Как быстро вырастить в домашних условиях кристалл: Как вырастить кристаллы соли — MEL Chemistry

Быстр

03.01.197231.07.2021

alexxlab

Содержание

ВЫРАЩИВАНИЕ КРИСТАЛЛОВ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ.

Шулепова Ю.А. 1

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

Название секции: Окружающий мир

Название работы: «Выращивание кристаллов в домашних условиях»

Цель исследования: изучить процесс роста кристаллов в природе, в промышленности и в домашних условиях; научиться выращивать кристаллы соли, сахара и медного купороса.

Задачи:

узнать, что такое кристаллы;
изучить процесс выращивания кристаллов;
рассмотреть значение кристаллов в жизни человека;
ознакомиться с мерами безопасности при проведении эксперимента;
вырастить кристалл из соли, сахара и медного купороса;
Проанализировать полученные результаты.

За основу исследования взяты:

1. Алексинский В. Н. Занимательные опыты по химии, М.: Просвещение, 1995 г.

2. Большая детская энциклопедия: Химия / сост. К. Люцис. М.: Русское энциклопедическое товарищество. 2000.

3. Энциклопедический словарь химика. М.: Педагогика. 1990.

4. Шаскольская М.Л. Кристаллы, М.: Наука, 1985 г.

5. http://www.zircon81.narod.ru/Metodica.html

6. http://kristallov.net/tehnica_bezopasnosti.html

Организация исследовательской деятельности

: индивидуальная

Сфера применения: наглядный материал к уроку

Форма презентации: доклад, показ слайдов.

Содержание:

Введение

1. Теория кристаллов

1.1. Что такое кристалл?

1.2. Способы образования кристаллов

1.3. Применение кристаллов

2. Выращивание кристаллов в домашних условиях

2.1. Меры безопасности

2.2. Выращивание кристаллов из поваренной соли

2.3. Выращивание кристаллов из сахара

2.4. Выращивание кристаллов из медного купороса

2.5. Мои выводы

Заключение

Приложения

Введение.

Тема моей исследовательской работы: «Выращивание кристаллов в домашних условиях». Я выбрала эту тему, так как считаю, что эта работа сделает меня более наблюдательной, приобщит к науке, позволит удивляться. Переживание “чуда” выращивания кристаллов принесёт мне много положительных эмоций и ярких впечатлений.

Первая часть моей работы посвящена изучению кристаллов. Я рассмотрю, что такое кристаллы, способы их образования в природе и в лабораторных условиях. Узнаю где, и для чего используются кристаллы в наше время.

Вторая часть работы основывается на проведении мной эксперимента. Я постараюсь вырастить в домашних условиях кристаллы пищевой соли, сахара и медного купороса. Расскажу, к каким выводам я пришла в результате этой работы. Отвечу на вопрос: можно ли вырастить кристаллы в домашних условиях?

1. Теория кристаллов

1.1. Что такое кристалл?

Кристаллы, в переводе с греческого языка, (krystallos) означают « лёд». Кристалл — это твердое состояние вещества. Он имеет определенную форму и определенное количество граней из-за расположения своих атомов.

Кристаллики растут, присоединяя частицы вещества из жидкости или пара. Все кристаллы одного вещества имеют одинаковую форму, хоть и могут отличаться размерами. Некоторые минералы образуют кристаллы, которые разглядеть можно только с помощью микроскопа. Другие же образуют кристаллы, вес которых составляет несколько килограмм.

1.2. Способы образования кристаллов.

Кристаллы бывают естественного происхождения и искусственного, выращенные в специально созданных условиях.

В природе существуют сотни веществ, образующих кристаллы.

Вода — одно из самых распространенных из них. Замерзающая вода превращается в кристаллы льда или снежинки.

Многие кристаллы возникли из пересыщенных водных растворов. Первым среди них следует назвать каменную соль, являющуюся одним из наиболее знакомых каждому человеку минералов.

Каждому известен способ образования кристаллов из пара.

Снежинки, морозные узоры на стеклах окон и иней, украшающий зимой голые ветки деревьев, представляют собой кристаллы льда, выросшие из паров воды.

Происхождение большинства кристаллов в природе тесно связано со сложной проблемой происхождения и развития Земли. Многие образовались при охлаждении земной коры.

Сначала в ней образовались кристаллы того вещества, температура кристаллизации, которого самая высокая. По мере дальнейшего охлаждения происходила кристаллизация других минералов, обладающих меньшей температурой кристаллизации. Так могли образовываться такие распространенные породы, как граниты.

Человек, вооруженный современной техникой, может в лабораториях и на заводах создать условия, которыми располагала природа, и, строго регулируя их, выращивать кристаллы нужных размеров и качества.

1. Применение кристаллов.

Многие кристаллы очень красивы и часто используются в украшениях.

Практически не замечая этого, ежедневно мы используем в пищу кристаллы соли и сахара.

Самый твердый и самый редкий из природных минералов — алмаз. Алмазными пилами распиливают камни. Алмазным порошком шлифуют и полируют твердые камни.

Рубин и сапфир относятся к самым красивым и самым дорогим из драгоценных камней. Почти все часы работают на искусственных рубинах. Луч рубинового лазера легко прожигает металл. Еще рубиновый лазер применяется в глазной хирургии.

Кремень, аметист, яшма, опал, горный хрусталь — все это разновидности кварца. Мелкие зернышки кварца образуют песок. Поэтому из прозрачного кварца делают линзы и призмы для оптических приборов.

Если сжимать или растягивать кристалл кварца, на его гранях возникают электрические заряды. Такие кристаллы широко применяются для воспроизведения, записи и передачи звука.

Кристаллы кремния и германия есть в каждом компьютере и мобильном телефоне.

Кристаллы сыграли важную роль во многих технических новинках 20 в. Перечень видов применения кристаллов непрерывно растет.

2. Выращивание кристаллов в домашних условиях

2.1.Меры безопасности

Ещё до того, как начать выращивать дома кристаллы нужно помнить о том, что хотя соль, сахар и медный купорос не ядовиты, но соблюдать меры безопасности необходимо:

Проводить опыты по выращиванию кристаллов можно только в присутствии взрослых;
Не пробовать на вкус;
Посуду и приборы, применяемые для выращивания кристаллов нельзя использовать для приготовления пищи;
Нельзя принимать пищу во время проведения опытов;
Не попадать раствором в рот и глаза, но если это произошло промыть рот и глаза большим количеством воды из под крана;
Опыты проводите лучше в специальной одежде;
При проведении опытов использовать резиновые перчатки;
Проявляйте осторожность при работе с горячей водой;
Хранить растворы в отдельных баночках от других;
Аккуратно работать с газовыми плитами, не забывайте их выключать;
После проведения опытов обязательно вымойте руки;
Не используйте железные ложки и посуду для кристаллов, опыт может не получиться.

2.2. Выращивание кристаллов из поваренной соли

Растворяем в воде соль до тех пор, пока она не будет растворяться, и станет оседать на дно банки.

Банку нужно поставить в сосуд с горячей водой. С повышением температуры растворимость соли растёт.

Мы получили насыщенный раствор соли. Переливаем его в чистую ёмкость, процеживаем.

Опускаем в раствор бусинки на нитке, так чтобы они не касались стенок и дна посуды. Накрываем от пыли, и убираем в прохладное место.

Уже на следующий день заметны кристаллики.

С каждым днём они будут увеличиваться.

В результате: мы получили кристалл поваренной соли.

2.3. Выращивание кристаллов из сахара

В горячую воду всыпаем 2 столовые ложки сахара и хорошо перемешиваем, если сахар полностью растворился, добавляем еще немного.

Когда на дне банки останется нерастворимый осадок, значит раствор готов.

Переливаем его в чистую ёмкость, процеживаем.

Чтобы получить цветные кристаллы можно капнуть немного пищевого красителя.

Опускаем в раствор бусинки на нитке, так чтобы они не касались стенок и дна посуды. Накрываем от пыли, и убираем в прохладное место. Через несколько дней появились первые кристаллики.

С каждым днём они будут увеличиваться.

В результате: мы получили кристалл сахара.

2.4. Выращивание кристаллов из медного купороса

Берем банку с водой, добавляем медный купорос, тщательно перемешиваем до тех пор, пока он будет растворяться.

В процессе вода начнет менять цвет — от светло- голубого, до тёмно- синего.

Переливаем его в чистую ёмкость, процеживаем от осадка.

Опускаем в раствор бусинки на нитке, так чтобы они не касались стенок и дна посуды.

Накрываем от пыли, и убираем в прохладное место.

И уже через пару дней мы видим, что на ниточку наросло множество маленьких кристалликов синего цвета.

С каждым днём они будут увеличиваться.

В результате: мы получили кристалл медного купороса.

Мои выводы:

При выполнении опытов я сталкивалась с некоторыми трудностями, которые быстро устраняла. В результате чего, я пришла к выводу,

Поваренная соль, сахар и медный купорос состоят из кристаллов;
При соприкосновении кристаллов с водой они растворяются;
Когда вода испаряется, снова образуются кристаллы;
Чем насыщеннее раствор, тем быстрее образуются кристаллы;
Чем лучше отфильтрован раствор, тем больше вероятность вырастить один большой кристалл;
Если раствор охлаждать очень быстро, то образуется осадок, который мешает росту кристаллов;
Кристаллы различных веществ имеют разную форму;
Одни кристаллы растут хорошо, другие плохо.

Заключение:

Исследовательская работа мне очень понравилась. Процесс выращивания кристаллов в домашних условиях это очень интересно и увлекательно, позволяет сознательно отнестись к законам природы. В ходе ее выполнения, я познакомилась со способами выращивания разных кристаллов. Узнала много интересного, познавательного. Но самое главное — я самостоятельно вырастила кристаллы соли, сахара и медного купороса в домашних условиях. Хочется и дальше изучать этот загадочный мир кристаллов.

Просмотров работы: 1498

Как вырастить кристалл, что нужно для выращивания кристаллов в домашних условиях

Выращивание кристаллов в домашних условиях из различных химических элементов – очень увлекательное занятие. Для этого увлечения не нужны особо дорогостоящие вещества, правда, потребуется запастись временем и терпением, но тем занятнее будет этот процесс. Как вырастить кристалл? Ну, обо всем по порядку.

Содержание статьи

Правила выращивания кристаллов

Что же такое кристаллы? Твердые образования, залегающие глубоко в земных недрах, молекулы и атомы которых определенно расположены, образуя трехмерную кристаллическую решетку. Форма кристаллов разнообразна – не зря их называют «цветами мира камней». Самые крупные из найденных образований обнаружены в Мексике. Отдельные образцы кристаллов гипса достигают 15 м длиной и 1 м шириной, а в Южной Дакоте был найден кристалл сподумена (силикат лития и алюминия) длиной 13 м и весом около 90 т. Некоторые кристаллы настолько малы, что их можно разглядеть только в микроскоп. Японским ученым даже удалось снять на видео через электронный микроскоп процесс роста кристалла соли. Чистота этих творений природы зависит от включенных примесей других элементов, интерес представляют особо прозрачные кристаллы, которые поражают своей «игрой», преломляя свет. Недаром говорят, «кристально чистый» или «прозрачный, как кристалл». Необходимо различать два понятия – поликристаллы и монокристаллы. Различие состоит в том, что поликристаллы состоят из мелких разноориентированных монокристаллов.

Сразу стоит оговориться, что выращивание кристаллов – это также и целое научное направление. Существуют различные методы и специальные дорогостоящие технические устройства, с помощью которых реализуется этот процесс. Об этом написано много литературы, которую можно найти на просторах интернета. В нашей же статье пойдет речь о выращивании в домашних условиях несложных конфигураций с познавательной целью.

Методы выращивания монокристаллов можно классифицировать на три большие группы:

из растворов;
из расплавов;
из газовой (паровой) фазы.

Распространенным методом в научных целях для получения технически важных кристаллов является выращивание из расплавов. 70% полученных образцов получают именно этим методом. Нас будет интересовать метод получения из растворов.

В домашних условиях используется в основном 2 способа выращивания:

путем выпаривания растворителя, в котором находится искомое вещество;
способом изменения температуры раствора, а именно охлаждением.

Вкратце, берется растворитель, например, обычная вода, готовится перенасыщенный раствор, в который помещается мелкий кристаллик (затравка). Далее вступает один из вышеназванных способов. Наиболее быстрый способ – медленное охлаждение раствора. Конечно, данное описание является обобщенным – для понимания процесса. Перед началом работ необходимо усвоить, что процесс кристаллообразования должен протекать в чистой посуде. Необходимо добиться применения максимально чистого (отфильтрованного) растворителя. Важно также исключить разнообразные вибрации и вмешательства посторонних лиц.

Кроме этого, необходимо соблюдать технику безопасности при производстве подобных опытов:

работать в перчатках и защитных очках;
мыть руки после завершения опытов;
соблюдать меры предосторожности при утилизации отходов;
исключить присутствие при проведении опытов детей и домашних животных;
хранить материалы для опытов в недоступных местах для посторонних лиц.

Интересный факт! Для выращивания кристаллов кремния в целях производства полупроводниковых микросхем применяются особо чистые комнаты. Чистота достигается особой фильтрацией поступающего воздуха, ламинарным распределением его потока в помещении от потолка к полу (примерно за 6 сек), постоянным контролем температуры и влажности. Сотрудники, обслуживающие техпроцессы одеты в специальные костюмы (скафандры), иногда с собственной системой дыхания, исключающие попадание волос и частичек кожного покрова на кремниевые пластины. Для сравнения комната 1 класса чистоты, используемая в таком производстве в тысячу раз чище хирургической операционной. Коэффициент загрязненности в такой комнате при дыхании после курения равен 2-5, при вынимании носового платка из кармана 3-10, а при чихании 5-20. Для исключения вибраций такие комнаты имеют свой собственный виброзащитный фундамент и чаще всего расположены в районах с минимальной сейсмической активностью.

Что нужно для выращивания кристаллов в домашних условиях

Выращивание кристаллов в домашних условиях – процесс не сложный. Первым делом необходимо запастись терпением. Также потребуется чистая стеклянная посуда небольшого объема и изначальный химический материал, из которого будет изготовлен раствор. Требуется соблюсти температурный режим, причем изменение должно быть постепенным без резких скачков. Для наблюдения за опытом желательно ведения дневника, куда будут занесены ежедневные записи. Таким образом, можно провести анализ изменений во времени и получить ценный опыт. Приобрести соответствующие материалы можно в хозяйственных магазинах удобрений для растений.

Как быстро вырастить кристалл из поваренной соли и воды

Для получения кристалла из соли, как уже говорилось, потребуется время. Необходимо взять:

чистую стеклянную посуду небольшого объема для приготовления раствора. Выбор материала посуды важен для исключения реакции рассола и удобства наблюдений за процессом;
собственно поваренную соль;
палочку для размешивания полученного раствора;
кристаллик соли в качестве затравки;
нить подвешивания затравки для равномерного образования поликристалла;
бумажный фильтр или салфетку.

Далее в нашу стеклянную посуду наливаем чистую, лучше дистиллированную воду комнатной температуры и небольшими порциями всыпаем поваренную соль, постоянно помешивая. Когда раствор насытится, а определить этот момент можно по остаткам соли на дне, нужно нагреть наш рассол. Для этого помещаем посуду с раствором на водяную баню и размешиваем до полного растворения остатка на дне. Когда остатки соли растворятся необходимо перелить нагретый раствор, предварительно отфильтровав, в нашу искомую емкость, в которой будет выращиваться кристалл.

Совершив нехитрые манипуляции, приступаем к приготовлению затравки. Для этого выбираем небольшой кристаллик соли и привязываем его на конец нитки. Другой конец привязываем к палочке, которая позволит удержать наш кристаллик в подвешенном состоянии в центре емкости с подготовленным рассолом. В качестве затравки можно взять небольшую пластиковую пуговицу, предварительно замочив ее в рассоле и дав ей высохнуть.

Всю полученную конструкцию, предварительно накрыв бумагой во избежание попадания пыли и другого мусора, ставим в недоступное место в целях безопасности и исключения вибраций и оставляем остывать. Дальше в процесс вступают «силы природы», а нам остается наблюдать и заносить записи в дневник. При испарении раствора и для получения более крупного поликристалла допускается приготовление раствора той же насыщенности и добавление в емкость. Кристалл желаемого цвета получают на стадии приготовления рассола, добавив пищевой краситель.

Как сделать большой белый кристалл из морской соли

Образование кристалла из морской соли аналогичен вышеописанному методу получения соли. Для выращивания крупного кристалла потребуется больше времени. При этом надо следить за уровнем жидкости, не допуская оголение образца, а по мере испарения добавлять новый рассол.

Выращивания кристалла из медного купороса

В качестве сравнения предлагается вырастить кристалл из медного купороса двумя способами.

Для проведения этого опыта нам потребуется медный купорос, приобретенный в магазине удобрений. Возьмем 2 отдельные емкости вместимостью не более 200 мл. Требуется приготовить раствор в пропорции 43 г купороса на 100 мл воды для каждой емкости. Наша задача: провести наблюдение в течение 15 суток за кристаллообразованием, снять размеры выращенного образца. В первом сосуде выращивание кристалла будет происходить без затравки, соответственно, во втором с затравкой на нити.

Итак, начинаем.

На второй день оцениваем температурный режим. Температура нашего раствора составляем 23 градуса, что соответствует комнатной температуре окружающего воздуха. Емкости находятся вдали от нагревательных приборов, то есть в одинаковых условиях.

На 3-4 день видимых изменений не происходит.

На 5 сутки появился тонкий налет на поверхности раствора.

При замере уровня раствора на 6 день обнаружили понижение на 2 мм.

На 7 сутки наблюдаем понижение уровня на 6 мм и появлением взвеси.

В начале второй недели наблюдаем первые признаки образования кристаллов. В 1 сосуде на поверхности появилась тонкая кристаллическая пленка. Во 2 емкости заметны кристаллики на нити.

На 9 сутки уровень жидкости упал на 15 мм. Во 2 сосуде заметное увеличение кристаллов с появлением на них новых образований.

На 10 день на дне 1 сосуда появились два небольших нароста. В обеих емкостях наблюдается понижение уровня еще на 2 мм.

На 11 день на стенках сосуда процесс осаждения осадка. На нити образовалось множество кристаллов.

На 12 сутки поверхность стенок 1 емкости полностью покрылась налетом.

13-14 день в 1 сосуде наблюдается увеличение размеров кристалла (приблизительно 8 мм). Во 2 сосуде на нити 5 мм. Опыт подходит к концу, ожидаем естественное испарение раствора.

Наступили 15 сутки наших наблюдений для подведения итогов.

В обоих сосудах осталось приблизительно 25-30 мл раствора. В первом образовались 2 сростка. Первый – из 4 кристаллов плоской формы с ярко выраженными гранями, второй – из 5. Размеры сростков: 2 * 1,2 * 0,3-0,8 см и 1,8 * 1,7 * 0,4-0,8 см. На дне и стенках виден осадок пластинок, толщиной около 1 мм. Во втором сосуде на нити образовался поликристалл, состоящий из монокристаллов разной ориентации. Ширина составила около 6 мм. На протяжении всего опыта велись записи в дневник наблюдений.

Как получить красивые и цветные кристаллы

Придать кристаллу определенный цвет очень просто. На стадии подготовки раствора необходимо добавить пищевой краситель любого цвета. Цветовая насыщенность будет зависеть от количества добавляемого красителя.

Покрасить готовый кристалл тоже возможно, но покраска грозит потерей его прозрачности.

Как вырастить кристалл из сахара

Выращивание поликристалла из сахара занимательное и вкусное занятие, так как после завершения опыта им можно угостить своих знакомых на очередном чаепитии. Более того, это безопасно и познавательно для детей, присутствие взрослых понадобится только при приготовлении раствора на плите.

Получение кристаллов сахара схож со способом образования образцов из соли, поэтому разберем пропорции и некоторые нюансы приготовления. Для этого потребуется 5 стаканов сахара и 2 стакана воды. В качестве затравки приготовим шпажки, которые надо предварительно обмакнуть в заранее приготовленный сироп (1/4 стакана воды и 2 чайных ложки сахара) и равномерно обсыпать сахаром.

Затем приступаем к приготовлению раствора. Насыпаем 2,5 стакана сахара в кастрюльку с водой, постоянно помешивая на малом огне. Размешав первую порцию сахара, высыпаем остальные 2,5 стакана. Добиваемся полного растворения сахара, варим сироп (5 минут). Снимаем с плиты и даем остыть 15-20 минут. После всех «кулинарных» манипуляций разливаем сироп по стаканам и опускаем в них наши заготовленные шпажки, прикрепив их к бумаге, которой накрываем стакан. Через неделю получаем красивый сахарный кристалл, которым можно угостить своих друзей. Для получения цветных кристаллов добавляем пищевой краситель на стадии приготовления сиропа.

Кристаллы из селитры

Со способом получения кристаллов из нагретых растворов мы уже ознакомились, поэтому ограничимся пропорциями. Возьмем 100 г селитры на 50 мл воды и ставим на огонь в небольшой емкости. После растворения осадка фильтруем раствор и оставляем остывать. По мере остывания начнут образовываться кристаллы ярко-белого цвета. Для получения более крупного кристалла нужно увеличить количество раствора. Чем медленнее остывает раствор, тем лучше кристаллообразование.

Видео “Кристаллы из лимонной кислоты”

В заключение хочется пожелать успехов в опытах и обязательно соблюдать технику безопасности.

Как вырастить кристаллы в домашних условиях

Еще когда мы научились создавать «Египетскую ночь» и выпускать «Пенного Джинна», наш маленький новый знакомый Джинн пообещал показать и научить, как выращивать кристаллы в домашних условиях. Юные археологи делятся с нами своими впечатлениями и приобретенным опытом.

Что такое кристаллы?

Кристаллы — это твердые вещества, имеющие естественную внешнюю форму правильных симметричных многогранников, основанную на их внутренней структуре. Первые исследования кристаллов относятся к началу XVII века.

Они растут и «размножаются» самостоятельно, отчего их по праву можно назвать «живыми». Для «питания» большинства кристаллов требуется вода, как основной их ингредиент.

Пушистый кристалл — удивительный и очень хрупкий. На его основе базируются современные «химически выращенные деревья». Мы выращивали уже такое и были в полном восторге! А сегодня такое дерево мы полностью вырастили сами.

Чтобы вырастить пушистый кристалл нам понадобилось:

Поливиниловый спирт
Горячая вода
Карбамид
Краситель
Жидкое мыло
Фильтровальная бумага
Чашка Петри, или блюдце
Мерная ложка
Стеклянный сосуд
Мерный стакан

Как и при создании увлекательного Лизуна, сначала необходимо в стеклянной банке на водяной бане растворить 5 г поливинилового спирта в 100 мл горячей воды.

А теперь творческий процесс: создаем «дерево» из фильтровальной бумаги. Для этого из круга вырезаем прямоугольник и делаем из него цилиндр, скрепив степлером. После этого один края надрезаем на «лепестки» и слегка отгибаем их в сторону.

Ход эксперимента по выращиванию пушистого кристалла

Приготовим насыщенный раствор карбамида. Для этого насыпаем в стакан 15г карбамида и несколько крупинок красителя.

Перемешав, добавляем 15 мл горячей воды.

Снова тщательно перемешав раствор, добавляем в стакан 2 мл подготовленного раствора поливинилового спирта. Для более интенсивного роста кристаллов рекомендуется добавить пару капель жидкого мыла.

Теперь выливаем раствор в чашку Петри, в центр которой помещаем изготовленную основу для кристаллов — «дерево». И… наблюдаем и удивляемся!

Первые кристаллы у нас появились уже через 20 минут:

Вот такие они были через час:

Через сутки:

Кристаллы растут интенсивно и быстро, но при этом они очень хрупкие. Но честно говоря, и это свойство весьма увлекает детей. Потому что когда я разрешила им делать с деревьями все, что им хочется, в конце эксперимента, они с большим удовольствием и довольно долго «ломали» пушистые кристаллы, рассматривали их, внимательно изучали, трогали…

Поликристалл — это кристалл, состоящий из множества разноориентированных мелких монокристаллов. Из-за неправильной формы их часто называют кристаллитами.

Чтобы вырастить дома поликристалл необходимо обзавестись следующим:

Краситель
Монофосфат аммония
Горячая вода
Палочка
Нитка
Мерная ложечка
Мерный стакан

Проведение эксперимента по выращиванию поликристаллов в домашних условиях

Готовим насыщенный раствор монофосфата аммония. Для этого насыпаем в мерный стакан вещество до отметки 100мл, добавляем краситель и наливаем 150мл горячей воды. В течении пары минут тщательно размешиваем раствор.

Теперь к палочке привязываем нитку и на 2-3 минуты опускаем ее конец в полученный раствор на глубину примерно 5 см . После этого вынимаем нитку и оставляем ее просохнуть в течении 10-15 минут. Так запускается механизм образования центров роста кристаллов на нитке.

Снова опускаем нитку в раствор и наблюдаем. Интенсивный рост кристаллов начинается уже через час:

Чем дольше кристалл остается в растворе, тем больше он становится.

Мы наблюдали интересную картину. Помимо нитки, в стакане с раствором мы оставили палочку для размешивания, и вот на ней выросли не менее красивые поликристаллы, которые очень быстро превратились в «мороженое на палочке» 🙂 и надолго увлекли сына.

Поликристаллы вырастают очень красивыми. Их интересно разглядывать на свету. Свет преломляется от граней и выдает маленькую радугу…

Монокристалл — отдельный однородный кристалл, имеющий непрерывную кристаллическую решетку. Выращивание монокристалла в домашних условиях требует значительно больше времени и вот такие ингредиенты и материалы:

Алюмокалиевые квасцы
Горячая вода
Краситель при желании
Мерная ложечка
Фильтровальная бумага
Мерный стакан
Палочка для размешивания

Сначала необходимо приготовить «затравку». Для нее готовим раствор из 3 ложечек алюмокалиевых квасцов и 50мл горячей воды.

Теперь раствор пропускаем через фильтровальную, свернув ее в виде воронки. Фильтрация занимает продолжительное время. Когда сынок хотел ее ускорить, перемешивая палочкой, бумага порвалась и пришлось все проводить заново. Так что, лучше не торопиться.

Процеженный раствор, накрыв бумагой, нужно оставить на 10-15 часов. За это время на дне стакана образуются кристаллы алюмокалиевых квасцов, которые и будут служить «затравкой».

Слив насыщенный раствор в пустой стакан, выбираем самый крупный кристаллик и подвязываем его на кончик нитки. Второй конец нитки привязываем к палочке.

Вновь готовим раствор алюмокалиевых квасцов и горячей воды, используя на это раз соотношение: 9 ложечек вещества и 150 мл воды. При желании в еще сухое вещество можно добавить краситель.

Когда раствор остынет, процеживаем его и опускаем нитку с «затравкой». Накрываем стакан бумагой и набираемся терпения: кристалл растет долго — 3-4 недели.

К сожалению вырастить монокристалл у нас не получилось. Видимо мы слишком торопились и у нас получилось несколько очагов роста. Таким образом у нас вырос еще один поликристалл…

Для проведения всех этих увлекательных опытов по выращиванию кристаллов в домашних условиях мы использовали всего один набор с химическими опытами для детей от «СуперПрофессора» — Тайны кристаллов.

Несколько дней экспериментов пролетели быстро и увлекательно. Сынок каждое утро спешил смотреть насколько выросли его кристаллы.

А еще у нас был опыт выращивания кристаллов из соли. Получался красивый поликристалл белого цвета… А вы выращивали кристаллы дома? Поделитесь своим опытом и впечатлениями!

PS: Приобрести эти и другие наборы серии «СуперПрофессор» можно вот здесь.

Желаю вам увлекательного лета!

С теплом,

Алексей, Арсений и Людмила Поцепун.

Загрузка…

Как сделать кристалл быстро и легко. Как вырастить кристаллы в домашних условиях

Такие опыты, как вырастить кристалл собственноручно, помогут вам почувствовать себя мастером на все руки — вы научитесь делать красивые украшения для дома, сладкие леденцы и поможете своим детям выучить основы химии.

Использование кристаллов

Такая идея, как вырастить кристалл — это отличная возможность изучить химические свойства разных веществ. Если у вас дома есть дети, обязательно поставьте перед ними задачу вырастить кристалл дома — не без вашей помощи, конечно. Ребятам будет интересно наблюдать за ходом работы, постигая химическую науку таким увлекательным путем.

Некоторые опыты также помогут вам получить декоративные детали для украшения отдельных композиций — к примеру, соляные кристаллики могут стать отличными декорирующими материалами.

Однако нужно помнить, что многие используемые материалы крайне ядовиты — их нельзя трогать руками, вдыхать пары. Такие вещества непригодны для использования в повседневной жизни — их можно применять только для опытов.

Выращивание кристаллов можно выбрать в качестве хобби , увлекательного занятия, ведь на самом деле создатель никогда не знает, какой кристалл получится в итоге.

Виды химических веществ

В домашних условиях вырастить кристалл можно из самых разных веществ. Некоторые из них требуют специальной обработки: работать с ними можно только при определенных условиях — при специальной температуре, освещении и т. д. К таким стоит отнести следующие материалы:

кровяная соль;

различные квасцы;

сульфат никеля;

нитрат аммония.

Если вы только начинаете знакомство с тем, как вырастить кристалл в домашних условиях, лучше повременить с их использованием.

Тем не менее многие смеси для работы — такие, как поваренная соль, — можно найти в любом доме. С них и рекомендуется начинать работу новичкам.

Поваренная соль

Нет ничего более простого, как вырастить кристаллы соли в домашних условиях!

Для работы с этим продуктом вам не нужно использовать какие-то специальные принадлежности или оборудовать рабочее место со сверхъестественными условиями.

Медный купорос

Еще один простой вариант. До того, как вырастить кристалл из медного купороса, вещество можно купить в магазине садоводов-любителей — его продают в качестве удобрения.

Из мастер-классов, представленных ниже, вы поймете, что с купоросом работать так же легко, как вырастить кристалл из соли. Единственное отличие заключается в том, что смесь является активным насыщенным соляным веществом, поэтому опыты нежелательно проводить с использованием проточной или любой другой воды — подходит только дистиллированная, которую вы сможете найти в аптеке.

Сахар

Единственное вещество, которое можно съесть после опыта! Опыты с сахаром абсолютно безвредны, так что вы можете спокойно учить детей, как вырастить кристалл, на его примере.

В итоге должны получиться восхитительные леденцы из сахара в виде морозных кристаллов — оригинальная замена петушкам на палочке.

Правила техники безопасности

Несмотря на то, что начинающие химики пользуются, в основном, привычными растворами, вроде соляного или сахарного, каждый обязательно должен соблюдать определенные меры предосторожности — инструкция представлена ниже.

Выделите на опыты специальную посуду, из которой вы не будете есть в дальнейшем. Пренебрежение данным пунктом может привести к серьезнейшему пищевому отравлению.
Каждое вещество нужно хранить в отдельной, герметично закрывающейся упаковке с обязательной подписью содержимого на флакончике. Держите вещества вне доступа детей и домашних животных, в прохладном и темном месте.
Используйте защитную одежду и перчатки.
Работу с химическими веществами, выделяющими в воздух пары, нужно проводить только возле мощных вытяжек.
При попадании кислоты на кожу нужно обязательно присыпать место слабой щелочью (водой, разбавленной с пищевой содой) и наоборот — щелочные растворы легко нейтрализовать кислотой вроде лимонной.

Подобные навыки очень пригодятся при работе с опасными химическими реактивами. Со временем вы доведете выполнение данной инструкции до автоматизма и сможете не волноваться, когда захотите вместо обычной соли или соды использовать опасные смеси, чтобы вырастить кристалл.

Кристаллы из соли в домашних условиях

После теоретических советов можно переходить к той части, где вы узнаете, как вырастить кристалл из соли. Подготовьте воду в неограниченном количестве — лучше использовать дистиллированную (очищенную от любых добавок), чтобы вещество не вступило в реакцию с какими-либо примесями. Однако подойдет и обычная проточная вода.

Кроме того, вам понадобится небольшая кастрюлька, стеклянная емкость (банка, стакан), шелковая нитка, пачка соли.

Поставьте на средний огонь кастрюльку с водой. Подогрейте воду, но не доводите до кипения.

Маленькими порциями начните всыпать соль в воду, постоянно помешивая. Каждый раз насыпайте новую горстку после полного растворения предыдущей.

Заканчивается приготовление раствора тогда, когда соль полностью перестала растворяться в воде — это значит, вы приготовили концентрированную смесь.

Концентрированный состав перелейте в прозрачную стеклянную емкость и оставьте отстаиваться примерно на сутки.

Свободное время необходимо, чтобы все мельчайшие, нерастворившиеся частички осели на дно. На фото вы можете увидеть, каким получается соляной осадок.

Возьмите нить или шнурок, обвяжите вокруг длинной тонкой палочки, которую вы сможете положить на горлышко стеклянной емкости.

Длина шнурка должна быть меньше высоты сосуда, поэтому отрежьте излишки.

Опустите ниточку в воду в подвешенном состоянии так, чтобы она не касалась стенок банки и осадка на дне.

Оставьте опыт в таком состоянии на 1-3 недели.

Уже через пару дней вы заметите прирост мелких кристалликов на нитке. Опыт в данном случае интересен как раз наблюдением за тем, насколько вырастет кристалл за определенный промежуток времени.

Вместо обычной нитки вы можете опустить в стакан подвешенный на нитке большой кусочек соли. В таком случае вещество будет расти вокруг него.

Вы можете как вырастить кристалл определенной формы, так и произвольной. Чтобы контролировать внешний вид вещества, на одну сторону кристаллика нанесите тонким слоем жир или вазелин — вы увидите, что здесь прироста не будет.

При желании соль можно заменить другими веществами — к примеру, по такой же технологии легко приготовить кристаллики из соды или медного купороса.

Как вырастить кристалл из сахара?

Если вы поставили перед собой цель узнать, как вырастить кристалл из сахара, то будете приятно удивлены результату — красивым сладким леденцам, которые порадуют детей и приятно удивят взрослых во время чаепития. Интересный вариант их использования — размешивание ими чая. Так вы получаете и палочку для помешивания, и сахарный подсластитель.

Приготовьте концентрированный раствор сахара таким же способом, как в опыте с солью — сахар должен полностью перестать растворяться в теплой воде. После этого перелейте горячий сироп в прозрачную посуду.

Когда раствор будет готов, займитесь подготовкой палочек-основ. Привяжите одну палочку к другой крест-накрест так, чтобы первая была опущена в посудину, а другая держалась за ее горлышко.

Опустите палочку в сироп — она не должна касаться дна.

Оставьте конструкцию в сухом и теплом месте — вы заметите уже через день, как в жидкости начнут появляться кристаллики.

Примерно через неделю у вас получатся готовые сахарные шпажки. Приятного аппетита!

Если вы хотите, чтобы леденец у вас получился цветным, при разливании горячего сиропа добавьте немного пищевого красителя в каждую баночку.

Такие сладости могут стать приятным подарком близким на праздники — такими сладкими палочками можно дополнить презент на Новый год или День рождения.

Чтобы узнать, как вырастить кристалл из медного купороса, посмотрите следующее видео.

Забирай себе, расскажи друзьям!

Читайте также на нашем сайте:

Вырастить настоящий кристалл – довольно просто, интересно и познавательно. В этой статье говорится о том, как это сделать в домашних условиях.

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

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

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

Виды кристаллов

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

Способы выращивания кристаллов дома

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

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

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

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

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

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

Сохранность кристаллов

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

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

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

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

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

Из чего можно вырастить кристалл

Кроме вышеназванных веществ, кристаллы дома можно вырастить из сахара.

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

Каким должно быть вещество для домашнего выращивания кристалла?

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

Как вырастить кристалл поваренной соли

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

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

Кристаллик соли

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

Кристалл соли привязываем к нитке и помещаем в стакан

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

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

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

Кристаллик-зародыш на нитке погружаем в раствор

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

Как вырастить кристалл сахара

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

Кристаллы сахара

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

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

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

Сахарные кристаллы на палочках (Видео)

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

Как вырастить кристалл медного купороса

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

Кристалл медного купороса

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

Кристалл медного купороса подвешенный на нитке

В насыщенный раствор медного купороса на нитке опускаем затравку

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

42 день эксперимента

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

Техника безопасности

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

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

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

Выращивание кристаллов в домашних условиях — очень длительный, трудоемкий и кропотливый процесс, но он очень увлекательный и однозначно стоящий затраченного времени. Этот опыт очень нравится детям, к тому же большинство нижеприведенных способов совершенно безопасны. Итак, рассмотрим основные способы выращивания кристаллов в домашних условиях.

Как вырастить кристалл из сахара в домашних условиях

Начинать свои опыты по выращиванию кристаллов в домашних условиях лучше всего с самых интересных и приятных. Проще всего вырастить кристалл из сахара, к тому же если вы проводите этот опыт с детьми, они смогут попробовать плоды своего творчества по окончании процесса.

Для того чтобы вырастить кристалл из сахара нам будет нужно:

2 стакана воды;
5 стаканов сахарного песка;
деревянные шпажки;
бумага;
небольшая кастрюлька;
несколько прозрачных стаканов.

Процесс изготовления кристалла начинается с изготовления сахарного сиропа. Для этого берем 1/4 стакана воды и две ложки сахара. Смешиваем, доводим на огне до получения сиропа. Макаем деревянную шпажку в сироп и немного обсыпаем сахаром. Чем равномерней произойдет обсыпка шпажки, тем идеальней и красивей выйдет кристалл. Подобным образом делаем требуемое количество заготовок и оставляем их до полного высыхания, например, на ночь.

Прошло некоторое время, наши шпажки просохли и теперь мы можем переходить к с следующей части опыта. В кастрюлю наливаем 2 стакана воды и высыпаем 2,5 стакана сахара. На небольшом огне, постоянно помешивая, превращаем нашу смесь в сахарный сироп. Помешивание требуется проводить тщательно, до полного растворения сахара! Добавляем оставшиеся 2,5 стакана сахара и также, до полного растворения, варим сироп. После этого, оставляем сироп немного остыть, на это потребуется приблизительно 15-20 минут. Этим временем продолжаем приготовление заготовок из шпажек, основы для нашего будущего кристалла. Нарезаем кружки бумаги чуть больше диаметра наших стаканов и протыкаем палочками получившиеся кружки. Главное, чтобы бумага плотно зафиксировалась на шпажке. Бумага будет являться держателем и крышкой для стакана.

Остывший, но еще горячий сироп разливаем по стаканам. На этом этапе в сироп можно добавить немного пищевого красителя, тогда кристалл в итоге получится цветным. Опускаем в стакан нашу заготовку (палочку с кружком бумаги) и оставляем в покое до созревания кристалла. Важно при этом не касаться стенок и дна! Ну, и то же самое проделываем со всеми оставшимися заготовками.

Для выращивания кристалла потребуется приблизительно неделя. Это очень интересный и увлекательный процесс, который очень нравится детям. Каждый день кристалл увеличивается и приобретает свою индивидуальную форму. Некоторые кристаллы растут быстрее, некоторые медленнее, но основная масса вызревает именно за 7 дней. Полученный кристалл из сахара очень хорошо употребить всей семьей на домашнем чаепитии либо просто погрызть в минуты хандры! Вот так, занимательная химия это не только интересно, но еще и вкусно;).

Как вырастить кристалл из соли в домашних условиях

Выращивание кристалла из соли в домашних условиях довольно простой процесс, но требующий терпения и внимательности. Однако, результат эксперимента превосходит все ожидания. Нам потребуются:

чистая вода;
кастрюля;
2 стеклянных банки;
поваренная соль;
крепкая нитка.

Нагреваем в кастрюле воду, именно сильно нагреваем, а не доводим до кипения, в кипятке эксперимент не получится. После нагрева воды понемногу начинаем насыпать в неё соль, постоянно помешивая до полного растворения порции соли. После этого добавляем еще соль, помешиваем до растворения. И так до тех пор пока соль не перестанет растворяться. Переливаем полученный насыщенный соляной раствор в банку и даем хорошенько отстояться в течении суток. На следующий день мы увидим в банке множество мелких кристалликов осевшей соли. Выбираем самый красивый и большой из них, аккуратно достаем и привязываем на нитку. Тщательно переливаем раствор в пустую банку, следя за тем, чтобы осевшие кристаллики не попали в новый сосуд. Затем кристалл на нитке опускаем в отфильтрованный соляной раствор и запасаемся терпением. Через 2-3 дня вы заметите увеличение кристалла, этот рост будет продолжаться какое-то время до окончания роста. После того как вы заметите, что кристалл перестал увеличиваться можно либо закончить эксперимент если вы довольны результатом, либо приготовить еще насыщенного соляного раствора, также как мы проделали это выше, и опустить туда наш кристалл. Кстати, если часто менять раствор соли, то рост кристалла будет проходить быстрее.

Очень важно не охлаждать специально раствор и не взбалтывать его, в этом случае получаются кристаллы несовершенной формы. Также не стоит добавлять никакие красители, кристалл не окрасится, а эксперимент будет загублен.

Как вырастить кристалл из медного купороса в домашних условиях

Выращивание кристаллов из медного купороса в домашних условиях это уже следующий уровень сложности, при котором требуется соблюдать требования безопасности и выполнять его детям можно только под присмотром взрослых.

Для проведения эксперимента нам потребуется:

вода, лучше дистиллированная;
стеклянная банка;
соль меди (медный купорос или сульфат меди, который можно купить в магазине для садоводов-огородников).

Перед покупкой обязательно рассмотрите вещество, оно должно представлять собой ярко-синий однородный порошок. При наличии комков и зеленых вкраплений от покупки лучше отказаться. Дачникам то он пойдет в хозяйстве, а нам, начинающим химикам, нет.

Итак, правильный купорос закуплен. Высыпаем примерно 100 граммов порошка в стеклянную банку и заливаем понемногу горячей водой, постоянно помешивая. Мы должны получить насыщенный раствор, в котором уже не сможет растворяться соль меди. Фильтруем раствор и ставим в холодильник. На следующий день на дне мы обнаружим множество кристаллов. Отбираем парочку самых больших и красивых и помещаем в емкость с отфильтрованным раствором. Перед этим поступаем с кристаллами также как и в предыдущем опыте с поваренной солью, а именно, закрепляем на нитке и опускаем в банку. Накрываем сосуд тонкой бумагой и запасаемся терпением. Выращивание кристалла из медного купороса занимает несколько недель. После завершения формирования кристалла его нужно аккуратно вынуть, сполоснуть холодной проточной водой и покрыть бесцветным лаком для ногтей.

природные кристаллы горного хрусталя

Как вырастить кристалл из соли
Как вырастить кристалл из сахара
Как вырастить кристалл медного купороса
Как вырастить кристалл из алюмокалиевых квасцов

Кристаллы минералов встречаются в природе повсеместно. Для их образования нужны специальные условия. Например, горная порода гранит состоит из кристаллов кварца, полевого шпата и слюды , которые раскристаллизовались друг за другом при остывании магмы.

Красивые шестигранные кристаллы горного хрусталя выросли из горячих водных растворов, насыщенных кремнеземом SiO2.

природные кристаллы серы

Ромбические желтые кристаллы серы выросли из сероводородных вод горячих источников и гейзеров.

На берегах соленых озер и морей можно увидеть кубические кристаллы каменной соли — галита; белые, красные, желтые и даже синие кристаллы карналлита и мирабилита.

Алмазы , самые твердые кристаллы, образовались при гигантском давлении в так называемых трубках взрыва (кимберлитовых трубках).

Итак, природа создала и продолжает создавать кристаллы минералов. Можем ли мы увидеть таинство роста кристаллов? Можем ли вырастить их сами? Да, конечно можем. И сейчас я расскажу, как это сделать в домашних условиях.

КАК ВЫРАСТИТЬ КРИСТАЛЛ ИЗ СОЛИ

Выращенные кристаллы поваренной соли

Для того, чтобы вырастить кристаллы поваренной (каменной) соли (галита — NaCl), нужно поставить на плиту емкость с водой и довести воду до кипения. Затем снять емкость с плиты и растворить в ней обычную соль из пачки. Постоянно помешивая раствор, досыпайте соль до тех пор, пока не заметите, что она больше не растворяется.

Полученный соленый раствор нужно отфильтровать и налить в плоскую посуду, например, в блюдце. Вода остынет и начнет испаряться, а на краях блюдца и на его дне вы увидите прозрачные кубики правильной формы – это и есть кристаллы каменной соли, галита.

Можно вырастить большой кристалл, или несколько больших кубических кристаллов. Для этого в емкость, в которой вы растворили соль, следует опустить шерстяную нитку. При остывании раствора она покроется кубиками соли. Чем медленнее остывает раствор – тем более правильную форму будут иметь кристаллы. Через некоторое время рост прекратится.

Чтобы вырастить один большой кристалл, нужно из множества образовавшихся на дне кристаллов выбрать один, самый правильный, положить на дно чистого стакана, а сверху налить раствор из прежней посуды.

Для роста правильных кристаллов нужен покой. Нельзя трясти или передвигать стол или полку, на которой стоит емкость с растущими кристаллами.

КАК ВЫРАСТИТЬ КРИСТАЛЛ ИЗ САХАРА

Вырастить кристаллы сахара можно точно также, как и кристаллы соли. Кристаллы сахара можно вырастить также на деревянных палочках, это может быть красивым дополнением к какому-либо праздничному сладкому блюду. Пищевые красители, добавленные в раствор, окрасят сахар во все цвета радуги.

Кристаллы сахара

Ниже приводится полная инструкция, как вырастить кристаллы сахара на палочках .

КАК ВЫРАСТИТЬ КРИСТАЛЛ ИЗ МЕДНОГО КУПОРОСА

Медный купорос продается в магазинах для огородников, из него, и из гашеной извести, готовят «бордоскую жидкость» для защиты растений от грибков и различных заболеваний.

Для того, чтобы вырастить кристалл медного купороса (Cu SO4 * 5h3O) правильной формы, следует растворить порошковый медный купорос в воде при температуре 80 градусов Цельсия. При более высокой температуре растворимость медного купороса падает. Растворяем порошок до тех пор, пока растворение не прекратится. На конец проволочки или шерстяной нити привязываем затравку – мелкий кристаллик того же медного купороса. Где его взять? Можно поискать в том же пакете, из которого вы сыпали купорос в воду, кристаллик побольше. Если такой не нашелся – оставьте ваш раствор остывать, и через некоторое время вы увидите на дне мелкие кристаллы.

Выберите один и привяжите его (или приклейте) к проволоке или нити. Раствор отфильтруйте. Затем опустите в него приготовленную затравку (кристалл на нити). Ни в коем случае не опускайте затравку в горячий раствор! Затравка может попросту раствориться. Большой кристалл медного купороса растет несколько недель. Кристалл, выращенный до нужных размеров, нужно покрыть лаком, так как влага, содержащаяся в воздухе, со временем приведет к его оплавлению и разрушению.

Не сложным способом можно вырастить красивые кристаллы меди . Детальное описание процесса найти в подробной статье «Как вырастить кристаллы меди«.

Кристаллы железного купороса выращивают аналогичным образом, подробную статью об этом можно прочитать, пройдя по ссылке в этом предложении.

КАК ВЫРАСТИТЬ КРИСТАЛЛ ИЗ АЛЮМОКАЛИЕВЫХ КВАСЦОВ

выращенные кристаллы алюмокалиевых квасцов

Алюмокалиевые квасцы (KAI 2*12h3O — минерал алунит ) продаются в аптеке в виде порошка. Это хорошее средство, которое «сушит кожу» и убивает болезнетворные микроорганизмы, это вещество не вызывает аллергии и оно не токсично. Из порошка алюмокалиевых квасцов можно вырастить хорошие кристаллы. Квасцы следует растворить в теплой воде до насыщения и раствор отфильтровать. Через несколько дней нахождения в спокойном месте, при комнатной температуре, на дне емкости появятся маленькие кристаллы.

алюмокалиевые квасцы (квасцы жженые) можно купить в аптеке

Из этих кристалликов нужно выбрать несколько штук, правильной формы и поместить в другую емкость. Затем их заливают тем же раствором. Можно подвесить затравки на тонких ниточках (к нити их можно приклеить прочным водостойким клеем). Раз в два-три дня кристаллы нужно переносить в новый стакан, а раствор фильтровать и снова заливать им растущие кристаллы. Кристаллы квасцов, выращенные до нужных размеров, следует покрыть лаком, чтобы они не оплавились от влаги воздуха и не потеряли форму.

Растворы для выращивания кристаллов желательно готовить на дистиллированной воде.

В домашних условиях можно получить искусственный малахит , используя медный купорос и стиральную соду, но это будут не красивые кристаллы или ажурный рисунчатый камень, а зеленый или грязно-зеленый осадок на дне сосуда (порошок). Красивый малахит, практически не отличающийся от натурального, можно получить только на промышленном оборудовании.

На предприятиях тоже выращивают кристаллы многих минералов. Но дома это повторить невозможно, для этого нужно специальное оборудование. Большинство кристаллов (кварц, аметист, рубин, изумруд, алмазы, малахит, гранаты и др.) выращивают в чугунных автоклавах под высоким давлением. Температуры достигают 500-1000 градусов, а давление – 3000 атмосфер.

Наборы для выращивания кристаллов

набор для выращивания кристаллов

Сейчас в магазинах игрушек, в крупных городах, появились в продаже наборы для выращивания кристаллов. Из порошков дигидрофосфата аммония и калия, в которые добавлены красители, можно вырастить интересные призматические и игольчатые кристаллы. Для того, чтобы кристаллы получились достаточно большими и красивыми, надо строго следовать прилагаемой инструкции.

Странно, но в инструкции, которая находится в изображенной на фотографии коробке, не указано, какое именно химическое вещество используется для выращивания кристаллов и какой краситель используется. В остальном она достаточно подробная.

В природе происходит много интересных процессов. Один из них — создание кристаллов горных пород. А ведь этот чудесный, окутанный тайной процесс можно воспроизвести дома, наблюдая, как из привычных нам веществ постепенно вырастают прекрасные минералы.

Самым безопасным ингредиентом является сахар. С него и стоит начать, тем более, что такие кристаллы не только красивые, но и съедобные. Необходимо взять:

2 стакана воды;
на 3 стакана больше сахара;
палочки;
бумагу или прищепки;
емкость;
стаканы;
краситель пищевой.

Из 1/4 стакана воды и 2 столовых ложек сахара варится сироп. Затем в него окунаются палочки и обваливаются в небольшом количестве сахара, насыпанного на салфетку. Когда они полностью высохнут, берем емкость, наливаем туда 2 стакана воды и насыпаем половину нормы сахара. Огонь уменьшаем до минимума, помещаем емкость на плиту, и помешивая, ждем растворения всего сахара. Добавляем остальной песок и растворяем его. Выключаем горелку и даем раствору постоять минут 20. Сироп горячим разливаем по стаканам и добавляем в каждый краситель пищевой. На палочки надеваем держатели. Когда мы опустим эти палочки в горячий сироп, ограничитель предохранит от контакта со стенками и дном посуды. Приблизительно через 7 дней произойдет чудо.

Еще 1 доступный ингредиент — NaCl — соль пищевая. Приступаем:

Наливаем в стакан теплую воду — 200 мл.
Добавляем порциями соль, все время размешивая. Делаем это до тех пор, пока кристаллики соли не перестанут растворяться. Приблизительно уйдет 70 г. Важно, чтобы соль была чистой, в противном случае опыт может закончиться отрицательным результатом.
Берем емкость с водой, ставим на огонь. Помещаем туда стакан, и пусть он там находится до нагрева раствора в нем. Не забудьте положить на дно емкости тряпочку или какую-то подставку, иначе стакан треснет.
Заготавливаем нехитрое приспособление, состоящее из карандаша с привязанной к нему ниткой, на конце которой закреплен самый большой кристаллик соли. Если вместо кристаллика привязать камешек или фигурку, выполненную из медной проволоки, то в конце получим очень красивый образец.
Вынимаем стакан, пропускаем раствор через фильтровальную бумагу. На кромки стакана укладываем приспособление. Нитка с кристалликом опустится в насыщенный раствор. Отводим для посуды темное место.
Наблюдаем, как кристаллик увеличивается. Когда решите, что он вырос достаточно, вынимайте и обсушите, покройте лаком. Обращайтесь с ним осторожно — он очень хрупкий.

Очень красивые синие кристаллы вырастают из медного купороса. Материал этот не такой безопасный, как сахар или соль, поэтому работайте в перчатках. Технология почти такая же:

Берем стеклянную банку и наливаем воду — 300 мл.
Вводим постепенно медный купорос до перенасыщения раствора.
Ставим на плиту кастрюлю с водой, в нее помещаем банку и нагреваем.
Подвешиваем на нитку бусину или пуговицу. Привязываем к деревянной палочке.
Вынимаем банку, даем раствору остыть.
Размещаем палочку с ниткой поперек отверстия в банке. Следим, чтобы груз не касался дна и стенок посудины.
Ждем, пока вырастет кристалл, затем вынимаем его.
Наносим покрытие, используя лак для ногтей бесцветный.

Хорошие кристаллы вырастают из алюмокалиевых квасцов (алунита). Покупают их в аптеке. Затем:

растворяют в нагретой воде;
фильтруют;
ставят в спокойное место, температура — комнатная;
появляются кристаллы через несколько дней на дне посуды;
выбирают лучшие, переносят в другую посуду и заливают старым отфильтрованным раствором;
повторяют эту операцию дня через 2-3 до получения минералов нужной величины;
вынимают, промокают салфеткой и лакируют.

В магазинах, где продают игрушки, иногда появляются наборы с материалами для выращивания кристаллов. В них присутствуют сульфаты алюминия и калия, а также аммония фосфат и красители.

Подытожим так: выращивание кристаллов — творческий, увлекательный процесс. Если делать это вместе с ребенком, то кто знает, может, из него вырастет знаменитый исследователь?

По своим физическим свойствам и по химическому составу драгоценные камни, полученные синтетическим путем, практически не отличаются от натуральных. Далеко не все изделия, продающиеся в ювелирных магазинах, содержат натуральные камни. И это вполне нормально. Рассмотрим, как открыть свой бизнес на выращивании кристаллов рубина в домашних условиях.

Основная проблема заключается в том, что большая часть натуральных камней не обладает всеми необходимыми характеристиками, чтобы красоваться в ювелирном украшении. Камни, полученные в заводских или лабораторных условиях, имеют практически одинаковые характеристики. Кроме того, синтетическое производство драгоценности обходится дешевле, нежели добыча натурального в глубоких и опасных для жизни шахтах.

Выращивание с использованием ограниченных солей

Для данного метода подойдут алюмокалиевые квасцы. Дома лучше всего выращивать кристаллы из медного купороса. Они плохо растут из обычной соли. А вот медный купорос и купить легко, и з него растут очень красивые синие искусственные драгоценные камни.

1. Подготавливаем емкость. В ней будем делать насыщенный раствор соли. Насыпаем несколько столовых ложек соли, заливаем ее водой и размешиваем. Досыпаем соль, пока она не перестанет растворяться. Используйте горячую воду, чтобы не ошибиться с пропорциями. Есть кривые растворимости для разных солей. Они показывают, сколько граммов может раствориться в 100 мл воды при определенной температуре.

Кривые растворимости

2. Фильтруем раствор. Этот шаг очень важный, особенно если вы покупаете медный купорос в магазине для сада и огорода. Если раствор будет грязным, кристалл вырастет с дефектами. Оставляем раствор на сутки, чтобы из него выпали лишние кристаллы. Они оседают на дне стакана и служат нам затравкой (главным элементов, на котором будут наращиваться новые).

3. Привязываем кристалл к леске. Леску обматываем на карандаш и вешаем это приспособление на стакан с насыщенным раствором. С течением времени вода испаряется, насыщенность раствора увеличивается. Излишек вещества, которое не может раствориться, оседает на наше изделие.

4. Раз в две недели добавляем в стакан насыщенный раствор. Зачем это делать? Со временем вода испаряется и на каком-то моменте роста ее будет недостаточно и рост прекратится.

Важно! Добавляемый раствор должен быть такой же температуры, как и раствор, где растет кристалл. Если она будет высшей, можем все испортить.

5. Через три месяца вынимаем кристалл и высушиваем его салфеткой.

6. Покрываем изделие 1-2 слоями бесцветного лака для ногтей. Это необходимо, чтобы он не высыхал и не терял свой блеск. После высыхания изделие можно брать руками.

Вот какие замечательные рубины можно вырастить в домашних условиях!

Время чтения: 7 минут

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

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

Виды кристаллов

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

Способы выращивания кристаллов дома

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

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

Сохранность кристаллов

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

Из чего можно вырастить кристалл в 2019

Кроме вышеназванных веществ, кристаллы дома можно вырастить из сахара.

Каким должно быть вещество для домашнего выращивания кристалла?

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

Как вырастить кристалл поваренной соли

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

Кристалл соли привязываем к нитке и помещаем в стакан

Как вырастить кристалл сахара

Кристаллы сахара

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

Сахарные кристаллы на палочках (Видео)

Как вырастить кристалл медного купороса

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

Кристалл медного купороса подвешенный на нитке

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

Техника безопасности

Tipone

Вконтакте
Facebook
Twitter
Google+

Выращивание кристаллов в домашних условиях

Кто не любовался снежинками — кристаллами льда разнообразие которых поистине бесконечно! Ещё в 17 веке знаменитый астроном Иоганн Кеплер написал трактат >. Американский ученый натуралист Бентли 300 лет спустя занялся фотографированием снежинки под микроскопом и 50 лет их изучал, он издал альбом с тысячами фотографий.

Наука о кристаллах началась с горного хрусталя. Его блестящие бесцветные кристаллы нашли в древности в Альпах Швейцарии. Некоторые кристаллы настолько были большими, что их трудно было поднять. Горный хрусталь — это кристаллический кварц. Но не менее красивы окрашенные кристаллы кварца: фиолетовый аметист, желтый цитрон, переливающиеся всеми цветами радуги опал и яшма.

В оружейной палате есть одежда и короны русских царей, сплошь усыпанные кристаллами — самоцветами — аметистами. В церквах аметистами украшали иконы и алтари.

Самые знаменитые кристаллы — алмазы, которые после огранки превращаются в бриллианты. Разгадать тайну этих камней люди пытались многие века и когда установили, что алмаз — это разновидность углерода никто не поверил.

Решающий опыт провел в 1772 году французский химик Лавуазье. В природе алмазы образуются в недрах земли при очень высоких температурах и давлениях. Создать в лаборатории условия, при которых из графита можно получить алмаз, ученые смогли лишь спустя 200 лет. Сейчас производятся десятки тонн искусственных алмазов. Среди них есть алмазы и для ювелирных целей, однако основная их масса идет на изготовления разнообразных инструментов.

Современная промышленность не может обойтись без самых разнообразных кристаллов. Они используются в часах, транзисторных приемниках, вычислительных машинах, лазерах и многом другом. Великая лаборатория — природа — уже не может удовлетворить спрос развивающейся техники, и вот на специальных фабриках выращивают искусственные кристаллы: маленькие, почти незаметные, и большие — массой в — несколько килограммов.

Люди научились получать искусственно очень многие драгоценные камни. Например подшипники, для часов и других точных приборов уже давно делают из искусственных рубинов. Получают искусственно и прекрасные кристаллы, которые в природе вообще не существуют — фианит. Фианиты на глаз трудно отличить от алмаз — так красиво они играют на свету.

Актуальность темы: побывав на Бурейском водохранилище зимой, мы увидели, как уходящая вода оставляет за собой причудливой формы кристаллы льда. На уроках географии мы узнали, что в пещерах образуются известковые наросты сталактиты и сталагмиты. Мы заинтересовались как это происходит, можно ли вырастить такие причуды в домашних условиях.

Объект изучения: растворы и растворимые вещества, из которых можно получить кристаллы.

Предмет исследования: физико-химический процесс — растворение.

Задачи исследования: изучить методику и условия выращивания кристаллов в домашних условиях.

1. КАК РАСТЕТ КРИСТАЛЛ.

Ученых давно интересовало как образуются кристаллы, почему разные вещества дают кристаллы разной формы, а некоторые вовсе не образуют кристаллов; что надо сделать, чтобы кристаллы получились большими и красивыми. Исследования показали, что кристаллы — это вещества, в которых мельчайшие частички (атомы, ионы, молекулы) упакованы в определенном порядке. Именно этот порядок и определяет форму кристалла. А зависит он от геометрической формы частиц, из которых построен кристалл, так и от того, как они друг к другу притягиваются. Одни вещества кристаллизуются легко, другие с большим трудом или вовсе не образуют кристаллов. Почему так? Самое важное условие: для выращивания кристаллов используют только свежеприготовленные растворы. Кристаллизация обычно идет при охлаждении раствора. При каждой температуре в данном количестве растворителя может раствориться не больше определенного количества вещества. При охлаждении раствора частички вещества, которым уже не хватает воды, чтобы находится в растворенном состоянии, слипаются друг с другом, образуя крошечные кристаллы — зародыши. Если охлаждение медленное, зародышей образуется немного, и постепенно обрастая частичками вещества со всех сторон, они превращаются в кристаллики правильной формы

При быстром же охлаждении образуется много центров кристаллизации, а частички из раствора сыпятся на поверхность растущих кристаллов беспорядочно правильных кристаллов не образуется.

Есть и другой метод получения правильных кристаллов: постепенное удаление воды. Чем медленнее будет удаляться вода, тем лучше получатся кристаллы. Кристаллы искусственных драгоценных камней растут очень медленно. Если поспешить большого красивого кристалла не получишь, а получится множество мелких.

2. ВЫРАЩИВАНИЕ КРИСТАЛЛОВ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ

Выращивание кристаллов — это искусство. Возможно, у вас не все сразу получится. Не огорчайтесь. Немного настойчивости, упорства, аккуратности, и вы станете обладателями красивых кристаллов и игрушек из кристаллов.

Существуют различные способы выращивания кристаллов. Часто этот процесс требует высоких температур и огромных давлений (например, для получения искусственных алмазов), но некоторые кристаллы можно вы — ращивать даже в домашних условиях. Мы расскажем вам о том, как это можно делать.

Проще всего дома выращивать кристаллы хлорида натрия. Вещество это можно купить в любом магазине, и оно абсолютно безвредно. Но прежде, чем приступить к работе, давайте посмотрим, что представляет собой процесс выращивания кристаллов.

Если в воде при постоянной температуре растворять какое-нибудь вещество, то через некоторое время растворение прекращается. Такой раствор называется насыщенным, а максимальное количество вещества, кото — рое можно растворить при данной температуре в 100 г воды, называется его растворимостью. Обычно с повышением температуры растворимость увеличивается. Поэтому раствор, насыщенный при одной температуре, становится недосыщенным при более высокой температуре.

Если же насыщенный раствор охладить, избыток вещества выпадает в осадок.

Следовательно, один способ выращивания кристаллов заключается в том, что надо дать насыщенному раствору охладиться.

Можно выращивать кристаллы и выпариванием. Ведь если насыщенный раствор испаряется, объем его уменьшается, а количество растворенного вещества остается прежним. Иначе говоря, опять создается избыток вещества, который выпадает в осадок.

Рассмотрим теперь, как происходит выделение избытка вещества. Возьмем насыщенный раствор и нагреем его. Сосуд с полученным недонасыщенным раствором накроем стеклом и дадим раствору спокойно охладиться до температуры более низкой, чем температура насыщения. При этом осадок может и не выпасть, и мы получим пересыщенный раствор. Дело в том, что для образования кристалла необходима >. Ею может служить маленький кристаллик того же вещества или просто пылинка. Иногда достаточно качнуть сосуд с пересыщенным раствором или снять прикрывающее его стекло, как начинается мгновенная кристаллизация>> При этом обычно образуется множество мелких кристалликов. Для того, чтобы вырастить крупный кристалл, необходимо ограничить число >. Лучше всего внести искусственную >, роль которой может исполнять один из кристалликов, полученных ранее.

> готовится следующим образом. Возьмите две стеклянные банки и тщательно их вымойте. В одну из них налейте теплую воду и насыпьте квасцы. Помешивая раствор, следите за растворением. Когда вещество перестанет растворяться, аккуратно слейте раствор во вторую банку так, чтобы туда не попало нерастворимое вещество. Затем накройте банку стеклом. Когда раствор охладится, снимите стекло. Через некоторое время вы увидите, как в банке образуется множество кристалликов. Дайте им подрасти и отберите самые крупные для >.

Теперь можно приступать к выращиванию кристалла. Прежде всего нужно приготовить посуду. Чтобы уничтожить нежелательные зародыши на стенках, пропарьте банки изнутри над носиком кипящего чайника. Затем сделайте снова теплый насыщенный раствор и слейте его в другую чистую банку.

Итак, у вас есть теплый насыщенный раствор соли. Нагрейте его еще немного, накройте банку стеклом и поставьте охладиться. Когда температура раствора приблизится к температуре насыщения, опустите в банку приготовленную ранее >. Поскольку раствор еще недонасыщен, > кристаллик начнет растворяться. Но как только раствор охладится до температуры насыщения, растворение кристаллика прекратится, а вскоре начнется его рост. (Если кристаллик растворится целиком, можно ввести в раствор новую >. )

Когда раствор перестанет охлаждаться, выращивание кристалла можно продолжить. Для этого приподнимите стекло так, чтобы вода испарялась, но пылинки в раствор не попадали. Рост кристалла продолжается два — три дня. Выращивая кристалл, старайтесь банку, не трогать и. не передвигать. Когда кристалл будет готов, достаньте его из раствора и тщательно промокните бумажной салфеткой, иначе он быстро потускнеет.

Теми же способами мы выращивали кристаллы, растворяя в воде порошок медного купороса и роданида калия. В результате выросли очень красивые синие и желтые кристаллы.

Есть еще один способ получения необычных кристаллов — металлической меди.

Положим на дно стакана немного медного купороса и засыплем его мелкой поваренной солью. Прикроем соль кругом, вырезанным из фильтровальной бумаги так, чтобы круг касался стенок сосуда. А сверху положим железный кружок размером немного поменьше (кружок заранее протрем наждачной бумагой и вымоем). Нальем в стакан насыщенный раствор поваренной соли, чтобы он закрыл железный кружок.

Кристаллы некоторых веществ, вынутые из раствора в течение нескольких минут или часов способны > — необратимо разрушаться в результате потери влаги и превращаться в невзрачный порошок. Выращенный кристалл сульфата никеля подвергся выветриванию через 40 минут после удаления из раствора. Это следует помнить при работе с веществами:

— хромокалиевые и железоаммонийные квасцы,

— тиосульфат натрия,

— сульфат натрия,

— соли марганца,

— некоторые соли цинка,

— некоторые соли никеля,

— жёлтая кровяная соль,

Так как в процессе стояния в растворах у многих веществ накапливающиеся определённого состава комплексы (например, аквакомплексы) меняют структуру кристалла (такие кристаллы могут начинать быстрее выветриваться). Какие-то растворы сильно гидролизуются (их ещё можно очистить фильтрованием).

Кристаллы получаются разными по форме в зависимости от того, бро — сите ли вы > на дно сосуда или подвесите ее на нитке. Таким способом можно, например, вырастить >. Для этого надо > нитку, т. е. провести ею несколько раз по кристаллу, а затем опустить нитку в раствор.

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА

Как уже было сказано, мы выращивали кристаллы в разных условиях: Коротко осветим методику опыта:

1. Вначале был приготовлен пересыщенный раствор хлорида натрия путём растворения соли в воде при нагревании (до 60°

2. Из перенасыщенного раствора путём, в одном случае быстрого охлаждения — за окном, в другом случае медленного охлаждения — комнатная температура, была получена затравка — это небольшие кристаллы, выпавшие на дно банок.

3. Мы заметили, что при медленном охлаждении кристаллы выпали более крупные и правильной формы, чем при быстром охлаждении.

Выбрав наиболее крупные и правильные кристаллы, мы привязали их на нитку и опустили в новый горячий перенасыщенный раствор и оставляли на сутки.

Медленное охлаждение осуществлялось так: банку с раствором закутывали в полотенце и мешок (полиэтиленовый).

Быстрое охлаждение осуществлялось так: банку с раствором сразу выставили на улицу.

Кристалл, выращенный при медленном охлаждении, имеет более крупные грани.

Следовательно, при медленном охлаждении можно вырастить кристаллы более правильной формы и с крупными гранями.

4. Процесс кристаллизации быстрее начинается при быстром охлаждении.

Выводы:

1. На рост и форму кристаллов оказывают влияние условия выращивания.

2. Кристаллы, выращенные при медленном охлаждении, имеют более крупные грани.

3. У кристаллов, выращенных при медленном охлаждении чётко видна многослойность.

В дальнейшем мы планируем:

1)исследовать влияние механических воздействий (вращение раствора в сосуде, скорость вращения) на рост и формирование кристаллов;

2)вырастить изделия из кристаллов.

Чешский писатель К. Чапек, восхищаясь природными формами кристаллов в коллекциях Британского музея, в своих > писал: >

Как вырастить кристаллы хромокалиевых квасцов в домашних условиях?

Процесс выращивания кристаллов хромокалиевых квасцов мало отличается от процесса выращивания медного купороса, но сростки кристаллов квасцов легко рассыпаются, поэтому, как ни странно, вырастить монокристалл хромокалиевых квасцов проще, чем вырастить сросток.

Порошок хромокалиевых квасцов имеет черно-фиолетовый цвет, форма их кристаллизации – октаэдр. Раствор окрашен в темный сине-зеленый цвет, но в стакане он выглядит черным. Ни нитку, ни кристалл в нем не видно. Кристалл также можно легко обработать обычной пилкой для ногтей, что говорит о сравнительно небольшой его твердости.

Итак, у нас есть стакан, вещество, нитка и немного воды. Казалось бы, этого достаточно, чтобы вырастить кристалл – но нужна еще одна важная вещь – затравка. Затравка – это небольшой кристаллик вещества, опускаемый в раствор для роста монокристалла. Можно попытаться использовать вместо затравки кусочек проволоки или еще что-то, но обычно это не дает желаемого результата и вместо одного кристалла вырастает много маленьких по всей площади затравки, а этого нам не надо.

Итак, как же получить затравку? В некоторых описаниях рекомендуется найти в исходном веществе кристаллик с длиной ребра хотя бы 1 миллиметр, но даже высыпав все вещество на стол и просидев над ним час, я не нашла ни одного подходящего кристалла. Затравку, на самом деле, получить очень просто. Получаем пересыщенный и оставляем на пару дней. Далее сливаем раствор в другой сосуд (он еще понадобится). На дне должен получится осадок, который легко ломается ложкой (рис.1).

Из него выбираем наиболее правильный кристаллик и привязываем к нитке. Далее готовим пересыщенный раствор на основе старого, нагревая его и добавляя еще вещество (можно использовать и имеющийся осадок) и даем ему остыть. После этого опускаем затравку в раствор и оставляем в месте, не подверженном перепаду температур.

В случае хромокалиевых квасцов, где-то через неделю затравка должна превратиться в кристаллик с длиной ребра около 0,5 см. Монокристаллы этого вещества растут сравнительно быстро, даже если площадь кристаллизации большая. За два с половиной месяца у меня вырос монокристалл хромокалиевых квасцов с длиной ребра в 4 сантиметра.

Время от времени на монокристалле образуются маленькие кристаллики – их называют кристаллами-паразитами (рис.2).

Они легко удаляются пилкой для ногтей – достаточно спилить кристаллик до основания и опустить основной кристалл в раствор – грань будет продолжать расти безо всяких видимых дефектов.

Стоит отметить одну интересную особенность монокристаллов – они «самоизлечиваются», то есть, если придать кристаллу какую-нибудь искусственную форму, и поместить обратно в раствор, он восстановится. К примеру, когда от одного из кристаллов при падении отломился кусок, я поместила кристалл обратно в раствор и за полторы недели этот кусок восстановился безо всяких видимых дефектов. Это происходит из-за природной способности кристаллов к самоогранке, которая, в свою очередь, зависит от кристаллической решетки.

Также интересно наблюдать за тем, как растет кристалл. Для этого обмотаем монокристалл тонкой проволочкой и опустим дня на два в раствор (срок зависит от величины кристалла). Проволочка как бы врастает в кристалл, и постепенно скрывается под новыми слоями вещества.

Если вы не хотите изменять структуру и состав кристалла проволочкой, то для этого же эксперимента подойдут алюмокалиевые квасцы ( K2SO4 · Al2(SO4)3*24h3O ). Порошок этого вещества белый, раствор и кристаллы – бесцветные и прозрачные, но на воздухе мутнеют и разрушаются. Алюмокалиевые квасцы интересны тем, что имеют такую же форму кристаллизации, как и хромокалиевые, это явление называется изоморфизмом.

Возьмем кристалл хромокалиевых квасцов и опустим в пересыщенный раствор алюмокалиевых. Не надо пугаться, если кристалл начнет немного растворяться – это прекратится где-то через 5 минут, когда кристалл приспособится к новой среде. Через некоторое время выньте кристаллл из раствора – получится «кристалл в кристалле» — черный кристал хромокалиевых квасцов, заключенный в оболочку из кристалла алюмокалиевых квасцов.

Смесь же растворов алюмокалиевых и хромокалиевых квасцов может дать поразительное количество оттенков, в которые будет окрашен кристалл – от аметистово-сиреневого до рубинового и от светло-розового до темно-фиолетового. На рис.3 – 5 изображены некоторые вариации цвета.

Кристаллы на рис.3 являются осадком, выпавшим в пересыщенном растворе. Обычно осадок имеет темно-зеленый цвет, как и раствор, но если его положить на марлю и подставить под струю воды, то остатки раствора смоются и останется осадок такого цвета. На рисунке 4 изображен сросток кристаллов, образовавшийся на дне стакана совершенно случайно. Иногда полезно осматривать не только кристалл, являющийся целью эксперимента, но и все остальное, что получается в его ходе.

Если вам покажется, что монокристаллы растут слишком медленно, подумайте о том, что если ребро кубического кристалла поваренной соли равно 1 см, то оно состоит примерно из 3*107 ионов. Ведь для того, чтобы такое большое количество частиц встало на свое место нужно некоторое время, не так ли?

по материалам сайта skolas.lv

Как быстро вырастить кристалл медного купороса в домашних условиях

Как быстро вырастить кристаллы медного купороса

Обычно кристаллы выращивают так: в насыщенный раствор соли на нитке
опускают затравку (небольшой кристаллик), стакан накрывают марлей или
фильтровальной бумагой и оставляют раствор медленно испаряться.
Процедура проста, но ждать, пока вырастет кристалл приходиться недели, а
иногда и месяцы.
А нельзя ли вырастить кристаллы быстрее, например – за день. Конечно
можно, но вместо одного большого кристалла у вас образуется сросток
кристаллов поменьше. Ниже описано, как быстро вырастить кристаллы
медного купороса.
Посмотрим, как изменяется растворимость сульфата меди с температурой
(рисунок).

Сначала растворимость сульфата меди довольно быстро растет с увеличением
температуры, но начиная примерно с 80 °С дальнейшее нагревание почти не
ведет к увеличению растворимости соли.

Приступим к эксперименту. В стакан на 500 мл налейте 300 мл
воды, добавьте туда 200 гр медного купороса и поставьте стакан на
песчаную баню. Включите нагрев. Раствор время от времени перемешивайте,
пока весь медный купорос не раствориться.

Снимите стакан с песчаной бани и поставьте его на керамическую
плитку. Дайте раствору немного остыть и внесите в него затравку –
кристаллик сульфата меди, привязанный к нитке. Затравка может
раствориться, но это не имеет большого значения. При охлаждении раствора
на нитке образуются небольшие кристаллики сульфата меди, но основное
количество сульфата меди выпадет в осадок (поскольку снизу – в месте
контакта стакана с керамической плиткой раствор больше всего
охлаждается).

Извлечем нитку с кристаллами из раствора и повторим процедуру:
снова поставьте стакан на песчаную баню и нагрейте до растворения
осадка. Выключите нагрев (не снимайте стакан с бани), накройте стакан
чашкой петри и дайте раствору частично остыть.

После этого внесите в раствор нитку с кристаллами, снова
накройте стакан и оставьте его на ночь. Утром на нитке образуется гроздь
кристаллов медного купороса размером около 5 см.

При быстром выращивании кристаллов сульфата меди из горячего
раствора затравка не имеет большого значения. В раствор даже можно
опустить нитку без затравки – все равно на ней осядут кристаллики.

Раствор медного купороса, который остался после эксперимента,
пригодится нам, чтобы вырастить большой кристалл медного купороса.
Аккуратно слейте насыщенный раствор с осадка в стакан или банку,
опустите в него на нитке кристаллик купороса. Накройте сосуд марлей и
оставьте его в укромном месте (все делается при комнатной температуре).
В данном случае выбор кристалла для затравки очень важен. Постарайтесь
взять правильно сформированный кристаллик без внешних повреждений.

Amazon.com: 4M 5557 Набор для научных исследований по выращиванию кристаллов — 7 экспериментов в области науки о кристаллах с витринами

5.0 из 5 звезд Этот набор УДИВИТЕЛЬНЫЙ! Я очень рекомендую это
By TuCool, 24 февраля, 2016

Этот набор УДИВИТЕЛЬНЫЙ! Очень рекомендую! Я купил его, чтобы выращивать кристаллы в офисе, в качестве забавного эксперимента, чтобы развлечь меня в разгар сезона, и он не разочаровал.Обязательно внимательно следуйте инструкциям. Я допустил фатальную ошибку с первой попытки и не ждал полных 30 минут, прежде чем добавил кристалл-затравку, и в итоге ничего не выросло. В последующих попытках я выполнил инструкции до Т и смог вырастить красивые кристаллы. Я даже заказал второй набор, потому что результаты были поразительными.

Шаги достаточно просты, и я с легкостью смог вырастить их в своем офисе. Все, что вам нужно, это кипяток, остальное есть в комплекте.Первый шаг — растворить кристаллическую смесь (она выглядит почти как сахар) в горячей воде. Затем вы должны оставить его на 15 минут, а затем переложить в прозрачный пластиковый контейнер, где кристалл будет расти. ПОДОЖДИТЕ ЕЩЕ 30 МИНУТ после того, как вода будет перелита. Этот шаг очень важен, иначе кристаллы не будут расти.

После того, как вы подождали отведенное время, вы бросаете кристаллы. Они содержат синие, красные и белые кристаллы, поэтому вы можете смешивать и сочетать их для создания кристаллов разного цвета.Кажется, что каждый тип кристалла-затравки выращивает кристалл разной формы. Я заметил, что из красных кристаллов вырастет больше кристаллов, похожих на блоки, тогда как из синих кристаллов будут появляться более острые / заостренные кристаллы, которые распускаются. Синий и красный создадут кристалл, который будет выглядеть как комбинация этих двух цветов — он расцветает, но больше похож на блоки. Помните об этом, когда будете выбирать цвета, которые вы делаете.

Вы заметите рост в мгновение ока. Удивительно наблюдать за прогрессом. В инструкции сказано, что до полного роста кристаллов требуется 4-7 дней.Я буду следить за ними и слить воду, когда кристалл вот-вот выйдет из воды. Если вы оставите его слишком долго, кристалл будет выставлен на воздух, он будет образовывать «снежные» наросты на вершине (которые я считаю некрасивыми). На скорость роста будет влиять температура в комнате, а также размер выращиваемого кристалла. Кристаллы хорошо растут при более высоких температурах. Маленькие кристаллы будут расти быстрее, чем большие.

Из каждого мешка с кристаллической смесью можно сделать 1 большой, 2 средних или 4 маленьких.Набор позволяет вырастить 1 большой кристалл, 2 средних кристалла и 4 маленьких кристалла одновременно, потому что это количество контейнеров, которые они предоставляют. Если вы хотите вырастить 3 больших контейнера, вы можете выращивать их по одному, потому что они предоставляют только один большой контейнер. Я считаю, что большие кристаллы самые крутые. В целом это потрясающий комплект. Все в офисе завидуют, и теперь они тоже хотят выращивать свои собственные кристаллы. 5 звезд!!! Я хочу сделать ВСЕ кристаллы!

Как вырастить кристаллы соли в домашних условиях

Фото: Райан Пшибилски / Getty Images / 500px

В ту же эпоху начальной школы, которая дала мне вулканы из папье-маше (пищевая сода, уксус) и гейзеры из кокса и ментоса (кокс, ментос), я научился выращивать кристаллы (воду, соль, нить).Это не было ничего похожего на щетинистую внутреннюю часть жеода, которую я разбил в носке каменным молотком, или на гладкие мутные осколки, которые я нашел в сувенирных лавках музеев естествознания. Кристаллы, которые я выращивал, были тонкими и извилистыми и напоминали сталактиты в миниатюре.

Недавно я снова начал выращивать кристаллы, как напоминание о пассивной ползучести карантинного времени и как лекарство от ползучей тревоги замкнутого существования. Некоторые люди называют себя родителями растений; третьи — дети-зарубки начала 80-х и 90-х годов — помните Pet Rocks? Где-то посередине, помимо тех, кто дал своим закваскам шутливые имена, находятся выращивающие кристаллы, для которых регулярный уход за другим живым существом кажется слишком большим обязательством.Вероятно, нас десятки, с нашими растворами соли, сахара, буры и чего-то, называемого квасцами (которые, как говорят, производят пурпурные октаэдрические кристаллы!).

Мы окунули всевозможные предметы в наши странные хрустальные тушеные блюда: обрывки веревки, старые рождественские украшения, кусочки картона. Они появляются заключенными в маленькие минеральные рукавицы, потому что кристаллы будут расти по контурам и внутри трещин, прилипая к любой форме, которую вы им придаете. Одна идея проекта, которую я видел, требует, чтобы вы вкрутили отрезок устройства для чистки труб в буквы своих инициалов, чтобы получить монограмму, инкрустированную кристаллами.Это кажется скучным, когда вы понимаете, что можно также сделать инкрустированную кристаллами двойную спираль или хрустальный член. Мне нравится, что то, что я добавляю в растворитель, предсказывает то, что выходит из супа. Это утешительно и в высшей степени разумно.

Если вас привлекает перспектива надежной новинки в конце каждой недели, могу ли я предложить вам заняться выращиванием кристаллов? Кристалл соли растет достаточно медленно, чтобы его прогресс мог значимо отмечать течение времени, и достаточно быстро, чтобы этот прогресс ощущался продуктивным.Это ничего не стоит вам, кроме единовременных вложений в соль и нить, и может быть переработано — как только вы закончите выращивать кристалл соли, вы можете раскрошить его на кусочки, нагреть чашку воды и начать весь процесс снова. (Если вы чувствуете себя диким, вы можете добавить в раствор несколько капель пищевого красителя.) Еще одна крутая вещь в кристаллах соли — это то, что они представляют собой кристаллы, спущенные вниз. Крупица соли — это кристалл. Две слипшиеся крупинки соли представляют собой кристалл, но они, , также являются кристаллами. Это дает кристаллам приятную рекурсивную надежность. Вы получаете то, что видите.

Я заметил, что вешаю воспоминания о целых месяцах и годах на несколько важных объектов. Даже сейчас я могу распознать свою семилетнюю жизнь по горстке талисманов: пластиковая точилка на дне коробки с мелками; крекеры из креветок; прекрасный, уродливый кристалл. Насколько я помню, я попросил у мамы собаку, и она спросила меня, согласен ли я на то, что не проливает мех и не гадит коврик, — на рыбу или растение.Я сказал нет, но был заинтригован на следующий день, когда она сказала, что покажет мне, как вырастить питомца, и начала растворять чайные ложки соли в кастрюле с водой на плите. Идея состоит в том, чтобы перенасыщать воду, сказала она мне, — кормить воду ложками соли до тех пор, пока она не перестанет потреблять воду. Она налила раствор в пластиковую чашку, обмотала веревкой палочку для еды и уравновесила ею горлышко чашки, так что несколько дюймов шпагата были погружены в соленую воду.

За неделю на шпагате скопилась сверкающая корка кристаллов соли. Соль и вода устремились друг к другу из рассола — вода в воздух, соль на веревку. Как только раствор был израсходован, у меня остался колючий белый кусок кристаллов соли. Несколько дней я держал его на салфетке и любовался его твердыми краями, которые рассыпались в маленькие клубочки соляной пыли, когда я постучал по ним ногтем. Затем, без церемонии, подобающей даже золотой рыбке, я выбросил ее в мусорное ведро: мой первый солевой кристалл для домашних животных.

В последующие недели я повторил процесс: заменил соль на сахар, нить на деревянную шпажку. Моя мама купила мне полный аквариум гуппи. Гуппи умерли, а кристалл не умер — не смог. В школе я провалил тесты, развил давку, содрал колени, а кристаллу, как какой-то максимально некрасивой кошке, было наплевать. (Я любил это за это.) Были и другие бедствия. Я поссорился с друзьями, обнаружил аллергию на амброзию и полынь, но тихий, жадный рост кристалла на моем столе напомнил мне, что минералы могут быть надежными, когда животные и овощи — нет.

Это все, чтобы сказать: за год, который имел свою долю огромных, непредсказуемых вещей, кристалл стал маленькой, сияющей уверенностью. Море может подняться, а ад может замерзнуть, но индифферентные силы, которые позволяют этим вещам происходить — испарение, конденсация, медленное течение времени — также очень хороши в выращивании кристаллов.

Оставайтесь на связи.

Ежедневно получать информационный бюллетень Cut

Условия использования и уведомление о конфиденциальности Отправляя электронное письмо, вы соглашаетесь с нашими Условиями и Уведомлением о конфиденциальности и получаете от нас электронную переписку.

растущих качественных кристаллов — Химический факультет Массачусетского технологического института

Согласно старому правилу Garbage In = Garbage Out , кристаллическая структура хороша ровно настолько, насколько хорош кристалл, используемый для сбора данных. Поэтому стоит потратить время на улучшение качества ваших кристаллов. Несмотря на то, что выращивание кристаллов — это больше искусство, чем наука, и удача является важным фактором, есть кое-что, что нужно делать, а кое-чего не делать. В следующих параграфах упоминаются некоторые из наиболее важных.Сначала немного теоретических основ о кристаллизации.

Насыщенность и пересыщение

Теоретически кристаллизация должна начинаться, когда концентрация соединения в растворителе выше, чем произведение растворимости этого соединения. Однако обычно кристаллизация кинетически затруднена, и кристаллы растут только из перенасыщенных растворов. Есть несколько способов достичь этого метастабильного состояния перенасыщения.

Самый простой — увеличить концентрацию путем испарения растворителя до начала кристаллизации.Этого можно добиться, если не закрывать крышку пробирки или колбы очень плотно и просто подождать. Многие кристаллы получают из трубок ЯМР. Пробирки для ЯМР обычно закрываются этой маленькой цветной заглушкой в форме бейсболки, которая не слишком тугая. Если его забыть в холодильнике или на лабораторном столе на несколько месяцев, растворитель медленно испаряется из трубки ЯМР, раствор сначала зашивается, затем становится перенасыщенным, и кристаллы растут.

Другой способ получения перенасыщенного раствора заключается в том, что многие соединения лучше растворяются в горячих растворителях, чем в холодных.Горячий раствор, который почти насыщен, может давать кристаллы при комнатной температуре или, при необходимости, ниже. Однако кисты, которые растут при более высокой температуре, часто сдваиваются или демонстрируют статическое расстройство.

Другой способ перенасыщения, часто лучший способ выращивания качественных кристаллов, — это использование бинарных систем растворителей. Вам нужны две жидкости, которые хорошо смешиваются, и ваше соединение должно быть растворимо только в одной из них. Жидкость, в которой растворяется ваше соединение, называется растворителем, другая жидкость — осадителем.Поскольку ваше соединение менее растворимо в смеси двух жидкостей, вы можете выращивать кристаллы, медленно смешивая (не слишком) концентрированный раствор вашего соединения с осадителем. Это может происходить как диффузия жидкость-жидкость, диффузия в газовой фазе или через мембрану (диализ).

Зарождение

Кристаллизации предшествует зародышеобразование, которое происходит либо спонтанно, либо вызвано вибрацией или частицами. Если зародышеобразование начнется слишком быстро, вырастет слишком много слишком мелких кристаллов.На рисунке ниже показана диаграмма равновесия кристаллизации из раствора. Для дифрактонного эксперимента вам понадобится не более одного хорошего монокристалла. Лучший способ вырастить несколько хороших кристаллов, в отличие от большого количества плохих, — это медленно изменять концентрацию в области зародышеобразования, не углубляясь в нее. Образование зародышей (не слишком много) и начальная кристаллизация снизят концентрацию и вернут раствор в область перенасыщения.Здесь растут существующие кристаллы, но не образуются новые зародыши. Вы хотите, чтобы ваша система оставалась там. Это означает, что все изменения в вашей системе должны быть медленными.

Размер Имеет значение

Кристаллы дифракционного качества должны быть относительно большими. Может быть, не совсем в масштабе обручального кольца, но от 0,1 до 0,3 мм в каждом измерении — хорошее число. Чтобы вырастить большие кристаллы, важно избегать большого количества центров зародышеобразования (см. Выше). Кристаллы, которые растут медленнее, имеют тенденцию быть больше.Для кристаллов, которые были выращены путем медленного охлаждения растворителя: это обычно улучшает качество и размер кристаллов, если раствор медленно нагревают до тех пор, пока почти все кристаллы не растворятся снова, а затем очень медленно охлаждают во второй раз. Это может уменьшить количество получаемых кристаллов и обычно улучшает качество и размер.

Я зря потратил время, теперь время тратит меня зря

Хороший кристалл растет медленно. Хорошие временные рамки для эксперимента по кристаллизации составляют от двух до семи дней.Кристаллы, которые растут в течение нескольких минут, обычно не дифрагируют так хорошо, как могли бы.

Методы кристаллизации

Медленное испарение

Как упоминалось выше, это простейший метод выращивания кристаллов. Приготовьте почти насыщенный раствор вашего соединения в подходящем растворителе, переложите по крайней мере пару миллилитров в чистый контейнер, в идеале с большой поверхностью, и накройте. Однако не накрывайте его слишком плотно (алюминиевая фольга с несколькими перфорациями, похоже, подойдет очень хорошо), так как вы хотите, чтобы растворитель испарился в течение следующих дней.Отложите контейнер в сторону и как можно меньше мешайте эксперименту (помните: вибрация может вызвать зародышеобразование).

Преимущества: Easy.
Недостатки: Требуется много материала, начинается с (почти) насыщенного раствора, что может привести к слишком сильному зародышеобразованию, что не очень хорошо для чувствительных к воздуху соединений.

Медленное охлаждение

Приготовьте почти насыщенный раствор вашего соединения с температурой кипения выбранного вами растворителя или близкой к ней.Перелейте раствор в чистую емкость и накройте. Поместите емкость в тепловую баню примерно такой же температуры и дайте медленно остыть. Дьюар с горячей водой часто помогает. Разновидностью этого метода является приготовление насыщенного раствора комнатной температуры и установка емкости в холодное место. Например. thf остается жидким при -80 ° C, что позволяет выращивать кристаллы в бане с сухим льдом и ацетоном (или в морозильной камере -80 ° C).

Преимущества: Легко, лучше всего подходит для умеренно растворимых веществ.
Недостатки: Требуется много материала, начинается с насыщенного раствора (слишком много мелких кристаллов), обычно происходит при высокой температуре, что может привести к образованию неупорядоченных или двойниковых кристаллов.

Диффузия пара

Для этого метода вам понадобится бинарная система растворителей. Выберите две жидкости, которые хорошо смешиваются. Ваше соединение должно быть относительно хорошо растворимым в жидкости с более высокой точкой кипения — мы называем эту жидкость растворителем — и настолько хорошо, насколько хорошо растворяться в жидкости с более низкой точкой кипения, которую мы называем осадителем .Приготовьте раствор вашего компунда в небольшом открытом контейнере. Поместите эту емкость в емкость большего размера, содержащую осадок, и хорошо закройте внешнюю емкость. Со временем более летучий осадитель будет диффундировать по газовой фазе в растворитель, что приведет к перенасыщению, зародышеобразованию и, если все пойдет хорошо, к окончательной кристаллизации. Вы можете регулировать скорость диффузии, изменяя температуру.

Преимущества: Хорошо работает с небольшими количествами, обычно дает хорошие кристаллы, параметры легко контролировать.
Недостатки: Не все так просто, найти два подходящих растворителя может быть сложно.

Диффузия жидкость-жидкость

Как и в случае метода диффузии паров, вам потребуется бинарная система растворителей. В этом случае точки кипения не имеют большого значения, но удельные плотности двух жидкостей должны быть разными. Приготовьте концентрированный раствор вашего компаунда в растворителе и приготовьте осадитель. Перенесите небольшой объем жидкости, имеющей более высокую удельную плотность, в узкую емкость и аккуратно залейте его другой жидкостью.Лучше всего это работает со шприцем и иглой для подкожных инъекций. Со временем два растворителя смешаются, и, если вам повезет, образуются кристаллы. Один из вариантов этого метода — заморозить нижний слой перед добавлением второй жидкости. Это значительно упрощает получение четкого разделения между двумя слоями.

Преимущества: Хорошо работает с небольшими количествами, параметры легко контролировать.
Недостатки: Подобрать два подходящих растворителя может быть непросто.

Сублимация

Сублимация не должна быть предпочтительным методом выращивания кристаллов дифракционного качества. Сублимация обычно происходит при относительно высоких температурах, а это означает, что при формировании кристаллов в системе требуется много энергии. При высокой температуре различия между двумя одинаковыми ориентациями молекул могут стать незначительными, что приводит к двойниковому или статически неупорядоченному кристаллу. Кроме того, кристаллы обычно растут слишком быстро, когда их получают сублимацией, что также может способствовать сплетению или беспорядку.

Конвекция

Конвекция, хотя и несколько экзотическая, может быть хорошим методом выращивания кристаллов высокого качества. Создание температурного градиента в сосуде для кристаллизации путем охлаждения или нагрева его части приводит к медленному и устойчивому потоку в жидкой фазе. Идея состоит в том, что больше вещества растворяется в более горячей части емкости, перемещается в более холодную область, где начинает кристаллизоваться. Кристаллы движутся потоком, попадая в зону гудка, где полностью или частично растворяются.Те, которые растворяются лишь частично, вырастут в своем следующем путешествии из теплого в холодное и обратно в теплое. Несколько сотен кругов могут сделать кристалл очень хорошего дифракционного качества. Скорость в сосуде пропорциональна градиенту тепла, который не должен быть слишком большим, так как слишком быстрая конвекция не оставит достаточно времени для зародышеобразования.

Имитируя конструкцию Дэвида Уоткина (Watkin, DJ, J. Appl. Cryst. (1972), 5, 250.), Чак Барнс придумал следующую идею: «Отрежьте кончик пипетки Пастера примерно на один см выше ее начала. сужающейся части, а затем термосваривайте меньший конец, вы получаете хороший дешевый пузырек для градиента температуры.Поместите суспензию вашего материала в относительно слабый растворитель во флакон и центрифуги, чтобы набить нерастворенный материал в наконечник. После центрифугирования в наконечнике находится твердый осадок (~ 5 мм), покрытый чистым «плохим» растворителем. Закройте флакон тефлоновой лентой и парафильмом. Я делаю нагреватель из керамических резисторов цилиндрической формы, которые обычно можно купить в магазине электроники. Я нашел несколько зеленых на 100 Ом, они хорошего размера. Поместите только кончик флакона с твердой гранулой в нагреватель так, чтобы флакон находился под углом ~ 45 градусов от вертикали.Подайте напряжение, чтобы получить на резисторе около 50 ° C, и у вас будет хороший температурный градиент в пробирке. Если повезет, вы получите кристаллы, растущие во флаконе. Кажется важным убедиться, что у вас есть хороший температурный градиент во флаконе. Если повезет, вы получите кристаллы, растущие во флаконе. Кажется важным убедиться, что весь аморфный материал упакован … нет порошка там, где вы хотите, чтобы кристаллы росли ». Чак добавляет об этом методе: «Временами он давал мне превосходные кристаллы, а иногда давал превосходные кристаллы (меньший разброс мозаики), даже когда кристаллы были получены от испарения.”

Как обращаться со своими кристаллами, когда они у вас есть

Прежде всего: НИКОГДА не удаляйте растворитель ! Часто молекулы растворителя совместно кристаллизуются с вашим соединением, что делает их неотъемлемой частью кристаллической решетки. При удалении маточного раствора из кристаллов кристаллы подвергаются воздействию воздуха (или любого другого газа, который есть в перчаточном ящике), а молекулы летучих растворителей медленно испаряются из кристаллической решетки, оставляя пустые отверстия. Очень маленькие отверстия снижают максимальное разрешение, на которое дифрактирует кристалл, большие отверстия разрушают кристалл.

Не стоит слишком часто менять условия окружающей среды для ваших кристаллов. По возможности оставьте их в покое.

Земля выращивает прекрасные драгоценные камни за считанные минуты — кристаллы могут расти до 3 футов в день в некоторых охлаждающих магмах

Бразильские изумруды в кварц-пегматитовой матрице. Предоставлено: Madereugeneandrew / Wikimedia Commons)

Согласно новому исследованию Университета Райса, Рим был построен не за один день, но некоторые из лучших драгоценных камней Земли были построены.

Аквамарин, изумруд, гранат, циркон и топаз — это лишь некоторые из кристаллических минералов, встречающихся в основном в пегматитах, жильных образованиях, которые обычно содержат как крупные кристаллы, так и труднодоступные элементы, такие как тантал и ниобий. Еще одна распространенная находка — литий, жизненно важный компонент аккумуляторов электромобилей.

«Это один шаг к пониманию того, как Земля концентрирует литий в определенных местах и минералах», — сказал аспирант Райс Патрик Фелпс, соавтор исследования, опубликованного в Интернете в Nature Communications .«Если мы сможем понять основы скорости роста пегматита, это будет один шаг в направлении понимания всей картины того, как и где они образуются».

Пегматиты образуются, когда поднимающаяся магма остывает внутри Земли, и они содержат одни из самых больших кристаллов Земли. Например, рудник Этта в Южной Дакоте содержит кристаллы богатого литием сподумена размером с полень, в том числе один длиной 42 фута и весом около 37 тонн. Исследование Фелпса, Син-Ти Ли из Райса и геолога из Южной Калифорнии Дугласа Мортона пытается ответить на вопрос, давно волновавший минералогов: как такие большие кристаллы могут быть в пегматитах?

Черный турмалин превращается в розовый турмалин в кварцевом пегматите на руднике Стюарт Лития в Калифорнии.Предоставлено: Патрик Фелпс / Университет Райса,

«В магматических минералах размер кристаллов традиционно связан со временем остывания, — сказал Ли, профессор геологии Гарри Карозерса Визса из Райса и заведующий кафедрой наук о Земле, окружающей среде и планетах Райса. «Идея в том, что для роста больших кристаллов требуется время».

Магма, которая быстро остывает, как скала в извергнутой лаве, содержит, например, микроскопические кристаллы. Но та же самая магма, если ее охладить в течение десятков тысяч лет, может содержать кристаллы сантиметрового размера, сказал Ли.

«Пегматиты охлаждаются относительно быстро, иногда всего за несколько лет, и все же они содержат одни из самых больших кристаллов на Земле», — сказал он. «На самом деле главный вопрос:« Как такое может быть? »»

Когда Фелпс начал исследование, его самые непосредственные вопросы были о том, как сформулировать набор измерений, которые позволили бы ему, Ли и Мортону ответить на большой вопрос.

«Это был больше вопрос:« Можем ли мы выяснить, насколько быстро они на самом деле растут? », — сказал Фелпс. «Можем ли мы использовать микроэлементы — элементы, которые не входят в состав кристаллов кварца — для определения скорости роста?»

Потребовалось более трех лет, экскурсия по сбору образцов кристаллов из пегматитовой шахты в Южной Калифорнии, сотни лабораторных измерений для точного картирования химического состава образцов и глубокое погружение в некоторые документы по материаловедению 50-летней давности. создать математическую модель, которая могла бы преобразовывать химические профили в скорости роста кристаллов.

Аспирант Университета Райса Патрик Фелпс использовал катодолюминесцентную микроскопию для измерения химического состава образцов кристаллов. Предоставлено: Линда Вельценбах / Университет Райса

«Мы исследовали кристаллы шириной полдюйма и длиной более дюйма», — сказал Фелпс. «Мы показали, что они выросли за считанные часы, и нет никаких оснований предполагать, что физика будет иной в более крупных кристаллах, длина которых составляет метр и более. Судя по тому, что мы обнаружили, более крупные кристаллы могут вырасти за считанные дни.”

Пегматиты образуются там, где части земной коры вытягиваются и повторно используются в расплавленной мантии планеты. Любая вода, попавшая в корку, становится частью расплава, и по мере того, как тала поднимается и охлаждается, она дает начало многим видам минералов. Каждый образуется и осаждается из расплава при определенной температуре и давлении. Но вода остается, составляя все более высокий процент остывающего расплава.

«В конце концов, у вас останется так много воды, что она станет больше жидкостью с преобладанием воды, чем жидкостью с преобладанием расплава», — сказал Фелпс.«Оставшиеся элементы в этой водянистой смеси теперь могут перемещаться намного быстрее. Скорость химической диффузии в жидкостях намного выше, и жидкости имеют тенденцию течь быстрее. Поэтому, когда кристалл начинает формироваться, элементы могут добраться до него быстрее, а это значит, что он может быстрее расти ».

Кристаллы — это упорядоченное расположение атомов. Они образуются, когда атомы естественным образом образуют этот упорядоченный образец в зависимости от их химических свойств и уровней энергии. Например, в шахте, где Фелпс собирал образцы кварца, многие кристаллы образовались в трещинах, которые открылись, когда пегматит еще формировался.

«Вы видите, как они выскакивают и проходят через слои самого пегматита, почти как жилы внутри жил», — сказал Фелпс. «Когда эти трещины открылись, давление быстро снизилось. Итак, жидкость устремилась внутрь, потому что все расширяется, и давление резко упало. Внезапно все элементы в расплаве перепутались. Они больше не хотят находиться в таком физическом состоянии и быстро начинают объединяться в кристаллы ».

Син-Тай Ли. Предоставлено: Джефф Фитлоу / Университет Райса,

Чтобы определить, насколько быстро кристаллы образца росли, Фелпс использовал как катодолюминесцентную микроскопию, так и лазерную абляцию с масс-спектрометрией, чтобы измерить точное количество микроэлементов, которые были включены в кристаллическую матрицу в десятках точек во время роста.На основе экспериментальной работы, проделанной материаловедами в середине 20-го века, Фелпс смог расшифровать темпы роста по этим профилям.

«Есть три переменные, — сказал он. «Есть вероятность того, что что-то внесут. Это коэффициент распределения. Есть скорость роста кристалла, скорость роста. А еще есть коэффициент диффузии, так как быстро элементарные питательные вещества попадают в кристалл ».

Фелпс сказал, что быстрые темпы роста стали большим сюрпризом.

«Пегматиты довольно недолговечны, поэтому мы знали, что они должны расти относительно быстро», — сказал он. «Но мы показали, что это было на несколько порядков быстрее, чем кто-либо предсказывал.

«Когда я наконец получил один из этих номеров, я помню, как зашел в офис Cin-Ty и спросил:« Возможно ли это? Я не думаю, что это правильно », — вспоминал Фелпс. «Потому что в своей голове я все еще думал о шкале времени в тысячу лет. И эти числа означали дни или часы.

«И Син-Тай сказал:« А почему бы и нет? Почему это может быть неправильно? — сказал Фелпс.«Потому что мы занимались математикой и физикой. Эта часть была хорошей. Хотя мы не ожидали, что это произойдет так быстро, мы не смогли придумать причину, по которой это было неправдоподобно ».

Ссылка: «Эпизоды быстрого роста кристаллов в пегматитах» Патрика Р. Фелпса, Син-Тай А. Ли и Дугласа М. Мортона, 5 октября 2020 г., Nature Communications .
DOI: 10.1038 / s41467-020-18806-w

Исследование поддержано Национальным научным фондом.

Мортон, давний друг и наставник Ли, умер 16 сентября 2020 года.Он был почетным адъюнкт-профессором геологии Калифорнийского университета в Риверсайде.

Вырастите свои собственные радужные кристаллы

Эта радуга кристаллов Идея проекта научной ярмарки — это веселый и легкий научный эксперимент для детей, идеально подходящий для дома или школы (см. Подсказки ниже). Вырастите свои собственные радужные кристаллы, используя всего несколько простых ингредиентов, и наблюдайте, как УДИВИТЕЛЬНЫЕ кристаллы растут за ночь.

Кто знал, что сделать кристаллы радуги будет так просто? Благодаря всего лишь нескольким простым ингредиентам и некоторым научным исследованиям этот научный эксперимент для детей наверняка будет в верхней части их списка любимых.

РАДУГА КРИСТАЛЛЫ

Выращивание собственных кристаллов — это действительно крутая научная деятельность для детей. С этой научной деятельностью не так много практических экспериментов, но наблюдать за происходящими изменениями довольно удобно. Кроме того, когда вы закончите, вы можете повесить кристаллы радуги в окно, как ловец солнца.

Кто не любит видеть, как кристалл радуги буквально растет прямо у них на глазах?

Мы любим выращивать кристаллы на все праздники и сезоны.Кроме того, вам не обязательно использовать только средства для чистки труб. Мы пробовали ракушки, яичные скорлупы и даже вечнозеленые ветки! Узнайте, как выращивать кристаллы буры с помощью очистителей для труб!

Один из наших любимых видов хрусталя — КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ РАКУШКИ. Они просто великолепны и представляют собой такой забавный научный эксперимент для детей!

ПРОЕКТ НАУКИ О РАЗВИТИЕ КРИСТАЛЛОВ

Давайте узнаем, как сделать кристаллы буры, используя в качестве основы средства для чистки труб! Всего несколько простых ингредиентов, и вы легко сможете выращивать свои собственные кристаллы!

Ищете удобные для печати задания и недорогие решения проблем?

Мы вам поможем…

Нажмите ниже, чтобы получить быстрые и простые задания по STEM.

Любите науку? Ознакомьтесь с >>> ПРОСТЫЕ НАУЧНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ ДЛЯ ДЕТЕЙ

НЕОБХОДИМЫЕ ПОСТАВКИ:

9 TBL Borax (обнаруживается со стиральным порошком)
3 стакана воды
Банки или вазы
Палочки для мороженого
Очистители труб радужного цвета

ЧАСТЬ A: ДИЗАЙН РАДУГИ

Давайте проявим эти навыки в STEAM. STEM plus Art = STEAM! Дайте детям пригоршню разноцветных ершиков для чистки трубок и позвольте им придумать свою собственную версию радуги.Включите белые очистители труб, если они хотят включить облака.

Примечание: Это вариант нашего оригинального проекта радужного кристалла , в котором не было облаков!

Подсказка: Еще раз проверьте отверстие банки на размер вашей формы! Чтобы начать работу, легко вставить очиститель для труб, но трудно вытащить его, когда все кристаллы уже сформировались! Убедитесь, что вы можете легко вставлять и извлекать чистящие средства для труб Rainbow!

Используйте палочку для мороженого (или карандаш), чтобы обвязать шнур вокруг очистителя труб.Я использовал небольшой кусок ленты, чтобы удерживать его на месте.

ЧАСТЬ B: РАСТУЩИЕ КРИСТАЛЛЫ

ПРИМЕЧАНИЕ : Поскольку вы имеете дело с горячей водой, настоятельно рекомендуется помощь взрослых!

Вскипятите воду.
Отмерьте бура в миску.
Отмерьте и залейте в миску с порошком буры кипяток. Размешайте раствор.
Будет очень пасмурно.
Осторожно перелейте жидкость в банку (или баночки).
Добавьте радугу для чистки труб в каждую банку и убедитесь, что радуга полностью покрыта раствором.
Поместите банки в безопасное место, где их никто не побеспокоит.

Тссс…

Кристаллы растут!

Вы хотите установить банки в тихом месте, где их никто не побеспокоит. Не дергайте за нитку, не перемешивайте раствор или не перемещайте банку! Им нужно сидеть спокойно, чтобы творить чудеса.

Через пару часов вы увидите некоторые изменения.Позже той же ночью вы увидите, как растет больше кристаллов! Вы хотите оставить раствор в покое на 24 часа.

Не забывайте проверять, на какой стадии роста находятся кристаллы!

На следующий день осторожно вытащите свои радужные кристаллы и дайте им высохнуть на бумажных полотенцах в течение часа или около того…

РАСТУЩИЕ КРИСТАЛЛЫ В КЛАССЕ

Мы сделали эти хрустальные радуги в классе второго класса моего сына. Это можно сделать! Мы использовали горячую воду, но не кипяток и пластиковые стаканчики для вечеринок.Очистители для трубок Rainbow должны были быть меньше или толще, чтобы поместиться в чашке.

Пластиковые стаканчики обычно не рекомендуются для выращивания лучших кристаллов, но дети все равно были очарованы ростом кристаллов. Когда вы используете пластиковые стаканчики, насыщенный раствор может слишком быстро остывать, оставляя примеси в кристаллах. Кристаллы не будут такими прочными или идеальной формы.

Кроме того, вы должны убедиться, что дети действительно не касаются чашек после того, как соберут все вместе! Кристаллы должны оставаться неподвижными, чтобы сформироваться должным образом.После настройки я рекомендую убедиться, что у вас есть место подальше от всего, чтобы хранить количество имеющихся у вас чашек!

КАК ФОРМИРОВАТЬ КРИСТАЛЛЫ

Выращивание кристаллов — это изящный химический проект, который представляет собой быструю установку с использованием жидкостей, твердых веществ и растворимых растворов. Поскольку в жидкой смеси все еще есть твердые частицы, если их не трогать, частицы осядут с образованием кристаллов.

Вода состоит из молекул. Когда вы кипятите воду, молекулы удаляются друг от друга.

Когда вы замораживаете воду, они приближаются друг к другу. Кипячение горячей воды позволяет большему количеству порошка буры раствориться, чтобы создать желаемый насыщенный раствор.

ПРИГОТОВЛЕНИЕ НАСЫЩЕННОГО РАСТВОРА

Вы делаете насыщенный раствор с большим количеством порошка, чем может вместить жидкость. Чем горячее жидкость, тем более насыщенным может стать раствор. Это связано с тем, что молекулы воды отдаляются друг от друга, позволяя растворить больше порошка. Если вода холоднее, молекулы в ней будут ближе друг к другу.

Когда раствор остывает, в воде внезапно появляется больше частиц, поскольку молекулы снова движутся вместе. Некоторые из этих частиц начнут выпадать из взвешенного состояния, в котором они когда-то находились, и частицы начнут оседать на очистителях труб, а также на контейнере и образовывать кристаллы. Как только крошечный затравочный кристалл запускается, большее количество падающего материала связывается с ним, образуя более крупные кристаллы.

Кристаллы твердые, с плоскими сторонами и симметричной формой и всегда будут такими (если только примеси не помешают).Они состоят из молекул и имеют идеально расположенный повторяющийся узор. Некоторые могут быть больше или меньше.

Позвольте вашим радужным кристаллам творить чудеса в мгновение ока. Нас всех впечатлило то, что мы увидели, когда проснулись утром! Идите и повесьте их в окно, как ловец солнца!

ВОЛШЕБНЫЕ КРИСТАЛЛЫ РАДУГИ ДЛЯ ДЕТЕЙ!

БОЛЬШЕ ВЕСЕЛЫХ НАУЧНЫХ ПРОЕКТОВ «РАДУГА» …

Радуга в банке

Как сделать радужную слизь

Rainbow Activities

Make A Walking Rainbow

Проекты Rainbow Science Fair

Ищете удобные для печати задания и недорогие решения проблем?

Мы вам поможем…

Нажмите ниже, чтобы получить быстрые и простые задания по STEM.

Как сделать кристаллы сахара быстрыми — готовить до вкусного
Как сделать кристаллы сахара быстрыми
Хорошо, вы, вероятно, уже знаете, что это наш третий вариант этого эксперимента. Первый раз был на палке, а второй — на веревочке. Оба дали одинаковые результаты — нам потребовалась неделя или около того, чтобы вырастить кристаллы больше.
Благодаря отзывам друга моего сына и небольшим дополнительным исследованиям я наконец обнаружил, что регулировка соотношения воды и сахара заставит кристаллы расти быстрее.Ранее мы использовали 1 стакан воды на каждые 2 стакана сахара.
Замена 1 стакана воды на каждые 4 стакана сахара даст потрясающие результаты. Вы не поверите, но через 4 часа кристаллы сахара уже выглядят так, как будто они выращивались 7 дней.
Как сделать сахарные кристаллы быстрыми в домашних условиях
Если вы следовали за мной с самого начала, вы, вероятно, уже читали или даже пробовали мои рецепты леденцов. Я опубликовал несколько из них.
Вот рецепт приготовления леденцов на палочке, другой, показывающий, как это делать на веревочке, и рецепт жезов леденцов.
Мне понравились эти рецепты, потому что это научные эксперименты на кухне, которые я проводил с детьми. Это отличный способ включить некоторые научные знания (и много терпения), обучая их основным кухонным навыкам и умению ценить пищу.
Это все равно что поразить множество птиц одним камнем. Лучше, чем просто ударить два, правда?
Если серьезно, в наши дни мне нужно чем-то занять детей, чтобы я был в здравом уме. Иногда я просто хочу отдохнуть от беготни и ссор из-за того, кто может выбирать, в какую игру играть или какой фильм смотреть.
К счастью, они всегда готовы принять небольшие вызовы, поэтому иногда их легко отвлечь от превращения дома в полный беспорядок.
Когда мы впервые начали делать кристаллы из леденцов, наше терпение было испытано очень тяжело, в том числе и мое. Чтобы вырастить кристаллы желаемого размера, потребовалось 7 дней. Дети продолжают проверять их каждые несколько часов или около того.
Представьте, что вы слышите их нытье по сто раз в день!
Хотя, надо сказать, оно того стоило. Я добился того, чему хотел, чтобы дети научились — немного химии выращивания кристаллов с использованием затравочных кристаллов.Это прекрасная возможность рассказать им о насыщенных растворах, растворителях, растворенных веществах и осадках.
Затравочный кристалл в этом эксперименте представляет собой влажную палочку или нить, скрученную или обмакнутую в сахар. Это место, где кристалл будет формироваться и расти позже в процессе.
Насыщенный раствор — это раствор, который содержит больше сахара, чем может растворить вода.
Растворенное вещество относится к сахару, растворитель — к воде, а осадок — это кристаллы сахара, которые образовались в результате.
Как я уже сказал, первые несколько экспериментов заняли у нас неделю. Но один из друзей моего сына сказал ему, что можно сделать кристаллы сахара за считанные часы.
Я поискал это в Интернете и почти ничего не нашел. Мне нужно провести еще немного исследований и, наконец, узнать, как быстро сделать кристаллы сахара.
Я так рада провести с детьми еще один эксперимент, чтобы они были заняты. На этот раз это стало соревнованием — мальчики против девочек — кто сможет сделать самый большой кристалл сахара за 4 часа.
Как образуются кристаллы сахара
Одним из ключевых процессов формирования кристаллов сахара является обеспечение наличия затравочного кристалла. Без сахара в палочке или нити кристаллы практически не за что могут держаться, поэтому будет сложно заставить их расти.
Это затравочный кристалл, который способствует росту кристаллов сахара, поэтому важно не пропустить этот шаг.
Первой фазой процесса создания кристаллов является зародышеобразование, при котором молекулы сахара превращаются в кристаллы, когда они сталкиваются друг с другом и снова сталкиваются друг с другом.
В тот момент, когда образуется маленький кристалл, у вас есть точка зарождения. Когда другие молекулы сахара цепляются за него или присоединяются к нему, кристалл становится больше.
Короче говоря, затравочные кристаллы являются точкой зарождения, и именно там в конечном итоге образуются молекулы сахара.
Чувствуете себя немного чокнутым?
На самом деле… без этого эксперимента мне было бы трудно заставить детей ценить науку, лежащую в основе кристаллов.
Заключение
После этого эксперимента мы проверили, кто победил в конкурсе по выращиванию кристаллов.
У каждой команды по 4 фляги, а команда, которая вырастила самые большие кристаллы, — это команда девушек! Судя по всему, мальчики недоварили смесь, поэтому им потребуется больше времени, чтобы вырастить свои кристаллы больше.
Относительно, их кристаллы были не такими уж маленькими, просто девочки увеличивали свои кристаллы, потому что они следовали инструкциям до футболки.
В целом, это было забавное занятие. Хотя я просто хочу повторить, это требует присмотра взрослых. Так что не оставляйте детей наедине с собой.
Распечатать часы значок часов Они похожи на небольшой научный эксперимент прямо у вас на кухне.
4 стакана воды
16 стаканов сахарного песка
Дополнительно: 4 капли пищевого красителя , 4 разных цвета
Дополнительно: 1 чайная ложка ароматического экстракта или масла , 4 разных вкуса
Другие кухонные принадлежности, которые вам понадобятся:
16 бамбуковых конфетных палочек
8 прищепок
8 высоких узких стаканов или банок
Конфетный термометр
ШАГ 1 — Подготовьте все необходимое, начав с банок и затравочные кристаллы.
Вымойте банки и ополосните горячей водой.
Отрежьте 8 шампуров немного выше высоты банок. Убедитесь, что они чистые, прежде чем намочить и обвалять или обмакивать в сахар. Положите его на тарелку, чтобы он высох.
ШАГ 2 — Налейте воду и сахар в кастрюлю и доведите до кипения на среднем или сильном огне. Время от времени помешивайте, чтобы сахар не кристаллизовался на стенках кастрюли или чтобы сахар не подгорел.
ШАГ 3 — Поместите термометр для конфет и подождите, пока температура не достигнет 230 градусов по Фаренгейту (или 110 градусов по Цельсию).Это должна быть точная температура, потому что при меньшем кипячении кристаллы сахара образуются дольше; слишком сильное кипячение приведет к кристаллизации сахара еще до того, как вы положите семенные палочки.
БЫСТРЫЙ СОВЕТ. Убедитесь, что термометр не касается дна кастрюли, чтобы обеспечить точное считывание температуры. Это самый точный термометр, который я нашел по разумной цене. Это единственное, что я использую и рекомендую.
Если сахар начинает слишком сильно пузыриться, уменьшите огонь до среднего.Варите еще несколько минут, пока смесь не станет более густой и прозрачной.
ШАГ 4 — Как только вы достигнете желаемой температуры, снимите кастрюлю с огня и подождите, пока температура не достигнет 220 градусов по Фаренгейту, прежде чем добавлять ароматизатор и краситель.
ШАГ 5 — ВНИМАНИЕ: требуется наблюдение взрослых!
ШАГ 6 — Перелейте смесь в банки — по 2 банки на ароматизатор.
ШАГ 7 — Сделайте перемычку на верхней части банки, используя оставшиеся деревянные шпажки.Вставьте семенную палочку посередине и убедитесь, что от дна банки остается зазор в 2,5 см. Прикрепите семенной стержень к мосту с помощью прищепки.
ШАГ 8 — Оставьте банки на 4 часа вдали от прямых солнечных лучей. Не позволяйте ему сидеть дольше, иначе кристаллы могут начать расти по бокам и на дне банки.
ШАГ 9 — Через 4 часа удалите палочки и дайте кристаллам высохнуть в течение нескольких минут.

Как вырастить собственные хрустальные жеоды
Как сделать и вырастить свои собственные хрустальные жеоды — Классный научный эксперимент для детей — Эти очень простые и простые инструкции основаны на инструкциях Марты Стюарт, но гораздо лучше с большим научным опытом.Используйте натуральную или пластиковую яичную скорлупу, чтобы сделать красивые забавные кристаллы на Пасху, научную ярмарку или в любое другое время!
ПРИКЛЮЧИТЕ НА ПОЗЖЕ!
Выращивание кристаллов — простой процесс, основанный на научных концепциях, но это не быстрый процесс. Я сомневался, готова ли Грейс к процессу, требующему такого терпения.
Потом я увидел это на Pinterest:
Давай. Если бы вы знали, как их делать, смогли бы вы им противостоять? В тот же день, когда я увидел картину, я заказал необходимые принадлежности и приступил к работе с моими девочками.
Это от Марты Стюарт. Мои не такие красивые, как у Марты, но я думаю, что они круче, потому что наши кристаллы намного лучше.
НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ ПОЛУЧИТЬ
ИНСТРУКЦИЮ
Выращивание хрустальных жеодов — интересный научный эксперимент для детей
Я не уверен, что это можно назвать экспериментом. Это больше похоже на рецепт. В любом случае, читайте дальше.
Материалы
Квасцы порошковые
Вы должны убедиться, что получаете правильный вид порошка квасцов, сульфата калия и алюминия.Некоторые коммерческие квасцы содержат калий, а некоторые нет. Если вы получите вид без калия, ваши кристаллы не будут расти. Приобрел из Таласа, компания рекомендовала на оригинальном сайте. Их точно сработает.
Вам также не нужно 5 фунтов. Я сделал дюжину хрустальных яиц и использовал только 2 фунта или около того.
Яичная скорлупа или пластмассовые яйца
Мы использовали комбинацию настоящей яичной скорлупы, сломанной пополам, и пластиковых пасхальных яиц.Вы можете внимательно изучить наши готовые яйца в слайд-шоу ниже, но я не думаю, что была разница между кристаллами, выращенными в пластике, и настоящими яйцами. Все они вышли очень хорошо.
Жеоды выглядели бы лучше, если бы вы разрезали яйцо вдоль, но пробовали ли вы когда-нибудь разбить яйцо вдоль? Это почти невозможно. Джо выдул яйцо и разрезал его пополам своей штукой Dremel, но это большая работа. Я думаю, если вы хотите сделать идеальные жеоды или если вы делаете это для научного проекта, вы можете пойти на все это, но мы делали это просто для развлечения (и чтобы поделиться с вами).
Клей
Я почти уверен, что любой старый клей подойдет. Мы использовали коровий клей (так Грейс называет клей Элмера).
Вы собираетесь покрыть внутреннюю часть каждой яичной скорлупы или пластикового яйца клеем, так что вам понадобится много его.
Кисть
Это нужно только для рисования на клее.
Не забудьте смыть клей до того, как он высохнет. Если вы забудете, то можете выбросить кисть.Спроси меня, откуда я знаю.
Ящик или что-нибудь еще, чтобы сушить яйца
Влажные кристаллы квасцов очень нежные. Фактически, вы можете сбить несколько кристаллов, когда вынимаете влажную жеоду из раствора. Вам понадобится какой-то контейнер, который позволит каждой жеоде высохнуть без толчков.
Коробку, которую мы использовали, прислала нам компания по производству сливок International Delight. Не знаю, можно ли купить эти коробки в магазине или нет.Это было действительно удобно как для сушки, так и для хранения наших жеодов.
Если у вас возникли проблемы с чем-то, можно отрезать кольца от рулона туалетной бумаги и положить в них влажные яйца. Кольца будут подходящего размера и формы, и они будут удерживать жеоды над столом или столешницей.
Чаша с 4 чашками (без изображения) — Это для смешивания раствора.
Ложка или венчик (без изображения) — Для смешивания раствора
Мерная чашка (без изображения) ) — Вам потребуется отмерить ¾ стакана порошка квасцов.
Извините, что выложил только расходники на фото. Я не думал о мисках и прочем, но они явно необходимы.
НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ ПОЛУЧИТЬ
ИНСТРУКЦИЮ
Прежде чем вы сможете выращивать кристаллы
Это похоже на шаг 0.
За день до , когда вы хотите выращивать кристаллы, вы должны подготовить яйца. Сделать это нужно накануне, чтобы клей высох. Я полагаю, вы могли бы просто подождать несколько часов, но клей действительно должен высохнуть и затвердеть, прежде чем вы добавляете его в раствор квасцов.
Сначала покрасьте яичную скорлупу тонким слоем клея. Если вы хотите, чтобы кристаллы росли по краю (для менее аутентичной, но более прохладной на вид жеоды), обязательно нанесите немного клея на внешнюю сторону обода яичной скорлупы.
Более тонкий слой лучше, но, как видите, это не проблема.
Оба моих ребенка были в восторге от рисования яичной скорлупы клеем, поэтому я позволил им заняться этим. Мне пришлось удалить & frac23; клея, чтобы избежать образования луж на дне каждого яйца.Лужи не годятся.
Пока клей еще влажный, посыпьте яйцо порошком квасцов.
Как вариант, вы можете наполнить яичную скорлупу порошком квасцов, обвалять ее и высыпать порошок обратно. Я не рекомендую этот метод, но это то, что мы сделали для большинства наших яиц. Мои дети слишком маленькие, чтобы понимать «окропление»; они мусорщики.
Не пренебрегайте клеем на внешней стороне яйца. Вы можете перевернуть яйцо в небольшую миску с квасцами, чтобы получить эту часть.
Сделайте это сразу для целой связки яичной скорлупы.Это немного беспорядочно, и вы не хотите возвращаться и делать это каждый день или два, по одной яичной скорлупе за раз. Это было бы серьезной болью в шее.
Теперь мы можем выращивать хрустальные жеоды
Ладно, давай яйцам высохнуть на ночь. Теперь вы готовы приготовить раствор квасцов.
Если вы хотите использовать краситель, размешайте его в 2 стаканах воды. Один раз мы использовали краситель для пасхальных яиц и пару раз пищевой краситель. Ни один из них не работал особенно хорошо. Марта Стюарт рекомендует дорогую порошковую краску для яиц, которая должна давать лучшие результаты, но я не хотела выкладывать за это тесто.
В любом случае, мне больше всего понравились прозрачные кристаллы.
Нагрейте воду почти до кипения. Свою ставлю в микроволновку на 5 минут. Он думает, что в это время закипает, но как только я открываю дверцу микроволновой печи, он уходит. Работает для меня.
Налейте ¾ стакана порошка квасцов в воду и помешивайте дольше, чем вы считаете необходимым. Если на дне есть кристаллы, нужно либо перемешивать дольше, либо повторно нагреть раствор, либо и то, и другое. Я обычно кладу свой обратно в микроволновую печь на 2 минуты, и все лишние кристаллы растворяются.
Идея здесь в том, что вам нужен насыщенный раствор . Другими словами, вы хотите, чтобы вода содержала как можно больше порошка квасцов.
Есть тонкая грань между насыщенными и кристаллами, лежащими на дне чаши. Если на дне чаши есть кристаллы, они оттянут квасцы от ваших жеод, и кристаллы в вашей жеоде не станут такими большими.
Если в чаше есть что-то еще — пыль, кусочки клея, неопознанные поплавки — процедите раствор с помощью ситечка.Важно, чтобы там не плавали посторонние биты. (Пару раз пришлось процедить наши.)
С другой стороны, если ваш раствор не насыщен, когда вы кладете яйцо, покрытое порошковой квасцами, в воду, порошок квасцов растворится, и ваше яйцо останется голым. Это случилось с одним или двумя нашими яйцами. У них все еще были кристаллы, но они не покрывали все яйцо, а только дно, на котором они располагались.
В этом проекте хорошо то, что он довольно снисходительный.По мере охлаждения раствора на дне чаши будут образовываться кристаллы. Пока ваше яйцо находится на дне миски, оно будет собирать кристаллы, даже если вы испортили практически все.
Когда вы убедитесь, что смесь достаточно насыщена, бросьте в нее одну или две яичной скорлупы. Мы делали все по два за раз.
А теперь подожди.
Оставь это на завтра. Завтра забери скорлупу и посмотри, как она тебе понравится.Если вы хотите, чтобы кристаллы выросли больше, осторожно (!!) снова погрузите скорлупу в раствор и подождите до следующего дня. Если вас устраивает размер кристаллов, достаньте их и начните заново с парой новых яичных скорлуп.
Гигантский внизу справа внизу, промокший три или четыре дня.
Вы можете продолжать нагревать и повторно насыщать этот раствор квасцов, пока он вам не надоест. Когда это произойдет, вылейте его в канализацию, вымойте миску и готово. Квасцы — это съедобная приправа для маринования, поэтому она полностью безопасна.
Но не ешьте много этого или что-нибудь еще. Безопасность и здоровье — две разные вещи.
Слайд-шоу ниже содержит увеличенные изображения большинства наших кристаллических жеодов. Элли напала на них, прежде чем я успел сфотографировать их всех, и я забыл вернуться и закончить.
Кстати, все они пережили атаку Элли, поэтому кристаллы становятся довольно прочными после высыхания.
НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ ПОЛУЧИТЬ
ИНСТРУКЦИЮ
Наука о кристаллах квасцов
Я не сказал Грейс большую часть того, что ниже.Я делюсь этим сейчас, потому что предполагаю, что вам еще не 5, и у вас больше внимания, чем у нее.
Кристаллы квасцов прекрасно растут, потому что на их рост влияет множество различных факторов.
Вы можете поэкспериментировать со скоростью охлаждения — дайте раствору остыть нормально, охладите его быстрее с помощью нескольких кусочков льда, очень быстро охладите с большим количеством льда (будьте осторожны, если вы используете стеклянную емкость — заморозьте стеклянную емкость. полная горячей жидкости — рецепт разбитой миски и гигантского беспорядка), охладите его очень медленно, поддерживая раствор в сковороде на плите при очень низкой температуре.Один из вышеперечисленных приведет к появлению нескольких огромных кристаллов, а другой — к множеству крошечных кристаллов.
Все вещества имеют предпочтительную кристаллическую форму, в зависимости от расположения атомов или молекул, из которых они состоят. Форма кристаллов сульфата алюминия и калия изометрична. Другими словами, эти квасцы любят делать октаэдры. (Представьте, что две пирамиды слились в основании.) Если вы посмотрите мое слайд-шоу, вы увидите очень мало октаэдров.
source
Загвоздка в том, что кристаллы могут расти в своей предпочтительной кристаллической форме, только если они не сплющены.Если они переполнены (а у вас, скорее всего, будет), они перерастут в любое доступное пространство. Нет ничего необычного в том, чтобы увидеть кристаллы почти трапециевидной формы, подобные приведенному ниже, где октаэдры пересекаются друг с другом. Вы также увидите множество других форм.
Я в некотором роде ботаник, и я пару раз нагрел и пропитал свой раствор и дал ему остыть без яйца внутри, просто чтобы увидеть кристаллы, которые образовались в миске. Я выбрал симпатичные и снова нагрел, чтобы остальные растворились.
Вместо того, чтобы все измерять, вы можете медленно добавлять порошок квасцов, пока он не перестанет растворяться. Это самый надежный способ обеспечить насыщение вашего раствора, но он также требует времени. Я измерил. Работает достаточно хорошо.
Получите эти шаги, приемы и подсказки на удобной трехстраничной распечатке, которой вы будете следовать, проводя собственный эксперимент.
НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ ПОЛУЧИТЬ
ИНСТРУКЦИЮ
.