природные кристаллы горного хрусталя
Для их образования нужны специальные условия. Например, горная порода гранит состоит из кристаллов кварца, полевого шпата и слюды , которые раскристаллизовались друг за другом при остывании магмы.Красивые шестигранные кристаллы горного хрусталя выросли из горячих водных растворов, насыщенных кремнеземом SiO 2.
природные кристаллы серы
Ромбические желтые кристаллы серы выросли из сероводородных вод горячих источников и гейзеров.
На берегах соленых озер и морей можно увидеть кубические кристаллы каменной соли — галита; белые, красные, желтые и даже синие кристаллы карналлита и мирабилита.
Алмазы , самые твердые кристаллы, образовались при гигантском давлении в так называемых трубках взрыва (кимберлитовых трубках).
Итак, природа создала и продолжает создавать кристаллы минералов. Можем ли мы увидеть таинство роста кристаллов? Можем ливырастить их сами? Да, конечно можем. И сейчас я расскажу, как это сделать в домашних условиях.
КАК ВЫРАСТИТЬ КРИСТАЛЛ ИЗ СОЛИ
Выращенные кристаллы поваренной соли
Для того, чтобы вырастить кристаллы поваренной (каменной) соли (галита — NaCl), нужно поставить на плиту емкость с водой и довести воду до кипения. Затем снять емкость с плиты и растворить в ней обычную соль из пачки. Постоянно помешивая раствор, досыпайте соль до тех пор, пока не заметите, что она больше не растворяется.
Полученный соленый раствор нужно отфильтровать иналить в плоскую посуду, например, в блюдце. Вода остынет и начнет испаряться, а на краях блюдца и на его дне вы увидите прозрачные кубики правильной формы – это и естькристаллы каменной соли, галита.
Можно вырастить большой кристалл, или несколько больших кубических кристаллов. Для этого в емкость, в которой вы растворили соль, следует опустить шерстяную нитку. При остывании раствора она покроется кубиками соли. Чем медленнее остывает раствор – тем более правильную форму будут иметь кристаллы. Через некоторое время рост прекратится.
Чтобы вырастить один большой кристалл, нужно из множества образовавшихся на дне кристаллов выбрать один, самый правильный, положить на дно чистого стакана, а сверху налитьраствор из прежней посуды.
Для роста правильных кристаллов нужен покой. Нельзя трясти или передвигать стол или полку, на которой стоит емкость с растущими кристаллами.
КАК ВЫРАСТИТЬ КРИСТАЛЛ ИЗ САХАРА
Вырастить кристаллы сахара можно точно также, как и кристаллы соли. Кристаллы сахара можно вырастить также на деревянных палочках, это может быть красивым дополнением к какому-либо праздничному сладкому блюду. Пищевые красители, добавленные в раствор,окрасят сахар во все цвета радуги.
Кристаллы сахара
Ниже приводится полная инструкция, как вырастить кристаллы сахара на палочках .
КАК ВЫРАСТИТЬ КРИСТАЛЛ ИЗ МЕДНОГО КУПОРОСА
Медный купорос продается в магазинах для огородников, из него, и из гашеной извести, готовят «бордоскую жидкость» длязащиты растений от грибков и различных заболеваний.
Для того, чтобы выраститькристалл медного купороса (Cu SO 4 * 5H 2 O) правильной формы, следует растворитьпорошковый медный купоросв воде при температуре 80 градусов Цельсия. При более высокой температуре растворимость медного купороса падает.Растворяем порошок до тех пор, пока растворение не прекратится. На конецпроволочки или шерстяной нити привязываем затравку – мелкий кристаллик того же медного купороса. Где его взять? Можно поискать в том же пакете, из которого вы сыпали купорос в воду, кристаллик побольше. Если такой не нашелся – оставьте ваш раствор остывать, и через некоторое время вы увидите на дне мелкие кристаллы.
Выберите один и привяжите его (или приклейте) к проволоке или нити. Раствор отфильтруйте. Затем опустите в него приготовленную затравку (кристалл на нити). Ни в коем случае не опускайте затравку в горячий раствор! Затравка может попросту раствориться. Большой кристалл медного купороса растет несколько недель. Кристалл, выращенный до нужных размеров, нужно покрыть лаком, так как влага, содержащаяся в воздухе, со временем приведет к его оплавлению и разрушению.
Выращивают аналогичным образом, подробную статью об этом можно прочитать, пройдя по ссылке в этом предложении.
КАК ВЫРАСТИТЬ КРИСТАЛЛ ИЗ АЛЮМОКАЛИЕВЫХ КВАСЦОВ
выращенные кристаллы алюмокалиевых квасцов
Алюмокалиевые квасцы (KAI 2 * 12H 2 O — минерал алунит ) продаются в аптеке в виде порошка. Это хорошее средство, которое «сушит кожу» и убивает болезнетворные микроорганизмы, это вещество не вызывает аллергии и оно не токсично. Из порошка алюмокалиевых квасцов можно вырастить хорошие кристаллы.Квасцы следует растворить в теплой воде до насыщения и раствор отфильтровать. Через несколько дней нахождения в спокойном месте, при комнатной температуре, на дне емкости появятся маленькие кристаллы.
алюмокалиевые квасцы (квасцы жженые) можно купить в аптеке
Из этих кристалликов нужно выбрать несколько штук, правильной формы и поместить в другую емкость. Затем их заливают тем же раствором.Можно подвесить затравки на тонких ниточках (к нити их можно приклеить прочным водостойким клеем).Раз в два-три дня кристаллы нужно переносить в новый стакан, а раствор фильтровать и снова заливать им растущие кристаллы.Кристаллы квасцов, выращенные до нужных размеров, следует покрыть лаком, чтобы они не оплавились от влаги воздуха и не потеряли форму.
Растворы для выращивания кристаллов желательно готовить на дистиллированной воде.
В домашних условиях можно получить искусственный малахит
, используя медный купорос и стиральную соду, но это будут не красивые кристаллы или ажурный рисунчатый камень, а зеленый или грязно-зеленый осадок на дне сосуда (порошок). Красивый малахит, практически не отличающийся от натурального, можно получить только на промышленном оборудовании.
На предприятиях тоже выращивают кристаллы многих минералов. Но дома это повторить невозможно, для этого нужно специальное оборудование.Большинство кристаллов (кварц, аметист, рубин, изумруд, алмазы, малахит, гранаты и др.) выращивают в чугунных автоклавах под высоким давлением. Температуры достигают 500-1000 градусов, а давление – 3000 атмосфер.
Наборы для выращивания кристаллов
набор для выращивания кристаллов
Сейчас в магазинах игрушек,в крупных городах, появилисьв продаже наборы для выращивания кристаллов. Из порошков дигидрофосфата аммония и калия, в которые добавлены красители, можно вырастить интересные призматические и игольчатые кристаллы. Для того, чтобы кристаллы получились достаточно большими и красивыми, надо строго следовать прилагаемой инструкции.
Странно, но в инструкции, которая находится в изображенной на фотографии коробке, не указано, какое именно химическое вещество используется для выращивания кристаллов и какой краситель используется. В остальном она достаточно подробная.
Кристаллы выглядят привлекательно, притягивают взгляд и завораживают. Драгоценные камни, используемые в ювелирном деле, - это кристаллы минералов.
Кристаллы природных минераловБлагодаря современным технологиям люди научились самостоятельно выращивать подобную красоту, и синтетические драгоценные камни сложно отличить от кристаллов природного происхождения. Поваренная соль тоже способна расти в виде кристаллов. Чтобы убедиться в этом, рассмотрим способы выращивания соли в домашних условиях.
Чтобы вырастить кристалл соли, подготовьте соответствующий раствор и специальную посуду. Сам процесс отнимет несколько месяцев, поэтому придется запастись терпением. На рост кристалла соли влияет влажность воздуха, температура в помещении, насыщенность раствора, вид используемой соли. Чтобы удачно завершить эксперимент, потребуются такие компоненты:
Емкость из материала, не способного к окислению в соленой воде (подойдет стеклянная банка);
Поваренная или морская соль;
Воронка;
Медная проволока или нитка;
Салфетки или фильтровальная бумага;
Деревянная или стеклянная палочка для помешивания раствора.
Кристаллы поваренной соли
Таким же способом выращивается кристалл синего цвета - для этого в раствор добавляется синий пищевой краситель.
Синие кристаллы соли
Для создания белого кристалла из морской соли потребуются материалы, описанные выше. Сам процесс выращивания соли происходит следующим образом.
Выращенный камень из соли отличается повышенной ломкостью и хрупкостью, поэтому не стоит держать его в руках без причины. После покрытия лаком кристалл рекомендуется хранить в закрытой емкости, чтобы не повредить. Описанными способами можно вырастить в домашних условиях множество солевых кристаллов разного цвета, используя при приготовлении раствора пищевые красители ярких оттенков. Чтобы узнать, какие еще кристаллы можно вырастить дома, нажмите
Современному человеку стало под силу многое: нанотехнологии, искусственное оплодотворение, изучение далеких галактик. Что уж тогда говорить о выращивании минералов в домашних условиях. Да-да, каждый из нас сегодня может вырастить настоящий кристалл у себя на кухне без лабораторного оборудования и научных знаний. Все что потребуется, это смекалка, терпение и несколько подручных материалов.
Кристаллы независимо от того, природные они или искусственные, поражают своей красотой, многогранностью и необычностью. Именно поэтому интерес к домашнему выращиванию кристаллов возрастает. Их выращивают самых необычных форм и цветов, используя для этого простые ингредиенты, такие как соль, сода, лимонная кислота, красители и др.
Вырастить для себя самый красивый и уникальный кристалл можно разными методами, выбрав тот, что больше понравился. В продаже даже есть специальные наборы для фанатов домашних экспериментов, с помощью которых удается получить кристаллы просто невероятных форм.
Вот какие фото готовых кристаллов химики-любители выкладывают в сети:
Чтобы вникнуть в суть и заполучить самый фантастический кристалл, стоит посмотреть подробный видео-урок, и лишь потом приступать к необычному процессу выращивания кристаллов.
Выращивание домашних кристаллов ― простой и увлекательный процесс, если заранее изучить правила эксперимента и подготовить нужные материалы. Единственный минус ― растет кристалл довольно долго, в среднем на это уходит не меньше месяца.
Формирование решетки кристалла, скорость его роста, цвет, плотность ― все это зависит от качества приготовленного раствора, выбранной посуды, влажности внешней среды. К этим деталям нужно отнестись ответственно. Но первое, с чего надо начать, это подбор инвентаря.
Для выращивания красивого кристалла нужно:
Хотя для выращивания кристаллов используют растворы из разных веществ, суть самого процесса практически идентичная во всех рецептах.
Базовый алгоритм выращивания заключается в следующем:
Если бесцветным кристаллом никого не удивишь, то ярко-синий кристалл точно станет настоящим сюрпризом. Для создания такой красоты используют специальный ингредиент - медный купорос. Он дает более яркий и натуральный оттенок синего, нежели пищевые красители.
Это вещество продается в магазинах с товарами для сада и огорода. Он является химическим веществом, поэтому для творчества с детьми не подходит.
Если придерживаться следующей инструкции, через пару недель у вас вырастит шикарный темно-синий кристалл:
Кристаллы прекрасно растут из соли, но в большинстве рецептов предлагают использовать простую поваренную соль. Она, конечно же, подходит, но если вы не отличаетесь терпеливостью или же кристалл вам нужен как можно скорее, советуем вам использовать морскую соль. Она не только ускорит темп образования массива кристалла, но и сделает его значительно крепче. Но, независимо от того, какую соль вы возьмете, внешний вид кристалла останется неизменным - он будет крупным, белым, немного прозрачным и, конечно же, будет напоминать соль причудливой формы.
Приступим к выращиванию солевого кристалла:
Сахарные кристаллы ― не просто шедевр домашнего творчества, но и необычное лакомство. Только представьте себе, что вы станете творцом съедобных кристаллов! Только не забывайте, что использовать нужно продукты высшего качества.
Итак, начнем:
Ваши кристаллы вырастут через 7-14 дней и будут вполне съедобными даже для детишек. Правда, при условии, что красители использовались натуральные.
Для выращивания кристалла вам понадобится около 180 г лимонной кислоты на каждые 100 г воды. Сразу оговоримся, что процесс более сложный, нежели в случае использования соли или сахара.
Процесс выращивания:
Кристалл из лимонной кислоты очень чувствительный к перепадам температур и может треснуть, поэтому выращивать его нужно в стабильных климатических условиях.
Если выращивание кристаллов из пищевых продуктов уже успешно освоено, можно замахнуться на домашний рубин. Конечно же, он будет не настоящий, но не менее привлекательный и яркий. Получить такой камешек поможет химическое вещество Гексацианоферрат(III) калия, которое в народе называют красной кровяной солью. Купить вещество можно без проблем в интернет-магазине или магазине с товарами для химической промышленности. Растет кристалл около трех недель. На свое усмотрение можете вырастить монокристалл или сад из множества мелких кристаллов.
Процесс выращивания домашних рубинов:
Быстро вырастить кристалл красивой правильной формы можно из квасцов алюминиевых. Если вы не знаете что это такое, мы уточним: это лекарственный препарат (двойные соли) для остановки внешнего кровотечения и купирования воспалительного процесса. Он продается в аптеке и стоит пару рублей.
Процесс довольно простой:
Вырастить правильный кристалл с красивыми гранями из подручных веществ за 1-2 дня невозможно. В лучшем случае у вас получится много мелких кристалликов, сращенных в одну причудливую фигурку. Но можно легко решить такую дилемму ― купить готовый набор для выращивания кристаллов за два дня. Найти его можно в любом магазине для творчества. Процесс понятный и доступный даже для детей. Как вырастить лучистый кристалл за 48 часов расскажет видео:
Чтобы вырастить кристаллы на нитке понадобится сода. Перед началом процесса убедитесь в чистоте всех рабочих поверхностей, поскольку даже самая мелкая соринка может испортить все ваши старания. Для работы вам понадобится два стеклянных стакана, пачка соды, шерстяная нить, кипяток.
Кристаллы из соды на нитке ― выращивание:
Из перманганата калия растут ромбовидные кристаллы красивого темно-фиолетового оттенка. Процесс выращивания проходит так же, как и в случае использования соли или сахара. Но кристаллы получаются намного интереснее.
Как выращивать:
Владея азами химии, несложно вырастить домашний кристалл эксклюзивного зеленого цвета. Конечно же, проще всего купить специальный набор в магазине, но предлагаем пойти другим путем и провести настоящий эксперимент.
Выращивание:
Домашнее выращивание кристаллов станет для каждого из вас чем-то особенным. Кто-то увлечется необычным хобби, собирая свою коллекцию кристаллов, кто-то весело проведет время с детьми, а кто-то улучшит свои знания по химии. Но, в любом случае вы познавательно проведете время. Удачных экспериментов!
В моём детстве, казалось, не было семьи со школьником, где бы не пробовали вырастить кристаллы соли. Во-первых, это красиво. Во-вторых, познавательно, особенно, если предварительно ребёнку или подростку доступно объяснили теорию. В третьих, учит аккуратности и усидчивости. В четвёртых (я могу зайти ещё дальше, но на этом остановлюсь:)), не требует никаких дорогих реагентов, посуды и прочего (по крайней мере, реактивы для синих и зелёных кристаллов продаются в хозяйственном магазине, а для белых - есть на любой кухне, посуда подойдёт почти любая из стекла, только её потребуется тщательно отмыть).
Зато с каким удовольствием чадо будет наблюдать за ростом кристалла (если сделаете быстрорастущие, например, из сульфата железа, то при мало-мальской неплохой фото- или видеокамере, умеющей снимать один раз в полчаса или час или если сами, установив камеру на штатив, будете периодически нажимать на спуск, получите фильм "Рост кристаллов"), хвастаться друзьям, пытаться думать, что бы сделать красивого с ним и... плакать, если вдруг разобьёт или испортит:)
Кстати, в моём детстве опыт выращивания кристаллов имел и практический эффект: растворяя соли, обязательно их фильтруешь, очищая от примесей. Учитывая, что из магазинов периодически пропадала очень мелкая соль "Экстра", а пару раз нельзя было купить вообще никакой, был опробован кустарный способ выйти из ситуации: из ближайшей деревни привозились огромные куски каменной соли, растворялись, фильтровались и, в зависимости от скорости выпаривания и кристаллизации, получали чистую поваренную соль любой фракции. Но, надеюсь, больше проблем с нехваткой соли никогда не будет:)
Химик - не тот, кто суёт свой нос в любую пробирку, без страха смешивает любые жидкости и поджигает всё, что горит. Пожалуйста, следуйте правилам техники безопасности и привейте соблюдение этих правил своим детям. Даже в процессе работы с самыми безопасными веществами (а начнём мы выращивать кристаллы из легко доступных пищевых продуктов) могут случиться непредвиденные ситуации. Поэтому работайте в перчатках (защитите кожу, да и кристаллы не любят, когда на них попадает жир с пальцев), в очках, в ряде случаев одевайте респиратор. Выделите для работы с химикатами отдельный чистый стол, не захламляйте его. Заведите отдельную посуду и никогда не путайте её с пищевой! Кроме резиновых перчаток нужны ещё и толстые тканевые - Вы будете работать с горячими растворами и кипятком.
И всегда перед тем, как начать эксперимент, продумывайте его стадии, ещё лучше - записывайте их на лист бумаги и вешайте его перед собой.
Вы можете купить набор посуды "Юный химик" или ему подобный, можете по отдельности купить химическую посуду в спец. магазинах, но на первых этапах можете вообще обойтись домашней утварью (при условии, что она более не вернётся в список пищевой посуды). Только помните, что нельзя брать толстостенные стеклянные ёмкости, так как Вам придётся работать с горячими растворами. Лучше всего на первых этапах обойтись пластиковой посудой, главное, чтобы она не имела царапин на внутренней поверхности. Как показывает опыт, у новичков более крупные кристаллы получаются именно в пластиковой посуде (подойдут на первых порах чистые большие пластиковые стаканы).
Теперь о химикатах. Где же их купить. Если не брать пищевые продукты, такие как поваренная соль, лимонная и уксусная кислоты, то диапазон мест, где можно "всё купить", достаточно велик. Это хозяйственные и садово-огородные магазины, автомагазины, аптеки, специализированные магазины (например, в Иркутске на Свердловском рынке видел магазинчик всего необходимого для мастеров народных промыслов - чеканщиков, кожевенников, травильщиков по металлу и т.п.). Некоторые соли можно получить и самим (я расскажу, как). Отмечу, что химикалии, купленные в разных магазинах, отличаются чистотой. Как правило, в садово-огородных магазинах продаются наименее чистые соли, для первых опытов подойдут и они, а затем их можно будет очистить перекристаллизацией (про это я тоже расскажу).
Очень больная тема. Помню сам, будучи в весьма юном возрасте, сильно расстраивался, когда сделанные с таким трудом красавцы постепенно теряли вид и разрушались. Со временем пришёл к выводу, что жизнь кристаллам можно продлить довольно-таки долго. Существует несколько подходов:
Кстати, именно последний вариант подвиг нас на изобретение сувениров "сделай сам": в пластиковый цилиндрический резервуар помещался кристалл, заливался органической жидкостью, герметично закрывался пробкой, а снизу прикручивался постамент, в который закреплялась маленькая лампочка, работающая от батарейки. Учитывая цвет кристаллов, подсветка придавала им неземной вид. Современный вариант такой поделки может быть ещё эффектнее - светодиоды ярче и разноцветнее, да и экономичнее лампочек, к тому же почти не греются, их легко разместить по контуру ёмкости с кристаллом. А если слегка раскинуть мозгами и придумать последовательное включение разноцветных светодиодов, к тому же поприличнее оформить, - хороший подарок или поделка на выставку Вам обеспечены.
Поскольку эти заметки пишутся не в один день, будут продолжаться, мне самому было бы интересно их проиллюстрировать, а Вам - посмотреть на то, что же у Вас может получиться:) К сожалению, мой пик занятий занятий по выращиванию кристаллов был давно - я занимался этим в школе, раннем студенчестве, а также в годы, когда вёл детский кружок "ЮХ". Этот материал я пишу по своим дневникам и кружковым заметкам, делая изменения применительно к современной ситуации. Свои кристаллы я давно раздарил, поэтому на данный момент у меня нет фотографий с примерами, а жаль. В ближайшее время я постараюсь вместе со своими детьми снова повторить всё то, что я когда-то делал, обязательно с фото- и видео- иллюстрациями, ну, а пока с удовольствием получу фото или видео от Вас, с Вашими результатами и, если Вы разрешите, опубликую на этих страницах, разумеется, с указанием авторства.
Главное в любом деле - знания, подготовка и настрой. Первым я постараюсь Вас обеспечить, второе у Вас должно быть на высоте, всё всегда под рукой, всё в чистоте, а с третьим придётся работать всегда - Вы должны хотеть получить результат. Будет здорово, если Ваш ребёнок будет гореть энтузиазмом и заражать Вас, тогда Вам следует лишь поддерживать его в этом, словами и результатом.
Лучше всего, если у Вас будет стол, покрытый фильтровальной бумагой и шкаф (хотя бы полка в шкафу). Всё это желательно разместить подальше от пищевых продуктов (хотя бы, начиная со второго этапа, когда в дело пойдут весьма несъедобные вещества), от батарей и источников влажности. Лучше всего, чтобы стол хорошо освещался, на нём было бы достаточно много пространства.
Если у Вас нет стеклянной химической посуды, то на первых порах не стоит за ней гоняться. Купите в магазине несколько маленьких и больших пластиковых стаканчиков, желательно с гладкими непрозрачными стенками и моток очень тонкой лески. Поищите стеклянную воронку, если не найдёте - купите пластиковую. К воронке сразу же поищите фильтровальной бумаги, её Вы изведёте приличное количество. Единственное, что стоит завести сразу же - это несколько стеклянных палочек для размешивания, резиновые перчатки, термометр до 100 градусов и 2 пинцета: пластиковый и металлический.
Из домашней утвари нам понадобится чайник, пара кастрюлек для создания водяной бани и одна-две фаянсовых пиалы из белой глины (если нет, подойдёт любая фаянсовая чайная чашка).
Для первых экспериментов стоит запастись поваренной солью, нейодированной (хлорид натрия). Кстати, если в магазине встретите соль с добавками хлорида калия, купите и её - как показывает практика, такая добавка делает кристаллы более крупными и они быстрее растут.
Ещё запаситесь лимонной кислотой и пищевой содой (в любом случае, в хозяйстве не помешают). Ну, а сахар наверняка есть в каждом доме. Что же касается воды, то, если желаете, купите дистиллированной, если нет, на первых порах обойдёмся кипяченой. Постарайтесь также купить хлорида калия, желательно почище. Если не купите - не беда, но лучше его поискать. Аптеки и хозяйственные магазины Вам в помощь.
Так как все наши первые пробы будут давать прозрачные кристаллы, стоит подумать о покупке водорастворимых пищевых красителей. Это придаст разнообразие получаемым кристаллам. Ну, и напоследок, стоит запастись прозрачным лаком, для начала пойдёт самый дешёвый прозрачный лак для ногтей, если же всё пойдёт чересчур хорошо, и у нас валом повалят шедевры, придётся самим готовить лак или заказывать профессиональный.
Кроме развития в детях усидчивости, аккуратности, внимательности и упорства, я считаю, выращивание кристаллов должно давать и некоторое понимание химии, как таковой. Поэтому не стесняйтесь объяснять им суть процессов, которые происходят в посуде, где Вы смешиваете, перекристаллизуете, выделяете и т.д. Пусть даже это будет исподволь - детский мозг всё равно это воспримет, и потом это знание обязательно где-нибудь "выстрелит". Согласитесь, лишняя пятёрка по химии никому ещё не мешала. И это - минимум.
И сразу комментарий. Мне часто задают вопрос, почему выращивание кристаллов относят к химическим, а не физическим экспериментам. Ведь "вроде бы не происходит превращений веществ друг в друга". Отвечу: во-первых, очень часто при этом требуется провести-таки химические превращения, чтобы получить, к примеру, ту или иную соль. Во-вторых, большинство солей имеет безводную форму и форму/формы с присоединённой кристализационной водой (например, медный купорос - CuSO 4 , белый цвет, а кристалл медного купороса - CuSO 4 5H 2 O, синий цвет) и, формально, их следует считать разными веществами. Поэтому выращивание кристаллов - всё-таки химия, а не физика:)
Я слегка лукавлю, называя кристаллы, об изготовлении которых пойдёт речь на этом этапе, простыми. Они не проще, чем последующие. Вся простота состоит в том, что первый этап рассказывает о кристаллах из пищевых продуктов, то есть из неопасных для организма веществах (разумеется, если соль или лимонная кислота попадёт в глаза, их необходимо промыть, также нужно следить, чтобы никто не съел ничего в больших количествах). Опять-таки, все компоненты легко купить в гастрономе, недорого.
Да, кристаллы этого этапа не очень красивы и редко получаются крупными, зато на них можно набить руку и проверить, как Ваш ребёнок умеет справляться с заданием - стоит ли ему доверять уже более сложные процессы. Заодно проверить и его усидчивость, напористость, предложив примерно следующее: "Вначале получи достаточно большой кристалл, допустим, поваренной соли, без ошибок, а затем тогда перейдём к более красивым, но более сложным и опасным цветным кристаллам". Хотя на моих это, как правило, не действует, им нужно всё и сразу:)
Вкратце весь процесс получения кристаллов можно описать фразой: помещаем затравку в пересыщенный раствор соли (будем далее называть его маточным) и... вуаля: несколько часов или дней отделяют нас от финальной красоты. Затравкой может быть: уже имеющийся маленький кристалл это же соли, нитка или проволочка, даже случайная пылинка. В результате Вы будете получать как поликристаллы, так и монокристаллы. Монокристалл - целостный единый кристалл, его получить сложнее и почётнее, нежели поликристалл, который представляет собой несколько (или много) срощенных небольших монокристаллов. Монокристалл почти всегда выращивают, выбирая в качестве затравки кристаллик, все остальные затравки обычно дают поликристаллы (Бывают и исключения, как-то желая по-быстрому обрастить поликристаллами проволочную поделку, я безответственно отнёсся к правильности приготовления маточного раствора и вместо нужной цепочки поликристаллов получил несколько огромных монокристаллов сульфата железа, висящих на проволоке. Но это - именно исключение из правила!).
Вначале нужно выбрать или приготовить затравочный кристалл. Если у Вас крупная соль, то Вы можете отобрать несколько кандидатов. Отбирать необходимо пластиковым пинцетом, не касаясь кристаллов кожей рук. Если же Ваша соль мелкая, то просто получим нашу "затравку" простым способом. Если не жалко соли, то для этого даже не нужно использовать дистиллированную воду, обойдёмся кипяченой. Налейте в фаянсовую пиалу небольшое количество кипяченой воды температурой 60-65°C (вот тут нам и пригодится термометр, но если его нет, не отчаивайтесь: всегда можно определить температуру методом пальцевого тыка, мощный вопль будет свидетельствовать о слишком горячей воде, нам подойдёт сдавленное шипение), поместите её в большую кастрюлю с водой этой же температуры (прообраз водяной бани) и добавляйте, помешивая, поваренную соль до тех пор, пока она не перестанет растворяться. После этого отфильтруйте раствор в другую пиалу.
Теперь у Вас два пути:
В каком случае затравочный кристалл получится больше, зависит от многих факторов (чистота соли, чистота воды, структура поверхности пиалы и т.п.). Просто попробуйте оба способа, заодно объясните ребёнку смысл происходящих процессов.
Итак, одеваем перчатки, берём пинцетом затравочный кристаллик и привязываем к нему нитку, леску или (!) волос. Сразу расскажу про плюсы и минусы каждого держателя:
Аккуратно привязываем другой конец лески на к карандашу посередине, откладываем затравку в сторону и готовим маточный раствор. Если мы готовили затравочный кристалл сами, при этом использовали дистиллированную воду, то не дадим пропадать добру, будем использовать тот же раствор. В противном случае необходимо будет приготовить раствор с нуля. Принцип тот же: водяная баня, растворение соли до насыщения, фильтрование. Переливаем раствор в пластиковый стаканчик, ставим в место, которое не будет подвержено перепадам температуры и влажности, желательно также защитить его и от прямых солнечных лучей, ждём остывание до комнатной температуры. Снова фильтруем раствор - в другой такой же стаканчик. Теперь быстро споласкиваем затравку в дистиллированной воде, кладём на стаканчик вырезанную заранее из бумаги крышечку с небольшой дырочкой, опускаем в эту дырочку нашу затравку так, чтобы кристаллик висел в толще раствора (высоту подбираем сматыванием лески на карандаш).
Всё! Теперь остаётся запастись терпением и ждать результата. Для ускорения процесса раз в неделю стоит фильтровать раствор, заодно проверяя кристалл. Буду рад если у Вас вырастет монокристалл. При желании в раствор можно добавить пищевой краситель, тогда кристаллы будут цветными, но практически наверняка Вы получите только поликристалл. Готовый кристалл стоит промокнуть салфеткой и покрыть слоем-двумя лака. С другой стороны, сохранять стоит лишь очень красивые кристаллы поваренной соли, так как, получив кристаллы, скажем, медного купороса, Вы будете гораздо больше восхищаться ими. Спросите "зачем тогда делать всё это с поваренной солью?". Всё просто: Вы отработали методику, её этапы отложились у Вас в мозгу, Вы прикинули, какой инструментарий Вам нужен и чего не хватает. И теперь сможете гораздо проще повторить опыт, но с другой солью.
И напоследок - менторское послесловие. Формула поваренной соли - NaCl, номенклатурное название - хлорид натрия. Интересна тем, что, в отличие от подавляющего большинства солей, не присоединяет воду в процессе кристаллизации (при положительных температурах). Впрочем, это свойство вкупе со слабой зависимостью растворяемости от температуры, увы, не даёт нам возможности вырастить большой кристалл этой соли.
В отличие от поваренной соли, растворимость хлорида калия (KCl) сильно зависит от температуры. Также, как и хлорид натрия, он не присоединяет кристаллизационной воды при положительных температурах, т.е. не имеет кристаллогидрата. Это даёт нам шанс попытаться вырастить большой монокристалл. И, как показывает практика, обычно это удаётся. Вы спросите, зачем тогда мы мучились с поваренной солью? Вторично отвечу - набивали руку!
Купить хлорид калия можно в любом хозяйственном магазине (это калийное удобрение, для создания кристаллов нам подойдёт). Ранее продавался в аптеках, но давно его там уже не встречал. Весь процесс проводите точно так же, как и с поваренной солью, только более тщательно следите за чистотой раствора. Если получается мутным - фильтруйте.
При определённой удаче Вы легко получите кристаллы размером до 4 см по одной грани, и даже больше, причём не только кубической формы. Можно так же, как и с поваренной солью, баловаться введением в раствор пищевых красителей. Не забудьте покрыть кристалл лаком, если хотите сохранить его. Хранятся кристаллы хлористого калия весьма долго.
Думаю, первый этап можно заканчивать. Вам наверняка хочется уже чего-либо посложнее и покрасивее. Что ж, Вы в своём праве, но напоследок стоит использовать ещё один пищевой продукт - лимонную кислоту. Химическая формула - C 6 H 8 O 7 ·H 2 O, образует одноводный кристаллогидрат C 6 H 8 O 7 ·H 2 O. Широко применяется в пищевой промышленности.
Вырастить кристаллы лимонной кислоты интересно по трём причинам:
Готовимся к процессу так же, как и в опыте с поваренной солью. Но! "Лимонка" - органическая кислота с растущей от температуры растворимостью, поэтому если мы будем растворять её в горячей воде, мы получим сиропообразную жидкость, в которой будут расти лишь небольшие кристаллы, напоминающие объёмные снежинки (и тут можно сказать по-умному: имеют форму звёздчатого икосододекаэдра; так что, если хочется взглянуть и на это чудо природы, придётся делать два опыта:)). Так что растворяем лимонную кислоту в воде комнатной температуры до насыщения, фильтруем, выбираем из магазинного пакетика понравившийся кристаллик, вешаем на леску/волос - и дальше как учили...
К сожалению, кристаллы лимонной кислоты долго не хранятся - на воздухе на них появляются белые пятна, которые затем растут. Стоит сразу же покрывать их лаком, тогда они проживут несколько месяцев. Заливать их маслом - нет смысла: они почти не будут видны в нём. Лучший вариант: покрыть лаком и поместить в герметичную стеклянную форму, которую наполнить азотом или инертным газом, но не всем это доступно (хотя, если получился особо удачный экземпляр, можно найти шиномонтажную станцию, где "впечатлительным автолюбителям" накачивают шины азотом вместо воздуха и попробовать решить проблему таким образом. Не забудьте убедиться, что заправляют действительно азотом и взять с собой несколько воздушных шариков и пару герметичных полиэтиленовых пакетов, иначе у Вас может ничего не получиться).
Ну, вот, этап первый, можно сказать, завершён. Если желаете продолжать, можете сделать ещё кристаллы из сахарозы - обычного сахара. Хотя обычно они и сами получаются, когда засахаривается варенье. Причём, отмечу, в случае вишнёвого варенья почему-то получаются очень крупными:)
Нет, пока мы не будем получать исходные соли сами, оставим это для четвёртого этапа, когда Вы поднатореете в технике безопасности и аккуратности. Но второй этап подразумевает работу с весьма несъедобными, а порой и ядовитыми химикатами, поэтому тщательно следите, чтобы Ваши руки и руки ребёнка всегда были в перчатках, волосы прибраны, продукты питания - далеко. Всегда держите под рукой слабые растворы лимонной кислоты и пищевой соды, одевайте рабочую одежду без свисающих частей и ту, которую не жалко, если Вы прольёте что-то на себя. Лучше всего стараться работать в очках, я рекомендую прозрачные или светло-жёлтые.
Мы будем работать с растворами солей, которые легко реагируют с привычными нам веществами и предметами. Поэтому не стоит, к примеру, лезть в раствор солей меди любыми железными предметами. Вообще стоит запомнить правило электрохимического ряда активности металлов: не буду вдаваться в глубины электрохимии, просто запомните, что металл стоящий в ряду левее вытесняет из раствора соли металл, стоящий в ряду правее. Вот сокращённая версия этого ряда:
Li Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Sb Bi Cu Hg Ag Pd Pt Au
Если же нарушите это правило, Вы рискуете испортить как предмет (например, железный пинцет), так и раствор (меньше шансов получить правильный монокристалл).
Действительно, медный купорос - самый благодарный и благодатный материал для выращивания кристаллов. Они получаются красивыми, большими (немногие соли могут с ними сравниться) и, даже если Вы ошибётесь в эксперименте, результат получится по-своему прекрасным. Но соли меди ядовиты, поэтому лучше всего, чтобы Вы имели уже некоторый опыт выращивания кристаллов, знали свои слабые места в следовании этапности и были готовы к неожиданностям.
Нам понадобится всё то же оборудование, что и раньше и, собственно, сам герой заголовка. Медный купорос можно купить (в порядке увеличения качества): в хозяйственном или садово-огородном магазине, в спец. магазине для народных промыслов, в компании, торгующей реактивами. Будьте аккуратнее при покупке в магазинах для садоводов: частенько они почему-то путают медный купорос с хлорокисью меди. Оно, конечно, всё равно, чем обрабатывать погреб от гнили или пугать жуков, но нам-то кристаллы выращивать! Поэтому берите только порошок синего цвета, никак не зелёного, без комков. Если вдруг Вам начнут пытаться продать белый с утверждением, что это безводный сульфат меди, помните: безводным сульфат меди может быть только в герметично упакованной таре, при извлечении на воздух он вскоре начинает синеть, при растирании этой проявляется ещё быстрее - вот как на фото.
Лет одиннадцать тому назад был отмечен интересный случай: в качестве медного купороса продавали... сахар, подкрашенный каким-то синим красителем:) Вот так вот - ни тебе кристаллов, да и жуки скажут спасибо за сладкую жизнь:)
Если вдруг не найдёте медного купороса в отдельности, а только в составе бордоской смеси, ничего страшного - можно купить и так. Известь нам потом пригодится (или Вам в саду или на даче, в крайнем случае, отдайте дворнику, как в старых добрых "12 стульях", он Вам спасибо скажет, - белить деревья по осени ведь надо!), а купорос из комплекта реквизируйте. В общем, прекращая поток слов, Вам нужно приобрести не менее 100 граммов медного купороса.
Сам эксперимент - как по накатанной. Сыплем примерно 100 граммов купороса (4 столовых ложки) в ёмкость, лучше пластиковую, заливаем 200 мл горячей воды, тщательно и быстро размешиваем. Если Вы всё сделали правильно, то вся соль у Вас не растворится. Так и должно быть. Если вдруг нет, досыпайте купороса до тех пор, пока раствор не насытится. Фильтруйте раствор горячим в пластиковую посуду, накрывайте бумагой и ставьте в место с комнатной температурой на ночь.
Утром Вы должно обнаружить на дне некоторое количество синих кристаллов. Отфильтруйте раствор ещё раз в пластиковый стакан (маточный раствор готов!), а из кристалликов выберите понравившийся и пластиковым пинцетом или руками в перчатках быстро сполосните его в дистиллированной воде, привяжите к леске или волосу, а затем подвесьте в объеме маточного раствора, накрыв бумагой. Остальные кристаллики не выкидывайте - всё пригодится:)
Стакан аккуратно поставьте в место, куда не падают прямые солнечные лучи и нет скачков температуры. Наблюдайте за ростом кристалла. Раз в 10 дней фильтруйте маточный раствор от выпадающих кристаллов (в идеале, можно иметь два маточных раствора - раз в десять дней просто переносите кристалл из одного в другой, а с первым пока производите необходимые манипуляции и, если необходимо, подновляете его). Когда кристалл вырастет до устраивающего Вас размера, вытаскивайте, споласкивайте дистиллированной водой, высушите на салфетке, а затем покройте двумя слоями лака. В этом случае он сохранится длительное время.
Пока хватит и медного купороса, я хочу рассказать и о более сложно изготавливаемых кристаллах. Но это не означает, что второй этап будет таким куцым - как раз он способен включать в себя выращивание кристаллов из нескольких десятков разнообразных химических веществ. И я буду стараться периодически выкладывать обновления. А пока, если интересно, можете заглянуть на более сложные страницы.
На этой странице я постараюсь рассказать о выращивании кристаллов из веществ, которые, в обычном представлении, не могут быть кристаллическими. По крайней мере, в обычной жизни немногие видели их в кристаллической форме (или не обращали внимания). Возможно, они будут казаться не столь красивыми, крупными и внушительными, как другие, но зато само осознание того, что мы их вырастили, будет греть душу:)
Сера, продаваемая в хозяйственных магазинах, представляет из себя жёлтый порошок, иногда слежавшийся. Обычно никто не задумывается над тем, что существует и кристаллическая сера. Нам для выращивания кристаллов подойдёт и хозяйственная, но лучше, если Вы приобретёте в спец. магазине для народных промыслов или же в зоомагазине (там продаётся так называемая кормовая сера, она чище хозяйственной).
Есть два подхода выращивания кристаллов серы. Первый - из расплава. Но он несёт в себе как некоторые трудности (температура плавления серы при нормальных условиях 113°C, при этом при перегреве она легко воспламеняется, необходимо её плавить на водяной или масляной бане с контролем температуры, что практически полностью не подходит для домашних условий), так и не очень хороший результат - получаются кристаллы моноклинной серы, которые живут максимум месяц, а затем рассыпаются в порошок (сера возвращается в ромбическую аллотропную модификацию). Единственный плюс этого подхода - можно вырастить кристаллы побольше.
Мы будем выращивать кристаллы серы по-другому, из раствора. Таким образом не происходит изменение аллотропии, и кристаллы серы получатся долгоживущими. Но для этого нам понадобится подходящий растворитель и место вне дома, хорошо проветриваемое и пожаробезопасное.
Лучше всего сера растворяется в сероуглероде. Но в обычной жизни достать этот растворитель сложно. Поэтому мы поищем что-то подходящее для нас из обычных растворителей. Лучше всего - чистый толуол или ксилол, иногда они продаются в чистом виде. Если таковых найти не удаётся, подойдут растворители. Из подходящих - растворитель 646 (Р-646), выпущенный по старому советскому ГОСТ (современный ГОСТ допускает замену толуола другими компонентами, такой растворитель нам не подойдёт). Также подойдут растворители 649, 650, 645, Р-4, Р-10, Р-12, разбавители РКБ-3, Р-197. Из них можно получить чистые толуол или ксилол, но мы не будем этого делать, так как в домашних условиях это рискованно.
Итак, мы засыпаем серу (2 -3 столовых ложки) в стеклянную ёмкость с узким горлом, заливаем стаканом растворителя и ставим в очень тёплое место (не ниже 50°C, но и не выше 70°C, чтобы не устроить пожар). Ёмкость нельзя на длительное время закрывать пробкой, чтобы её не вышибло, лучше прикрывать бумагой. Температуру необходимо поддерживать постоянно, не менее суток, а лучше даже двух. Именно в этом заключается основная сложность приготовления кристаллов серы в домашних условиях.
Затем раствор нужно быстро профильтровать (лучше делать это вдвоём, чтобы один прикрывал воронку листом бумаги, так как тёплый растворитель будет быстро улетучиваться), залить снова в стеклянную ёмкость с узким горлом и оставить в месте с температурой от 35°C до 40°C. У Вас начнут выпадать кристаллы. Они не будут крупными, самый большой, какой мне удавалось вырастить, имел по длинной стороне размер около 13 мм. Кристаллы имеют форму ромбоэдра или октаэдра. Хранятся в тёмном месте очень долго даже без покрытия лаком.
Напомню ещё раз о соблюдении техники безопасности при работе с растворителями! По этой причине не разрешайте детям самим пытаться получить кристаллическую серу!
Все мы слышали о кристаллической решётке металлов, но никогда не задумывались о том, что можно получить эти самые кристаллы. Если в детстве Вы баловали электролизом разных растворов, то наверняка заметили, что если подвергать электролизу раствор соли железа или меди, то на аноде образуется металлическая плёнка. Если её рассмотреть под увеличением можно заметить чешуйки металла. Собственно, это и есть кристаллы, только очень мелкие. Но даже если и не баловались, всегда могли заметить, как железный гвоздь, опущенный в подкисленный раствор сульфата меди, покрывается медной плёнкой (это стандартный тест при приготовлении бордоской смеси).
Итак, мы знаем как просто получить кристаллы меди - восстановить медь из раствора медного купороса железом. Но как сделать их крупнее? - Надо замедлить процесс. Об этом я сейчас и расскажу.
Вам понадобится стеклянная цилиндрическая ёмкость с плоским дном (идеально - химический стакан из набора "Юный химик" или просто купленный для этих целей в магазине хим. посуды), фильтровальная бумага, поваренная соль, медный купорос, желательно чистый, железная пластинка, имеющая форму круга с диаметром на 1-2 мм меньшим, нежели диаметр ёмкости. Т.е. кружок, вырезанный из тонкой листовой стали. Если не найдёте, можно заменить железными опилками, с немного меньшей эффективностью.
На дно сухой ёмкости насыпаете тонким слоем (1-1.5 мм) медный купорос, засыпаем более толстым слоем (не менее 5 мм, можно и больше) мелкой поваренной соли, но не "Экстра". Это и будет наш замедлитель. Вырежьте из фильтровальной бумаги кружок с диаметром, равным внутреннему диаметру ёмкости (т.е. так, чтобы он ложился на дно, плотно соприкасаясь со стенками), сверху положите обработанный непосредственно перед укладкой шкуркой железный кружок или засыпьте по кругу железными опилками. Аккуратно, лучше по стеклянной палочке, залейте полученную конструкцию насыщенным и отфильтрованным раствором поваренной соли комнатной температуры так, чтобы объём раствора над железным кружком или опилками составил 5-7 см. Теперь оставляем (если придётся переносить, делайте это крайне осторожно!) ёмкость при комнатной температуре на несколько дней в месте, где нет прямых солнечных лучей.
Через несколько дней Вы увидите красивые игольчатые кристаллы меди. Их можно сохранить, но для этого необходимо их быстро достать, промыть водой и залить разбавленной серной кислотой так, чтобы не было доступа воздуха (сыплем кристаллы в бутылку с плотно притертой стеклянной пробкой, затем заливаем разбавленной (10%-ной) серной кислотой доверху, закрываем пробку). Разбавленную 10%-ную серную кислоту можно купить в магазинах для промыслов, более концентрированную (29% или 33%) - в автомагазине (для заправки аккумуляторов), но её необходимо будет разбавить до 10%-ной.
Пока в этом разделе - всё. Но совсем не обязательно навсегда. Я постараюсь рассказать и о других необычных кристаллах. А Вы, если хотите, можете усложнять материал, перейдя к следующему этапу.
В этот раздел я решил включить те кристаллы, для выращивания которых нам придётся потрудиться, изготавливая вещество, из которого мы и будем делать кристаллы. Это потребует внимательности, аккуратности, соблюдения правил Техники безопасности. Продумывайте действия перед тем, как их совершать, пишите предварительно план. Не разрешайте детям работать с опасными веществами без Вашего присмотра.
И ещё: дойдя до 4 этапа, Вам придётся разориться на кое-какую химическую посуду. Купите либо набор "Юный химик", либо по отдельности приобретите посуду в компании, торгующей ею.
Иодом в обиходе часто называют иодную настойку, которой обрабатывают раны, и которая, на самом деле, представляет собой раствор иода в водно-спиртовом растворе иодида калия. Но нам для получения красивых кристаллов необходим чистый иод. Первое, чем мы займёмся - это его получением.
Для получения иода Вам понадобится раствор перекиси водорода (купите в аптеке 3%-ный), разбавленная (5-10%) серная кислота (если не найдёте, можно заменить 10%-ной уксусной, разбавив уксусную эссенцию), настойка иода. Разбавленную 10%-ную серную кислоту можно купить в магазинах для промыслов, более концентрированную (29% или 33%) - в автомагазине (для заправки аккумуляторов), но её необходимо будет разбавить до 10%-ной. Помните, что при работе с кислотами нужно соблюдать предельную осторожность, одевать халат, очки и перчатки. Всегда лить только кислоту в воду, а никак не наоборот!
Мы будем получать иод по следующей реакции:
H 2 O 2 + 2KI + H 2 SO 4 = I 2 + K 2 SO 4 + 2H 2 O
или для случая уксусной кислоты вместо серной:
H 2 O 2 + 2KI + 2CH 3 COOH = I 2 + 2CH 3 COOK + 2H 2 O
Будьте внимательны! Элементарный йод легколетуч и ядовит. Все процессы необходимо проводить в перчатках, очках, респираторе или маске!
Итак, налейте в стеклянную ёмкость 10 мл иодной настойки, прилейте 4 мл разбавленной серной или уксусной кислоты. Перемешайте стеклянной палочкой. После этого очень осторожно, постоянно помешивая, добавьте добавьте 16-20 мл раствора перекиси водорода. Мешайте раствор 2-3 минуты. Затем разбавьте в 3-4 раза, чтобы уменьшить растворимость иода. Раствор слейте. Осадок - наш искомый иод.
Полученный иод лучше всего очистить. Для этого нам придётся собрать прибор, состоящий из песочной бани, на которую поставлен цилиндрический химический стакан с нашим полученным иодом на дне, а сверху накрыть его круглой химической колбой, в которую налита холодная вода. Схематически я показал такой прибор на рисунке справа. Стакан лучше взять невысокий, чтобы избежать осаждения иода на его стенках. Нагревая песочную баню, Вы возгоняете иод, он осаждается уже в чистом виде на дне колбы, кстати, уже образуя кристаллы. Их затем счищают, помещают в стеклянную ёмкость с притёртой стеклянной крышкой. Храните полученный иод в тёмном прохладном месте, подальше от детей.
Ну, а теперь о кристаллах иода. Самый простой способ - поместить иод в длинную стеклянную ёмкость, герметично закрыть крышкой (лучше стеклянной, так как иод постепенно разъедает резину и пластик), поставить донышком на батарею. Вскоре на более холодных стенках Вы увидите кристаллы иода. Лучше всего кристаллы получаются в вакуумированных ёмкостях, но в домашних условиях это нереализуемо.
В моём детстве продавали вакуумированные запаянные ампулы с иодом в качестве игрушки для любознательных. В наше время я таких в продаже уже не встречал.
Пока на этом остановлюсь, но обязательно продолжу. Расскажу впоследствии и о более сложно изготавливаемых кристаллах этого раздела. Следите за обновлениями!
Вы спросите, возможны ли ещё этапы? Фактически, да. Как минимум, это:
Но, как Вы понимаете, в домашних условиях подобные эксперименты провести невозможно. Они возможны на базе химических кружков на базе хим. факультетов, научных институтов, хим. заводов и т.п., к сожалению, в настоящее время я почти не вижу химических кружков в расписании внешкольных занятий, да и в школьных они крайне редки. А ещё спрашивается, - "Почему дети не любят химию?".
Вырастить настоящий кристалл – довольно просто, интересно и познавательно. В этой статье говорится о том, как это сделать в домашних условиях.
Кристаллы образуются из любых веществ, чьи атомы и молекулы группируются в упорядоченную структуру. Для их выращивания не нужна лаборатория или специальные приспособления. Подойдут самые простые реактивы, которые всегда под рукой.
Выращивание кристалла - один из самых легких и безопасных химических экспериментов, доступных в домашних условиях. Провести его сможет даже ребенок младшего школьного возраста под присмотром взрослых.
Наградой за усилия станет предмет необычайной красоты, который вы создадите собственными руками.
Один из самых простых путей выращивания кристалла – охлаждение насыщенного раствора. Какие при этом происходят процессы?
Кристалл также вырастет, если из насыщенного раствора будет постепенно удаляться растворитель (вода). Как это сделать и что будет происходить в сосуде?
Основной принцип в данном случае остается прежним: чем медленнее идут процессы, влияющие на кристаллизацию, тем красивее, крупнее и правильнее получатся кристаллы. Если первоначальный кристалл, выступавший как основа для выращивания, имел неправильную форму, он дополнит недостающие части в ходе роста и примет конфигурацию, типичную для природы его вещества. Так медный купорос в итоге вырастет в ромб, а соли хромокалиевых квасцов образуют октаэдр.
Считается, что дома из подручных средств может вырасти только небольшой кристаллик. Это не так: при должном внимании есть все шансы вырастить дома кристалл любого размера и веса. Фактически для этого достаточно продолжать процедуру кристаллизации, пока не будет достигнут желаемый результат. Конечно, необходимо сразу подобрать подходящую по размеру емкость.
Несоблюдение условий хранения может привести к разрушению кристалла. Необходимо ознакомиться с характеристиками выбранного вещества заранее, чтобы избежать разочарования в конце такого долгого и кропотливого труда.
Так, точеные грани кристалла квасцов под действием обычного сухого воздуха потускнеют из-за потери влаги и рассыплются, образовав серый порошок. То же произойдет с сульфатом и тиосульфатом натрия, солями марганца, цинка, никеля, сегнетовой солью. Единственный выход – поместить кристаллы в закупоренные прозрачные сосуды. Некоторые рекомендуют покрывать кристаллы прозрачным лаком, но это только оттягивает срок гибели. А еще - лакированные грани теряют свой первоначальный блеск и выглядят искусственно.
От высокой температуры разрушаются кристаллы, выращенные из медного купороса и алюмокалиевых квасцов. Срок жизни таких кристаллов может продлить хранение в бытовом холодильнике. Однако и тут они продержатся порядка 2-х лет.
Еще одна проблема кристаллов водорастворимых веществ – они разрушаются от перепадов температурного режима из-за влаги, которая в небольшом количестве сохраняется внутри них. По этой причине появляются пятнышки, сколы, происходит оплывание граней, потеря блеска.
Пожалуй, самое устойчивое из популярных для выращивания кристаллов веществ – поваренная соль.
Кроме вышеназванных веществ, кристаллы дома можно вырастить из сахара.
Гораздо сложнее, но вместе с тем и интереснее выращивать искусственные камни (аметисты, кварциты, рубины и др.). Это достаточно трудоемкий процесс, который требует специального оборудования для поддержания постоянной температуры, давления, влажности и других важных для успеха эксперимента показателей. Иными словами, чтобы получить искусственный камень, потребуется настоящая лаборатория.
Каким должно быть вещество для домашнего выращивания кристалла?
Проще всего практиковаться на обычной поваренной соли. Тогда не понадобятся специальные химические реактивы, только соль и очищенная вода.
Шаг 1. Заготовить кристаллик соли, обвязав его тонкой ниткой, закрепленной посередине небольшой палочки (карандаша, ручки).
Кристаллик соли
Цель: поместить кристаллик так, чтобы он был погружен в раствор, но не контактировал с поверхностью сосуда.
Кристалл соли привязываем к нитке и помещаем в стакан
Шаг 2. В емкость (прозрачную, чтобы можно было наблюдать за ростом кристалла) налить теплой воды и всыпать соль. Помешивать, пока соль не растворится полностью. Затем добавить соли и повторить. Солить воду необходимо, пока соль не прекратит растворяться. Это заметно по появлению на дне посудины осадка.
Шаг 3. Раствор нужно постепенно нагревать, поставив в емкость большего диаметра с горячей водой. В итоге осадок растворится. Если на дне что-то осталось, лучше перелить раствор в чистую посуду.
Шаг 4. Поместить емкость с полученным раствором в место со стабильной температурой. Погрузить в раствор кристаллик-зародыш на нитке. Сверху сосуд с раствором нужно накрыть бумагой.
Кристаллик-зародыш на нитке погружаем в раствор
Шаг 5. Процесс кристаллизации пошел. Далее необходимо будет при испарении воды добавлять в емкость такой же по содержанию соли раствор, как был в начале эксперимента. Через некоторое время станет заметно, что изначальный кристаллик увеличился в размерах. Растить его можно сколько угодно, пока хватит размера емкости и терпения. Полученный кристалл будет довольно долговечным.
Кристаллы сахара можно использовать как украшение стола или леденцы для детей. Но они достаточно дорого обойдутся из-за большого расхода сахара. На 2 стакана воды понадобится в итоге 5 стаканов сахарного песка.
Кристаллы сахара
Процесс приготовления раствора аналогичен тому, как это делается для соляных кристаллов. Выращивать сахарные кристаллы удобнее всего на зубочистках или деревянных шпажках. Для «затравки» достаточно обмокнуть шпажку в сироп и окунуть в сахар, чтобы он равномерно налип на поверхность. Нужно выждать время, чтобы сахар хорошо прилип и высох.
Чтобы сформировать цветные кристаллы, стоит добавить в сироп пищевой краситель (оптимальный вариант – соки).
На то, чтобы вырастить кристалл сахара из указанного количества ингредиентов, понадобится 1 неделя.
В этом видео рассказывается как вырастить съедобные кристаллы из сахара, не просто красивые на вид, но и очень вкусные.
Соляные кристаллы получаются прозрачно-белыми, а медный купорос дает насыщенный голубой оттенок.
Кристалл медного купороса
Вырастить такой кристалл не сложнее, чем соляной: понадобится насыщенный раствор и кристаллик-зародыш на нитке.
Кристалл медного купороса подвешенный на нитке
В насыщенный раствор медного купороса на нитке опускаем затравку
Раствор в прозрачной емкости необходимо поместить в затененное место со стабильной температурой, подвесить кристалл так, как и в случае с солью, и ждать, периодически добавляя раствор вместо испарившегося.
42 день эксперимента
Нельзя вынимать кристалл из рабочего раствора, пока процедура его образования не будет закончена!
Для выращивания кристаллов нельзя применять пищевую посуду (исключение – опыты с солью и сахаром). Не следует оставлять рядом пищу: во-первых, потому что реактивы токсичны, во-вторых, из-за сора и крошек, которые при попадании в раствор погубят эксперимент.
При манипуляциях с химическими реактивами следует соблюдать абсолютно все правила, указанные на упаковке. По завершении работы нужно вымыть руки.
Вырастить кристалл дома – довольно просто, интересно и познавательно. Сначала лучше потренироваться на доступных веществах. Если что-то пойдет не так, нужно проверить соблюдение всех условий, необходимых для образования кристалла. Освоив самые простые кристаллы, можно приступать к работе с другими реактивами. Это никогда не надоедает, потому что разные вещества дают кристаллы разной формы и окраски. К тому же, нет двух абсолютно одинаковых кристаллов, а их конфигурацию и размеры можно регулировать по собственному желанию.
Выращивание кристаллов в домашних условиях - очень длительный, трудоемкий и кропотливый процесс, но он очень увлекательный и однозначно стоящий затраченного времени. Этот опыт очень нравится детям, к тому же большинство нижеприведенных способов совершенно безопасны. Итак, рассмотрим основные способы выращивания кристаллов в домашних условиях.
Начинать свои опыты по выращиванию кристаллов в домашних условиях лучше всего с самых интересных и приятных. Проще всего вырастить кристалл из сахара, к тому же если вы проводите этот опыт с детьми, они смогут попробовать плоды своего творчества по окончании процесса.
Для того чтобы вырастить кристалл из сахара нам будет нужно:
Процесс изготовления кристалла начинается с изготовления сахарного сиропа. Для этого берем 1/4 стакана воды и две ложки сахара. Смешиваем, доводим на огне до получения сиропа. Макаем деревянную шпажку в сироп и немного обсыпаем сахаром. Чем равномерней произойдет обсыпка шпажки, тем идеальней и красивей выйдет кристалл. Подобным образом делаем требуемое количество заготовок и оставляем их до полного высыхания, например, на ночь.
Прошло некоторое время, наши шпажки просохли и теперь мы можем переходить к с следующей части опыта. В кастрюлю наливаем 2 стакана воды и высыпаем 2,5 стакана сахара. На небольшом огне, постоянно помешивая, превращаем нашу смесь в сахарный сироп. Помешивание требуется проводить тщательно, до полного растворения сахара! Добавляем оставшиеся 2,5 стакана сахара и также, до полного растворения, варим сироп. После этого, оставляем сироп немного остыть, на это потребуется приблизительно 15-20 минут. Этим временем продолжаем приготовление заготовок из шпажек, основы для нашего будущего кристалла. Нарезаем кружки бумаги чуть больше диаметра наших стаканов и протыкаем палочками получившиеся кружки. Главное, чтобы бумага плотно зафиксировалась на шпажке. Бумага будет являться держателем и крышкой для стакана.
Остывший, но еще горячий сироп разливаем по стаканам. На этом этапе в сироп можно добавить немного пищевого красителя, тогда кристалл в итоге получится цветным. Опускаем в стакан нашу заготовку (палочку с кружком бумаги) и оставляем в покое до созревания кристалла. Важно при этом не касаться стенок и дна! Ну, и то же самое проделываем со всеми оставшимися заготовками.
Для выращивания кристалла потребуется приблизительно неделя. Это очень интересный и увлекательный процесс, который очень нравится детям. Каждый день кристалл увеличивается и приобретает свою индивидуальную форму. Некоторые кристаллы растут быстрее, некоторые медленнее, но основная масса вызревает именно за 7 дней. Полученный кристалл из сахара очень хорошо употребить всей семьей на домашнем чаепитии либо просто погрызть в минуты хандры! Вот так, занимательная химия это не только интересно, но еще и вкусно;).
Выращивание кристалла из соли в домашних условиях довольно простой процесс, но требующий терпения и внимательности. Однако, результат эксперимента превосходит все ожидания. Нам потребуются:
Нагреваем в кастрюле воду, именно сильно нагреваем, а не доводим до кипения, в кипятке эксперимент не получится. После нагрева воды понемногу начинаем насыпать в неё соль, постоянно помешивая до полного растворения порции соли. После этого добавляем еще соль, помешиваем до растворения. И так до тех пор пока соль не перестанет растворяться. Переливаем полученный насыщенный соляной раствор в банку и даем хорошенько отстояться в течении суток. На следующий день мы увидим в банке множество мелких кристалликов осевшей соли. Выбираем самый красивый и большой из них, аккуратно достаем и привязываем на нитку. Тщательно переливаем раствор в пустую банку, следя за тем, чтобы осевшие кристаллики не попали в новый сосуд. Затем кристалл на нитке опускаем в отфильтрованный соляной раствор и запасаемся терпением. Через 2-3 дня вы заметите увеличение кристалла, этот рост будет продолжаться какое-то время до окончания роста. После того как вы заметите, что кристалл перестал увеличиваться можно либо закончить эксперимент если вы довольны результатом, либо приготовить еще насыщенного соляного раствора, также как мы проделали это выше, и опустить туда наш кристалл. Кстати, если часто менять раствор соли, то рост кристалла будет проходить быстрее.
Очень важно не охлаждать специально раствор и не взбалтывать его, в этом случае получаются кристаллы несовершенной формы. Также не стоит добавлять никакие красители, кристалл не окрасится, а эксперимент будет загублен.
Выращивание кристаллов из медного купороса в домашних условиях это уже следующий уровень сложности, при котором требуется соблюдать требования безопасности и выполнять его детям можно только под присмотром взрослых.
Для проведения эксперимента нам потребуется:
Перед покупкой обязательно рассмотрите вещество, оно должно представлять собой ярко-синий однородный порошок. При наличии комков и зеленых вкраплений от покупки лучше отказаться. Дачникам то он пойдет в хозяйстве, а нам, начинающим химикам, нет.
Итак, правильный купорос закуплен. Высыпаем примерно 100 граммов порошка в стеклянную банку и заливаем понемногу горячей водой, постоянно помешивая. Мы должны получить насыщенный раствор, в котором уже не сможет растворяться соль меди. Фильтруем раствор и ставим в холодильник. На следующий день на дне мы обнаружим множество кристаллов. Отбираем парочку самых больших и красивых и помещаем в емкость с отфильтрованным раствором. Перед этим поступаем с кристаллами также как и в предыдущем опыте с поваренной солью, а именно, закрепляем на нитке и опускаем в банку. Накрываем сосуд тонкой бумагой и запасаемся терпением. Выращивание кристалла из медного купороса занимает несколько недель. После завершения формирования кристалла его нужно аккуратно вынуть, сполоснуть холодной проточной водой и покрыть бесцветным лаком для ногтей.
природные кристаллы горного хрусталя
Кристаллы минералов встречаются в природе повсеместно. Для их образования нужны специальные условия. Например, горная порода гранит состоит из кристаллов кварца, полевого шпата и слюды , которые раскристаллизовались друг за другом при остывании магмы.
Красивые шестигранные кристаллы горного хрусталя выросли из горячих водных растворов, насыщенных кремнеземом SiO2.
природные кристаллы серы
Ромбические желтые кристаллы серы выросли из сероводородных вод горячих источников и гейзеров.
На берегах соленых озер и морей можно увидеть кубические кристаллы каменной соли - галита; белые, красные, желтые и даже синие кристаллы карналлита и мирабилита.
Алмазы , самые твердые кристаллы, образовались при гигантском давлении в так называемых трубках взрыва (кимберлитовых трубках).
Итак, природа создала и продолжает создавать кристаллы минералов. Можем ли мы увидеть таинство роста кристаллов? Можем ли вырастить их сами? Да, конечно можем. И сейчас я расскажу, как это сделать в домашних условиях.
КАК ВЫРАСТИТЬ КРИСТАЛЛ ИЗ СОЛИ
Выращенные кристаллы поваренной соли
Для того, чтобы вырастить кристаллы поваренной (каменной) соли (галита - NaCl), нужно поставить на плиту емкость с водой и довести воду до кипения. Затем снять емкость с плиты и растворить в ней обычную соль из пачки. Постоянно помешивая раствор, досыпайте соль до тех пор, пока не заметите, что она больше не растворяется.
Полученный соленый раствор нужно отфильтровать и налить в плоскую посуду, например, в блюдце. Вода остынет и начнет испаряться, а на краях блюдца и на его дне вы увидите прозрачные кубики правильной формы – это и есть кристаллы каменной соли, галита.
Можно вырастить большой кристалл, или несколько больших кубических кристаллов. Для этого в емкость, в которой вы растворили соль, следует опустить шерстяную нитку. При остывании раствора она покроется кубиками соли. Чем медленнее остывает раствор – тем более правильную форму будут иметь кристаллы. Через некоторое время рост прекратится.
Чтобы вырастить один большой кристалл, нужно из множества образовавшихся на дне кристаллов выбрать один, самый правильный, положить на дно чистого стакана, а сверху налить раствор из прежней посуды.
Для роста правильных кристаллов нужен покой. Нельзя трясти или передвигать стол или полку, на которой стоит емкость с растущими кристаллами.
КАК ВЫРАСТИТЬ КРИСТАЛЛ ИЗ САХАРА
Вырастить кристаллы сахара можно точно также, как и кристаллы соли. Кристаллы сахара можно вырастить также на деревянных палочках, это может быть красивым дополнением к какому-либо праздничному сладкому блюду. Пищевые красители, добавленные в раствор, окрасят сахар во все цвета радуги.
Кристаллы сахара
Ниже приводится полная инструкция, как вырастить кристаллы сахара на палочках .
КАК ВЫРАСТИТЬ КРИСТАЛЛ ИЗ МЕДНОГО КУПОРОСА
Медный купорос продается в магазинах для огородников, из него, и из гашеной извести, готовят «бордоскую жидкость» для защиты растений от грибков и различных заболеваний.
Для того, чтобы вырастить кристалл медного купороса (Cu SO4 * 5H2O) правильной формы, следует растворить порошковый медный купорос в воде при температуре 80 градусов Цельсия. При более высокой температуре растворимость медного купороса падает. Растворяем порошок до тех пор, пока растворение не прекратится. На конец проволочки или шерстяной нити привязываем затравку – мелкий кристаллик того же медного купороса. Где его взять? Можно поискать в том же пакете, из которого вы сыпали купорос в воду, кристаллик побольше. Если такой не нашелся – оставьте ваш раствор остывать, и через некоторое время вы увидите на дне мелкие кристаллы.
Выберите один и привяжите его (или приклейте) к проволоке или нити. Раствор отфильтруйте. Затем опустите в него приготовленную затравку (кристалл на нити). Ни в коем случае не опускайте затравку в горячий раствор! Затравка может попросту раствориться. Большой кристалл медного купороса растет несколько недель. Кристалл, выращенный до нужных размеров, нужно покрыть лаком, так как влага, содержащаяся в воздухе, со временем приведет к его оплавлению и разрушению.
Не сложным способом можно вырастить красивые кристаллы меди . Детальное описание процесса найти в подробной статье «Как вырастить кристаллы меди«.
Кристаллы железного купороса выращивают аналогичным образом, подробную статью об этом можно прочитать, пройдя по ссылке в этом предложении.
КАК ВЫРАСТИТЬ КРИСТАЛЛ ИЗ АЛЮМОКАЛИЕВЫХ КВАСЦОВ
выращенные кристаллы алюмокалиевых квасцов
Алюмокалиевые квасцы (KAI 2*12H2O - минерал алунит ) продаются в аптеке в виде порошка. Это хорошее средство, которое «сушит кожу» и убивает болезнетворные микроорганизмы, это вещество не вызывает аллергии и оно не токсично. Из порошка алюмокалиевых квасцов можно вырастить хорошие кристаллы. Квасцы следует растворить в теплой воде до насыщения и раствор отфильтровать. Через несколько дней нахождения в спокойном месте, при комнатной температуре, на дне емкости появятся маленькие кристаллы.
алюмокалиевые квасцы (квасцы жженые) можно купить в аптеке
Из этих кристалликов нужно выбрать несколько штук, правильной формы и поместить в другую емкость. Затем их заливают тем же раствором. Можно подвесить затравки на тонких ниточках (к нити их можно приклеить прочным водостойким клеем). Раз в два-три дня кристаллы нужно переносить в новый стакан, а раствор фильтровать и снова заливать им растущие кристаллы. Кристаллы квасцов, выращенные до нужных размеров, следует покрыть лаком, чтобы они не оплавились от влаги воздуха и не потеряли форму.
Растворы для выращивания кристаллов желательно готовить на дистиллированной воде.
В домашних условиях можно получить искусственный малахит , используя медный купорос и стиральную соду, но это будут не красивые кристаллы или ажурный рисунчатый камень, а зеленый или грязно-зеленый осадок на дне сосуда (порошок). Красивый малахит, практически не отличающийся от натурального, можно получить только на промышленном оборудовании.
На предприятиях тоже выращивают кристаллы многих минералов. Но дома это повторить невозможно, для этого нужно специальное оборудование. Большинство кристаллов (кварц, аметист, рубин, изумруд, алмазы, малахит, гранаты и др.) выращивают в чугунных автоклавах под высоким давлением. Температуры достигают 500-1000 градусов, а давление – 3000 атмосфер.
Наборы для выращивания кристаллов
набор для выращивания кристаллов
Сейчас в магазинах игрушек, в крупных городах, появились в продаже наборы для выращивания кристаллов. Из порошков дигидрофосфата аммония и калия, в которые добавлены красители, можно вырастить интересные призматические и игольчатые кристаллы. Для того, чтобы кристаллы получились достаточно большими и красивыми, надо строго следовать прилагаемой инструкции.
Странно, но в инструкции, которая находится в изображенной на фотографии коробке, не указано, какое именно химическое вещество используется для выращивания кристаллов и какой краситель используется. В остальном она достаточно подробная.
В природе происходит много интересных процессов. Один из них - создание кристаллов горных пород. А ведь этот чудесный, окутанный тайной процесс можно воспроизвести дома, наблюдая, как из привычных нам веществ постепенно вырастают прекрасные минералы.
Самым безопасным ингредиентом является сахар. С него и стоит начать, тем более, что такие кристаллы не только красивые, но и съедобные. Необходимо взять:
Из 1/4 стакана воды и 2 столовых ложек сахара варится сироп. Затем в него окунаются палочки и обваливаются в небольшом количестве сахара, насыпанного на салфетку. Когда они полностью высохнут, берем емкость, наливаем туда 2 стакана воды и насыпаем половину нормы сахара. Огонь уменьшаем до минимума, помещаем емкость на плиту, и помешивая, ждем растворения всего сахара. Добавляем остальной песок и растворяем его. Выключаем горелку и даем раствору постоять минут 20. Сироп горячим разливаем по стаканам и добавляем в каждый краситель пищевой. На палочки надеваем держатели. Когда мы опустим эти палочки в горячий сироп, ограничитель предохранит от контакта со стенками и дном посуды. Приблизительно через 7 дней произойдет чудо.
Еще 1 доступный ингредиент - NaCl - соль пищевая. Приступаем:
Очень красивые синие кристаллы вырастают из медного купороса. Материал этот не такой безопасный, как сахар или соль, поэтому работайте в перчатках. Технология почти такая же:
Хорошие кристаллы вырастают из алюмокалиевых квасцов (алунита). Покупают их в аптеке. Затем:
В магазинах, где продают игрушки, иногда появляются наборы с материалами для выращивания кристаллов. В них присутствуют сульфаты алюминия и калия, а также аммония фосфат и красители.
Подытожим так: выращивание кристаллов - творческий, увлекательный процесс. Если делать это вместе с ребенком, то кто знает, может, из него вырастет знаменитый исследователь?
