Выращивание кристаллов с набором "Волшебные кристаллы". Растущие кристаллы
Растущие кристаллы для детей - отзыв о выращивании
Растущие кристаллы для детей — это визуальное чудо и познание химии в одном флаконе. Провели с сыном четвертый опыт по выращиванию «драгоценностей», на этот раз у нас имеется светящаяся подставка, которая дала возможность рассмотреть грани, да и просто испытать восторг. В этой статье оставляю отзыв о наборе, описываю процесс эксперимента и показываю фотографии результата. Поверьте, есть на что посмотреть!
СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ
- Весь процесс в подробностях
- Понравившееся и не очень
- Что получили в итоге
Когда наскучит суета,Дела, людские лица,Я знаю выход — я могуВ кристалле раствориться.В его прозрачной глубине— Незыблемая вечностьВ нем есть и радость, и покой,И мира бесконечность.
Здравствуйте, уважаемые читатели, блога Дети-миллионеры. Какие прекрасные строки, не правда ли? Вот и мы с Александром каждый раз растворяемся в красоте граней, любим рассматривать их через лупу или просто радоваться блеску, восхитительно правильным формам. Скажу честно, нас с сыном никогда не привлекали осыпающиеся виды, хотя встречала наборы с интересной тематикой. Выращенные нами «драгоценности» можно аккуратно взять в руки, покрутить на ладошке, даже отнести в школу, при желании, и показать классу.
Наши первые красавцы были из буры, мы растили их в форме снежинок и сосулек перед новогодними праздниками. Затем украсили ими квартиру. Сыну тогда было 5 лет, а я до сих пор их храню и достаю перед Новым годом. Затем во мне проснулся экспериментатор, да и бура осталась, и мы украсили прозрачными кристалликами цветы из ткани. А так как дело было перед Днем Святого Валентина, то и о сердечках не забыли. Пожалуй, самым впечатляющим оказался опыт из набора (да, они бывают очень удачными). Проводили его в 6 лет и оба остались в восторге! Долго, почти год, радовали нас своей красотой получившиеся экспонаты. Чуть ниже я сделаю дополнение, так как в этот раз мы использовали остаток химического компонента.
Растущие кристаллы для детей — новый набор
Еще в прошлом году я заказала очередную порцию восторга. Думала вручить на Новый год, но ребенка засыпали подарками и я повременила. Проводя конкурс на страничке Инстаграма, задумалась какой подарок по-настоящему порадует маленького победителя, и в голову сразу пришла мысль о кристаллах. Кстати, если вы пользуетесь данной соц.сетью, обязательно присоединяйтесь, буду рада общению.
Именно этот гив и подтолкнул меня к вскрытию коробочки, ждавшей своего часа. Итак, название на английском языке «National Geographic Mega Crystal Growing Lab».
Что входит в набор для экспериментов
Слишком много всего на фотографии, перечислю входящее в коробку, а она действительно большая.
- 8 пакетов порошка первичного кислого фосфата аммония.
- 8 камушков полусферической формы.
- Лупа.
- Деревянная палочка.
- 4 силиконовых стаканчика.
- Картонные подставки для стаканчиков.
- Электрическая подставка (работает от шнура).
- Инструкция.
- Брошюра с описанием кристаллов (кварц, розовый кварц, флюорит, кальцит, аметист) и сами камушки.
P.S. Учитывайте, что при покупке американского варианта, все инструкции и брошюра будут на английском языке.
Инструкция
Конечно же любой опыт должен проводиться детьми в присутствии взрослых. Моему сыну сейчас 7,5 лет, он достаточно хорошо справляется сам с выполнением инструкций, к тому же практикуется иностранный язык. Время для подобных занятий находим после школы, выполнения домашних заданий, то есть по вечерам.
- Наливаем фильтрованную воду в стаканчик до обозначенной на нем линии.
- Переливаем в посуду, доводим до кипения, выставляем огонь на минимум.
- Высыпаем содержимое одного большого пакета.
- Размешиваем деревянной палочкой до полного растворения (3-7 минут).
- Переливаем вновь в силиконовый стаканчик, стараясь не пропустить крупинки (если таковые остались).
- Поставить в место где никто не будет трогать раствор на протяжении долгого времени.
- Через 15 минут, когда вода слегка остыла, бросить в стаканчик камушек из маленького пакета, плоской стороной вниз.
- Оставляем на 7-10 дней, наблюдая как растут кристаллы через верх, ни в коем случае не шатая, не трогая руками.
Примечания
Нам не понадобилось ситечко для не растворенных гранул, их просто не было. Использовали его только вначале.
Так называемый «камушек» нужен по единственной причине — он создает канавку для удобной установки на подставку, где расположена лампочка. После того как растущие кристаллы для детей готовы, нужно аккуратно ложкой вынуть и выбросить этот предмет.
Стаканы с раствором накрывать не надо, вода должна свободно испаряться. Температура воздуха лучше теплая. Мы выбрали для этого нашу террасу. Там я спокойна, что испарения не навредят нашему здоровью, коты не столкнут эксперимент с мебели и не попьют химикатов. Растили наших красавцев 10 дней.
Плюсы и минусы набора
Раз уж я взялась писать отзыв, то напишу свое мнение, а не просто покажу красивые фото. Итак, к плюсам отнесу:
- Наличие подставки, которая за счет электричества подаваемого снизу, дает возможность увидеть всю красоту граней;
- природные материалы, как бонус, могут стать настоящим подарком для маленьких почемучек. У нас же есть несколько отдельных наборов камней и минералов, один из которых является познавательной игрой. Если интересна тема, пишите в комментариях, я сделаю их обзоры отдельно.
Минусы, к сожалению таковые имеются:
- На подставке 5 отсеков, а в набор входят 8 пакетиков с порошком и 4 стакана. Идея производителя такова: дети выращивают кристаллы в два захода, и только самые эффектные располагают на подиуме. Вроде бы всё логично, но я не знакома с такими терпеливыми детками. Прождать 10 дней, затем еще столько же, чтобы увидеть всю красоту? А если ограничиться одним заходом, то на подставке останется зиять пустое место;
- вынимая камушек-таблетку, наш самый большой кристалл раскололся пополам. Я поняла, что остальные избежали этой участи, так как выросли «нормального» размера. Другими словами, лучшие экспонаты не выдерживают ковыряния ложкой, вся их прочность находится вверху в гранях, а не у основания.
Растущие кристаллы для детей — результат
Теперь, дорогие мои, давайте просто посмотрим на эту красоту. Как вы помните, отсеков в подставке пять, а стаканов для выращивания четыре, поэтому мы с Александром решили использовать последний оставшийся пакетик из нашего предыдущего опыта. Я понимала, что в отверстие с лампочкой пятый экземпляр не войдет, да и камушек мы для него не использовали. Оказалось, что за счет широкой основы, он смог расположиться просто поверх лампочки.
Но! Я не знаю точной причины почему, наш красавец не вырос как раньше. Может быть потому что химикат лежал в течение года (на коробках нет срока годности). Или возможно ему не понравился свежий воздух и повышенная температура нашей террасы (первый эксперимент проводили внутри квартиры). Вот как это было тогда:
И вот что получилось в этот раз. Тот же раствор фосфорнокислого аммония — крайний слева белого цвета.
Рассмотрим экземпляры из набора «National Geographic Mega Crystal Growing Lab». Цвета на пакетах указывали: розовый, зеленый, синий, оранжевый. Не все похожи на заявленные, этот должен быть розовым.
Зеленый при дневном свете.
Синий, основа которого разломилась пополам, но мне удалось поставить его на постамент без потерь.
Оранжевый больше похож на желтый, но от этого не теряет своей прелести.
Надеюсь, вы получили эстетическое удовольствие от просмотра результатов, проведенного нами эксперимента. Расскажите, пожалуйста, в комментариях, увлекаются ли ваши дети камнями и минералами? Пользовались вы наборами подобным нашему и если да, то можете ли рекомендовать? А я прощаюсь с вами, пока, пока.
110 фото создания в домашних условиях
Обычную поваренную соль можно превратить в интересный арт-объект, процесс создания которого будет волнующим для детей и взрослых. Не стоит упускать уникальную возможность, не выходя из дома, наблюдать одно из природных явлений – образование кристаллов.
Краткое содержимое статьи:
Необходимые приспособления и материалы
Тщательно подготавливаем все, что нужно для выращивания кристалла из соли. У каждого в доме всегда найдется все нужное для этой работы. Замечено, что в большей емкости вырастает больший кристалл, но соли в этом случае понадобится много:
- Поваренную соль берем крупную и чистую. Примеси в ней не допустимы, так как они помешают образованию кристаллов правильной формы. Можно использовать морскую соль, несмотря на сложный химический состав.
- Воду лучше использовать фильтрованную или дистиллированную.
- 2 емкости: из стекла, чтобы наблюдать за процессом и для подогрева воды на огне.
- Палочка (карандаш, линейка и др.).
- Нитка или тонкая медная проволока.
- Воронка.
- Фильтровальная бумага (марля, вата) используется для фильтрации раствора.
- Салфетки.
Подготовка к выращиванию
Чем выше температура, тем больше растворяется вещества в воде. В полученный пересыщенный раствор добавляется затравка, и при охлаждении молекулы налипают на нее. Начинается рост, зависящий от того, сколько вещества при высокой температуре растворилось и сколько «выпало в осадок» при ее понижении, например: 2 г натрий хлор в сравнении с 50 г медного купороса.
В отличие от других веществ, растворимость поваренной соли очень высокая, при охлаждении налипание вещества минимальное, но с течением времени молекул присоединяется все больше и солевые объекты увеличиваются в размере.
Инструкция, как сделать кристаллы из соли, довольно проста и не представляет никакого труда. Доводим воду до 80-90 oC, снимаем с плиты. Постепенно досыпаем соль (38 г. на 100 г. воды), постоянно мешая, до тех пор, пока она не станет больше растворяться.
Получается пересыщенный раствор, соль из которого будет легко кристаллизоваться при его охлаждении. Медленное понижение температуры дает лучший результат.
В воронку помещаем фильтровальную бумагу и переливаем содержимое в стеклянную тару через 30-60 минут. В результате удаляем все мелкие кристаллики, которые могут помешать основному процессу, и освобождаемся от примесей.
Делаем насечку на палочке для более стабильного закрепления. Один конец нитки (проволоки) привязываем к насечке. На другом конце завязываем узел или подвешиваем любой небольшой предмет, на который будут наращиваться молекулы.
Опускаем нитку в середину емкости. Из проволоки можно сделать сложные формы, которые обрастут кристалликами. На фото кристаллов из соли можно видеть разнообразие различных форм, зависящих от матричной затравки.
Процесс кристаллизации
Сверху банку накрываем салфеткой: в водяной раствор не должно попасть никаких посторонних примесей. Помещаем ее на постоянное место без перепадов температуры и стараемся не передвигать и не сотрясать. Поддерживая одинаковый уровень в жидкости, периодически осторожно доливаем насыщенный раствор натрия хлора.
Вскоре наблюдаются видимые сдвиги и через месяц можно увидеть небольшой поликристалл. Чем дольше он находится в растворе, тем больше становится.
На границе воздух-вода кристаллизация происходит более интенсивно. Вариации перемещения такой затравки дает возможность получать соляные «изделия» достаточно быстро.
А как сделать монокристалл из соли? Возможно ли? Специалисты утверждают, что близкий к природной прямоугольной форме кристалл можно получить довольно просто.
В пакете поваренной соли выбираем крупный кристаллик и кладем на дно приготовленного солевого раствора. Морская соль, как более крупная, подойдет для этих целей еще больше. Для ускорения процесса его перемещают в новый насыщенный раствор спустя несколько дней. Следят за формой и периодически соскабливают лишнее налипание, стремясь сохранить форму.
Увидеть монокристалл можно гораздо быстрее: отдельные кристаллики-крошки появляются на границе воздуха и воды в банке. Прозрачные, правильной формы они хорошо видны под лупой.
Окрашивание и хранение
Полученные кристаллы высушивают и покрывают бесцветным лаком для лучшей сохранности. Окрашивают их с помощью различного цвета лаками.
Эстетично они будут выглядеть на специальном подиуме, одновременно предохраняясь от разрушения. В солевой раствор никакие красители не добавляют, так как они могут только помешать кристаллообразованию.
Часто задают вопрос: «Можно ли получить кристалл из соли за 1 день?». Надеемся, что в вышесказанном ответ уже получен. Однако, экспериментируйте, пробуйте, но помните, сколько времени тратит природа на то, чтобы вырастить свое чудо!
Фото кристаллов из соли
tytmaster.ru
14. Как растут кристаллы. Кристаллы
14. Как растут кристаллы
Водяной пар, вода и лёд – это одно и то же вещество, молекулы которого состоят из 2-х атомов водорода и одного атома кислорода. Можно сказать про лёд, что это – твёрдая вода, или про воду, что это – жидкий лёд. Одно и то же вещество существует в трёх состояниях – газообразном, жидком и твёрдом. Вообще говоря, все вещества могут быть с большим или меньшим трудом получены во всех трёх состояних. Сталь и железо плавятся на металлургических заводах, жидкий воздух изготовляется для разных технических целей и развозится по городу в специальных теплоизолированных сосудах, твёрдый углекислый газ – это хорошо знакомый нам «сухой лёд»…
Почти любое вещество может при известных условиях дать кристаллы. Кристаллы можно получить из раствора или из расплава данного вещества, а также из его паров (например, чёрные ромбовидные кристаллы иода легко выпадают из его паров при нормальном давлении без промежуточного перехода в жидкое состояние).
Начните растворять в воде столовую соль или сахар. Не любое количество удастся растворить. При комнатной температуре (20°) вы сумеете растворить в гранёном стакане 70 граммов соли. Дальнейшие добавки соли растворяться не будут и улягутся на дне в виде осадка. Раствор, в котором дальнейшее растворение уже не идёт, называется насыщенным. Если изменить температуру, то изменится и степень растворимости вещества. Всем хорошо известно, что большинство веществ горячая вода растворяет значительно легче, чем холодная.
Представьте себе теперь, что вы приготовили насыщенный раствор, скажем, сахара при температуре 30° и начинаете охлаждать его до 20°. При 30° вы сможете растворить в 100 граммах воды 223 грамма сахара, при 20° растворяется 205 граммов. Тогда при охлаждении от 30 до 20° 18 граммов окажутся «лишними» и, как говорят, выпадут из раствора. Итак, один из возможных способов получения кристаллов состоит в охлаждении насыщенного раствора.
Можно поступить и иначе. Приготовьте насыщенный раствор соли и оставьте его в открытом стакане. Через некоторое время вы обнаружите появление кристалликов. Почему же они образовались? Внимательное наблюдение покажет, что одновременно с образованием кристаллов произошло ещё одно изменение – количество воды убыло. Вода испарилась, и в растворе оказалось «лишнее» вещество. Итак, другой возможный способ образования кристаллов – это испарение раствора.
Как же происходит образование кристаллов из раствора?
Мы сказали, что кристаллы «выпадают» из раствора; надо ли это понимать так, что неделю кристалла не было, а в одно какое-то мгновение он вдруг сразу возник? Нет, дело обстоит не так: кристаллы растут.
Не удаётся, разумеется, обнаружить глазом самые начальные моменты роста. Сначала немногие из беспорядочно движущихся молекул или атомов растворённого вещества собираются в том примерно порядке, который нужен для образования кристаллической решётки. Такую группу атомов или молекул называют зародышем.
Опыт показывает, что зародыши охотнее образуются при наличии в растворе каких-либо посторонних мельчайших пылинок. Всего быстрее и легче кристаллизация начинается тогда, когда в насыщенный раствор помещается маленький кристалл-затравка. При этом выделение из раствора твёрдого вещества будет заключаться не в образовании новых кристалликов, а в росте затравки.
Рост зародыша не отличается, конечно, от роста затравки. Смысл использования затравки состоит в том, что она «оттягивает» на себя выделяющееся вещество и препятствует, таким образом, одновременному образованию большого числа зародышей. Если же зародышей образуется сразу много, то они будут мешать друг другу при росте и не позволят нам получить крупных кристаллов.
Как распределяются на поверхности зародыша новые порции атомов или молекул, выделяющихся из раствора?
Опыт показывает, что рост зародыша или затравки заключается как бы в перемещении граней параллельно самим себе в направлении, перпендикулярном грани. При этом углы между гранями остаются постоянными. (Мы уже знаем, что постоянство углов – важнейший признак кристалла, вытекающий из его решетчатого строения.)
На рисунке 36[7] даны последовательные очертания трёх кристаллов одного и того же вещества при их росте. Подобную картину можно наблюдать в микроскоп. В случае, изображённом слева, число граней во время роста сохраняется. Средний рисунок даёт пример появления новой грани (вверху справа) и снова её исчезновения.
Рис. 36. Слева – рост кристалла с сохранением числа граней; в середине – грани по мере роста кристалла могут зарастать и появляться вновь; справа – обломок кристалла приобретает при росте правильную форму.
Очень важно отметить, что скорость роста граней, то есть скорость перемещения их параллельно самим себе, неодинакова у разных граней. При этом «зарастают» – исчезают именно те грани, которые перемещаются всего быстрее, например левая нижняя грань на среднем рисунке. Наоборот, медленно растущие грани оказываются самыми широкими, как говорят, наиболее развитыми.
Особенно отчётливо это видно на последнем рисунке. Бесформенный обломок приобретает ту же форму, что и другие кристаллы именно из-за анизотропии скорости роста. Вполне определённые грани развиваются за счёт других всего сильнее и придают кристаллу форму, свойственную всем образцам этого вещества.
Очень красивые переходные формы наблюдаются в том случае, когда в качестве затравки берётся шар, а раствор попеременно слегка охлаждается и нагревается. При нагревании раствор становится ненасыщенным, и идёт частичное растворение затравки. Охлаждение ведёт к насыщению раствора и росту затравки. Но молекулы оседают при этом по-иному, как бы отдавая предпочтение некоторым местам. Вещество, таким образом, переносится с одних мест шара на другие.
Сначала на поверхности шара появляются маленькие грани в форме кружков. Кружки постепенно увеличиваются и, соприкасаясь друг с другом, сливаются по прямым рёбрам. Шар превращается в многогранник. Затем одни грани обгоняют другие, часть граней зарастает, и кристалл приобретает свойственную ему форму (рис. 37).
Рис. 37. Как кристаллический шар превращается в правильный октаэдр.
При наблюдении за ростом кристаллов поражает основная особенность роста – параллельное перемещение граней. Получается так, что выделяющееся вещество застраивает грань слоями; пока один слой не достроен, следующий строиться не начинает.
На рисунке 38 показана «недостроенная» упаковка атомов. В каком из обозначенных буквами положений прочнее всего будет удерживаться новый атом, пристроившись к кристаллу? Без сомнения, в А, так как здесь он испытывает притяжение соседей с трёх сторон, тогда как в Б – с двух, а в В – только с одной стороны. Поэтому сначала достраивается столбик, затем вся плоскость, и только потом начинается укладка новой плоскости.
Рис. 38. Как растёт кристалл.
В целом ряде случаев кристаллы образуются из расплавленной массы – из расплава. В природе это совершается в огромных масштабах: из огненной магмы возникли базальты, граниты и многие другие горные породы.
Начнём нагревать какое-нибудь кристаллическое вещество, например каменную соль. До 804° кристаллики каменной соли будут мало изменяться: они лишь незначительно расширяются, и вещество остаётся твёрдым.
Измеритель температуры, помещённый в сосуд с веществом, показывает непрерывный рост температуры при нагревании. При 804° мы обнаружим сразу два новых, связанных между собой явления: вещество начнёт плавиться, и подъём температуры приостановится. Пока всё вещество не превратится в жидкость, температура не изменится; дальнейший подъём температуры – это уже нагревание жидкости. Все кристаллические вещества имеют определённую температуру плавления. Лёд плавится при 0°, железо – при 1527°, ртуть – при –39° и т.д.
Как мы уже знаем, в каждом кристаллике атомы или молекулы вещества образуют упорядоченную упаковку и совершают малые колебания около своих средних положений. По мере нагревания тела скорость колеблющихся частиц возрастает вместе с размахом колебаний.
Это увеличение скорости движения частиц с возрастанием температуры составляет один из основных законов природы, который относится к веществу в любом состоянии – твёрдом, жидком или газообразном. Зная температуру, можно вычислить, с какой средней скоростью движутся частицы вещества. Скорости эти довольно велики – порядка нескольких сот метров в секунду. При нагревании тела, например от нуля до 1000°, скорость частиц возрастает более чем вдвое.
Когда достигнута определённая, достаточно высокая температура кристалла, колебания его частиц становятся столь энергичными, что аккуратное расположение частиц становится невозможным – кристалл плавится.
С началом плавления подводимое тепло идёт уже не на увеличение скорости частиц, а на разрушение кристаллической решётки. Поэтому подъём температуры приостанавливается. Последующее нагревание – это увеличение скорости частиц жидкости.
В интересующем нас случае кристаллизации из расплава явления наблюдаются в обратном порядке: по мере охлаждения жидкости её частицы замедляют своё хаотическое движение; при достижении определённой, достаточно низкой температуры скорость частиц уже столь мала, что некоторые из них под действием сил притяжения начинают пристраиваться одна к другой, образуя кристаллические зародыши. Пока всё вещество не закристаллизуется, температура остаётся постоянной. Эта температура, как правило, та же, что и температура плавления.
О том, как получить из твердеющего расплава крупные кристаллы, мы расскажем в следующей главе. Это не так просто.
Если не принимать специальных мер, то кристаллизация из расплава начнётся сразу во многих местах. Кристаллики будут расти в виде правильных, свойственных им многогранников совершенно так же, как мы это описывали выше. Однако свободный рост продолжается недолго: увеличиваясь, кристаллики наталкиваются друг на друга, в местах соприкосновения рост прекращается, и затвердевшее тело получает зернистое строение. Каждое зерно – это отдельный кристаллик, которому не удалось принять своей правильной формы.
В зависимости от многих условий и, прежде всего, от быстроты охлаждения твёрдое тело может обладать более или менее крупными зёрнами: чем медленнее охлаждение, тем крупнее зёрна. Размеры зёрен кристаллических тел колеблются от миллионной доли сантиметра до нескольких миллиметров. В большинстве случаев зернистое кристаллическое строение тел можно наблюдать в микроскоп. Твёрдые тела обычно имеют именно такое мелкокристаллическое строение.
Поделитесь на страничкеСледующая глава >
fis.wikireading.ru
Выращивание кристаллов с набором "Волшебные кристаллы". Инструкция
В природе настоящие кристаллы растут тысячи лет, но с помощью набора "Волшебные кристаллы" Вы сможете вырастить свой кристалл за несколько дней! Это очень интересное и занимательное занятие, развивающее у детей внимательность, творческие способности и любовь к естественным наукам. Наблюдая каждый день за ростом кристалла , Вы будете видеть как они меняют свою форму и размер, и в конце их роста получите необыкновенный сувенир, созданный своими руками!
Наборов для выращивания кристаллов сейчас большое разнообразие:
Вот некоторые из них, представленные в нашем магазине:
| Кристаллы в форме деревьев, цветов, фигурок животных, растущие на картоной основе. Время роста всего 6 часов! | Кристаллы с пожеланиями. Отличный подарок, который ребенок может сделать своими руками! Время роста 2 недели. | Одни из самых первых наборов для выращивания кристаллов. Мастер-класс и инструкцию, а также содержимое коробки вы можете посмотреть ниже! |
А мы в этой статье рассмотрим выращивание кристаллов на примере среднего (фиолетовый) и малого (желтый) кристаллов.
При работе с набором обратите внимание на меры предосторожности и инструкцию по выращиванию!
Наборы идентичны, отличаются только размером.
И так, открываем наш набор:
В него входят:
- Порошок для выращивания кристаллов
- Затравочные кристаллы
- Пластиковый контейнер для выращивания кристаллов
- Ложка для размешивания порошка
- Каменное основание для выращивания кристаллов
- Перчатки
- Инструкция
Это кристаллический порошок. Пересыпаем его в пластиковый стакан.
Далее нужно вскипятить воду и налить ее в этот же контейнер до горизонтальной отметки на боковой стороне контейнера.
Размешиваем порошок до полного растворения деревянной палочкой или пластиковой ложкой. Важно чтобы порошок полностью растворился, это может занять 2 и более минуты.
Берем каменную основу, обмываем проточной водой.
аккуратно высыпаем в контейнер с горячим кристаллическим
раствором. Палочкой распределяем камешки равномерно по дну контейнера. Плотно накрываем крышкой.
Дожидаемся охлаждения раствора до комнатной температуры.
Затем осторожно засыпаем затравочные кристаллы (это маленький мешочек с белым порошком, на нем написано "затравочные кристаллы") Контейнер во время и после этих действий нельзя перемещать и трясти.
Снова плотно накрываем крышкой и оставляем на 24 часа.
Через 24 часа снимаем крышку и в дальнейшем оставляем контейнер открытым.
Рост кристаллов может продолжаться от 1 до 4 недель.
Во время роста контейнер нельзя трясти и перемещать. Даже музыка может нарушить рост кристаллов!!!
Когда над поверхностью раствора появиться вершина самого высокого кристалла, нужно слить остаток раствора и аккуратно следуя инструкции отделить кристалл с каменным основанием от дна контейнера.
Высушите кристалл на воздухе, избегайте контакта кристалла с водой.
Наслаждайтесь результатом!
Удачи Вам и Вашим деткам в опытах и экспериментах!!!
Данный набор для выращивания кристаллов есть в нашем интернет-магазине:
Похожий мастер-класс
Мастер-класс по выращиванию Кристалла с Пожеланием!
Все "Мастер-классы"
sonenok.ru
Кристаллы растут » Детская энциклопедия (первое издание)
Как образуются кристаллы?
Когда испаряется («высыхает») соленая вода в кастрюле или сладкий чай в стакане, на стенках кастрюли или па дне стакана остается белый налет. В лупу можно разглядеть в нем мелкие блестящие кристаллики соли или сахара.
Если медленно испарять раствор квасцов или медного купороса, то через несколько дней из раствора вырастут довольно большие кристаллы.
Нетрудно сделать опыт выращивания кристаллов из расплава. Насыпьте в стеклянную колбу белого порошка водного гипосульфита натрия (фиксажа), который можно купить в магазине фотографических принадлежностей. Осторожно нагрейте колбу. Гипосульфит расплавится и превратится в жидкость. Заткните колбу ватой и быстро остудите ее под струей холодной воды. Если не трясти колбу, гипосульфит будет остывать, не кристаллизуясь. Когда он совсем остынет, бросьте в колбу крупинку твердого гипосульфита. Эта крупинка начнет быстро расти, от нее вытянутся иголки, лучи, лепестки; такие же иглы, пластинки, звезды, многогранники возникнут и в других местах колбы. Они будут быстро расти во все стороны, сталкиваться друг с другом, и через несколько минут вся жидкость затвердеет. Эти звездочки и многогранники — кристаллы гипосульфита, выросшие из расплава.
Узорная шестилучевая звездочка снежинки поражает своей симметрией.
Кристаллы могут образоваться и из пара. В морозном воздухе пар, который выдыхает человек, оседает белыми хлопьями. Они представляют собой скопления мелких кристаллов снега или льда, образовавшихся и выросших на морозе из водяного пара. Иней — это тоже закристаллизовавшиеся пары воды. Облака, которые мы видим на небе, — это скопление водяных капель или кристалликов снега; а снежные кристаллики вырастают либо из этих капель, либо из водяных паров, содержащихся в атмосфере.
Обледенение самолетов в арктических полетах — это тоже процесс роста кристаллов. В холодных верхних слоях атмосферы водяные пары могут долго сохраняться, не кристаллизуясь, но лишь только в эти пары врежется летящий самолет, как сейчас же начнется быстрый рост ледяных кристаллов, и в несколько минут самолет окажется облепленным грудой кристаллов льда.
Скорость роста кристалла по разным направлениям различна, так же как различны все другие свойства кристалла. В этом легко убедиться на опыте. Если обломать у кристалла все углы, обточить грани или выточить из кристалла шарик и поместить его в остывающий раствор или расплав того же вещества, кристалл начнет расти. Если бы скорость роста кристалла не зависела от направления, то шарик, вырастая, увеличивал бы свой объем, не изменяя формы. Он по-прежнему оставался бы шариком. Но опыт показывает, что это не так. На растущем кристаллическом шарике появляются крохотные плоские пятнышки — ровные площадки граней; в одних направлениях кристалл растет, в других он может растворяться. Постепенно увеличиваясь, расширяясь, грани встречаются друг с другом, и в конце концов весь шар превратится в многогранник; при этом разные грани растут с разной скоростью, почему и возникают различные формы кристаллов.
Таким образом, кристалл, лишенный своей многогранной формы, не теряет способности самоограняться. Многогранная форма кристалла зависит от того, что кристалл растет неравномерно, с различной скоростью по разным направлениям.
Итак, кристаллы растут. И замечательно, что они всегда растут в виде правильных симметричных многогранников, если только им ничто не мешает при росте. Как же растут кристаллы в природе?
В глубинах нашей планеты находится магма, т. е. сложный раствор-расплав множества различных веществ, дающий при остывании разные минералы с различным кристаллическим строением.
Почему же из однородной магмы получаются разные минералы? Каждое химическое вещество затвердевает или плавится при определенной температуре. Например, если вы будете нагревать кристалл льда, то до 0° кристалл остается неизменным. Но как только температура достигает 0°, кристалл вдруг намнет плавиться, причем, сколько бы мы ни грели дальше, температура льда не будет повышаться, пока весь кристалл не расплавится. Лишь когда весь кристалл превратится в воду, температура воды начнет повышаться. Если же мы будем охлаждать воду, то точно при 0° жидкость закристаллизуется, и ее температура будет неизменной, пока вся вода не превратится н лед, после чего температура снова начнет падать.
Также и любое кристаллическое вещество плавится и кристаллизуется при строго определенной температуре, характерной для него, например для кварца 1713° и т. д.
У некристаллических тел нет постоянной температуры плавления (а следовательно, и температуры кристаллизации), при нагревании они размягчаются постепенно. В стекле уже и до нагревания все атомы расположены беспорядочно. При охлаждении расплавленное стекло становится все более вязким и застывает постепенно.
Кристалл кварца в Минералогическом музее Академии наук СССР.
Кристаллическое же вещество затвердевает сразу при определенной температуре кристаллизации.
Когда в глубинах земли магма постепенно застывает, химические вещества, составляющие ее, затвердевают не все сразу, а поочередно, потому что температура кристаллизации их различна. Поэтому магма распадается на разнородные, почти всегда состоящие из кристаллов минералы.
Мы говорили, что кристаллы всегда растут в виде правильных многогранников, если только им ничто не мешает при росте. Но ведь если много кристаллов растет вместе, то, увеличиваясь, они начинают сталкиваться, теснить друг друга. Если кристалл столкнулся с соседним кристаллом, дальше в эту сторону он уже расти не может, а в другие стороны он еще будет расти, пока ему опять не встретится помеха. В результате кристалл вырастает в одни стороны больше, чем в другие: получаются неправильные многогранники, бесформенные зерна. Вот почему в горных породах или в твердых металлах кристаллические «зерна» обычно имеют неправильные очертания. Отдельные кристаллики хорошо видны в микроскоп и даже простым глазом, но правильных многогранников среди них очень мало, а чаще и совсем нет.
Но почему же мы все-таки говорим, что характерным свойством кристаллов является их многогранная форма?
Потому, что если бы это же самое кристаллическое зерно росло не в тесноте, а так, чтобы ему ничто не мешало, то оно приняло бы форму правильного многогранника. Неправильная форма — это вынужденная форма кристалла. Кристаллу не удалось вырасти многогранным потому, что соседние кристаллы мешали ему расти свободно.
Кристаллы, растущие в больших пустотах и трещинах в земле, не теснят друг друга: именно там образуются великолепные громадные Многогранники горного хрусталя, берилла, полевых шпатов и других минералов. В таких «хрустальных погребах» Северного Урала найдены, например, кристаллы горного хрусталя идеально правильной формы весом до 500 кГ. А летом 1945 г. на Волыни был найден кристалл кварца весом около 10 Т. Его длина 2,7 м, ширина 1,5 м.
В музее Горного института в Ленинграде хранится кристалл горного хрусталя высотой почти в метр; он долгое время служил тумбой у ворот одного из домов г. Свердловска. На Алтае был найден кристалл берилла длиной в 1,3 ж.
Озера и моря — это природные лаборатории, в которых происходит рост кристаллов из растворов. Южный Урал, Донбасс, Западная Сибирь, Закавказье, Средняя Азия изобилуют соляными озерами, в воде которых растворено множество солей. Летом, когда под лучами палящего солнца вода озер быстро испаряется, из раствора начинают выделяться кристаллы соли, совсем так же, как оседает соляная накипь на дне и стенках кастрюли.
Эти кристаллы плавают на поверхности озера, отлагаются на берегах, оседают на дне. Так путем кристаллизации из раствора возникают месторождения солей.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Строение и свойства кристаллов Выращивание кристаллов.
de-ussr.ru
Как растут кристаллы.
ВЫРАЩИВАНИЕ КРИСТАЛЛОВ
В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ
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».
Природа кристаллов
Кристаллические вещества – это твердые тела, в которых частицы ( атомы, молекулы и ионы) периодически правильно повторяются в трех измерениях, образуя бесконечную структуру. Частицы, расположенные в пространстве в определенном порядке, образуют кристаллическую решетку.
КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ РЕШЕТКА – это регулярное расположение в пространстве атомов, определяющее специфику состояния вещества, называемого твердым телом.
Симметрия и порядок – вот отличительные характеристики кристаллов. Симметричными называют тела, состоящие из равных, одинаковых частей, которые могут быть совмещены друг с другом. Существует много различных элементов симметрии : плоскость , ось, центр симметрии, трансляция и другие.
Все кристаллы симметричны. Это значит , что в них можно найти различные элементы симметрии. Элементы симметрии могут сочетаться друг с другом только по строгим математическим законам. Всего таких сочетаний для кристаллических структур может быть 230. Их называют «Федоровскими пространственными группами» в честь кристаллографа Федорова, который одновременно с немецким математиком Шенфлисом в конце XIX в. вывел эти законы.
В кристаллической решетке можно выделить наименьший параллелепипед, при перемещении ( трансляции ) которого в трех измерениях получится весь кристалл. Такая структурная единица называется элементарной ячейкой. Всего существует 14 элементарных трехмерных геометрических ячеек, или решеток, названных по имени французского ученого, установившего их, Бравэ.
По типам химической связи кристаллы подразделяются на ионные (обычная поваренная соль ), ковалентные кристаллы (алмаз, кремний), металлические, молекулярные кристаллы ( нафталин ). Разный тип связи в кристаллах приводит к различиям в свойствах твердых веществ.
Как растут кристаллы.
Кристалл – это твердое вещество, имеющие естественную форму многогранника. Химические связи кристаллов очень упорядочены и симметричны. Кристаллы бывают различных форм. Крупные одиночные кристаллы, имеющие свою правильную форму, в природе встречаются очень редко. Но такой кристалл можно вырастить в искусственных условиях. Кристаллизация может происходить из раствора, расплава, а также из газообразного состояния вещества. Рассмотрим кристаллизацию из раствора.
В данном объёме той или иной жидкости при постоянной температуре и давлении может раствориться не больше определённого количества того или иного кристаллического вещества. Полученный при этом раствор называют насыщенным.Кристалл, помещённый в насыщенный раствор, не будет ни расти, ни растворяться в нём. Если повысить температуру жидкости, то растворимость её
повышается, поэтому имеющееся количество растворённого вещества уже не будет насыщать раствор. Кристалл, помещённый в ненасыщенный раствор, начнёт
в нём растворяться. Если насыщенный раствор охладить, он станет пересыщенным. Пересыщенные растворы могут сохраняться в замкнутых сосудах долгое время, не кристаллизуясь. Однако достаточно попасть в раствор
малейшей частицы кристалла, как раствор немедленно начнёт кристаллизоваться. Таким образом, пересыщение раствора является необходимым, но достаточным условием для кристаллизации. Чтобы кристаллизация началась,
нужно внести в раствор затравку - небольшой кристалл растворённого вещества. Из раствора кристалл выращивают обычно таким образом. Вначале в воде растворяют достаточное количество кристаллического вещества. При этом раствор подогревают до тех пор, пока вещество полностью не растворится. Затем раствор медленно охлаждают, переводя его тем самым в пересыщенное состояние. В пересыщенный раствор подмешивают затравку. Если, в течение всего времени кристаллизации, поддерживать температуру и плотность раствора одинаковыми во всём объёме, то в процессе роста кристалл примет правильную форму.
Похожие статьи:
poznayka.org
Выращивание кристаллов и их применение — SurWiki
Материал из 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 температуре | 20˚C | 40˚C |
| КН2РО4 | 22,5г | 33г |
| Nh5h3PO4 | 36,5г | 56,6г |
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 этапе | Деятельность учителя | Деятельность учащихся |
| Проведение эксперимента | ||
| Наблюдает, советует, косвенно руководит деятельностью, организует и координирует в случае необходимости отдельные этапы проекта. |
|
| Анализ полученных данных и подведение итогов | ||
| Анализ полученных данных и подведение итогов | Корректирование выводов участников проекта в ходе анализа полученных данных. |
|
Приложение
Кристаллы, выращенные в ходе исследовательской работы.
Эти кристаллы выращены нами в январе - мае 2010 года.
Мы продолжаем свои исследования.
Список литературы:
- Пособие по химии для поступающих в ВУЗы.-изд. Московского университета, 1985 г
- Шаскольская М.П. Кристаллы.- М.:Наука. Главная редакция физико- математической литературы, 1985.-208с.
- Опыты в домашней лаборатории.- М.: Наука. Главная редакция физико- математической литературы,1980г,144с.
- Мякишев Г.Я. Физика: Молекулярная физика. Термодинамика. 10 кл.: Учебник для углублённого изучения физики. – 5 изд. – М.: Дрофа, 2002. – 352 с.:ил.
- Квант: научно-популярный физико-математический журнал. М.: Наука. 1974 г.
- Проектная деятельность учащихся. Авт.-сост. Н.В.Ширшина. - Волгоград: учитель, 2007. – 184 с.
- Лекции по общей химии. Л.С. Гузей.: Москва «Первое сентября»
- Мир химии. Занимательные рассказы о химии. Санкт-Петербург. «Мим-экспресс»
surwiki.admsurgut.ru
© 2005-2018, Национальный Экспертный Совет по Качеству.
