Creșterea cristalelor la domiciliu: caracteristici, tehnologie și feedback

Este posibil să crească cristale la domiciliu? Să încercăm împreună să găsim răspunsul la această întrebare, să sugerăm metode pentru realizarea acestui experiment.

Știm foarte bine că în natură se găsesc cristale de diferite forme și dimensiuni. În timpul iernii, fulgii de zăpadă împodobesc ferestrele, ramurile copacilor. O parte din cristale sunt produsele activității vitale a anumitor organisme.

intrare

De exemplu, creșterea cristalelor este caracteristică moluștelor care cad în cochilie. După 5-10 ani, formează o frumoasă perlă, unică în aspectul său și strălucirea unică.

Safirele, rubinele, diamantele și alte pietre prețioase pot fi considerate ca cristale. Valoarea cristalelor naturale din industrie, știință, electronică și optică este foarte importantă.

Creșterea cristalelor la domiciliu este o activitate fascinantă, accesibilă cercetătorilor chimiei începători. Este în siguranță, deci adecvat chiar și pentru elevii de școală primară.

Datorită pregătirii atente, are loc o execuție atentă a experimentului, formarea și testarea aptitudinilor de realizare a experimentelor.

Creșterea cristalelor este importantă pentru a începe după ce se vor forma ideile despre stările agregate ale materiei, modalitățile de control al creșterii cristalelor.

Dacă cristalizarea survine la o rată nesemnificativă, se poate aștepta să se obțină un cristal mare. Odată cu creșterea vitezei procesului, se poate conta pe producția de cristale fine policristaline.

Informații importante

Proiectul "Creșterea culturilor" poate începe cu termeni și concepte teoretice. Cristalele numesc starea solidă a materiei. Se caracterizează printr-o anumită formă, numărul de fețe asociate cu locația specifică a atomilor. Cristalele aceleiași substanțe au întotdeauna aceeași formă, dar sunt permise diferențe de dimensiune.

Creșterea cristalelor este asociată cu o modificare a parametrilor termodinamici ai soluției, trecerea soluției într-o stare agregată solidă.

În natură, există multe substanțe diferite care sunt capabile să formeze cristale.

De exemplu, creșterea cristalelor de apă implică o scădere a temperaturii. În procesul de congelare, apa formează fulgi de zăpadă sau cristale de gheață. Într-o schemă similară, formarea cristalelor minerale în anumite procese de formare a rocilor.

Cantități esențiale de roci topite și fierbinți din interiorul pământului sunt soluții minerale.

Când sunt expulzați la suprafața pământului, există o răcire lentă, ceea ce duce la trecerea la o formă solidă.

De exemplu, în granitul de munte se găsesc cristale de minerale: feldspat, cuarț, mica. Acum milioane de ani granit a existat ca o masă topită de minerale. În vremea noastră în scoarța pământului există diferite roci topite, cu răcirea treptată a căreia se formează cristale de diferite specii.

Metodele de creștere a cristalelor variază și depind de structura chimică a substanței, de regimul de temperatură, de utilizarea de componente suplimentare.

Specificitatea procesului

Procesul poate fi împărțit în mai multe elemente separate:

• Natural, asociat educației în natură;
• artificiale.

A doua opțiune este solicitată în următoarele cazuri:

• în scopuri științifice și tehnice;
• la efectuarea lucrărilor extrașcolare, practice și experimentale;
• formarea aleatorie a cristalelor.

Cum poate să apară creșterea cristalului în ultimul caz? Chimie consideră această variantă de cristalizare ca un rezultat neintenționat al experimentului, în care în acest caz nu exista un presupus control din partea cercetătorului. Cristalizarea spontană se observă în prezența unor procese fizice sau chimice suplimentare: evaporarea solventului, oxidarea componentelor soluției.

Caracteristicile fizico-chimice

Creșterea cristalelor de sare se explică prin solubilitatea substanței în solvenți, însoțită de distrugerea structurii cristalului. Căldura necesară pentru un astfel de proces este luată din mediul înconjurător. De exemplu, în cazul dizolvării tiocianatului de amoniu NH₄SCN și iodură de potasiu, schimbarea temperaturii poate fi simțită prin contact direct cu tubul de testare.

De asemenea, creșterea cristalelor de la sare la domiciliu este asociată cu difuzia. De exemplu, după ce ați luat mai multe cristale de permanganat de potasiu (mangan) și le-am dizolvat în apă, se poate observa cum se formează brăzdarele roz în volumul cilindrului. Cu o agitare viguroasă, întreaga soluție obține o culoare roz uniformă. În cazul înghețării sale este posibil să se bazeze pe obținerea de cristale frumoase de permanganat de potasiu.

Creșterea cristalelor pentru copii este mai bine să se ia în considerare clorura de sodiu, sulfatul de cupru (2).

Aspecte importante

La selectarea materialelor pentru efectuarea lucrărilor experimentale, este important să țineți cont de anumite fapte:

• Materia primă nu trebuie să aibă toxicitate. De exemplu, proiectul "Cristale în creștere la domiciliu" pentru copii nu permite utilizarea cianurii de potasiu, sulfatul de sodiu, deoarece atunci când hidrolizează astfel de săruri, se eliberează compuși toxici care pot provoca otrăviri.
• Substanțele selectabile ar trebui să ofere rezultate stabile. De exemplu, cristale de sulfat de sodiu, amoniu de fier și crom acid alum, sare de mangan, cu pierderea umidității, sunt transformate în pulberi de câmpie, dar deoarece acestea nu sunt incluse în setul de creștere a cristalului.
• Costuri acceptabile și disponibilitatea reactivilor selectați. Cum poți să crești cristale? Kiturile pentru copii includ componentele disponibile, precum și recomandări detaliate pentru a face o muncă practică.
• Utilizarea substanțelor stabile. Nu se recomandă selectarea substanțelor care suferă hidroliză reversibilă. Astfel, sărurile de amoniu sunt caracterizate prin absorbanță de apă, apa va intra în reacție, în care este dificil să se aștepte pentru a obține rezultatul dorit.

Ce altceva ar trebui să știe un alchimist tânăr? Cresterea cristalelor implica o anumita secventa de actiuni (algoritm). Numai dacă toate cerințele, etapele de lucru sunt respectate, ne putem aștepta să obținem rezultatul dorit.

Păstrați, de preferință, cristalele în frigider, pentru a nu provoca distrugerea lor. Există câteva substanțe care pot exista într-o formă cristalină stabilă pentru o perioadă de timp destul de lungă.

De exemplu, opțiunea optimă pentru elevii școlari este cultivarea cristalelor din sulfat de cupru, sare de masă. Aceste componente sunt disponibile într-o gamă de prețuri, potrivite pentru caracteristicile lor chimico-fizice, biologice.

Cu o acoperire suplimentară a cristalelor obținute cu un lac incolor, durata lor de viață poate fi substanțial extinsă.

Echipamentul necesar

Cum sa cresti cristalele? Seturi pentru copii includ preparate chimice: sticlă rezistentă la căldură, hârtie de filtru, pâlnie, baghetă de sticlă, reactivi.

Dacă se efectuează experimentul la domiciliu, hârtia igienică (servetele) este permisă în locul hârtiei de filtru, iar vechea cratiță plasată pe placa electrică poate juca rolul băii de apă.

O alternativă la o pâlnie chimică reală este gâtul unei sticle de plastic vechi.

Ce altceva este important de luat în considerare la realizarea experienței "Crystals Growing"? În plus față de cultivarea directă, este important să se obțină abilități pentru a păstra rezultatul activităților experimentale.

Opțiuni educaționale

Există trei opțiuni diferite de formare a cristalelor:

• din topitură;
• din soluție;
• din faza gazelor.

Ca un exemplu de cristalizare din starea topită, se poate observa apariția gheții din apă, precum și formarea de roci vulcanice.

Cultivarea cristalelor din vitriol este un exemplu tipic de tranziție de la o fază lichidă la o stare agregată solidă.

În cazul gazului sau răcirea vaporilor forțelor electrice de atracție asociere a atomilor sau moleculelor în stare cristalină observate. Printre cele mai comune variante ale creșterii artificiale a cristalelor unice, care poate transporta elevi, selectați cristale în creștere de sulfat de cupru. Complexitatea procesului constă în rata nesemnificativă a fluxului său.

Exemplu de lucrare de proiect a unui student

Actualitatea subiectului este că au fost furnizate instrucțiuni detaliate privind cristalele în creștere și au fost obținute rezultate specifice.

Ipoteza proiectului: acasă, puteți să crească cristale unice și frumoase.

Scopul proiectului: creșterea prin cristale proprii de sare de masă.

Obiectivele proiectului:

• să analizeze informațiile teoretice privind problematica cercetării;
• să dezvăluie valoarea sării pentru viața umană;
• cu propriile mâini pentru a crește cristalele de sare de masă;
• clarifică condițiile de formare a cristalelor;
• să evalueze rezultatele obținute în cursul activității practice.

Istoricul istoric

Clorura de sodiu este un produs alimentar comun. În natură, acest compus este găsit ca un mineral de halit, numit și "sare de rocă". Clorura de sodiu este prezentă în cantități semnificative în apa de mare. Acest compus a fost descoperit în țărmurile pământului, pe malurile râurilor, în munți.

Fără o anumită cantitate de sare de masă, multe organisme vii încep înfometare salină. Predatori reaprovizionează deficiența de clorură de sodiu cu carne și sânge de pradă, iarbătoarele lizesc solurile saline.

In ziua de om suficient de 10-15 grame de sare de masă (nu mai mult de 1 lingura), un surplus de substanță chimică duce la boli de rinichi. În antichitate sarea a fost folosită pentru a face monede, 5 sclavi de sare puteau fi cumpărați de un sclav.

În vechii Rome angajați soldații au primit salarii, nu bani. Englezii credeau că o soluție de clorură de sodiu pulverizată pe un lucru, împiedică nefericirea. A fost o sare considerată un simbol al prieteniei și al ospitalității. Există un semn național, potrivit căruia atunci când este împrăștiată, trebuie să ne pregătim pentru eșec, să ne certăm.

În Kievan, materia rusă a venit de la lacurile sărate din Azov și Marea Neagră. A fost o marfă atât de scumpă încât a fost servită doar pe masa pentru oaspeți distinsi.

Există orașe care au apărut pe site-urile de extracție a clorurii de sodiu:

• Solikamsk.
• Solvychegodsk.
• Bursolith.
• Solikamsk.
• Soligalich.
• Sol-Iletsk.

Interesant despre cristale

Tradus din greacă, cuvântul înseamnă "gheață". Ele au o formă, structură, dimensiuni diverse. De exemplu, probele gigantice ajung la o masă de câteva tone. Oamenii vechi au crezut că este posibil să obțină cristalul din gheață, iar din cristal să obțină diamante. Ei erau înzestrați cu proprietăți magice, credeau că cristalele vindecate de bolile mortale, afectează soarta și viața omului.

Există forme speciale de cristale: ramuri, pene, ace, copaci, flori. De exemplu, puteți aduce modele pe ferestre în timpul iernii. Oamenii au învățat să crească rubine artificiale. Sunt necesare pietre pentru industria de bijuterii, precum și pentru fabricarea de mișcări precise de ceas.

practică

Creșterea cristalelor de sare de masă nu implică substanțe chimice speciale. În fiecare casă există sare, folosită pentru mâncare. Cristalele acestui compus chimic sunt cuburi transparente, incolore. Procedura de creștere a cristalelor de sare de masă a fost împărțită în mai multe etape:

• Soluția se dizolvă în apă caldă. Procesul a continuat până în momentul în care substanța a încetat să se dizolve (o soluție saturată).
• Amestecul preparat este turnat într-un alt recipient în care pot fi crescute cristalele finale. Pentru ca praful să nu interfereze cu procesul de cristalizare, se efectuează preliminar filtrarea soluției printr-un șervețel sau hârtie igienică.
• O mică pietricele este atașată la firul care este coborât în ​​soluția pregătită.
• Recipientul este acoperit cu o folie metalizată pentru a evita intrarea de resturi și praf.

Puncte importante

Pentru a obține cristale mari și frumoase, este de dorit să scoatem pietricele fără prea multă nevoie.

În soluția saturată nu ar trebui să se obțină reziduuri, deoarece aceasta va duce la o scădere a ratei de cristalizare, va afecta negativ dimensiunea particulelor formate.

Nu utilizați vopsele în procesul de creștere a cristalelor, deoarece acest lucru nu numai că va afecta soluția, ci va afecta negativ și rezultatul final.

Judecând după recenzii, primele cristale pe filamente se formează la 2-3 zile după începutul experimentului. Treptat cresc în dimensiune, cresc unul pe altul. În final, se formează un cristal transparent de clorură de sodiu destul de mare.

Cultivarea cristalelor de sulfat de cupru

Pentru a obține particule fine de sulfat de cupru, o pulbere de sulfat de cupru poate fi achiziționată la un magazin de feronerie. Această substanță este utilizată în agricultură pentru combaterea microorganismelor dăunătoare care distrug culturile de legume și fructe.

Trebuie amintit faptul că sulfatul de cupru este un compus chimic activ. E otrăvitor! Este necesară spălarea mâinilor după procesul de dizolvare a pulberii și, de asemenea, atunci când se lucrează cu cristale de sulfat de cupru.

În primul rând, trebuie să pregătiți o soluție saturată de sare. În acest scop, pulberea se dizolvă în apă fierbinte până la întreruperea procesului de dizolvare. Apoi, o mică pietricele este atașată la fir, este suspendată într-un recipient cu o soluție de sulfat de cupru astfel încât să nu atingă fundul. Vasul este lăsat deschis pentru o perioadă lungă de timp, temperatura camerei este menținută. Pentru a evita pătrunderea resturilor și prafului, recipientul poate fi acoperit cu folie de alimentare.

În timpul evaporării, pe suprafața soluției apare o crustă, treptat transformându-se în cristale strălucitoare albastre. După 3-4 zile, "semințele" sunt îngroșate cu cristale albastre care seamănă cu pietre prețioase. După trei săptămâni, puteți obține un cristal mare de sulfat de cupru.

Dacă doriți, puteți să vă armonizați cu un kit gata făcut de un chimist tineri, conceput pentru a crește o varietate de cristale.

Așa cum se utilizează o chestiune de fosfat diacid de amoniu, care se adaugă la colorant alimentar sub formă de pulbere. De asemenea, în setul au pietrele necesare pentru „sămânța“ dintr-un recipient din plastic cu capac și de măsurare divizii să crească, pensete, lupă, pentru amestecare cu palete.

Pentru experiment se măsoară 40 ml de apă fierbinte, apoi se toarnă amestecul și se dizolvă în apă cu amestecare prin spatulă. Piatra principală este împrăștiată de-a lungul fundului recipientului, o soluție este turnată în recipient. Acesta este situat într-un loc luminos, de exemplu, pe pervazul ferestrei. Pe masura ce apa se evapora, cristalele de sare de sare apar in recipient. După 2-3 săptămâni, apa se evaporă complet, puteți observa cristale mari de sare de amoniu.

În concluzie

Când efectuați cercetări asupra algoritmului propus mai devreme, puteți să vă bazați pe implementarea sarcinii. Cristalele crescute la domiciliu sunt destul de mari.

În cursul experimentelor independente, un chimist tânăr poate trage următoarele concluzii:

• comparați procesul de creștere a cristalului în diferite produse chimice;
• să analizeze diferențele de culoare, dimensiune, forma cristalelor crescute;
• particulele pot crește odată cu îndepărtarea buruienilor, scăpând de creșteri nedorite;
• procesul de creștere a cristalelor se efectuează odată cu evaporarea apei;
• indicele de temperatură afectează forma și dimensiunea acestora.

Judecând după comentarii, cristalele sunt destul de pretentios, au nevoie de o atitudine grijulie față de ei, respectarea deplină cu temperatura, secvența de acțiuni, utilizarea de „semințe“. Dacă aveți răbdare, atent și să ai grijă de acest proiect, este posibil să se dezvolte pe cont propriu, la cristale de acasă formă neobișnuită, culoare, dimensiune.

Nu trebuie să uităm că omul are nevoie de substanțe cristaline pentru fabricarea mașinilor-unelte, construcția caselor, scopuri casnice.

În interiorul terestru există pietre de o asemenea formă ideală, ca și cum cineva le-a lustruit, le-a lustruit și le-a tăiat calitativ.

Fiecare dintre noi a fost surprins să ia în considerare fulgi de zăpadă impecabili, granule mici de nisip pe malul râului, admirând pietre prețioase și semiprețioase.

Este greu de crezut că natura, fără interferențe umane, a creat aceste substanțe cristaline.

Pentru insuflarea interesului cognitiv în chimie anorganică, dezvoltarea abilităților de proiectare și cercetare, pregătirea generației tinere pentru alegerea apropiata profesiei, experimentele legate de cultivarea de sulfat de cupru home-cristal, clorură de sodiu, poate fi considerată o opțiune ideală. În cursul activității practice, elevii se familiarizează cu materiale teoretice, abilități de lucru experimental, studiază regulile de bază privind siguranța.