Kako uzgajati kvarc kod kuće?

prirodni kristali od rhinestona

SADRŽAJ

• Kako uzgojiti kristal iz soli
• Kako uzgajati kristal iz šećera
• Kako uzgojiti kristal bakrenog sulfata
• Kako uzgojiti kristal kalijeve stipse

Kristali minerala nalaze se posvuda u prirodi. Za njihovo obrazovanje potrebni su posebni uvjeti. Na primjer, rock granit sastoji se od kristali kvarca, feldspata i tinjca, koji su se kristalizirali jedan za drugim kada se magma ohladila.

Prekrasni šesterokutni kristali kamenog kristala izrasli su iz vrućih vodenih otopina zasićenih silicijevim dioksidom SiO2.

kristali prirodnog sumpora

Rombični žuti kristali sumpor izrastao iz sumporovodičnih voda toplih izvora i gejzira.

Na obalama slanih jezera i mora mogu se vidjeti kubni kristali kamene soli - halita; bijeli, crveni, žuti pa čak i plavi kristali karnalita i mirabilita.

Dijamant, najtvrđi kristali, nastali pod ogromnim pritiskom u takozvanim eksplozijskim cijevima (kimberlitne cijevi).

Dakle, priroda je stvorila i nastavlja stvarati kristale minerala. Možemo li vidjeti misterij rasta kristala? Možemo li ih sami uzgajati? Da naravno da možemo. A sada ću vam reći kako to učiniti kod kuće.

KAKO ODGOJITI SOLNI KRISTAL

Uzgojeni kristali soli

Da biste uzgojili kristale kuhinjske (kamene) soli (halit - NaCl), morate staviti posudu s vodom na štednjak i zagrijati vodu do vrenja. Zatim maknite posudu sa štednjaka i u njoj otopite uobičajenu sol iz pakiranja. Neprestano miješajući otopinu, dodajte sol sve dok ne primijetite da se više ne otapa.

Dobivena slana otopina mora se filtrirati i uliti u ravnu posudu, na primjer, u tanjurić. Voda će se ohladiti i početi isparavati, a na rubovima tanjurića i na njegovom dnu vidjet ćete prozirne kocke pravilnog oblika - to su kristali kamene soli, halita.

Možete uzgojiti veliki kristal ili nekoliko velikih kubnih kristala. Da biste to učinili, vunenu nit trebate spustiti u posudu u kojoj ste otopili sol. Kad se otopina ohladi, bit će prekrivena kockama soli. Što se otopina sporije hladi, to će imati više pravilnih kristala. Nakon nekog vremena rast će prestati.

Da biste uzgojili jedan veliki kristal, morate izabrati najispravniji od mnogih kristala nastalih pri dnu, staviti ga na dno čiste čaše i odozgo uliti otopinu iz prethodnog jela.

Odmor je neophodan za rast desnih kristala. Nemojte tresti ili micati stol ili policu na kojoj stoji posuda s rastućim kristalima.

KAKO IZGRADITI KRISTAL ŠEĆERA

Kristale šećera možete uzgajati na isti način kao i kristale soli. Kristali šećera mogu se uzgajati i na drvenim štapićima i mogu biti prekrasan dodatak svakom svečanom slatkom jelu. Boje za hranu dodane otopini obojat će šećer u svim bojama duge.

Kristali šećera

U nastavku je cjelovita uputa, kako uzgojiti kristale šećera na štapićima.

KAKO IZ BAKRENOG JEDRILA IZGRADITI KRISTAL

Bakarni sulfat prodaje se u trgovinama za vrtlare, od njega, a od gašenog vapna, pripremaju "Bordeaux tekućinu" za zaštitu biljaka od gljivica i raznih bolesti.

Za uzgoj kristala bakrenog sulfata (Cu SO4 * 5H2O)  ispravnog oblika, trebate otopiti bakreni sulfat u prahu u vodi na temperaturi od 80 stupnjeva Celzijusa. Na višim temperaturama topljivost bakrenog sulfata opada. Otapajte prah dok otapanje ne prestane. Na kraju žice ili vunene niti pričvršćujemo sjeme - mali kristal istog bakrenog sulfata. Gdje ga mogu nabaviti? Možete potražiti veći kristal u istoj vrećici iz koje ste sipali vitriol u vodu. Ako se to ne pronađe, ostavite otopinu da se ohladi i nakon nekog vremena vidjet ćete male kristale na dnu.

Odaberite jednu i zavežite (ili zalijepite) žicu ili konac. Filtrirajte otopinu. Zatim umočite pripremljeno sjeme (kristal na niti) u njega. Nikada ne uranjajte sjeme u vruću otopinu! Sjeme se jednostavno može otopiti. Veliki kristal bakrenog sulfata raste nekoliko tjedana. Kristal, uzgojen do potrebne veličine, mora biti lakiran, jer će vlaga sadržana u zraku na kraju dovesti do njegovog taljenja i uništenja.

Možete rasti na jednostavan način lijepi kristali bakra... Detaljan opis procesa može se pronaći u detaljnom članku "Kako uzgajati kristale bakra".

Kristali željeznog sulfata uzgajaju se na sličan način, detaljan članak o tome možete pročitati slijedeći vezu u ovom prijedlogu.

KAKO ODGOJITI KRISTAL IZ KALIJSKOG ALUMINA

uzgojeni kristali kalijevog stipsa

Kalijeva stipsa (KAI 2 * 12H2O - mineralna alunit) prodaju se u ljekarnama u obliku praha. Ovo je dobar lijek koji "isušuje kožu" i ubija patogene, ova tvar ne izaziva alergije i nije otrovna. Dobri kristali mogu se uzgojiti iz praha kalijeve stipse. Otapajte stipsa u toploj vodi do zasićenja i filtrirajte otopinu. Nakon nekoliko dana na mirnom mjestu na sobnoj temperaturi, na dnu posude pojavit će se mali kristali.

kalijeva stipsa (spaljena stipsa) može se kupiti u ljekarni

Od ovih kristala morate odabrati nekoliko komada ispravnog oblika i staviti ih u drugu posudu. Zatim se preliju istom otopinom. Sjemenke možete objesiti na tanke niti (mogu se zalijepiti za konac izdržljivim vodonepropusnim ljepilom). Jednom svaka dva do tri dana kristali se moraju prenijeti u novu čašu, otopina se mora filtrirati i rastući kristali moraju se ponovno preliti. Kristali stipsa uzgojeni do potrebne veličine trebaju biti lakirani kako se ne bi otopili od vlage u zraku i ne izgubili oblik.

Poželjno je pripremiti otopine za uzgoj kristala s destiliranom vodom.

Kod kuće možete nabaviti umjetno malahitpomoću bakrenog sulfata i sode za pranje, ali to neće biti lijepi kristali ili ažurni kamen s uzorkom, već zeleni ili prljavozeleni talog na dnu posude (prah). Prekrasan malahit, koji se praktički ne razlikuje od prirodnog, može se dobiti samo na industrijskoj opremi.

Tvornice također uzgajaju kristale mnogih minerala. Ali kod kuće to je nemoguće ponoviti, za to vam je potrebna posebna oprema. Većina kristala (kvarc, ametist, rubin, smaragd, dijamanti, malahit, granati itd.) Uzgaja se u autoklavima od lijevanog željeza pod visokim tlakom. Temperature dosežu 500-1000 stupnjeva, a tlak - 3000 atmosfera.

Kompleti za uzgoj kristala

komplet za uzgoj kristala

Sada su se u trgovinama igračaka, u velikim gradovima, u prodaji pojavili setovi za uzgoj kristala. Od pudera amonijev i kalijev dihidrogenfosfat, kojima se dodaju boje, mogu se uzgojiti zanimljivi prizmatični i igličasti kristali. Kako bi kristali bili dovoljno veliki i lijepi, morate se strogo pridržavati priloženih uputa.

Čudno, ali upute u okviru prikazanom na fotografiji ne pokazuju koja se kemikalija koristi za uzgoj kristala, a koja boja. Inače, dosta je detaljno.

Uzgoj kristala rubina kod kuće dostupan je svima.Za rad nije potreban opremljen laboratorij, stjecanje teorijskih i praktičnih znanja iz područja mineralogije ili kupnja posebnih kemijskih reagensa. Sve što vam treba možete pronaći u kuhinji.

Kućno eksperimentiranje

Savjetuje se početi uzgajati rubine s malim količinama. Prvo se stječe iskustvo, razumije se cijeli proces, a zatim počinje izravni sustavni rad. Sintetičko stvaranje vlastitih ruku neće biti inferiorno u ljepoti i atraktivnosti prirodnim mineralima. Dragulji su traženi među draguljarima, pa uspješno iskustvo može donijeti dodatni prihod ako pronađete prodajno tržište.

Postoji nekoliko načina uzgoja. Savjetuju vam da isprobate sve opcije, a zatim se zaustavite na onoj koja vam se sviđa.

Umjetne dragocjene stijene, koje je stvorio čovjek, ne razlikuju se od prirodnih po kemijskom sadržaju i fizičkim svojstvima. Prednost kućne tehnologije je ta što vam omogućuje stvaranje savršeno čistih pasmina. U prirodi se to događa iznimno rijetko. Kvaliteta nakita laboratorijskih uzoraka je prilično dobra. Još jedan plus minerala je njegova cijena. Kamenje je jeftinije od originala koji potječu iz dubokih rudnika.

Organske soli

Lako je uzgojiti kristal rubina iz različitih soli:

• bakreni sulfat;
• kalijeva stipsa;
• obična sol.

Najduži postupak na bazi soli, najljepši primjerci dobivaju se od vitriola. Proizvodnja kristala rubina temelji se na sljedećim fazama:

1. Priprema posude. Trebao bi držati sol i zasićenu slanu otopinu. Uzmi toplu vodu. Proces je postupan. Razrijedite dvije žlice vodom, dobro promiješajte. Zatim posolite i promiješajte. morate prskati dok se sol ne prestane otapati. Kako bi se uskladili s omjerima, uzimaju na znanje: tablicu topljivosti različitih soli u 100 ml vode, njihov odnos s temperaturom tekućine.
2. Filtriranje otopine. Otopina mora biti čista. Nečistoće prljavštine pokvarit će strukturu kamena. U njemu će biti vidljivi nedostaci. Otopina ostaje 24 sata. Tijekom tog razdoblja na dnu spremnika nastaju kristali. Oni će činiti temelj rubina.
3. Umjetni rast minerala. Za kamen nastao na dnu čaše vezana je ribarska vrpca. Omotan je oko olovke ili drvenog štapa. Uređaj je instaliran na spremniku. Kristal se suspendira u otopini. Voda nastoji ispariti, zasićena slana otopina oslobađa višak koji je fiksiran na rezultirajući uzorak.
4. Dodavanje otopine soli. Vodi je uvijek potrebna određena količina, ako je postane premalo, kristal će prestati rasti. Na normalnoj sobnoj temperaturi, voda se dodaje svaka 2 tjedna.

Da biste dobili rubine kod kuće, morat ćete čekati oko 3 mjeseca. Zatim se kamen oslobađa iz slane otopine, osuši mekom salvetom. Uzorak je prekriven bezbojnim lakom za nokte u nekoliko slojeva.

Savjeti iskusnih proizvođača kristala. Otopina soli mora biti na istoj temperaturi kao voda u posudi. Kristal raste čak i pri nešto nižoj temperaturi, ali visoki porasti otopina kvare i zaustavljaju rast.

Uređaji za rad kod kuće

Za stvaranje rubina kod kuće potreban vam je aparat nazvan po njegovu tvorcu Verneuilu. Izumiteljeva tehnika omogućuje uzgoj rubina težine 30 karata u 3 sata. Tehnologija je omogućila stvaranje dragocjenog materijala u pravoj količini. Industrijski pogoni počeli su aktivno provoditi razvoj Verneuila. Vrijeme je učinilo svoje prilagodbe, a danas se takav uređaj lako sastavlja kod kuće. Sastavni dijelovi uređaja:

• katetometar;
• mehanizam drmanja;
• bunker;
• plamenik;
• prigušiti;
• uzgoj kristala;
• kristalni držač;
• mehanizam za spuštanje kristala.

Uređaj se koristi za uzgoj ne samo rubina. Često se u uređaju stvaraju plavi topaz, smaragdi i kamenje s prozirnom prozirnom strukturom.

Proces kućne proizvodnje:

1. Prah se ulijeva u lijevak kroz lijevak. Sastav praha je Al2O3, dodatna komponenta je Cr2O3.
2. Plamenik opskrbljuje plamen do dna spremnika.
3. Prah se počinje topiti.
4. Slojevi rastaljenog praha rastući su kristal rubina.

Kroz mehanizam za spuštanje, umjetni mineral se pomiče prema dolje. U uređaju se mogu dobiti različite nijanse. Brzina stvaranja kristala veća je nego u spremniku. Za divljenje rubinu potrebno je samo 3 sata. Za jedan uzorak potrebni su sljedeći volumeni komponenti:

• 6 g Al2O3;
• 0,2 g Cr2O.

Neobrađene kristalne formacije izuzetnog su oblika. Izvorno su slični prirodnim, ali su istovremeno jedinstveni.

Na prvi pogled rad s uređajem težak je i mukotrpan. Zapravo, uređaj koji je izumio francuski izumitelj prije više od 100 godina neće predstavljati posebne probleme. Sastavljen je od dijelova koje praktični ljudi imaju na farmi. Izrada aparata i kupnja praha glavne su faze pripreme.

2>Ekonomski izračuni

Kućna tehnologija uvijek je jeftinija. Možete izračunati cijenu svih komponenti, troškove i odrediti približne troškove dobivenih uzoraka. Što se uzima u obzir od rubina:

• trošak dijelova uređaja;
• troškovi električne energije;
• cijenu za kupnju praha za podnožje kristala.

Čak će i približni izračuni pokazati prednosti. Trošak svih komponenti neće biti ni 500 rubalja. Za takav novac teško je kupiti nakit od rubina lijepog izgleda i izvrsne kvalitete. Postupak ne bi trebao zastrašivati ​​domaće eksperimentatore legitimnošću. Prirodne minerale regulira država, sintetički ne podliježu dokumentima. Ako se donese odluka o otvaranju male proizvodnje, treba je registrirati u skladu s utvrđenom procedurom. Duša će biti na mjestu, rad će donijeti samo zadovoljstvo.

> Dragulj koji sami stvorite postat će na ponos. Majstor će postupno naučiti mijenjati nijanse rubina. Sljedeći korak bit će kreativan rad na dobivenim uzorcima, pretvarajući ih u predmete dizajna interijera i izvorne ukrase.

Uvod

1. Teorija kristala.
Kristali su krute tvari čiji atomi ili molekule zauzimaju određene, uređene položaje u prostoru. Stoga kristali imaju ravna lica. Na primjer, zrno obične kuhinjske soli ima ravne rubove koji sačinjavaju međusobni pravi kut. Metali imaju kristalnu strukturu. Uzmemo li relativno veliki komad metala, tada se na prvi pogled njegova kristalna struktura nikako ne očituje u izgledu komada ili u njegovim fizičkim svojstvima. Metali u svom normalnom stanju ne pokazuju anizotropiju. Ovdje se radi o tome da se metal obično sastoji od ogromnog broja malih kristala izraslih jedan s drugim. Svojstva svakog kristala ovise o smjeru, ali kristali su nasumično orijentirani jedan prema drugom. Kao rezultat toga, u volumenu koji znatno premašuje volumen pojedinih kristala, svi smjerovi unutar metala su jednaki, a svojstva metala su ista u svim smjerovima. Čvrsta tvar, koja se sastoji od velikog broja monokristala, naziva se polikristalni... Monokristali se zovu monokristali... Polikristali nisu ograničeni na metale. Većina kristalnih tijela su polikristali, jer se sastoje od mnogih uraslih kristala. Pojedinačni kristali - monokristali imaju pravilan geometrijski oblik, a njihova su svojstva različita u različitim smjerovima.

Tekući kristali - tvari koje se ponašaju istodobno kao tekućine i kao krute tvari. Molekule u tekućim kristalima, s jedne strane, prilično su pokretne, s druge strane, pravilno su raspoređene, tvoreći privid kristalne strukture (jednodimenzionalne ili dvodimenzionalne). Često se, čak i uz lagano zagrijavanje, poremeti pravilan raspored molekula, a tekući kristal postaje obična tekućina.Naprotiv, na dovoljno niskim temperaturama tekući kristali se smrzavaju pretvarajući se u krute tvari. Pravilni raspored molekula u tekućim kristalima određuje njihova posebna optička svojstva. Svojstvima tekućih kristala može se manipulirati izlaganjem magnetskom ili električnom polju. Koristi se u LCD zaslonima za satove, kalkulatore, računala i najnovije televizore. Poduzimajući velike mjere opreza, moguće je uzgojiti veliki kristal - monokristal.

U normalnim uvjetima, polikristalno tijelo nastaje kao rezultat početka rasta mnogih kristala nastavlja se sve dok ne dođu jedan u drugi, tvoreći jedno tijelo - polikristal (slika 1).

 
Slika 1. Polikristalni bakar

Za uzgoj kristala korisno je znati koji procesi upravljaju njegovim rastom; zašto različite tvari daju kristale različitog oblika, a neke uopće ne tvore kristale; što je potrebno učiniti kako bi kristali bili veliki i lijepi.

Ako kristalizacija teče vrlo sporo, tada se dobiva jedan veliki kristal, ako brzo - mnogo malih kristala. Kristali se uzgajaju na različite načine:

1. Hlađenje zasićene otopine.

S padom temperature topljivost većine tvari opada i za njih se kaže da se talože. Najprije se u otopini i na stijenkama posude pojavljuju sitni jezgreni kristali. Kad se hlađenje sporo odvija, a u otopini nema čvrstih nečistoća (recimo, prašine), nastaje malo jezgri, koje se postupno pretvaraju u prekrasne kristale pravilnog oblika. Brzim hlađenjem pojavljuju se mnogi centri kristalizacije, sam proces je aktivniji i ispravni kristali neće uspjeti (vidi sliku 2)

 
Slika 2. Na stijenkama posude nastalo je mnogo različitih malih kristala

2. Postupno uklanjanje vode iz zasićene otopine

U ovom slučaju, što se sporije uklanja voda, to se bolje dobivaju kristali. Otvorenu posudu s otopinom možete ostaviti na sobnoj temperaturi dulje vrijeme - voda će polako isparavati (osobito ako na vrh stavite list papira ili ga prekrijete gazom). Rastući kristal može se ili suspendirati u zasićenoj otopini na tankoj jakoj niti, ili staviti na dno posude. U potonjem slučaju, kristal se mora povremeno okretati na drugu stranu. Kako voda isparava, dodajte svježu otopinu u posudu (vidi sliku 3).

Slika 3. Kristal dobiven na dnu posude iz otopine bakrenog sulfata s dodatkom strugotine soli i željeza

3. Brzo uklanjanje vode iz zasićene otopine

U tom slučaju dobivaju se kristali pravilnog oblika, s oštrim rubovima, ali mali (otopina je bila u širokoj posudi pored grijača) (vidi sliku 4)

  
Slika 4. Monokristali dobiveni brzim isparavanjem otopine

Uzgoj kristala je zanimljiv, zabavan proces, ali zahtijeva pažljiv i pažljiv stav prema vašem poslu. S vremena na vrijeme kristalizator se mora očistiti: ocijediti otopinu i ukloniti male kristale koji su izrasli na glavnom, kao i na stijenkama i dnu posude. U teoriji, veličina kristala koji se može uzgajati na ovaj način je neograničena. Ako uzgojeni kristal ostane otvoren na suhom zraku, postupno gubi sadržaj vode i pretvara se u neopisiv sivi prah. Kako bi se kristal zaštitio od uništenja, može se premazati bezbojnim lakom.

Metode uzgoja kristala

U istraživačkim laboratorijima i industriji, kristali se uzgajaju iz para, talina i otopina, iz krute faze, sintetiziraju kemijskim reakcijama, elektrolitičkom kristalizacijom, kristalizacijom iz gelova i dr. Trenutno se za dobivanje savršenih kristala velikog promjera najčešće koriste sljedeće metode uzgoja:
- iz plinske (parne) faze pri gradijentu tlaka,
- iz taline pri temperaturnom gradijentu,
- iz otopina s gradijentom koncentracije na sučelju kristal-otopina.

Kristalizacija iz parne (plinske) faze široko se koristi za uzgoj rasutih kristala i epitaksijalnih filmova, tankih (polikristalnih ili amorfnih) premaza, brkova i lamelarnih kristala. Posebna metoda uzgoja odabire se ovisno o materijalu. U metodama uzgoja koje se temelje na fizičkoj kondenzaciji kristalizirane tvari, tvar ulazi u rastući kristal u obliku vlastite pare, koja se sastoji od molekula njihovih asocijacija - dimera, trimera itd. U metodi sinteze u parnoj fazi, spoj koji se može kristalizirati nastaje kao rezultat reakcije između plinovitih komponenti izravno u zoni kristalizacije.

Kristalizacija taline najčešća je metoda uzgoja monokristala. Trenutno se više od polovice tehnički važnih kristala uzgaja iz taline. Tvari koje su najprikladnije za rast taline su one koje se tale bez raspadanja, nemaju polimorfne prijelaze i imaju nisku reaktivnost. Elementarni poluvodiči i metali, oksidi, halogenidi, halkogenidi, volfstati, vanadati, niobati i druge tvari uzgajaju se kristalizacijom iz taline. U nekim slučajevima iz taline se uzgajaju monokristali koji uključuju pet ili više komponenti. Tijekom kristalizacije iz taline važno je uzeti u obzir procese koji utječu na sastav taline (toplinska disocijacija, isparavanje, interakcija taline s okolinom), procesi na fronti kristalizacije, procesi prijenosa topline u kristalu i talini , procesi prijenosa mase (prijenos nečistoća zbog konvekcije i difuzije u talini) ...

Kristalizacija iz otopina koristi se za rast tvari koje se raspadaju na temperaturama ispod tališta. Rast kristala provodi se na temperaturama ispod točke tališta, stoga kristali uzgojeni takvim metodama ne sadrže nedostatke karakteristične za kristale uzgojene iz taline. Kada se kristali uzgajaju iz otopina, pokretačka snaga procesa je prezasićenje. Metodom temperaturne razlike, na primjer, uzgajaju se kristali kalijevog dihidrogenfosfata i amonijevog dihidrogenfosfata. Brzina rasta kristala u takvim uvjetima je oko 1 mm / dan. Kristali težine 400 g rastu u roku od 1,5-2 mjeseca.

Kristali i njihova primjena.

Živeći na Zemlji sastavljenoj od kristalnih stijena, zasigurno ne možemo pobjeći od problema kristalnosti: hodamo po kristalima, gradimo od kristala, obrađujemo kristale u tvornicama, uzgajamo ih u laboratorijima, široko ih koristimo u tehnologiji i znanosti, jedemo kristale, izliječiti ih ... Znanost o kristalografiji bavi se proučavanjem raznolikosti kristala. Sveobuhvatno ispituje kristalne tvari, ispituje njihova svojstva i strukturu. U davna vremena vjerovalo se da su kristali rijetki. Doista, prisutnost velikih homogenih kristala u prirodi rijetka je pojava. Međutim, fino kristalne tvari su vrlo česte. Tako su, na primjer, gotovo sve stijene: granit, pješčenjaci, vapnenac kristalne. Kako su se metode istraživanja poboljšavale, tvari koje su se prije smatrale amorfnima pokazale su se kristalne. Sada znamo da su čak i neki dijelovi tijela kristalni, na primjer, rožnica oka, vitamini, mijelinska ovojnica živaca su kristali. Dugi put pretraživanja i otkrića, od dubinskog mjerenja vanjskog oblika kristala, do suptilnosti njihove atomske strukture još nije dovršen. No, sada su istraživači prilično dobro proučili njegovu strukturu i uče manipulirati svojstvima kristala.

Kristali su lijepi, moglo bi se reći, neka vrsta čuda, privlače k ​​sebi, posredna su veza između žive i nežive materije.Kristali se mogu roditi, ostariti, uništiti. Kristal, kad naraste na sjemenu (na embriju), nasljeđuje nedostatke upravo tog embrija.

Kristal je čudesan po svojim svojstvima, obavlja različite funkcije. Ta su svojstva svojstvena njegovoj strukturi koja ima rešetkastu trodimenzionalnu strukturu. Kao primjer uporabe kristala možete uzeti kvarcni kristal koji se koristi u telefonskim slušalicama. Ako se na kvarcnu ploču mehanički djeluje, tada će u njoj nastati električni naboj u odgovarajućem smjeru. U cijevi mikrofona kvarc pretvara mehaničke vibracije u zraku uzrokovane zvučnikom u električne vibracije. Električne vibracije u pretplatničkoj cijevi pretvaraju se u vibracijske i, prema tome, on čuje govor. Budući da je rešetka, kristal je fasetiran i svaka je strana, kao osoba, jedinstvena. Ako je lice gusto pakirano u rešetku s česticama materijala (atomi ili molekule), onda je to lice koje sporo raste. Na primjer, dijamant. Njegova lica imaju oblik oktaedra, vrlo su gusto prepuna atoma ugljika, pa se zbog toga razlikuju po sjaju i snazi.

Praktični dio

Naziv radnog mjesta: Uzgoj kristala kuhinjske soli, bakrenog sulfata i šećera kod kuće

Cilj: Uzgojite kristale iz zasićenih otopina soli, bakrenog sulfata, šećera i uvjerite se iskustvom da kristali ovih tvari imaju pravilan oblik.

Relevantnost odabrane teme.

Svijet oko nas sastoji se od kristala, možemo reći da živimo u svijetu kristala. Stambene zgrade i industrijske građevine, zrakoplovi i rakete, motorni brodovi i dizel lokomotive, stijene i minerali sastoje se od kristala. Jedemo kristale, s njima liječimo i djelomično su napravljeni od kristala.
Kristali su tvari u kojima su najmanje čestice "zapakirane" određenim redoslijedom. Zbog toga se tijekom rasta kristala na njihovoj površini spontano pojavljuju ravna lica, a sami kristali poprimaju različite geometrijske oblike. Zanimljivo je podrijetlo riječi "kristal". Prije mnogo stoljeća, u snježnim padinama Alpa na području današnje Švicarske, pronađeni su vrlo lijepi bezbojni kristali, nalik čistom ledu. Stari prirodnjaci nazvali su ih tako - "crystallos", na grčkom ledu. Vjerovalo se da se led, dugo u planinama, po jakom mrazu, pretvara u kamen i gubi sposobnost topljenja. Aristotel je napisao da se "kristalos rađa iz vode kad potpuno izgubi toplinu". Još u srednjem vijeku ovaj izraz "kristal" primjenjivao se isključivo na kvarc. Istodobno, većina prirodnih minerala ima kristalnu strukturu. Prve mineraloge zanimao je prvenstveno oblik kristala čija je raznolikost zapanjujuća. Poznati ruski kristalograf E.S. Fedorov, koji je teoretski izveo zakone izgradnje kristala, rekao je: "Kristali sjaje simetrijom". Kristali su zaista toliko lijepi da im se možete diviti satima. Mnogi znanstvenici koji su dali veliki doprinos razvoju kemije i mineralogije započeli su svoje prve pokuse s rastućim kristalima, pokušavajući razumjeti kako nastaju.

I odlučio sam započeti svoj istraživački rad sa ciljem: nabaviti kristale raznih tvari kod kuće.

Svrha studije: proučavanje ovisnosti oblika i veličine kristala o temperaturi

Ciljevi istraživanja:
1. Uzgojite jedan kristal.
2. Uzgojite polikristal.

Predmet proučavanja:
1.otopina bakrenog sulfata
2. otopina kuhinjske soli
3. otopina šećera

Predmet studija: kristali soli i šećera

Eksperiment # 1: Uzgoj kristala soli

Ovaj postupak ne zahtijeva nikakve posebne kemikalije. Kristali natrijevog klorida NaCl su bezbojne prozirne kocke.
Sipao sam jestivu sol u čašu vode na temperaturi od 20 ° C i ostavio nekoliko minuta, prethodno promiješajući. Za to vrijeme sol se otopila. Zatim je dodao još soli i ponovno promiješao.Ponavljao sam ovaj korak dok se sol više ne otopi i slegne na dno čaše. Ovako sam dobio zasićenu otopinu soli. Ulila sam ga u čistu čašu istog volumena, dok sam se riješila viška soli na dnu. Uzeo sam jedan veći kristal kuhinjske soli i stavio ga na dno čaše sa zasićenom otopinom. Već nakon 3 dana bio je primjetan značajan rast kristala. Svakim danom se povećavao. Zatim sam opet učinio istu stvar (pripremio sam zasićenu otopinu soli i umočio ovaj kristal u nju), počeo je rasti mnogo brže - od 0,3 do 0,9 cm u sljedeća 3 dana (vidi sliku 5)

Slika 5. Bezbojne prozirne kocke natrijevog klorida

Pokus br. 2. Uzgoj kristala bakrenog sulfata

Pripremio sam otopinu bakrenog sulfata na sljedeći način: sipao sam vodu u čašu (200 g) i stavio je u lonac s toplom vodom na 50 ° C i počeo otapati 100 g praha bakrenog sulfata. Također, poput otopine natrijevog klorida, ostavljeno nekoliko dana. Prvo, brzim isparavanjem u otvorenoj posudi na stijenkama, dobio sam monokristal bakreni sulfat (vidi sliku 6)

Slika 6. Monokristal, jezgra za polikristal

Zatim sam ga stavio u novu otopinu za daljnji rast na sobnoj temperaturi i u zatvorenu posudu. Nakon 2 tjedna dobiven je polikristal veličine 2,8 cm (vidi sliku 7).

 
Slika 7. Polikristal 2,8 cm

Eksperiment # 3. Uzgoj kristala šećera

Da biste iz šećera uzgojili kristal, morate prokuhati vodu i uliti kipuću vodu u čašu. Zatim počnite sipati šećer u vodu i neprestano miješajte. Nastavite to raditi sve dok se šećer ne prestane otapati, tj. dok otopina ne postane prezasićena.

Uzmite tanki konac koji nije predug. Vežite jedan kraj žice za olovku izravno u središte, a za drugi kraj privežite mali kristal šećera (slika 8).

Slika 8. Sjeme olovke

Olovku stavite na čašu otopine šećera i spustite konac. Onda samo morate pričekati. U najboljem slučaju mali kristal šećera može izrasti za 2-3 dana, a u najgorem slučaju morat ćete čekati zamjetan rezultat jedan i pol do dva mjeseca (slika 9).

Slika 9. Uzgojeni kristal šećera

Zaključak

Proces uzgoja kristala kod kuće vrlo je zanimljiva i uzbudljiva aktivnost koja vam omogućuje da se svjesno povežete sa zakonima prirode. Rad na uzgoju kristala učinio me pažljivijim, proširio mi je vidike, upoznao me sa znanošću, dopustio da se iznenadim. Doživjeti "čudo" uzgoja donijelo mi je puno pozitivnih emocija i živopisnih dojmova. Istraživački rad otvorio mi je vrata u tajanstvenu zemlju kristala i minerala.

Kristali koje sam primio mogu se koristiti na satovima kemije i fizike kao demonstracijski materijal.

Književni izvori:

1. Enciklopedijski rječnik
2. MEGAENCIKLOPEDIJA KIRILA I METODIJE /> 3. Zorky PM Simetrija molekula i kristalnih struktura. Moskva: Izdavačka kuća Moskovskog državnog sveučilišta, 1986.- 232 str.
4. Likhachev VA, Malinin VG Strukturno-analitička teorija snage. - SPb: Znanost. - 471 str.
5. Shaskolskaya M. P. Kristali. Moskva: Nauka, 1985.208 str.
6. Materijali Interneta.

Uradio sam posao: Smolennikov Pavel Sergeevich
učenik 11 "B" razreda

Nadglednik: Krestyannikova Elena Valerievna
nastavnik kemije, 1. kategorija

MSI "Srednja škola br. 12 sela Osakarovka"
akimat okruga Osakarovsky
Regija Karaganda
Republika Kazahstan

Uzgoj kristala - ono što trebate znati!

Uzgoj kristala - proces je vrlo zanimljiv, ali može biti prilično dug. Korisno je znati koji procesi potiču njegov rast; zašto različite tvari tvore kristale različitog oblika, a neke ih uopće ne tvore; što treba učiniti da budu velike i lijepe.
Ako kristalizacija teče vrlo sporo, dobiva se jedan veliki kristal (ili monokristal, na primjer, pri uzgoju umjetnog kamenja), ako brzo, onda puno malih (ili polikristal, na primjer, metali).

Uzgoj kristala kod kuće proizvedene na različite načine. Na primjer, hlađenjem zasićene otopine. S opadanjem temperature topljivost tvari smanjuje (uglavnom bezvodna sol) i za njih se kaže da se talože. Najprije se u otopini i na stijenkama posude pojavljuju sitni jezgreni kristali. Kad se hlađenje sporo odvija, a u otopini nema čvrstih nečistoća (recimo, prašine), nastaje malo jezgri, koje se postupno pretvaraju u prekrasne kristale pravilnog oblika. Brzim hlađenjem pojavljuje se mnogo malih kristala, gotovo nitko od njih nema ispravan oblik, jer mnogi od njih rastu i međusobno ometaju.

Kristal šećera

Uzgoj kristala može se učiniti na drugi način - postupno uklanjanje vode iz zasićene otopine. I u ovom slučaju, što se voda sporije uklanja, rezultat će biti bolji. Ostavite posudu s otopinom dugo otvorenu na sobnoj temperaturi, prekrivajući je listom papira - voda će polako isparavati, a prašina neće ući u otopinu. Rastući kristal može se ili suspendirati u zasićenoj otopini na tankoj jakoj niti, ili staviti na dno posude. U potonjem slučaju, kristal se mora povremeno okretati na drugu stranu. Kako voda isparava, u posudu treba uliti svježu otopinu. Čak i ako je naš izvorni kristal imao nepravilan oblik, prije ili kasnije sam će ispraviti sve svoje nedostatke i poprimiti oblik svojstven ovoj tvari, na primjer, pretvorit će se u oktaedar ako upotrijebite sol krom -kalijevog stipsa, romb ako koristite bakreni sulfat.

Kristali
kalijev aluminij stipsa

Uzgoj kristala - zabavan proces, ali zahtijeva pažljiv i pažljiv stav prema svom poslu. U teoriji, veličina kristala koji se na ovaj način može uzgajati kod kuće je neograničena. Postoje slučajevi kada su entuzijasti primali kristale takve veličine da su ih mogli podići samo uz pomoć drugova.

No, postoje neke posebnosti njihova skladištenja (naravno, svaka sol i tvar imaju svoje karakteristike). Na primjer, ako kristal alum ostane otvoren na suhom zraku, postupno gubi vodu koju sadrži i pretvara se u neopisiv sivi prah. Da biste ga zaštitili od uništenja, možete ga prekriti bezbojnim lakom. Bakrov sulfat i kuhinjska sol otporniji su i s njima možete sigurno raditi.

Kako uzgojiti kristal

Kristal kalijevog jodida
(KI)

Uzgojite kristal mogu biti izrađene od različitih tvari: na primjer, od šećera, čak i kamena - umjetno uzgoj kamenja, u skladu sa strogim pravilima o temperaturi, tlaku, vlažnosti i drugim čimbenicima (umjetni rubini, ametisti, kvarc, citrini, morioni).
Kod kuće, naravno, sve ovo nećemo moći, pa ćemo se ponašati na drugačiji način. Rast ćemo kristali soli... Svi kod kuće imamo običnu kuhinjsku sol (kao što vjerojatno znate da joj je kemijski naziv natrijev klorid NaCl). Pogodna je i svaka druga sol (sol - s kemijskog gledišta), na primjer, možete dobiti lijepe plave kristale iz bakrenog sulfata ili bilo kojeg drugog sulfata (na primjer, željeza). Možete koristiti stipsa (dvostruke metalne soli sumporne kiseline), natrijev tiosulfat (prethodno se koristio za izradu fotografija). Za sve te soli (pa čak i za sol) nisu potrebni posebni uvjeti: napravili su otopinu, tamo stavili "embrij" (sve je to dolje detaljno opisano) i on raste sam za sebe, dodajući svaki dan rast.
Da, otopinu na mjestu gdje vam kristal raste, na primjer, ne smijete bojati bojama ili nečim sličnim - to će samo pokvariti samu otopinu, ali kristal se ipak neće bojati! Najbolji način da dobijete obojene kristale je da odgovaraju boji vaše soli! Ali budite oprezni: na primjer, kristali žute krvne soli imaju crveno -narančastu boju - i otopina se pokaže žutom.
Sada možemo početi!

Uzgoj kristala kuhinjske soli

Kristali kuhinjske soli
(NaCl)

Kristali kuhinjske soli - proces uzgoja ne zahtijeva nikakve posebne kemikalije. Svi imamo kuhinjsku sol (ili kuhinjsku sol) koju jedemo. Može se nazvati i kamenom - sve je isto. Kristali natrijevog klorida NaCl su bezbojne prozirne kocke. Počnimo. Otopinu natrijevog klorida razrijedite na sljedeći način: ulijte vodu u posudu (na primjer čašu) i stavite je u lonac s toplom vodom (ne više od 50 ° C - 60 ° C). Naravno, idealno je ako voda ne sadrži otopljene soli (tj. Destiliranu), ali u našem slučaju možete koristiti vodu iz slavine. U čašu ulijte jestivu sol i ostavite 5 minuta uz prvo miješanje. Za to vrijeme čaša vode će se zagrijati i sol će se otopiti. Poželjno je da temperatura vode još ne padne. Zatim dodajte još soli i ponovno promiješajte. Ponavljajte ovaj korak dok se sol ne otopi i ne slegne na dno čaše. Dobili smo zasićenu otopinu soli. Ulijte ga u čistu posudu istog volumena, a pritom se riješite viška soli. Odaberite bilo koji veći kristal kuhinjske soli koji vam se sviđa i stavite ga na dno čaše sa zasićenom otopinom. Kristal možete vezati koncem i objesiti ga tako da ne dodiruje stijenke stakla. Sada morate čekati. U roku od nekoliko dana možete primijetiti značajan rast kristala. Svakim će se danom povećavati. A ako ponovite istu stvar (pripremite zasićenu otopinu soli i umočite ovaj kristal u nju), tada će ona rasti mnogo brže (uklonite kristal i upotrijebite već pripremljenu otopinu, dodajući joj vodu i potrebni dio jestive soli ). Upamtite da otopina mora biti zasićena, odnosno pri pripremi otopine sol bi uvijek trebala ostati na dnu čaše (za svaki slučaj). Za informacije: oko 35 g kuhinjske soli može se otopiti u 100 g vode pri temperaturi od 20 ° C. S porastom temperature povećava se topljivost soli.
Ovako se uzgajaju kristali soli (ili kristali soli, čiji oblik i boju želite)

Uzgoj kristala bakrenog sulfata

Kristali bakrenog sulfata - uzgajaju se na isti način kao i s kuhinjskom soli: prvo se priprema zasićena otopina soli, zatim se u tu otopinu ubaci mali kristal soli bakrenog sulfata.

Pažnja! bakar sulfat - - kemijski aktivna sol! Stoga, da bi pokus bio uspješan u ovom slučaju, vodu je potrebno uzeti destiliranu, tj. ne sadrži druge soli otopljene u njemu. Također je bolje ne uzimati vodu iz slavine, jer ona prvo sadrži otopljene soli, a drugo, može biti jako klorirana. Nečistoće (osobito karbonati u tvrdom) ulaze u kemijske reakcije s bakrenim sulfatom, zbog čega se otopina jako pogoršava Ako je sve u redu, nastavit ćemo. Odlučite li ne izlijevati otopinu iz posude u kojoj je izvorno rastao mali kristal, objesite kristal tako da ne dodiruje ostale kristale koji su ostali na dnu!

Kristali se uzgajaju ne samo iz otopina, već i iz talina soli. Upečatljiv primjer su žuti neprozirni kristali sumpora, u obliku dijamanta ili izduženih prizmi. Ali ne savjetujem vam da posebno radite sa sumporom. Plin nastao isparavanjem štetan je po zdravlje.
Rast pojedinačnih kristalnih ploha može se izbjeći. Da biste to učinili, ove rubove morate nanijeti otopinom vazelina ili masti.

Uzgoj kristala bakra

:

Kristali bakra (Cu)

Ajmo sad rasti kristali bakra crvene boje... Trebamo bakreni sulfat, kuhinjsku sol, čeličnu ploču u obliku presjeka posude (malo manji opseg. Možete koristiti čelične strugotine ili gumbe), gdje će rasti kristali bakra i krug blot papira u obliku presjeka . Dakle, stavite malo bakrenog sulfata na dno mjehurića (po mogućnosti ravnomjerno po površini). Po vrhu pospite kuhinjsku sol i sve prekrijte izrezanim krugom papira. Na nju stavite željeznu ploču (ili je prekrijte čeličnim strugotinama). Sve to zajedno mora se uliti zasićenom otopinom kuhinjske soli (takvu smo otopinu pripremili od kuhinjske soli). Ostavite spremnik oko tjedan dana. Za to vrijeme će izrasti kristalići bakrene boje. Kad je proces rasta u tijeku, pokušajte ne nositi kontejner, a također je vrlo nepoželjno uklanjati kristale iz otopine.

Možete uzgojiti višebojni i višeslojni kristal. Dobivaju se pripremom otopina stipsa (dvostruke soli sumporne kiseline) i prijenosom naizmjenično uzgojenih kristala iz jedne otopine u drugu.

Ako pomiješate vruće koncentrirane otopine aluminijevih sulfata Al2 (SO4) 3 i kalija K2 (SO4), a dobivenu otopinu ohladite, stipsa će se početi kristalizirati iz nje - dvostruki sulfat kalija i aluminija 2KAl (SO4) 2 • 12H2O . Alum se otapa u vodi na sljedeći način: 5,9 g na 100 g vode na 20 ° C, ali već 109 g na 90 ° C u smislu bezvodne soli. Kad se skladišti na zraku, stipsa će erodirati. Na temperaturi od 92,5 ° C, tope se u kristalizacijskoj vodi, a zagrijavanjem do 120 ° C dehidriraju, pretvarajući se u izgorjeli stip, koji se raspada tek na temperaturama iznad 700 ° C. Molekule vode koje čine stipsa kemijski su vezane s ionima kalija i aluminija, pa soli stipsa imaju formulu koja je ispravnije napisana u obliku složene soli (SO4) 2.

Nešto o tekućim kristalima

Tekući kristali Jesu li tvari koje se ponašaju poput tekućina i čvrstih tvari u isto vrijeme. Molekule u tekućim kristalima, s jedne strane, prilično su pokretne, s druge strane, pravilno su raspoređene, tvoreći privid kristalne strukture (jednodimenzionalne ili dvodimenzionalne). Često se, čak i uz lagano zagrijavanje, poremeti pravilan raspored molekula, a tekući kristal postaje obična tekućina. Naprotiv, na dovoljno niskim temperaturama smrzavaju se pretvarajući se u krute tvari. Pravilni raspored molekula u tekućim kristalima određuje njihova posebna optička svojstva. Njihova svojstva mogu se kontrolirati izlaganjem magnetskom ili električnom polju. Koristi se u LCD zaslonima za satove, kalkulatore, računala i najnovije televizore.

Dakle proces uzgoj kristala kod kuće podijeljen u glavni koraci:

Faza 1: Otopite sol iz koje će izrasti kristal u zagrijanoj vodi (morate je zagrijati tako da se sol otopi malo više nego što se može otopiti na sobnoj temperaturi). Otapajte sol dok ne budete sigurni da se sol više ne otapa (otopina je zasićena!). Preporučujem upotrebu destilirane vode (tj. Bez nečistoća drugih soli)
Faza 2: Ulijte zasićenu otopinu u drugu posudu, gdje se mogu uzgajati kristali (uzimajući u obzir da će se povećati). U ovoj fazi pazite da se otopina ne ohladi previše.
Faza 3: Vežite kristal soli na konac, privežite konac, na primjer, za šibicu i stavite šibicu na rubove stakla (posude) u koju se ulijeva zasićena otopina (faza 3). Umočite kristal u zasićenu otopinu.
Korak 4: Prenesite posudu sa zasićenom otopinom i kristalom na mjesto bez propuha, vibracija i jakog svjetla (uzgoj kristala zahtijeva poštivanje ovih uvjeta).
Korak 5: Pokrijte vrh spremnika kristalom (na primjer, papirom) s nečim od prašine i ostataka. Ostavite otopinu nekoliko dana.

Važno je zapamtiti!

1.Kristal se ne može ukloniti iz otopine tijekom rasta bez posebnog razloga
2.Ne dopustite da ostaci uđu u zasićenu otopinu, poželjnije je koristiti destiliranu vodu
3. pratiti razinu zasićene otopine, povremeno (jednom tjedno ili dva) obnavljati otopinu prilikom isparavanja

Grafikoni topljivosti slane vode

Uzgoj kristala. ŠTO TREBAŠ ZNATI!