Тиксотропија на гел од бентонит

Експеримент бр. 1

При мешање на гел од бентонит доаѓа до премин во сол при што гелот се втечнува. Ако вака втечнетиот систем се остави извесно време да мирува набргу се добива гел кој не тече. Оваа појава е наречена тиксотропија.

Начин на работа

Бентонит

Во лабораториска чаша се става бентонитот и се додава 40 mL дестилирана вода. Со стаклено стапче се меша и штом се добие суспензија се додава уште 40 mL дестилирана вода и се врши хомогенизирање со мешалка за нескафе. Приготвената суспензија се остава да отстои десетина минути, а потоа се проверува дали добиениот гел може да протекува. Ако гелот не протекува, чашата се става во ултразвучна бања која потоа се вклучува и по дваесетина секунди се исклучува. Повторно се проверува дали гелот од бентонит може да протекува. По третманот во ултразвучната бања гелот треба да протекува. Ако тоа не е случај, потребно е да се додаде уште од дестилираната вода. И да се повтори постапката. Штом се добие бентонитен гел кој со релативно кратко мирување гелира и не протекува, а со третман во ултразвучна бања протекува, гелот е спремен за хемиска демонстрација на феноменот тиксотропија. Демонстрирањето се состои од прикажување на гелот, негов третман во ултразвучна бања или мешање со стаклено стапче. Покажување на состојба при која се може да протекува и состојба по кратко мирување т.е добивање гел кој не тече. Прикажувањето на течењето и не течењето треба да се покажува над Петриевата шолја.

Резултати и заклучоци

Бентонитот е еден вид глина која се јавува во природата и нејзиниот хемиски состав може да варира во одредени граници. Основен минерал во оваа глина претставува монтморилонитот кој е силикатен минерал од групата на филосиликатите. Кај нас во Македонија бентонитот се јавува во североисточните делови на земјата во таканареченото Славишко поле во близина на селата Ранковци и Гиновци кои пак се наоѓаат во близина на Крива Паланка. Природниот бентонит т.е. монтморилонитот во својот состав содржи калциумови и магнезиумови јони кои може да се заменуваат со други јони. Бентомак е името на фирмата која врши експлоатација на природното богатство на бентонит и врши негова модификација. Последново се однесува на третман на природниот материјал со натриум карбонат при што се добива содоактивиран бентонит, а со тоа е извршена измена на јоните од калциум и од магнезиум со јони од натриум. Вака приготвениот бентонит се суши и во форма на прав се продава на корисниците, а во овој случај тоа најчесто се леарниците. Ваквиот бентонит може да се користи и за бистрење на вино, пиво итн.

По мешањето

По мирување

Феноменот којшто се демонстрира со овој екперимент е наречен тиксотропија и е релативно малку познат на пошироките кругови на наставниците по хемија и воопшто на хемичарите.

Тиксотропија е појава на втечнување на некои гелови при мешање и повторно гелирање при мирување. Овие гелови се различни од оние кои се втечнуваат при загревање т.е. се втврднуваат при ладење како што е случајот со гел од желатин. Тиксотропијата најчесто се јавува во колоидни суспензии како што е кечапот, глините итн. Исто така, може да се генерализира својството на оваа појава да егзистира во системи со неуниформни честички. Во случајот со глините честичките може да имаат различни форми како што се: плочки, цилиндри, дискови итн. Времето на гелирање може да варира во зависност од рН на растворот, концентрацијата на електролити итн.

Забелешки

Во контекст на овој експериментот интересно е да се напомене дека постојат системи кои манифестираат спротивно својство на тиксотропијата и тоа е наречено дилатанција (различно од дилатација што означува проширување, зголемување на димензии). Дилатанцијата е својство на системите кое се манифестира како намалување на протекувањето при мешање т.е. зголемување на отпорот на течење при мешање. За илустрација, густа суспензија од пченкарно брашно по мешање потешко тече, потешко се претура.

Бентонитот кој се јавува во природата и содржи монтморилонит со изменувачки јони на калциумот и магнезиумот не е погоден за овој експеримент. Овој може да се модифицира ако во негова суспензија се додаде натриум карбонат и како таков да се искористи за демонстрација на феноменот.

Еднаш приготвен гел од бентонитот може речиси бесконечно долго да се користи за демонстрација на ова својство со тоа што повремено ќе се додава вода и ќе се хомогенизира.

Методија Најдоски