水中花园

化学花园是一组复杂的生物外观结构，通过混合无机化学品创建。 水中花园是一项化学实验，通常通过将金属盐（例如硫酸铜或氯化钴 (II)）添加到硅酸钠水溶液（也称为水玻璃）中来进行。 这导致植物样形式在几分钟到几小时内生长。

1646 年，约翰·鲁道夫·格劳伯 (Johann Rudolf Glauber) 首次观察并描述了化学园。化学园的原始形式涉及将氯化亚铁 (FeCl2) 晶体引入硅酸钾 (K2SiO3) 溶液中。

化学园依赖于大多数不溶于水和有色的过渡金属硅酸盐。

当将金属盐（例如氯化钴）添加到硅酸钠溶液中时，它会开始溶解。 然后它将通过双置换反应形成不溶性硅酸钴。 这种硅酸钴是一种半透膜。 由于膜内钴溶液的离子强度高于硅酸钠溶液，硅酸钠溶液构成罐内容物的主体，渗透效应会增加膜内的压力。 这将导致膜撕裂，形成一个洞。 钴阳离子将在该撕裂处与硅酸盐阴离子反应形成新的固体。 这样，水箱中就会形成生长物； 它们将被着色（根据金属阳离子）并且可能看起来像植物状结构。 该实验形成的晶体将向上生长，因为罐底部的压力高于靠近罐顶部的压力，因此迫使晶体向上生长。

向上生长的方向取决于植物半透膜内的液体密度低于周围水玻璃溶液的密度。 如果使用在膜内产生非常稠密的液体的金属盐，则生长是向下的。 例如，三价铬硫酸盐或氯化物的绿色溶液在不缓慢变成紫色形式的情况下拒绝结晶，即使煮沸直到浓缩成焦油状物质也是如此。 这种焦油如果悬浮在水玻璃溶液中，就会形成向下的树枝状生长物。 这是因为膜内的所有流体都太致密而无法漂浮，从而施加向上的压力。 硅酸钠的浓度对生长速率很重要。

生长停止后，可以通过以非常慢的速度连续添加水来去除硅酸钠溶液。 这延长了花园的寿命。

在一个特定的实验变体中，研究人员在试管内制作了化学花园。

化学花园中使用的常见盐包括：

• 硫酸铝钾：白色
• 硫酸铜(II)：蓝色
• 氯化三价铬：绿色
• 硫酸镍(II)：绿色
• 硫酸亚铁：绿色
• 三氯化铁：橙色
• 氯化钴(II)：紫色
• 氯化钙：白色
• 硫酸锌：白色

虽然起初化学花园可能看起来主要是一个玩具，但在这个主题上已经做了一些认真的工作。 例如，这种化学反应与波特兰水泥的凝固、热液喷口的形成以及在钢表面腐蚀期间形成不溶管有关。

在化学花园内形成的不溶性硅酸盐管的生长性质也有助于理解在被膜分离的流体中看到的相关行为的类别。 在许多方面，硅酸盐管的生长类似于在静止水的结冰表面上方挤出的尖刺或冰块的生长，类似于从桉树等树木的伤口滴落的口香糖干燥的生长模式，以及熔化的方式 蜡形成树枝状生长物，或者从蜡烛上滴下，或者漂浮在冷水中。

如果条件好，自然界也可以出现化学花园。 古生物学有证据表明，这种化学花园可能会变成化石。 这种假化石很难与化石生物区分开来。 事实上，一些据称最早的生命化石可能是化学花园化石。

将富含铁的颗粒与含有硅酸盐或碳酸盐化学物质的碱性液体混合，形成了具有生物外观的结构。 这些结构可能看起来像是生物和/或化石。 据研究人员称，像这样的化学反应已经被研究了数百年，但以前没有被证明可以模拟岩石内部这些微小的富含铁的结构。 这些结果要求重新检查许多古代现实世界的例子，看看它们是否更有可能是化石或非生物矿藏。