Кристаллы выращенные в домашних условиях: Page not found — Lbm02: геология, минералы, выращивание кристаллов

Домашний эксперимент: «Как вырастить кристалл в домашних условиях» — Статьи — Каталог статей

Для выращивания дома достаточно крупных кристаллов из водных растворов потребуется:

1. Стеклянная ёмкость (лучше две – потом вы поймёте почему) любого размера, желательно прозрачная и бесцветная, чтобы мы могли наблюдать за ростом кристаллов. Если взять банку большого размера, то в ней можно будет вырастить кристалл большего размера. Однако необходимо учитывать, что чем больше банка, тем больше придётся приготовить раствора и тем больше потребуется реактива (соли).

Можно использовать и пластиковые ёмкости, но стоит учесть, что пластик может прореагировать с некоторыми веществами, кристаллы которых вы выращиваете.

2. Вещество, из которого можно вырастить кристалл.
Как правило, в первую очередь выращивают кристаллы соли или медного купороса. Эти вещества легко достать, а для выращивания их кристаллов не требуются специальные условия. Когда вы наберётесь опыта, поэкспериментируйте с другими реактивами: красная или жёлтая кровяная соль, разнообразные квасцы, соль Мора, сульфат никеля и многие другие. Главное, чтобы реактив не был ядовитым, легко растворялся в воде и был устойчив (не распадался, не выветривался быстро и т. п.).

3. Теперь необходимо растворить реактив (из которого вы хотите вырастить кристалл) в горячей воде. Добавляйте вещество в горячую воду небольшими порциями и размешивайте его (ложечкой, стеклянной палочкой …). Растворять нужно до тех пор, пока вещество не перестанет растворяться – мы получаем концентрированный раствор.

4. Если вы готовите раствор на «глаз», помните: сначала практически все соли растворяются быстро, после достижения определённой концентрации, начинают растворяться значительно медленней, а затем и полностью перестают растворяться.

5. Приготовленному концентрированному раствору теперь нужно дать остыть. Через 20-30 минут после приготовления фильтруем раствор. Для этого можно использовать стеклянную или бумажную воронку с ватой или фильтрованной бумагой. После этого оставляем раствор на несколько часов при комнатной температуре, лучше сутки. После этого раствор нужно отфильтровать ещё раз.

Для чего нужно дать раствору отстояться? Во-первых, пока остывает раствор, образуется большое количество маленьких кристалликов, которые можно использовать в качестве затравок. Во-вторых, если сразу положить в раствор затравку, она может начать растворяться или обрасти большим количеством мелких кристалликов, зародыши которых в виде мелкой взвеси присутствуют в свежеприготовленном растворе (это мельчайшие частички не до растворившегося вещества и им нужно дать время осесть на дно). Эти мелкие кристаллики тоже начнут расти и «отнимать питание» у нашей затравки. Кроме того, фильтрация позволяет избавиться от механических примесей в виде пыли и грязи, которые могут помешать росту кристалла.

6. Теперь в наш раствор можно опустить затравку – небольшой кристаллик, который будет расти (и обязательно вырастет! ). При этом есть несколько вариантов: кристалл-затравку можно опустить на дно или подвесить на ниточке или проволоке.

7. Если кристалл будет лежать на дне кристаллизатора, то расти он будет не во все стороны, снизу его рост будет ограничен. Если же наш кристаллик подвесить, то его росту ничто не будет мешать. Лучше всего, как я считаю, использовать тонкую медную проволоку, т. к. она легко сгибается, ею можно легко зафиксировать кристалл, кроме того, она довольно прочная.

8. Вот кристалл пробыл в растворе уже день-два и на дне и стенках нашего сосуда, на ниточке, за которую подвешен кристалл, появилось большое количество мелких «кристалликов-паразитов». Что делать?

Здесь нам пригодится вторая ёмкость. Вытаскиваем наш кристалл-затравку. Теперь делаем фильтр из воронки как в пункте 4 и переливаем через него раствор во вторую ёмкость. Опускаем кристаллы в отфильтрованный раствор и продолжаем наблюдать за их ростом. При этом повторяем эту операцию через несколько дней, как только появляется в этом необходимость.

9. Но что же делать с мелкими кристалликами, которые начали свой рост на стенках и дне сосуда, остались после фильтрации? Самые красивые и аккуратные кристаллики можно использовать в качестве затравок для выращивания кристаллов. Остальное стоит растворить и получить новый раствор для выращивания кристаллов. Его можно доливать к растущему кристаллу по мере испарения жидкости из ёмкости, в которой тот растёт.

Выращенные самостоятельно кристаллы можно поставить на полочку, где они будут радовать глаз, а можно использовать в качестве подарков или сувениров.

Попробуйте и ваши детки будут рады стать исследователями. Это очень интересно!

Изучение процесса выращивания кристаллов в домашних условиях

Изучение процесса выращивания кристаллов в домашних условиях

Сафонова Д.Д. 1

---

1МБОУ СОШ ЗАТО Видяево

Стаценко И.К. 1

---

1МБОУ СОШ ЗАТО Видяево

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Введение

Красота и блеск кристаллов всем и каждому понятны. Беглый взгляд они чаруют, формы их уму занятны.

Много граней у кристаллов, блеск, включения, прозрачность. И волнуют ум пытливый цвет, и форм неоднозначность.

Виктор Слётов

Зимой, по дороге в школу или во время прогулки, можно бесконечно долго любоваться красивыми деревьями, покрытыми инеем, морозными узорами на окнах домов и рассматривать снежинки, которые падают на нас с неба. А знаете ли вы, что это кристаллы. Кристаллы часто встречаются в природе. Все камни — это кристаллы! Причем не только яркие и блестящие драгоценные камни (алмазы, рубины, сапфиры), но и обычные, из которых состоят горы, скалы, ущелья и пещеры. Существуют даже кристаллы, которые можно съесть! Это соль и сахар, которые имеются на каждой кухне.

Значит, кристаллы можно вырастить дома! Меня очень заинтересовала эта тема, и мы с папой решили вырастить кристаллы из медного купороса и из обычной поваренной соли и сравнить их с кристаллами, выращенными из готового покупного набора. Ведь они должны получиться тоже очень красивыми!

А как это сделать, какие меры предосторожности нужно соблюдать, можно узнать, подробно изучив этот процесс

Так была выбрана тема исследования«Изучение процесса выращивания кристаллов в домашних условиях».

Гипотеза исследования: если изучить тему по выращиванию кристаллов, то можно вырастить их дома, не уступающие по своим характеристикам кристаллам из покупных наборов.

Актуальность темы определены следующими факторами:

1) выращивание кристаллов — увлекательное занятие, самое простое, доступное и недорогое для большинства юных открывателей;

2) по результатам анкетирование среди одноклассников, было выявлено, что 98% ребят хотели бы вырастить кристаллы дома.

Цель работы: выращивание кристаллов поваренной соли, медного купороса и из готового набора в домашних условиях.

Задачи:

Провести анкетирование среди одноклассников.

Выяснить какие условия и материалы нужны для выращивания кристаллов.

Изучить процесс и вырастить дома кристаллы из поваренной соли, медного купороса и из готового покупного набора.

Сравнить выращенные кристаллы из готового покупного набора и самостоятельно приготовленных растворов.

Проанализировать и обобщить полученные результаты.

Объект исследования — кристаллы.

Предмет исследования — процесс кристаллизации.

Методы исследования:

накопление теоретического материала;

проведение опытно-экспериментальной деятельности с целью получения кристаллов из медного купороса, поваренной соли и готового набора;

анализ и обобщение полученных результатов исследования.

Необходимое оборудование:

соль медного купороса;

поваренная соль;

готовый набор для выращивания кристаллов;

ёмкость, для выращивания кристаллов;

нитки;

карандаши.

Теоретическая часть

1.Понятие о кристаллах

По данным энциклопедии, кристалл — это твердое тело. Кристаллики растут, присоединяя частицы вещества из жидкости или пара. Кристаллы бывают естественного происхождения и искусственного, выращенные в специально созданных условиях. И каждый человек, при желании может легко вырастить кристаллы у себя дома. Выращивание кристаллов — очень и очень интересное занятие. Но для того, чтобы результат получился действительно красивым, необходимо аккуратно выполнять все действия и набраться терпения.

Практическая часть

1.Результаты анкетирования

По результатам анкетирования в классе, было выявлено, что только 78% ребята из класса знают, что такое кристаллы, смогли назвать кристаллы — 39%, предположили, что кристаллы можно вырастить дома — 78% и хотели бы самостоятельно вырастить кристаллы дома 98% опрошенных ребят. (Приложение № 1).

2. Выращивание кристаллов из поваренной соли

Растворяем в воде соль до тех пор, пока она перестанет растворяться, и начнет оседать на дно банки. Так получается насыщенный раствор соли. Процеживая, переливаем его в чистую ёмкость. Ставим раствор в шкаф на два дня. Этого времени будет достаточно, чтобы вырастить основу для кристалла. (Приложение № 2)

Выбираем любой понравившийся более крупный кристаллик-основу, привязываем за нитку и подвешиваем так, чтобы он не касался стенок стакана. Теоретически уже через пару дней должен был быть заметен значительный для кристаллика рост. Однако, в нашем опыте кристаллики, подвязанные на нитке, растворились, а на дне и стенках ёмкости соль выпадала в осадок (кристаллизовалась). (Приложение № 3)

Результат:кристаллик поваренной соли для затравки выращен, на его основе вырастить кристалл больших размеров нам не удалось.

3.Выращивание кристаллов из медного купороса

Берем ёмкость с водой, добавляем медный купорос, тщательно перемешиваем до тех пор, пока он не перестанет растворяться, и не начнет оседать на дно банки. Ёмкость с водой лучше всего постепенно подогревать для более быстрого растворения химиката. В процессе вода начнет менять цвет — от светло-голубого, до тёмно-синего. Убрать в темное место на 1 день. (Приложение № 4)

На дне ёмкости образуются маленькие кристаллы. Выбираем два самых больших и красивых — это «затравки». После этого в ёмкость с насыщенным раствором опускаем «затравку» на обычной ниточке, привязанной на карандаш. И уже через пару дней видим, что «затравка» увеличилась в размере, на неё наросло множество маленьких кристалликов синего цвета.

Результат: получен кристалл медного купороса. (Приложение № 5)

Для того чтобы сделать кристалл еще красивее можно покрыть его бесцветным лаком для ногтей.

4. Выращивание кристаллов из готового покупного набора.

Выращивание кристалла из готового покупного набора производилось согласно «Инструкции по набору «Алхимик». Методика приготовления раствора и порядок выращивания схож с выращиванием кристалла медного купороса. Наборы для выращивания кристаллов предлагают также для выращивания четыре разных цвета (белый, желтый, красный и синий). (Приложение № 6)

Результат: получен кристалл синего цвета.

Выводы

Кристаллы растут за счет нарастания веществ из водного раствора соли или медного купороса.

Кристаллы различных веществ имеют разную форму (у соли — это маленькие кристаллики, кристаллы медного купороса и готового набора имеют большие грани).

Кристаллы растут с разной скоростью: при одинаковых условиях кристалл соли растет с наименьшей скоростью, чем кристалл медного купороса).

Кристаллы нужно периодически подкармливать, меняя насыщенный раствор.

Кристаллы, выращенные из самостоятельно приготовленных растворов менее красивы, чем кристаллы из готового набора. Но они более доступны по цене и намного прочнее.

Заключение

Мир кристаллов красив и разнообразен. Каждый его представитель уникален по своим свойствам, размерам и особенностям строения. Кроме того, что кристаллы красивы, они играют важную роль в жизни человека.

В ходе проведения опытов было выявлено очень интересное свойство кристаллов — их рост в искусственной среде. Оказывается, кристаллы можно вырастить дома, без каких — либо усилий.

В результате исследований гипотеза подтвердилась частично: кристаллы из медного купороса и готового набора можно вырастить дома. Кристалл из медного купороса намного красивее и прочнее кристалла, из готового набора.

Для выращивания кристалла поваренной соли нужны особые условия. Поваренная соль своеобразна по растворимости и отличается от медного купороса.

Перспектива исследования: вырастить кристалл из поваренной соли большего размера.

Практическое значение исследования состоит в том, что материал может быть использован на уроках окружающего мира, на внеурочных мероприятиях.

Выращенные кристаллы небольшой формы можно использовать в качестве украшения, например, рамки для фотографий или других предметов.

Исследовательская работа мне очень понравилась. В ходе ее выполнения, познакомилась со способами выращивания кристаллов. Узнала много интересного, познавательного о растворах химических веществ. Но самое главное — самостоятельно вырастила кристаллы медного купороса в домашних условиях.

Список литературы

1.Выращивание кристаллов в домашних условиях. Как вырастить кристалл

//Занимательная химия [Электронный ресурс]. Режим-доступа: http://www.kristallikov.net/

2.Кристаллы // Википедия [Электронный ресурс]. — Режим доступа:

http://ru.wikipedia.org/

3. Энциклопедический словарь юного химика. /Сост. Э 68 В. А. Крицман, В. В. Станцо. — 2-е изд., испр.— М.: Педагогика, 1990.— 320 с

Приложение № 1

Результаты анкетирования

Приложение №2 Кристаллы поваренной соли

Приложение №3 Выращивание кристалла поваренной соли

Приложение №4 Приготовление насыщенного раствора медного купороса

Приложение №5 Кристаллы медного купороса

Приложение №6

Набор для выращивания кристалла

Знакомство с инструкцией по выращиванию кристалла

Кристалл из набора «Алхимик»

Приложение № 7

Рекомендация

«Выращивание кристалла в домашних условиях»

Помни, что соль и медный купорос — это химические реактивы, поэтому с ними детям можно только под присмотром родителей.

1.Возьмите стакан или банку объёмом 500 мл, добавьте 200 г медного купороса и залейте их 300 мл воды. Поставьте ёмкость на водяную баню и начинайте разогревать, постоянно помешивая. Кристаллы медного купороса должны полностью раствориться.

2. Уберите посуду с водяной бани, поставьте на плоскость с прохладной поверхностью, например, керамическую плитку. Раствор должен немного остыть. Теперь в него нужно поместить затравку или любую основу. Ею послужит кристаллик сульфата меди, который нужно выбрать предварительно – самый крупный и ровный. А может быть и простая бусинка.

3. Проследите, чтобы затравка не соприкасалась с внутренними поверхностями стакана.

4. Извлеките нитку с образовавшимися кристаллами из ёмкости с раствором. Повторите процедуру: поставьте стакан на водяную баню и подогрейте так, чтобы осадок растворился. Отключите нагрев. Не снимая посуды с бани, накройте её подходящей по диаметру крышкой и дайте раствору немного остыть.

5. Поместите нитку с кристаллами в раствор, закрепите её так, чтобы она не соприкасалась с дном и стенками. Накройте ёмкость и оставьте на ночь. Утром вы обнаружите в стакане большую гроздь прекрасных кристаллов необычной формы.

Желаем успехов!

15

Просмотров работы: 735

Удивительные кристаллы

Актуальность работы

Кристаллы издавна привлекали внимание людей своей красотой, правильной формой, загадочностью. Это и лёд, и снежинки, и многие драгоценные и полудрагоценные камни, а также другие твёрдые тела, в которых атомы расположены закономерно, образуя кристаллическую решётку.

В данной работе изучается процесс роста кристаллов в домашних условиях. Механизм роста кристаллов прост и сложен одновременно.

Цель

Показать процесс выращивания кристаллов и стадии их формирования.

Задачи:

• Выявить зависимость скорости роста кристаллов от температуры, типа вещества и чистоты растворов.
• Проверить долговечность существования готовых кристаллов и их прочность.

Описание работы

В процессе эксперимента было выращено более 150 кристаллов из 8 веществ: сахара, поваренной соли, лимонной кислоты, медного и железного купороса, алюмокалиевых и хромокалиевых квасцов и кристаллы красной кровяной соли. В работе представлены комбинированные кристаллы (черный кристалл в прозрачном кристалле). Приведен экономический расчет затрат на проект выращивания кристаллов.

Процесс роста кристаллов занял 4 месяца. Разнообразие форм и красочность выращенных кристаллов потрясает воображение.

Результаты

Выращены крупные кристаллы сахара, поваренной соли, медного и железного купороса, алюмокалиевых и хромокалиевых квасцов, красной кровяной соли, лимонной кислоты.

Можно выделить общие признаки роста кристаллов. Чем насыщеннее раствор, тем быстрее вероятность образования кристалла. Чем лучше отфильтрован раствор, тем больше вероятность образования монокристалла, т. к. примеси, оставшиеся в растворе, служат дополнительными центрами кристаллизации. Если раствор охлаждать недостаточно медленно, то это, с большой долей вероятности, приведет к образованию сростка кристаллов. Выращенные кристаллы довольно крепкие.

Оснащение и оборудование, использованное в работе

• Палочки из дерева
• Прозрачные банки
• Леска
• Плотная бумага
• Глубокая посуда

Награды/достижения

Диплом победителя — Межрайонная конференция Московского конкурса исследовательских и проектных работ.

Перспективы развития результатов работы

Тема кристаллов настолько обширна и разнообразна, что в рамках данной работы невозможно осветить все ее аспекты. Автор планирует в дальнейшем продолжить изучение увлекательного процесса роста кристаллов. Можно вырастить кристаллы из сульфата никеля (NiSO₄·7H₂O, никелевый купорос), ацетата меди(II) [Cu(CH₃COO)₂·H₂O, уксуснокислая медь] и других веществ. Кристаллы получаются настолько красочными, что можно устроить музей кристаллов даже в школе.

Выращивание кристаллов в домашних условиях

Зимой мы часто любовались покрытыми инеем деревьями, внимательно рассматривали снежинки во время снегопадов. И на одном из уроков окружающего мира я узнал, что и иней, и снежинки это кристаллы, которые образовываются из паров воды. Мне стало интересно, а из чего ещё могут образовываться такие красивые кристаллы?

Выращивание кристаллов — процесс очень интересный, но бывает достаточно длительным. Полезно знать, какие процессы управляют его ростом; почему разные вещества образуют кристаллы различной формы, а некоторые их вовсе не образуют; что надо сделать, чтобы они получились большими и красивыми.

Если кристаллизация идёт очень медленно, получается один большой кристалл (или монокристалл, например, при выращивании искусственных камней), если быстро — то множество мелких (или поликристалл, например металлы) [4, 5].

Криста́ллы (от греч. κρύσταλλος, первоначально — лёд, в дальнейшем — горный хрусталь, кристалл) — твёрдые тела, в которых атомы расположены закономерно, образуя трёхмерно-периодическую пространственную укладку — кристаллическую решётку.

Различают идеальный и реальный кристалл. Идеальный кристалл является, по сути, математическим объектом, имеющим полную, свойственную ему симметрию, идеализированно ровные гладкие грани. Самые большие кристаллы были обнаружены в Пещере кристаллов в шахтовом комплексе Найка, в мексиканском штате Чиуауа. Некоторые из найденных там кристаллов гипса достигают 15 метров в длину, а в ширину — 1 метр [7].

Кристаллы можно вырастить и в домашних условиях из соли, сахара, кальцинированной соды, медного купороса. Нужно помнить, что — это химические реактивы, поэтому работать с ними детям можно только под наблюдением взрослых! Выращивание кристаллов — процесс занимательный, но требующий бережного и осторожного отношения к своей работе. Теоретически размер кристалла, который можно вырастить в домашних условиях таким способом, неограничен. Известны случаи, когда энтузиасты получали кристаллы такой величины, что поднять их могли только с помощью товарищей [1, 6].

Цель работы:научиться выращивать кристаллы поваренной соли и других веществ в домашних условиях.

Задачи работы:

—        собрать сведения о кристаллах в литературе,

—        подобрать дома доступное оборудование и сырье для выращивания кристаллов,

—        познакомиться с мерами безопасности при проведении экспериментов,

—        вырастить кристаллы поваренной соли, медного купороса, бихромата калия, сульфата кобальта, сульфата хрома (III).

 

Процесс выращивания кристаллов поваренной соли не требует наличия каких-то особых химических препаратов. Кристаллы других солей выращиваются аналогично.

Процесс выращивание кристаллов в домашних условиях можно разделить на основные этапы:

Этап 1: Растворить соль, из которой будет расти кристалл, в подогретой воде (подогреть нужно для того, чтобы соль растворилось немного больше, чем может раствориться при комнатной температуре). Растворяем соль до тех пор, пока будем уверены, что соль уже больше не растворяется (раствор насыщен!). Лучше использовать дистиллированную воду (т. е. не содержащую примесей других солей).

Этап 2: Насыщенный раствор переливаем в другую ёмкость, где можно производить выращивание кристаллов (с учётом того, что он будет увеличиваться). На этом этапе нужно следить, чтобы раствор не особо остывал.

Этап 3: Привязываем на нитку кристаллик соли, нитку привяжем, например, к спичке и положите спичку на края стакана (ёмкости), где налит насыщенный раствор. Кристаллики опустим в насыщенные растворы.

Этап 4: Перенесем ёмкости с насыщенными растворами солей в место, где нет сквозняков, вибрации и сильного света (выращивание кристаллов требует соблюдение этих условий).

Этап 5: Накроем чем-нибудь сверху ёмкости с кристаллами (например бумагой) от попадания пыли и мусора. Оставим растворы на пару дней.

Важно помнить!

1.       Кристаллики нельзя при росте без особой причины вынимать из раствора.

2.      Не допускать попадание мусора в насыщенные раствор, наиболее предпочтительно использовать дистиллированную воду.

3.      Следить за уровнем насыщенного раствора, периодически (раз в неделю или две) обновлять при испарении раствор.

Выводы:

—        кристаллы различных веществ имеют разную форму;

—        на форму кристаллов влияет температура.

 

Литература:

 

1.      Ольгин О., «Опыты без взрывов», М.; «Химия», 1995 г., 192 с.

2.      Здорик Т. Б., «Камень, рождающий металл», М.; «Просвещение», 1984 г., 184 с.

3.      Шаскольская М. П.; «Кристаллы», М.: Наука, 1985 г., 208 с.

4.      Кантор Б. З.; «Минерал рассказывает о себе», М.: Недра, 1985 г., 138 с.

5.      Стёпин Б. Д., Аликберова Л. Ю., «Книга по химии для домашнего чтения», М.: Химия, 1994 г., 400 с.

6.      http://www.kristallikov.net

 

Как вырастить кристалл из соли – весь процесс выращивания в домашних условиях

Из этой статьи вы узнаете о перенасыщенных растворах и о том, как вырастить кристалл из соли. (на фото изображен кристалл квасцов, выращенный по описанной ниже методике).

Шаг 1: Понимание процесса

Что происходит при растворении соли в воде? Добавьте несколько ложек соли в воду, размешайте, пока вся соль не исчезнет. Здесь соль является растворенным веществом, а вода – растворителем. Вместе они образуют раствор. Настает момент, когда он содержит больше растворяемого вещества, чем может принять. Это насыщенный раствор. Когда вещество полностью распалось, вы не сможете его видеть. Но вы можете видеть растворяемое вещество в насыщенном растворе, потому что это вещество перестает растворяться.

Перейдя по ссылке ниже, вы увидите график зависимости растворимости конкретного вещества от температуры. Мы будем использовать эту зависимость для создания кристаллов.

ссылка

Шаг 2: Необходимые материалы

Для эксперимента по выращиванию кристаллов в домашних условиях вам понадобятся:

• Пара перчаток (рекомендуется надевать при работе с бурой).
• Бура. Можно использовать квасцы, сульфат магния и любую другую соль, растворимую в воде.
• Цилиндрический пластиковый контейнер, желательно прозрачный.
• Пищевой краситель (не обязательно).
• Вода и сосуд, в котором можно кипятить воду.
• Линейка (подойдет и любая палочка), нитка и ножницы.
• Сито (не обязательно).

Шаг 3: Готовим растворитель

Заполните пластиковый контейнер на 3/4 водой. Перелейте эту воду в сосуд для кипячения. Доведите воду до кипения.

На данном этапе мы нагреваем растворитель, чтобы увеличить растворимость в нем соли, то есть создаем перенасыщенный раствор, в котором растворяется больше соли, чем при комнатной температуре.

Шаг 4: Добавляем растворяемое вещество

При работе с агрессивными или опасными солями нужно пользоваться резиновыми перчатками!

Ложкой постепенно добавляйте соль в кипящую воду. После того, как вода закипела, не выключайте огонь: пусть раствор кипит. Добавляя соль, постоянно помешивайте раствор.

Наступит момент, когда вы не сможете больше растворить соль в воде. На этой стадии раствор достиг насыщения при повышенной температуре, но находится в состоянии перенасыщения по отношению к комнатной температуре.

Выключите огонь. Добавьте в раствор небольшую щепотку пищевого красителя.

После этого, перелейте раствор обратно в пластиковый стакан через сито, чтобы избавиться от нерастворенной соли.

Шаг 5: Делаем основу

Выполнив предыдущие шаги, возьмите кусок нити подходящей длины и привяжите его к линейке (палочке), как показано на рисунке. Погрузите нить в раствор как можно глубже, а линейку, с привязанным концом нити, положите на стакан. Нить не должна касаться стенок или дна стакана.

После этого поставьте стакан в спокойное место на ночь. Под спокойным местом подразумевается отсутствие вибрации.

Нить будет являться основой (так сказать, ядром), на которой будут образовываться солевые кристаллы. Это похоже на процесс образования перистых облаков за счет присутствия частиц пыли в атмосфере.

Шаг 6: Плоды труда

Через некоторое время вы заметите, что вокруг нити вырос кристалл! Волшебный кристалл! Отвяжите конец нити от линейки и обрежьте лишнее. Добавьте вновь созданный кристалл в свою хрустальную коллекцию!

При снижении температуры раствора, снижается его растворимость. Получается, что соли, которая растворялась в растворителе при более высокой температуре, теперь некуда деваться, т.к. растворимость уменьшилась. По этой причине соль кристаллизуется из раствора вокруг нити (как облака). Это постепенный и медленный процесс, поэтому не рекомендуется ставить раствор в холодильник для охлаждения, а лучше его оставить при комнатной температуре. Кроме того, нужно избегать вибрации или ударов, т.к. это нарушит процесс выращивания кристаллов из поваренной соли. Чем меньше вибрация, тем большего размера кристаллы получаются.

Теперь вы знаете как сделать кристалл из соли дома своими руками. Добавьте в раствор красного красителя, а вместо нити используйте оловянную проволоку, изогнутую в виде сердца. Вы получите красный соляной кристалл в форме сердца! Подарите его своей девушке или маме!

Кристаллы — способы и условия выращивания

Тема: Кристаллы-способы и условия выращивания.

Цель исследования:вырастить кристаллы разнообразных веществ из растворов и исследовать влияние различных факторов на выращивание кристаллов в домашних условиях.

Гипотеза: мы предполагаем, что вырастить кристаллы в домашних условиях возможно.

Задачи:

1. познакомиться со способами выращивания кристаллов.

2. освоить методику выращивания.

3. провести наблюдения над процессом выращивания кристаллов.

4. подвести итоги проделанной работы.

5. создать наглядное пособие для младшего поколения.

Актуальность:этой работы состоит в том, что бы вырастить интересные и необычные формы кристаллов. Получить знания и умения в ходе проекта. Многие думают, что кристаллы – это красивые редко встречающиеся камни. Однако кристалл – совсем не музейная редкость. Кристаллы окружают нас повсюду – лед, снег, многие драгоценные и полудрагоценные камни, а также твёрдые тела в которых атомы расположены закономерно, образуя кристаллическую решётку. Интересс к кристаллам проявлял даже такой известный учёный, какМ.В. Ломоносов. Вот и наш интерес состоит в том, что бы вырастить интересные и необычные формы кристаллов. Привлечь к этой работе детей и взрослых. Продолжать выращивать кристаллы разных форм и создавать собственную коллекцию.

Введение.

Эта тема заинтересовала нас ещё в 8классе когда мы проходили кристаллизацию. Тогда нам стало интересно, как и при каких условиях растут кристаллы, и можно ли встретить кристаллы в природе. Кристаллы окружают нас повсюду. Многие из самых обычных веществ вокруг представляют из себя кристаллы.

История происхождения слова «кристалл»

Слово «кристаллос» в переводе с греческого первоначально означало «лёд», а в дальнейшем «горный хрусталь». Удивительное сходство кристаллов льда и горного хрусталя было подмечено уже давно. В древности и в средние века думали, что кристаллы горного хрусталя и кристаллы льда – одно и то же, только лёд замерзает у нас на глазах, а горный хрусталь – лишь при особенно сильном морозе. Предполагали, что лёд становится хрусталём через тысячу лет, а хрусталь становится алмазом через тысячу веков. Но словом «кристалл» называют не только кристаллы замерзшей воды. Почти все камни, горные породы состоят из кристаллов. Соль, сахар и многое другое вокруг нас – это все кристаллические вещества. Самые красивые среди кристаллов – драгоценные камни. В древности кристаллам приписывали всякие необыкновенные свойства. Считали, например, что кристалл аметиста навевает счастливые сны, изумруд спасает мореплавателей от бурь, сапфир помогает при укусах скорпионов, алмаз бережёт от болезней, топаз приносит счастье в ноябре, гранат – в январе и т. д. Человека, укушенного змеёй, заставляли съесть толчёный изумруд. Древние инки поклонялись как божеству большому кристаллу зелёного изумруда.

Разнообразие кристаллов

  Кристаллы, которые залегают глубоко в земле, являются бесконечно разнообразными. Их часто называют «цветами мира камней». Размеры таких природных кристаллов достигают подчас человеческого роста. Встречаются также очень тонкие кристаллы, толщина которых меньше чем у листка бумаги. Но бывают и огромные пласты, толщина которых достигает нескольких метров. Бывают кристаллы маленькие, узкие и острые как иголки, но также могут быть громадной формы, на подобии величественных колонн. Иногда образуются дендриты — это кристаллы, похожие на веточки дерева; очень хрупкие, но очень красивые. Многие кристаллы идеально чисты и прозрачны, как вода. Недаром постоянно можно слышать выражения: «прозрачный, как кристалл», «кристально чистый». Некоторые минералы образуют кристаллы, которые разглядеть можно только с помощью микроскопа.  

Применение кристаллов  

                                           

             Применения кристаллов в науке и технике так многочисленны и разнообразны, что их трудно перечислить. Поэтому ограничусь несколькими примерами. Например, каменная соль давно и навечно вошла в жизнь человека. Мы называем ее в быту просто солью, в технике —  поваренной, или пищевой, солью. Ни с чем несравнимый вкус соли человек оценил давно. В древности страны, куда ее завозили, платили цену, равную золоту: за килограмм соли – килограмм золотого песка.

Природные кристаллы всегда возбуждали любопытство у людей. Их цвет, блеск и форма затрагивали человеческое чувство прекрасного, и люди украшали ими себя и жилище.    

Самый твердый и самый редкий из природных минералов — алмаз. Сегодня алмаз в первую очередь камень-работник, а не камень-украшение. Благодаря своей исключительной твердости алмаз играет громадную роль в технике. Алмазными пилами распиливают камни. Вся часовая промышленность работает на искусственных рубинах. Кристалл кварца используется в телефонных трубках. А самая красивая, самая чудесная разновидность кварца — это и есть горный хрусталь т. е. прозрачные кристаллы кварца. Поэтому из прозрачного кварца делают линзы, призмы и др. детали оптических приборов.

Как образуются сталактиты? Со сводов пещер капает жесткая вода. Это и преобразованные в каменных породах осадки, которые просочились с поверхности земли сквозь «крышу», и собственный пещерный конденсат. На поверхности камня проходит обратная реакция. Растворенный в воде гидрокарбонат кальция снова превращается в карбонат, отдавая углекислый газ. В быту подобный процесс ведёт к появлению налёта на ванных, накипи в кастрюлях и радиаторах. Вначале на скале появляется колечко, затем растущая трубочка. Пока отверстие не засорилось, вода капает из него, и постепенно вырастает острая прямая каменная сосулька — сталактит. Если водоток хороший, если нет соседних каплей, сталактит будет одиночным и может вырасти большим. Там, где столетиями идёт постоянный дождик, нарастает целый лес сталактитов, обычно разной длины и толщины, иногда и разной окраски. Если капель совсем мелкая, могут появиться густые заросли «соломки» длиной более метра и толщиной в несколько миллиметров, прозрачной, сияющей в свете фонаря, словно изысканная подземная люстра.

Скорость роста пещерных сталактитов бывает очень разной. Это зависит от количества и состава стекающей с «потолка» воды, от температуры и влажности воздуха в пещере. Трудно даже говорить о каких-то средних величинах. В одних пещерах метровые сталактиты вырастают за тысячу лет, в других — за пять тысяч лет. Но в любом случае обломанная «каменная сосулька» — невосполнимый ущерб природе.

Что влияет на скорость роста кристаллов

При медленном охлаждении скорость роста кристалловопережает рост центров кристаллообразования, что более благоприятно для процесса улавливания и уменьшения уноса. Мягкие условия охлаждения могут быть обеспечены, во-первых, оптимальным температурным режимом в конденсаторах системыулавливания и, во-вторых, использованием для этих целей соответствующего теплоносителя. В качестве теплоносителя для создания мягких условий охлаждения рекомендуется воздух, так как теплообмен между газами обеспечивается при низких коэффициентах теплопередачи.
 Если кристалл получен удовлетворительный, то в раствор можно вводить новуюзатравку, ориентируясь на тот же режим роста. Однако трудно рассчитывать на успех первой постановки. Возможно, потребуется заново определить скорость рециркуляции в зависимости от теплообмена в конденсаторе. Заметим, что измерение скоростейконденсации во время опыта не приводит к срыву процесса.

 Другая интересная проблема, касающаяся роста кристаллов, в особенности больших, состоит в том, необходима ли для образования двухмерных центров кристаллизации на совершенной кристаллической грани более высокая степень перенасыщения, чем для роста неполностью укомплектованной грани. Еще в 1878 г. Гиббс предположил, что рост кристалла происходит посредством образования на кристаллической грани центров кристаллизации в виде однослойных островков, которые затем быстро растут до границ грани.

После не большого количества прочитанной литературы мы решили вырастить кристаллы самостоятельно. Для выращивания мы использовали разные способы. С учетом времени и разности температур. Способов существует огромное разнообразие, но мы поговорим о некоторых.

1. Медленный способ.

Основной метод выращивания в домашних условиях, на предприятии используется намного реже.

Готовится насыщенный раствор в выбранном растворителе. Для этого вещество должно хорошо или среднерастворимо в веществе. Вещество порциями и с длительным помешиванием добавляется в раствор пока тот не станет насыщенным. Затем в раствор помещается затравка. Она привязывается на нить, ставится на подставку либо просто кладется на дно сосуда.

Сосуд оставляют с открытым горлом на долгое время. Испарение растворителя увеличивает концентрацию вещества в растворе, а т.к. она уже является предельной то получающийся избыток оседает на кристалле, вызывая его рост.

Условия.

1. Охладили насыщенный раствор.
Понижали температуру растворимости большинства веществ уменьшалось, и они, как говорится, выпадают в осадок. Сначала в растворе и на стенках сосуда появляются крошечные кристаллы-зародыши. Охлаждали медленно, а в растворе не появлялись твёрдых примесей (скажем, пыли), зародышей образовалась немного, и постепенно они превращались в красивые кристаллы правильной формы. При быстром охлаждении центров кристаллизации возникали много, сам процесс идёт активнее, и правильных кристаллов при этом не получалось.
2. Постепенноеудаляли воду из насыщенного раствора
Медленноудаляли воду, тем лучше получались кристаллы. Мы оставили открытый сосуд с раствором при комнатной температуре на длительный срок — вода при этом испарялась медленно при этом мы положили лист бумаги. Растущий кристалл подвесили в насыщенном растворе на тонкой прочной нитке. В последнем случае мы поворачивали кристалл на другой бок. И  по мере испарения воды  подливали в сосуд  свежий раствор.
3. Мы быстро удаляли воду из насыщенного раствора.

И при этом кристаллы становились правильной формы, с острыми гранями, но мелкими. Потому что раствор находился в широком сосуде.

Для выращивания мы использовали разные способы. С учетом времени и разность температур. Способов существует огромное разнообразие, но мы поговорим о некоторых.

I. Хорошо и среднерастворимые вещества.

1. Медленное испарение растворителя.

Основной метод выращивания в домашних условиях, на предприятии используется намного реже.

Готовится насыщенный раствор в выбранном растворителе. Для этого вещество должно хорошо или среднерастворимо в веществе. Вещество порциями и с длительным помешиванием добавляется в раствор пока тот не станет насыщенным. Затем в раствор помещается затравка. Она привязывается на нить, ставится на подставку либо просто кладется на дно сосуда.

Сосуд оставляют с открытым горлом на долгое время. Испарение растворителя увеличивает концентрацию вещества в растворе, а т. к. она уже является предельной то получающийся избыток оседает на кристалле, вызывая его рост.

2. Медленное остывание раствора.

Методика близка к первой. Готовится горячий насыщенный раствор, в него помещается затравка.

Раствор в сосуде начинает медленно охлаждаться.

В результате уменьшения температуры граница насыщенности медленно понижается и все большее количество вещества остается в избытке.

Оно оседает на затравку и приводит к росту кристалла.

3. Температурный градиент.

Готовится насыщенный раствор в достаточно длинной емкости. В верхней половине емкости помещается затравка. На дно помещается дополнительная порция вещества. Сосуд ставится на источник тепла – термостат, нагреватель, батарею. Температура не должна быть высокой, отличия между температурой между верхом и низа емкости должно быть всего в несколько градусов. Сосуд может быть герметичным, хотя желательно просто накрыть его крышкой попадания пыли. В результате нижний слой нагревается, предел растворимости повышается, растворяется часть порции вещества со дна емкости. Этот более теплый слой, благодаря конвенции, медленно подымается вверх по емкости. Во время движения происходит постепенное охлаждение. Поэтому при достижении верха емкости слой становится перенасыщенным. Достигая затравки происходит осаждения вещества на ней, кристалл растет. Метод позволяет получать крупные и достаточно прозрачные кристаллы, но в домашних условиях не так прост в реализации.

II. Малорастворимые вещества

1. Рост с одновременным получением

Используются две емкости, соединенные трубкой.

В трубке находится полупроницаемая мембрана либо специальный гель.

В емкости по отдельности заливаются растворы, содержащие реагенты для получения вещества. Для солей это раствор, содержащий нужный катион (ион металла), а в другую — содержащий нужный анион (кислотный остаток).

Во время обычной реакции растворы реагируют быстро и по всему объему, получающиеся вещества практически не образуют кристаллов (либо образуют, но микроскопических размеров).

Гель или мембрана приводят к локализации реакции и её сильному замедлению, поэтому образуются отдельные крупные (все относительно, обычно их размер всего в пару миллиметров) кристаллы.

Большая температура обычно увеличивает скорость реакции, но кристаллы растут более мелкими.

Используется редко, т.к. выход метода низок, и установка требует большого внимания.

2. Гидротермальный метод

Представляет собой тот же самый метод температурного градиента, с той лишь разницей, что вещество растворяется в растворителе при больших температурах и давлении. В таких условиях малорастворимые вещества становятся хорошо растворимыми, что позволяет намного проще обходиться с ними.

В домашних условиях не реализуем из-за трудности воспроизведения нужных условий. Однако в промышленности используется достаточно широко, именно этим методом выращивают кристаллы кварца и синтетического рубина.

2. Метод Чохральского

Очень широко используется в промышленности для выращивания кристаллов металлов и полупроводников.

Используется термоустойчивый тигель с расплавленным веществом (и обычно в инертной атмосфере).

На поверхность расплава опускается затравочный кристалл или стержень с системой охлаждения, который затем немного поднимается над расплавом. Расплав, благодаря силам поверхностного натяжения, оказывается соединен со стержнем тонкой областью. На границе касания, внутри этой области, начинается кристаллизация, причем силы поверхностного натяжения ориентируют возникающий кристалл в направлении стержня. Медленное вытягивание стержня из раствора приводит к подниманию части выросшего кристалла, все так же соединенного с раствором. На новой границе касания продолжается направленный рост кристалла.

Данный метод позволяет легко получить однородные кристаллы тугоплавких веществ с заданными свойствами.

Существует большое количество модификаций метода, предлагающих разное направление вытягивания, использование флюсов и особых системы охлаждения, но их различия не существенны и важны только для промышленности.

3. Метод химического транспорта

Широко используется в промышленности для получения чистых кристаллов простых веществ.

Нагретое вещество под действием другого превращается в летучее или легкоплавкое соединение. На месте кристаллизации под действием сильного нагрева, разрядов тока или другого способа происходит разложение соединения на исходные вещества, одно из которых кристаллизуется на затравке или предмете, а другое переносится в начало для дальнейшего переноса.

Обычно в качестве транспорта используются газообразные галогены. Тогда метод называют методом газового транспорта

4. Метод паровой фазы

Близок к предыдущему методу, но используются два летучих соединения, которые реагируют в обрасти возле затравки, образуя необходимое вещество.

5. Электролитический метод

Используется для получения кристаллов простых металлов и их сплавов.

Требуется раствор или расплав соли металла, электроды и источник тока.

Электроды погружаются в раствор, на них подается постоянный ток. На одном их электродов восстанавливается металл в виде дендритов или полусфер, на другом окисляется анион кислотного остатка.

Форма, плотность и скорость роста этих дендритов зависит от величины силы тока, самой используемой соли, наличия различных примесей и некоторых других параметров.

6. Электрохимический метод

Используется для получения относительно чистых кристаллов простых металлов.

Требуется раствор соли металла и второй металл, стоящий левее в ряду напряжений.

Второй металл опускается в раствор соли первого и химически вытесняет его, в результате чего первый вырастает в виде дендритов, корки или рыхлого покрытия на втором.

Обычно такой метод напрямую не дает сколько-нибудь крупных кристаллов, однако использование металлов, расположенных рядом в ряду напряжений, использование ингибиторов реакции либо физическое ограничение поступления раствора к металлу приводит к росту достаточно крупных образований.

Форма таких кристаллов не контролируется

Наш эксперимент.

Мы взяли поваренную соль, сахар и медный купорос.

И сделали из них насыщенный раствор.

После поставили на сутки прикрыв их от пыли.

По истечению суток на дне емкостей образовалось много маленьких кристалликов,которые мы и использовали для создания кристаллов.

Мы выбрали кристаллик наиболее правильной формы и далеко не самый большой из имеющихся, но его форма нам понравилась больше всего. Чем правильнее будет форма затравки, тем правильнее в дальнейшем будет форма кристалла. Чтобы были более понятны размеры затравки. Теперь нужно к затравке привязать нитку. Мы привязали самые крупные из кристалликов соли, сахара и медного купороса, и подвесили их на нитке по середине раствора.

Мы продели через крышку емкости и закрепили на обратной стороне. Мы закрепили так, чтобы в любой момент была возможность отрегулировать высоту подвеса. К примеру, мы с обратной стороны намотали излишек нитки на спичку.

Раствор мы готовили по рецептам научной литературы : взяв емкости мы наполнили их водой после начали растворять вещества отдельно друг от друга в теплой воде, при повышенной температуре увеличивается растворимость солей. После долгого размешивания они перестали растворятся и мы процедили раствор от остатков через специальную фильтрованную бумагу.После того как профильтровали, в раствор нужно кинуть несколько кристалликов соли – на них и начнут образовываться затравки.

Практическая часть

После первого дня изменений не наблюдалось, а по истечению пяти дней были замечены значительные изменения.

На затравке наросли еще больше маленьких кристалликов. Через месяц уже можно было увидеть крупные кристаллы, разных форм и оттенков. Кристалл медного купороса выращивался дольше всех.

Самые большие кристаллы, выращенные нами.

Вырастив кристалл до определенного размера, обрезаем ниточку и промакиваем салфетками. Дело в том, что если оставить кристалл как есть, он довольно скоро разрушится.Самый лучший вариант, это покрыть его прозрачным лаком.

И в результате у нас получилась большая коллекция разнообразных кристаллов. Отличающихся размерами, цветами, формами и составами.

Вывод:Мы обнаружили в ходе исследования что на рост кристаллов влияют различные факторы: природа вещества, температура раствора, скорость его охлаждения, регулярная смена маточного раствора.

Мы использовали быстрый и длительный вариант нашего опыта. При быстром опыте мы потратили несколько дней. При быстром способе не получались большие красивые кристаллы. А длительный способ — мы потратили около месяца. Зато получились красивые, крупные кристаллы.

Сравнительные результаты

Выращивание кристаллов морской соли

  Через 10 суток после начала опыта мы заметил, что кристалл начал расти. На нитке появился налет, больше похожий на осадок или пыль. Маленькие кристаллики начали формироваться на пятый день. Через 30 дней мы вынули его из раствора, обсушили бумажной салфеткой и покрыли кристалл бесцветным лаком. Кроме этого, в процессе работы мы заметили, что:1) морская соль плохо растворяется и в холодной и в горячей воде; 2) раствор приобретает цвет соли, которую мы взяли, а кристалл нет. Вывод: для выращивания кристалла морской соли нужно длительное время.

Выращивание кристалла медного купороса

В ывод: через трое суток после начала опыта на нитке появился кристалл медного купороса. Через месяц, когда кристалл вырос достаточно большим, мы вынули его из раствора, обсушили бумажной салфеткой и покрыли кристалл бесцветным лаком, чтобы предохранить от разрушения на воздухе

Выращивание кристалла из сахара

Е щё мы вырастили кристалл сахара. Вывод: Кристалл соли растет быстрее, а кристалл сахара с трудом удалось вырастить только за 3 недели. Одиночного кристалла не получилось, но осадочные кристаллы на дне банки достаточно большие.

Выращивание кристаллов поваренной соли.

Ч тобы вырастить кристаллы соли, мы налил в стакан горячей воды и стали сыпать в воду соль по 1 чайной ложке, помешивая, чтобы соль быстрее растворялась. Добавляли соль в воду до тех пор, пока она не перестала растворяться. Когда заметили, что соль больше не растворяется, раствор процедили через фильтр (воспользовались салфеткой). Процеживать раствор обязательно, потому что соринки могут помешать росту красивых кристаллов.  Поставили раствор охлаждаться. Чем медленнее он будет остывать, тем крупнее должны получиться кристаллы. Маленькие кристаллы поваренной соли начали расти через три дня на дне банки. На 10-й день появились маленькие кристаллы на нитке. Вывод: из раствора соли кристаллы в домашних условиях начинают расти быстрее, чем из других веществ. 

Кристаллы разной формы можно получить, меняя температуру, величину кристаллов – зародышей, размеры сосуда, создавая тем самым оптимальные для роста условия. 

Результатом нашего эксперимента стала большая

коллекция кристаллов.

После этого мы со своей коллекцией кристаллов провели экскурсию по младшим и старшим классам и им было очень интересно узнать историю их создания.

Мы рассказали как можно в домашних условиях из безопасных веществ (повареной соли, сахара и соли для ванн) вырастить кристаллы не обычной формы и размера.

После этого мы устроили конкурс «Креативное название», провели мониторинг и выбрали самые оригинальные названия.

Вывод:

В основном наша гипотеза подтвердилась, кристаллы можно получить в домашних условиях, для этого нужно знать способы их выращивания и необходимость соблюдать технику безопасности при работе с веществами.В ходе работы мы сделали выводы:

1.Кристаллы можно вырастить в домашних условиях.

2.Кристаллы растут в насыщенном растворе.

3.С понижением температуры в растворе и на стенках сосуда появляются крошечные кристаллы, которые со временем растут.

4.Когда охлаждение медленное, кристаллы превращаются в красивые кристаллы правильной формы.

5.При быстром охлаждении — правильных кристаллов не получится, ведь множество быстрорастущих кристалликов мешают друг другу.

6.Рост кристалла начинается, когда в растворе есть центр кристаллизации.

7.Чтобы вырастить один большой кристалл, в насыщенный раствор надо подвесить на нити небольшой кристалл- «затравку».

8 .Кристаллы можно выращивать разного цвета и размера.

10.Чтобы предохранить кристалл от разрушения, можно покрыть его бесцветным лаком.

Заключение:

Процесс выращивания кристаллов в домашних условиях — это очень интересное и увлекательное занятие. Работа по выращиванию расширяет кругозор.

Полученные кристаллы можно использовать на уроках познания мира как наглядное пособие, можно применять для украшения интерьера помещений, для создания разнообразных декоративных композиций и панно. Выращенные кристаллы в виде разнообразных цветов, фигурок, веточек можно использовать для изготовления сувениров и подарков для друзей и знакомых.

Над данной коллекцией мы работали летом, но и сейчас мы не останавливаемся НА ДОСТИГНУТОМ.

В настоящее время продолжаем выращивать кристаллы в виде новогодних игрушек, леденцы на палочке из сахара разной цветовой гаммы.

Список литературы:

1. Шаскольская М. П.. Кристаллы. Наука, 1985 г.

2. Материалы Интернета.

3. Энциклопедический словарь

4. «Рассказы о самоцветах»Детгиз 1957г.

5.Энциклопедия для любознательных «Что, зачем и почему?»

М. Махаон 2012 г.

6.Соболевский В.И. Замечательные минералы: Кн. для учащихся.

Просвещение, 1983 г.

 7. Ольгин О., «Опыты без взрывов», «Химия», 1995 г.    

8.   Здорик Т. Б. «Камень, рождающий металл», «Просвещение», 1984 г.

 9.  Кантор Б. З.«Минерал рассказывает о себе», Недра, 1985 г.

10.  Стёпин Б. Д. Аликберова Л. Ю., «Книга по химии для домашнего

чтения», Химия, 1994 г.

Как вырастить искусственный кристалл в домашних условиях

Искусственные камни давно завоевали популярность в ювелирных изделиях. Ведь для ювелира ценность камня определяется не только его дефицитом в природе. Важную роль играет целый ряд других характеристик:

• цвет;
• светопреломление;
• прочность;
• вес в каратах;
• размер и форма граней и др.

Самый дорогой искусственный драгоценный камень Фианит (синонимы: даймонсквай, джевалит, кубик циркония, шелби). Его цена невелика – менее 10$ за 1 карат (это 0,2 грамма). Но стоит отметить, что с увеличением каратов цена растет экспоненциально. Например, алмаз в 10 карат стоит в 100 раз дороже алмаза 1 карат.

Искусственные кристаллы ювелирных камней можно вырастить в домашних условиях. Большинство подобных экспериментов не нуждаются в специальной подготовке, вам не понадобится обустраивать химическую лабораторию и даже приобретать специальные реактивы.

Для приобретения опыта выращивания кристаллов начинайте с малого. Мы поделимся техникой выращивания красивых кристаллов из всего, что вы можете найти фактически на собственной кухне. Вам вообще не понадобится дополнительный инвентарь, ведь все необходимое точно стоит на полках. Так же рассмотрим технологию выращивания искусственных рубинов в домашних условиях!

Как вырастить кристаллы рубинов синтетически?

Выращивание кристаллов рубина может даже стать вариантом домашнего бизнеса. Ведь красивые синтетические камни уже сегодня пользуются большим спросом среди покупателей, поэтому в случае успешной реализации проекта могут принести вам неплохую прибыль. Синтетически выращенные камни используются ювелирами, а также имеют широкое применение в технике.

Кристаллы рубина можно выращивать по стандартной методике, подобрав правильные соли. Но это будет не столь эффективно, как в случае с солью или сахаром, при этом намного дольше по длительности является процесс роста. Да и качество будет сомнительное. Ведь натуральный рубин по шкале твердости Моосу уступает только Алмазу занимая почетное 9-е место. Естественно, если речь идет о бизнесе, в большинстве случаев используют другой способ, разработанный более 100 лет назад во Франции.

Вам потребуется специальный аппарат, имеющий название по имени изобретателя данного способа, т. е. аппарат Вернейля. С его помощью можно выращивать кристаллы рубина, размером до 20-30 карат всего за несколько часов.

Хотя технология остается примерно такой же. Соль двуокиси алюминия с примесью оксида хрома помещают в накопитель кислородно-водородной горелки. Расплавляем смесь, наблюдая, как фактически «на глазах» вырастает рубин.

В зависимости от состава выбранной вами соли вы можете регулировать цвет кристаллов, получая искусственные изумруды, топазы и абсолютно прозрачные камни.

Работа с аппаратом потребует от вас внимания и некоторого опыта, но зато в дальнейшем вы получите возможность выращивать кристаллы, которые завораживают своей красотой, прозрачностью и игрой цвета. В дальнейшем такие шедевры хорошо подаются огранке и шлифовке, соответственно, могут применяться по назначению.

Стоит отметить, что искусственно выращенные кристаллы не являются драгоценными камнями, поэтому, даже если вы решите заняться предпринимательской деятельностью по их выращиванию, это не потребует от вас дополнительного лицензирования.

Конструкция аппарата несложна, ее легко можно сделать самостоятельно. Но на просторах Интернета уже достаточно умельцев, предлагающих чертежи оригинальной установки, а также ее усовершенствованные варианты.

Набор для выращивания кристаллов рубина в домашних условиях

Сам принцип технологии производства рубинов достаточно прост и схематически изображен ниже на рисунке:

В воронку засыпается порошок с примесью Al2O3 с примесью Cr2O3. Ниже подается пламя кислородно-водородной горелки. Расплавленные частицы порошка образуют слои растущего кристалла «Рубина». Подставка, поддерживающая кристалл, постепенно опускается вниз со скоростью роста рубина.

Понимая принцип действия, любое устройство уже не кажется таким сложным. Один из образцов чертежей аппарата Вернейля:

По данной технологии можно так же выращивать и другие дорогие искусственные камни, такие как «Голубой Топаз» и т.п.

Выращивание кристаллов из соли в домашних условиях

Самый простой и доступный эксперимент, который вы можете провести – создать красивые солевые кристаллы. Для этого вам понадобится несколько предметов:

1. Обычная каменная соль.
2. Вода. Важно, чтобы сама вода содержала как можно меньше собственных солей, а лучше дистиллированная.
3. Емкость, в которой будет проводиться опыт (сгодится любая банка, стакан, кастрюля).

Наливаем в емкость теплую воду (ее температура составляет около 50°С). Добавляем в воду кухонную соль и размешиваем. После растворения добавляем снова. Повторяем процедуру до тех пор, пока соль не перестанет растворяться, оседая на дно сосуда. Это говорит о том, что солевой раствор стал насыщенным, что нам и было нужно. Важно, чтобы во время приготовления раствора его температура оставалась постоянной, не остывала, так мы сможем создать более насыщенный раствор.

Насыщенный раствор переливаем в чистую банку, отделяя от осадка. Выбираем отдельный кристалл соли, а потом помещаем его в емкость (можно подвесить на нитке). Эксперимент выполнен. Через несколько дней вы сможете увидеть, как увеличился в размерах ваш кристалл.

Выращивание кристаллов из сахара в домашних условиях

Технология получения сахарных кристалликов аналогична предыдущему способу. Можно опустить ватный жгут в раствор, тогда сахарные кристаллы будут нарастать на нем. Если процесс роста кристаллов стал медленнее, значит уменьшилась концентрация сахара в растворе. Добавьте в него снова сахарного песка, тогда процесс возобновится.

На заметку: если добавить в раствор пищевого красителя, то и кристаллы станут разноцветными.

Можно выращивать сахарные кристаллики на палочках. Для этого вам потребуется:

• уже готовый сахарный сироп, приготовленный аналогично солевому насыщенному раствору;
• деревянные палочки;
• немного сахарного песка;
• пищевые красители (если хотите разноцветных леденцов).

Все происходит очень просто. Деревянную палочку обмакиваете в сиропе и обваливаете в сахарном песке. Чем больше крупинок прилипнет, тем красивее получится результат. Дайте палочкам, как следует высохнуть, а затем переходите попросту ко второй фазе.

Насыщенный горячий сахарный сироп выливаем в стакан, туда же помещаем заготовленную палочку. Если вы готовите разноцветные кристаллы, то в горячий готовый сироп добавьте пищевой краситель.

Следите, чтобы палочка не касалась стенок и дна, иначе результат будет некрасивым. Можно зафиксировать палочку с помощью листа бумаги, надев его сверху. Бумага послужит еще и крышкой для емкости, которая не позволит никаким посторонним частицам попасть в ваш раствор.

Примерно через неделю вы получите прекрасные сахарные леденцы на палочках. Ими можно украсить любое чаепитие, приведя в полный восторг не только детей, но и взрослых!

Выращивание кристаллов из медного купороса в домашних условиях

Кристаллы из медного купороса получаются интересной формы, при этом имеют насыщенный синий цвет. Стоит помнить, что медный купорос является химически активным соединением, поэтому кристаллы из него не следует пробовать на вкус, а при работе с материалом нужно проявлять осторожность. По этой же причине в данном случае подойдет только дистиллированная вода. Важно, чтобы она была химически нейтральной. Будьте внимательны и осторожны при обращении с медным купоросом.

При этом выращивание кристаллов из купороса происходит фактически по той же схеме, что и предыдущие случаи.

Помещая основной кристалл для выращивания в раствор, нужно проследить, чтобы он не соприкасался со стенками посуды. И не забывайте следить за насыщенностью раствора.

Если вы поместили свой кристалл на дне посудины, то стоит смотреть, чтобы он не касался других кристалликов. В этом случае произойдет их срастание, а вместо одного красивого крупного образца у вас получится масса невнятной формы.

Полезный совет! Вы можете самостоятельно регулировать размер граней своего кристалла. Если вы хотите, чтобы некоторые из них росли медленнее, их можно смазать вазелином или жиром. А для сохранности небесно-синего красавца можно обработать грани прозрачным лаком.

Интересные факты о драгоценных камнях!

Существует 3 весовые категории бриллиантов:

1. Мелкий. Масса 0,29 карата
2. Средний. Масса от 0,3 до 0,99 карата
3. Крупный. Бриллианты весом более 1 карата.

К популярным аукционам допускают камни массой от 6 карат. Камням с массой более 25 карат присваивают собственные имена. Например: «Винстон» бриллиант (62,05 карат) или «Де Бирс» (234,5 карат) и др.

Выращивание кристаллов возможно не только в химической лаборатории, но и дома. Это интересное и увлекательное занятие, которое наверняка вызовет азарт не только у ребенка, но и у взрослого. Наблюдать за образованием и постепенным разрастанием кристаллической массы очень занятно, тем более, что для этого не нужны дорогостоящие вещества или особые навыки.

В том, как вырастить кристалл дома, поможет обыкновенная поваренная соль. Причем, нужна не «Экстра», а каменная. Не стоит применять йодированный продукт, поскольку он практически не кристаллизируется. Также для этой цели может использоваться сахар, сода или медный купорос. Если хочется получить цветной камешек, следует окрасить продукт марганцем или любым бытовым красителем.

Искусственный кристаллик можно использовать в качестве украшения интерьера, для ребенка это отличная возможность сделать красивую вещицу своими руками. Именно потому интерес к созданию подобных элементов в последнее время все более и более возрастает.

Как вырастить кристалл в домашних условиях

Проще всего купить в магазине специальный набор для выращивания кристаллов. Он может продаваться в детском супермаркете или в специализированном месте, где торгуют школьными пособиями и всем, что нужно для учебного процесса.

Как вариант, кристалл можно получить из доступных порошкообразных продуктов вроде соли с сахаром и соды. Все необходимое следует подготовить заранее, чтобы максимально упростить процесс искусственного зарождения монолита. Запаситесь терпением, поскольку на образование полноценного камня уйдет не меньше месяца, а иногда и более того. Чем дольше вы будете выжидать, тем массивнее и красивее получится ваше творение.

Чтобы вырастить кристалл, понадобятся:

• Емкость (подобие инкубатора) такого объема, который сможет вместить будущий камень. Ее материал не должен окисляться или окрашиваться от контакта с разными веществами. Лучше всего подойдет глубокая стеклянная посудина, поскольку она прозрачная и позволит наблюдать за процессом. Если такой нет, можно взять керамическое изделие. Пластик, металл и другие материалы не подходят.
• Деревянная или стеклянная палка для перемешивания раствора (как и посудина, она не должна окисляться).
• Бумага (плотные салфетки или специальные фильтровальные листы).
• Основа будущего камня (соль, сахар, сода, либо медный купорос).

Если решено растить цветной кристаллик, не обойтись также без красителя.

Технически алгоритм создания искусственных камней почти не зависит от того, из чего они производятся. Но очень важно четко соблюдать последовательность действий, иначе даже через месяц или два желаемого результата вы не дождетесь.

Пошаговый алгоритм выращивания кристалла из продуктов

Чтобы превратить соль или сахар в единый монолит, нужны следующие манипуляции:

1. Продукт растворяется в кипятке, чтобы получился концентрированный раствор (чем он сильнее, тем массивнее будет кристалл).
2. Основа будущего кристалла (сахар или соль) аккуратно промывается под проточной водой и затем помещается в остывший раствор. При мытье важно не раскрошить кусок продукта.
3. На сутки емкость с веществами плотно закрывается крышкой.
4. Посудина с основой кристаллика и раствором открывается и оставляется на 4-5 недель, за это время камень достигнет достаточных размеров.

Как только верхушка кристалла станет выглядывать над поверхностью жидкости, следует извлечь камешек из раствора, промыть его и высушить, а затем поставить на видное место, чтобы он украшал помещение. Как вариант, его можно поместить под стеклянный колпак.

Если терпеливость – не ваше сильное качество, можно воспользоваться ускоренным способом взращивания соляного кристалла. Для него нужна дистиллированная вода, соль и марля. Следует размешивать соленый порошок с жидкостью до тех пор, пока он не перестанет растворяться. Затем смесь пропускается через марлю и снова выливается в посудину. Из того, что осталось в марле, выбирается самый крупный кусочек, к нему привязывается нитка, затем он опускается в соляной раствор. Желательно охладить все, чтобы ускорить кристаллизацию. Если вам достаточно небольшого камешка, то получить его таким способом реально уже через неделю.

Добавлять краситель можно на любом этапе роста кристалла. Но если хочется сделать камень насыщенного оттенка, стоит растворять красящее вещество одновременно с солью или сахаром.

Купоросный кристалл

Чтобы создать темно-синий купоросный кристалл, понадобится медный купорос (продается в магазинах для сада и огорода, иногда попадается в супермаркетах бытовой химии) и дистиллированная вода. В объемную емкость (желательно из стекла или керамики) следует влить жидкость и постепенно, порциями растворять в ней купорос. Это делается до тех пор, пока вносимое в раствор вещество не перестанет в нем растворяться.

Затем в посудину опускается обыкновенная нитка. Надо, чтобы один ее конец свисал наружу с внешнего края емкости. Через несколько часов на нее нацепляются мелкие камешки. Нужно оставить самый крупный, а остальные аккуратно счистить. После этого нитка с маленьким кристалликом возвращается в раствор, но так, чтобы она не касалась дна емкости. Через несколько недель искусственный конгломерат станет достаточно массивным, чтобы достать его, промыть в воде, высушить и наслаждаться рукотворной красотой. За месяц у вас образуется камень размерами примерно 3х4 сантиметра. Для создания более массивного изделия придется ждать дольше.

Нужно понимать, что медный купорос – опасный химикат, потому работать с ним дети могут только под бдительным руководством взрослых. Высушенный камешек стоит покрыть сверху бесцветным лаком для ногтей – это поможет дольше сохранить его в исходном состоянии.

Искусственные кристаллики довольно хрупкие, потому обращаться с ними надо очень аккуратно. Если случайно уронить такую вещицу, скорее всего, она разобьется и тогда придется растить кристалл заново.

Замечательное и увлекательное занятие — выращивание кристаллов в домашних условиях, надолго сможет отвлечь вашего ребенка от вредных гаджетов. На глазах будет происходить настоящее волшебство — и взрослым и детям на удивление. А если вы вырастите кристалл из сахара, результат получиться не только красивым, но и вкусным.

Главное — набраться терпения, кристаллы не вырастают быстро, им нужно время. Но и год тоже ждать не придется. Достаточно одной-двух недель — и вот, кристалл готов. Конечно, друзы рубина или изумруда дома вырастить нет возможности, но, так или иначе, процесс будет очень занимательным и интересным.

Следует знать, что когда выращивают в промышленных условиях искусственные драгоценности — кристаллы алмаза, рубина и прочие — процесс идет весьма медленно, но зато можно вырастить один кристалл большого размера. А если требуется много маленьких кристалликов, то процесс должен проходить быстро.

Способы

Охлаждение раствора

В этом случае готовят раствор соли, а затем охлаждают его. При этом происходит химическая реакция, когда растворенные вещества в воде от понижения температуры выпадают в осадок и, соответственно, оседают на стенках сосуда или на заботливо положенной палочке или нитке.

Если охлаждение будет достаточно медленное, можно вырастить несколько довольно больших кристаллов красивой, геометрически правильной формы. А если охладить сразу и резко, то образуется множество мелких кристаллов соли, и все они произвольной, неправильной формы. Ведь при быстром и бурном росте в близком соседстве становится тесно. Но иногда бывает весело вырастить и такие кристаллы — чудо происходит буквально на глазах. Кристаллы рубина, конечно, так не вырастить, но в любом случае результат и процесс будет интересным.

Удаление воды

При этом способе из раствора соли или сахара постепенно выпаривается вода — естественным образом. Важно как можно медленнее выпаривать воду — результат будет более аккуратным. Желательно вообще прикрыть бумагой сосуд с раствором. В результате вы получите большие красивые кристаллы. К тому же, так в сосуд не попадет пыль и не испортит всю красоту.

В сосуд обычно кладется нитка или палочка — на эти предметы и нарастают кристаллы. Если вы ничего не положили, то кристаллы начнут образовываться на дне сосуда — в этом случае периодически надо будет переворачивать кристаллики, чтобы со всех сторон они росли равномерно и имели правильные грани.

Вода со временем начнет испаряться и надо будет подливать свежий питательный концентрат.

Интересно то, что даже если кристалл изначально был неправильный, например, вырос в тесноте, то, если его отделить и выращивать отдельно, со временем он приобретает правильную, красивую форму, как бы «выздоравливая».

Что использовать?

Рассмотрим, из каких материалов можно вырастить кристалл:

Соль для приготовления пищи
Медный или железный купорос
Квасцы
Сахар. Результат будет красивым и вкусным. Кстати, иногда в магазинах и особенно, в чайных бутиках, можно увидеть кристаллы сахара на палочках, которые продаются. Если видели, то согласитесь, что это очень аппетитно и шикарно выглядит, вот только цена расстраивает. Но можно вырастить сахарные кристаллы самостоятельно, порадовав себя и удивив близких

Кристалл из соли

Пищевая соль есть в каждом доме, поэтому этот дешевый непритязательный материал вполне можно использоваться для кристаллических экспериментов. Вообще, кристалл можно вырастить из любой соли. Но доступ к химическим реактивам и веществам есть далеко не у всех, поэтому хлорид натрия — это самая доступная нам соль, в отличие от сложных и дорогих веществ для выращивания рубина или изумруда.

Налить воду в стакан и поставить его в емкость с водой. Вода подойдет любая. Если нужны идеальные условия выращивания — используйте дистиллированную. А если просто проводите любительский эксперимент — подойдет и из под крана
Соль нужно насыпать в стакан и перемешать. Она начнет растворяться. Если вода в большой емкости начнет остывать, постоянно подливайте теплую
Добавляйте соль и растворяйте ее, перемешивая и поддерживая постоянно высокую температуру воды, которая окружает стакан

Добавляйте новую соль до того момента, пока она не перестанет растворяться. Вы это поймете, когда увидите, что вновь добавленная соль стала просто оседать на дне. Все, концентрированный раствор соли получен
Сейчас его следует перелить в другую емкость. При этом осадок, который образовался из последнего добавления соли, нужно оставить в старом стакане — для выращивания кристаллов она не пригодится
Тщательно переберите свою соль и найдите достаточно крупный кристалл, затем положите его на дно стакана с раствором. Вокруг этой «базы» будут образовываться и нарастать новые кристаллики
Сложнее будет привязать кристалл за нитку и подвесить в емкость с раствором — но зато на выходе вы сможете получить нитку, увешанную гроздьями
Через два дня можно будет уже заметить начавшийся рост. Причем с каждым последующими днем они будут становиться все больше и красивее. Если хотите, можно добавить пищевой краситель в воду — и будут у вас свои кристаллы рубина или хризолита

Если проделать весь процесс еще раз по новой, и использовать выращенный вами кристалл как «базу», он еще больше увеличится. Так можно продолжать, практически, до бесконечности. Если хотите, можно вырастить кристалл соли величиной с ладонь или поменьше.

Имейте в виду, что стандартный стакан в 200 грамм может вместить в себя около 70 грамм соли — это 3,5 столовых ложки. Это следует учитывать, когда будете готовить раствор. Пропорция рассчитана на температуру воды 20 градусов. Если будете повышать температуру, то соли в стакан может влезть больше. Имеется в виду количество, которое может раствориться в воде без выпадения в осадок.
Советы

Не рекомендуется вытаскивать растущие «драгоценности» из питательного раствора на воздух. Это может замедлить или вовсе остановить их рост
Лучше прикрывать емкость, где растет «питомец», поскольку даже попадание обычной пыли может оказаться пагубным для «растущего организма»
Обязательно следите за раствором, по мере необходимости обновляйте его — и ваш кристалл «рубина» или «изумруда» порадует вас быстрым, активным ростом

Нежелательно использовать для своих экспериментов посуду, из которой вы когда-нибудь планируете есть
Не используйте непонятные реактивы и химические вещества. Это может оказаться опасным
Если проводите опыты из химических веществ, обязательно следует надеть перчатки и защитную одежду
Как хранить

Предположим, мы вырастили свою драгоценность. Теперь надо узнать, как за ней ухаживать и правильно хранить.

Если вы вырастили кристалл из квасцов, то его нельзя будет оставлять на открытом воздухе, поскольку под воздействием кислорода он превратится в сероватый порошок. Поэтому его нужно хранить только в банке с закрывающейся крышкой. Если собираетесь держать его в свободном доступе и демонстрировать друзьям, то лучше покрыть выращенный экспонат бесцветным лаком, тем самым ограничив поступление кислорода. Можно покрыть и цветным, стилизовав его, к примеру, под цвет рубина.

Что касается «минералов» из медного купороса и соли, то они получаются более стойкими. Поэтому для домашнего выращивания лучше начать именно с них. Понятно, что нежелательно подвергать солевой кристалл воздействию воды и держать в сыром месте.

Вообще, делать собственные кристаллы даже из соли весьма увлекательно. Кстати, кристалл теоретически можно вырастить какого угодно размера, если отыщется соответствующий сосуд. Но такие размеры, конечно, ни к чему. А уж аккуратный и красивый экземпляр может вырастить дома каждый. Некоторые особо увлеченные химики, да и любители, выращивали кристаллы дома такой величины, что поднять «махину» могли только несколько человек.

Девять красивых кристаллов, которые можно вырастить дома

В кристалле атомы и молекулы расположены в последовательном повторяющемся узоре. Примеры природных кристаллов включают аметисты и алмазы. Кристаллы имеют 219 возможных симметрии, называемых кристаллографическими пространственными группами , и они сгруппированы в 7 кристаллических систем.

К ним относятся: Изометрические, где кристаллы образуют кубы или прямоугольные коробки, галит или соль, является примером, Тетрагональный, Орторомбический, Моноклинический, Триклинический, Тригональный и Гексагональный, где кристаллы образуют шестиугольники, например, обычный лед.

Семь кристаллических систем Источник: Марсия Вендорф

Вы можете выращивать кристаллы дома, используя продукты, которые у вас уже есть на полке, такие как сахар, соль, квасцы, бура и английская соль. Выращивание кристаллов — отличное занятие для детей, а из самодельных кристаллов получаются отличные рождественские подарки, красивые украшения для елки и, в одном случае, вкусное сладкое угощение.

СМОТРИ ТАКЖЕ: КРИСТАЛЛЫ МОГУТ ВЫРАСТАВАТЬ ДО 3 ФУТОВ В ДЕНЬ ПРИ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ МАГМЕ, ГОВОРИТ ИССЛЕДОВАНИЕ

1.Кристаллы сахара

Кристаллы сахара Источник: How To Cook That / YouTube

Кристаллы сахара, также известные как леденцы, можно есть. На Amazon можно купить тростниковый сахар, а также натуральную нить. Чтобы приготовить их дома, вам понадобятся:

• 1 стакан воды
• 3 стакана сахара
• Стеклянная банка или мерный стакан
• Карандаш или нож для масла
• Ватная или шерстяная нить или пряжа

В кастрюле вскипятите воду, затем добавляйте сахар по одной чайной ложке за раз.Продолжайте добавлять сахар, пока он не перестанет растворяться в воде и не начнет накапливаться на дне кастрюли. Это означает, что ваш сахарный раствор насыщен .

Если вам нужны цветные кристаллы, добавьте несколько капель пищевого красителя, который вы можете купить на Amazon, где вы также можете найти термостойкие мерные чашки. Затем вылейте раствор в стеклянную банку, не выливая нерастворенный сахар.

Привяжите веревку к центру карандаша или ножа для масла, положите карандаш или нож на край банки и позвольте веревке болтаться в воде как можно ближе к дну, не касаясь ни дна, ни стенок банки. банка.

Накройте банку бумажным полотенцем и поместите в такое место, где ее никто не побеспокоит. Рост кристаллов должен начаться в течение дня, и вы можете позволить кристаллам расти, пока они не станут такими большими, как вы хотите, или пока они не перестанут расти. Потяните за нитку, дайте кристаллам высохнуть и наслаждайтесь сладким лакомством.

2. Кристаллы квасцов

Кристаллы квасцов Источник: DmiShin / Github

Квасцы — это специя, которую чаще всего добавляют в травильную жидкость, чтобы соленья оставались хрустящими. Квасцы можно найти в отделе специй в местном супермаркете, а леску можно купить на Amazon.Для выращивания кристаллов квасцов в домашних условиях вам понадобятся:

• 1/2 стакана горячей воды из-под крана
• 2-1 / 2 столовые ложки квасцы
• Нейлоновая леска
• Карандаш или нож для масла
• Две стеклянные банки

Вы должны использовать нейлоновую леску, потому что кристаллы квасцов не прилипают к ней. Чтобы сделать кристаллы квасцов, налейте горячую воду из-под крана в одну из банок и добавляйте квасцы, пока они не перестанут растворяться. Оставьте банку в покое на ночь.

На следующий день перелейте раствор квасцов из первой банки во вторую.Вы увидите, как начинают формироваться маленькие «затравочные» кристаллы квасцов. Обвяжите нейлоновую леску вокруг самого большого кристалла или кристалла лучшей формы, а другой конец обвяжите вокруг середины карандаша или ножа для масла. Позвольте леске болтаться в банке, убедившись, что затравочный кристалл полностью покрыт раствором.

Накройте банку бумажным полотенцем и оставьте ее в покое. Если проявить терпение, можно получить кристаллы квасцов поразительного размера.

3. Кристаллы буры

Кристаллы буры Источник: Interesting Engineering

Бура — это порошок, который обычно добавляют вместе с моющими средствами для стирки одежды, чтобы сделать одежду белее.Вы можете найти его в местном продуктовом магазине в проходе с моющими средствами или купить на Amazon. Вы также можете купить очистители труб на Amazon.

Для изготовления кристаллов буры вам потребуется:

• Кипяток
• Боракс
• Очистители труб
• Резьба
• Карандаш или нож для масла
• Стеклянная банка

Чтобы вырастить кристаллы буры, поверните несколько очистителей труб. в компактную форму, например спираль. Привяжите нить к каждому очистителю труб, затем привяжите другой конец нитки к середине карандаша или ножа для масла.

Налейте кипяток в банку, затем добавьте 3 к 4 столовые ложки буры на каждые 1 стакан воды. Продолжайте помешивать, пока вода не станет прозрачной и на дне банки не появится небольшая кучка буры.

Уравновесите карандаш или нож для масла по краю банки и позвольте очистителям трубок свисать близко к дну емкости, не касаясь ни дна, ни стенок емкости.

Накройте банку бумажным полотенцем и положите в такое место, где ее никто не побеспокоит.На следующий день снимите очистители труб и дайте им высохнуть на бумажном полотенце. Хотя кристаллы буры прозрачны, они будут казаться окрашенными из-за цвета просвечивающего очистителя труб.

4. Кристаллы соли

Кристаллы соли Источник: Mineral photos / Wikimedia Commons

Если вы посмотрите на крупинки поваренной соли под микроскопом, вы увидите, что каждый кристалл на самом деле представляет собой крошечный куб. Для выращивания соли (или кристаллов хлорида натрия, ) вам потребуется:

• Поваренная соль (лучше всего не йодированная)
• Кипяток (лучше всего дистиллированная вода)
• Кастрюля
• Стеклянная банка
• Строка
• Карандаш или нож для масла

В кастрюле размешайте соль в кипящей воде до тех пор, пока она не перестанет растворяться, а излишки не появятся на дне кастрюли.Перелейте раствор в стеклянную банку, следя за тем, чтобы внутрь не попала нерастворенная соль.

Повесьте веревку на карандаш или нож для масла и позвольте ей болтаться в растворе, не касаясь ни дна, ни сторон банки. Накройте банку бумажным полотенцем и поставьте в прохладное место, где ее никто не побеспокоит. В течение дня вы должны увидеть формирование красивых кристаллов соли.

5. Кристаллы английской соли

Кристаллы английской соли Источник: Джейк Попек / YouTube

Вы можете купить английскую соль на Amazon, в местном продуктовом магазине или аптеке.Чтобы вырастить кристаллы английской соли, вам понадобится только термостойкая чашка, например стеклянная мерная чашка.

Добавьте 1/2 стакана английской соли к 1/2 стакана очень горячей водопроводной воды и перемешивайте не менее в течение одной минуты . Это создает насыщенный раствор, в котором больше не может растворяться английская соль. Добавьте пару капель пищевого красителя, если хотите, чтобы кристаллы были окрашены.

Поместите мерный стакан в холодильник, чтобы раствор быстро охладился. Через несколько часов вы должны увидеть красивые кристаллы.Слейте оставшийся раствор и дайте кристаллам высохнуть.

6. Кристаллы сульфата меди

Кристаллы сульфата меди Источник: Crystal Titan / Wikimedia Commons

Порошок сульфата меди можно купить на Amazon. Чтобы сделать кристаллы сульфата меди, вам понадобятся:

• Сульфат меди
• Кастрюля
• Стеклянная банка
• Маленькая тарелка
• Нож для масла

Не прикасайтесь ни к кристаллам, ни к раствору, поскольку сульфат меди может окрашивать как кожу, так и ткани.Рекомендуется использовать резиновые перчатки.

Размешайте сульфат меди в кипящей воде до тех пор, пока он не перестанет растворяться. Налейте небольшое количество раствора на небольшую тарелку, а остальное оставьте. Большая площадь поверхности пластины поможет раствору сульфата меди быстро испаряться, оставляя после себя небольшие затравочные кристаллы.

Выберите лучшие затравочные кристаллы и осторожно соскребите их с тарелки ножом для масла. Вылейте оставшийся раствор в банку и поместите в нее затравочные кристаллы, убедившись, что они не соприкасаются друг с другом.Поставьте банку в такое место, где ее никто не побеспокоит.

Как только вы будете удовлетворены размером кристаллов, вы можете соскрести их из банки с помощью ножа для масла. Готовые кристаллы сульфата меди необходимо хранить в герметичном контейнере, например, в полиэтиленовом пакете, потому что вода, содержащаяся в кристаллах, испарится, и кристалл станет зеленовато-серым.

7. Кристаллы серы

Кристаллы серы Источник: Эрик Хант / Wikimedia Commons

Порошок серы можно купить на Amazon.Для изготовления кристаллов серы используется процесс, отличный от того, что мы видели выше, который называется термоклеем . Поскольку сера может загореться, взрослым рекомендуется присматривать за производством кристаллов серы. Все, что вам понадобится, это:

Растопите серу в кастрюле, стараясь не дать ей загореться. Как только он полностью растает, снимите сковороду с огня, и сера будет кристаллизоваться по мере охлаждения.

8. Кристаллы висмута

Кристаллы висмута Источник: MarcelC / iStock

Вы можете купить блоки висмута на Amazon.Это простые серые блоки, но когда их расплавляют, а затем дают остыть, висмут превращается в красивый ступенчатый кристалл с переливающимися цветами. Цвета создаются интерференцией света внутри оксидной пленки, которая образуется на поверхности кристаллов по мере их охлаждения.

Для изготовления кристаллов висмута вам понадобится:

• висмут
• 2 кастрюли из нержавеющей стали
• Вилка

После того, как вы воспользуетесь этими кастрюлями для нагрева висмута, вы никогда не должны использовать их снова в пищу. препарат, потому что висмут является тяжелым металлом и может быть токсичным.Также рекомендуется использовать резиновые перчатки для защиты от брызг.

Поместите висмут в одну из кастрюль и нагрейте его на сильном огне, пока висмут не расплавится. Сверху появится серая пленка, содержащая примеси, препятствующие образованию кристаллов. Вилкой сдвиньте кожицу к краю сковороды, одновременно выливая висмут во вторую предварительно разогретую кастрюлю.

Медленно охладите вторую кастрюлю, потому что чем медленнее охлаждение, тем больше будут кристаллы.Когда кристаллы начнут формироваться примерно через 30 секунд , слейте с них оставшийся жидкий висмут. После полного охлаждения вы можете вытащить кристаллы из металлического контейнера. Из кристаллов висмута можно делать красивые украшения.

9. Свинцовые кристаллы

Свинцовые кристаллы Источник: TheBackyardScientist / YouTube

Вы, наверное, слышали термин «свинцовый кристалл», который относится к стеклу, содержащему большое количество свинца. Он отличается от кристаллов, образованных из свинца.Свинцовые кристаллы также называют «Древом Сатурна», потому что Сатурн был алхимическим названием свинца.

Для выращивания кристаллов свинца вам понадобятся следующие предметы. Вы можете купить раствор ацетата свинца, цинковые полоски и латунные гайки на Amazon.

• Раствор ацетата свинца
• Цинковая полоса
• Латунная гайка

Для выращивания кристаллов свинца растворите 0,35 унции (10 граммов) ацетата свинца в 3,38 жидких унциях (100 мл) воды. Добавьте в раствор цинковую полоску и / или латунную гайку, потому что латунь содержит цинк.Черные кристаллы начнут образовываться в так называемой реакции однократного замещения , во время которой ацетат свинца реагирует с цинком с образованием ацетата цинка и кристаллов элементарного свинца.

Кристаллы образуют перевернутую древовидную структуру, отсюда и название «Древо Сатурна». При извлечении из раствора кристаллы свинца быстро окисляются, и на их поверхности образуется серый или белый налет оксида свинца.

Независимо от того, какие кристаллы вы делаете, выращивание кристаллов в домашних условиях запомнится вашим детям на всю жизнь.

Interesting Engineering является участником партнерской программы Amazon Services LLC и различных других партнерских программ, поэтому в этой статье могут быть партнерские ссылки на продукты. Нажимая ссылки и делая покупки на партнерских сайтах, вы не только получаете необходимые материалы, но и поддерживаете наш сайт.

Секрет выращивания больших кристаллов

Мы любим выращивать кристаллы! Это замечательное занятие в STEAM, которым дети любят заниматься снова и снова.От красивых сверкающих хрустальных венков до жутких хрустальных пауков и призраков на Хэллоуин — выращивать кристаллы всегда весело и увлекательно. Но мы делали это раньше. И мои дети становятся старше. Им нужно, чтобы их деятельность и задачи в STEAM росли вместе с ними. Итак, в этом эксперименте нашей целью было не просто вырастить холодные кристаллы, а узнать, из каких переменных вырастет ДЕЙСТВИТЕЛЬНО БОЛЬШИХ КРИСТАЛЛОВ!

Секрет выращивания великолепных и огромных кристаллов

Что вы узнаете из этой статьи!

В прошлом мы много говорили о кристаллизации в рамках наших удивительных исследований Candy Science.Вкусно и сладко, наука и STEAM добро! Наш эксперимент по выращиванию больших кристаллов был важен, потому что результаты дали нам важную информацию, которая поможет нам вырастить несколько замечательных, больших, красивых кристаллов леденцов. Формирование кристаллов регулируется определенными правилами и переменными, независимо от их отправной точки: бура, сахар или магма (для образования драгоценных камней).

Для этого эксперимента мы сделали гигантские хрустальные сердца. В рамках своего урока вы можете изучить, чем этот тип кристаллизации отличается от того, когда мы делали наш рецепт помадки для сердца.Вы также можете сравнить его с нашими рецептами леденцов и конфет жеода. Кристаллизация может быть красивой и вкусной! Все зависит от обстоятельств.

Что нужно для выращивания собственных гигантских кристаллов

Вода
Пищевой краситель (по желанию)
Borax
Очистители для пирожков
Леска, нить или тонкая нить
Длинный деревянный вертел
Поверхность плиты
Большой горшок с крышкой (у меня есть один, который я использую исключительно для непродовольственных товаров)
Фольга
Чай Полотенца
Средства защиты

Осторожно : Бура может причинить вред при попадании в глаза, при вдыхании или проглатывании.Это также может вызвать раздражение кожи. Эти эксперименты не должны проводиться с маленькими детьми, и рекомендуется защита, включая защитные очки, перчатки и даже маску для лица, чтобы предотвратить раздражение. Во время наших экспериментов я один работал с бурой, добавляя ее в воду для создания нашего раствора. Во всех остальных аспектах дети смогли быть активными участниками. Безопасность всегда на первом месте.

Советы по выращиванию кристаллов

Во-первых, создайте свои формы из приспособлений для очистки труб.Мы пошли с сердечками и забавными абстрактными рисунками. Вы хотите, чтобы промежутки не превышали ширины небольшого пальца. Это поможет в формировании кристаллов.

Как только ваша форма будет создана, прикрепите ее к шпажке с помощью лески. Вы хотите, чтобы он висел достаточно низко, чтобы он мог полностью погрузиться в воду, но не настолько низко, чтобы он касался дна.

В зависимости от размера вашего горшка вы можете нанизать два или три рисунка. Просто убедитесь, что они не касаются друг друга или стенок горшка, иначе при выращивании ваших больших кристаллов они в конечном итоге прикрепятся.

Наполните большую кастрюлю водой. Вы хотите, чтобы это было примерно в дюйме от верха. Если вы хотите добавить пищевой краситель, чтобы получить цветные кристаллы, смешайте его с водой. Поставьте на плиту и доведите до кипения. Не позволяйте ему полностью закипеть, он может разбрызгаться и кого-нибудь поранить. Отрегулируйте огонь, чтобы он медленно кипел. Начните добавлять порошок буры. Ваша цель — создать перенасыщенный раствор. Для этого продолжайте добавлять бура, помешивая, пока она не растворится, затем добавьте еще.Вы будете использовать много буры. Для нашего эксперимента потребовалась почти полная коробка.

Но хорошая новость в том, что вы можете повторно нагреть раствор для кристаллизации и использовать его снова и снова.

Вы узнаете, когда достигнете перенасыщения раствора, потому что некоторое количество буры останется на дне горшка и не растворится.

Выключите огонь.

Поместите шпажку поверх горшка так, чтобы фигурки для чистки труб были полностью погружены в воду.Возможно, вам придется немного покачать их, чтобы удалить пузырьки воздуха.

Закройте крышку сверху, она не закроется плотно.

Положите сверху лист фольги, чтобы улавливать тепло, выходящее из зазоров.

Когда элемент остынет, можно положить на него кухонное полотенце.

Цель состоит в том, чтобы сохранить тепло как можно дольше. Вы хотите, чтобы он остывал ДЕЙСТВИТЕЛЬНО медленно.

Общая информация: В кузнечном деле это называется отжигом.

Не подглядывать как минимум 24 часа. Через 24 часа, если оно полностью остынет, вы можете убрать свое творение. Если он еще теплый, накройте и дайте ему подольше постоять.

Секрет выращивания действительно больших кристаллов

Вы узнали секрет действительно больших кристаллов?

Он заставляет раствор остывать как можно медленнее. Тепло — секретное оружие для создания больших кристаллов, будь то бура или леденец.

Мы создали кристаллы размером почти с кубик Лего из четырех частей!

Сравнение результатов

Одно дело сказать, что это большие кристаллы, но поскольку мы проводили это в качестве научного эксперимента, нам требовался контроль.Итак, мы сделали две одинаковые формы сердечка для очистки пипетки. Один прошел через описанный выше метод, а другой прошел через процесс выращивания кристаллов, который мы использовали в прошлом. Вы можете найти подробности здесь.

Оцените разницу!

Что делать, если вы хотите еще больше или больше кристаллов?

Может быть, вы хотите еще больше кристаллов или хотите попробовать кристаллы побольше, или, может быть, дети вытащили их слишком рано. Ничего страшного! Разогрейте раствор. Возьмите только что сделанные кристаллы и снова погрузите их в раствор для следующего цикла формирования кристаллов.

ПРОЕКТ ПО ВЫРАЩИВАНИЮ КРИСТАЛЛОВ БЕЗ БОРАКСА

Если вы похожи на меня и у вас проблемы со здоровьем, вызванные бораксом, или вы живете в стране, например, в Канаде, которая не рекомендует использовать боракс для детей, или работаете в школьном округе, который запрещает использование буры в классе, есть другой вариант!

В эксперименте Crystal Egg Geode нам удалось вырастить кристаллы с использованием квасцов. Теперь было -40 и холодно, и я действительно не тратил время на тестирование, чтобы увидеть, работают ли те же концепции для выращивания действительно больших кристаллов квасцов, но я подозреваю, что процесс должен быть таким же.Если вы попробуете, дайте мне знать, как это получается!

Наслаждайтесь выращиванием больших кристаллов, теперь вы знаете секрет!

Дополнительные ресурсы для детей, изучающих кристаллы

БОЛЬШЕ ОТ СЕМЬИ ПАРОВОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

Какие материалы делают кристаллы лучшими?

Вырастить кристаллы несложно, и это отличный проект для научной ярмарки.Вы можете выращивать кристаллы на листе черной плотной бумаги в солнечный день. Вы также можете сделать их на скрепке, привязанной к куску пряжи и подвешенной в перенасыщенном жидком растворе.

Если вы собираетесь использовать метод плотной бумаги, вам нужно вырезать кусок черной бумаги, чтобы он поместился на дно стеклянной или металлической тарелки для пирога. При использовании метода канцелярской скрепки вы можете привязать канцелярскую скрепку к отрезку пряжи, а затем протянуть скрепку и часть нити через кусок картона, в котором сделано небольшое отверстие.

Ключ к любому методу выращивания кристаллов — приготовление перенасыщенного раствора воды и соли или сахара. В этом эксперименте вода называется растворителем, а соль или сахар — растворенным веществом. Вы можете использовать обычный старый сахар, а также каменную или английскую соль. Вероятно, у вас дома есть хотя бы один из этих материалов. В противном случае вы можете купить любой из них в продуктовом магазине. Обозначьте одно растворенное вещество в качестве контроля, а два других — как переменные.

Не забудьте сформулировать свою проблему, сформулировать гипотезу и выполнить другие шаги научного метода.

Чтобы приготовить перенасыщенный раствор, вам просто нужно добавить соль или сахар в горячую воду до тех пор, пока вода не перестанет растворять растворенное вещество. Это происходит, когда молекулы растворителя так сгущаются друг с другом, что между ними больше не остается места для молекул растворенного вещества.

Начните с большой стеклянной банки или металлической кастрюли, наполненной двумя литрами очень горячей воды. Работая с одной столовой ложкой (15 мл) за раз, добавляйте в воду сахар или соль, тщательно перемешивая раствор после каждого добавления.В конце концов, вы увидите, что нерастворенные растворенные вещества начинают скапливаться на дне контейнера. Когда это происходит, ваш раствор становится перенасыщенным.

Если вы используете метод плотной бумаги, налейте достаточное количество перенасыщенного раствора в форму для пирога, чтобы бумага была только покрыта. Поставьте кастрюлю на солнце и дайте воде испариться. Когда это произойдет, вы должны увидеть кристаллы, образовавшиеся на дне сковороды.

Если вы используете метод скрепки, наполните чистую банку перенасыщенным раствором.Затем поместите картон на горлышко банки и прикрепите пряжу к картону так, чтобы скрепка висела в середине банки. Дно скрепки должно быть примерно в пяти сантиметрах от дна банки.

По мере охлаждения горячего раствора и испарения воды молекулы растворенного вещества начинают цепляться за пряжу и кристаллизоваться.

Вам нужно будет повторить эксперимент трижды, используя все три растворенных вещества, чтобы увидеть, какое из них дает лучшие кристаллы.Сфотографировать свои результаты было бы неплохо. И обязательно записывайте свои наблюдения.

Отличный проект и опыт обучения для детей и взрослых

Выращивание кристаллов — это увлекательный процесс обучения для детей и взрослых. Узнайте, как выращивать кристаллы, большие и маленькие, разных цветов и форм, и даже в геодезических формациях!

Занимать детей во время летних каникул может быть рутинной работой, иногда даже работой на полную ставку! Большинство семей отправляются в автомобильные поездки, в походы или пробуют развлекательные проекты.Вот такой, который понравится детям, и вы его обязательно полюбите!

Выращивание кристаллов разной формы

Выращивание кристаллов — это увлекательное занятие для детей и всех желающих. В колледже я изучал геологию, и увидеть, как растут кристаллы, было настоящим удовольствием.

Примечание: Еще один замечательный проект для детей — это самодельный пластилин!

В этом проекте вы можете выращивать более мелкие кристаллы, такие как друзовый кварц, более крупные кристаллы, такие как аметист, или формы, такие как деревья или звезды.Можно даже делать жеоды! У вас также есть варианты цвета от прозрачного до темно-красного, как гранат, или бледно-желтого, как оникс.

Как выращивать кристаллы

Вы можете купить ингредиенты для изготовления кристаллов в любом продуктовом или хозяйственном магазине, а также в Интернете. Многие предметы, возможно, уже есть в вашем доме.

Ингредиенты и материалы для выращивания кристаллов

В зависимости от того, как вы хотите, чтобы ваш проект выглядел, есть несколько альтернатив струнам. Очистителям труб можно придать любую форму.Вы также можете использовать яичную скорлупу для образа жеоды или использовать крышку от банки, чтобы сделать подсвечник. Когда этот проект будет завершен, вы сможете использовать его практически для всего, кроме контакта с продуктами питания.

Процесс выращивания кристаллов

Во-первых, накройте рабочее место газетой, чтобы облегчить уборку. Наденьте дополнительные перчатки. (Бура, или тетраборат натрия, является производным соли и может сушить руки.)

Затем вскипятите воду и добавьте в банку. Чем горячее вода, тем больше буры в нее попадет.(Вы можете поставить банку с водой в кастрюлю с горячей водой.) Начните размешивать ложку буры, помешивая, пока она полностью не растворится. Не должно быть никаких плавающих или сидящих на дне. После растворения добавьте еще немного буры. Продолжайте делать это, пока он не перестанет хорошо растворяться. Вы можете подогреть воду, чтобы увидеть, хватит ли ей еще. Как только вы наберетесь как можно больше, добавьте пищевой краситель. Вы можете добавить столько, сколько захотите. Кристаллы будут немного светлее воды, поэтому сделайте немного темнее, чем хотите.

Чтобы сделать кристаллы большего размера, окуните полотенце в горячую воду. Хорошо отожмите и оберните банку. Это позволит воде медленно остыть и кристаллы станут больше, как горные кристаллы. Если вам нужны кристаллы меньшего размера, ничего другого делать не нужно.

Затем опустите устройство для очистки струн или трубок в раствор. Чтобы подвесить его, привяжите его к дюбелю и поместите дюбель поверх банки. Для жеода положите его на дно банки. Убедитесь, что вы немного перемешали, чтобы все пузырьки воздуха высвободились.Вы можете накрыть его старой мочалкой, чтобы не допустить попадания пыли.

Наблюдая за ростом кристаллов

А теперь подожди. Хотя действительно можно наблюдать, как растут кристаллы, это может занять часы или даже ночь. Вы можете вернуться к своему проекту через несколько часов и проверить, как идет прогресс. Как только кристаллы станут нужного вам размера, вытащите их и дайте высохнуть.

Если вы хотите, чтобы в вашем проекте были слои цвета, вы можете вытащить его в любой момент, дать ему высохнуть, а затем окунуть в другой цветовой раствор.Новые кристаллы вырастут прямо поверх старых. Это отлично подходит для имитации агатов или аметиста.

Консервирование самодельных кристаллов

Поскольку бура — это соль, она может притягивать влагу из воздуха, в конечном итоге превращая ваше искусство в жидкую кашу. Поэтому, когда ваши кристаллы будут обработаны и полностью высохнут, вы можете нанести на них прозрачный слой акрила, лака или любой другой жидкости, предназначенной для защиты дерева или металла.

Я видел, как этот процесс самодельного кристалла использовался для создания другого вида искусственных цветов, маленькой чаши для подсвечника, старых туфель или книг для художественных работ и даже рождественских украшений.

Вы когда-нибудь пробовали выращивать кристаллы? Если да, расскажите о том, как вы проявили творческий подход в этом проекте!

*******

Наука о растворимости: как вырастить лучшие кристаллы

Ключевые концепции
Химия
Растворимость
Насыщенность
Кристаллы
Очищение

Введение
Вы когда-нибудь задумывались, как делают кристаллы? Кристаллы бывают разных форм и размеров.Однако самые чистые и чистые кристаллы обычно становятся самыми крупными. В этом упражнении вы сравните размер и форму кристаллов, выращенных при разных температурах. С помощью воды и буры, бытового чистящего средства, вы можете открыть для себя метод выращивания больших чистых кристаллов!

Фон
Химические реакции постоянно происходят вокруг вас — и внутри вас. Например, химическая реакция может превратить металл в красновато-коричневую ржавчину (железо в металле реагирует с кислородом воздуха или воды, и конечный продукт — это то, что мы называем ржавчиной).Химики проводят химические реакции, чтобы преобразовать одно химическое соединение в другое. Иногда, когда образуется несколько продуктов, химик может захотеть отделить одно соединение от других. Один из способов сделать это — использовать процесс, называемый перекристаллизацией, когда раствор соединений можно растворить в горячей воде, а затем охладить. По мере охлаждения одно вещество кристаллизуется (становится кристаллами) и может быть удалено из остальной жидкости, содержащей другое соединение.

Почему при охлаждении смеси появляются кристаллы? Это связано с растворимостью или наибольшим количеством чего-либо, что может быть растворено в чем-то еще, например, растворение порошкового чистящего средства, Borax, в воде.Растворимость большинства твердых веществ увеличивается с температурой. Другими словами, в горячей воде можно растворить больше буры, чем в холодной. Таким образом, если горячая насыщенная смесь охлаждается, буры больше, чем может содержаться в более холодной воде, и поэтому бура может выпасть из смеси, образуя кристаллы.

Материалы
• Большая чаша
• Кубики льда
• Вода
• Строка
• Ножницы
• Два карандаша
• Две одинаковые банки или большие стаканы для питья
• Кастрюля
• Borax, также называемый бытовым уборщиком 20-Mule Team.Его можно найти в проходах для уборки многих продуктовых магазинов. (Соблюдайте осторожность при обращении с чистящими средствами — они могут повредить кожу и глаза, и их нельзя вдыхать.)
• Мерная столовая ложка
• Пластиковая пленка

Препарат
• Наполните большую миску кубиками льда наполовину, а затем добавьте воды, пока она не будет заполнена примерно на три четверти.
• Отрежьте два куска бечевки (они должны быть не меньше высоты банок или больших стаканов).Обвяжите конец одной нитки вокруг каждого из двух карандашей. Отрегулируйте длину струн так, чтобы, когда карандаш кладут на верхнюю часть одной из банок или больших стаканов, конец веревки свисал чуть выше дна банки. Сделайте струны одинаковой длины.
• Бура вредна при проглатывании, вдыхании или попадании в глаза; в редких случаях прикосновение к ней может вызвать сыпь. При обращении с ним рекомендуется соблюдать осторожность и наблюдение взрослых.

Процедура
• Наполните кастрюлю водой, достаточной для того, чтобы обе банки были заполнены почти полностью.Затем доведите воду до кипения на плите. Когда вода закипит, выключите конфорку, чтобы вода перестала кипеть. (Поскольку бура опасна при вдыхании или попадании в глаза, не рекомендуется растворять ее кипятком.)
• Добавьте одну столовую ложку буры в воду и перемешивайте, пока она не растворится. Продолжайте добавлять по одной столовой ложке за раз, пока не перестанет растворяться. Вам, вероятно, понадобится около трех столовых ложек буры на каждый стакан воды. Как выглядит насыщенный раствор?
• Осторожно налейте равные количества насыщенного раствора буры в две банки.Каждая банка должна быть заполнена примерно на три четверти.
• Положите карандаш на верхнюю часть каждой банки так, чтобы веревка свешивалась в насыщенный раствор.
• Накройте верхнюю часть банок полиэтиленовой пленкой.
• Не трогайте одну банку на столешнице или столе при комнатной температуре. Поместите вторую банку в миску со льдом, которую вы приготовили. При необходимости отрегулируйте уровень воды в миске так, чтобы вода доходила как минимум на три четверти от высоты емкости, но не была настолько высокой, чтобы она попадала в емкость.
• Не трогайте банки как минимум пять часов. Регулярно проверяйте емкость со льдом и добавляйте лед, если он растаял.
• Проверяйте банки примерно раз в час, чтобы увидеть, как формируются кристаллы. Наблюдать за банкой в ​​миске может быть сложно — попробуйте посмотреть на веревку через крышку из полиэтиленовой пленки. Вы видите кристаллы, образующиеся на стенке одной из банок? Формируются ли кристаллы в одной банке раньше другой?
• По прошествии не менее пяти часов осторожно выньте карандаши и посмотрите на кристаллы на нитках. Как соотносятся размер, форма и количество кристаллов на каждой струне? Как вы думаете, почему это так?
• Extra: В этом упражнении вы изучали образование кристаллов буры при двух разных температурах, но вы также можете попробовать другие температуры; один из способов — поставить одну из банок в холодильник. Как охлаждение смеси буры при другой температуре влияет на формирование кристаллов?
• Extra: Попробуйте сделать кристаллы из других материалов, например из сахара или соли. Насколько хорошо образуются кристаллы при использовании других смесей с водой?
• Экстра: Вы занимались этим не менее пяти часов. Как изменится ваш результат, если вы будете выращивать кристаллы в течение более длительного периода времени? Не забывайте добавлять кубики льда в водяную баню, чтобы она оставалась прохладной на протяжении всего занятия.

Наблюдения и результаты
Образовались ли более мелкие и обильные кристаллы в кувшине и на веревке в миске с ледяной водой, тогда как более крупные, меньшее количество кристаллов лучшей формы образовались в кувшине при комнатной температуре?

Когда горячая насыщенная смесь буры и воды охлаждалась, буры было больше, чем могло содержаться в более холодной воде, и поэтому эта бура выпала из смеси и образовала кристаллы.Кристалл состоит из молекул продукта, которые образуют определенный повторяющийся узор. Когда молекулы кристалла собираются вместе, другие продукты, которые часто считаются примесями или нежелательными продуктами химической реакции, плохо вписываются в структуру, как не подходит неправильный кусок головоломки. Если кристаллы формируются достаточно медленно, примеси будут отброшены, потому что они не подходят правильно, и вместо этого останутся в воде. Вот почему кристаллы в кувшине при комнатной температуре должны были быть больше и иметь форму куба.Но если раствор охлаждается слишком быстро, не остается времени для удаления примесей, и вместо этого они оказываются в ловушке внутри кристаллической структуры, и узор нарушается. Следовательно, кристаллы в чаше с ледяной водой должны были образоваться быстрее и в большем количестве, но были меньше и меньше кубической формы, потому что в них было больше примесей.

Дополнительные сведения для изучения
Кристаллизация, кафедра химии и биохимии Университета Колорадо в Боулдере
Как вырастить большие кристаллы: советы, хитрости и методы, от About.com
Кристаллохимия (pdf), от Королевского химического общества
Crazy Crystal Creations: Как вырастить лучшие и самые большие кристаллы, от друзей науки

Это занятие предоставлено вам в партнерстве с Science Buddies

Как вырастить Великие кристаллы: 14 шагов (с изображениями)

Как получить раствор:
Я отвесил 14,7 г K ₂ Cr ₂ O ₇ (0,05 моль) и смешал его с 12,5 мл 4 M H ₂ SO ₄ с концентрацией (0.05 моль) и 100 мл дистиллированной воды. Слегка подогрели, чтобы получился раствор. Согласно стехиометрии реакции нам необходимо 0,15 моль SO ₂ можно получить из 0,3 моль Na ₂ S ₂ O ₃ (52 г) и 0,15 моль H ₂ SO ₄ ( около 40 мл).
Тиосульфат натрия был введен в генератор диоксида серы, состоящий из колбы Эрленмейера, которая была прикреплена к пробке с отверстием для установки делительной воронки для добавления серной кислоты небольшими порциями.Осторожно нагрейте, чтобы обеспечить постоянный поток газа.
Для образования пузырьков я использовал резиновый шланг, прикрепленный к трубке, вставленной во второе отверстие пробки. Во время реакции раствора я следил, чтобы температура не превышала 40 ° C, чтобы избежать побочных реакций.

Советы: Для охлаждения раствора во время кипения я использовал ледяную баню.
Во время приготовления раствора не превышайте 60 ° C, поскольку превышение этой температуры приводит к образованию сложных хромовых комбинаций.

Выращивание кристаллов:
Получив сине-зеленый раствор, дайте ему некоторое время.Когда вы увидите, что на дне сосуда выросло много кристаллов, выберите один или два, а затем растворите другой.
Вы получите темно-фиолетовые кристаллы.

Я думаю об этом способе получения хромовых квасцов, потому что у нас не было метабисульфита натрия, как это было написано в первоначальном рецепте.

Предупреждение !!: Хромовые квасцы токсичны, поэтому не пробуйте их !!

Вот реакции:

K ₂ Cr ₂ O ₇ + H ₂ SO ₄ + 3SO ₂ → K ₂ SO 9057 Cr1 4 ₂ (SO ₄ ) ₃ + H ₂ O
2Na ₂ S ₂ O ₃ + H ₂ SO ₄ → SO ₂ + 2S + 2Na 2 SO ₄ (генератор диоксида серы)
K ₂ SO ₄ + Cr ₂ (SO ₄ ) ₃ + 12H ₂ O → 2KCr (SO ₄ ) ₂ · 12H ₂ O

Общее: Выращивание кристаллов самостоятельно

Хорошо, пора перейти к актуальной теме: как выращивать кристаллы? Я постараюсь сначала дать общее описание, а затем перечислить некоторых из наиболее перспективных кандидатов на отдельных должностях.Обратите внимание, что почти вся эта информация собрана из разных источников и отражает только мой (ограниченный) опыт.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Все твердые вещества имеют ограниченную растворимость в каждом растворителе, таком как вода. Раствор, содержащий максимальное количество так называемого растворенного вещества на объем, называется насыщенным раствором. Если количество растворителя уменьшается (например, путем испарения) или растворимость уменьшается (в большинстве случаев за счет снижения температуры), получается перенасыщенный раствор.Такой раствор нестабилен, но он «избавится» от избытка растворенного вещества путем кристаллизации.

КАК — ОСНОВНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Поскольку меня больше всего интересует выращивание плавающих кристаллов или агрегатов, я в основном это и опишу. Чтобы получить большие и, возможно, даже монокристаллы, предпочтительна медленная кристаллизация, потому что чем быстрее вы пытаетесь вырастить кристаллы, тем больше вероятность получить большее количество кристаллов меньшего размера. Поэтому остановлюсь на так называемом «методе испарения».Для этого вам понадобится насыщенный раствор соединения, а также (не слишком маленький) затравочный кристалл.

Мы начинаем с приготовления насыщенного раствора при температуре около 40 ° C и даем ему остыть до комнатной температуры (к.т.). Для работы вам понадобится некоторое количество раствора, объемы от 200 мл до 500 мл должны хорошо справиться с этой задачей. Налейте рассчитанное количество вещества и соответствующее количество воды в чистую емкость, желательно из стекла. Медленно нагрейте смесь, помешивая, пока все твердые частицы не растворятся, для этого хорошо подойдет водяная баня.Продолжайте нагревать раствор еще немного и при необходимости отфильтруйте его с помощью кофейного фильтра. Дайте раствору остыть в надежном месте.

Через один или два дня на дне емкости должны образоваться кристаллы. Перелейте раствор в новую (чистую!) Емкость. Этот раствор будет использован для формирования нашего кристалла путем простого испарения воды.