Кристаллы из медного купороса

Кристаллы из медного купороса

Крупнейшим кристаллом мира считается найденный на Мадагаскаре кристалл берилла массой 380 тонн, длинной 18 метров и 3,5 метра в поперечнике.

—>СТАТИСТИКА —>

—>МЫ ВКОНТАКТЕ —>

—>НЕМНОГО РЕКЛАМЫ —>

Наши спонсоры

Часть первая: «О том, как вырастить поликристалл всего за 1 час»

В сети интернет есть множество статей как нужно выращивать кристаллы. Чаще всего выращивают кристалл из медного купороса (цвет красивый, достать легко, выращивать просто).

В насыщенный раствор медного купороса на нитке опускают затравку (небольшой кристаллик), стакан накрывают марлей и оставляют раствор медленно испаряться. Процедура проста, но ждать, пока вырастет кристалл приходиться недели, а иногда и месяцы.

А нельзя ли вырастить кристаллы быстрее, например – за день?! Конечно можно, но вместо одного большого кристалла у вас образуется сросток кристаллов поменьше – ПОЛИКСТАЛЛ – который благодаря своей причудливой форме ничуть не уступает, и даже превосходит по красоте кристалл правильной формы.

В данной статье мы расскажем и покажем, как вырастить красивые поликристаллы медного купороса (см рисунок) за самое короткое время.

Материалы:

Медный купорос 200 г, вода, банка 0,25 л, палочка от мороженого, банка 0,5 л, нитки.

Шаг 1.

В горячей чистой воде (кипяток не нужен, 70-80 ˚C) растворяем порошок медного купороса (продается в любом магазине сад-огород в отделе с удобрениями) с расчетом 100-150 г медного купороса на 200 мл воды. Перемешиваем раствор палочкой до тех пор, пока купорос не перестанет растворяться в воде.

Примечание: Если удалось растворить весь купорос в воде, значит его недостаточно и нужно добавить еще. В банке на дне должен в итоге оставаться нерастворимый осадок.

Главная наша цель — добиться насыщенного состояния раствора (т.е. такого раствора, в котором еще больше вещества раствориться уже не может). Для этого нужно в данном объеме жидкости растворить как можно больше грамм медного купороса.

*Как добиться насыщенного раствора или сколько купороса нужно разбавлять в воде?

Чтобы ответить на этот вопрос, посмотрим, как изменяется растворимость сульфата меди с температурой (рисунок 1).

Рисунок 1. Изменение растворимости CuSO4 с температурой (в гр на 100 гр воды)

Как видно из графика с увеличением температуры растворимость сульфата меди довольно быстро растет. Но когда температура достигает примерно 80 °С, то дальнейшее нагревание почти не ведет к увеличению растворимости.

Кроме того, при нагревании выше 90 градусов раствор мутнеет и происходит выпадение черных хлопьев в виде осадка, что влияет на чистоту кристалла.

Поэтому оптимальная температура растворения медного купороса для выращивания кристалла – 80 градусов.

Шаг 2.

Как только мы добились насыщенного раствора нужно его отфильтровать. Мы использовали банку 0,5 л как промежуточный резервуар. В нее мы перелили весь раствор с осадком.

Банку, в которой мы выращиваем кристалл, сполоснули от остатков осадка.

Теперь фильтруем раствор. Для этого складываем марлю или бинт в несколько слоев и переливаем через него нашу жидкость.

Осадок остается на марле.

Шаг 3.

Вырезаем углубление в палочке от мороженого и наматываем на нее нитку. На конце нити завязываем узел или подвешиваем любой грузик на который будет наращиваться впоследствии кристалл.

Шаг 4.

В отфильтрованный насыщенный раствор опускаем нитку с узелком так, чтобы узелок был в центре объема жидкости. Высоту узелка можно регулировать наматывая и разматывая нитку вокруг палочки.

Шаг 5.

Накрываем банку слоем марли и ставим банку в спокойное место с постоянной температурой. Банку накрыли марлей, чтобы пыль и грязь не попадала в нее. А перепады температуры и сотрясения могут отрицательно отразиться на росте кристалла.

Шаг 6.

По мере остывания раствора (ближайший час) в банке будет резко повышаться концентрация медного купороса, т.к. при более низкой температуре в воде растворяется гораздо меньше вещества и лишнее вещество, образующееся при остывании, выпадает в осадок в виде кристаллов.

По мере остывания все «лишнее» при данной температуре вещество переходит в твердую фазу, выстраивая кристаллическую структуру в очаге кристаллизации – на нитке. В итоге на нитке образуются много маленьких кристаллов, которые все новыми слоями наращиваются друг на друга, образуя красивое поликристаллическое тело.

Примечание: Кристаллы будут образовываться не только на нитке, но еще на дне и стенках банки. Это будет вредить нашим целям, т.к. такие паразитные кристаллы будут также отбирать из жидкости материал для собственного строительства и нашему основному кристаллу на нитке будет доставаться меньше материала для роста и, следовательно, он будет расти гораздо медленнее.

Вот такой кристалл вырос за 2 часа роста в остывающей воде. Хорошее начало. Но все еще впереди. Как растить кристалл дальше в большой и красивый всего за один день читайте в нашей следующей статье.

А пока все то, о чем мы говорили в этой статье, можете посмотреть в видео варианте, где подробно показаны все этапы выращивания кристалла, описанные выше.

Надеемся наша статья и видео материал помогут Вам вырастить собственный уникальный кристалл, который будет радовать своей красотой Вас и Ваших близких. Удачи!

Вторую часть статьи ( "О том, как продолжить выращивать большой кристалл в быстрые сроки" ) читайте здесь:

Как вырастить в домашних условиях кристаллы из соли, сахара, медного купороса и других веществ?

Выращивание кристаллов сегодня возможно в домашних условиях. Создать собственный кристалл способен любой человек, используя такие простые ингредиенты, как соль, лимонная кислота, сахар, сода. Большинство кристаллов используются в декоративных целях, а красивые камешки из сахара можно подавать вместо рафинада.

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.

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.

Как самостоятельно вырастить кристаллы из обычной поваренной соли и воды?

Как с помощью соли вырастить кристалл? Кристаллы получают как из поваренной соли, так и из морской. Многие предпочитают последний вариант, т. к. камни из морской соли получаются более прочные, а время созревания слегка сокращается.

Кристалл из соли

Выращивание кристалла пошагово (см. видео):

  1. взять чистую емкость, налить в нее воду, подвергшуюся процессу дистилляции;
  2. всыпать много соли (при перемешивании придется приложить усилия);
  3. после того, как соль перемешали, раствор нужно подержать на паровой бане;
  4. соленую жидкость охладить, пропустить через фильтровальную бумагу для отделения осадка;
  5. взять кристаллик соли, привязать к концу нити и поместить в процеженный раствор (вместо соляного кристаллика можно использовать небольшой пластмассовый шарик или кубик, предварительно замоченный в растворе и высушенный);
  6. противоположный край нити привязать к палочке или карандашу, длина которого превышает диаметр горлышка емкости;
  7. установить палочку с нитью на горловине посуды, чтобы кристаллик свисал над раствором;
  8. накрыть емкость бумагой или дышащей тканью;
  9. поставить в место, не подверженное перепадам температур.

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.

Как создать кристалл из лимонной кислоты

Метод изготовления камня из лимонной кислоты требует большего количества времени и усилий. Чтобы создать кристалл самостоятельно, необходимо взять 100 мл воды температурой 20°С и растворить в ней 130 г лимонной кислоты. Температура жидкости должна оставаться прежней, поэтому раствор в процессе приготовления необходимо подогревать. С этой целью применяют емкость с горячей водой, опуская в нее посуду с раствором и контролируя нагревание жидкости посредством градусника.

Кристалл из лимонной кислоты

Лимонную кислоту нужно периодически подсыпать в жидкость на протяжении недели, пока она прекратит растворяться. Консистенция напоминает кисель, а на дне посуды осядут мелкие кристаллики. Полученную смесь надо слить в банку через фильтровальную бумагу. Один из осевших на дно кристалликов необходимо обхватить ниткой либо леской и поместить в жидкость.

Читайте также  Бананы в кляре

По прошествии 12 дней кристалл достигнет около 11 см в диаметре. Его можно осторожно извлечь и покрыть прозрачным маникюрным лаком. Если вы планируете вырастить свой камень большего размера, оставьте его в емкости для продолжения роста. Выращивание кристалла из лимонной кислоты представлено в видео.

Инструкция по выращиванию сладких кристаллов из сахара

Кристаллы из сахара съедобны. Для приготовления лакомства понадобятся 5 стаканов сахара, 2 стакана воды, по несколько капель пищевых красителей (по желанию), деревянные палочки, бумажные салфетки.

Кристалл из сахара

Чтобы делать сладости правильно, необходимо следовать инструкции:

  1. в эмалированной посуде подогреть ¼ стакана воды, растворить в ней 2,5 ст. л. сахарного песка;
  2. на салфетку высыпать пару ложек сахара, погрузить в него деревянные палочки, смоченные в приготовленном сиропе (важно, чтобы сахар покрыл палочку равномерно, чтобы кристалл вышел симметричным);
  3. дать палочкам полностью высохнуть;
  4. в кастрюле смешать 1,75 стакана воды с 1,8 стакана сахара;
  5. после абсолютного растворения сахара высыпать оставшийся сахарный песок в сироп, держать на огне еще 15 минут;
  6. взять несколько квадратных салфеток, проколоть их палочками по центру;
  7. сироп быстро разлить по стаканам, добавить в каждый немного красителя и поместить туда палочки, которые не должны соприкасаться с дном и краями емкостей.

Салфетки будут служить не только креплением для палочек, но и защитой сиропа от пыли и посторонних веществ. Сахарный раствор нужно выдержать около 14 дней, после чего можно извлекать домашние кристаллы и угощать родных и гостей. Если планируется давать лакомство детям, лучше не добавлять красители или использовать вместо них натуральные соки фруктов и ягод.

Кристалл из сахара

Из медного купороса

Волшебные кристаллы синего цвета можно изготовить дома из медного купороса. Для изготовления искусственных камней понадобятся дистилированная вода и сульфат меди, который продается в магазине для огородников. Важно, чтобы медный порошок был однородный по консистенции, имел ровный синий цвет без каких-либо вкраплений.

Кристалл из купороса

Перед началом выращивания надо приготовить раствор из 100 г купороса и горячей воды. Жидкость важно вливать постепенно, осторожно размешивая раствор. Должна получиться яркая жидкость, в которой сульфат меди больше не сможет растворяться. Полученную смесь нужно остудить, процедить и поместить в холодное место.

На следующие сутки на дне обнаружатся кристаллики. Необходимо отобрать самый крупный, обвязать его ниточкой и подвесить, погрузив в раствор. Банку нужно покрыть бумагой и выращивать камень несколько недель. Кристалл из медного купороса медленно извлекают, обмывают в холодной воде, высушивают и покрывают прозрачным маникюрным лаком (см. фото). Существуют наборы для выращивания кристаллов на основе медного купороса.

Кристалл из медного купороса

Красивые и цветные кристаллы

Как вырастить красивый кристалл? Для этого необходимо использовать алюминиевые квасцы. Это вещество реализуется через аптеки и продается по низкой цене.

Квасцы (6 ст. л.) нужно смешать с 0,5 л вскипяченной воды до их максимального растворения. После этого смесь нужно оставить на несколько суток. В это время нельзя встряхивать банку или перемешивать раствор: жидкость должна находиться в покое.

Спустя неделю на дне банки образуются кристаллики. Нужно отобрать наиболее крупный, сделать в нем отверстие и подвесить на ниточке. Кристаллик помещают в процеженный раствор, а емкость накрывают плотной бумагой. Через 2 недели камень красивой формы вырастет в несколько раз. Он выглядит весьма привлекательно и имеет ровные грани.

Для изготовления цветных кристаллов можно использовать не только пищевые красители и медный купорос. Чтобы создать красный камень, понадобится вещество под названием гексацианоферрат III (красная кровяная соль). На 100 г порошка надо взять 170 мл воды температурой 95°С и перемешать компоненты.

Для изготовления единичного камня нужно взять кристаллик поваренной соли, повешенный на ниточке, и отправить его в раствор. Чтобы вырастить сад из кристаллов-рубинов, надо положить в емкость гранитный камень. Созревание красного кристалла занимает около месяца. Когда его верхушка покажется над поверхностью воды, камешек извлекают.

Идея для бизнеса: как выращивать кристаллы рубина, сапфира и других искусственных камней?

Изготовление камней может стать неплохой идеей для бизнеса. Кристаллы не являются драгоценными, поэтому соответстующей лицензии не понадобится.

Кристаллы рубина

Для массового выращивания искусственных кристаллов нужен специальный аппарат, с помощью которого можно изготовить прочные камни различных цветов. Аппарат Вернейля, названный в честь своего изобретателя, поможет в выращивании кристаллов рубина, сапфира, изумруда, топаза, бриллианта до 30 каратов за считанные часы. Чтобы вырастить кристаллы различных оттенков, необходимо подбирать вид и состав солей – это приходит с опытом. Полученные камни отличаются прозрачностью, красивыми переливами. Они хорошо поддаются шлифовке и огранке. Аппарат для выращивания кристаллов состоит из:

  • воронки, в которую помещается порошок с примесью Al₂O₃ и Cr₂O₃;
  • кислородно-водородной горелки;
  • железной подставки, на которой растет кристалл.

Бизнес по изготовлению самоцветов, в том числе рубинов, весьма прибыльный. Почему? Для производства рубина в 30 карат понадобится всего 3 часа времени, 9 кВт электроэнергии, 0,2 г окиси хрома и 6 г оксида алюминия. В общей сложности затраты на один большой камень составят около 3$. За пару месяцев работы можно окупить стартовые затраты на аппарат (36 тыс. руб.) и емкости (4 тыс. руб). Арендовать помещение необязательно, ведь выращивать кристаллы возможно в домашних условиях.

Важно найти постоянных покупателей, определить для себя рынок сбыта. Продавать свою продукцию можно ювелирным компаниям, специализированным магазинам и частным заказчикам. Сколько единиц товара нужно производить в сутки, предприниматель рассчитает после наработки клиентской базы.

Как вырастить кристалл из медного купороса

Кристалл… От самого этого слова веет чем-то загадочным и магическим. Они издавна вызывали восхищение, а часто и преклонение. Многие из них получали собственные имена. Правда, в большинстве своем это были алмазы, рубины, изумруды и другие драгоценные камни природного происхождения. Строгость и симметричность формы, разнообразие цветовой гаммы, игра света на гранях… Можно ли хотя бы частично воспроизвести это великолепное зрелище в обычных условиях? Ответ однозначен — это возможно. Практически из любого водорастворимого, доступного в обыденной жизни кристаллического вещества при желании, определенных знаниях и терпении человек может вырастить кристаллы, которые будут радовать глаз, украшать интерьер и льстить самолюбию их создателя. А ведь для этого необходимо совсем немного:Как вырастить кристалл из медного купороса

  • субстрат, из которого будет формироваться кристалл;
  • посуда (желательно, стеклянная), где станет расти будущий «шедевр»
  • вода (лучше, дистиллированная), в которой соль и окажется растворенной;
  • аккуратность, тщательность, терпение.

Прежде, чем вырастить кристалл из медного купороса, надо определиться с исходным материалом. Сахар, имеющийся в любом современном доме, отпадает не только из-за своей неограниченной съедобности (известны случаи экспериментального выращивания кристаллов из сахара учеными-энтузиастами даже в блокадном Ленинграде), но и потому, что кристаллы формируются крайне медленно.

Пожалуй, второе по доступности соединение — поваренная соль (NaCl), дающая полупрозрачные кристаллы почти идеальной кубической формы. Но гораздо быстрее растут кристаллы соединения, известного в обиходе как медный купорос. Да и выглядят они намного изящнее.

Что же такое медный купорос?

Что такое медный купорос? На этот вопрос любой химик ответит, что данное вещество (сульфат меди) представляет из себя белый (чаще, слегка сероватый из-за почти непреодолимого наличия примесей) кристаллический порошок с химической формулой CuSO4. Это крайне гигроскопичное соединение — практически из любой субстанции, содержащей легко отделяемую воду оно ее отнимает. Эта особенность определяет тот факт, что CuSO4 в нормальных условиях находится в том состоянии, которое все привыкли видеть в хозяйственных или садово-огороднических магазинах. Он имеет вид на удивление красивых кристаллов бирюзово-голубого цвета. Формула его при этом выглядит несколько иначе — CuSO4•5H2O.

Первый наивный опыт

Для получения кристаллов медного купороса соответствующего качества нужно Купорос кристаллприготовить его насыщенный раствор. Обратившись к справочникам, любой желающий обнаружит, что растворимость гидратированного купороса при 20°С составляет 35,6%. Это означает, что 100 мл воды физически не может растворить более 35,6 г соли.

Таким образом, для изготовления 500 мл насыщенного раствора при нормальной комнатной температуре нужно всего 178 г медного купороса. Однако, этот предел легко преодолим. При повышении температуры растворимость в воде большинства солей увеличивается. Не является исключением и медный купорос. При нагревании растворимость CuSO4 постепенно экспоненциально повышается до порога в 65-70°С (такой показатель для обезвоженного медного купороса — приблизительно 1,3). Дальнейший нагрев становится не только бесполезным, но и, часто, губительным для будущего кристалла.

Читайте также  Как красиво накрыть стол

Простой расчет с помощью калькулятора или карандаша и бумаги показывает, что для приготовления 500 мл нагретого насыщенного раствора понадобится 270-300 г исходной соли. Залив горячей дистиллированной водой отмеренное заранее количество CuSO4 при тщательном помешивании, добиваемся максимального растворения соли. Водный раствор при этом имеет насыщенную синюю окраску. На дне, возможно, останется небольшое количество нерастворенного купороса. Его придется отфильтровать через неплотную фильтровальную бумагу, синтетическую гигроскопичную вату или несколько слоев марли.

Оставив отфильтрованный раствор на несколько часов при постоянной нормальной температуре, получаем «россыпь» красивых кристаллов из медного купороса довольно правильной формы. После дополнительной фильтрации и просушки кристаллы на некоторое время смогут занять свое достойное место в помещении.

Процесс выращивания кристаллов из медного купороса, естественно, можно ускорить. Для этого помещаем сосуд с раствором в холодильник. При этом жидкость остается в состоянии устойчивого равновесия. Для образования кристаллов нужен «толчок». Таким «толчком» для гипернасыщенного раствора купороса станет маленький кристаллик (затравка). При этом вокруг кристалла-затравки очень быстро образуются большие друзы маленьких кристаллов.

Дальнейшее развитие идеи

Если желательно вырастить нарядные бусы, достаточно опустить в насыщенный раствор хлопчатобумажную или шерстяную нить. Вокруг каждой ворсинки будет формироваться отдельный кристалл из медного купороса.

Если необходимо вырастить большой кристалл из медного Синий кристалл из медного купоросакупороса, придется поступить иначе. Сначала опять-таки необходим насыщенный раствор, но затравка привязывается к леске или синтетической нитке. Это нужно для того, чтобы не формировались мелкие побочные кристаллы. Затравка может быть выбрана из наиболее красивых по форме и цвету кристалликов, упомянутых в первом опыте. Он не должен касаться дна и стенок сосуда. Раствор не должен быть замутненным или содержать мелкий осадок на дне. При постоянной температуре до размера 1 см кристалл вырастет за неделю. Удивительно красиво выглядят кристаллы медного купороса в 5-10 см. Такого результата можно достичь за 1-1,5 месяца. Нужно учитывать, что насыщенный раствор придется периодически доливать, тщательно наблюдая за ростом кристалла. В идеале кристалл будет выглядеть ровным, с четкими гранями, и иметь интенсивный синий цвет.

Для того чтобы кристалл медного купороса сохранялся долго (в обычных условиях кристаллы медного купороса быстро разрушаются), его рекомендуется покрыть защитным слоем бесцветного универсального клея (только не Cyanopan-а и его аналогов) или лака для ногтей. Можно также поместить выращенный кристалл в герметично закрытый стеклянный сосуд.

Как вырастить кристалл медного купороса дома

Для этого нужно растворить медный купорос в горячей воде,
охладить раствор, опустить в него нитку с затравкой (или просто нитку) и
подождать несколько часов. На нитке вырастут кристаллы медного купороса
размером до сантиметра, которые будут образовывать большие сростки,
словно мидии.

Если вы хотите вырастить большой кристалл, придется поступить
совсем по-другому. Сначала нужно приготовить насыщенный раствор соли, в
нашем случае – медного купороса. Насыщенным называется раствор, который
находится в равновесии с нерастворенным веществом (твердым, жидким или
газообразным). Следовательно, насыщенный раствор содержит максимальное
количество вещества, которое может раствориться при данной температуре.
Чтобы приготовить насыщенный раствор медного купороса, сначала
рассчитаем, сколько нужно взять соли.

Растворимость медного купороса при 20°С составляет 35.6 г в 100 г
воды. Например, если вы взяли 200 мл воды, значит необходимо
35.6·200/100= 71.2 г CuSO4 · 5H2O. А как быть при других температурах? С
ростом температуры растворимость сульфата меди сначала увеличивается,
потом почти перестает зависеть от температуры . Поэтому, чтобы исключить
влияние колебаний температуры в лаборатории, точности взвешивания и
других факторов возьмите количество медного купороса, раза в полтора
большее расчетного. Например, в нашем случае это 71.2·1.5 = 107 г.
Залейте соль водой и оставьте примерно на сутки, время от времени
перемешивая. Когда растворение медного купороса прекратится, и наступит
равновесие, профильтруйте раствор через неплотную фильтровальную бумагу
или вату. Избыток соли останется на фильтре – его можно снова высушить и
использовать повторно. Налейте полученный раствор в стакан или банку.
Теперь выберите крупный и хорошо сформированный кристаллик и привяжите
его к нитке. Кристаллик послужит затравкой. Привяжите второй конец нитки
к карандашу или стеклянной палочке и опустите затравку в раствор.
Накройте стакан марлей – для защиты от пыли. Все, что остается – ждать.
Через несколько дней рост кристалла будет виден визуально, за неделю
может вырасти кристалл длинной в 1 см, за три-пять недель – 5 см. Если в
стакане образуется осадок мелких кристалликов – перелейте раствор в
чистый стакан и перенесите в него наш кристалл. В ходе нашего
эксперимента такую процедуру пришлось проделать несколько раз. Со
временем на нитке тоже образуются мелкие кристаллики, которые начинают
расти. Избежать этого сложно, можно разве что поднять кристалл повыше,
чтобы меньший отрезок нитки контактировал с раствором. Во время
эксперимента возникла идея использовать вместо хлопчатобумажной нитки
тонкую медную проволочку или капроновую нитку, однако на них затравка
росла значительно хуже. Эксперимент длится от нескольких недель до
одного-двух месяцев.

К сожалению, на воздухе кристаллы медного купороса теряют часть
своей воды, при этом происходит их выветривание (разрушение). Чтобы
кристаллы медного купороса сохранились дольше, поместите их в плотно
закрытую банку и храните в прохладном помещении.

Если в начальной стадии эксперимента у вас растворилась
затравка, значит, раствор не был насыщенным. Причин может быть
несколько. Во-первых, исходный раствор мог недостаточно долго
контактировать с кристаллами и не успел стать насыщенным. Во-вторых,
растворимость медного купороса растет с температурой. Если вы
приготовите насыщенный раствор и опустите в него кристаллик, а потом в
комнате потеплеет, растворимость возрастет, и затравка может
раствориться. В люб ом случае, добавьте в раствор еще несколько ложек
купороса, перемешайте его, и дайте постоять (а потом снова
профильтруйте).

Выращивание кристаллов требует труда и много терпения, но результат может очень приятно вас удивить.

Как вырастить кристалл

кристалл из купороса

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

Правила выращивания кристаллов

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

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

Методы выращивания монокристаллов можно классифицировать на три большие группы:

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

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

В домашних условиях используется в основном 2 способа выращивания:

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

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

Читайте также  Елочка из бумажных салфеток

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

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

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

Что нужно для выращивания кристаллов в домашних условиях

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

Как быстро вырастить кристалл из поваренной соли и воды

кристалл соль

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

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

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

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

кристалл из соли

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

Как сделать большой белый кристалл из морской соли

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

Выращивания кристалла из медного купороса

кристалл купорос

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

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

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

На 3-4 день видимых изменений не происходит.

На 5 сутки появился тонкий налет на поверхности раствора.

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

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

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

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

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

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

На 12 сутки поверхность стенок 1 емкости полностью покрылась налетом.

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

Наступили 15 сутки наших наблюдений для подведения итогов.

кристалл купорос

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

Как получить красивые и цветные кристаллы

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

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

Как вырастить кристалл из сахара

кристалл из сахара

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

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

кристалл из сахара

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

Кристаллы из селитры

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

Видео «Кристаллы из лимонной кислоты»

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

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: