las sales....