Выращивание кристаллов в домашних условиях: особенности, технология и отзывы. Выращивание кристаллов
Выращивание кристаллов рубина и других искусственных камней в домашних условиях
Искусственные камни давно завоевали популярность в ювелирных изделиях. Ведь для ювелира ценность камня определяется не только его дефицитом в природе. Важную роль играет целый ряд других характеристик:
- цвет;
- светопреломление;
- прочность;
- вес в каратах;
- размер и форма граней и др.
Самый дорогой искусственный драгоценный камень Фианит (синонимы: даймонсквай, джевалит, кубик циркония, шелби). Его цена невелика – менее 10$ за 1 карат (это 0,2 грамма). Но стоит отметить, что с увеличением каратов цена растет экспоненциально. Например, алмаз в 10 карат стоит в 100 раз дороже алмаза 1 карат.
Искусственные кристаллы ювелирных камней можно вырастить в домашних условиях. Большинство подобных экспериментов не нуждаются в специальной подготовке, вам не понадобится обустраивать химическую лабораторию и даже приобретать специальные реактивы.
Для приобретения опыта выращивания кристаллов начинайте с малого. Мы поделимся техникой выращивания красивых кристаллов из всего, что вы можете найти фактически на собственной кухне. Вам вообще не понадобится дополнительный инвентарь, ведь все необходимое точно стоит на полках. Так же рассмотрим технологию выращивания искусственных рубинов в домашних условиях!
Как вырастить кристаллы рубинов синтетически?
Выращивание кристаллов рубина может даже стать вариантом домашнего бизнеса. Ведь красивые синтетические камни уже сегодня пользуются большим спросом среди покупателей, поэтому в случае успешной реализации проекта могут принести вам неплохую прибыль. Синтетически выращенные камни используются ювелирами, а также имеют широкое применение в технике.
Кристаллы рубина можно выращивать по стандартной методике, подобрав правильные соли. Но это будет не столь эффективно, как в случае с солью или сахаром, при этом намного дольше по длительности является процесс роста. Да и качество будет сомнительное. Ведь натуральный рубин по шкале твердости Моосу уступает только Алмазу занимая почетное 9-е место. Естественно, если речь идет о бизнесе, в большинстве случаев используют другой способ, разработанный более 100 лет назад во Франции.
Вам потребуется специальный аппарат, имеющий название по имени изобретателя данного способа, т. е. аппарат Вернейля. С его помощью можно выращивать кристаллы рубина, размером до 20-30 карат всего за несколько часов.
Хотя технология остается примерно такой же. Соль двуокиси алюминия с примесью оксида хрома помещают в накопитель кислородно-водородной горелки. Расплавляем смесь, наблюдая, как фактически "на глазах" вырастает рубин.
В зависимости от состава выбранной вами соли вы можете регулировать цвет кристаллов, получая искусственные изумруды, топазы и абсолютно прозрачные камни.
Работа с аппаратом потребует от вас внимания и некоторого опыта, но зато в дальнейшем вы получите возможность выращивать кристаллы, которые завораживают своей красотой, прозрачностью и игрой цвета. В дальнейшем такие шедевры хорошо подаются огранке и шлифовке, соответственно, могут применяться по назначению.
Стоит отметить, что искусственно выращенные кристаллы не являются драгоценными камнями, поэтому, даже если вы решите заняться предпринимательской деятельностью по их выращиванию, это не потребует от вас дополнительного лицензирования.
Конструкция аппарата несложна, ее легко можно сделать самостоятельно. Но на просторах Интернета уже достаточно умельцев, предлагающих чертежи оригинальной установки, а также ее усовершенствованные варианты.
Набор для выращивания кристаллов рубина в домашних условиях
Сам принцип технологии производства рубинов достаточно прост и схематически изображен ниже на рисунке:
|
Понимая принцип действия, любое устройство уже не кажется таким сложным. Один из образцов чертежей аппарата Вернейля:
По данной технологии можно так же выращивать и другие дорогие искусственные камни, такие как «Голубой Топаз» и т.п.
Выращивание кристаллов из соли в домашних условиях
Самый простой и доступный эксперимент, который вы можете провести – создать красивые солевые кристаллы. Для этого вам понадобится несколько предметов:
- Обычная каменная соль.
- Вода. Важно, чтобы сама вода содержала как можно меньше собственных солей, а лучше дистиллированная.
- Емкость, в которой будет проводиться опыт (сгодится любая банка, стакан, кастрюля).
Наливаем в емкость теплую воду (ее температура составляет около 50°С). Добавляем в воду кухонную соль и размешиваем. После растворения добавляем снова. Повторяем процедуру до тех пор, пока соль не перестанет растворяться, оседая на дно сосуда. Это говорит о том, что солевой раствор стал насыщенным, что нам и было нужно. Важно, чтобы во время приготовления раствора его температура оставалась постоянной, не остывала, так мы сможем создать более насыщенный раствор.
Насыщенный раствор переливаем в чистую банку, отделяя от осадка. Выбираем отдельный кристалл соли, а потом помещаем его в емкость (можно подвесить на нитке). Эксперимент выполнен. Через несколько дней вы сможете увидеть, как увеличился в размерах ваш кристалл.
Выращивание кристаллов из сахара в домашних условиях
Технология получения сахарных кристалликов аналогична предыдущему способу. Можно опустить ватный жгут в раствор, тогда сахарные кристаллы будут нарастать на нем. Если процесс роста кристаллов стал медленнее, значит уменьшилась концентрация сахара в растворе. Добавьте в него снова сахарного песка, тогда процесс возобновится.
На заметку: если добавить в раствор пищевого красителя, то и кристаллы станут разноцветными.
Можно выращивать сахарные кристаллики на палочках. Для этого вам потребуется:
- уже готовый сахарный сироп, приготовленный аналогично солевому насыщенному раствору;
- деревянные палочки;
- немного сахарного песка;
- пищевые красители (если хотите разноцветных леденцов).
Все происходит очень просто. Деревянную палочку обмакиваете в сиропе и обваливаете в сахарном песке. Чем больше крупинок прилипнет, тем красивее получится результат. Дайте палочкам, как следует высохнуть, а затем переходите попросту ко второй фазе.
Насыщенный горячий сахарный сироп выливаем в стакан, туда же помещаем заготовленную палочку. Если вы готовите разноцветные кристаллы, то в горячий готовый сироп добавьте пищевой краситель.
Следите, чтобы палочка не касалась стенок и дна, иначе результат будет некрасивым. Можно зафиксировать палочку с помощью листа бумаги, надев его сверху. Бумага послужит еще и крышкой для емкости, которая не позволит никаким посторонним частицам попасть в ваш раствор.
Примерно через неделю вы получите прекрасные сахарные леденцы на палочках. Ими можно украсить любое чаепитие, приведя в полный восторг не только детей, но и взрослых!
Выращивание кристаллов из медного купороса в домашних условиях
Кристаллы из медного купороса получаются интересной формы, при этом имеют насыщенный синий цвет. Стоит помнить, что медный купорос является химически активным соединением, поэтому кристаллы из него не следует пробовать на вкус, а при работе с материалом нужно проявлять осторожность. По этой же причине в данном случае подойдет только дистиллированная вода. Важно, чтобы она была химически нейтральной. Будьте внимательны и осторожны при обращении с медным купоросом.
При этом выращивание кристаллов из купороса происходит фактически по той же схеме, что и предыдущие случаи.
Помещая основной кристалл для выращивания в раствор, нужно проследить, чтобы он не соприкасался со стенками посуды. И не забывайте следить за насыщенностью раствора.
Если вы поместили свой кристалл на дне посудины, то стоит смотреть, чтобы он не касался других кристалликов. В этом случае произойдет их срастание, а вместо одного красивого крупного образца у вас получится масса невнятной формы.
Полезный совет! Вы можете самостоятельно регулировать размер граней своего кристалла. Если вы хотите, чтобы некоторые из них росли медленнее, их можно смазать вазелином или жиром. А для сохранности небесно-синего красавца можно обработать грани прозрачным лаком.
Интересные факты о драгоценных камнях!
Существует 3 весовые категории бриллиантов:
- Мелкий. Масса 0,29 карата
- Средний. Масса от 0,3 до 0,99 карата
- Крупный. Бриллианты весом более 1 карата.
К популярным аукционам допускают камни массой от 6 карат. Камням с массой более 25 карат присваивают собственные имена. Например: «Винстон» бриллиант (62,05 карат) или «Де Бирс» (234,5 карат) и др.
businessideas.com.ua
Выращивание кристаллов в домашних условиях: особенности, технология и отзывы
Возможно ли выращивание кристаллов в домашних условиях? Попробуем вместе найти ответ на этот вопрос, предложить методики проведения данного эксперимента.
Мы прекрасно знаем, что кристаллы разной формы и размеров можно встретить в природе. В зимнее время снежинки украшают окна, ветви деревьев. Часть кристаллов является продуктами жизнедеятельности определенных организмов.
Вступление
Например, выращивание кристаллов характерно для моллюсков, которые попадают в раковину. Спустя 5-10 лет в ней формируется красивая жемчужина, неповторимая по своему внешнему виду и уникальному блеску.
В качестве кристаллов можно рассматривать сапфиры, рубины, алмазы, иные драгоценные камни. Велико значение естественных кристаллов в промышленности, науке, электронике, оптике.
Выращивание кристаллов в домашних условиях – это увлекательное занятие, доступное для начинающих химиков-исследователей. Оно безопасно, поэтому подходит даже для учеников начальной школы.
Благодаря тщательной подготовке, аккуратному выполнению эксперимента, происходит формирование и отработка навыков постановки экспериментов.
Выращивание кристаллов важно начинать после того, когда будут сформированы представления об агрегатных состояниях вещества, способах управления процессом роста кристаллов.
Если кристаллизация протекает с незначительной скоростью, можно рассчитывать на получение крупного кристалла. При увеличении скорости процесса, можно рассчитывать на получение поликристаллических мелких кристаллов.
Важная информация
Проект «Выращивание кристаллов» можно начать с теоретических терминов и понятий. Кристаллами называют твердое состояние вещества. Для него характерна определенная форма, число граней, связанное со спецификой расположения атомов. У кристаллов одного вещества всегда одинаковая форма, но допускаются отличия в размерах.
Выращивание кристаллов связано с изменением термодинамических параметров раствора, переходом раствора в твердое агрегатное состояние.
В природе существует множество разнообразных веществ, которые способны образовывать кристаллы.
Например, выращивание кристаллов воды предполагает понижение температуры. В процессе замерзания вода образует снежинки или кристаллы льда. По аналогичной схеме осуществляется образование минеральных кристаллов при определенных породообразующих процессах.
Существенные количества расплавленных и горячих горных пород, находящихся в земных недрах, представляет собой минеральные растворы.
При выталкивании их на поверхность земли, происходит медленное охлаждение, что приводит к переходу в твердую форму.
Например, в горном граните содержатся кристаллы минералов: полевого шпата, кварца, слюды. Миллионы лет назад гранит существовал в виде расплавленной массы минералов. В наше время в земной коре есть различные расплавленные горные породы, при постепенном охлаждении которых формируются кристаллы разных видов.
Методы выращивания кристаллов разнятся и зависят от химического строения вещества, температурного режима, использования дополнительных компонентов.
Специфика процесса
Процесс можно разделить на несколько отдельных пунктов:
- естественный, связанный с образованием в природе;
- искусственный.
Второй вариант востребован в следующих случаях:
- для научно-технических целей;
- при проведении внеклассных, практических, экспериментальных работ;
- случайное образование кристаллов.
Как может происходить в последнем случае выращивание кристаллов? Химия рассматривает такой вариант кристаллизации как непреднамеренный итог эксперимента, в котором в данном случае не предполагалось контроля со стороны исследователя. Самопроизвольная кристаллизация наблюдается при наличии дополнительных физических либо химических процессов: испарения растворителя, окисления компонентов раствора.
Физико-химическая характеристика
Выращивание кристаллов из соли объясняется растворимостью вещества в растворителях, сопровождающееся разрушением кристаллической структуры. Теплота, необходимая для подобного процесса, берется из окружающей среды. Например, в случае растворения роданида аммония Nh5SCN и иодида калия изменение температуры можно ощутить при непосредственном контакте с пробиркой.
Также выращивание кристаллов из соли в домашних условиях связано с диффузией. Например, взяв несколько кристаллов перманганата калия (марганцовки) и растворяя их в воде, можно наблюдать, как по объему цилиндра образуются розовые завихрения. При интенсивном перемешивании весь раствор приобретает равномерный розовый цвет. В случае его замораживания можно рассчитывать на получение красивых кристаллов марганцовки.
Выращивание кристаллов для детей лучше рассматривать на хлориде натрия, сульфате меди (2).
Важные аспекты
При подборе материала для проведения экспериментальной работы, важно учитывать определенные факты:
- Исходное вещество не должно обладать токсичностью. Например, проект «Выращивание кристаллов в домашних условиях» для детей не допускает применения цианида калия, сульфата натрия, так как при гидролизе таких солей выделяются токсичные соединения, способные вызывать отравление.
- Выбираемые вещества должны давать стабильные результаты. Например, кристаллы сульфата натрия, железоаммонийные и хромокалиевые квасцы, соли марганца, при потере влаги, превращаются в невзрачные порошки, а потому, они не входят в набор для выращивания кристаллов.
- Приемлемая стоимость и доступность выбираемых реактивов. Как можно проводить выращивание кристаллов? Наборы для детей включают доступные компоненты, а также детальные рекомендации для выполнения практической работы.
- Использование стабильных веществ. Не рекомендуется выбор веществ, которые подвергаются обратимому гидролизу. Так, соли аммония, отличающиеся высокой гигроскопичностью, вступят с водой в реакцию, в результате чего трудно будет рассчитывать на получение желаемого результата.
Что еще должен знать юный алхимик? Выращивание кристаллов предполагает определенную последовательность действий (алгоритм). Только при соблюдении всех требований, этапов работы, можно рассчитывать на получение желаемого результата.
Хранить кристаллы желательно в холодильнике, чтобы не провоцировать их разрушения. Есть некоторые вещества, которые способны существовать в стабильной кристаллической форме довольно длительный временной промежуток.
Например, оптимальным вариантом для школьников является выращивание кристаллов из медного купороса, поваренной соли. Эти компоненты доступны по ценовому диапазону, подходят по своим химико-физическим, биологическим характеристикам.
При дополнительном покрытии полученных кристаллов бесцветным лаком, можно существенно продлить их «срок жизни».
Необходимое оборудование
Как проводить выращивание кристаллов? Наборы для детей включают химическую посуду: термостойкие стаканы, фильтровальную бумагу, воронку, стеклянную палочку, реактивы.
Если эксперимент проводится в домашних условиях, вместо фильтровальной бумаги допускается использование туалетной бумаги (салфеток), а роль водяной бани может выполнить старая кастрюля, поставленная на электрическую плитку.
Альтернативой для настоящей химической воронки станет горлышко старой пластиковой бутылки.
Что еще важно учитывать, проводя опыт «Выращивание кристаллов»? Помимо непосредственного выращивания, важно получить навыки сохранения результата экспериментальной деятельности.
Варианты образования
Есть три разных варианта формирования кристаллов:
- из расплава;
- из раствора;
- из газовой фазы.
В качестве примера кристаллизации из расплавленного состояния можно отметить появление льда из воды, а также формирование вулканических пород.
Выращивание кристаллов из купороса – типичный пример перехода из жидкой фазы в твердое агрегатное состояние.
В случае охлаждения пара либо газа благодаря электрическим силам притяжения наблюдается объединение атомов либо молекул в кристаллическое состояние. Среди самых распространенных вариантов искусственного получения монокристаллов, которые могут проводить школьники младших классов, выделим выращивание кристаллов из медного купороса. Сложность процесса заключается в незначительной скорости его протекания.
Пример проектной работы школьника
Актуальность темы в том, что была дана подробная инструкция по выращиванию кристаллов, а также достигнуты конкретные результаты.
Гипотеза проекта: в домашних условиях можно вырастить красивые и неповторимые кристаллы.
Цель проекта: выращивание своими силами кристаллов поваренной соли.
Задачи проекта:
- проанализировать теоретические сведения по вопросу исследования;
- выявить значение соли для жизнедеятельности человека;
- своими руками вырастить кристаллы поваренной соли;
- уточнить условия формирования кристаллов;
- оценить полученные в ходе практической деятельности результаты.
Историческая справка
Хлорид натрия является распространенным пищевым продуктом. В природе данное соединение встречается в качестве минерала галита, именуемого также «каменной солью». Хлорид натрия в существенном количестве есть в морской воде. Обнаружено данное соединение в недрах земли, на берегах рек, в горах.
Без определенного количества поваренной соли, у многих живых организмов начинается солевое голодание. Хищники восполняют дефицит хлорида натрия с мясом и кровью добычи, травоядные лижут соленые почвы.
В день человеку достаточно 10-15 граммов поваренной соли (не больше 1 столовой ложки), переизбыток данного химического вещества приводит к появлению заболеваний почек. В древнее время соль использовалась для изготовления монет, на 5 плиток соли можно было приобрести раба.
В Древнем Риме наемные солдаты получали жалованье именно солью, а не деньгами. Англичане верили, что раствор хлорида натрия, разбрызганный на вещь, предотвращает несчастье. Именно соль считалась символом дружбы и гостеприимства. Есть народная примета, согласно которой при ее рассыпании, нужно готовить к неудаче, ссоре.
В Киевскую Русь вещество попадало из соляных озер Азовского и Черного морей. Она была настолько дорогим товаром, что подавали на стол ее только для знатных гостей.
Есть города, которые появились на местах добычи хлорида натрия:
- Соликамск.
- Сольвычегодск.
- Бурсоль.
- Соликамск.
- Солигалич.
- Соль-Илецк.
Интересно о кристаллах
В переводе с греческого языка слово означает «лед». Они обладают разнообразной формой, структурой, размерами. Например, гигантские образцы достигают массы в несколько тонн. Древние люди верили в то, что можно получить изо льда хрусталь, а из хрусталя получить алмазы. Их наделяли магическими свойствами, верили, что кристаллы исцеляют от смертельных болезней, влияют на судьбу и жизнь человека.
Есть особые формы кристаллов: ветки, перья, иглы, деревца, цветы. В качестве примера можно привести узоры на окнах в зимнее время. Люди научились выращивать искусственным путем рубины. Камни нужны для ювелирной промышленности, а также для изготовления точных часовых механизмов.
Практика
Выращивание кристаллов поваренной соли не предполагает специальных химических препаратов. В каждом доме есть соль, употребляемая в пищу. Кристаллы данного химического соединения представляют собой прозрачные бесцветные кубики. Процедура выращивание из поваренной соли кристаллов была разделена на несколько этапов:
- Растворение соли в теплой воде. Процесс продолжался до тех пор, пока не наступил такой момент, пока вещество не перестало растворяться (насыщенный раствор).
- Приготовленную смесь переливают в другую емкость, в которой можно осуществлять выращивание конечных кристаллов. Для того чтобы соринки не помешали процессу кристаллизации, предварительно проводится фильтрование раствора через салфетку либо туалетную бумагу.
- На нитку привязывается небольшой камушек, который опускается в приготовленный раствор.
- Емкость накрывается металлизированной фольгой, чтобы избежать попадания внутрь мусора и пыли.
Важные моменты
Для того чтобы получить крупные и красивые кристаллы, нежелательно без особой надобности вытаскивать камушек.
В насыщенный раствор не должен попадать мусор, так как это приведет к снижению скорости кристаллизации, негативно отразится на размерах образуемых частиц.
Не нужно пользоваться красками в процессе выращивания кристаллов, так как это не только испортит сам раствор, но и негативно отразится на конечном результате.
Судя по отзывам, первые кристаллы на нити формируются на 2-3 сутки после начала эксперимента. Постепенно они увеличиваются по размерам, нарастают друг на друга. В конечном итоге образуется достаточно крупный прозрачный кристалл хлорида натрия.
Выращивание кристаллов медного купороса
Для получения красивых частиц сульфата меди можно приобрести в хозяйственном магазине порошок медного купороса. Данное вещество применяется в сельском хозяйстве для борьбы с вредными микроорганизмами, разрушающими овощные и фруктовые культуры.
Необходимо помнить о том, что медный купорос является активным химическим соединением. Оно ядовито! Необходимо мыть руки после процесса растворения порошка, а также при работе с кристаллами медного купороса.
Сначала необходимо приготовить насыщенный раствор данной соли. Для этого в горячей воде растворяется порошок до тех пор, пока не прекращается процесс растворения. Далее на нитку крепится небольшой камушек (затравка), он подвешивается в емкость с раствором медного купороса так, чтобы не касался дна. Сосуд оставляется открытым на длительный срок, выдерживается комнатная температура. Для того чтобы не допускать попадания внутрь мусора и пыли, емкость можно накрыть пищевой фольгой.
По ходу испарения на поверхности раствора будет появляться корка, постепенно превращающаяся в голубые блестящие кристаллы. Спустя 3-4 суток «затравка» обрастает синими кристаллами, напоминающими драгоценные камни. Через три недели можно получить крупный кристалл медного купороса.
При желании можно вооружиться готовым набором юного химика, предназначенного для выращивания разнообразных кристаллов.
В качестве вещества используется дигидрофосфат аммония, в который добавлен пищевой порошкообразный краситель. Также в наборе есть камушки, необходимые для «затравки», пластикового контейнера с крышкой и мерными делениями для выращивания, пинцет, увеличительное стекло, лопатка для перемешивания.
Для эксперимента отмеряется 40 мл горячей воды, затем всыпается смесь, осуществляется ее растворение в воде при перемешивании лопаткой. Основная порода рассыпается по дну контейнера, в емкость выливается раствор. Его располагают в светлом месте, например, на подоконнике. По мере испарения воды, в контейнере появляются игольчатые кристаллы соли. Спустя 2-3 недели вода полностью испарится, можно наблюдать крупные кристаллы соли аммония.
В заключение
При проведении исследовательской работы по алгоритму, предложенному ранее, можно рассчитывать на реализацию поставленной задачи. Кристаллы, выращенные в домашних условиях, получаются достаточно крупными.
В ходе самостоятельных экспериментов юный химик может сделать следующие выводы:
- сравнить процесса роста кристаллов у различных химических веществ;
- проанализировать отличия в цвете, размере, форме выращенных кристаллов;
- частицы могут расти при удалении сорняков, избавлении от нежелательных наростов;
- процесс роста кристаллов осуществляется по мере испарения воды;
- на их форму и размеры влияет температурный показатель.
Судя по отзывам, кристаллы достаточно капризны, они нуждаются в бережном к ним отношении, полном соблюдении температурного режима, последовательности действий, применении «затравки». Если набраться терпения, аккуратно и бережно относиться к данному проекту, вполне можно своими силами вырастить в домашних условиях кристаллы необычной формы, цвета, размера.
Нельзя забывать о том, что кристаллические вещества нужны человеку для изготовления станков, строительства домов, бытовых целей.
В земных недрах встречаются камни такой идеальной формы, словно кто-то их полировал, шлифовал, качественно выпиливал.
Каждый из нас с удивлением рассматривал безупречные снежинки, мелкие песчинки на берегу реки, любовался драгоценными и полудрагоценными камнями.
Сложно поверить, что именно природа, без какого-либо вмешательства со стороны человека, создала эти кристаллические вещества.
Для привития познавательного интереса к неорганической химии, формирования навыков проектной и исследовательской деятельности, подготовки подрастающего поколения к предстоящему выбору профессии, эксперименты, связанные с выращиванием в домашних условиях кристаллов медного купороса, поваренной соли, можно считать идеальным вариантом. В процессе практической деятельности, школьники знакомятся с теоретическими материалами, навыками экспериментальной деятельности, изучают основные правила техники безопасности.
fb.ru
Выращивание кристаллов. Как вырастить кристалл. Кристаллы поваренной соли, кристаллы медного купороса
Выращивание кристаллов.Что нужно знать!
Выращивание кристаллов - процесс очень интересный, но бывает достаточно длительным. Полезно знать, какие процессы управляют его ростом; почему разные вещества образуют кристаллы различной формы, а некоторые их вовсе не образуют; что надо сделать, чтобы они получились большими и красивыми. Если кристаллизация идёт очень медленно, получается один большой кристалл (или монокристалл, например при выращивании искусственных камней), если быстро — то множество мелких (или поликристалл, например металлы).
Выращивание кристаллов в домашних условиях производят разными способами. Например, охлаждая насыщенный раствор. С понижением температуры растворимость веществ уменьшается (в основном, это касается безводной соли), 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 кристаллики правильной формы. При быстром охлаждении возникает много мелких кристалликов, почти никакой из них не имеет правильную форму, ведь их растёт множество и они мешают друг другу.
Кристалл сахараВыращивание кристаллов можно осуществить и другим способом - постепенным удалением воды из насыщенного раствора. И в этом случае чем медленнее удаляется вода, тем лучше получается результат. Оставьте открытым сосуд с раствором при комнатной температуре на длительный срок, накрыв его листом бумаги, — вода при этом будет испаряться медленно, и пыль в раствор попадать не будет. Растущий кристаллик можно либо подвесить в насыщенном растворе на тонкой прочной нитке, либо положить на дно сосуда. В последнем случае кристаллик периодически надо поворачивать на другой бок. По мере испарения воды в сосуд следует подливать свежий раствор. Даже если наш исходный кристаллик имел неправильную форму, он рано или поздно сам выправит все свои дефекты и примет форму, свойственную данному веществу, например превратится в октаэдр, если используете соль хромокалиевых квасцов, ромб - если используете медный купорос.
Кристаллы калий-алюминиевых квасцовВыращивание кристаллов - процесс занимательный, но требующий бережного и осторожного отношения к своей работе. Теоретически размер кристалла, который можно вырастить в домашних условиях таким способом, неограничен. Известны случаи, когда энтузиасты получали кристаллы такой величины, что поднять их могли только с помощью товарищей.
Но, есть некоторые особенности их хранения (конечно каждая соль и вещество имеют свои особенности). Например, если кристаллик квасцов оставить открытым в сухом воздухе, он, постепенно теряя содержащуюся в нём воду, превратится в невзрачный серый порошок. Чтобы предохранить его от разрушения, можно покрыть бесцветным лаком. Медный купорос и поваренная соль - более стойки и Вы смело можете с ними работать.
Как вырастить кристалл
Кристалл йодида калия(KI)Вырастить кристалл можно из разных веществ: например из сахара, даже каменные - искусственное выращивание камней, с соблюдением строгих правил по температуре, давлению, влажности и других факторов (искусственные рубины, аметисты, кварц, цитрины, морионы). В домашних условиях, конечно, всего этого у нас не получится, поэтому поступим другим образом. Будем выращивать кристаллы соли. У всех у нас есть дома обычная пищевая соль (как наверное, знаете, что её химическое название хлорид натрия NaCl). Подойдёт и любая другая соль (соль - с химической точки зрения), например, можно получить красивые синие кристаллы из медного купороса или или любого другого купороса (например железного). Можно использовать квасцы (двойные соли металлов серной кислоты), тиосульфата натрия (раньше использовался для изготовления фотографий). Для всех этих солей (да и вообще для соли) не требуется особых каких-то условий: сделали раствор, опустили туда "зародыш" (всё это подробно описано ниже) и растёт он себе, каждый день прибавляя в росте. Да, не следует раскрашивать раствор, где растёт Ваш кристалл, например красками или чем нибудь подобным, - это лишь испортить сам раствор, а кристалл всё же не покрасит! Лучший способ получить цветные кристаллы - это подобрать нужную по цвету соль! Но будьте внимательными: например кристаллы жёлтой кровной соли имеют красно-оранжевый цвет - а раствор получается жёлтым. Вот теперь можем приступить!
Выращивание кристаллов поваренной соли
Кристаллы поваренной соли(NaCl)Кристаллы поваренной соли - процесс выращивания не требует наличия каких-то особых химических препаратов. У нас всех есть пищевая соль (или поваренная соль), которую мы принимаем в пищу. Её также можно назвать и каменной - всё одно и то же. Кристаллы поваренной соли NaCl представляют собой бесцветные прозрачные кубики. Начнём. Разведите раствор поваренной соли следующим образом: налейте воды в ёмкость (например стакан) и поставьте его в кастрюлю с тёплой водой (не более 50°С - 60°С). Конечно, в идеальном варианте, если вода не будет содержать растворённых солей (т.е. дистиллированная), но в нашем случаем можно воспользоваться и водопроводной. Насыпьте пищевую соль в стакан и оставьте минут на 5, предварительно помешав. За это время стакан с водой нагреется, а соль растворится. Желательно, чтобы температура воды пока не снижалась. Затем добавьте ещё соль и снова перемешайте. Повторяйте этот этап до тех пор, пока соль уже не будет растворяться и будет оседать на дно стакана. Мы получили насыщенный раствор соли. Перелейте его в чистую ёмкость такого же объёма, избавившись при этом от излишек соли на дне. Выберите любой понравившийся более крупный кристаллик поваренной соли и положите его на дно стакана с насыщенным раствором. Можно кристаллик привязать за нитку и подвесить, чтобы он не касался стенок стакана. Теперь нужно подождать. Уже через пару дней можно заметить значительный для кристаллика рост. С каждым днём он будет увеличиваться. А если проделать всё то же ещё раз (приготовить насыщенный раствор соли и опустить в него этот кристаллик), то он будет расти гораздо быстрее (извлеките кристаллик и используйте уже приготовленный раствор, добавляя в него воды и необходимую порцию пищевой соли). Помните, что раствор должен быть насыщенным, то есть при приготовлении раствора на дне стакана всегда должна оставаться соль (на всякий случай). Для сведений: в 100г воды при температуре 20°С может раствориться приблизительно 35 г поваренной соли. С повышением температуры растворимость соли растёт. Так выращивают кристаллы поваренной соли (или кристаллы соли, форма и цвет которых Вам больше нравится)
Выращивание кристаллов медного купороса
Кристаллы медного купороса - выращиваются подобным образом, также, как с поваренной солью: сначала готовится насыщенный раствор соли, затем в этот раствор опускается понравившийся маленький кристаллик соли медного купороса. Внимание! медный купорос- - химически активная соль! Поэтому для удачности опыта в этом случае воду нужно взять дистиллированную, т.е. не содержащую других растворённых в ней солей. Из под крана воду тоже лучше не брать, так как она во-первых содержит растворённые соли, во-вторых может быть сильно хлорированной. Примеси (особенно карбонаты в жёсткой вроде) вступают в химические реакции с медным купоросом, из-за чего раствор сильно портится Если всё в порядке, - продолжим. Если Вы решили не переливать раствор из ёмкости, в которой первоначально рос маленький кристаллик, тогда подвесьте кристаллик, что бы он не касался других кристалликов, оставшихся на дне!
Выращивание кристаллов производят не только из растворов, но и из расплавов соли. Ярким примером могут служить жёлтые непрозрачные кристаллы серы, имеющие форму ромба или вытянутых призм. Но с серой, особо, работать не советую. Газ, образующийся при её испарении, вреден для здоровья. Можно избежать роста отдельных граней кристаллика. Для этого эти грани надо нанести раствор вазелина или жира.
Выращивание кристаллов меди
: Кристаллы меди (Cu)Теперь вырастим красные кристаллы меди. Нам необходимы медный купорос, поваренная соль, стальная пластинка по форме сечения ёмкости (немного меньшего периметра. Можно использовать стальную стружки или кнопки), где будут расти кристаллы меди и кружок из промокательной бумаги в форме сечения. Итак, положите немного медного купороса на дно пузырька (желательно равномерно по площади). Сверху насыпьте поваренной соли и закройте всё это вырезанным кружком бумаги. На неё положите железную пластинку (или засыпьте стальной стружкой). Всё это вместе надо залить насыщенным раствором поваренной соли (такой раствор мы готовили из поваренной соли). Оставьте ёмкость приблизительно на неделю. За это время вырастут иглоугольные красные кристаллы меди. Когда идёт процесс роста старайтесь не переносить ёмкость, а также очень нежелательно изымать кристаллики из раствора.
Можно вырастить кристалл разноцветным и многослойным. Их получают путём приготовления растворов квасцов (двойные соли серной кислоты) и переносят поочерёдно выращиваемый кристаллик из одного раствора в другой.
Если смешать горячие концентрированные растворы сульфатов алюминия Al2(SO4)3 и калия K2(SO4), а полученный раствор охладить, то из него начнут кристаллизоваться квасцы — двойной сульфат калия и алюминия 2KAl(SO4)2•12Н2О. Квасцы растворяются в воде так: 5,9 г на 100 г воды при 20 °С, но уже 109 г — при 90 °С в пересчёте на безводную соль. При хранении на воздухе квасцы выветриваются. При температуре 92,5 °С они плавятся в своей кристаллизационной воде, а при нагревании до 120 °С обезвоживаются, переходя в жжёные квасцы, которые разлагаются лишь при температуре выше 700 °С. Молекулы воды, входящие в состав квасцов, связаны химической связью с ионами калия и алюминия, поэтому соли квасцов имеют формулу, которую правильнее записывать в виде комплексной соли [K(h3O)6][Al(h3O)6](SO4)2.
Кое-что о жидких кристаллах
Жидкие кристаллы — это 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 они замерзают, превращаясь в твёрдые тела. Регулярное расположение молекул в жидких кристаллах обусловливает их особые оптические свойства. Их свойствами можно управлять, подвергая действию магнитного или электрического поля. Это используется в жидкокристаллических индикаторах часов, калькуляторов, компьютеров и последних моделей телевизоров.
Итак, процесс выращивание кристаллов в домашних условиях разделим на основные этапы:
Этап 1: Растворить соль, из которой будет расти кристалл, в подогретой воде (подогтерть нужно для того, чтобы соль растворилось немного больше, чем может раствориться при комнатной температуре). Растворять соль до тех пор, пока будете уверены, что соль уже больше не растворяется (раствор насыщен!). Рекомендую использовать дистиллированную воду (т.е. не содержащую примесей других солей) Этап 2: Насыщенный раствор перелить в другую ёмкость, где можно производить выращивание кристаллов (с учётом того, что он будет увеличиваться). На этом этапе следите, чтобы раствор не особо остывал. Этап 3: Привяжите на нитку кристаллик соли, нитку привяжите например к спичке и положите спичку на края стакана (ёмкости), где налит насыщенный раствор (этап 3). Кристаллик опустите в насыщенные раствор. Этап 4: Перенесите ёмкость с насыщенным раствором и кристалликом в место, где нет сквозняков, вибрации и сильного света (выращивание кристаллов требует соблюдение этих условий). Этап 5: Накройте чем-нибудь сверху ёмкость с кристалликом (например бумагой) от попадания пыли и мусора. Оставьте раствор на пару дней.
Важно помнить!
1. кристаллик нельзя при росте без особой причины вынимать из раствора 2. не допускать попадание мусора в насыщенные раствор, наиболее предпочтительно использовать дистиллированную воду 3. следить за уровнем насыщенного раствора, периодически (раз в неделю или две) обновлять при испарении раствор
Графики растворимости соли в воде
Выращивание кристаллов. ЧТО НУЖНО ЗНАТЬ!
www.kristallikov.net
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 купороса2. раствор поваренной соли3. 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 словарь2. МЕГАЭНЦИКЛОПЕДИЯ КИРИЛЛА И МЕФОДИЯ http://www.megabook.ru3. 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 Сергеевичученик 11 «Б» класса
Научный руководитель: Крестьянникова Елена Валериевнаучитель химии, 1-ой категории
КГУ «Средняя школа №12 поселка Осакаровка»акимата Осакаровского районаКарагандинской областиРеспублика Казахстан
livescience.ru
Как вырастить кристалл - Мир минералов
природные кристаллы горного хрусталя
СОДЕРЖАНИЕ
Кристаллы минералов встречаются в природе повсеместно. Для их образования нужны специальные условия. Например, горная порода гранит состоит из кристаллов кварца, полевого шпата и слюды, которые раскристаллизовались друг за другом при остывании магмы.
Красивые шестигранные кристаллы горного хрусталя выросли из горячих водных растворов, насыщенных кремнеземом SiO2.
природные кристаллы серы
Ромбические желтые кристаллы серы выросли из сероводородных вод горячих источников и гейзеров.
На берегах соленых озер и морей можно увидеть кубические кристаллы каменной соли — галита; белые, красные, желтые и даже синие кристаллы карналлита и мирабилита.
Алмазы, самые твердые кристаллы, образовались при гигантском давлении в так называемых трубках взрыва (кимберлитовых трубках).
Итак, природа создала и продолжает создавать кристаллы минералов. Можем ли мы увидеть таинство роста кристаллов? Можем ли вырастить их сами? Да, конечно можем. И сейчас я расскажу, как это сделать в домашних условиях.
КАК ВЫРАСТИТЬ КРИСТАЛЛ ИЗ СОЛИ
Выращенные кристаллы поваренной соли
Для того, чтобы вырастить кристаллы поваренной (каменной) соли (галита — NaCl), нужно поставить на плиту емкость с водой и довести воду до кипения. Затем снять емкость с плиты и растворить в ней обычную соль из пачки. Постоянно помешивая раствор, досыпайте соль до тех пор, пока не заметите, что она больше не растворяется.
Полученный соленый раствор нужно отфильтровать и налить в плоскую посуду, например, в блюдце. Вода остынет и начнет испаряться, а на краях блюдца и на его дне вы увидите прозрачные кубики правильной формы – это и есть кристаллы каменной соли, галита.
Можно вырастить большой кристалл, или несколько больших кубических кристаллов. Для этого в емкость, в которой вы растворили соль, следует опустить шерстяную нитку. При остывании раствора она покроется кубиками соли. Чем медленнее остывает раствор – тем более правильную форму будут иметь кристаллы. Через некоторое время рост прекратится.
Чтобы вырастить один большой кристалл, нужно из множества образовавшихся на дне кристаллов выбрать один, самый правильный, положить на дно чистого стакана, а сверху налить раствор из прежней посуды.
Для роста правильных кристаллов нужен покой. Нельзя трясти или передвигать стол или полку, на которой стоит емкость с растущими кристаллами.
КАК ВЫРАСТИТЬ КРИСТАЛЛ ИЗ САХАРА
Вырастить кристаллы сахара можно точно также, как и кристаллы соли. Кристаллы сахара можно вырастить также на деревянных палочках, это может быть красивым дополнением к какому-либо праздничному сладкому блюду. Пищевые красители, добавленные в раствор, окрасят сахар во все цвета радуги.
Кристаллы сахара
Ниже приводится полная инструкция, как вырастить кристаллы сахара на палочках.
КАК ВЫРАСТИТЬ КРИСТАЛЛ ИЗ МЕДНОГО КУПОРОСА
Медный купорос продается в магазинах для огородников, из него, и из гашеной извести, готовят «бордоскую жидкость» для защиты растений от грибков и различных заболеваний.
Для того, чтобы вырастить кристалл медного купороса (Cu SO4 * 5h3O) правильной формы, следует растворить порошковый медный купорос в воде при температуре 80 градусов Цельсия. При более высокой температуре растворимость медного купороса падает. Растворяем порошок до тех пор, пока растворение не прекратится. На конец проволочки или шерстяной нити привязываем затравку – мелкий кристаллик того же медного купороса. Где его взять? Можно поискать в том же пакете, из которого вы сыпали купорос в воду, кристаллик побольше. Если такой не нашелся – оставьте ваш раствор остывать, и через некоторое время вы увидите на дне мелкие кристаллы.
Выберите один и привяжите его (или приклейте) к проволоке или нити. Раствор отфильтруйте. Затем опустите в него приготовленную затравку (кристалл на нити). Ни в коем случае не опускайте затравку в горячий раствор! Затравка может попросту раствориться. Большой кристалл медного купороса растет несколько недель. Кристалл, выращенный до нужных размеров, нужно покрыть лаком, так как влага, содержащаяся в воздухе, со временем приведет к его оплавлению и разрушению.
Не сложным способом можно вырастить красивые кристаллы меди. Детальное описание процесса найти в подробной статье «Как вырастить кристаллы меди«.
Кристаллы железного купороса выращивают аналогичным образом, подробную статью об этом можно прочитать, пройдя по ссылке в этом предложении.
КАК ВЫРАСТИТЬ КРИСТАЛЛ ИЗ АЛЮМОКАЛИЕВЫХ КВАСЦОВ
выращенные кристаллы алюмокалиевых квасцов
Алюмокалиевые квасцы (KAI [SO4]2*12h3O — минерал алунит) продаются в аптеке в виде порошка. Это хорошее средство, которое «сушит кожу» и убивает болезнетворные микроорганизмы, это вещество не вызывает аллергии и оно не токсично. Из порошка алюмокалиевых квасцов можно вырастить хорошие кристаллы. Квасцы следует растворить в теплой воде до насыщения и раствор отфильтровать. Через несколько дней нахождения в спокойном месте, при комнатной температуре, на дне емкости появятся маленькие кристаллы.
алюмокалиевые квасцы (квасцы жженые) можно купить в аптеке
Из этих кристалликов нужно выбрать несколько штук, правильной формы и поместить в другую емкость. Затем их заливают тем же раствором. Можно подвесить затравки на тонких ниточках (к нити их можно приклеить прочным водостойким клеем). Раз в два-три дня кристаллы нужно переносить в новый стакан, а раствор фильтровать и снова заливать им растущие кристаллы. Кристаллы квасцов, выращенные до нужных размеров, следует покрыть лаком, чтобы они не оплавились от влаги воздуха и не потеряли форму.
Растворы для выращивания кристаллов желательно готовить на дистиллированной воде.
В домашних условиях можно получить искусственный малахит, используя медный купорос и стиральную соду, но это будут не красивые кристаллы или ажурный рисунчатый камень, а зеленый или грязно-зеленый осадок на дне сосуда (порошок). Красивый малахит, практически не отличающийся от натурального, можно получить только на промышленном оборудовании.
На предприятиях тоже выращивают кристаллы многих минералов. Но дома это повторить невозможно, для этого нужно специальное оборудование. Большинство кристаллов (кварц, аметист, рубин, изумруд, алмазы, малахит, гранаты и др.) выращивают в чугунных автоклавах под высоким давлением. Температуры достигают 500-1000 градусов, а давление – 3000 атмосфер.
Наборы для выращивания кристаллов
набор для выращивания кристаллов
Сейчас в магазинах игрушек, в крупных городах, появились в продаже наборы для выращивания кристаллов. Из порошков дигидрофосфата аммония и калия, в которые добавлены красители, можно вырастить интересные призматические и игольчатые кристаллы. Для того, чтобы кристаллы получились достаточно большими и красивыми, надо строго следовать прилагаемой инструкции.
Странно, но в инструкции, которая находится в изображенной на фотографии коробке, не указано, какое именно химическое вещество используется для выращивания кристаллов и какой краситель используется. В остальном она достаточно подробная.
mineralys.ru
Как вырастить кристалл?
Кристаллы обладают особой притягательностью: их природные грани отличаются строгой геометрией, которая обычно характерна для предметов, подвергшихся технической обработке.
Для того чтобы создать красивую уникальную вещь самостоятельно следует знать, как вырастить кристалл, и проявить немного терпения. Замечательно, если к выращиванию кристаллов вы приобщите детей, для которых данный процесс кажется настоящим волшебством. Размер кристалла находится в прямой зависимости от времени, затрачиваемого на его выращивание. Если процесс кристаллизации происходит медленно, то образуется монокристалл довольно больших размеров, если быстро – получаются мелкие кристаллы.
Способы выращивания кристаллов
Существует несколько методов выращивания кристаллов.
Охлаждение насыщенного раствора
Этот метод основан на физическом законе, который гласит, что растворимость веществ становится меньше при понижении температуры. Из осадка, образующегося при растворении вещества, сначала появляются крошечные кристаллики, превращающиеся постепенно в кристаллы правильной формы.
Постепенное испарение воды из раствора
Емкость с насыщенным раствором оставляется открытой на довольно длительное время. Следует прикрыть её бумагой, чтобы испарение воды происходило медленно, и раствор был защищен от комнатной пыли. Лучше кристаллик подвесить на нить. Если же он лежит на дне, то растущий кристалл надо время от времени переворачивать. Так как вода постепенно испаряется, то по мере необходимости подливается насыщенный раствор.
Из чего можно вырастить кристалл?
Осуществить выращивание кристаллов возможно из различных веществ: сахара, пищевой соды, поваренной соды. Прекрасно подойдет и другая соль (в смысле химическое соединение), а также некоторые виды органических кислот.
Выращивание кристаллов из соли
Поваренная соль – вещество, имеющееся в любом доме. Чтобы вырастить ее прозрачные кубические кристаллы, необходимо приготовить рабочий раствор. 200 мл воды в стеклянном стакане (банке) помещаются в посуду с водой +50…+60 градусов. В стакан высыпается соль, она размешивается и ненадолго оставляется.
Под воздействием тепла соль растворяется. Потом соль добавляется повторно и вновь перемешивается. Процедура повторяется, пока соль не перестанет растворяться и не начнет оседать на дно. Перенасыщенный раствор переливается в чистый сосуд, равный по объему, при этом остатки соли убираются со дна. Выбрав кристалл покрупнее, привязывают его к нитке и подвешивают таким образом, чтобы он не задевал стенки емкости, или выкладывают на дно.
Спустя несколько дней изменения кристаллика станут заметны. Процесс роста может длиться столько времени, пока размеры кристалла не будут вас устраивать.
Для придания кристаллам цвета вполне можно использовать пищевые красители.
Выращивание кристаллов из медного купороса
Аналогично произрастают сине-зеленые кристаллы медного купороса.
Также делается насыщенный раствор, в который помещается кристалл соли медного купороса. Но так как данное вещество обладает химической активностью, то лучше использовать дистиллированную воду.
Как вырастить кристалл из соды?
Два стакана наполняются горячей водой, в каждый насыпается несколько ложек пищевой соды, пока она не перестанет растворяться (образуется осадок). Между стаканами помещается блюдце. На канцелярские скрепки крепится отрезок грубой нити. Одна скрепка цепляется к стенке одного стакана, вторая – к другому. Концы нити должны быть в растворе, а сама нитка - провисать, не задевая блюдца. Чтобы кристаллы хорошо росли, необходимо подливать раствор по мере испарения.
Сейчас в продаже имеются наборы для выращивания кристаллов. Из порошков химических веществ можно получить необычные призматические и игольчатые кристаллы.Также с детьми вы можете проводить различные опыты с водой иди попробовать сделать светящуюся жидкость.
womanadvice.ru
Выращивание кристаллов из соли в домашних условиях как бизнес: Оборудование
Содержание статьи:
Кристаллизация – это достаточно трудоемкий процесс, который требует определенных навыков. Многие предприимчивые люди занимаются этим перспективным делом и получают неплохой доход. Выращивание кристаллов из соли можно осуществлять разными способами. В этой статье мы постараемся разобраться во всех особенностях этого бизнеса.
Что такое кристалл?
Это вещество, в котором все атомы расположены в определенном порядке. Внешне он выглядит как правильный симметричный многогранник, имеющий несколько сотен граней, пересекающихся под разными углами.
Для выращивания кристаллов в домашних условиях можно использовать обыкновенную соль. Это пищевой продукт, который встречается в природе. Большое количество соли содержится в морской воде. Крупинки этого вещества имеют плоские грани. Это значит, что они находятся в кристаллическом состоянии, поэтому прекрасно подходят для этих целей.
Многие родители занимаются выращиванием кристаллов из соли в домашних условиях, чтобы развлечь своих детей. Этот процесс способствует их развитию и повышению интеллектуального уровня.
Для домашнего выращивания кристаллов вам понадобится:
- Соль;
- Вода;
- Толстая нить;
- Стеклянные стаканы;
- Деревянная ложка;
- Карандаш.
Самое главное в этом деле – это терпение. Чтобы облегчить работу, можно использовать специальный набор для выращивания кристаллов, инструкция, которая к нему прилагается, содержит все главные этапы этого процесса. Чтобы опыт прошел удачно, возьмите чистую качественную соль, без каких-либо примесей. Стоит отметить, что выращивание кристаллов дома – это очень увлекательный процесс, за которым с удовольствием наблюдают все члены семьи.
Искусственные драгоценные камни практически ничем не отличаются от натуральных. Многие ювелирные изделия украшают камнями, полученными синтетическим путем. Если открыть свой бизнес на выращивании кристаллов рубина в домашних условиях, можно получать хороший стабильный доход.
Технология выращивания
Для выращивания кристаллов рубина можно использовать алюминиевые квасцы. В домашних условиях также применяют медный купорос. Их него получаются красивые искусственные камни синего цвета.
Традиционная технология выращивания кристаллов включает в себя следующие этапы:
- В первую очередь следует сделать насыщенный раствор соли. В горячую воду добавляют соль и растворяют ее при определенной температуре;
- Согласно инструкции по выращиванию кристаллов, раствор следует профильтровать, иначе они будут иметь дефекты. После этого его оставляют на сутки, чтобы лишняя соль опустилась на дно емкости. В будущем ее используют для затравки;
- На стакан с насыщенным раствором вешают карандаш с леской, на которую будет оседать излишек вещества;
- Насыщенный раствор следует добавлять в емкость раз в 2 недели, чтобы не прекратился рост. Обратите внимание на температуру раствора. Она должна быть одинаковой, иначе процесс выращивания кристаллов рубина прервется.
Через три месяца готовый камень можно вынуть из емкости, высушить и покрыть для прочности бесцветным лаком.
Если вас заинтересовало выращивание кристаллов рубина в домашних условиях видео по этой теме можно посмотреть в интернете.
Способы
Подобные процессы каждый из нас изучал еще в школе. Но никто даже не задумывался о том, что такое дело может приносить хорошую прибыль. Рассмотрим основные методы выращивания кристаллов, которые можно использовать в домашних условиях:
- Охлаждение насыщенного раствора. У любого вещества есть свой предел растворения. То есть в каждой жидкости можно растворить только определенное количество вещества. Например, чтобы растворить 100 г алюминиевых квасцов, нужно нагреть воду до температуры 90 градусов. А вот при температуре 20 градусов раствориться только 10 г вещества. При охлаждении раствор выталкивает лишнюю соль, в результате чего образуется искусственный минерал. На этом и основан метод;
- Удаление лишней жидкости из раствора. Если вода испаряется медленно, камень будет более качественным;
- Медленное охлаждение. Использование затравки позволяет получать самую качественную продукцию. Если вы интересуетесь, где купить кристалл для выращивания таким способом, обратитесь с этим вопросом на тематические форумы. Опытные предприниматели, которые занимаются таким делом, помогут вам в этом деле.
В домашних условиях такой бизнес отнимает немало времени. Но все затраты вполне оправданы высоким доходом. Исходное сырье стоит очень дешево. Например, медный купорос, из которого получаются удивительно красивые синие камни, можно купить недорого в обычных магазинах для садоводов.
Оборудование
Чтобы получать хорошую прибыль, необходимо приобрести специальное оборудование для выращивания кристаллов и запастись терпением. Для того чтобы создать искусственный камень, который можно использовать для изготовления ювелирных изделий, стакана и ниточки недостаточно. Кроме того, успех дела во многом зависит от вашей настойчивости.
Для начала купите обычный детский набор для выращивания кристаллов. Если дела пойдут успешно, можно подумать о покупке специального оборудования. Это может быть лабораторный сосуд, в котором поддерживается высокая температура и давление. Используя гидротермальный метод, в нем можно вырастить за неделю прекрасный изумруд или рубин.
Рентабельность бизнеса
Не нужно иметь экономическое образование, чтобы понять, что выращивание искусственных кристаллов – это достаточно прибыльный бизнес. Для того чтобы получить рубин в 30 карат понадобится 3 кВт электроэнергии. За нее вы заплатите примерно 1 доллар. Еще 0,5 доллара придется потратить на закупку расходных материалов. Если заранее найти рынки сбыта, рентабельность этого бизнеса будет высокой. Самое главное – это творчески подойти к делу. В таком случае вы будете получать от работы не только доход, а еще и удовольствие.
Украшения с искусственными камнями стоят недешево, а это значит, что конкуренция в этой области невысокая, поскольку рынок не насыщен продукцией в полной мере. Самое главное преимущество этого бизнеса — это возможность работать без каких-либо разрешений или лицензий. Бизнес по изготовлению искусственных камней не облагается налогами. Если вы все же хотите узаконить свою деятельность, перед тем как открыть дело, следует проконсультироваться с профессионалами.
Выращивание кристаллов из соли
Сбыт продукции
Как уже говорилось выше, такой бизнес отличается высокой рентабельностью. Как и в любом другом деле, главное — это найти постоянных клиентов, которые будут покупать вашу продукцию. Ее можно сдавать оптом ювелирам или в интернет-магазины, которые реализуют различные товары для рукоделия. Найти клиентов на такой товар непросто, но если вам удастся это сделать, бизнес будет приносить отличный доход.
Выводы
Бизнес на искусственных камнях – это трудоемкое, но не слишком сложное занятие. Любой человек может вырастить оригинальные минералы разной формы и окраса. Клиенты, которые любят необычные эксклюзивные вещи, обязательно порекомендуют вас своим знакомым. Благодаря этому бизнес будет развиваться, и приносить хорошую прибыль.
Загрузка...volgoust.ru
© 2005-2018, Национальный Экспертный Совет по Качеству.
