„მომკლავს მე უშენობა“

ასე ჯერ გალაკტიონმა იხუმრა…

„…ამნაირი დარებით კიდით კიდე დარებით, ფერის ფერთა დარებით,

დღემ კოშკების ამალა ხან ეთერში ამალა

და ქარივით ამალა.

მარმარილომ და თასმა, შადრევანმა ათასმა,

ლაჟვარდები ათასმა.

აჩონჩხილო შენობა, მშვენიერო შენობა,

მომკლავს მე უშენობა!“

 

მერე მეც მივბაძე და დავწერე-„მომკლავს მე უშენობა“-თქო შუმერების “მთვარის ქვა” ანუ რკინა მაშინ საქმე რკინას ეხებოდა, რადგან რკინის  დეფიციტი სისხლში მართლაც, რომ ნელ-ნელა დაგვასნებოვნებს და მოგვკლავს.

რას ვიფიქრებდი, რომ იგივეს თქმა მომიწევდა, ოღონდ ახლა სხვა ელემენტის მიმართ.

ოღონდ, მაშინ რკინაზე მთელი სერიოზულობით განვაცხადე. ახლა კი, არა მხოლოდ გალას სახუმარო ლექსს ვიშველიებ, დასაწერ ელემენტზეც ნახევრად ხუმრობით, ნახევრად სერიოზულად ვაცხადებ, რომ დიახ, უმისობა მოგვკლავს, განსაკუთრებით 21-ე საუკუნეში და მით უმეტეს  დისტანციური სწავლებისას.

ყველაფერი თანდათანობით მოვყვეთ. კარანტინის შემდეგ, ზაფხულის ხვადში უმეტესობა რაზე ოცნებობთ? მეც მანდ ვარ, ზღვაზე გსურთ წასვლა, რადგან იქ  მზე, ზღვა და ქვიშაა. ისე, ზღვასთან და რუჯთან ოდნავ ფრთხილად იყავით, რადგან… თუმცა, აქ დაწერას უმჯობესია „ზღვის სტატიები“ წაიკითხოთ:

ზღვა ფიქრობს… ფიქრობს…

რუჯი და ქიმია

ქვიშის შემადგენლობაში სილიციუმის ოქსიდია. სილიციუმი პირველად 1811 წელს მიიღეს. ის ჯერ  ჯოზეფ გე-ლუსაკმა მიიღო, შემდეგ კი ლუი-ჟაკ ტენარმა. იაკობ ბერცელიუსმა მას სილიციუმი უწოდა. ბერცელიუსმა სუფთა სილიციუმი მეტალური კალიუმის და სილიციუმის ტეტრაფტორიდის ურთიერთქმედებით მიიღო:

4K+SiF4=Si+4KF

ჩვეულებრივ პირობებში სილიციუმის  ტეტრაფტორიდი უფერო გაზია.  ტიტანის ტეტრაქლორიდის მსგავსად, კარგად ურთიერთქმედებს წყალთან. სილიციუმის  ტეტრაფტორიდი მრავალი გზით მიიღება:

Si+2F2=SiF4

SiO2+2F2= SiF4+O2

Si+4HF=SiF4+2H2

SiO2+4HF=SiF4+2H2O

SiO2+4HF=SiF4+2H2O

ქვიშა, რომ ფაქტიურად სილიციუმია, უკვე ვთქვით. მისი  სხვა  მნიშვნელოვანი მინერალებია კვარცი, კვარციტები, მინდვრის შპატები, სილიკატები და ალუმინოსილიკატები. მასის მიხედვით  დედამიწის ქერქში სილიციუმის დაახლოებით 30%-ია. ამგვარად, სილიციუმი გავრცელების მიხედვით მეორე ელემენტია.

ქვიშიდან თავისუფალ სილიციუმს  ყველაზე მარტივად მივიღებთ. ფაიფურის როდინში მდინარის ქვიშა და მაგნიუმის ფხვნილი  კარგად დავსრისოთ.  შემდეგ კი  სინჯარაში გავახუროთ. სინჯარა გაცხელდება, შემდეგ კი გახურება შუა ნაწილიდან გავაგრძელოთ. როგორც კი ტემპერატურა საკმარისს მიაღწევს, რეაქცია მთელ სინჯარაში გავრცელდება და საკმაოდ დიდი ენერგიის გამოყოფით მიედინება.

თუ დავაკონკრეტებთ, ორი რეაქცია მიმდინარეობს:

SiO2+4Mg=2MgO+Mg2Si

SiO2+2Mg=2MgO+Si

რომელი რეაქციები მიმდინარეობს?

მაგნიუმი არა მხოლოდ ქვიშასთან, არამედ სინჯარის მინასთანაც ურთიერთქმედებს, რადგან სილიციუმი მინის შემადგენლობაშიც არის.

თუ ამ რეაქციას გაკვეთილზე  ჩაატარებთ, ძალიან ფრთხილად გააკეთეთ. მიღებული შავი  ფხვნილი ამორფული სილიციუმია. ამორფულისგან განსხვავებით, მისი ალოტროპიული სახესხვაობა კრისტალური სილიციუმი, გარეგნულად ოდნავ მეტალს გვაგონებს, რუხია და ბზინვარება აქვს. თუმცა, მეტალი არ არის.

კრისტალური სილიციუმის მისაღებად მოვამზადოთ ნარევი: ქვიშა, ალუმინის  და გოგირდის ფხვნილი. ნარევი კარგად ავურიოთ და გადავიტანოთ ცეცხლგამძლე ტიგელში. ეს უკანასკნელი ცეცხლგამძლე ზედაპირზე დავდგათ და ცეცხლი მოვუკიდოთ. ცეცხლის გასაჩაღებლად შიგნით მაგნიუმის ლენტი მოვათავსოთ. მაგნიუმის ლენტი კაშკაშა ალით იწვის, ამიტომ  თვალებს გაუფრთხილდით.

მიმდინარეობს რეაქცია:

4Al+3SiO2=3Si+2Al2O3

ალუმინის ნაწილი ურთიერთქმედებს გოგირდთან, რომელსაც რეაქციის ენერგიულად მიმდინარეობისთვის უმატებენ.

რეაქციის დასრულებისას,  კრისტალური სილიციუმის შემცველი ტიგელი (შეიძლება რეაქციის დროს  გაიბზაროს, გატყდეს) მოვათავსოთ დიდ ჭიქაში, დავასხათ კონცენტრირებული მარილმჟავა, რომელთანაც რეაქციაში შევა რეაქციის გარეშე დარჩენილი ალუმინი და შავი ოქტაედრების სახით გამოილექება სილიციუმი მეტალური ბზინვარებით. კრისტალური სილიციუმი ნახევრადგამტარია. მის ამ თვისებას ელექტრონული აპარატურის მუშაობისთვის იყენებენ. სილიციუმის მონოკრისტალები  მზის ელემენტებსა და მიკროელექტრონიკაში გვხვდება. ანუ, კომპიუტერის პროცესორი, სმარტფონსა და პლანშეტში სილიციუმი შედის.

მიხვდით ახლა? რატომ „მოგვკვლავს“ სილიციუმის გარეშე ყოფნა?  განსაკუთრებით 21-ე საუკენეში და დისტანციური სწავლების დროს? თორემ, შუა საუკუნეებში არც სმარტფონი ჭირდებოდათ რამეში და არც კომპიუტერი.

სილიციუმის დიოქსიდი ასევე  შედის მინის, ცემენტის, კერამიკის შედგენილობაში. E551 სილიციუმის ამორფული დიოქსიდია, რომელიც კბილის პასტები შედგენილობაში გვხვდება.

სანამ სილიციუმს ელექტრონიკაში გამოიყენებენ, მინარევებისგან უნდა გაწმინდონ. ამას ქლორის დახმარებით აკეთებენ.

ჩვენ კი, მოვამზადოთ მარილმჟავას ხსნარი HCl:H2O=1:3 და მასში წეღან გაკეთებული რეაქციის შედეგად მიღებული ამორფული სილიციუმი ჩავაგდოთ. ზედაპირზე ცეცხლი წარმოიქმნება.

წინა ცდაში მაგნიუმის სილიციდი წარმოიქმნა, ის ურთიერთქმედებს მჟავასთან და სილანს წარმოქმნის. ეს უკანასკნელი მომენტალურად შედის რეაქციაში ჰაერის ჟანგბადთან და წარმოიქმნება ცეცხლის ალი.

Mg2Si+4HCl=2MgCl2+SiH4

სილანი ფორმულით ძალიან გავს მეთანს. თუმცა, სილიციუმის ატომი თვისებებს ცვლის და გაზის ანთება საჭირო აღარაა, ის  თვითაალდება.

ახლა წარმოვიდგინოთ, რომ სამზარეულოში მეთანი სილანით ჩავანაცვლოთ…  უფრო მოხერხებული არ იქნება?

კითხეთ აბა თქვენს მოსწავლეებს.

გაზის ქურას გავხსნით და ასანთი ან სანთებელა აღარ დაგვჭირდება, ცეცხლი თავისით აინთება.

არ იქნება მოსახერხებელი, რადგან… მეთანის წვის შედეგად ნახშირორჟანგი წარმოიქმნება, რომელიც ჰაერში განიბნევა. სილანის შემთხვევაში კი სილიციუმის ოქსიდი, რომელიც ფაქტიურად ქვიშის მსგავსია და მერე ნახეთ თქვენ გაზქურის წმენდა… თუმცა, საწმენდი სითხეების მწარმოებლებს იდეა შესაძლოა მოეწონოთ.

ახლა სილიკოგელი მივიღოთ. ჭიქაში ჩავასხათ ნატრიუმის პოლისილიკატი, დავამატოთ განზავებული მარილმჟავა. დროის გასვლის შემდეგ ჭიქაში არსებული ნარევი გამყარდება, წარმოიქმნა სილიციუმის ორთომჟავა. ასეთი კონსისტენციის მასას გელი ეწოდება. თუ ნატრიუმის პოლისილიკატს გოგირდმჟავას შევურევთ, მაშინ გელი არ წარმოიქმნება, წარმოიქმნება ზოლი, ანუ კოლოიდური ხსნარი გაზის პატარა ბუშტუკებით. თუ მიღებულ ზოლს შევათბობთ, ის ნელ- ნელა გელად გარდაიქმნება და სინჯარის შიგთავსი გამყარდება.

სემირამიდას დაკიდულ ბაღებზე გსმენიათ? ჩვენ  სილიციუმის ბაღი შეგვიძლია გავზარდოთ. ავიღოთ ნატრიუმის სილიკატის ხსნარი, რომელშიც რკინის ქლორიდის კრისტალებს ჩავაგდებთ. ჭურჭელში ნელ ნელა წითელი ტოტები გაიზრდება. თუ მეცნიერული ენით ვიტყვით, ოსმოსის პროცესი წარიმართება. ოსმოსი, ანუ ცალმხრივი დიფუზიის პროცესი გამხსნელის მოლეკულების  ნახევრად გამტარ მემბრანაში. ეს ნიშნავს, რომ  წყალი ასეთ მემბრანაში შედის და უკან ვეღარ გამოდის. წყლის ასეთი გადასვლისას მემბრანა შეიძლება გასკდეს და სწორედ ამ დროს დავინახავთ, როგორ იზრდება შემდეგი მილაკი.

ბაღის გასაზრდელად, რკინის ქლორიდის გარდა გამოიყენეთ:

კალციუმის, მაგნიუმის, ნიკელ (II)-ის , სპილენძის (II)-ის, კობალტ (II)-ის, რკინა (II)-ის, რკინა (III)-ის, ბარიუმის, თუთიის, ქრომ (III)-ის და მანგანუმ (II)-ის მარილები.

2FeCl3+3Na2SiO3+6 H2O=2 Fe(OH)3+3H2SiO3+6NaCl

 

ერთხელ, ბავშვობაში „კაუჭა ჯეიმსი“ დამესიზმრა. ხომ გახსოვთ, მეკობრეა. მეკობრეც, ხომ გახსოვთ ვინ არის? ახოვანი კაცია, ერთ ხელში ბოთლი უჭირავს (რაიმე სასმელით), მეორეში დურბინდი. ერთი თვალით ბრმაა, ან სულაც ისე, მოდისთვის აქვს ახვეული. ცალ ყურში კონწიალა რგოლი აქვს გაყრილი. მოსვირინგებული  სხეული  მყვირალა ფერების უგემოვნოდ შეხამებული ტანსაცმლით აქვს შემოსილი. თუმცა, ეს „კაუჭა ჯეიმსს” არ ეხება, ის ყოველთვის ჯენტლმენივით იცვამდა. დამესიზმრა და მთხოვა,  გემი დამამალინეო. აი, შუა ზღვაში, რომ ვიდგე და ვერავინ მხედავდესო. მაშინ სკოლის მოსწავლე ვიყავი და „კაუჭა ჯეიმზს” ვერაფერი ვურჩიე. ახლა კი ვეტყვი:

-ჯეიმს, მომისმინე, ძვირფასო. ზემოთ დავწერე, რომ სილიციუმს, სანამ ტექნიკაში გამოიყენებენ, გაწმენდა სჭირდება და ამას ქლორის მეშვეობით აკეთებენ-თქო. სილიციუმს მრგვალძირა კოლბაში აცხელებენ და მასში ქლორს გაატარებენ. შედეგად სილიციუმის ტეტრაქლორიდის ორთქლი  გამოიყოფა. ის  სისტემის მაცივარს გაივლის და მიმღებ ჭურჭელში უფერო სითხედ კონდენსირდება. Si+Cl2=SiCl4. თხევადი სილიციუმის ტეტრაქლორიდი ჰაერზე ბოლავს და ნისლს წარმოქმნის. ეს იმიტომ, რომ  წყალთან შეხებისას (ჰაერის შემადგენლობაში კი წყლის ორთქლია) მიმდინარეობს ჰიდროლიზი და წარმოიქმნება სუსტი მეტა სილიციუმის მჟავა, რომელიც მაშინვე გარდაიქმნება სილიციუმის ოქსიდის ჰიდრატად. ასე, რომ ეკიპაჟის ბიჭებს ქვიშა მოატანინე, სტატიაში დაწერილი მეთოდებით სილიციუმის ტეტრაქლორიდი მიიღე, მერე ჭურჭელს  თავი მოხსენი და  ისეთ ნისლს დაატრიალებ, შენი გემიან განძეულიანად ვერავინ დაგინახავს.

-გაიგე, ჯეიმს??

 

 

კომენტარები

comments