Кристалл для выращивания: Как вырастить кристалл из соли, сахара или медного купороса в домашних условиях?

Содержание

Выращивание кристаллов и их применение — SurWiki

Куватова Насима

Исследовательская работа: Файл:Кристаллы.rar

Презентация: Файл:Кристаллы.ppt


Source(s): Выращивание кристаллов и их применение


Цели: выяснить и показать , что кристалл, каким бы способом он не был получен, подчиняется закону симметрии. Определить основные области применения кристаллов.

Задачи: Приобретение обучающимися:

  • общеучебных умений: работать с научной литературой, проводить наблюдения, осуществлять самоконтроль и самоанализ.
  • пециальных знаний и умений по данной теме проекта, умение ориентироваться в информационном пространстве, самостоятельно конструировать свои знания.
  • исследовательских знаний и умений: формулировать гипотезы, выделять проблемы, планировать эксперимент в соответствии с гипотезой, делать выводы.

Оборудование и реактивы: весы, химическая посуда (стаканчики, воронки, колбы), штативы, проволока, фильтры, вода, соли ( алюмокалиевые квасцы, сернокислый никель, дихромат калия, медный купорос, нитрат алюминия).

                                       Поколение нас, захлебнувшихся номером Икс
                                       Промерявших часы на вселенских весах мирозданья…
                                       Поколение знающих мерность безумных страниц
                                       И не верящих в догмы, анафемы и предсказанья…
                                       Налетают шторма букв и чисел, видений и снов
                                       Детонируют руку, шлифуя-граня рану-душу
                                       Преломляясь о грани КРИСТАЛЛА – основы ОСНОВ
                                       Рассыпаясь осколками бликов, ликующей тушью
                                       Но, по-волчьи, чутьём, 
                                       мы друг друга… «по звуку» и «в слог»…
                                       Как «по запаху - влёт»… 
                                                          и… готов соплеменник-подранок…
                                                          А на утро: «Пока! Приезжай!..
                                                          Вот те Бог, вот порог…
                                                          – Про КРИСТАЛЛ не забудь!..
                                                          – Про ВЕСЫ…
                                                          – Дожидаюсь ОГРАНОК…» 
                                                                                       /Д. Блощинский/
                                                                                                                       

Актуализация

Кристалл ,как загадочная и прекрасная часть природы, издревле привлекал внимание людей.

Кристалл обычно служит символом неживой природы. Однако грань между живым и неживым установить очень трудно, и понятие «кристалл» и «жизнь» не являются взаимоисключающими.

Природные кристаллы всегда возбуждали любопытство у людей. Их цвет, блеск и форма затрагивали человеческое чувство прекрасного, и люди украшали ими себя и жилище. С давних пор с кристаллами были связаны суеверия; как амулеты, они должны были не только ограждать своих владельцев от злых духов, но и наделять их сверхъестественными способностями.

Позднее, когда те же самые минералы стали разрезать и полировать, как драгоценные камни, многие суеверия сохранились в талисманах «на счастье» и «своих камнях», соответствующих месяцу рождения. Все драгоценные природные камни, кроме опала, являются кристаллическими, и многие из них, такие, как алмаз, рубин, сапфир и изумруд, попадаются в виде прекрасно ограненных кристаллов.

Наиболее известные примеры кристаллов: лед, алмаз, кварц, каменная соль. Большинство твердых тел не обладает характерной для кристаллов правильной геометрической формой многогранника с плоскими гранями и острыми ребрами. Слово «кристалл» происходит от греческого – «лед».

Вода – «универсальный» растворитель

Вода — самый распространенный растворитель для твердых, жидких и газообразных веществ. Из повседневной жизни хорошо известно, что если некоторые вещества растворяются в воде, то при этом образуются растворы.

Растворами называются гомогенные однородные системы, содержащие два и больше веществ. Растворы могут быть не только жидкие, но и твердые, например, стекло, сплав серебра и золота. Известны также и газообразные растворы, например воздух. Наиболее важными и распространенными являются водные растворы.

Согласно современным представлениям растворение есть результат химического взаимодействия растворителя и растворенного вещества, при этом образуются молекулярные соединения. В водных растворах эти соединения называются гидратами, а в неводных — сольватами.

Насыщенным раствором называется такой раствор, который находится в равновесии с избытком растворяемого вещества. Он содержит максимально возможное количество растворенного вещества. Понятие «насыщенные растворы» следует отличать от понятия «концентрированные растворы». Концентрированным раствором называется раствор с высоким содержанием растворенного вещества. Если концентрация раствора не достигает концентрации насыщения при данных условиях, то раствор называется ненасыщенным. При осторожном охлаждении горячего насыщенного раствора (например, медного купороса или глауберовой соли) можно получить так называемые перенасыщенные растворы.

Кристаллы в природе

Кристаллы льда и снега

Кристаллы замершей воды, т.е. лед и снег, известны всем. Эти кристаллы почти полгода (а в полярных областях и круглый год) покрывают необозримые пространства Земли, лежат на вершинах гор и сползают с них ледниками, плавают айсбергами в океанах.

Ледяной покров реки, массив ледника или айсберга — это, конечно, не один большой кристалл. Плотная масса льда обычно поликристаллическая, т.е. состоит из множества отдельных кристаллов. Их не всегда различишь, потому что они мелки и все срослись вместе. Иногда эти кристаллы можно различить в тающем льду, например, в льдинках весеннего ледохода на реке. Тогда видно, что лед состоит как бы из «карандашиков», сросшихся вместе, как в сложенной пачке карандашей: шестигранные столбики параллельны друг другу и стоят торчком к поверхности воды; эти «карандашики» и есть кристаллики льда.

Известно, как опасны для растений весенние или осенние заморозки. Температура почвы и воздуха падает ниже нуля, подпочвенные воды и соки растений замерзают, образуя иголочки кристалликов льда. Эти острые иголки рвут нежные ткани растений, листья сморщиваются, чернеют, стебли и корни разрушаются. После морозных ночей по утрам в лесу и в поле часто можно наблюдать, как на земле вырастает «ледяная трава». Каждый стебелек такой травы — это прозрачный шестигранный кристаллик льда. Ледяные иголочки достигают длины в 1-2см, а иной раз доходят до 10-12см. Случается, что земля оказывается покрытой пластинками льда, стоящими торчком. Вырастая из земли, эти кристаллики льда поднимают на своих головках песок, гальку, камешки весом до 50-100г. Льдинки даже выталкивают из земли и уносят вверх маленькие растения. Иногда ледяная корка обволакивает растение, и корень просвечивает сквозь лед. Бывает и так, что щеточка ледяных иголок сообща поднимает тяжелый камень, сдвинуть который не под силу одному кристаллику. Искрится и горит радужным блеском хрустальная «ледяная трава», но лишь только пригреют лучи солнца, кристаллики изгибаются навстречу солнцу, падают и быстро тают.

В морозное весеннее или осеннее утро, когда солнце еще не успело уничтожить следы ночных заморозков, деревья и кусты покрыты инеем. На ветках повисли капли льда. Вглядитесь: внутри ледяных капель видны пучки тонких шестигранных иголочек — кристалликов льда. Покрытые инеем листья кажутся щетками: как щетинки стоят на них блестящие шестигранные столбики кристаллов льда. Сказочным богатством кристаллов, хрустальным нарядом украшен лес.

Каждый отдельный кристаллик льда, каждая снежинка хрупка и мала. На снежинках легче всего убедится в том, что форма кристаллов правильна и симметрична. Удивительно разнообразны формы звездочек-снежинок, но симметрия их всегда одинакова: только шесть лучей. Почему? Такова симметрия атомной структуры кристаллов снега. Это относится не только к снегу. Формы кристаллов могут быть весьма разнообразными, но симметрия этих форм для каждого вещества одна, ее определяет симметрия и закономерность атомного строения данного вещества. Снежинка может быть только шестилучевой — такова симметрия строения кристаллов снега.

Кристаллы в облаках

Кристаллики льда, причудливыми узорами которых мы любуемся в снежинках, могут в несколько минут погубить самолет. Обледенение — страшный враг самолетов — тоже результат роста кристаллов.

Здесь мы имеем дело с ростом кристаллов из переохлажденных паров. В верхних слоях атмосферы водяные пары или капли воды могут долго сохраняться в переохлажденном состоянии. Переохлаждение в облаках доходит до -30˚C. Но как только в эти переохлажденные облака врывается летящий самолет, тотчас же начинается бурная кристаллизация. Мгновенно самолет оказывается облепленным грудой быстро растущих кристаллов льда.

Кристаллы в пещерах

Все природные воды — в океанах, морях, озерах, ручьях и подземных источниках — являются естественными растворами, все они растворяют встречающиеся им породы, и во всех этих растворах происходят сложные явления кристаллизации.

Особенно интересна кристаллизация подземных вод в пещерах. Капля за каплей просачиваются воды и падают со сводов пещеры вниз. Каждая капелька при этом частично испаряется и остается на потолке пещеры вещество, которое было в ней растворено. Так постепенно образуется на потолке пещеры маленький бугорок, вырастающий затем в сосульку. Эти сосульки сложены из кристалликов. Одна за другой капли мерно падают день за днем, год за годом, века за веками. Звук их падения глухо раздается под сводами. Сосульки все вытягиваются и вытягиваются, а навстречу им начинают расти вверх такие же длинные столбы сосулек со дна пещеры. Иногда сосульки, растущие сверху (сталактиты) и снизу (сталагмиты), встречаются, срастаются вместе и образуют колонны. Так возникают в подземных пещерах узорчатые, витые гирлянды, причудливые колоннады. Сказочно, необыкновенно красивы подземные чертоги, украшенные фантастическими нагромождениями сталактитов и сталагмитов, разделенные на арки решетками из сталактитов. В природе кристаллы неправильной формы встречаются несравненно чаще, чем правильные многогранники. В руслах рек из-за трения кристаллов о песок и камни углы кристаллов стираются, многогранные кристаллы превращаются в округлые камешки — гальку; от действия воды, ветра, морозов кристаллы растрескиваются, рассыпаются; в горных породах кристаллические зерна мешают друг другу расти и приобретать неправильные формы.

Фотографии природных кристаллов в пищерах.

Азишская в Краснодарском крае (республика Адыгея).

Кристаллы растущие снизу

Кристаллы растущие сверху

Колонный зал, выросший из кристаллов

Методы выращивания кристаллов из растворов

Кристаллизация с помощью «затравок»

Явление кристаллизации солей нетрудно воспроизвести на опыте. Растворите в воде щепотку простой поваренной соли и налейте соленую воду на блюдце. Когда вода испарится, посмотрите в лупу, и вы увидите, что на блюдце остались правильные белые с полосками гранями кубики кристаллов. Кристаллы каменной (поваренной) соли образовались из раствора на ваших глазах. Так в миниатюре, можно наблюдать явление кристаллизации раствора, которое в природе, в соленых озерах и в подпочвенных водах, происходит в гигантских масштабах.

Почему же кристаллы выделяются из раствора? Чтобы понять это, следует познакомиться с некоторыми свойствами растворов.

Попробуйте растворять в воде столовую соль: в граненом стакане воды растворится 70 граммов соли, а если вы будете сыпать соль дальше, она перестанет растворяться и будет оседать на дно. То же самое вы увидите с сахаром: в стакане с холодной воды растворится примерно двадцать чайных ложек сахарного песка, а затем сахар тоже будет оседать на дно, не растворяясь. В 100 граммах холодной воды может раствориться только совершенно определенное количество сахара (194 грамма), поваренной соли (35 граммов) или любого другого вещества. Количество вещества, которое может раствориться в 100 граммах воды, называется растворимостью этого вещества в воде; например, растворимость поваренной соли в воде при комнатной температуре равна 35 граммам. Растворимость зависит от температуры. Попробуйте растворить сахар не в холодной воде, а в горячей, и вы убедитесь что при повышении температуры растворимость сахара увеличивается. У разных веществ растворимость по-разному зависит от температуры.

Итак, при каждой данной температуре в воде может раствориться лишь строго ограниченное количество вещества, определяемое его растворимостью.

Возьмите стакан горячей воды и всыпьте любое кристаллическое вещество, растворимое в воде: гипосульфит, соду, борную кислоту, квасцы. Если вы достанете крупные кристаллы, то сначала растолките их в порошок. В стакан горячей воды всыпьте столько порошка, сколько может раствориться. Когда порошок совсем перестанет растворяться и начнет оседать на дно, слейте образовавшийся раствор в другой стакан так, чтобы на дно стакана с раствором не попало ни одной крупинки порошка. Для этого профильтруйте раствор через фильтрованную бумагу или через чистую тряпочку. В получившемся растворе количество вещества как раз соответствует его растворимости при данной температуре; раствор «насытился», и больше он не может поглотить ни крупинки вещества. Такой раствор называется насыщенным. Теперь оставьте стакан с раствором и дайте ему остыть. При остывании растворимость почти всех веществ уменьшается; пока наш раствор был горячим, в стакане воды было растворено, скажем, 12 ложек вещества, тогда как при комнатной температуре в нем могло бы раствориться лишь 10 ложек этого вещества. Таким образом, теперь в растворе окажется лишнее вещество. Иначе говоря, при высокой температуре раствор был насыщенным, а остыв, он стал перенасыщенным. Такой перенасыщенный раствор не может долго существовать, поэтому лишнее вещество выделяется из раствора и оседает на дно стакана. Рассмотрите в лупу, и вы увидите, что этот осадок состоит из кристаллов.

Растворенное вещество кристаллизуется из пересыщенных растворов потому, что его оказывается в растворе слишком много — больше, чем раствор может удержать в себе.

Прозрачные кристаллики алюмокалиевых квасцов выросли из водного раствора за несколько часов. Чтобы подготовить водный раствор алюмокалиевых квасцов, надо растворить в 400 см3 горячей воды истолченные в порошок 48 г алюмокалиевых квасцов. Если же растворить 60г квасцов, то получится раствор, перенасыщенный при 15˚C на 12г. Поэтому-то надо брать горячую воду: в холодной не растворились бы больше 48г. Перенасыщенный раствор начнет кристаллизоваться, если в него попадает какая-нибудь «затравка». Для этого достаточно приоткрыть крышку банки на одну- две секунды: в раствор попадут пылинки квасцов из воздуха. Можно также внести в раствор иголкой несколько пылинок квасцов. Попав в перенасыщенный раствор, пылинки квасцов в нем немедленно начнут расти, а уж если в растворе началась кристаллизация, она не остановится, пока не выделится весь избыток растворенного вещества.

Так же можно вырастить один большой кристалл. Для этого в неостывший раствор надо положить или подвести на нитке небольшой кристаллик – «затравку». Сначала он немного растворится, а затем примется расти.

Если в сосуд с раствором опустить какой-нибудь предмет, на котором находится много затравок, то он весь обрастет кристалликами. Опустите в раствор нитку, на которой есть кристаллические пылинки, — на них начнут осаждаться кристаллики, и в результате вырастает «нитка бус» из многогранных кристалликов. Такие нитки по красоте могут соперничать с искусственно ограненными бусами, но, к сожалению, кристаллы, выращенные из водных растворов, обычно очень быстро тускнеют и легко разрушаются. В этом трудность их применения в технике.

Можно сделать фигурки из кристаллов.

Для этого надо приготовить каркас из проволоки, обмотанной обычными нитками или ватой, окунуть его в насыщенный раствор, тут же вынуть и просушить при комнатной температуре. Нитки пропитаются раствором и при высыхании на них образуются мельчайшие кристаллики, которые в дальнейшем послужат «затравками». А дальше опускайте этот каркас в раствор и наращивайте на нем кристаллы. Если опустить в раствор разборную синтетическую елочку, предварительно обмотав ее ствол и ветви нитками, то можно вырастить «заснеженную» елку. Для этого лучше взять не квасцы, а дигидрофосфат калия (КН2РО4) или дигидрофосфат аммония (Nh5h3PO4), — замечательные кристаллы, которые растят для приборов, управляющих лучом Лазаря. Их растворимости на 100 г воды:

При температуре20˚C40˚C
КН2РО422,5г33г
Nh5h3PO436,5г56,6г

Основные области применения кристаллов

Живя на Земле, сложенной кристаллическими породами, мы, безусловно, никак не можем отвлечься от проблемы кристалличности: мы ходим по кристаллам, строим из кристаллов, обрабатываем кристаллы на заводах, выращиваем их в лабораториях, широко применяем в технике и науке, едим кристаллы, лечимся ими… Изучением многообразия кристаллов занимается наука кристаллография. Она всесторонне рассматривает кристаллические вещества, исследует их свойства и строение. В давние времена считалось, что кристаллы представляют собой редкость. Действительно, нахождение в природе крупных однородных кристаллов — явление нечастое. Однако мелкокристаллические вещества встречаются весьма часто. Так, например, почти все горные породы: гранит, песчаники, известняк — кристалличны. По мере совершенствования методов исследования кристалличными оказались вещества, до этого считавшиеся аморфными. Сейчас мы знаем, что даже некоторые части организма кристалличны, например, роговица глаза, витамины, мелиновая оболочка нервов — это кристаллы. Долгий путь поисков и открытий, от измерения внешней формы кристаллов в глубь, в тонкости их атомного строения еще не завершен. Но теперь исследователи довольно хорошо изучили его структуру и учатся управлять свойствами кристаллов.

Кристаллы – это красиво, можно сказать чудо какое-то, они притягивают к себе; говорят же «кристальной души человек» о том, в ком чистая душа. Кристальная – значит, сияющая светом, как алмаз … И если говорить о кристаллах с философским настроем, то можно сказать, что это материал, который является промежуточным звеном между живой и неживой материей. Кристаллы могут зарождаться, стареть, разрушаться. Кристалл, когда растет на затравке (на зародыше), наследует дефекты этого самого зародыша. Вообще можно привести множество примеров, настраивающих на такой философский лад, хотя конечно здесь много от лукавого… Например, по телевидению теперь можно услышать о непосредственной связи степени упорядоченности молекул воды со словом, с музыкой и о том, что вода изменяется в зависимости от мыслей, от состояния здоровья наблюдателя. Кристаллы нашли своё применение в различных областях: для изготовления украшений, в технике, например рубиновый лазер, жидко-кристаллические экраны и т.д

Алмаз

Около 80% всех добываемых природных алмазов и все искусственные алмазы используются в Промышленности. Алмазные инструменты используются для обработки деталей из самых твёрдых материалов, для бурения скважин при разведке и добыче полезных ископаемых, служат опорными камнями в хронометрах высшего класса для морских судов и других, особо точных приборах. На алмазных подшипниках не обнаруживается никакого износа даже после 25 млн. оборотов. Высокая теплопроводность алмаза позволяет использовать его в качестве теплоотводящей подложки в полупроводниковых электронных микросхемах. Конечно, алмазы используются и в ювелирных изделиях — это бриллианты.

Рубин

Высокая твёрдость рубинов, или корундов, обусловила их широкое применение в промышленности. Из 1 кг синтетического рубина получается около 40 000 опорных камней для часов. Незаменимыми оказались рубиновые стержни-нитеводители на фабриках по изготовлению химического волокна. Они практически не изнашиваются, в то время как нитеводители из самого твёрдого стекла при протяжке через них искусственного волокна изнашиваются за несколько дней.

Новые перспективы для широкого применения рубинов в научных исследованиях и в технике открылись с изобретением рубинового лазера, в котором рубиновый стержень служит мощным источником света, испускаемого в виде тонкого луча.

Жидкие кристаллы

Это необычные вещества, которые совмещают в себе свойства кристаллического твёрдого тела и жидкости. Подобно жидкостям они текучи, подобно кристаллам обладают анизотропией. Строение молекул жидких кристаллов таково, что концы молекул очень слабо взаимодействуют друг с другом, в то же время боковые поверхности взаимодействуют очень сильно и могут прочно удерживать молекулы в едином ансамбле. Жидкие кристаллы применяются в различного рода управляемых экранах, оптических затворах, плоских телевизионных экранах.

Лазер

Практическая часть. Этапы работы над проектом.

Содержание работы на этапеДеятельность учителяДеятельность учащихся
Проведение эксперимента
  1. Отбор информации по теме проекта.
  2. Изготовление каркасов.
  3. Приготовление насыщенных растворов солей.
  4. Создание центров кристаллизации на каркасах.
  5. Фильтрование растворов.
  6. Выращивание кристаллов.

Наблюдает, советует, косвенно руководит деятельностью, организует и координирует в случае необходимости отдельные этапы проекта.

  • проводят исследования, решая промежуточные задачи,
  • ведут фотосъемку всех этапов работы.
Анализ полученных данных и подведение итогов
Анализ полученных данных и подведение итоговКорректирование выводов участников проекта в ходе анализа полученных данных.
  • рассматривают структуру выращенных кристаллов, сравнивают форму, размер, прозрачность.
  • отмечают наличие кристаллов неправильной формы (кристаллов- паразитов).
  • отмечают разную скорость роста кристаллов, возможность использования выращенного кристалла в качестве затравки для дальнейшего роста.

Приложение

Кристаллы, выращенные в ходе исследовательской работы.

Эти кристаллы выращены нами в январе — мае 2010 года.

Мы продолжаем свои исследования.

Список литературы:

  1. Пособие по химии для поступающих в ВУЗы.-изд. Московского университета, 1985 г
  2. Шаскольская М.П. Кристаллы.- М.:Наука. Главная редакция физико- математической литературы, 1985.-208с.
  3. Опыты в домашней лаборатории.- М.: Наука. Главная редакция физико- математической литературы,1980г,144с.
  4. Мякишев Г.Я. Физика: Молекулярная физика. Термодинамика. 10 кл.: Учебник для углублённого изучения физики. – 5 изд. – М.: Дрофа, 2002. – 352 с.:ил.
  5. Квант: научно-популярный физико-математический журнал. М.: Наука. 1974 г.
  6. Проектная деятельность учащихся. Авт.-сост. Н.В.Ширшина. — Волгоград: учитель, 2007. – 184 с.
  7. Лекции по общей химии. Л.С. Гузей.: Москва «Первое сентября»
  8. Мир химии. Занимательные рассказы о химии. Санкт-Петербург. «Мим-экспресс»

Как вырастить кристаллы в домашних условиях

Производители современных игрушек, предназначенных для организации познавательного детского досуга, сегодня часто предлагают готовые наборы для выращивания кристаллов в домашних условиях. Но было бы ошибочно думать, что это занятие является разработкой нашего времени и достижением современной химической промышленности.

Книга, по материалам которого наш ретро-блог сегодня готовит публикацию, была выпущена в 1875 году и своей основной целью считала необходимость донести до юных читателей как можно больше полезной практической информации, способствующей развитию детского мышления и расширению его кругозора.

Одна из обширных глав этого издания была посвящена тому, как вырастить кристалл в домашних условиях, воспользовавшись любым (или даже всеми сразу) предложенным в книге ингредиентом. Научившись выращивать кристаллы, с их помощью можно создавать красивые декоративные элементы, которые могут стать оригинальным елочным украшением или частью праздничного декора интерьера.

Общие правила выращивания кристаллов


  • Перед тем как приступить к практической части, хочется предупредить: выращивание кристаллов не терпит суеты: красота их формы напрямую зависит от условий, в которых находится раствор. Сосуд, где происходит рост кристаллов, необходимо убрать в такое место, где его никто не потревожит и не сможет случайно задеть, толкнуть, опрокинуть. Любое неосторожное движение может привести к тому, что кристалл получится не таким крупным, ровным и красивым, как хотелось бы.
  • Чтобы получить крупные кристаллы, количество воды нужно увеличить: чем больше по размеру должен быть кристалл, тем больше воды необходимо брать для растворения исходного ингредиента. Большинство компонентов чувствительны к качеству воды и могут вступать в реакцию с примесями, входящими в ее состав, поэтому желательно брать фильтрованную или дистиллированную воду.
  • Чем меньше нагревают раствор — тем лучше для кристаллов, т.к. в нагретой и отстоявшейся воде получаются более крупные и более ровные образования. Как только на дне сосуда появляются кристаллы, следует отобрать и вынуть самые мелкие, оставив одни крупные. Оставшиеся кристаллы каждое утро очень осторожно тонкой палочкой переворачивают на другую сторону — так нарастание слоев получается равномерным.

Кристаллы из квасцов

Для выращивания кристаллов понадобятся квасцы: для получения крупных и прозрачных многогранников подойдут алюмоаммонийные или алюмокалиевые (жженые) квасцы; для создания красивого фиолетового цвета к жженным квасцам обычно добавляют еще хромокалиевые квасцы.

Если в работе использовать только хромокалиевые квасцы, то кристалл может получиться темно-фиолетового или почти черного цвета. Бледно-розовые или с сиреневым оттенком многогранные кристаллы получают с помощью железоаммонийных квасцов.

Также разноцветные кристаллы можно получить и с помощью некоторых красящих веществ: так, к примеру, желтый цвет дает насыщенный раствор куркумы; красный цвет — отвар сандала; голубой — медный купорос. Также можно воспользоваться и современными пищевыми красителями.

Приготовление раствора 

Квасцы измельчают до порошкообразного состояния и растворяют в горячей воде. Количество исходных ингредиентов определяют на глаз: квасцов насыпают в воду столько, чтобы получился перенасыщенный раствор, т.е. они перестали растворяться. Если полученный раствор кажется мутным, то его процеживают через фильтровальную бумагу (можно воспользоваться современным кофейным фильтром).

Раствор остужают и оставляют в состоянии покоя на сутки: в течение этого времени большая часть квасцов осядет на дно сосуда в виде кристаллов. Эти кристаллы могут быть использованы и для декорирования различных предметов: если сделать из проволоки корону, обмотать все ее элементы шерстяной нитью и погрузить в раствор квасцов, через сутки она покроется кристаллами, как драгоценными камнями.

Выращивание кристаллов из соли

Одним из популярнейших ингредиентов для выращивания кристаллов является самая обычная поваренная соль. Для приготовления раствора в неметаллический сосуд наливают теплую воду и растворяют в ней соль по тому же принципу, что и в случае с кристаллами из квасцов: раствор должен получиться настолько насыщенным, чтобы соль перестала растворяться.
(Точно также выращивают кристаллы и из сахара) Важный момент: для приготовления раствора в современных условиях следует обратить внимание на то, чтобы в поваренной соли не было антислеживающего компонента, который препятствует образованию красивых кристаллов.

На несколько часов сосуд помещают в теплое место, пока не испарится примерно третья часть приготовленного раствора, после чего емкость перемещают в более прохладное место. Вооружившись терпением, в скором времени на дне сосуда можно будет обнаружить прозрачные соляные кубики. Если же этот раствор в зимнее время при температуре около — 10 градусов, поместить за окно, то кристаллы будут формироваться в виде шестиугольных пластинок.

С помощью такого раствора можно приготовить фигурные елочные украшения, сделав каркас будущей игрушки из проволоки и обмотав его шерстяной нитью. Насыщенный соляной раствор разливают в несколько сосудов, в каждый из них добавляют разные красящие вещества и погружают подвешенные на палочке заготовки из проволоки.

Также оригинальные игрушки можно сделать, если вырезать заготовки из фетра — благодаря своей текстуре, фетр хорошо впитывает соляной раствор и фигурка полностью покрывается мелкими кристаллами.

Кристаллы из соды

Кристаллы из пищевой соды выращиваются по тому же принципу, что и соляные. Но для создания насыщенного раствора очень важно, чтобы вода была как можно мягче и чище, в идеале — дистиллированная, ну или хотя бы хорошо отфильтрованная.

В горячей воде растворяют соду до получения насыщенного раствора (сода перестает растворяться), после этого раствор фильтруют и емкость убирают в теплое место. Через какое-то время на дне и стенках сосуда начинают появляться кристаллы. Этот момент является самым удачным для помещения в емкость какого-нибудь предмета, контуры которого постепенно будут обрастать кристаллами.

Следует помнить, что в отличие от кристаллов, полученных из соли и квасцов, сода сильно подвержена воздействию влаги, содержащейся в воздухе, поэтому эти кристаллы могут легко разрушаться. Чтобы защитить их от деформации, содовые кристаллы хранят в плотно закрытом сосуде.

Кристаллы из селитры

Форма кристаллов будет зависеть от типа взятой селитры: это могут быть удлиненные цилиндры или «палочки», сросшиеся между собой пластинки, заостренные иглы.

В небольшую емкость высыпают около 100 г любого вида селитры и заливают ее 50 мл воды. Эту смесь помещают на огонь и некоторое время нагревают, доведя до кипения. Готовый раствор процеживают через марлю или фильтровальную бумагу и остужают.

По мере остывания раствора в осадок будут выпадать мелкие ярко-белые кристаллы. При желании получить более крупные кристаллы, необходимо на то же количество селитры взять около 450 мл воды — после остывания будут получаться продолговатые шестиугольные кристаллы.

Если же смешать истолченную в порошок селитру с поваренной солью, растворить эти вещества в воде, прокипятить и остудить, то в итоге можно получить кристаллы сразу двух видов.

Выращивание кристаллов из купороса

Очень красивыми получаются кристаллы, выращенные таким способом: в двух разных сосудах готовят насыщенные растворы медного и железного купороса. Вода для приготовления растворов также должна быть максимально чистой — фильтрованной или, в идеале, дистиллированной.

Оба сосуда помещают на водяную баню и нагревают, помешивая, до полного растворения купороса. В процессе охлаждения из железного купороса получаются зеленые кристаллы, из медного — голубые. Зеленый кристалл обвязывают ниткой и аккуратно погружают в раствор медного купороса. Через какое-то время этот кристалл покроется голубым слоем; после этого его вынимают из сосуда и погружают в раствор железного купороса, который даст кристаллу слой зеленого цвета.

Таким образом процедуру погружения в разные сосуды повторяют до тех пор, пока не образуется большой кристалл, состоящий из красивых зеленых и голубых слоев.

Мастер-класс смотреть онлайн: «Выращиваем кристаллы» на природном осеннем материале

Возможно многие из вас выращивали дома или на уроках химии кристаллы из обычной поваренной соли. А пробовали ли вы выращивать кристаллы на сухих растениях? В этом мастер-классе я покажу, как это сделать.

Все очень просто. Никакого специального оборудования и материалов не потребуется. Потребуется только поваренная соль из магазина; водопроводная вода; сухой природный материал, на котором вы хотите вырастить кристаллы и емкость (кастрюля, чашка, стакан).

Выбор растительного материала у меня был доверен ребенку. И выбор пал на сухие растения из семейства сложноцветные и шишки из леса.

Итак, наливаем в емкость теплую воду (выше температуры окружающей среды, оптимально 40-60 градусов). Далее постепенно насыпаем соль и размешиваем. Соль добавляем до тех пор, пока не увидим, что она перестала растворяться и часть ее начала оседать на дно сосуда.

Это значит, что раствор стал насыщенным. Именно это нам и нужно.

В горячий насыщенный раствор соли опускаем сухие растения. В растворе растения должны находится неподвижно, поэтому их можно подвесить или зафиксировать любым способом. Мы перевязали их проволокой и в растворе они не перемещались.

Оставляем растения в растворе на сутки. Они должны находиться там неподвижно все это время. Нельзя переносить емкость или вынимать растения из раствора. Вынимаем через сутки и ждем, пока растения высохнут. Ниже то, что получилось у нас после 24 часов неподвижного нахождения растений в насыщенном солевом растворе при комнатной температуре.

Стебли выглядят так, как будто обледенели льдом, а на соцветиях невооруженным глазом видны кристаллы соли.

Раствор можно использовать повторно. Снова разогреть, при необходимости добавить соль или воду до получения насыщенного раствора и опустить другой природный материал.

Кстати, если вы хотите получить эффект инея, то растения или шишки нужно вынуть практически сразу после охлаждения раствора. А если хотите, чтобы кристаллы были больше, чем на моих фотографиях, то держим природный материал в насыщенном солевом растворе более одних суток. Подкрашивать раствор красками для получения цветных кристаллов не имеет смысла, кристаллы не станут цветными. Для получения цветных кристаллов необходимо подобрать нужную по цвету соль с химической точки зрения (например, медный купорос).

Кристаллы держатся на растениях и шишках достаточно крепко для того, чтобы они могли быть использованы в композиции. Кристаллы не осыпаются. Но транспортировку и физическое воздействие такой материал не переживет. Большая часть кристаллов может осыпаться.

Спасибо, что дочитали/ досмотрели мастер-класс до конца. Творческой вам осени!

Как вырастить кристалл в домашних условиях 2019

Кристаллы образуются из любых веществ, чьи атомы и молекулы группируются в упорядоченную структуру. Для их выращивания не нужна лаборатория или специальные приспособления. Подойдут самые простые реактивы, которые всегда под рукой.

Выращивание кристалла — один из самых легких и безопасных химических экспериментов, доступных в домашних условиях. Провести его сможет даже ребенок младшего школьного возраста под присмотром взрослых.

Наградой за усилия станет предмет необычайной красоты, который вы создадите собственными руками.

Виды кристаллов

  1. Монокристалл – это цельный большой кристалл, например, искусственный камень. Он образуется при условии, что процессы кристаллизации проходят предельно медленно.
  2. Поликристалл формируется тогда, когда кристаллизация протекает быстро. В таком случае образуется много крошечных кристалликов. Так себя ведут металлы.

Способы выращивания кристаллов дома

Один из самых простых путей выращивания кристалла – охлаждение насыщенного раствора. Какие при этом происходят процессы?

  1. В теплой воде вещество, выбранное для опыта (например, соль), растворяется полностью.
  2. Температуру раствора понижают: это снижает растворимость соли. Образуется нерастворенная соль, которая выпадает в осадок.
  3. Образование осадка начинается с формирования мелких крупинок и в самом растворе, и на поверхности емкости, в которую он помещен.
  4. Если в растворе нет посторонних включений (обыкновенных пылинок, ворсинок и т.п.), а остывание происходит постепенно, эти крупинки-кристаллики срастаются в более крупные и правильные по форме кристаллы.
  5. Быстрое охлаждение вызывает образование сразу множества крошечных кристаллов неправильной формы, которые не соединяются между собой и сдерживают рост друг друга.

Кристалл также вырастет, если из насыщенного раствора будет постепенно удаляться растворитель (вода). Как это сделать и что будет происходить в сосуде?

  1. Посуду с насыщенным раствором нужно достаточно долго выдерживать при постоянной температуре.
  2. Следует исключить попадание сора и пыли, а также замедлить испарение воды (для этого достаточно накрыть емкость бумагой).
  3. Вырастить кристалл можно на каком-либо подвесе посередине емкости (тогда он приобретет правильную форму), либо на дне емкости.
  4. Если кристалл будет расти на дне, его нужно периодически поворачивать, чтобы добиться симметрии.
  5. На место испарившейся воды следует добавлять раствор такой же консистенции, что был в начале эксперимента.

Основной принцип в данном случае остается прежним: чем медленнее идут процессы, влияющие на кристаллизацию, тем красивее, крупнее и правильнее получатся кристаллы. Если первоначальный кристалл, выступавший как основа для выращивания, имел неправильную форму, он дополнит недостающие части в ходе роста и примет конфигурацию, типичную для природы его вещества. Так медный купорос в итоге вырастет в ромб, а соли хромокалиевых квасцов образуют октаэдр.

Считается, что дома из подручных средств может вырасти только небольшой кристаллик. Это не так: при должном внимании есть все шансы вырастить дома кристалл любого размера и веса. Фактически для этого достаточно продолжать процедуру кристаллизации, пока не будет достигнут желаемый результат. Конечно, необходимо сразу подобрать подходящую по размеру емкость.

Сохранность кристаллов

Несоблюдение условий хранения может привести к разрушению кристалла. Необходимо ознакомиться с характеристиками выбранного вещества заранее, чтобы избежать разочарования в конце такого долгого и кропотливого труда.

Так, точеные грани кристалла квасцов под действием обычного сухого воздуха потускнеют из-за потери влаги и рассыплются, образовав серый порошок. То же произойдет с сульфатом и тиосульфатом натрия, солями марганца, цинка, никеля, сегнетовой солью. Единственный выход – поместить кристаллы в закупоренные прозрачные сосуды. Некоторые рекомендуют покрывать кристаллы прозрачным лаком, но это только оттягивает срок гибели. А еще — лакированные грани теряют свой первоначальный блеск и выглядят искусственно.

От высокой температуры разрушаются кристаллы, выращенные из медного купороса и алюмокалиевых квасцов. Срок жизни таких кристаллов может продлить хранение в бытовом холодильнике. Однако и тут они продержатся порядка 2-х лет.

Еще одна проблема кристаллов водорастворимых веществ – они разрушаются от перепадов температурного режима из-за влаги, которая в небольшом количестве сохраняется внутри них. По этой причине появляются пятнышки, сколы, происходит оплывание граней, потеря блеска.

Пожалуй, самое устойчивое из популярных для выращивания кристаллов веществ – поваренная соль.

Из чего можно вырастить кристалл в 2019

Кроме вышеназванных веществ, кристаллы дома можно вырастить из сахара.

Гораздо сложнее, но вместе с тем и интереснее выращивать искусственные камни (аметисты, кварциты, рубины и др.). Это достаточно трудоемкий процесс, который требует специального оборудования для поддержания постоянной температуры, давления, влажности и других важных для успеха эксперимента показателей. Иными словами, чтобы получить искусственный камень, потребуется настоящая лаборатория.

Каким должно быть вещество для домашнего выращивания кристалла?

  1. Безопасным, нетоксичным. Этому требованию соответствуют далеко не все вещества с кристаллической структурой. Например, цианид калия KCN (или сульфид натрия Na2S) тоже образует кристаллы своей характерной формы. Но проводить с ним опыты в домашних условиях нельзя, потому что он вступает в реакцию окисления с кислородом в составе воздуха и выделяет ядовитые вещества, опасные для человека.
  2. Второе важное качество – стабильность. То есть выбранное вещество должно вступать с водой в обратимую реакцию. Кроме того, важна устойчивость к колебаниям температуры. Некоторые органические вещества могут необратимо разрушаться при попадании в горячую воду (реакция гидролиза).
  3. Стоимость реактивов. Как известно, первый опыт (или несколько) может оказаться не очень удачным, потому для начала лучше остановить свой выбор на недорогих и доступных веществах.
  4. Да выращивания кристаллов понадобится много очищенной воды – об этом тоже следует позаботиться заранее.
  5. Способность растворяться в воде. Перед началом опыта следует узнать, какой расход выбранного вещества на заданный объем воды потребуется. Чтобы вырастить кристалл сахара, например, понадобится растворить в 1 л воды не меньше 2-х кг сахара. Так что лучше предварительно составить график растворимости исходного вещества. Для этого нужно из массы стакана воды вычесть массу того же объема профильтрованного раствора после того, как растворение закончится и температура стабилизируется. Это поможет составить представление о том, сколько вещества для кристаллизации понадобится на заданный объем воды.

Как вырастить кристалл поваренной соли

Проще всего практиковаться на обычной поваренной соли. Тогда не понадобятся специальные химические реактивы, только соль и очищенная вода.

Шаг 1. Заготовить кристаллик соли, обвязав его тонкой ниткой, закрепленной посередине небольшой палочки (карандаша, ручки).

Кристаллик соли

Цель: поместить кристаллик так, чтобы он был погружен в раствор, но не контактировал с поверхностью сосуда.

Кристалл соли привязываем к нитке и помещаем в стакан

Шаг 2. В емкость (прозрачную, чтобы можно было наблюдать за ростом кристалла) налить теплой воды и всыпать соль. Помешивать, пока соль не растворится полностью. Затем добавить соли и повторить. Солить воду необходимо, пока соль не прекратит растворяться. Это заметно по появлению на дне посудины осадка.

Шаг 3. Раствор нужно постепенно нагревать, поставив в емкость большего диаметра с горячей водой. В итоге осадок растворится. Если на дне что-то осталось, лучше перелить раствор в чистую посуду.

Шаг 4. Поместить емкость с полученным раствором в место со стабильной температурой. Погрузить в раствор кристаллик-зародыш на нитке. Сверху сосуд с раствором нужно накрыть бумагой.

Кристаллик-зародыш на нитке погружаем в раствор

Шаг 5. Процесс кристаллизации пошел. Далее необходимо будет при испарении воды добавлять в емкость такой же по содержанию соли раствор, как был в начале эксперимента. Через некоторое время станет заметно, что изначальный кристаллик увеличился в размерах. Растить его можно сколько угодно, пока хватит размера емкости и терпения. Полученный кристалл будет довольно долговечным.

Как вырастить кристалл сахара

Кристаллы сахара можно использовать как украшение стола или леденцы для детей. Но они достаточно дорого обойдутся из-за большого расхода сахара. На 2 стакана воды понадобится в итоге 5 стаканов сахарного песка.

Кристаллы сахара

Процесс приготовления раствора аналогичен тому, как это делается для соляных кристаллов. Выращивать сахарные кристаллы удобнее всего на зубочистках или деревянных шпажках. Для «затравки» достаточно обмокнуть шпажку в сироп и окунуть в сахар, чтобы он равномерно налип на поверхность. Нужно выждать время, чтобы сахар хорошо прилип и высох.

Чтобы сформировать цветные кристаллы, стоит добавить в сироп пищевой краситель (оптимальный вариант – соки).

На то, чтобы вырастить кристалл сахара из указанного количества ингредиентов, понадобится 1 неделя.

Сахарные кристаллы на палочках (Видео)

В этом видео рассказывается как вырастить съедобные кристаллы из сахара, не просто красивые на вид, но и очень вкусные.

Как вырастить кристалл медного купороса

Соляные кристаллы получаются прозрачно-белыми, а медный купорос дает насыщенный голубой оттенок.

Кристалл медного купороса

Вырастить такой кристалл не сложнее, чем соляной: понадобится насыщенный раствор и кристаллик-зародыш на нитке.

Кристалл медного купороса подвешенный на нитке

В насыщенный раствор медного купороса на нитке опускаем затравку

Раствор в прозрачной емкости необходимо поместить в затененное место со стабильной температурой, подвесить кристалл так, как и в случае с солью, и ждать, периодически добавляя раствор вместо испарившегося.

42 день эксперимента

Нельзя вынимать кристалл из рабочего раствора, пока процедура его образования не будет закончена!

Техника безопасности

Для выращивания кристаллов нельзя применять пищевую посуду (исключение – опыты с солью и сахаром). Не следует оставлять рядом пищу: во-первых, потому что реактивы токсичны, во-вторых, из-за сора и крошек, которые при попадании в раствор погубят эксперимент.

При манипуляциях с химическими реактивами следует соблюдать абсолютно все правила, указанные на упаковке. По завершении работы нужно вымыть руки.

Вырастить кристалл дома – довольно просто, интересно и познавательно. Сначала лучше потренироваться на доступных веществах. Если что-то пойдет не так, нужно проверить соблюдение всех условий, необходимых для образования кристалла. Освоив самые простые кристаллы, можно приступать к работе с другими реактивами. Это никогда не надоедает, потому что разные вещества дают кристаллы разной формы и окраски. К тому же, нет двух абсолютно одинаковых кристаллов, а их конфигурацию и размеры можно регулировать по собственному желанию.

2. Перечень солей используемых для выращивания кристаллов

Название соли

Формула

Природный аналог (минерал)

Где купить?
(кроме магазина химических реактивов)

Устойчивость соли

Дополнительная информация

Квасцы алюмокалиевые

KAl(SO4)2 · 12H2O

Алюм-К (Alum-(K))

Калинит (Kalinite)

 

МХР**

Устойчива

Не токсичная соль

Квасцы хромокалиевые

KCr(SO4)2 · 12H2O

МХР

Выветривается быстро

Не токсичная соль

Квасцы алюмонатриевые NaAl(SO4)2 · 12H2O

Алюм-Na (Alum-(Na))
Мендозит (Mendozite)

МХР

 

Не токсичная соль

Квасцы алюмоаммонийные

NH4Al(SO4)2 · 12H2O

Чермигит
(Tschermigite)

МХР

Устойчива

Не токсичная соль

Квасцы железоаммонийные

Fe(NH4)(SO4)2 · 12H2O

Лонескреекит
(Lonecreekite)

МХР

Выветривается быстро

Не токсичная соль

Медный купорос

CuSO4 · 5H2O

Халькантит
(Chalcanthite)

Садовый магазин;
Строительный рынок

Устойчива

Не токсичная соль

Железный купорос

FeSO4 · 7H2O

Мелантерит
(Melanterite)

Садовый магазин

Выветривается быстро

Не токсичная соль

Магния Сульфат

MgSO4 · 7H2O

Эпсомит
(Epsomite)

Аптека

Устойчива

Не токсичная соль

Марганца сульфат

MnSO4· 5H2O

Жококюит
(Jôkokuite)

МХР

Выветривается быстро

Не токсичная соль

Калия-натрия сульфат

2K2SO4 · Na2SO4 · 12H2O

МХР

 

 

Висмута сульфат (III)

Bi2(SO4)3

МХР

 

 

Гидразина сульфат

N2H4 · H2SO4

МХР

 

 

Никеля сульфат

NiSO4· 6H2O

NiSO4· 7H2O

Ретгерсит(Retgersite)

Моренозит(Morenosite)

МХР

Устойчива

Выветривается быстро

Не токсичная соль

Не токсичная соль

Соль Мора

FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O

Морит (Mohrite)

МХР

Устойчива

Не токсичная соль

Соль Туттона

(NH4)2SO4?NiSO4?6H2O

Никельбоуссингаултит (Nickelboussingaultite)

МХР

 

 

Натрия тиосульфат

Na2S2O3·5H2O

МХР

Выветривается быстро

Не токсичная соль

Натрия сульфат

Na2SO4·10H2O

Мирабилит (Mirabilite)

МХР

Выветривается быстро

Не токсичная соль

Аммония дигидрофосфат

NH4H2PO4

Бифосфамит (Biphosphammite)

МХР

Устойчива

Не токсичная соль

Калия дигидрофосфат

KH2PO4

Архерит (Archerite)

МХР

Устойчива

Не токсичная соль

Красная кровяная соль

K3[Fe(CN)6]

МХР

Устойчива

Токсичная соль
(в желудке)

Жёлтая кровяная соль

K4[Fe(CN)6]·3H2O

Кафегидроцианит
(Kafehydrocyanite)

МХР

Выветривается медленно

Токсичная соль
(в желудке)

Борная кислота

H3BO3

Сассолит (Sassolite)

Аптека

 

Не токсичная соль

Поваренная соль

NaCl

Галит (Halite)

Продуктовый магазин

Устойчива

Не токсичная соль

Натрия перхлорат

NaClO4

МХР

Выветривается

Не токсичная соль

Кобальта хлорид (II)

CoCl2 · 6H2O

Альбриттонит
(Albrittonite)

МХР

 

 

Марганца хлорид (II)

MnCl2

Скачшит
(Scacchite)

 

МХР

Выветривается быстро

Не токсичная соль

Сахар (не соль)

C12H22O11

Продуктовый магазин

Устойчив

Не токсичен

Карбамид (Мочевина)

CO(NH2)2

Урея (Urea)

МХР

Устойчива

Не токсичная соль

Тиокарбамид

CS(NH2)2

МХР

Устойчива

Не токсичная соль

Калия бихромат

K2Cr2O7

Лопезит
(Lópezite)

МХР

Устойчива

Токсичная соль
(при любом контакте!)

Калия хромат

K2CrO4

Таракапаит
(Tarapacáite)

МХР

Устойчива

Токсичная соль
(при любом контакте!)

Диспензия ацетат

Dy(CHC3OO)3 · 4H2O

МХР

 

 

Меди ацетат (II)

(CH3COO)2Cu · 2H2O

Хоганит
(Hoganite)

МХР

 

 

Калия гидрофталат

C8H5O4K

МХР

 

 

Хлорамин Б

C6H5SO2N(Na)Cl · 3H2O

МХР

Устойчива

 

Калия-натрия тартрат (Сегнетова соль)

KNaC4H4O6

МХР

 

Не токсичная соль

Выращивание кристаллов в домашних условиях

Введение

1. Теория кристаллов.
Кристаллы — это твердые тела, атомы или молекулы которых занимают определенные, упорядоченные положения в пространстве. Поэтому кристаллы имеют плоские грани. Например, крупинка обычной поваренной соли имеет плоские грани, составляющие друг с другом прямые углы. Кристаллическую структуру имеют металлы. Если взять сравнительно большой кусок металла, то на первый взгляд его кристаллическое строение никак не проявляется ни во внешнем виде куска, ни в его физических свойствах. Металлы в обычном состоянии не обнаруживают анизотропии. Дело здесь в том, что обычно металл состоит из огромного количества сросшихся друг с другом  маленьких кристалликов. Свойства каждого кристаллика зависят от направления, но кристаллики ориентированы по отношению друг к другу беспорядочно. В результате в объеме, значительно превышающем объем отдельных кристалликов, все направления внутри металлов равноправны и свойства металлов одинаковы по всем направлениям. Твердое тело, состоящее из большого числа одиночных кристалликов, называют поликристаллическим. Одиночные кристаллы называют монокристаллами. К поликристаллам относятся не только металлы. Большинство кристаллических тел — поликристаллы, так как они состоят из множества сросшихся кристаллов. Одиночные кристаллы — монокристаллы имеют правильную геометрическую форму, и их свойства различны по разным направлениям.

Жидкие кристаллы — вещества, которые ведут себя одновременно как жидкости и как твёрдые тела. Молекулы в жидких кристаллах, с одной стороны, довольно подвижны, с другой — расположены регулярно, образуя подобие кристаллической структуры (одномерной или двумерной). Часто уже при небольшом нагревании правильное расположение молекул нарушается, и жидкий кристалл становится обычной жидкостью. Напротив, при достаточно низких температурах жидкие кристаллы замерзают, превращаясь в твёрдые тела. Регулярное расположение молекул в жидких кристаллах обусловливает их особые оптические свойства. Свойствами жидких кристаллов можно управлять, подвергая их действию магнитного или электрического поля. Это используется в жидкокристаллических индикаторах часов, калькуляторов, компьютеров и последних моделей телевизоров. Соблюдая большие предосторожности, можно вырастить кристалл больших размеров — монокристалл.

В обычных условиях поликристаллическое тело образуется в результате того, что начавшийся рост многих кристаллов продолжается до тех пор, пока они не приходят в соприкосновение друг с другом, образуя единое тело — поликристалл (рис. 1).


 
Рисунок 1. Поликристалл меди

Чтобы вырастить кристалл, полезно знать, какие процессы управляют его ростом; почему разные вещества дают кристаллы различной формы, а некоторые вовсе не образуют кристаллов; что надо сделать, чтобы кристаллы получились большими и красивыми.

Если кристаллизация идёт очень медленно, то получается один большой кристалл, если быстро — множество мелких кристаллов Выращивание кристаллов производят разными способами:


1. Охлаждение насыщенного раствора.

С понижением температуры растворимость большинства веществ уменьшается, и они, как говорят, выпадают в осадок. Сначала в растворе и на стенках сосуда появляются крошечные кристаллы-зародыши. Когда охлаждение медленное, а в растворе нет твёрдых примесей (скажем, пыли), зародышей образуется немного, и постепенно они превращаются в красивые кристаллы правильной формы. При быстром охлаждении центров кристаллизации возникает много, сам процесс идёт активнее, и правильных кристаллов при этом не получится (см. рис. 2)


 
Рисунок 2. На стенках сосуда образовались множество различных мелких кристалликов


2.Постепенное удаление воды из насыщенного раствора

В этом случае, чем медленнее удаляется вода, тем лучше получаются кристаллы. Можно оставить открытый сосуд с раствором при комнатной температуре на длительный срок — вода при этом будет испаряться медленно (особенно если сверху положить лист бумаги или прикрыть марлей). Растущий кристалл можно либо подвесить в насыщенном растворе на тонкой прочной нитке, либо положить на дно сосуда. В последнем случае кристалл периодически надо поворачивать на другой бок. По мере испарения воды в сосуд следует подливать свежий раствор (см. рис. 3).

Рисунок 3. Кристалл, полученный на дне сосуда из раствора медного купороса с добавлением соли и железных опилок


3. Быстрое удаление  воды из насыщенного раствора

В этом случае кристаллы получаются правильной формы, с острыми гранями, но мелкими (раствор находился в широком сосуде рядом с нагревателем) (см. рис. 4)


  
Рисунок 4. Монокристаллы, полученные при быстром испарении раствора


Выращивание кристаллов — процесс интересный, занимательный, но требующий бережного и осторожного отношения к своей работе. Время от времени кристаллизатор необходимо чистить: сливать раствор и удалять мелкие кристаллики, наросшие на основном, а также на стенках и дне сосуда. Теоретически размер кристалла, который можно вырастить таким способом, неограничен. Если выращенный кристалл оставить открытым в сухом воздухе, он, постепенно теряя содержащуюся в нём воду, превратится в невзрачный серый порошок. Чтобы предохранить кристалл от разрушения, его можно покрыть бесцветным лаком.


Методы выращивания кристаллов

В исследовательских лабораториях и промышленности выращивают кристаллы из паров, расплавов и растворов, из твердой фазы, синтезируют путем химических реакций, осуществляют электролитическую кристаллизацию, кристаллизацию из гелей и другие. В настоящее время для получения совершенных кристаллов большого диаметра чаще всего применяют следующие методы выращивания:
— из газовой (паровой) фазы при градиенте давления,
— из расплавов при температурном градиенте,
— из растворов при градиенте концентрации на границе раздела кристалл-раствор.

Кристаллизация из паровой (газовой) фазы широко используется для выращивания как массивных кристаллов, так и эпитаксиальных пленок, тонких (поликристаллических или аморфных) покрытий, нитевидных и пластинчатых кристаллов. Конкретный метод выращивания выбирают в зависимости от материала. В методах выращивания, основанных на физической конденсации кристаллизуемого вещества, вещество поступает к растущему кристаллу в виде собственного пара, состоящего из молекул их ассоциаций – димеров, триммеров и так далее. В методе синтеза в паровой фазе кристаллизуемое соединение образуется в результате реакции между газообразными компонентами непосредственно в зоне кристаллизации.

Кристаллизация из расплава – это наиболее распространенный способ выращивания монокристаллов. В настоящее время более половины технически важных кристаллов выращивают из расплава. Веществами, наиболее подходящими для выращивания из расплава, являются те, которые плавятся без разложения, не имеют полиморфных переходов и характеризуются низкой химической активностью [1]. Методами кристаллизации из расплава выращивают элементарные полупроводники и металлы, оксиды, галогениды, халькогениды, вольфраматы, ванадаты, ниобаты и другие вещества. В ряде случаев из расплава выращиваются монокристаллы, в состав которых входит пять и более компонентов. При кристаллизации из расплава важно учитывать процессы, влияющие на состав расплава (термическая диссоциация, испарение, взаимодействие расплава с окружающей средой), процессы на фронте кристаллизации, процессы теплопереноса в кристалле и расплаве, процессы массопереноса (перенос примесей, обусловленный конвекцией и диффузией в расплаве) [2].

Кристаллизацию из растворов применяют при выращивании веществ, разлагающихся при температурах ниже температуры плавления. Рост кристаллов осуществляется при температурах ниже температуры плавления, поэтому в выращенных такими методами кристаллах отсутствуют дефекты, характерные для кристаллов, выращенных из расплава. При выращивании кристаллов из растворов движущей силой процесса является пересыщение. Методом температурного перепада выращивают, например, кристаллы дигидрофосфата калия и дигидрофосфата аммония. Скорость роста кристаллов в таких условиях составляет около 1 мм/сут. Кристаллы весом 400 г. растут в течение 1,5-2 месяцев [2].


Кристаллы и их применение.

Живя на Земле, сложенной кристаллическими породами, мы, безусловно, никак не можем отвлечься от проблемы кристалличности: мы ходим по кристаллам, строим из кристаллов, обрабатываем кристаллы на заводах, выращиваем их в лабораториях, широко применяем в технике и науке, едим кристаллы, лечимся ими… Изучением многообразия кристаллов занимается наука кристаллография. Она всесторонне рассматривает кристаллические вещества, исследует их свойства и строение. В давние времена считалось, что кристаллы представляют собой редкость. Действительно, нахождение в природе крупных однородных кристаллов – явление нечастое. Однако мелкокристаллические вещества встречаются весьма часто. Так, например, почти все горные породы: гранит, песчаники, известняк–кристалличны. По мере совершенствования методов исследования кристалличными оказались вещества, до этого считавшиеся аморфными. Сейчас мы знаем, что даже некоторые части организма кристалличны, например, роговица глаза, витамины, миелиновая оболочка нервов – это кристаллы. Долгий путь поисков и открытий, от измерения внешней формы кристаллов в глубь, в тонкости их атомного строения еще не завершен. Но теперь исследователи довольно хорошо изучили его структуру и учатся управлять свойствами кристаллов.

Кристаллы – это красиво, можно сказать, чудо какое-то, они притягивают к себе, являются промежуточным звеном между живой и неживой материей. Кристаллы могут зарождаться, стареть, разрушаться. Кристалл, когда растет на затравке (на зародыше), наследует дефекты этого самого зародыша.

Кристалл чудодейственен своими свойствами, он выполняет самые разные функции. Эти свойства заложены в его строении, которое имеет решетчатую трехмерную структуру. Как пример использования кристаллов можно взять кристалл кварца, который используется в телефонных трубках. Если на пластинку из кварца воздействовать механически, то в ней в соответствующем направлении возникнет электрический заряд. В трубке микрофона кварц преобразует механические колебания воздуха, вызванные говорящим, в электрические. Электрические колебания в трубке абонента преобразуются в колебательные, и, соответственно, он слышит речь. Будучи решетчатым, кристалл ограняется и каждая грань, как личность, своеобразна. Если грань плотно упакована в решетке материальными частицами(атомами или молекулами), то это очень медленно растущая грань. Например, алмаз. У него грани имеют форму октаэдра, они очень плотно упакованы атомами углерода, и отличаются в силу этого и блеском, и прочностью.

Практическая часть

Название работы: Выращивание кристаллов поваренной соли, медного купороса и сахара в домашних условиях

Цель: Вырастить кристаллы из насыщенных растворов соли, медного купороса, сахара и убедиться на опыте в том, что кристаллы данных веществ имеют правильную форму.

Актуальность выбранной темы.

Окружающий нас мир состоит из кристаллов, можно сказать, что мы живем в мире кристаллов. Жилые здания и промышленные сооружения, самолеты и ракеты, теплоходы и тепловозы, горные породы и минералы слагаются из кристаллов. Мы едим кристаллы, лечимся ими и частично состоим из кристаллов.
Кристаллы – это вещества, в которых мельчайшие частицы “упакованы” в определенном порядке. В результате при росте кристаллов на их поверхности самопроизвольно возникают плоские грани, а сами кристаллы принимают разнообразную геометрическую форму. Интересно происхождение слова “кристалл”. Много веков назад в снегах Альп на территории современной Швейцарии нашли очень красивые бесцветные кристаллы, напоминающие чистый лед. Древние натуралисты так их и назвали – “кристаллос”, по-гречески лед. Полагали, что лед, находясь длительное время в горах, на сильном морозе, окаменевает и теряет способность таять. Аристотель писал, что “кристаллос рождается из воды, когда она полностью утрачивает теплоту”. Еще в средних веках этот термин “кристалл” применялся исключительно к кварцу. Вместе с тем большая часть природных минералов обладает кристаллическим строением. Первые минералоги интересовались прежде всего, именно формой кристаллов, разнообразие которой поражает. Знаменитый русский кристаллограф Е.С. Федоров, который теоретически вывел законы построения кристаллов, говорил: “Кристаллы блещут симметрией”. Кристаллы действительно так хороши собой, что ими можно любоваться часами. Многие ученые, внесшие большой вклад в развитие химии и минералогии, начинали свои первые опыты с выращивания кристаллов, пытаясь понять, как они образуются.

И я решил начать свою исследовательскую работу, поставив цель: получить кристаллы различных веществ в домашних условиях.

Цель исследования: исследование зависимости формы и размеров кристаллов от температуры

Задачи исследования:
1. Вырастить монокристалл.
2. Вырастить поликристалл.

Объект исследования:
1. раствор медного купороса
2. раствор поваренной соли
3. раствор сахара

Предмет исследования: кристаллы соли и сахара

Эксперимент № 1.Выращивание кристаллов поваренной соли

Этот процесс не требует наличия каких-то особых химических препаратов. Кристаллы поваренной соли NaCl представляют собой бесцветные прозрачные кубики.
Насыпал пищевую соль в стакан с водой при температуре 20°С и оставил на несколько минут, предварительно помешав. За это время соль растворилась. Затем добавил ещё соль и снова перемешал. Повторял этот этап до тех пор, пока соль уже не будет растворяться и будет оседать на дно стакана. Так я получил насыщенный раствор соли. Перелил его в чистый стакан такого же объёма, избавившись при этом от излишек соли на дне. Выбрал один более крупный кристаллик поваренной соли и положил его на дно стакана с насыщенным раствором. Уже через 3 дня было заметно значительный для кристаллика рост. С каждым днём он увеличивался. Затем проделал всё то же ещё раз (приготовил насыщенный раствор соли и опустил в него этот кристаллик), он стал расти гораздо быстрее — от размеров 0,3 до 0,9 см за следующие 3 дня (см. рис. 5)

Рисунок 5. Бесцветные прозрачные кубики поваренной соли


Эксперимент № 2. Выращивание кристаллов медного купороса

Раствор медного купороса приготовил следующим образом: налил воды в стакан (200 г) и поставил его в кастрюлю с тёплой водой при 50°С и начал растворять 100 г порошка медного купороса. Также, как и раствор поваренной соли, оставил на несколько дней. Сначала способом быстрого испарения в открытом сосуде на стенках получил монокристалл медного купороса (см. рис. 6)

Рисунок 6. Монокристалл, зародыш для поликристалла

Затем поместил его в новый раствор для дальнейшего наращивания при комнатной температуре и закрытом сосуде. Через 2 недели получил поликристалл размером 2,8 см (см рис. 7).     


 
Рисунок 7. Поликристалл размером 2,8 см


Эксперимент №3. Выращивание кристаллов сахара

Для того, чтобы вырастить кристалл из сахара, нужно вскипятить воду и налить кипяток в стакан. Затем начать насыпать в воду сахар и постоянно помешивать. Продолжать делать это до тех пор, пока сахар не перестанет растворяться, т.е. пока раствор не станет перенасыщенным.

Возьмите не слишком длинную тонкую нитку. Один конец нитки привяжите к карандашу прямо по центру, а ко второму концу привяжите маленький кристаллик сахара (рис.8).

Рисунок 8. Затравка на карандаше

Положите карандаш на стакан с сахарным раствором, а нитку опустите. Дальше вам остается только ждать. В лучшем случае небольшой кристалл сахара сможет вырасти за 2-3 дня, а в худшем – вам придется ждать заметного результата полтора-два месяца (рис. 9).

Рисунок 9. Выращенный кристалл сахара

Заключение

Процесс выращивания кристаллов в домашних условиях – это очень интересное и увлекательное занятие, позволяющее сознательно отнестись к закономерностям природы. Работа по выращиванию кристаллов сделала меня более наблюдательным, расширила мой кругозор, приобщила к науке, позволила удивляться. Переживание “чуда” выращивания принесло мне много положительных эмоций и ярких впечатлений. Исследовательская работа приоткрыла мне дверь в загадочную страну кристаллов и минералов.

Полученные мною кристаллы можно использовать на уроках химии и физики как демонстрационный материал.

Литературные источники:


1. Энциклопедический словарь
2. МЕГАЭНЦИКЛОПЕДИЯ КИРИЛЛА И МЕФОДИЯ http://www.megabook.ru
3. Зоркий П. М. Симметрия молекул и кристаллических структур. М.: изд-во МГУ, 1986. – 232 с.
4. Лихачёв В. А., Малинин В. Г. Структурно-аналитическая теория прочности. — СПб: Наука. — 471 с.
5. Шаскольская М. П.. Кристаллы. М.: Наука, 1985. 208 с.
6. Материалы Интернета.


Работу выполнил: Смоленников Павел Сергеевич
ученик 11 «Б» класса

Научный руководитель: Крестьянникова Елена Валериевна
учитель химии, 1-ой категории

КГУ «Средняя школа №12 поселка Осакаровка»
акимата Осакаровского района
Карагандинской области
Республика Казахстан

CRYSTALGROWING.COM

CRYSTALGROWING.COMCRYSTALGROWING.COM

WHOW! Iam LIVE!
наконец-то работает -Hello World! Я снова вернулся! version007 -октябрь 3-й .2020

Буссингальтит на матрице Эйфелевой лавы, выращенный в моей старой лаборатории в Morscholz
Обратите внимание, что я снова работаю над своим сайтом, и я все еще жив!

Так что все слухи о моей кончине в июле 2014 года безумны. преувеличены.

Поскольку в июле 2014 г. у меня произошло кровотечение в мозг, я потратил несколько недели в коме.Как потенциальный донор органов,

Я едва выжил, и мой разум где-то в стране грез. еще, (помню только, как был в Хиросиме и в аэропорту Св. Винсент), я наконец проснулся, обменявшись парой слов по-русски с медсестрой, удивив врачей, поскольку они обещали моим родителям, что если я когда-нибудь проснется из комы я был бы настолько инвалидом, что закончил бы дом престарелых, не будучи мог ходить или говорить. Затем, проведя бесконечное время в реабилитационном центре, рухнул весь бизнес и моя прежняя жизнь.
Итак, сайт crystalgrowing.com был закрыт, а также мой интернет-магазин и моя деятельность на eBay
Однако я все еще владею доменом crystalgrowing.com, который у меня был обеспечено в начале начало интернета уже.

JUKE-BOX

отправить отправьте электронное письмо по адресу: [email protected]
, тогда вы можете получить мой адрес электронной почты или номер телефона

я в Тусоне

Этот веб-сайт не контролируется Марком Мороном.

Итак, Паппа Цукерберг и его друзья из АНБ не делают никаких копейки с ним, или высосет больше информации о вас и вашем контакты, которые вы, возможно, когда-либо захотите узнать. Он никогда не сможет когда-нибудь скажите мне, что делать или не делать , или сколько мне разрешено иметь друзей.
Facebook — отличная игрушка для любителей смартфонов (если учесть компьютер с микроскопическим дисплеем, без мыши и клавиатуры очень smart.)
, так как я не безграмотен по html и имею собственные сервера и хостинг (в Германии, а не в Трампистане, Китае или Северной Корее) Я могу передать веб-сайт, который выглядит так, как будто его врезал трехлетний ребенок.Поскольку он есть, и многие люди в мире используют его каждый день, квазимонополия. Я, конечно, тоже на
FACEBOOK

Так что я не пойду мучить вас печеньками или с надоедливой рекламой.
ВИДЕО (размещено на YouTube)


CRYSTALGROWING-TV

полный текст 29 Выращивание монокристаллов

. Кристаллы. С

Вибратор

характеристики

темно-красного цвета.Искусственные синие сапфиры

, полученное, когда смесь 1 ат.% TiO2 и 2 ат.% FeO составляет

добавлен в кормовой порошок.

O2

Бункер

Одним из преимуществ метода Вернейля является то, что он дает

(дозатор)

не использовать тигель для удержания расплава — только мелкую ванну

жидкости присутствует на протяжении всего процесса роста.Ан

Газ

Глинозем

важный

ограничение

переходы жидкость-твердое тело для

Рост кристалла — реакция расплава с кон-

органы управления

порошок

тейнер.Для кристаллов с высокой температурой плавления (

ситуация, с которой мы часто сталкиваемся в керамике) это ограничение

h3

становится особенно суровым.Даже если реактивность не

проблема все еще трудно найти подходящие контейнеры, которые

выдерживает очень высокие температуры без плавления или

деградирующий.Другие преимущества метода Вернейля

заключается в том, что он относительно недорогой и быстрый. Кристаллы банка

легко получить в считанные часы (типовой рост

скорости составляют 10−2 м / ч) по сравнению с месяцами, необходимыми для

некоторые методы решения.

Основным недостатком процесса Вернейля является то, что

относительно слабый контроль над параметрами роста,

Пламя

особенно температура, из-за очень маленькой

объем расплава.Как следствие качество кристалла

Прицел

часто уступает, например, Cz

отверстие

метод.Как правило, кристаллы, выращенные по Вернейлю, имеют высокое разрешение

плотности расположения, что делает их наиболее подходящими для

приложения, в которых такие недостатки не так важны-

Буль

тант (e.g., ювелирные или ювелирные подшипники). Очень большой одноместный

не могут быть получены методом Вернейля. Версия

Пьедестал

Були, выращенные из новых сортов, могут достигать 9 см в диаметре.Стол

29.3 перечислены некоторые керамические кристаллы, которые были

выращено по методу Вернейля.Используется сапфир Верней

в качестве исходного материала (кракл) для сапфира Cz.

РИСУНОК 29.1. Техника Вернейля.

Метод FZ во многом похож на метод Ver-

метод neuil.Основное отличие в том, что исходник —

плотный поликристаллический стержень

Кому

производить

искусственный

СТАЛАГМИТЫ

того же состава, что и

рубины

и

сапфиры

желаемый монокристалл,

Техника Вернея связана с ростом ста-

различные

переход

металл

вместо свободного

лагмиты

в природе.Капли жидкости (из сталактита)

оксиды

добавлены

на

порошок, используемый в Ver-

на

сталагмит, но вместо оседания там

Порошок оксид алюминия. Для

neuil метод, но все равно

замерзает (как сосулька сталагмита) некоторые из

рубинов,

между 1

и 3

использует ограниченный объем

Содержание минералов откладывается по мере испарения воды.

ат.% Cr2O3 дает обугливание

жидкости. Преимущество

Как вырастить собственное хрустальное ожерелье

Вырастить растение может каждый. Хотя на самом деле я все еще считаю, что сохранение растений живыми — одна из самых недооцененных проблем взрослой жизни.Отращивать усы — это на один уровень выше. Но пробовали ли вы когда-нибудь выращивать собственное хрустальное ожерелье? Это не так сложно, как вы думаете.

Когда я выращивал свою собственную жеоду из хрустального яйца, я знал, что выращиваю кристаллы с квасцами не в последний раз. Процесс был таким увлекательным! Я уже тогда экспериментировал с выращиванием кристаллов в куске металла (крышке). Что, если бы я сделал то же самое с кулоном меньшей формы? Смогу ли я вырастить собственное хрустальное ожерелье? Я немного поэкспериментировал и обнаружил, что это действительно возможно.Конечно, я не могу поделиться с вами этими жемчужинами.

1. Соберите материалы

Вам понадобятся:
квасцы в порошке (сульфат калия и алюминия)
лак для ногтей
открытый кулон
шнурок для ожерелья
застежка для ожерелья

Где найти порошок квасцов?
Возможно, вы сможете купить квасцы в местной аптеке. Его используют, чтобы остановить кровотечение из бреющих ран. Мне удалось достать небольшой кусок квасцов, но пришлось его самому разбить и растереть в порошок.

Купите кулон. Он должен быть пустым и желательно иметь небольшой край сбоку, чтобы вы могли выращивать кристаллы внутри. У меня есть два, чтобы я мог экспериментировать с разными цветами и процессами.

2. Покрасьте внутреннюю часть кулона лаком для ногтей



Когда я вырастил свою жеоду из хрустального яйца, я добавил в воду пищевой краситель. Однако я знал, что сами кристаллы не адсорбируют цвет. Это была просто яичная скорлупа и края, которые собирали цвет.Так что я решил, что для своего ожерелья я не буду добавлять цвет в воду. Я бы просто красила внутреннюю часть кулона лаком для ногтей. Я немного растушевал цвета, чтобы получить градиент вместо цветных линий. Один кулон я покрасил в цвета радуги, а другой — в синий оттенок омбре. Не забудьте после этого дать лаку как следует высохнуть.

3. Используйте прозрачный лак для ногтей, чтобы «приклеить» к кулону квасцы.

Когда цветной слой лака для ногтей высохнет должным образом, добавьте слой прозрачного лака для ногтей.Затем рассыпьте немного порошка квасцов по мокрому прозрачному лаку. Слегка нажмите на нее и убедитесь, что она закрывает все части внутренней стороны вашего кулона.

Чего нельзя делать: Не используйте белый клей. Это то, что я использовал в своей первой попытке. Поскольку в своем последнем проекте с кристаллами я использовал белый клей для рукоделия, я решил, что он подойдет и для этого проекта. Я не уверен, было ли это из-за другой подкладочной поверхности или чего-то еще, но это вообще не сработало. Через два дня клей растворился, кристаллы не выросли, и это был большой провал.


4. Растворить квасцы в горячей воде

Вскипятите воду. Добавьте в чашку две-три большие ложки квасцов. Добавьте немного воды и постарайтесь размешать и растворить как можно больше квасцов. Добавьте еще немного воды и перемешайте. Продолжайте этот процесс, пока все кристаллы на дне чашки не растворятся. Вам не нужны оставшиеся кристаллы, потому что они превратятся в более крупные кристаллы вместо того, чтобы эффективно расти в вашем кулоне.

Чего нельзя делать: Не используйте микроволновую печь для растворения последних кусочков кристаллов.Некоторые учебники рекомендуют это при выращивании кристаллов. Я сделал это и в прошлый раз. Логика проста: вы нагреваете воду, чтобы она могла растворить больше вашей соли. Однако есть одна загвоздка, о которой я не подумал: через несколько секунд в микроволновой печи я увидел вспышку синего света. Я немедленно выключил микроволновку. Что-то начало меня преследовать. Помните, как соленая вода проводит электричество? Очевидно, что в наши дни диплом магистра наук ничего не говорит и все равно заставит вас взорвать микроволновку.Несмотря на этот небольшой инцидент, моя микроволновая печь по-прежнему работает так же хорошо, как и раньше (что на самом деле было не так хорошо). Но я подумал, что должен сделать предупреждение, чтобы вы не пытались делать то же самое дома.

5. Опустите кулон в воду

Осторожно опустите кулон ложкой в ​​квасцовую воду. Поместите его на дно чашки лакированной стороной вверх.

Чего нельзя делать: Не роняйте кулон, если лак еще не затвердел.Я не ждал достаточно долго во время своей первой попытки, и это стоило мне дня. Из-за этого лак для ногтей оставался липким в горячей воде. Кристаллы на верхней части кулона растворились, и примерно через день ничего не произошло, поэтому мне пришлось повторить процесс нанесения лака для ногтей. Во второй раз я подождал достаточно долго (полдня или около того, прежде чем бросить его в воду).

6. Подождите

Не трогайте чашки и кристаллы хотя бы день. По прошествии этого времени вы должны увидеть первые результаты.Вы можете достать его или дать ему подольше впитаться, чтобы кристаллы выросли еще больше. Если через 2 дня они совсем не выросли, возможно, вы не растворили достаточно квасцов в выбранном количестве воды.

7. Достаньте хрустальный кулон из чашки

Когда вам понравятся форма и размер кулона, достаньте его из чашки. Если некоторые кристаллы выросли на участках, которые вам не нравятся (слишком сильно сбоку или сзади), вы можете попытаться очень осторожно удалить эти кристаллы булавкой или иглой.После этого дайте кулону как следует высохнуть.

8. Превратите хрустальную подвеску в ожерелье

Наденьте кулон на шнур и сделайте из него ожерелье. Лично мне нравится черный аккорд для этого типа ожерелья, но вы можете выбрать все, что вам подходит, чтобы закончить свое хрустальное ожерелье по своему вкусу. Постарайтесь быть осторожнее, когда носите его. В конце концов, это просто кристаллы соли, поэтому случайное попадание во что-то может привести к поломке кристаллов. Однако, когда вы несколько осторожны, вам не следует слишком бояться.

Ага, вот и все. А знаете, что еще веселее? Когда люди спрашивают вас о вашем ожерелье, вы небрежно отвечаете: «О, я его вырастил». Как это круто?

Ты собираешься выращивать собственное хрустальное ожерелье? Я бы хотел увидеть картинку, если вы это сделаете!


Заметки о выращивании кристаллов


Выращивание, выбор и установка кристаллов

Содержание

Рост кристаллов

Доктор.Кристалл Пола Бойля Рецепты выращивания — отличный ресурс. Другие идеи для выращивания кристаллов находятся в Bijvoet Веб-сайт центра в Утрехтском университете. Страница автора Александр Блейк в Ноттингемском университете описывает множество различных методов выращивания кристаллов. Информация о выращивании кристаллов макромолекулярный соединения доступны на веб-сайте Кембриджского университета. Коммерческий поставщик с различными подсказками и инструментами для выращивания кристаллов протеина

Введение

Производство кристаллов хорошего качества подходящего размера — первое и самое важный шаг в определении любой кристаллической структуры.Кристаллизация — это процесс упорядочивания атомов или молекул, находящихся в жидком или растворимом состоянии в заказанный твердотельный накопитель . Этот процесс происходит в два этапа — зарождение и рост. Зарождение зародышей может происходить в затравочном кристалле, но в отсутствие затравки кристаллы обычно встречаются на какой-то частице пыли или на каком-то дефекте окружающее судно. Таким образом, если кажется, что кристаллы не выходят из якобы перенасыщенные растворы, попробуйте затравку кристаллизации путем введения либо микрокристаллы от предыдущей попытки, либо протирка стеклянной посуды до вызвать дефекты в стеклянной посуде.Добавление посторонних частиц к раствору вызывать кристаллизацию не рекомендуется.

Форма кристаллов зависит как от внутренней симметрии материала. и об относительной скорости роста лиц. В общем, лица Наиболее быстро растут кристаллы, в которые кристаллизующиеся частицы связаны более надежно. Эти быстрорастущие лица обычно меньше, менее развитые лица.Большие грани обычно связаны с направлениями в кристалле, где есть только слабые межмолекулярные взаимодействия.

Все методы кристаллизации изменяют физическое состояние материала на перевод системы из некоторого неравновесного состояния в равновесное штат. Методы кристаллизации можно разделить на две большие категории. в зависимости от того, как система выполняет это преобразование. Градиент концентрации методы обычно включают концентрирование образца путем удаления растворителя или транспортировка материала в другую систему растворителей, в которой материал меньше растворимый.Методы температурного градиента основаны на том факте, что кристаллы образуются, когда материал охлаждается.

Выбор метода кристаллизации для конкретного образца зависит от сильно зависит от физических и химических свойств образца. Должным образом выбор лучших растворителей, кристаллизующих агентов и температур очень важен для производства кристаллов высшего качества.

Есть несколько общих моментов, применимых ко всем методам кристаллизации.

  • Важно, чтобы проба была как можно более чистой. Когда попытки кристаллизации постоянно дают масло, образец, вероятно, не чисто. Растворители или сокристаллизующиеся материалы также должны быть настолько чистыми, насколько возможный.

  • Для большинства методов решения важно, чтобы стеклянная посуда быть полностью чистым. Обратите внимание, что новая стеклянная посуда часто бывает пыльной. загрязнений, поэтому его необходимо тщательно очистить, особенно перед первое использование.

  • Если образец дает только мелкие кристаллы, метод должен быть измененным, чтобы замедлить шаг роста. Замедление роста кристаллов иногда требуется изменить метод выращивания кристаллов.

  • Избегайте вибрации рядом с растущими кристаллами, так как это перемещает систему в состояние равновесия быстрее, чем хотелось бы. См. Предыдущий пункт.

  • При выращивании кристаллов методом градиента концентрации используйте наименьшее количество растворителя, необходимое для растворения образца.

  • Наконец-то наберитесь терпения! Некоторые методы работают за несколько часов, а другие методы требуют недель или даже месяцев для успеха.

Методы градиента концентрации

Испарение

Испарение — один из самых простых методов кристаллизации. низкомолекулярные соединения. Выбор растворителя очень важен, потому что он может сильно влияют на механизм роста кристаллов и потому, что растворитель может быть включены в кристаллическую решетку.Принято экранировать большое количество растворителей или смесей растворителей, чтобы найти наилучшие условия для кристаллов рост. Скорость роста кристаллов можно замедлить, уменьшив скорость роста кристаллов. выпаривание растворителя или охлаждение раствора. Формирование лишь нескольких сгустки розеточной формы — показатель недостаточного количества зародышей места. Количество сайтов зародышеобразования можно увеличить либо за счет засева раствора или царапая поверхности сосуда, подвергшиеся воздействию раствора.Наконец, ни при каких обстоятельствах не используйте растворители, содержащие большое количество различных соединений, таких как петролейный эфир или бензин. См. Информацию О выборе растворителя ниже.

Диффузия жидкости и пара

Методы диффузии жидкости и пара часто используются, когда методы испарения не сразу получится. Оба метода требуют поиска двух растворителей или растворителя. смеси, в которых соединение растворимо в одном растворителе, но не растворимо в другой растворитель.Две системы растворителей должны быть несмешиваемыми или почти несмешиваемыми для жидкая диффузия и должна быть смешиваемой для диффузии пара. Рост кристаллов может быть несколько замедлился за счет охлаждения аппарата.

Для диффузии жидкости обычно требуется тщательная обработка менее плотной системы растворителей. наслоить поверх более плотной системы в узкую трубку. Образец можно растворить в любой системе растворителей. Кристаллы растут на интерфейс между решениями.Когда соединения выпадают в осадок сразу после образуется, можно замедлить реакцию и, таким образом, вырастить более крупные кристаллы за счет размещение реагентов в разных жидких слоях, разделенных третью слой растворителя, который не смешивается ни с одним из слоев, ни с образец. Обратите внимание, что верхний слой следует добавлять очень медленно, чтобы обеспечить минимум смешивания слоев. Эти трубки можно проверить на рост кристаллов, поместив свет за трубкой и ищет блестящие грани кристаллов.Кристаллы чувствительные к воздуху и влаге образцы можно выращивать в пробирках Шленк-Вера с перегородкой на верхняя.

Диффузия пара осуществляется путем растворения небольшого количества образца в небольшом флакон или пробирку, а затем поместите этот открытый маленький флакон или трубку внутрь большого флакона, который содержит небольшую часть растворителя, в котором образец не растворяется. Внешний флакон тогда запечатанный. Во время кристаллизации пар из растворителя внешнего флакона диффундирует. в раствор во внутреннем флаконе, вызывая осаждение материала.Вертикаль поверхности внутреннего флакона не должны касаться внешнего флакона, чтобы сохранить внешний раствор от подъема за счет капиллярного действия и наполнения внутреннего флакона.

Кристаллы белка часто выращивают с использованием диффузии пара. метод. Капля белка в маточном растворе помещается на покровное стекло. который закрывают над лункой осаждающим раствором или каплю добавляют в отдельный колодец или уступ, имеющий путь пара к осаждающему раствору.

Гель Диффузия

Некоторые соединения, выпадающие в виде очень мелких кристаллов сразу после синтеза, крайне нерастворимы. Часто можно получить подходящие кристаллы этих соединений. за счет значительного уменьшения скорости объединения реагентов. Это делается путем создания реагенты диффундируют через гелевый барьер. Для этого заполните нижнюю часть U-образной трубки. с гелем, затем введите реагенты в два отдельных конца трубки.Такие методы Обычно для производства кристаллов требуются недели или месяцы, в зависимости от скорости диффузии. реагентов через гель.

Методы температурного градиента

Методы температурного градиента часто дают кристаллы очень высокого качества. Такие методы включать медленное охлаждение запечатанных насыщенных растворов, кипячение насыщенных растворов, сублимация и зональный нагрев. Зональный нагрев используется в основном для кристаллизации твердые растворы или смеси.Маленькие кристаллы иногда могут быть увеличены зонально. кипячение насыщенного раствора. Сублимацию можно проводить в различных пробирки или сосуды. Герметичные сосуды имеют преимущество для сублимации, так как камера может быть откачана или может быть введено парциальное давление некоторого инертного газа перед герметизацией образца в аппарате. Методы сублимации последовательно производят кристаллы очень высокого качества. Кристаллы большего размера могут быть выращены либо путем уменьшения температурный градиент или путем циклического нагрева и охлаждения образца.

Прочие сведения о кристаллизации

Сокристаллы и клатраты

Кристаллическая структура некоторых соединений может быть определена только путем согласования интересующее соединение с другим материалом или путем включения соединяется в решетку из другого материала. Кристаллы, содержащие два или более разных соединения называется сокристаллами. Некоторые кристаллические смеси просто образуются путем включения одна или несколько молекул растворителя в решетку интересующего соединения.Другие сокристаллические смеси образуются, когда интересующее соединение связывается с большим молекула, такая как оксид трифенилфосфина, обычно через водородную связь. Заключительный группу сокристаллов можно рассматривать как образованную путем включения соединения представляющую интерес или гостевую молекулу в небольшие свободные области в решетке вокруг большие жесткие молекулы-хозяева. Эта решетка из молекул хозяина / гостя называется клатрат. Структуры клатратов на основе порфиринов очень распространены.

Новый класс клатратных кристаллов был недавно описан в Природа , 2013 , 495 , 461-466, DOI: 10.1038 / nature11990. Чтобы подготовить эти материалы, кристаллы комплекса металлов с большими пустотами (которые содержат несвязанный растворитель) пропитанные микро- или нанограммами интересующего соединения. С надеждой интересующее соединение попадает в пустоты, вытесняя достаточно растворителя, чтобы в полученной кристаллической структуре.

Выбор растворителей и противоионов

Существует ряд растворителей и противоионов, которые обычно разупорядочены в кристаллических структурах, поэтому их следует избегать при выращивании кристаллов, если возможно. Наиболее неприятными растворителями являются петролейный эфир, смешанные углеводороды, такие как гексаны или керосин, и галогенированные углеводороды, такие как метиленхлорид и хлороформ. Часто эти растворители занимают позиции в кристалле. структуры, которые больше, чем молекула растворителя, и, таким образом, кажутся предполагают различную ориентацию в исследуемой единичной элементарной ячейке.Когда группа атомов занимает множество позиций в решетке, группа описывается как в беспорядке или просто в беспорядке. Галогенированные растворители особенно неприятно, когда они больны, потому что беспорядок обычно включает атомы, которые тяжелее, чем объемный материал. Лучше выбор растворителей: бензол, ксилол, первичный и вторичный спирты и тетрагидрофуран. Смешанные растворители, такие как петролейный эфир или гексаны, никогда не должны быть используемый; хорошие заменители всегда в наличии.Если кристаллы хорошего качества могут только можно выращивать с использованием галогенированного растворителя, затем обязательно используйте этот растворитель. Получение кристаллы хорошего качества — самый важный шаг во всем кристалле структурирование процесса.

Противоионы, скорее всего, вызовут затруднения из-за их склонности к беспорядок: Bu 4 N + , BF ​​ 4 , и ПФ 6 . Некоторые альтернативные противоионы, которые обычно заказаны трифлатные, БПх 4 , (Тел. 4 P) 2 N + и Тел. 4 As + .

Выбор кристалла

Для оценки качества и подходящего размера кристаллических образцов, образцы следует исследовать при малом увеличении (от 10 до 40 крат). Хороший кристаллы обычно имеют гладкие плоские грани, острые края, без включений, без штрихов, и никаких явных вывихов. Ниже показан кристалл с включениями. Осторожный следует сделать пометки, если основная проба не заметно однородный.Выбранный кристалл не должен показывать очевидного внешнего двойникования. (например, входящие грани или различные части кристалла гаснут в разных углы поворота под поляризационным микроскопом). Цвет, размеры, привычка и Следует отметить точечную групповую симметрию выбранного для исследования кристалла.

Выбранный для анализа кристалл должен быть достаточно большим для получения адекватного дифракционная картина и, в то же время, относительно небольшая, чтобы минимизировать поглощение проблемы.Расчет амплитуд структурных факторов предполагает, что кристалл полностью купается в однородном пучке рентгеновских лучей. Поскольку однородная область диаметр пучка рентгеновских лучей составляет около 0,5 мм, это считается максимально рекомендуемым размер кристалла в прошлом. Для большинства образцов минимальный размер 0,1 мм. необходимо для получения адекватного рассеяния рентгеновских лучей. Соединения с небольшим количеством атомов или очень тяжелыми атомами может иметь все три измерения ближе к малому концу этого 0.От 1 до 0,5 мм спектр. Кристаллы соединений с большим количеством легких атомов должны иметь все три измерения. ближе к большому концу (0,4-0,5 мм) этого диапазона.

Обратите внимание, что верхний предел размера кристалла может быть ослаблен. Кристаллы намного больше чем рентгеновский луч может дать результаты хорошего качества. Карл Хенрик Гербиц опубликовал информативная статья, документирующая эффекты сбора данных о кристаллах больше, чем Размер рентгеновского пучка.( Acta Cryst., 1999 , B 55 , 1090-1098.)

Если кристаллы сильно поглощают (содержат много тяжелых атомов), стоит чтобы изменить форму кристалла, сделав его максимально сферическим. Резка, шлифование или погружение кристалла в растворитель являются лучшими методами изменения формы кристалла.

Крепление кристалла

Крепления кристаллов должны быть достаточно жесткими. удерживать образец в фиксированной ориентации и минимизировать количество посторонних материал, который находится на пути падающего и дифрагированного рентгеновских лучей.Примерная поддержка обычно изготавливается из аморфного материала, такого как стекло или пластик, который удерживается в металлический штифт и закрепленный на головке гониометра. Могут использоваться твердые стекловолокна; однако волокна, вытянутые из стеклянных трубок, на самом деле являются небольшими капиллярными трубками и более жесткие, чем твердые стекловолокна. Эти узкие трубки также занимают меньше места некристаллический материал на пути рентгеновского луча, чем твердые волокна.

Кристаллы, устойчивые к воздуху, обычно склеивают (эпоксидная смола, Elmers / вода, Дуко / амилацетат и др.) до конца стекловолокна. Образец должен быть установлен с его самой маленькой поверхностью, прикрепленной к концу стекловолокна, чтобы минимизировать эффекты поглощения и минимизировать фоновое рассеяние от держателя образца.

Компаунды, не устойчивые к воздуху, могут быть покрыты эпоксидной смолой или инертным вязкий материал, такой как масло Paratone N, доступное от Hampton Research. Эти установки обычно выполняются в инертной атмосфере, например, в посуде с наполнителем. с газообразным аргоном.Кристалл также не реагирует во время сбора данных за счет охлаждение образца в потоке охлажденного инертного (азотного) газа.

Очень реактивные соединения необходимо помещать в перчаточный мешок или перчаточный ящик. Кристаллы из этих соединений могут быть нанесены с помощью инертного покрытия на кристалл как описаны выше или могут быть установлены в стеклянных капиллярах. Если выбраны капилляры в качестве опоры для образца кристаллы могут быть закреплены на месте или удерживаться на месте небольшим количеством смазки (кран).Капиллярные трубки, содержащие нестабильные соединения необходимо герметизировать, оплавив концы стеклянной трубки.

Капилляры создают проблемы двух типов. Кривизна капилляр искажает изображение кристалла при центрировании образца на дифрактометр. Также само стекло значительно увеличивает как фоновое рассеяние и поглощение падающего пучка рентгеновских лучей. это Важно, чтобы капилляры были сделаны из тонкого стекла, подобного тому, что содержится в имеющихся в продаже капиллярах для кристаллографии.Толстое стекло капилляры поглощают большую часть, если не все, дифрагированных рентгеновских лучей.


Кафедра химии и биохимии | Университет Оклахомы

Комментарии или вопросы присылайте заведующий лабораторией.

Последнее обновление страницы

ДОСТУПНОСТЬ УСТОЙЧИВОСТЬ УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОЛИТИКА КОНФИДЕНЦИАЛЬНОСТИ Спасибо, что посетили наш сайт.

Как вырастить кристаллы арагонита

Эти красивых кристаллов арагонита выращены прямо из камней с небольшой помощью уксуса.

Мы делаем так много крутых проектов, что никогда не попадают в TinkerLab. Я бы хотел, чтобы вы видели стопки и стопки файлов фотографий, которые просто ждут, чтобы поделиться здесь. Мне очень нужен помощник (которому больше шести лет)!

Чуть более двух лет назад мы вырастили партию удивительных кристаллов арагонита. Вы слышали об этом? Они невероятны: их легко выращивать, не дорого, и они предлагают классные уроки геологии и химии.

Покопавшись на днях в нашем научном шкафу, я нашел старую коробку с доломитовыми камнями, которые являются основой для этих кристаллов арагонита. И там было еще около 20 камней, которые просто ждали, чтобы на них вырастили кристаллы!

Без лишних слов, я хотел бы познакомить вас с кристаллами арагонита…

Для этого проекта вам понадобятся всего два ингредиента:

Доломитовые скалы

Дистиллированный белый уксус

Просто, правда? (Честно говоря, люблю простые)

Я нашел ЛУЧШИЙ источник этих камней в Образовательных инновациях.У них справедливые цены — вы можете купить 25 образцов камня всего за 8,95 доллара, что УДИВИТЕЛЬНО, если вы работаете в классе или хотите подарить их кучке друзей, как мы. Я не связан с этой компанией, просто довольный клиент. Я провел тщательный поиск, и найти их не так много мест (легко).

Я насыпал камни в миску и предложил каждому ребенку выбрать свой любимый. Плоский, высокий, толстый — ооочень много вариантов!

После того, как камень был выбран, мы поместили его в небольшую стеклянную банку каменщика. Мы использовали 4 унции. mason jars от Bell (филиал), и я нахожу им ВСЕ виды применения в наших художественных и научных проектах. Мы храним в них самодельные краски, превращаем их в художественные подсвечники для чая и используем их более крупных собратьев для наших новых солнечных ламп.

Можно положить в любую стеклянную или керамическую тару. Поскольку я категорически за то, чтобы дети работали (то есть расширяли их возможности), я затем налил уксус в небольшой кувшин и предложил детям налить уксус в банку.

Хитрость заключается в том, чтобы налить в банку ровно столько уксуса , чтобы не закрыть вершину камня. Вы видите это сухое пятно на правом нижнем снимке?

Через пять дней наши кристаллы выглядели так:

Примерно половина уксуса испарилась, некоторые кристаллы образовались по краям сосуда, а на вершине нашего камня росла небольшая гора кристаллов.

Кристаллы полностью образуются примерно через две недели после того, как весь уксус испарится.Чтобы ускорить испарение, поставьте банку на солнечное окно.

Камни, которые мы использовали для выращивания кристаллов, — это доломит, богатый магнием . Доломит — это осадочная порода, образующаяся при испарении, состоящая из отложений и минералов. Эта уникальная разновидность доломита, найденная в древней лагуне, которая была окружена коралловым рифом миллионы лет назад, вырастает из кристаллов белого арагонита, когда его помещают в дистиллированный белый уксус.

Арагонит — карбонатный минерал, который обычно образуется в океанах и теплых влажных средах, таких как пещеры и горячие источники.со временем превратится в кальцит. Вы можете прочитать об арагоните здесь.

Поместите камень в банку. Вы можете сначала смыть с него осадок или положить его в банку как есть.

Поливайте камень дистиллированным белым уксусом до тех пор, пока вершина камня не будет едва выступать над поверхностью уксуса.

Поставьте банку на полку, чтобы ее никто не трогал, но чтобы ее было легко заметить, предпочтительно в теплом солнечном месте, которое будет способствовать испарению.

Маленькие кристаллы начнут появляться в течение дня или около того.

Ежедневно наблюдайте за доломитом, чтобы отслеживать прогресс ваших кристаллов.

Не трогайте банку до тех пор, пока ВСЕ уксус не испарится и камень не станет ПОЛНОСТЬЮ СУХИМ, что может занять от одной до двух недель. Если вы передвинете банку до этого момента, кристаллы могут развалиться. Если это произойдет, просто положите его обратно на полку и начните снова.

После высыхания доломит и кристаллы можно собирать и исследовать. Они будут твердыми, но немного хрупкими.

Эксперимент с уксусом и пищевой содой

Как приготовить творог и сыворотку: научная демонстрация

Сделайте натуральные красители для окраски яиц

Попробуйте эксперимент с голым яйцом (бесплатное занятие из книги TinkerLab — партнерская программа)

Для получения дополнительных идей, связанных с темой: РОСТ, я присоединяюсь к творческой группе инженеров, ученых, преподавателей и художников, чтобы поделиться проектами, которые связаны с идеями STEAM (наука, технологии, инженерия, искусство и математика).Тема этой недели — РОСТ, и вы можете увидеть другие идеи, связанные с выращиванием, здесь:

Хрустальные пейзажи своими руками | Лепет, баловаться, делать

10 способов использования тинкеров | Мери Черри

Звезды-ниндзя-трансформеры | Что мы делаем весь день?

14 Действия с воздушными шарами | Все для мальчиков

Биология йогурта | Левый мозг Craft Brain

Вам также может понравиться подписаться на мою доску STEAM + STEM Activities на Pinterest, чтобы найти больше подобных идей.

Если вам понравился этот пост, , возможно, вы захотите подписаться на еженедельную рассылку новостей TinkerLab. Это бесплатно , и мы часто рассылаем эксклюзивный контент и возможности, которые доступны только нашим подписчикам.

На случай, если вы моргнули и пропустили это, TinkerLab собирает все замечательные материалы в Интернете, чтобы вы и ваши творения оставались творческими, и помещает их в аккуратный информационный бюллетень! (И на всякий случай бросает несколько секретных призов!) — Юлия П., Сан-Франциско, CA

Присоединяйтесь к нашему сообществу, и вы узнаете:

  • Как упростить себе жизнь и освободить место для творчества
  • Как сделать так, чтобы руки стали частью повседневной жизни
  • Простые и действенные способы воспитать творческих детей
.