Выращиваем кристалл быстро | Своя лаборатория

Кристалл… От этого слова прямо-таки веет магией. Не знаю как насчет магических свойств кристаллов, а вот разнообразными полезными физическими свойствами они точно обладают. Кристаллы широко применяются в современной электронике, оптике и других областях техники. Ну и, конечно же, кристаллы просто красивы. Они притягивают взор своей правильной формой и природной симметрией. Причем это касается не только драгоценных кристаллов, но и кристаллов, выращенных из подручных средств.

Мы уже кое-что знаем о кристаллическом состоянии вещества из статьи о кристаллах. Настало время перейти к практическим занятиям 🙂

Эксперимент по выращиванию кристаллов имеет ряд особенностей. Одной из таких особенностей является длительность проведения опыта. Дело все в том, что хороший и красивый, а, главное, большой кристалл нельзя вырастить быстро. На это нужно время. Именно поэтому опыт по выращиванию кристаллов в течение девяти дней развивался в рубрике Живой эксперимент, где вы могли наблюдать за ходом процесса и, даже может быть, вести параллельно свой эксперимент. Эта статья является обобщением полученных в ходе опыта сведений. Итак, инструкция для тех, кто хочет сам вырастить кристалл.

Для этого нам понадобятся:

• Вода
• Емкость, в которой будет расти кристалл. Лучше всего, если емкость будет прозрачной, например, стеклянная банка. В этом случае будет удобно наблюдать за течением процесса.
• Небольшой кусочек картона, чтобы вырезать крышечку для емкости
• Воронка
• Фильтровальная бумага или любой материал, с помощью которого можно будет профильтровать раствор. Можно использовать салфетку.
• Нитка. Лучше взять нитку потоньше и более гладкую, например, шелковую.
• Ну и, конечно же, то вещество, из которого мы будем выращивать кристалл. В опыте используется медный купорос. Кристалл из него должен получиться красивого голубого цвета. К тому же достать медный купорос довольно просто – обычно он продается в любом садово-огородном магазине. Если же вам не удалось найти медный купорос или просто лень идти в магазин, то можно использовать любое кристаллическое вещество, например, обычную поваренную соль или сахар.

Перед началом опыта я вас должен предупредить на случай, если вы захотите повторить его, о мерах личной безопасности. Вы будете работать с химическими веществами, которые могут принести вам вред. Не используйте для своего опыта пищевые емкости, пользуйтесь защитными средствами (перчатки, очки), тщательно мойте свою лабораторную посуду. При попадании химических веществ на кожу или в глаза, тщательно промойте их водой. При попадании внутрь – обратитесь к врачу.

Ну вот, с формальностями покончено, приступим.

День 1.

Как я уже говорил, выращивание кристаллов – это процедура, имеющая некоторые особенности. Еще одна особенность этого опыта помимо длительности – это необходимость выращивания так называемой затравки, т.е. небольшого кристаллика, на основе которого будет расти большой кристалл. Можно обойтись и без затравки, но в таком случае сложно вырастить красивый монокристалл. Поэтому лучше все-таки затравку вырастить, тем более, что в этом нет ничего сложного.

Приготовим насыщенный раствор.

Насыпем в стеклянную емкость немного медного купороса (здесь и далее я буду говорить о медном купоросе, поскольку именно он участвует в опыте, вы же используйте то вещество, которое удалось найти).

Заливаем соль (а медный купорос является серно-медной солью) небольшим количеством горячей воды. Использование горячей воды обязательно, т.к. при повышенной температуре увеличивается растворимость солей.

Лучше поместить емкость на водяную баню, чтобы раствор не охлаждался раньше времени.

Размешиваем соль до растворения, а затем добавляем еще соли и снова размешиваем. Так повторяем до тех пор, пока соль не перестанет растворяться в воде.

Таким образом, мы получили насыщенный раствор соли.

Теперь полученный раствор нужно профильтровать. Сделать это нужно для того, чтобы в растворе не осталось посторонних частиц, например, пыли или примесей. Посторонние частицы могут служить дополнительными центрами кристаллизации, т.е. вокруг них начнут образовываться другие кристаллики, а нам этого не нужно. На данной стадии эксперимента это не очень критично, но позднее чистота раствора будет очень важна.

После того как профильтровали, в раствор нужно кинуть несколько кристалликов соли – на них и начнут образовываться затравки.

Теперь емкость нужно поместить в такое место, где будет обеспечен более-менее постоянный температурный режим (подоконник для этого замечательно подходит), и чем-нибудь прикрыть, чтобы не допустить попадания посторонних примесей.

Раствор начнет охлаждаться и пересыщаться, т.е. соли начнет становиться в растворе больше, чем она может раствориться при данной температуре. Соль начнет кристаллизоваться, а центрами кристаллизации станут те крупинки соли, которые мы добавили в насыщенный раствор. Ждать нужно будет дня 2-3. После этого приступим к следующей стадии эксперимента.

День 2.

Видно, что на дне сосуда стали образовываться кристаллики.

День 3.

Кристаллики подросли. В принципе, их размера достаточно для использования в качестве затравки, но я попробую выдержать их еще один день.

День 4.

Ну что ж, прошло уже достаточно времени, и у нас сформировался неплохой материал для затравки. Осталось выбрать подходящего кандидата.

Уже довольно красиво, не правда ли? Но мы на достигнутом останавливаться не будем и продолжим наш эксперимент.

На вид кажется, что образовавшаяся масса кристалликов представляет собой монолит, но на самом деле разделить кристаллики не представляет особого труда.

Постарайтесь выбрать кристаллик наиболее правильной формы. Я выбрал далеко не самый большой из имеющихся, но его форма мне понравилась больше всего. Чем правильнее будет форма затравки, тем правильнее в дальнейшем будет форма кристалла. Чтобы были более понятны размеры затравки, я рядышком положил спичку.

Теперь нужно к затравке привязать нитку. Как я писал в начале статьи, лучше взять нитку менее ворсистую, чтобы на ее торчащих ворсинках не образовывались побочные кристаллы. Не используйте в качестве подвеса проволоку.

Теперь нитку с затравкой нужно продеть через крышку емкости и закрепить на обратной стороне. Закрепить нужно так, чтобы в любой момент была возможность отрегулировать высоту подвеса. К примеру, можно с обратной стороны намотать излишек нитки на спичку или закрепить нитку скрепкой.

Теперь нам нужно приготовить свежий раствор соли. Делается он таким же способом как и для затравки: растворение в горячей воде соли, пока она не перестанет растворяться, фильтрация раствора. В этот свежий раствор мы и помещаем нашу затравку. Проследите, чтобы затравка не касалась дна и стенок емкости, иначе кристалл начнет расти неправильной формы.

И вот теперь у нас есть два пути. Первый — более сложный. Он требует больше внимания и усилий. Дело в том, что наиболее красивые и правильные по форме кристаллы получаются, когда процесс кристаллизации идет медленно. Следовательно, нам нужно обеспечить плавное охлаждение раствора соли. Для этого нужно нашу емкость с затравкой помещать в термососуды, постоянно контролировать температуру раствора. Говоря простым языком, возни довольно много. Но и награда за такие усилия стоящая — кристалл получится максимально чистый и правильной формы.

Второй путь гораздо проще. Вы поместили затравку в горячий раствор и можете на какое-то время про него забыть, предоставив процесс кристаллизации на волю случая. При этом способе растущий кристалл может не быть идеальной формы, но процесс роста будет быстрее.

Я выбрал второй путь. В конце-концов, пройдя по более простому пути и получив некоторый опыт, я всегда могу проделать и более сложный вариант эксперимента. К тому же нужно иметь ввиду, что быстрый вариант опыта – это вовсе не означает, что его можно провести за пару часов. Даже при ускоренном опыте кристалл будет расти несколько дней. В случае же длительного варианта эксперимент может растянуться на 1 – 2 месяца.

Но и в том и другом случает нужно следить за ростом кристалла. Лишний раз доставать кристалл и трогать его не нужно — это может сказаться на его форме. Если на кристалле или нитке стали образовываться побочные кристаллики, их нужно аккуратно снимать, чтобы они также не портили форму основного кристалла.

И еще один момент. Если вы опустили в раствор затравку, а она не стала увеличиваться, а совсем наоборот, растворяется, то это означает, что вы приготовили ненасыщенный раствор. Процедуру приготовления раствора придется повторить.

Итак продолжаем следить за ростом кристалла. Если у вас возникли вопросы, можете обратиться ко мне в комментариях или через форму обратной связи.

День 5.

За сутки кристалл значительно вырос. На фото кристалл в сравнении со спичкой и кристалликом — дублером затравки, который я вчера оставил на всякий случай.

Однако, как видите, форма кристалла не идеальна, имеется множество дефектов. Это результат быстрого роста кристалла. Но он мне все равно нравится 🙂

Я обновил раствор так, как это делал раньше, и снова опустил туда кристалл. Так как размеры кристалла значительно увеличились по сравнению с предыдущим днем, потребовалась корректировка высоты подвеса затравки. Эксперимент продолжается.

День 6.

Кристалл подрос. Снова обновил раствор медного купороса.

День 7.

Кристалл уже еле влезает в мой стакан! Не забываем очищать нить от наростающих маленьких кристалликов.

День 8.

День 9.

Ну, вот и наступил, я считаю, последний день эксперимента. Последний не потому, что далее кристалл расти не сможет, а потому, что в моей лабораторной посуде ему стало тесновато. Достаем кристалл, обрезаем ему под самый корень ниточку и промакиваем салфетками. От любования своим произведением искусства нас отделяет один шаг. Дело в том, что если оставить кристалл как есть, он довольно скоро разрушится. Чтобы этого не произошло, его нужно «одеть» в защитную оболочку. Самый лучший вариант, это покрыть его прозрачным лаком. Можно и поместить его в герметично закрывающуюся посуду, например, в банку. Но мне кажется, что наилучший вариант — это все же покрыть его лаком. Это придаст ему дополнительный блеск, да и наблюдать его можно будет, что называется, вживую, а не через стекло.

А вот теперь можно и хорошенько рассмотреть кристалл. Конечно, его форма не получилась идеальной. Но я нарочно выбрал быстрый путь роста кристалла вместо качественного. В любом случае, я остался доволен полученным результатом. За девять дней кристалл вырос более чем на семь сантиметров в длину — довольно неплохой результат!

Я даже захотел дать ему название. Дают же крупным и уникальным драгоценным камням имена. Например, как знаменитому бриллианту дали название «Граф Орлов». Мой кристалл, конечно, далеко не бриллиант, но мне он по-своему дорог 🙂 Поэтому не без доли юмора, я решил назвать получившийся семисантиметровый камушек Малышом.

На этом эксперимент можно считать оконченным. А в завершении — несколько фоток Малыша.

Удачных вам экспериментов!

Как вырастить кристаллы из соли или сахара

Продолжаем серию статей, посвященную выращиванию кристаллов. У нас можно купить все, что нужно для их выращивания: посуду, фильтры, перчатки и, конечно, же химические реактивы. В блоге уже есть полезные советы тем, кто начинает выращивать кристаллы дома. Сегодня расскажем о том, как вырастить кристаллы из самых доступных «реагентов» — соли и сахара. В следующих статьях поделимся способами выращивания кристаллов из медного купороса и других химических соединений.

Что нужно для выращивания кристаллов из соли и сахара

— сам исходный материал, то есть соль или сахар
— стакан или подобная емкость, кастрюлька
— дистиллированная или просто чистая вода
— нитка или леска
— карандаш или палочка для подвешивания кристалла
— опционально: пищевой краситель, лак — любой прозрачный, подходит и лак для ногтей.

Закрепление затравки

Кристалл-затравка, в нашем случае это выбранный из пачки кристаллик сахара или соли, обвязываем тонкой ниткой, волосом или леской. Другой конец нитки привязываем к карандашу или палочке, которую положим на емкость с растущим кристаллом. Вращая карандаш или палочку, регулируем длину нити так, чтобы затравка располагалась примерно посередине раствора.

Примечание: найти в пачке крупный кристалл сахара бывает затруднительно, поэтому в качестве затравки можно использовать кусочек кускового сахара. Еще можно использовать кусочек леденца: смочить его, обвалять в сахаре-песке и дать высохнуть, после чего использовать как затравку.

Кристалл из сахара, процесс изготовления

Вскипятите воду в кастрюльке. Убавьте огонь и начинайте засыпать в воду сахар, постоянно помешивая, пока сахар не перестанет растворяться. Примерное соотношение воды и сахара будет 1:3. Снимите сироп с огня и дайте немного остыть. Поместите в него затравку. Желательно, чтобы раствор с затравкой не остывал быстро — это вызывает рост кристаллов неправильной формы. Довольно большой, несколько сантиметров длиной и шириной кристалл вырастет уже через несколько дней.

Если вы хотите получить кристалл большего размера, просто долейте в емкость с ним еще сахарного сиропа.

Можно вырастить разноцветные сахарные кристаллы, для этого в сироп перед опусканием в него затравки добавьте немного пищевого красителя.

Кристалл из соли

Лучше всего для него подходит каменная соль. Морскую соль тоже можно использовать, а вот йодированная — не лучший выбор, так как кристалл из нее будет расти очень долго. В случае же с «обычной» солью кристалл вырастает на 2-3 см, в самой длинной части, за месяц.

Выращивание солевого кристалла почти не отличается от выращивания кристалла из сахара, только перед опусканием затравки в раствор его желательно профильтровать через специальную бумагу или просто через вату или несколько слоев марли. Краситель в раствор лучше не добавлять.

Кристалл со множеством граней и «ростков» получится, если поставить емкость с раствором в теплое место. Один большой кристалл можно попробовать получить, если готовить солевой раствор из воды комнатной температуры и проводить выращивание в холодном месте. В любом случае емкость с кристаллом в процессе роста лучше не двигать, это приведет к нарушению его формы.

Готовый солевой кристалл нельзя красить акварелью или гуашью, но можно покрасить, например, цветным лаком для ногтей.

Финишная обработка солевого или сахарного кристалла

Обязательно покройте кристалл прозрачным лаком — это сделает его водостойким, придаст красивый блеск и поможет сохранить на долгий срок. Вы можете использовать получившиеся кристаллы в дизайне интерьера, мы даем несколько идей, как сделать это просто и со вкусом.

В следующих статьях мы обязательно расскажем, как вырастить более необычные кристаллы из медного купороса и других реактивов — это тоже не сложно, а результаты бывают весьма впечатляющими.

Исследовательский проект «Как вырастить кристаллы в домашних условиях?»

Как вырастить кристаллы в домашних условиях?

Российская Федерация, Костромская область, г.Шарья

Автор Каберник Никита Сергеевич

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение Гимназия №3 г. Шарья, 6 класс

Введение

Поэзия! Завидуй кристаллографии! Кусай ногти в гневе и бессилии! О.Э.Мандельштам

Когда на уроке географии мы изучали тему «Горные породы и минералы» меня очень заинтересовали кристаллы, и возникло желание узнать о них больше. Мне пришла в голову мысль попробовать вырастить самому настоящий кристалл и определить области его применения. Кристаллами называют твердые тела, в которых расположение атомов или молекул друг относительно друга периодически повторяется в пространстве при параллельном перемещении. Криста́ллы (от греч. κρύσταλλος, первоначально — лёд, в дальнейшем — горный хрусталь, кристалл) — твёрдые тела, в которых атомы расположены закономерно, образуя трёхмерно-периодическую пространственную укладку — кристаллическую решётку.

Кристаллы — это твёрдые вещества, имеющие естественную внешнюю форму правильных симметричных многогранников, основанную на их внутренней структуре, то есть на одном из нескольких определённых регулярных расположений составляющих вещество частиц (атомов, молекул, ионов).

Кристаллы одни из самых красивых и загадочных творений природы. Мы восхищаемся их яркими цветами и прозрачностью, ровными, гладкими гранями и, самое главное, их правильной формой. Они выглядят так, будто их кто-то специально вырезал, отшлифовал и раскрасил. В природе кристаллы обычно образуются под действием мощных природных сил. Интересно, что кристаллы, окружающие нас, не образовались когда-то раз и навсегда готовыми, а выросли постепенно. В природе, в лаборатории, на заводе кристаллы растут из растворов, из расплавов, из паров, из твердых веществ. Мне стало интересно из чего можно вырастить кристалл в домашних условиях? Мне подсказали, что соль, сахар – это тоже кристалл! И я решил попробовать вырастить кристалл из обычной соли, сахара, еще медного купороса. Это и определило тему моего исследования «Выращивание кристаллов соли(NaCl), сахара, медного купороса(CuSO₄∙5Н₂О), в домашних условиях.

Таким образом, во-первых, проверить возможность роста кристаллов соли без

применения специальной техники, во-вторых, доказать, что кристалл растет постепенно. Главной целью исследования будет проверить возможность роста кристаллов соли, сахара, медного купороса без применения специальной техники, доказать, что кристалл растет постепенно

Для проведения исследования необходимо

• Познакомиться с научной литературой по исследуемому вопросу

• Изучить исторические сведения о поваренной соли и выяснить её свойства.

• Познакомиться со способами выращивания кристаллов.

• Провести опыты по выращиванию кристаллов соли, сахара, медного купороса.

• Выработать рекомендации по выращиванию кристаллов для одноклассников.

• Сравнить полученные данные

• Сделать анализ результатов

• Эксперимент;

• Наблюдение за процессом кристаллизации.  

Основная часть

Актуальность

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. Многие ученые, внесшие большой вклад в развитие химии и минералогии, начинали свои первые опыты с выращивания кристаллов, пытаясь понять, как они образуются.

Многие века и даже тысячелетия употреблялись замечательные минералы в качестве украшений. Но шли года. Бурное развитие науки и техники определили драгоценность минералов, которые оказались совершенно необходимыми в технике.

Выяснилось, например, что с помощью рубинового лазера можно с большой точностью измерить расстояние от Земли до Луны.

Алмазы используют для шлифовки, резки с помощью специальных приспособлений – буровых коронок, усаженные алмазами, сверлят Землю в поисках полезных ископаемых.

Электротехника, оптика, радиотехника, военное дело, точная механика и многие другие отрасли народного хозяйства претендуют на драгоценные камни вовсе не из-за их красоты, а именно из-за их замечательных свойств.

Твердый алмаз широко применяется для изготовления режущих инструментов. Самым простым из них является самый известный всем стеклорез, а так же алмаз используется для изготовления пил, резцов, приготовления полировальной пасты, для конструирования алмазных коронок, обеспечивающих высокопроизводительное бурение горных пород и т.д.

Из рубина изготовляют шлифовальные круги, порошки, пасты. Качество ручных и карманных часов зависит от того, сколько шестеренок вращается на рубиновых подшипниках. Рубиновые камни определяют долговечность часов.

Из гранатов изготовляют шлифовальные порошки, точильные круги, шкурки. Иногда они заменяют в приборостроении рубин.

Пироэлектричество заключает появление электрических напряжений на гранях кристалла при нагревании. Среди замечательных минералов основными пьезоэлектриками являются монокристаллы кварца и турмалина. Это звукосниматели в наших проигрывателях, которые превращают механические колебания иглы на граммофонной пластинке в электрические токи, которые затем усиливаются и поднимаются на динамик.

Ультрафиолетовые лучи являются целебными, а кроме того, придают загар человеческой кожи. А так же она используется в органической химии, минералогии и других отраслях для изучения веществ в ультрафиолетовых лучах.

Чистые бездефектные кристаллы горного хрусталя идут на изготовление призм, спектрографов, поляризующих пластинок. Флюрит используется для изготовления призм спектрографов и в других оптических приборах.

Лазер используется для изучения физики плазмы, при хирургических операциях, в телевидении для съемок и передачи изображения, для сверления и сварки металлов и т.д. Этими примерами можно было бы закончить короткий рассказ о применении минералов в технике. Но области применения минералов все более расширяются, дальнейшее развитие науки продолжает выявлять в них все новые и новые свойства.

Целью исследования

• проверить возможность роста кристаллов соли, сахара, медного купороса без

применения специальной техники

Задачи

• Изучить исторические сведения о поваренной соли , сахара, медного купороса и выяснить их свойства.

• Познакомиться со способами выращивания кристаллов.

• Провести опыты по выращиванию кристаллов соли, сахара, медного купороса.

• Выработать рекомендации по выращиванию кристаллов для одноклассников.

Гипотеза: предположу, что и в домашних условиях можно вырастить кристаллы соли, сахара, медного купороса.

Описание исследуемого материала:

Хальканти́т (др.-греч. χαλκός — медь и др.-греч. ἄνθος — цветок) — минерал состава CuSO4∙5h3O, обычно с примесью мелантерита, сульфат меди. Синоним — цианозит.

Происхождение и месторождения

Халькантит образуется в гипергенных условиях. Образуется в зонах окисления медно-сульфидных месторождений в странах с сухим климатом в виде кристаллов, кристаллических корочек, натёчных масс, сталактитов, примазок, псевдоморфоз. Встречается в ряде медных месторождений: Медно-Рудянском (у Нижнего Тагила), Турьинских рудниках (Северный Урал), Кедабекском (Закавказье).

В больших массах крайне редок. Искусственно приготовляемый халькантит (медный купорос) употребляется для борьбы с вредителями виноградников, а также в химической, красильной и других отраслях промышленности. Наличие этого минерала в рудах указывает на то, что рудничные воды богаты растворенным сульфатом меди и поэтому могут служить объектом добычи металлической меди. С этой целью меденосные грунтовые воды пропускают через специальные бассейны, в которых происходит осаждение меди на железной стружке.

Для того чтобы, вырастить очень красивые кристаллы медного купороса, мы купили порошок медного купороса в магазине хозяйственных товаров. Его используют для борьбы с вредителями и болезнями растений. Иногда применяют в плавательных бассейнах для предотвращения роста водорослей в воде.

ПОМНИТЕ!!! Это вещество ядовито! Нужно тщательно мыть руки после работы с порошком, растворами или кристаллами медного купороса.

Добавили 4 чайные ложки порошка медного купороса к пол-чашке горячей воды, перемешивали, пока не растворился.

В течение двух с половиной месяцев я проводил наблюдения за ростом кристаллов.

Один раз в 3-4 дня раствор купороса процеживался через марлевый фильтр, чтобы на кристаллах не образовался налет и не оседали новые микрокристаллы. На дне банки появились монокристаллы и сростки кристаллов – друзы. Выращенные к концу эксперимента кристаллы халькантита были различного вида и размеров: друзы составляли от 20 до 60 мм, а монокристаллы — до 60 мм. Все кристаллы получились прозрачными и правильной формы.

Вариант выращивания кристалла соли

1. Для опыта я взял две стеклянные банки, два карандаша, нитки, скрепку, кусочек

зубочистки.

2. Сначала сделал концентрированный соляной раствор. Для этого налил в банку

немного воды и, помешивая, насыпал соль. Когда соль перестала растворяться, попросил маму поставить банку на водяную баню (в емкость с горячей водой), чтобы добиться полного растворения соли.

3. Аналогично сделал и концентрированный сахарный раствор.

4. На карандаш привязал две ниточки. На одну нитку привязал металлическую

скрепку, а на другую — кусочек зубочистки. Они и будут «затравкой» для будущего кристалла, то есть на них он и будет расти. Можно, конечно, в качестве «затравки» использовать уже готовый кристаллик соли, но мне интересно проверить будет ли на металлической и деревянной затравке расти мой кристалл.

5. Уже через пару дней в солевом растворе начинают появляться маленькие белые

кристаллики. У меня во время эксперимента вся банка покрылась белым налетом из кристаллов соли. В ходе наблюдений было отмечено, что сначала кристаллы имели неправильную форму, но с течением времени превратились в куб.

Размеры кристаллов полученных мной в домашних условиях много меньше, тех которые выращены в лабораторных условиях. Это различие объясняется следующим фактором: для того чтобы образовался хороший кристалл ему необходимы условия, для роста, то есть свободное пространство. Поэтому, исходя из опыта, следует брать банки большего объема, тогда выращенные кристаллы будут значительно крупнее.

Так были выращены кристаллы поваренной соли. Ещё мы попытались вырастить кристалл сахара. Чтобы его вырастить, налили в стакан тёплой воды и стали класть в неё сахар, пока он не перестал растворяться. Потом подвесили ниточку с бисеринкой. Кристалл начал расти, но, к сожалению, очень медленно! Кристалл соли растет несколько дней, а маленький кристалл сахара с трудом удалось вырастить только за 6 недель. Когда мой эксперимент с солью уже закончился, стал изучать баночку с сахарным раствором. Там все также ничего не происходило. Но когда я потянул за веревочку, чтобы достать бусинку, я вдруг увидел, что на бусинке выросли очень красивые, прозрачные кристаллы. Их было уже очень много, но почему-то в банке их не было видно. Я даже решил попробовать кристаллы на вкус. Они оказались очень сладкими. Красивые кристаллы получались не сразу. Из книг я узнал, что во время роста можно корректировать рост кристаллов, удаляя некрасивые наросты, чтобы рост был быстрее, можно создать магнитное поле, для этого я поставил 2 магнита рядом с раствором медного купороса. Образование граней можно прекратить, если смазать их вазелином. Когда же опять появится необходимость в росте, рост можно вызвать, удалив вазелин ацетоном.

Первые кристаллы, которые мы достали из раствора, очень быстро подсохли, через час покрылись белым налетом соли, а через несколько дней разрушились. Чтобы кристаллы не разрушались можно их покрыть бесцветным лаком.

Из выращенных нами кристаллов поваренной соли и медного купороса получилась замечательная коллекция. Её мы показали в нашем классе на уроке, где рассказали о том, что такое кристаллы, где их можно увидеть в природе и в быту, как они образуются, где применяются и то, что их можно вырастить в домашних условиях. Приобретенные знания, умения и навыки обязательно пригодятся в дальнейшей учёбе.

Моё исследование  имеет практическое значение. Вот уже много веков среди людей ходит примета: просыпал соль — быть беде! Действительно раньше так и было. Соль стоила очень дорого, и каждый грамм берегли как зеницу ока. Благодаря методике выращивания кристаллов проблема грязной соли решается легко. Достаточно загрязнённую соль растворить в воде, профильтровать, а полученный фильтрат выпарить.

В дальнейшем мы планируем продолжить изучение увлекательного процесса роста кристаллов. Предлагаем и вам поближе познакомиться с удивительным и волшебным миром кристаллов. Мы увидели: каждое вещество образует кристаллы со своими индивидуальными свойствами, своей индивидуальной формой, различного цвета, тем самым доказали нашу гипотезу. В ходе работы мы с удивлением узнали, что маленький кристалл сахара растет очень медленно – больше месяца. Кристаллы капризны, требуют бережного к ним отношения, соблюдения рецепта и температуры раствора при погружении кристалла для дальнейшего роста. В противном случае, кристалл, который долго и терпеливо выращивали, может за несколько минут исчезнуть у нас на глазах! Но, зато, если уж всё выполнено верно, терпеливо и бережно, выращенный кристалл порадует своей красотой, необычной формой, цветом, размером!

Результаты моих экспериментов представлены в таблице№1

Вывод: быстрее всего выросли кристаллы медного купороса, где было магнитное поле. По своей структуре они очень красивые и прозрачные, голубоватого цвета, состоит из множества сросшихся кристаллов. Поликристалл(сросшиеся) и монокристалл (один). Кристалл поваренной соли и сахара не менее красив, имеет правильную квадратную форму, прозрачен, долго растёт.

Заключение

В ходе эксперимента я установил, что кристаллы могут быть получены искусственным путем в домашних условиях.

В результате проведенного исследования мне удалось познакомиться с процессом искусственного образования и роста кристаллов. В отличие от природных явлений человек может управлять процессом образования и роста кристаллов, тем самым в тысячи раз быстрее может получать кристаллы заданной величины, формы и в нужном количестве.

В данной работе была рассказана лишь малая часть того, что известно о кристаллах в настоящее время, однако и эта информация показала, насколько неординарны и загадочны кристаллы по своей сущности.

Люди привыкли использовать кристаллы, делать из них украшения, любоваться ими. Теперь, когда изучены методы искусственного выращивания кристаллов, область их применения расширилась, и, возможно, будущее новейших технологий принадлежит кристаллам и кристаллическим агрегатам (нанотехнологиям).

Список литературы

1. Ахметов Н.А.; Химия; М.; Просвещение, 1999.

2. Большая книга экспериментов для школьников. Под ред. Антонеллы Местяни; Пер. с ит. Э.И.Мотылёвой – М.: ЗАО «РОС МЭН-ПРЕСС», 2006.-260с.

3. Брюханов А.В., Г.Е.Пустовалов, В.И. Рыдник «Толковый физический словарь».

Интернет ресурсы:

1. «Мир кристаллов» — адрес: http://mirkristallov.com/

2. Российская академия Наук Минералогический музей

3. http://allmake.ru/topic/Hobbi-i-razvlecheniya/Hobbi/Kak-vyrastit-kristall-v-domashnih-usloviyah.html

4. http://domznaniy.ru/39-1-kak-vyrastit-kristall-v-domashnih-usloviyah.html

5. http://www.kristallikov.net/page6.html

6. http://all-he.ru/publ/svoimi_rukami/khimija/kak_vyrastit_krasivyj_kristal/3-1-0-43

Выращивание кристаллов в домашних условиях

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

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

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

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

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

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

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

Задачи работы:

—        собрать сведения о кристаллах в литературе,

—        подобрать дома доступное оборудование и сырье для выращивания кристаллов,

—        познакомиться с мерами безопасности при проведении экспериментов,

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

 

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

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

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

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

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

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

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

Важно помнить!

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

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

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

Выводы:

—        кристаллы различных веществ имеют разную форму;

—        на форму кристаллов влияет температура.

 

Литература:

 

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

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

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

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

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

6.      http://www.kristallikov.net

 

Кристаллы — способы и условия выращивания

Тема: Кристаллы-способы и условия выращивания.

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

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

Задачи:

1. познакомиться со способами выращивания кристаллов.

2. освоить методику выращивания.

3. провести наблюдения над процессом выращивания кристаллов.

4. подвести итоги проделанной работы.

5. создать наглядное пособие для младшего поколения.

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

Введение.

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

История происхождения слова «кристалл»

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

Разнообразие кристаллов

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

Применение кристаллов  

                                           

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

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

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

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

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

Что влияет на скорость роста кристаллов

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

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

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

1. Медленный способ.

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

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

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

Условия.

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

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

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

I. Хорошо и среднерастворимые вещества.

1. Медленное испарение растворителя.

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

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

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

2. Медленное остывание раствора.

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

Раствор в сосуде начинает медленно охлаждаться.

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

Оно оседает на затравку и приводит к росту кристалла.

3. Температурный градиент.

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

II. Малорастворимые вещества

1. Рост с одновременным получением

Используются две емкости, соединенные трубкой.

В трубке находится полупроницаемая мембрана либо специальный гель.

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

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

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

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

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

2. Гидротермальный метод

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

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

2. Метод Чохральского

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

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

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

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

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

3. Метод химического транспорта

Широко используется в промышленности для получения чистых кристаллов простых веществ.

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

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

4. Метод паровой фазы

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

5. Электролитический метод

Используется для получения кристаллов простых металлов и их сплавов.

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

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

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

6. Электрохимический метод

Используется для получения относительно чистых кристаллов простых металлов.

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

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

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

Форма таких кристаллов не контролируется

Наш эксперимент.

Мы взяли поваренную соль, сахар и медный купорос.

И сделали из них насыщенный раствор.

После поставили на сутки прикрыв их от пыли.

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

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

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

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

Практическая часть

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

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

Самые большие кристаллы, выращенные нами.

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

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

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

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

Сравнительные результаты

Выращивание кристаллов морской соли

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

Выращивание кристалла медного купороса

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

Выращивание кристалла из сахара

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

Выращивание кристаллов поваренной соли.

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

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

Результатом нашего эксперимента стала большая

коллекция кристаллов.

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

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

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

Вывод:

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

1.Кристаллы можно вырастить в домашних условиях.

2.Кристаллы растут в насыщенном растворе.

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

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

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

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

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

8 .Кристаллы можно выращивать разного цвета и размера.

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

Заключение:

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

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

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

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

Список литературы:

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

2. Материалы Интернета.

3. Энциклопедический словарь

4. «Рассказы о самоцветах»Детгиз 1957г.

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

М. Махаон 2012 г.

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

Просвещение, 1983 г.

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

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

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

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

чтения», Химия, 1994 г.

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

Для выращивания дома достаточно крупных кристаллов из водных растворов потребуется:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Выращивание кристаллов в домашних условиях..

Выращивание кристаллов в домашних условиях..

Рыбина А.С. 1

---

1Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Лицей №10» г. Перми

Белобородова Ю.А. 1

---

1Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Лицей №10» г. Перми

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

ВВЕДЕНИЕ

Каждую зиму я любуюсь узорами, которые рисует мороз на оконных стеклах и за инеем, который украшает зимой голые ветки деревьев. Всё это кристаллы! Кристаллы – это твердые тела, которые имеют упорядоченное, симметрическое строение. В переводе с греческого слово «кристалл» означает «прозрачный лед». Вначале так называли горный хрусталь. Горный хрусталь принимали за лед, который так сильно замерз, что уже не тает. Главной особенностью кристалла считали его прозрачность, поэтому позднее так стали называть все прозрачные твердые тела. Сейчас словом «кристалл» называют все твердые тела с упорядоченной внутренней структурой, которая часто проявляется в виде правильной геометрической формы тела.

Все кристаллы делятся на две большие группы: идеальные и реальные. Идеальные кристаллы – математическая модель, которой пользуются ученные, чтобы описать свойства настоящих кристаллов. Реальные кристаллы – те, с которыми мы сталкиваемся в жизни. Они имеют различные примеси, шероховатые поверхности, могут иметь неправильную форму.

Так же кристаллы делят на группы по их происхождению: природные (естественные) и искусственные (выращенные человеком). Природные кристаллы вырастают в недрах планеты в естественных для роста условиях. Искусственные кристаллы выращиваются в лабораториях или домашних условиях.

Оказывается, многие из самых обычных веществ вокруг нас, представляют собой кристаллы. Мы встречаемся с ними повсюду и даже не подозреваем об этом.

На улице — если взять маленькую песчинку и мысленно увеличить её до размеров спичечного коробка (и она не будет содержать примесей), то такая диковинная сосулька будет кристаллом горного хрусталя.

Кристаллы хрустят у нас под ногами, почти полгода покрывая огромные пространства земли — снег. На кухне — едим кристаллы, например, соль или сахар.

Это все примеры минеральных кристаллов. Но ведь многие кристаллы являются продуктами жизнедеятельности организмов. Некоторые виды моллюсков обладают способностью наращивать на инородных телах, попавших в раковину, перламутр. За 5-10 лет появляется драгоценный камень жемчуг, имеющий кристаллическое строение.

В морях и океанах рифы и целые острова сложены из кристалликов углекислого кальция, входящих в состав скелета беспозвоночных животных – коралловых полипов.

Кристаллы принято относить к неживой природе. Но границу между живым и неживым провести очень сложно.

Простые организмы – вирусы, могут соединяться в кристаллы. Конечно, в кристаллическом состоянии они не подают никаких признаков живого, но когда внешние условия становятся благоприятными, например, вирусы попадают внутрь клетки организма, они оживают и начинают размножаться.

Существуют кристаллы, которые можно даже съесть! Это поваренная соль и сахар, которые имеются на каждой кухне. Ведь каждая отдельная частица этих веществ  — это кристалл!  

Я очень люблю узнавать все новое и интересное, мне нравится экспериментировать и наблюдать, поэтому, не смотря на то, что выращивание кристаллов хорошо изучено, мы решили вырастить кристаллы из различных доступных веществ — обычной поваренной соли и сахара, а также из медного купороса. Ведь он должен получиться очень красивым!

Актуальность моей работы состоит в том, что выращивание кристаллов – это увлекательное занятие, самое простое и доступное для большинства ребят. Кристаллы можно выращивать различной формы и цвета в любое время года.

Цель: вырастить кристаллы поваренной соли, сахара и медного купороса в домашних условиях.

Гипотеза: кристаллы поваренной соли, сахара и медного купороса можно вырастить дома.

Задачи:

1. Узнать, что такое кристаллы.

2. Изучить способы выращивания кристаллов.

3. Вырастить кристаллы соли, сахара и медного купороса.

4. Наблюдать за ростом кристаллов.

5. Подвести итоги работы.

Объект: кристаллы.

Предмет: процесс образования кристаллов.

Методы:

1. Изучение литературы.

2. Опрос.

3. Эксперимент.

4. Наблюдение.

5. Сравнение.

1. ВЫРАЩИВАНИЕ КРИСТАЛЛОВ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ

1.1. Результаты опроса.

В начале своего исследования я опросила своих одноклассников, учителей и родителей. Меня было интересно узнать, что такое кристаллы и можно ли кристаллы вырастить дома?

Вот что я узнала:

1. Одни считают, что кристаллы — это драгоценные камни, другие думают, что кристаллы это красивые минералы, а некоторые уверены, что никогда в жизни им не приходилось встречаться с кристаллами. И были те, кто затруднились с ответом.

2. Многие считают, что кристаллы можно вырастить дома, но это очень сложно и требует много времени. Некоторые думают, что это не возможно.

1.2. Способы выращивания кристаллов.

Изучив литературу о кристаллах и ответы на мои вопросы, мы провели работу по выращиванию кристаллов в домашних условиях. Самыми популярными веществами для этого являются поваренная соль, медный купорос и сахар.

Способы выращивания кристаллов из различных веществ не слишком отличаются друг от друга:

Приготовить раствор из вещества и воды.

Подготовить кристалл – «затравку». На нем будет расти кристалл.

Опустить «затравку» в раствор и наблюдать за ростом кристалла.

Сухие поваренная соль, сахар и медный купорос состоят из кристаллов. При соприкосновении кристаллов с водой, они растворяются. Быстрее всего кристаллы соли могут образовываться в насыщенном растворе (такой раствор, в котором вещество больше не растворяется). По мере того как вода испаряется, вещество снова образует кристаллы. В домашних условиях можно вырастить кристаллы при соблюдении условий: наличие насыщенного раствора и ниточки с кристаллом-«затравкой». Чтобы жизнь полученного кристалла была долгой, можно покрыть его лаком для ногтей. Он сохранит внутри кристалла воду и не даст ему со временем рассыпаться.

1.3. Эксперимент 1. Выращивание кристалла медного купороса (Приложение 1).

Медный купорос – это соль (соль — с химической точки зрения) голубого цвета, применяется она не только в садоводстве, но и в медицине,  в строительстве и даже в пищевой промышленности! Медный купорос ядовит, поэтому нужно соблюдать правила: работать в перчатках, не пробовать на вкус и работать вместе со взрослыми!

Этапы работы	Описание
Подготовка к эксперименту	Что бы вырастить кристалл из медного купороса, нам понадобились: 1. Медный купорос (купили медный купорос в магазине «Садовод»). 2. Вода (лучше использовать кипяченую воду). 3. Стеклянный стакан или банка. 4. Нитка. 5. Палочка или обычный карандаш. 6. Резиновые перчатки. 7. Прозрачный лак для ногтей.
Подготовка кристалла-«затравки»	Налили в банку воду, затем небольшими порциями добавили соль и размешивали ее до полного растворения. Затем оставили на ночь для так называемой затравки. На следующий день на дне банки образовались кристаллы. Слили раствор, кристаллы достали и выбрали самый большой. К палочке привязали ниточку, к которой подвязали кристаллик (затравку).
Приготовление насыщенного раствора соли.	Налили в банку воду, затем небольшими порциями добавили соль и размешивали ее до полного растворения.
Выращивание кристалла	Опустили кристалл в раствор медного купороса. Закрыли салфеткой, чтобы не попадала пыль. Выращивали кристалл 14 дней.
Результат	Мы получили кристалл медного купороса. Чтобы придать кристаллу еще более привлекательный вид, покрыли его бесцветным лаком для ногтей. Выращенные кристаллы небольшой формы можно использовать в качестве украшения, например, рамки для фотографий или других предметов.

1.4. Эксперимент 2.Выращивание кристаллов сахара (Приложение 2).

Этапы работы	Описание
Подготовка к эксперименту	Чтобы вырастить сахарный кристалл на палочке нам понадобились: 1. 2 стакана воды 2. 5 стаканов сахара 3. Деревянные палочки для мини-шашлычков 4. Плотная бумага 5. Прозрачные стаканы 6. Кастрюля 7. Пищевые красители, если хотите вырастить разноцветные кристаллы
Подготовка сахарных палочек (кристаллы – «затравки»)	1. Налили в стакан воды на ¼, насыпали пару столовых ложек сахара и на огне довели сахар до полного растворения, получив сироп. Небольшое количество сахара рассыпали на бумажке, и, обмакнув палочку в сироп, обваляли ее в сахаре. Сахаринки должны прилипнуть со всех сторон, тогда кристалл вырастет ровным. Заготовив несколько таких палочек, оставили их до полного высыхания, иначе частички сахара начнут осыпаться, как только попадут в горячий сироп. Если это случится, то кристаллу не за что будет цепляться, а значит, он не сможет расти. Поэтому лучше всего заготовить палочки заранее, например, вечером, оставив их сохнуть на ночь. Затем на наши заготовки надели бумажки.
Приготовление сахарного сиропа	Затем взяли кастрюлю, вылили в нее 2 стакана воды и 2,5 стакана сахара. Поставили на средний огонь и, помешивая, растворили весь сахар, потом в получившийся сироп высыпали оставшиеся 2,5 стакана сахара и варили сироп до полного растворения. Выключили огонь и оставили сироп на плите минут на 15.
Выращивание кристаллов	Разлили горячий сироп по прозрачным стаканам. Важно, чтобы сироп не успел остыть, иначе кристаллы не будут расти. Если вы хотите сделать цветные сахарные кристаллы, то добавляем немного пищевого красителя и размешиваем его в сиропе. Опустили заготовку в стакан таким образом, чтобы она не касалась дна и стенок емкости. Бумажка служит как держателем палочки, так и крышкой, защищающей сироп от попадания пыли. Выращивали кристаллы 7 дней.
Результат	Я с интересом наблюдала за процессом, ведь с каждым днем кристалл увеличивался. У меня выросли вот такие прекрасные кристаллики уже через неделю. А еще сахарные кристаллы можно просто рассасывать как леденец на палочке.

1.5. Эксперимент 3.Выращивание кристаллов поваренной соли (Приложение 3).

Этапы работы	Описание
Подготовка к эксперименту	Чтобы вырастить кристаллы из соли на палочке нам понадобились: 1. Поваренная соль. Ее нужно много. Хорошо, если в ней есть большой кристалл для «затравки». 2. Нитка. Это будет основанием кристалла. 3. Жаропрочный стакан. 4. Ложка, чтобы размешивать соль. 5. Бумажная салфетка. 6. Прозрачный лак для ногтей.
Приготовление соленого раствора	На первом этапе нам необходимо растворить соль в воде. Налили в стакан горячую воду. Добавили в стакан столовую ложку соли. Подождали полного растворения соли в воде. Снова добавили соль в стакан, растворили. Повторяли до тех пор, пока соль не начала оседать на дне стакана.
Подготовка кристалла – «затравки»	Закрепили ниточку на палочке и завязали узелок на ниточке. В узелок поместили кристалл-«затравку». Он будет служить основой, к которому впоследствии будут «прилипать» мелкие частицы.
Выращивание кристаллов	Опустили нитку в стакан с солью. Узелок не должен касаться дна или стенок стакана. Накрыли его салфеткой. Это нужно сделать, чтобы исключить попадание в кристалл пыли и грязи. Оставили стакан при комнатной температуре. Выращивали кристалл 14 дней.
Результат	Достали нитку с кристаллами из стакана, срезали нитку. Чтобы придать кристаллу еще более привлекательный вид, покрыли его бесцветным лаком для ногтей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проделав все три эксперимента, я вырастила кристаллы соли, медного купороса и сахара.

Во время работы все свои наблюдения за ростом кристаллов мы записывали в дневнике наблюдений (Приложение 4).

После окончания работы сравнили результаты:

1. Уменьшается объем всех растворов. Это испаряется вода.

2. Кристаллы разной формы, размеров и цвета. Самые крупные – кристаллы медного купороса, самые мелкие – соли. Кристаллы соли в форме куба, кристаллы медного купороса длинные и с заостренным концом, кристаллы сахара разной формы. Кристаллы медного купороса темно-синие и блестящие, кристаллы соли белые и блестящие, кристаллы сахара окрасились в цвет красителей (я думаю, что чистые кристаллы тоже белые). Цвет кристаллов такой же, как цвет раствора.

3. Количество кристаллов разное. Больше всего образовалось кристаллов соли.

4. Кристаллы медного купороса и соли образовались не только на нитке, но и на стенках банки. Кристаллы сахара только на палочках.

5. Кристаллы сахара и соли растут быстрее чем, кристаллы медного купороса. Кристаллы сахара быстрее, чем кристаллы соли. Кристаллы сахара выросли примерно за 7 дней, а кристаллы соли и медного купороса — за 14 дней.

Моя гипотеза полностью подтвердилась — в домашних условиях можно вырастить кристаллы.

Я убедилась, что выращивание кристаллов дома возможно и это не просто увлекательное занятие, но и наука. Мы можем любоваться кристаллами, созданными природой, а можем получить кристаллы дома. Кроме этого, эксперименты с выращиванием кристаллов простые, доступные, недорогие и относительно безопасны.

Выполняя данную работу, я многому научилась: работать с литературой, выращивать кристаллы, наблюдать изменения, записывать результаты и сравнивать их, делать выводы. Узнала много интересного о том, что такое кристаллы, как и где образуются, какие бывают.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Фотоотчет «Этапы выращивания кристаллов медного купороса»

Этапы работы	Фотография
Подготовка к эксперименту
Подготовка кристалла-«затравки»
Выращивание кристалла
Результат

Приложение 2

Фотоотчет «Этапы выращивания кристаллов сахара»

Этапы работы	Фотография
Подготовка к эксперименту
Подготовка сахарных палочек (кристаллы – «затравки»)
Приготовление сахарного сиропа
Выращивание кристаллов
Результат

Приложение 3

Фотоотчет «Этапы выращивания кристаллов поваренной соли»

Этапы работы	Фотография
Подготовка к эксперименту
Выращивание кристаллов
Результат

Приложение 4

«Дневник наблюдений за ростом кристаллов»

День эксперимента	Что наблюдаю?
	Медный купорос	Сахар	Соль
1	Начало эксперимента. Раствор голубой. Только кристалл – «затравка».	Начало эксперимента. Раствор мутный. Только кристалл – «затравка».	Начало эксперимента. Раствор мутный. Только кристалл – «затравка».
2	Изменений нет.	Кристаллы стали больше. Их стало больше.	Раствор прозрачный. На нити и кромке банки появилось много белых кристаллов.
3	Изменений нет.	Кристаллы стали больше.	Раствора меньше. На нитке и краях банки много мелких, белых, блестящих кристаллов.
4	Раствора стало меньше. Кристалл увеличился.	Кристаллы стали больше.	Раствора меньше. Кристаллы на нитке маленькие. Их очень много.
5	Раствора стало меньше. Кристалл увеличился.	Кристаллы стали больше.	Раствора меньше. Кристаллы на нитке увеличиваются в размерах. Их стало больше.
6	Раствора стало меньше. Кристаллов стало больше.	Кристаллы стали больше.	Раствора меньше. Кристаллы на нитке стали больше.
7	Раствора стало меньше. Кристаллов стало больше (5 штук).	Кристаллы стали больше, по всей палочке. Желтого и красного цвета. Раствора стало меньше. Работа окончена.	Раствора меньше. Кристаллы на нитке стали больше.
8	Раствора стало меньше. Кристалл увеличился.		Раствора меньше. Кристаллы на нитке стали больше.
9	Раствора стало меньше. Кристалл увеличился.		Раствора меньше. Кристаллы на нитке стали больше.
10	Раствора стало меньше. Кристалл увеличился.		Раствора меньше. Кристаллы на нитке стали больше.
11	Раствора стало меньше. Кристалл увеличился.		Раствора меньше. Кристаллы на нитке не растут.
12	Раствора в банке нет. Кристаллы не растут.		Раствора в банке нет. Кристаллы на нитке не растут.
13	Раствора в банке нет. Кристаллы не растут.		Раствора меньше. Кристаллы на нитке не растут.
14	На нитке образовалось несколько синих, очень твердых, блестящих кристаллов, соединены все вместе. Кристаллы не только на нитке, но и на стенках банки.		На нитке образовался не один кристалл, а несколько (по всей нитке). Все разного размера, белые и блестящие. Раствора в банке не осталось. По краю банки толсты слой из кристаллов соли. Работа окончена.

Просмотров работы: 82

Как сделать леденцы или кристаллы сахара

Кристаллы сахара — это один из немногих типов кристаллов, которые можно выращивать и есть. (Anne Helmenstine)

Кристаллы сахара называют леденцами, потому что эти твердые кристаллы съедобны. Кристаллы сахара (сахарозы) — один из немногих типов кристаллов, которые вы можете выращивать и есть. Вы можете есть натуральные прозрачные кристаллы или можете их раскрасить и ароматизировать.

Rock Candy Materials

Для этого хрустального проекта вам понадобится всего несколько обычных кухонных материалов:

• 3 стакана сахара (сахарозы)
• 1 стакан кипятка
• пищевой краситель (необязательно)
• ароматизатор (необязательно — хороший выбор) включая вишню, мяту и корицу)
• чистая стеклянная или пластиковая банка
• деревянная шпажка или ватная нить

Для выращивания кристаллов сахара вам не нужны веревка или шпажка, но они являются хорошей опорой для изготовления леденцовых палочек .Кристаллы также растут на очистителях для питья, но они, вероятно, не подходят для еды.

Вы можете использовать разные виды сахара, но избегайте кондитерского сахара (сахарной пудры), потому что он часто содержит вещества, препятствующие слеживанию. Агенты, препятствующие слеживанию, не растворяются, поэтому мельчайшие частицы привлекают рост кристаллов. Хотя это звучит неплохо, это означает, что вы получите массу мелких кристаллов, а не крупных.

Grow Sugar Crystals

Процедура очень проста.

1. Растворите сахар в кипящей воде.Если сахар не растворяется, можно нагреть сахарный раствор на плите или в микроволновой печи.
2. При желании добавьте несколько капель пищевого красителя и ароматизатора.
3. Дайте раствору немного остыть, прежде чем переливать его в банку. Вы же не хотите обжечься!
4. Перелейте сахарный раствор в банку. Поместите в банку деревянную шпажку или повесьте веревку в ее середину, привязанную к карандашу или ножу для масла.
5. Поставьте емкость в такое место, где ее никто не побеспокоит.Вы можете накрыть банку бумажным полотенцем или кофейным фильтром, чтобы дать возможность испаряться, сохраняя при этом кристаллический раствор чистым.
6. Хороший рост кристаллов может занять несколько дней. Если вы видите кристаллы, образующиеся на верхней части банки, вы можете удалить их и съесть. Если вы оставите их, эти кристаллы будут конкурировать с вашей палкой или нитью за сахар и уменьшат размер ваших кристаллов.
7. Удалите кристаллы и наслаждайтесь ими! Если вы хотите хранить кристаллы перед употреблением, храните их в герметичном контейнере, чтобы влажность воздуха не сделала леденец липким.

Если вам нравится выращивать кристаллы сахара, как насчет другого простого проекта по выращиванию кристаллов?

Сколько времени нужно, чтобы вырастить кристаллы сахара?

Кристаллы сахара могут появиться в течение ночи или для их роста может потребоваться несколько дней (недель). Рост кристаллов сахара зависит от трех основных факторов:

• Концентрация раствора : Кристаллы не начинают расти, пока у вас не будет насыщенного раствора, в котором сахар больше не растворяется в воде. Насыщенность жидкости зависит от количества сахара в воде и температуры.Если вы не видите роста кристаллов, попробуйте снизить температуру. Холод может помочь!
• Температура : Температура определяет, когда кристаллы начинают расти и насколько они велики. Более высокая температура означает менее насыщенный раствор, но более медленный рост приводит к образованию более крупных кристаллов. Точно так же холодная температура увеличивает насыщение, но у вас больше шансов получить массу мелких кристаллов, чем крупных. В идеале, медленно охладите горячую воду с сахаром до комнатной температуры (или ниже).Быстрое охлаждение не дает хороших результатов. Помещение жидкости в окно вызывает колебания температуры, поэтому кристаллы растворяются, когда она теплая, и образуются, когда она холодная. Избегайте окна.
• Влажность : влажный воздух попадает в жидкость и замедляет рост кристаллов. Сухой воздух испаряет воду и способствует росту кристаллов. Если вы не видите кристаллов, попробуйте улучшить циркуляцию воздуха или уменьшить влажность. Самое простое решение — включить вентилятор.

Связанные сообщения

Как выращивать кристаллы висмута

Кристаллы висмута являются серебряными, но быстро окисляются, чтобы отображать цвета радуги.(Изображение: Dschwen)

Кристаллы висмута — одни из самых простых и красивых металлических кристаллов для выращивания. Эти кристаллы известны своими радужными цветами, которые вызваны оксидным слоем, который образуется на металле. Висмут кристаллизуется в замысловатую геометрическую форму «бункера».

Материалы кристаллов висмута

Для этого проекта вам понадобится всего несколько основных материалов. По сути, вам понадобится висмут, металлические емкости для плавления и кристаллизации элемента и источник тепла.

• Висмут
• 2 металлических контейнера
• Плита, пропановая горелка или плита

Подходящие металлические контейнеры включают две мерные чашки из нержавеющей стали, дно двух алюминиевых банок или даже миски ручной работы из алюминиевой фольги.

Где взять висмут

Висмут — это не то, что вы покупаете в продуктовом магазине, но его можно купить, если вы знаете, где искать. Я заказал свой на Amazon. Вы также можете использовать несвинцовые грузила для рыбной ловли или несвинцовые боеприпасы. В рыболовных грузах и боеприпасах должно быть указано, что они изготовлены из висмута. Если вы заказываете элемент онлайн, я рекомендую прочитать отзывы пользователей, чтобы узнать, подходит ли чистота для кристаллизации. У чистого элемента не так много других применений, поэтому найти то, что вам нужно, довольно просто.

Элемент не очень дорогой, к тому же, как только вы получите работающий образец, вы можете переплавлять его снова и снова, пока не получите именно ту форму кристалла, которую хотите.

Как выращивать металлические кристаллы

Многие люди знакомы с тем, как выращивать кристаллы сахара или буры. Кристаллы металла разные, потому что вы не растворяете металл в растворителе. По сути, вы просто расплавляете его и медленно охлаждаете, чтобы способствовать образованию кристаллов.

Ваша первая попытка вырастить кристаллы висмута, вероятно, будет выглядеть примерно так.(Изображение: aatze78)

Температура плавления висмута низкая для металла (271 ° C или 520 ° F), поэтому он будет плавиться при высокой температуре приготовления, в то время как стальной или алюминиевый контейнер останется твердым. Когда висмут плавится, примеси в вашем образце отделяются и в основном всплывают. Вы можете вылить расплавленный металл, оставив элемент достаточно чистым, чтобы кристаллизоваться. Но если вы просто расплавите металл и дадите ему затвердеть (замерзнуть), красивые кристаллы окажутся внутри твердого тела. Итак, вы позволяете висмуту кристаллизоваться, а затем сливаете лишнюю жидкость, чтобы обнажить нужную вам часть.

1. Вылейте висмут в металлическую посуду и нагрейте ее на сильном огне, пока он не станет металлическим. Скорее всего, вы увидите кожицу поверх жидкости. Это нормально.
2. Разогрейте вторую емкость. Осторожно перелейте расплавленный висмут из первой емкости во вторую, стараясь не просыпать «кожицу» во вторую емкость.
3. «Уловка» состоит в том, чтобы охладить расплавленный висмут достаточно медленно, чтобы получить кристаллы. Если у вас есть вторая емкость на конфорке, оставьте ее там, но выключите огонь.Другой вариант — медленно убавлять огонь, пока он не выключится. Поскольку вы можете повторно использовать висмут, вы можете выяснить, что лучше всего подходит для вас.
4. Когда вы видите, что висмут начинает затвердевать, вы хотите слить жидкость с образующихся кристаллов. Вы можете перелить металл обратно в первую емкость. Как узнать, когда пришло время? После снятия с огня висмуту требуется около 30 секунд, чтобы начать затвердевать. В противном случае слейте жидкость, когда висмут кажется затвердевшим, но при ударах будет немного покачиваться.
5. Дайте кристаллам полностью остыть, прежде чем вынимать их из контейнера. Металл начинает сине-серым, но быстро окисляется на воздухе, давая цвет. Если у вас возникли проблемы с извлечением кристаллов из металлического контейнера, попробуйте ненадолго охладить их в морозильной камере. При необходимости вы можете использовать ножницы для жести, чтобы разрезать алюминиевую банку.

Другой вариант — переплавить металл и использовать силиконовую чашу в качестве второй емкости. Если вы это сделаете, будьте осторожны! Температура плавления силикона лишь немного выше, чем у висмута, поэтому есть вероятность, что силикон станет жидким.Убедитесь, что под ним есть поддон, чтобы уловить металл на случай, если это произойдет.

Bismuth Safety

Рекомендуется надеть перчатки, защитные очки и закрытую обувь на случай, если вы пролили горячий металл, и он разбрызгивается. Это здравый смысл для любого проекта, связанного с теплом.

Висмут считается тяжелым металлом, но он гораздо менее токсичен, чем большинство других (отсюда его использование в пепто-бисмоле). Это не то, что вы хотите намеренно проглотить, поэтому лучше использовать металлические контейнеры только для этого проекта, а не для еды.Кристаллы обычно считаются безопасными для обращения и демонстрации.

Похожие сообщения

Как вырастить кристаллы английской соли

Кристаллы английской соли легко впитывают пищевой краситель. (Джейсон Д.)

Кристаллы английской соли являются одними из самых безопасных и простых в выращивании кристаллов. Природные кристаллы прозрачны, но они легко принимают краситель от пищевых красителей. Вот что вам нужно знать, чтобы вырастить эти кристаллы самостоятельно.

Кристаллы английской соли

Все, что вам нужно, это английская соль, вода и немного пищевого красителя, если вы хотите цвет.Соль Эпсома — другое название сульфата магния (MgSO ₄ ), но кристаллы содержат воду с образованием гептагидрата сульфата магния (MgSO ₄ · 7H ₂ O). Соль Эпсома — недорогая, нетоксичная соль, которую легко купить в аптеках для соли для ванн и в сельскохозяйственных магазинах для обработки почвы. Он образует моноклинные кристаллы, которые могут принимать различные формы, но чаще всего выглядят как осколки кристаллов или иглы.

• 1/4 стакана английской соли (сульфата магния)
• 1/2 стакана воды
• Пищевой краситель (необязательно)
• Мелкая чаша
• Губка (необязательно)

Хотя вы можете выращивать кристаллы в любом контейнере, они имеют тенденцию расти как масса.Извлекать намного проще, если блюдо неглубокое или имеет широкое горлышко для легкого доступа ко дну емкости.

Процедура

1. Нагрейте воду до кипения в микроволновой печи или на плите.
2. Размешайте английскую соль в горячей воде до полного растворения твердого вещества. При желании добавьте пищевой краситель.
3. Если есть плавающий осадок или некоторое нерастворенное твердое вещество, вылейте жидкость через кофейный фильтр или бумажное полотенце. Используйте жидкость, чтобы вырастить кристаллы. Будьте осторожны, чтобы не обжечься (это должны делать взрослые).
4. Вылейте жидкость на губку или в неглубокую емкость.
5. Форма и размер кристаллов зависят от условий их выращивания. Более крупные кристаллы растут, если контейнер помещен в солнечное место, где температура высокая и испарение концентрирует жидкость. Для роста этих кристаллов может потребоваться от нескольких часов до пары дней. Быстрые кристаллы растут при быстром охлаждении жидкости, как в холодильнике. При охлаждении жидкости образуются более мелкие кристаллы нежного вида.При охлаждении жидкости кристаллы обычно образуются в течение от 30 минут до пары часов.

Советы для достижения успеха

• Кристаллы английской соли обычно хрупкие. Выращивание их на губке дает им большую площадь поверхности, поэтому они могут расти быстрее и с ними легче обращаться без поломок.
• Если вы недовольны своими кристаллами, вы можете вырастить их заново, не начиная с нуля. Просто нагрейте кристаллы и их жидкость до растворения твердого вещества и повторите попытку.Если твердое вещество не растворяется, можно добавить еще немного воды.
• Если кристаллы не растут, это обычно означает, что раствор не насыщен. Вы можете увеличить концентрацию жидкости, продув вентилятор сверху, чтобы ускорить испарение. Другой вариант — поместить нерастворенный кристалл из упаковки в жидкость, чтобы он действовал как затравочный кристалл. Если у вас есть увеличительное стекло, интересно сравнить форму крошечных кристаллов с более крупными, которые вы выращиваете.
• Эти кристаллы легко сохранить.После того, как вы удалите их из жидкости, просто дайте им высохнуть и покажите их. Они хорошо переносят покрытие прозрачным лаком для ногтей или другим герметиком, хотя кристаллы слишком мягкие для использования в украшениях, за исключением, возможно, серег или подвесок.

Природные источники английской соли

Природная форма английской соли (MgSO ₄ ) представляет собой минерал под названием эпсомит. Обычным гидратированным минералом сульфата магния является кизерит (MgSO ₄ · H ₂ O). Минерал меридианиит — еще один гидрат сульфата магния (MgSO ₄ · 11H ₂ O).Сульфат магния также встречается в других мирах помимо Земли. Ученые полагают, что на Марсе есть залежи кизерита в каньоне Валлес-Маринер, а меридианиит был обнаружен марсоходом НАСА Opportunity Rover в Meridiani Planum. Считается, что яркие пятна карликовой планеты Церера отражают свет от гексагидрата сульфата магния.

Каталожные номера

• Бюхель, Карл Хайнц; Моретто, Ганс-Генрих; Вернер, Дитмар (2000). Промышленная неорганическая химия . Джон Уайли и сыновья (2-е изд.). ISBN 9783527613335.
• De Sanctis, M.C .; Ammannito, E .; Raponi, A .; и другие. (2015). «Аммонизированные филлосиликаты с вероятным происхождением из внешней Солнечной системы на (1) Церере». Природа. 528 (7581): 241–244. DOI: 10.1038 / nature16172
• Генчели, Ф.Э., Лутц, М., Спек, А.Л., Виткамп, Дж. Дж., (2007). «Кристаллизация и характеристика нового гидрата сульфата магния MgSO ₄ • 11H ₂ O.» Выращивание кристаллов и дизайн , 7, 2460–2466.
• Одокиан, Люсия (декабрь 1995 г.).«Изучение природы кристаллизационной воды в некоторых гидратах магния термическими методами». Журнал термического анализа и калориметрии . Vol. 45, No. 6. doi: 10.1007 / BF02547437

Похожие сообщения

Узнайте, как сделать кристаллы с помощью этих простых экспериментов

Кристаллы можно сделать разными способами. Это сборник простых рецептов выращивания кристаллов с фотографиями того, как кристаллы выглядят, и советами о том, как сделать ваши кристаллы успешными.

Этот голубой леденец практически того же цвета, что и небо. Рок-леденцы сделаны из кристаллов сахара. Кристаллы легко окрашивать и ароматизировать. Энн Хельменстин

Каменные леденцы или кристаллы сахара особенно хороши для выращивания, потому что вы можете съесть готовые кристаллы! Базовый рецепт этих кристаллов:

При желании в жидкость можно добавить пищевой краситель или ароматизатор. Эти кристаллы проще всего вырастить в раствор на толстой веревке, подвешенной на карандаше или ноже.Для достижения наилучших результатов удалите все кристаллы, которые не растут на вашей веревке.

Это одиночный кристалл квасцов. Форма кристалла — наиболее распространенная форма кристаллов квасцов, выращенных в обычных домашних условиях. Тодд Хелменстайн

Эти кристаллы напоминают алмазы, за исключением того, что они намного больше, чем любые кристаллы алмаза, которые вы, вероятно, увидите! Квасцы — это специя для приготовления пищи, поэтому эти кристаллы нетоксичны, хотя и не имеют хорошего вкуса, поэтому их не стоит есть. Чтобы сделать кристаллы квасцов, просто смешайте:

• 2-1 / 2 столовые ложки квасцов
• 1/2 стакана очень горячей воды из-под крана

Кристаллы должны начать формироваться в вашем контейнере в течение нескольких часов.Вы также можете выращивать эти кристаллы на камнях или других поверхностях для более естественного вида. Отдельные кристаллы можно соскрести с контейнера ногтем и дать высохнуть на бумажном полотенце.

Вы можете выращивать кристаллы буры в форме звезды, чтобы образовать звезды из кристаллов буры. Энн Хельменстин

Эти естественно прозрачные кристаллы легко выращивать на формах для очистки труб. Выберите цветной очиститель для труб или добавьте пищевой краситель, чтобы получить цветные кристаллы. Все, что вам нужно сделать, чтобы приготовить раствор, — это налить в емкость кипяток и размешать бура, пока она не перестанет растворяться.Примерный рецепт такой:

• 3 столовые ложки буры
• 1 стакан кипятка

Кристаллы английской соли. Кай Шрайбер

Эти изящные кристаллические шипы вырастают в чашке в холодильнике за пару часов, а иногда и быстрее. Просто смешайте вместе:

• 1/2 стакана английской соли
• 1/2 стакана очень горячей воды из-под крана
• пищевой краситель (по желанию)

Поставьте чашку в холодильник. Соблюдайте осторожность, вынимая кристаллы, чтобы исследовать их, так как они будут хрупкими.

Кристалл сульфата меди. Энн Хельменстин

Кристаллы медного сульфата естественным образом образуют голубые бриллианты. Эти кристаллы чрезвычайно легко выращивать. Просто растворите сульфат меди в стакане кипящей воды, пока он не перестанет растворяться. Оставьте контейнер на ночь в покое. Лучше всего собирать кристаллы ложкой или зубочисткой, так как прикосновение к раствору сделает вашу кожу синей и может вызвать раздражение.

Это кристаллы соли или хлорида натрия, имеющие кубическую кристаллическую структуру.Кристаллы соли показаны в евроцентах в масштабе. Пончо чоба

Этот проект работает с любым типом поваренной соли, включая йодированную соль, каменную соль и морскую соль. Просто размешайте соль в кипящей воде, пока она не перестанет растворяться. Растворимость соли сильно зависит от температуры, поэтому горячая вода из-под крана недостаточно горячая для этого проекта. Можно вскипятить воду на плите, помешивая соль. Позвольте кристаллам оставаться в покое. В зависимости от концентрации вашего раствора, температуры и влажности вы можете получить кристаллы за ночь или они могут образоваться в течение нескольких дней.

Это кристалл хромовых квасцов, также известных как хромовые квасцы. Кристалл имеет характерный фиолетовый цвет и восьмигранную форму. Раике, Википедия Commons

Кристаллы хромовых квасцов темно-фиолетового цвета. Просто приготовьте раствор для выращивания кристаллов и дайте кристаллам сформироваться.

• 300 г сульфата калия хрома (хромовые квасцы)
• 500 мл кипятка

Раствор будет слишком темным, чтобы наблюдать рост кристаллов. Проверить рост можно, посветив в раствор ярким фонариком или осторожно наклонив раствор в сторону.Не проливайте! Нарушение решения может замедлить ваши результаты, поэтому не проверяйте его чаще, чем необходимо.

Это кристаллы ацетата меди (II), выращенные на медной проволоке. Пончо чоба, общественное достояние

Моногидрат ацетата меди дает сине-зеленые моноклинные кристаллы. Для создания этих кристаллов вам понадобится следующее:

Кристаллы дихромата калия встречаются в природе как редкий минерал лопезит. Гжегож Фрамски, Лицензия Creative Commons

Вы можете добавить пищевой краситель в растворы прозрачных кристаллов, чтобы они стали оранжевыми, но эти кристаллы дихромата калия естественно имеют ярко-оранжевый цвет.Приготовьте раствор для выращивания кристаллов, растворив как можно больше дихромата калия в горячей воде. Будьте осторожны, чтобы избежать контакта с раствором, так как соединение содержит токсичный шестивалентный хром. Не трогайте кристаллы голыми руками.

Этот монокристалл фосфата аммония вырос за ночь. Кристалл зеленого оттенка напоминает изумруд. Фосфат аммония — это химическое вещество, которое чаще всего встречается в наборах для выращивания кристаллов. Энн Хельменстин

Этот химикат входит в состав большинства наборов для выращивания кристаллов.Он нетоксичен и дает надежные результаты.

• 6 столовых ложек моноаммонийфосфата
• 1/2 стакана очень горячей воды из-под крана
• пищевой краситель (по желанию)

Кристаллы неметаллического элемента серы. Смитсоновский институт

Вы можете заказать серу в Интернете или найти порошок в магазинах. Эти кристаллы растут из горячего расплава, а не из раствора. Просто растопите серу в сковороде над пламенем или горелкой. Будьте осторожны, чтобы сера не загорелась. Как только он растает, снимите его с огня и наблюдайте, как он кристаллизуется, пока он остывает.

Как сделать кристаллы быстрыми

Выращивание кристаллов может быть быстрым и легким, и ваши дети увидят удивительный процесс, который будет с ними на долгие годы. Уловка для быстрого образования кристаллов заключается в перенасыщении водного раствора солью, которая образует кристаллы. Охлаждение раствора помогает молекулам соли осесть и слиться в крошечные кристаллы, которые быстро превращаются в более крупные. Этот процесс увлекателен как для молодых, так и для старых.

Выберите контейнер

Выберите два контейнера.Вам нужно что-то не очень пористое, например керамика, стекло или пирекс. Каждый из контейнеров должен быть похожим по размеру и форме. Длинные и узкие контейнеры сделают зрелище более впечатляющим. Прозрачные контейнеры делают процесс более заметным и, следовательно, более интересным для наблюдения!

Приготовьте раствор английской соли

Хотя для изготовления кристаллов можно использовать многие бытовые товары, одним из лучших продуктов, дающих почти мгновенные результаты, является английская соль (также известная как сульфат магния).Вы можете найти его в аптеке в ближайшем магазине, если у вас его нет под рукой.

Приготовьте одну емкость, смешав ½ стакана английской соли с таким же количеством очень горячей воды из-под крана. Не кипятите воду. Чистой ложкой перемешивайте раствор примерно одну минуту. Это ваше растущее решение. Не забудьте оставить в контейнере несколько неповрежденных кристаллов, поскольку они являются строительными блоками для большего количества кристаллов.

Охлаждение раствора для выращивания

Поместите контейнер с раствором для выращивания в холодильник для охлаждения вместе со второй пустой миской.Вторая чаша позже будет использована для создания красивой башни из кристаллов. Чтобы обеспечить легкое извлечение, поместите тяжелые, утяжеленные основные материалы на дно контейнера. Фишки для покера, металлические шайбы или битая терракота — хорошие варианты. Когда они будут закончены, они также станут интересными экспонатами.

Постройте кристаллическую башню

Примерно через два-три часа в растущем растворе образуются очень мелкие кристаллы. Как только это произойдет, аккуратно удалите кристаллы из растущего раствора чистой посудой.Поместите насыпь кристаллов во вторую охлажденную миску. Будьте осторожны, потому что кристаллы основы будут очень хрупкими. Вылейте в миску оставшийся раствор для выращивания, но будьте очень осторожны, чтобы не допустить попадания нерастворенных кристаллов в миску. Они нарушат формирование твердого кристалла. Дайте миске постоять при комнатной температуре. В течение трех часов должен быть готов к демонстрации высокий кристальный холм.

Секрет выращивания больших кристаллов

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

Секрет выращивания великолепных и огромных кристаллов

Что вы узнаете из этой статьи!

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

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

Что нужно для выращивания собственных гигантских кристаллов

Вода
Пищевой краситель (по желанию)
Borax
Средства для чистки посуды
Леска, нить или тонкая нить
Длинная деревянная шпажка
Верх печи
Большой горшок с крышкой (у меня есть одна, которую я использую исключительно для непродовольственных проектов)
Фольга
Чай Полотенца
Средства защиты

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

Советы по выращиванию кристаллов

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

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

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

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

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

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

Выключите огонь.

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

Закройте крышку сверху, она не закроется плотно.

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

После того, как элемент остынет, можно положить сверху кухонное полотенце.

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

Общая информация: В кузнечном деле это называется отжигом.

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

Секрет выращивания действительно больших кристаллов

Вы узнали секрет действительно больших кристаллов?

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

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

Сравнение результатов

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

Оцените разницу!

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

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

ПРОЕКТ ПО ВЫРАЩИВАНИЮ КРИСТАЛЛОВ БЕЗ БОРАКСА

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

Мы добились большого успеха в выращивании наших кристаллов с использованием квасцов в этом эксперименте Crystal Egg Geode. Теперь было -40 и холодно, и я действительно не тратил время на тестирование, чтобы увидеть, работают ли те же концепции для выращивания действительно больших кристаллов квасцов, но я подозреваю, что процесс должен быть таким же.Если вы попробуете, дайте мне знать, как это получается!

Наслаждайтесь выращиванием больших кристаллов, теперь вы знаете секрет!

Дополнительные ресурсы для детей, изучающих кристаллы

БОЛЬШЕ ОТ СЕМЬИ ПАРОВОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

Наука о растворимости: как вырастить лучшие кристаллы

Ключевые концепции
Химия
Растворимость
Насыщенность
Кристаллы
Очищение

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Это задание предоставлено вам в партнерстве с Science Buddies

.