To jedno z moich ulubionych eksperymentów, który najlepiej wykonać w zaciemnionym pomieszczeniu. Ze względu na związki ołowiu należy zachować szczególną ostrożność przy korzystaniu z odczynników. Koniecznie załóż rękawice ochronne.
Sprzęt i odczynniki
– kolka okrągłodenna (minimum 0,5 l)
– łyżka
– dwie zlewki 250 ml
– lejek
– sączek lub inny materiał filtracyjny
– jodek potasu
– ocet
– octan lub azotan ołowiu
– palnik
– woda destylowana lub dejonizowana
Wykonanie
Łyżeczkę octanu ołowiu (II) (CH3COO)2Pb lub azotanu (V) ołowiu (II) Pb(NO3)2 rozpuszczamy w 100 ml wody destylowanej. W drugiej zlewce w 50 ml wody rozpuszczamy łyżeczkę jodku potasu (KI). Wodny roztwór soli ołowiu mieszamy z jodkiem potasu. Momentalnie powstaje żółta zawiesina jodku ołowiu PbI2. Całość przesączamy, aby oddzielnić zawiesinę jodek ołowiu. Pozostałą cześć roztworu rozcieńczając można wylać do zlewu. Następnie sól ołowiu przenosimy do kolby okrągłodennnej, do której nalewamy 250 ml wody i podgrzewamy do zagotowania. Gorący roztwór może mieć kolor słomkowożółty, dlatego najlepiej dodać 50 ml octu (lub 5-10 ml stężonego kwasu octowego) – dodatek kwasu octowego sprawia, ze mieszanina staje się prawie bezbarwna. Kolbę wstawiamy na 1-2 minuty do zimnej wody, aby obniżyć temperaturę roztworu. Teraz wystarczy nieco oświetlić od dołu naczynie przy zgaszonym świetle w pomieszczeniu. Po chwili w kolbie zacznie się przedstawienie – nastąpi krystalizacja jodku ołowiu, przypominająca padający deszcz złotych kryształków, które odbijają światło. Krystalizacja trwa ok. 5 minut.
Wyjaśnienie
Jodek ołowiu to sól, która w zimnej wodzie bardzo słabo się rozpuszcza, natomiast jej rozpuszczalność w wodzie powyżej 80 stopni C znacząco wzrasta (ok. ośmiokrotnie). W pierwszej części doświadczenia uzyskuje się jodek ołowiu, który nie ma postaci kryształków, dlatego musieliśmy rozpuścić go w wodzie i poddać krystalizacji (PbI2 jest drogi, taniej jest go wyprodukować z podanych w przepisie soli). Doświadczenie jest proste i efektowne, należy jednak pamiętać, że jodek potasu jest związkiem toksycznym i nie może mieć kontaktu ze skórą. Kryształki, choć piękne nie powinny być ozdobą na półce – w kolbie wyglądają znacznie lepiej (na półce PbI2 może pylić, co grozi zatruciem)! Ze względu na dużą toksyczność dla organizmów wodnych nie można pozbyć się go wylewając do zlewu.
Sam proces krystalizacji można powtórzyć podgrzewając kolbę. Także po krystalizacji “padający deszcz” można ponownie zainicjować potrząsając delikatnie naczyniem (jodek potasu nie zniknie, a opadnie na dno). To doświadczenie jest odpowiednikiem znanej każdemu zabawki – kuli z padającym śniegiem.
Autor: Łukasz Wyka