Как вырастить интересный кристалла при домашних условиях

Материалы, необходимые для опыта

Список вещей, необходимых для эксперимента:

  • Вещество, из которого планируется сделать камень.
  • Теплая вода, желательно дистиллированная, но не обязательно.
  • 2 стеклянные или пластиковые емкости. Подойдут стаканы или банки, если вы хотите создать большой кристалл. Они должны быть прозрачными, чтобы можно было следить за процессом.
  • Ложка для размешивания раствора.
  • Стеклянная или пластиковая воронка, заложенная ватой или фильтровальной бумагой.
  • Нитка или проволока для подвешивания затравочной крупинки. Лучше брать медную проволоку, так как она мягкая, легко закрепляется. К тому же у нее гладкая поверхность, поэтому кристаллики не будут беспорядочно расти вдоль ее длины, а сконцентрируются вокруг затравки.
  • Палочка для закрепления нити на емкости. Можно взять карандаш. Но лучше использовать палочку от мороженого, потому что она плоская и не будет скатываться, как это видно на фото.
  • Кружочек бумаги чуть больше горлышка банки.
  • Перчатки, фартук.

При проведении опыта берите посуду, которая не используется для приема и приготовления пищи. Если только вы не собираетесь вырастить сольный кристалл (или сахарный).


Вырастить кристаллы соли в домашних условиях можно любой величины.

Выращивание кристаллов медного купороса

Кристаллы медного купороса — выращиваются подобным образом, также, как с поваренной солью: сначала готовится насыщенный раствор соли, затем в этот раствор опускается понравившийся маленький кристаллик соли медного купороса.

Медный купорос- — химически активная соль! Поэтому для удачности опыта в этом случае воду нужно взять дистиллированную, т.е. не содержащую других растворённых в ней солей. Из под крана воду тоже лучше не брать, так как она во-первых содержит растворённые соли, во-вторых может быть сильно хлорированной. Примеси (особенно карбонаты в жёсткой вроде) вступают в химические реакции с медным купоросом, из-за чего раствор сильно портится

Если всё в порядке, — продолжим. Если Вы решили не переливать раствор из ёмкости, в которой первоначально рос маленький кристаллик, тогда подвесьте кристаллик, что бы он не касался других кристалликов, оставшихся на дне!

Выращивание кристаллов производят не только из растворов, но и из расплавов соли. Ярким примером могут служить жёлтые непрозрачные кристаллы серы, имеющие форму ромба или вытянутых призм. Но с серой, особо, работать не советую. Газ, образующийся при её испарении,
вреден для здоровья.

Можно избежать роста отдельных граней кристаллика. Для этого эти грани надо нанести раствор вазелина или жира.

Жидкие кристаллы — это вещества, которые ведут себя одновременно как жидкости и как твёрдые тела. Молекулы в жидких кристаллах, с одной стороны, довольно подвижны, с другой — расположены регулярно, образуя подобие кристаллической структуры (одномерной или двумерной).

Выращивание кристаллов дома с детьми

Самостоятельное выращивание кристаллов дома – один из самых доступных и наглядных естественнонаучных опытов. Самый простой опыт можно организовать буквально «из ничего», вам потребуется только поваренная соль и нитка с узелком, которую нужно опустить в насыщенный раствор соли. Идеально, если вы засели с ребенком дома на карантине!

Но можно не останавливаться на этом, а вырастить красивые сложные цветные кристаллы, как, например, это сделал Елена МИРОНЕНКО (УФ Смотрительница маяка).

Возможно, ваш ребенок когда-нибудь спрашивал вас, как вырастить бриллиант? Синтезировать бриллианты, а точнее алмазы, самостоятельно не получится, поскольку воспроизвести необходимые условия (например, высокое давление и температуру) дома не представляется возможным. Но, если вас завораживает блеск и геометрическая точность граней драгоценных камней, вы можете попробовать самостоятельно вырастить кристаллы – удивительные по красоте и правильности формы. В отличие от синтеза бриллиантов, процесс этот воспроизводим и в домашних условиях, а технология доступна даже маленькому ребенку (присмотр взрослых обязателен!). Буквально за несколько дней вы можете получить вот такие «сокровища».

Внешне эти кристаллы напоминают драгоценные камни, над которыми поработал огранщик. Но не все они выделяются большими ровными гранями и завораживающей красотой. Невзрачные крупинки соли и сахара – тоже кристаллы! И все-таки общее у этих веществ есть.

Как и все вещества, кристаллы состоят из атомов, ионов и молекул. Частицы вещества в них всегда располагаются в строгом и при этом закономерно повторяющемся порядке. Представьте себе трехмерную конструкцию из частиц (кристаллическую решетку), повторяющуюся во всех направлениях и образующую грани. Этим обусловлена правильная геометрия сформировавшихся кристаллов – они имеют форму симметричных многоугольников.

В природе кристаллы образуются при переходе некоторых веществ из газообразного или жидкого состояния в твердое. Основной способ образования – кристаллизация из расплавов и растворов. Важный фактор – скорость понижения температуры и наличие центров кристаллизации: каких либо дефектов, на которых начинает осаждаться кристаллизуемое вещество.

По понятным причинам, для выращивания кристаллов в домашних условиях используются перенасыщенные растворы, а не расплавы. Чтобы получить быстрый и эффектный результат, хорошо подойдет сульфат алюминия-калия (алюмокалиевые квасцы), химическая формула KAl(SO4)2●12H2O. Это вещество часто входит в состав готовых наборов для выращивания кристаллов.

Через некоторое время вы заметите, что кристалл замедлил свой рост, а потом и вовсе перестал расти. Это произошло из-за того, что раствор перестал быть насыщенным – часть растворенных в нем солей ушла на строительство, другая часть выпала в виде осадка на дно. Если вы хотите увеличить размер кристалла, следует приготовить свежий раствор. Мы взяли банку с осадком из нерастворившейся соли и перелили туда жидкость с осадком. Дальше повторяем манипуляции с подогревом на водяной бане и, при необходимости, добавляем еще соли. Опускаем «ожерелье» в новый раствор, и через пару дней получаем внушительный «кулон».

Как вырастить кристалл из продуктов дома и что для этого нужно

Выращивание кристаллов возможно не только в химической лаборатории, но и дома. Это интересное и увлекательное занятие, которое наверняка вызовет азарт не только у ребенка, но и у взрослого. Наблюдать за образованием и постепенным разрастанием кристаллической массы очень занятно, тем более, что для этого не нужны дорогостоящие вещества или особые навыки.

В том, как вырастить кристалл дома, поможет обыкновенная поваренная соль. Причем, нужна не «Экстра», а каменная. Не стоит применять йодированный продукт, поскольку он практически не кристаллизируется. Также для этой цели может использоваться сахар, сода или медный купорос. Если хочется получить цветной камешек, следует окрасить продукт марганцем или любым бытовым красителем.

Искусственный кристаллик можно использовать в качестве украшения интерьера, для ребенка это отличная возможность сделать красивую вещицу своими руками. Именно потому интерес к созданию подобных элементов в последнее время все более и более возрастает.


В том, как вырастить кристалл дома, поможет обыкновенная поваренная соль. Причем, нужна не «Экстра», а каменная. Не стоит применять йодированный продукт, поскольку он практически не кристаллизируется. Также для этой цели может использоваться сахар, сода или медный купорос. Если хочется получить цветной камешек, следует окрасить продукт марганцем или любым бытовым красителем.

Выращивание кристалликов из морской соли

Подойдёт любая морская соль для ванной, которая продаётся в аптеках и обычных супермаркетах.

  • морская соль — 100 г;
  • ёмкость для раствора соли;
  • дистиллированная вода;
  • фильтровальная бумага;
  • леска (по желанию);
  • кастрюля.

Инструкция по выращиванию кристаллов:

  1. В ёмкость наливаем воду и мелкими порциями засыпаем в неё соль, постоянно помешивая до полного растворения.
  2. Далее пропускаем раствор через фильтровальную бумагу.
  3. После этого помещаем ёмкость с раствором в кастрюлю и разогреваем на водяной бане до горячего состояния.
  4. Из выпавших кристаллов отбираем самые крупные, раствор снова фильтруем.
  5. Подвязываем кристаллы на леску и повторяем процедуру фильтрования раствора каждые несколько дней, как с медным купоросом.

В результате через месяц получатся кристаллы размером до 2–3 см.

Какого цвета была морская соль, такого будут и кристаллы. Если соль бесцветная, можно использовать красители.

Однако они по-своему красивы благодаря уникальной форме каждого кристалла. К тому же их можно окрасить в различные цвета. Для этих целей подходит краска для принтеров или раствор из содержимого фломастеров.

Что нужно для выращивания кристаллов в домашних условиях?

Для выращивания кристалла потребуется от 1 до 7 месяцев в зависимости от желаемых габаритов. Прежде чем начинать его изготовление, необходимо позаботиться о создании подходящих условий. В помещении не должно быть влажности и значительных перепадов температур. Также надо подготовить инвентарь для создания раствора:

  • емкость из эмали либо стекла требуемого объема;
  • палочка для размешивания из дерева, эмали либо стекла;
  • фильтровальная бумага либо качественные салфетки.
Читайте также:  Икра из зеленых помидор на зиму: лучшие рецепты объедение с фото

Для изготовления камня понадобятся вода и ингредиенты, указанные в избранном рецепте. Можно воспользоваться готовым набором для производства камней, который есть в продаже. Во время процесса создания камня необходимо надеть резиновые перчатки, головной убор (платок, медицинский чепчик). Соблюдение этих мер предотвратит попадание волос в жидкость и убережет руки от воздействия концентрата. При воздействии раствора на воспаленную или пораненную кожу возникают болевые ощущения и состояние кожных покровов усугубится.


Уже через месяц магический кристаллик увеличится до размера боба. По истечении 3-х месяцев его диаметр достигнет 3,5 см. Далее солевой камень будет продолжать рост. За процессом выращивания кристалла удобно наблюдать, если он находится в прозрачной посуде. Когда он увеличится до нужного размера, кристалл медленно извлекают и обтирают салфеткой. Чтобы придать своему камешку прочности, следует покрыть его нецветным маникюрным лаком.

Определение основы кристалла

Чтобы вырастить красивый кристалл, важно определиться с основой:

  • если взять в основу кусок соли, микролит получится традиционным;
  • если взять нитку с проволокой, можно получить уникальные и оригинальные формы кристалла;
  • если взять просто нитку и опустить её в готовый раствор так, чтобы она свободно плавала в нём, не касаясь дна и стенок ёмкости, то получится удлинённый микролит.


Для придания блеска готовому микролиту нужно покрыть его прозрачным лаком для ногтей.

Несколько слов о кристаллах

Кристаллы. Конечно, каждый из вас представляет при этом слове крупные, прозрачные, яркие или бесцветные многогранники с идеальными блестящими гранями. К сожалению, в природе такие кристаллы встречаются не очень часто. Намного чаще нам встречаются разные зёрнышки неправильной формы, песчинки, обломки. Но все они обладают теми же свойствами, что и совершенные, крупные, красивые кристаллы. Этим свойствам они обязаны своему внутреннему строению: кристаллы от аморфных тел отличает существование кристаллической решётки в их внутреннем строении. Представьте, что мы уменьшились в миллионы раз и оказались внутри стекла или пластика. Вокруг нас бы царил хаос, в котором самые разные молекулы были бы беспорядочно свалены друг на друга. Теперь заглянем внутрь кристалла. И там нам откроется совершенно иная картина: бесконечно во все стороны будут тянуться строго упорядоченные ряды атомов, молекул или ионов, подчиняясь законам симметрии, которые правят в мире кристаллов.

Чтобы понять, насколько кристаллические вещества распространены в природе, подумайте о том, что практически все горные породы состоят из кристаллов. А то, что вся земная кора состоит из горных пород, вам уже известно.

И конечно, вы бы хотели почувствовать себя в роли Природы, то есть вырастить кристаллы дома. Многих интересует вопрос, как можно “сделать кристаллы” дома, как их вырастить самому.

Для начала, я рекомендую ознакомиться с технологией выращивания кристаллов из растворов в домашних условиях.

8. После приготовления растворов или проведения экспериментов обязательно привести своё рабочее место в порядок, убрать реактивы на место, вымыть руки.

Как вырастить кристалл

природные кристаллы горного хрусталя

СОДЕРЖАНИЕ

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

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

природные кристаллы серы

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

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

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

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

КАК ВЫРАСТИТЬ КРИСТАЛЛ ИЗ СОЛИ

Выращенные кристаллы поваренной соли

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

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

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

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

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

КАК ВЫРАСТИТЬ КРИСТАЛЛ ИЗ САХАРА

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

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 * 5H2O) правильной формы, следует растворить порошковый медный купорос в воде при температуре 80 градусов Цельсия. При более высокой температуре растворимость медного купороса падает. Растворяем порошок до тех пор, пока растворение не прекратится. На конец проволочки или шерстяной нити привязываем затравку – мелкий кристаллик того же медного купороса. Где его взять? Можно поискать в том же пакете, из которого вы сыпали купорос в воду, кристаллик побольше. Если такой не нашелся – оставьте ваш раствор остывать, и через некоторое время вы увидите на дне мелкие кристаллы.

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

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

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

КАК ВЫРАСТИТЬ КРИСТАЛЛ ИЗ АЛЮМОКАЛИЕВЫХ КВАСЦОВ

выращенные кристаллы алюмокалиевых квасцов

Алюмокалиевые квасцы ( KAI [SO4]2 * 12H2O — 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.

Читайте также:  Виды филодендроны и особенности ухода за ними

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.

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.

Необходимые компоненты и инструменты

В процессе создания кристалла на дому понадобятся:

  1. соль – от ее чистоты непосредственно зависит внешний вид кристалла, поэтому приоритет остается за морской солью; обычная поваренная соль так же может быть пущена в ход, но вместе с ней часто попадаются ненужные примеси;
  2. вода – желательно использовать дистиллированную; в крайнем случае, подойдет обычная водопроводная вода, предварительно пропущенная через фильтр и прокипяченная;
  3. емкость – наилучшим вариантом станет стеклянная посуда; придутся кстати емкости, защищенные от окисления; миска, сосуд или чаша – должны быть максимально чистыми, поскольку даже частица пыли может стать ядром формирования другого микрокристалла и сильно замедлить развитие основного кристалла;
  4. в качестве каркаса для будущей конструкции выступит либо отдельный кристаллик соли, либо проволока, либо нитка;
  5. деревянная палочка – размешивать раствор;
  6. бумажные салфетки;
  7. марля;
  8. маникюрный лак.


Многие думают, что кристаллы встречаются только в природных условиях. На самом деле это большое заблуждение и удостовериться в этом читателю поможет данная статья. Ознакомившись с материалом данной статьи каждый сможет воспроизвести опыт в домашних условиях и вырастить кристалл из соли.

Как вырастить кристаллы. Набор химических опытов «Тайны кристаллов»

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.


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.

Введение

1. Теория кристаллов.
Кристаллы — это твердые тела, атомы или молекулы которых занимают определенные, упорядоченные положения в пространстве. Поэтому кристаллы имеют плоские грани. Например, крупинка обычной поваренной соли имеет плоские грани, составляющие друг с другом прямые углы. Кристаллическую структуру имеют металлы. Если взять сравнительно большой кусок металла, то на первый взгляд его кристаллическое строение никак не проявляется ни во внешнем виде куска, ни в его физических свойствах. Металлы в обычном состоянии не обнаруживают анизотропии. Дело здесь в том, что обычно металл состоит из огромного количества сросшихся друг с другом маленьких кристалликов. Свойства каждого кристаллика зависят от направления, но кристаллики ориентированы по отношению друг к другу беспорядочно. В результате в объеме, значительно превышающем объем отдельных кристалликов, все направления внутри металлов равноправны и свойства металлов одинаковы по всем направлениям. Твердое тело, состоящее из большого числа одиночных кристалликов, называют поликристаллическим. Одиночные кристаллы называют монокристаллами. К поликристаллам относятся не только металлы. Большинство кристаллических тел — поликристаллы, так как они состоят из множества сросшихся кристаллов. Одиночные кристаллы — монокристаллы имеют правильную геометрическую форму, и их свойства различны по разным направлениям.

Жидкие кристаллы — вещества, которые ведут себя одновременно как жидкости и как твёрдые тела. Молекулы в жидких кристаллах, с одной стороны, довольно подвижны, с другой — расположены регулярно, образуя подобие кристаллической структуры (одномерной или двумерной). Часто уже при небольшом нагревании правильное расположение молекул нарушается, и жидкий кристалл становится обычной жидкостью. Напротив, при достаточно низких температурах жидкие кристаллы замерзают, превращаясь в твёрдые тела. Регулярное расположение молекул в жидких кристаллах обусловливает их особые оптические свойства. Свойствами жидких кристаллов можно управлять, подвергая их действию магнитного или электрического поля. Это используется в жидкокристаллических индикаторах часов, калькуляторов, компьютеров и последних моделей телевизоров. Соблюдая большие предосторожности, можно вырастить кристалл больших размеров — монокристалл.

В обычных условиях поликристаллическое тело образуется в результате того, что начавшийся рост многих кристаллов продолжается до тех пор, пока они не приходят в соприкосновение друг с другом, образуя единое тело — поликристалл (рис. 1).

Рисунок 1. Поликристалл меди

Чтобы вырастить кристалл, полезно знать, какие процессы управляют его ростом; почему разные вещества дают кристаллы различной формы, а некоторые вовсе не образуют кристаллов; что надо сделать, чтобы кристаллы получились большими и красивыми.

Если кристаллизация идёт очень медленно, то получается один большой кристалл, если быстро — множество мелких кристаллов Выращивание кристаллов производят разными способами:

1. Охлаждение насыщенного раствора.

С понижением температуры растворимость большинства веществ уменьшается, и они, как говорят, выпадают в осадок. Сначала в растворе и на стенках сосуда появляются крошечные кристаллы-зародыши. Когда охлаждение медленное, а в растворе нет твёрдых примесей (скажем, пыли), зародышей образуется немного, и постепенно они превращаются в красивые кристаллы правильной формы. При быстром охлаждении центров кристаллизации возникает много, сам процесс идёт активнее, и правильных кристаллов при этом не получится (см. рис. 2)

Рисунок 2. На стенках сосуда образовались множество различных мелких кристалликов

2.Постепенное удаление воды из насыщенного раствора

В этом случае, чем медленнее удаляется вода, тем лучше получаются кристаллы. Можно оставить открытый сосуд с раствором при комнатной температуре на длительный срок — вода при этом будет испаряться медленно (особенно если сверху положить лист бумаги или прикрыть марлей). Растущий кристалл можно либо подвесить в насыщенном растворе на тонкой прочной нитке, либо положить на дно сосуда. В последнем случае кристалл периодически надо поворачивать на другой бок. По мере испарения воды в сосуд следует подливать свежий раствор (см. рис. 3).

Рисунок 3. Кристалл, полученный на дне сосуда из раствора медного купороса с добавлением соли и железных опилок

3. Быстрое удаление воды из насыщенного раствора

В этом случае кристаллы получаются правильной формы, с острыми гранями, но мелкими (раствор находился в широком сосуде рядом с нагревателем) (см. рис. 4)

Рисунок 4. Монокристаллы, полученные при быстром испарении раствора

Выращивание кристаллов — процесс интересный, занимательный, но требующий бережного и осторожного отношения к своей работе. Время от времени кристаллизатор необходимо чистить: сливать раствор и удалять мелкие кристаллики, наросшие на основном, а также на стенках и дне сосуда. Теоретически размер кристалла, который можно вырастить таким способом, неограничен. Если выращенный кристалл оставить открытым в сухом воздухе, он, постепенно теряя содержащуюся в нём воду, превратится в невзрачный серый порошок. Чтобы предохранить кристалл от разрушения, его можно покрыть бесцветным лаком.

Методы выращивания кристаллов

В исследовательских лабораториях и промышленности выращивают кристаллы из паров, расплавов и растворов, из твердой фазы, синтезируют путем химических реакций, осуществляют электролитическую кристаллизацию, кристаллизацию из гелей и другие. В настоящее время для получения совершенных кристаллов большого диаметра чаще всего применяют следующие методы выращивания:
– из газовой (паровой) фазы при градиенте давления,
– из расплавов при температурном градиенте,
– из растворов при градиенте концентрации на границе раздела кристалл-раствор.

Читайте также:  Бенинказа (Восковая тыква): фото, описание, посадка и уход

Кристаллизация из паровой (газовой) фазы широко используется для выращивания как массивных кристаллов, так и эпитаксиальных пленок, тонких (поликристаллических или аморфных) покрытий, нитевидных и пластинчатых кристаллов. Конкретный метод выращивания выбирают в зависимости от материала. В методах выращивания, основанных на физической конденсации кристаллизуемого вещества, вещество поступает к растущему кристаллу в виде собственного пара, состоящего из молекул их ассоциаций – димеров, триммеров и так далее. В методе синтеза в паровой фазе кристаллизуемое соединение образуется в результате реакции между газообразными компонентами непосредственно в зоне кристаллизации.

Кристаллизация из расплава – это наиболее распространенный способ выращивания монокристаллов. В настоящее время более половины технически важных кристаллов выращивают из расплава. Веществами, наиболее подходящими для выращивания из расплава, являются те, которые плавятся без разложения, не имеют полиморфных переходов и характеризуются низкой химической активностью [1]. Методами кристаллизации из расплава выращивают элементарные полупроводники и металлы, оксиды, галогениды, халькогениды, вольфраматы, ванадаты, ниобаты и другие вещества. В ряде случаев из расплава выращиваются монокристаллы, в состав которых входит пять и более компонентов. При кристаллизации из расплава важно учитывать процессы, влияющие на состав расплава (термическая диссоциация, испарение, взаимодействие расплава с окружающей средой), процессы на фронте кристаллизации, процессы теплопереноса в кристалле и расплаве, процессы массопереноса (перенос примесей, обусловленный конвекцией и диффузией в расплаве) [2].

Кристаллизацию из растворов применяют при выращивании веществ, разлагающихся при температурах ниже температуры плавления. Рост кристаллов осуществляется при температурах ниже температуры плавления, поэтому в выращенных такими методами кристаллах отсутствуют дефекты, характерные для кристаллов, выращенных из расплава. При выращивании кристаллов из растворов движущей силой процесса является пересыщение. Методом температурного перепада выращивают, например, кристаллы дигидрофосфата калия и дигидрофосфата аммония. Скорость роста кристаллов в таких условиях составляет около 1 мм/сут. Кристаллы весом 400 г. растут в течение 1,5-2 месяцев [2].

Кристаллы и их применение.

Живя на Земле, сложенной кристаллическими породами, мы, безусловно, никак не можем отвлечься от проблемы кристалличности: мы ходим по кристаллам, строим из кристаллов, обрабатываем кристаллы на заводах, выращиваем их в лабораториях, широко применяем в технике и науке, едим кристаллы, лечимся ими. Изучением многообразия кристаллов занимается наука кристаллография. Она всесторонне рассматривает кристаллические вещества, исследует их свойства и строение. В давние времена считалось, что кристаллы представляют собой редкость. Действительно, нахождение в природе крупных однородных кристаллов – явление нечастое. Однако мелкокристаллические вещества встречаются весьма часто. Так, например, почти все горные породы: гранит, песчаники, известняк–кристалличны. По мере совершенствования методов исследования кристалличными оказались вещества, до этого считавшиеся аморфными. Сейчас мы знаем, что даже некоторые части организма кристалличны, например, роговица глаза, витамины, миелиновая оболочка нервов – это кристаллы. Долгий путь поисков и открытий, от измерения внешней формы кристаллов в глубь, в тонкости их атомного строения еще не завершен. Но теперь исследователи довольно хорошо изучили его структуру и учатся управлять свойствами кристаллов.

Кристаллы – это красиво, можно сказать, чудо какое-то, они притягивают к себе, являются промежуточным звеном между живой и неживой материей. Кристаллы могут зарождаться, стареть, разрушаться. Кристалл, когда растет на затравке (на зародыше), наследует дефекты этого самого зародыша.

Кристалл чудодейственен своими свойствами, он выполняет самые разные функции. Эти свойства заложены в его строении, которое имеет решетчатую трехмерную структуру. Как пример использования кристаллов можно взять кристалл кварца, который используется в телефонных трубках. Если на пластинку из кварца воздействовать механически, то в ней в соответствующем направлении возникнет электрический заряд. В трубке микрофона кварц преобразует механические колебания воздуха, вызванные говорящим, в электрические. Электрические колебания в трубке абонента преобразуются в колебательные, и, соответственно, он слышит речь. Будучи решетчатым, кристалл ограняется и каждая грань, как личность, своеобразна. Если грань плотно упакована в решетке материальными частицами(атомами или молекулами), то это очень медленно растущая грань. Например, алмаз. У него грани имеют форму октаэдра, они очень плотно упакованы атомами углерода, и отличаются в силу этого и блеском, и прочностью.

Кристаллизация из расплава – это наиболее распространенный способ выращивания монокристаллов. В настоящее время более половины технически важных кристаллов выращивают из расплава. Веществами, наиболее подходящими для выращивания из расплава, являются те, которые плавятся без разложения, не имеют полиморфных переходов и характеризуются низкой химической активностью [1]. Методами кристаллизации из расплава выращивают элементарные полупроводники и металлы, оксиды, галогениды, халькогениды, вольфраматы, ванадаты, ниобаты и другие вещества. В ряде случаев из расплава выращиваются монокристаллы, в состав которых входит пять и более компонентов. При кристаллизации из расплава важно учитывать процессы, влияющие на состав расплава (термическая диссоциация, испарение, взаимодействие расплава с окружающей средой), процессы на фронте кристаллизации, процессы теплопереноса в кристалле и расплаве, процессы массопереноса (перенос примесей, обусловленный конвекцией и диффузией в расплаве) [2].

Охлаждение раствора

В этом случае готовят раствор соли, а затем охлаждают его. При этом происходит химическая реакция, когда растворенные вещества в воде от понижения температуры выпадают в осадок и, соответственно, оседают на стенках сосуда или на заботливо положенной палочке или нитке.

Если охлаждение будет достаточно медленное, можно вырастить несколько довольно больших кристаллов красивой, геометрически правильной формы. А если охладить сразу и резко, то образуется множество мелких кристаллов соли, и все они произвольной, неправильной формы. Ведь при быстром и бурном росте в близком соседстве становится тесно. Но иногда бывает весело вырастить и такие кристаллы — чудо происходит буквально на глазах. Кристаллы рубина, конечно, так не вырастить, но в любом случае результат и процесс будет интересным.

Удаление воды

При этом способе из раствора соли или сахара постепенно выпаривается вода — естественным образом. Важно как можно медленнее выпаривать воду — результат будет более аккуратным. Желательно вообще прикрыть бумагой сосуд с раствором. В результате вы получите большие красивые кристаллы. К тому же, так в сосуд не попадет пыль и не испортит всю красоту.

В сосуд обычно кладется нитка или палочка — на эти предметы и нарастают кристаллы. Если вы ничего не положили, то кристаллы начнут образовываться на дне сосуда — в этом случае периодически надо будет переворачивать кристаллики, чтобы со всех сторон они росли равномерно и имели правильные грани.

Вода со временем начнет испаряться и надо будет подливать свежий питательный концентрат.

Интересно то, что даже если кристалл изначально был неправильный, например, вырос в тесноте, то, если его отделить и выращивать отдельно, со временем он приобретает правильную, красивую форму, как бы «выздоравливая».

Имейте в виду, что стандартный стакан в 200 грамм может вместить в себя около 70 грамм соли — это 3,5 столовых ложки. Это следует учитывать, когда будете готовить раствор. Пропорция рассчитана на температуру воды 20 градусов. Если будете повышать температуру, то соли в стакан может влезть больше. Имеется в виду количество, которое может раствориться в воде без выпадения в осадок.
Советы

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.


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:

Скачать:

ВложениеРазмер
Выращивание кристаллов в домашних условиях25.29 КБ
Презентация “Выращивание кристаллов в домашних условиях”1.71 МБ

( Отчёт – фото по всем опытам).

Добавить комментарий