Uzgoj kristala kod kuće: značajke, tehnologija i povratne informacije

Je li moguće da kristali rastu kod kuće? Pokušajmo zajedno pronaći odgovor na ovo pitanje i predložiti metode za provođenje ovog eksperimenta.

Dobro znamo da se kristali različitih oblika i veličina mogu naći u prirodi. Zimi, pahuljice krase prozore, grane stabala. Dio kristala su proizvodi vitalne aktivnosti određenih organizama.

ulaz

Na primjer, rast kristala je karakterističan za mekušce koje spadaju u ljusku. Nakon 5-10 godina, čini prelijepi biser, jedinstven u svom izgledu i jedinstvenom sjaju.

Zafiri, rubini, dijamanti i drugi dragocijeni kamen mogu se smatrati kristalima. Vrijednost prirodnih kristala u industriji, znanosti, elektronici i optici vrlo je važna.

Uzgoj kristala kod kuće je fascinantna aktivnost, dostupna početnim istraživačima kemije. Siguran je, stoga je pogodan i za učenike osnovnih škola.

Zahvaljujući pažljivoj pripremi, provodi se pažljivo izvođenje eksperimenta, formiranje i testiranje vještina postavljanja eksperimenata.

Rastući kristali su važni za početak nakon što će se formirati ideje o agregatnim stanjima materije, načinima kontrole rasta kristala.

Ako kristalizacija prolazi beznačajnom brzinom, može se očekivati ​​da se dobije veliki kristal. S povećanjem brzine procesa, može se računati na proizvodnju polikristalnih sitnih kristala.

Važne informacije

Projekt "Raste Kristali" može početi s teorijskim terminima i konceptima. Kristali nazivaju čvrsto stanje materije. Karakterizira ga određeni oblik, broj lica, povezanih s određenom lokacijom atoma. Kristali iste tvari su uvijek isti, ali dopuštene su razlike u veličini.

Rast kristala povezan je s promjenom termodinamičkih parametara otopine, prijelazom otopine u čvrsto agregatno stanje.

U prirodi, postoje mnoge različite tvari koje su sposobne formirati kristale.

Na primjer, rast kristala vode uključuje smanjenje temperature. U procesu zamrzavanja voda oblikuje snježne pahuljice ili kristale leda. U sličnoj shemi, stvaranje mineralnih kristala pod određenim procesima stvaranja stijena.

Osnovne količine rastaljenih i vrućih stijena u unutrašnjosti zemlje su mineralna rješenja.

Kada se izbacuju na površinu zemlje, postoji sporo hlađenje, što dovodi do prijelaza na čvrsti oblik.

Na primjer, u planinskim granitnim kristalima minerala su sadržani: feldspat, kvarc, mica. Milijuni godina granit je postojao kao rastaljenu masu minerala. U našem vremenu u zemljinoj koru postoje razne rastaljene stijene, s postupnim hlađenjem od kojih se formiraju kristali različitih vrsta.

Postupci rastućih kristala variraju i ovise o kemijskoj strukturi tvari, temperaturnom režimu, upotrebi dodatnih komponenti.

Specifičnost procesa

Postupak se može podijeliti u nekoliko zasebnih stavki:

• Prirodno, povezano s obrazovanjem u prirodi;
• umjetno.

Druga mogućnost je tražena u sljedećim slučajevima:

• za znanstvene i tehničke svrhe;
• kada izvode izvannastavne, praktične, eksperimentalne radove;
• slučajna formacija kristala.

Kako se rast kristala može pojaviti u potonjem slučaju? Kemija smatra ovu varijantu kristalizacije kao nenamjeran rezultat eksperimenta, u kojem u ovom slučaju nije bilo pretpostavljene kontrole od strane istraživača. Spontana kristalizacija se opaža u prisutnosti dodatnih fizičkih ili kemijskih procesa: isparavanje otapala, oksidacija komponenata otopine.

Fizičko-kemijska svojstva

Rast kristala iz soli objašnjava se topivosti tvari u otapalima, praćeno uništenjem kristalne strukture. Toplina koja je potrebna za takav proces preuzeta je iz okoline. Na primjer, u slučaju otapanja amonijevog tiocijanata NH₄SCN i kalijevog jodida, promjena temperature se može osjetiti izravnim kontaktom s epruvetama.

Također, rast kristala iz soli kod kuće povezan je s difuzijom. Na primjer, da se nekoliko kristala kalijeva permanganata (kalijev permanganat) i otapanjem u vodi, moguće je vidjeti kako volumen cilindra formira ružičaste kovitla. Uz snažno miješanje, cijela otopina dobiva uniformu ružičastu boju. U slučaju zamrzavanja moguće je računati na dobivanje prekrasnih kristala kalij-permanganata.

Uzgojni kristali za djecu bolje je razmotriti na natrijev klorid, bakreni sulfat (2).

Važni aspekti

Pri odabiru materijala za obavljanje eksperimentalnog rada važno je uzeti u obzir određene činjenice:

• Polazni materijal ne bi trebao imati toksičnost. Na primjer, „Uzgoj kristala kod kuće” projekta za djecu odobrava upotrebu kalijevog cijanida, natrijevog sulfata, jer hidrolizom tih soli, toksičnih spojeva koji mogu izazvati trovanja.
• Tvari koje se mogu odabrati trebaju dati stabilne rezultate. Na primjer, kristali natrijevog sulfata, željezo amonij i kromna kiselina alum, soli mangana, s gubitkom vlage, pretvaraju se u prašine s običnim izgledom, pa stoga nisu uključeni u set za uzgoj kristala.
• Prihvatljivi trošak i dostupnost odabranih reagensa. Kako možete rasti kristali? Kompleti za djecu uključuju dostupne komponente, kao i detaljne preporuke za praktični rad.
• Upotreba stabilnih tvari. Nije preporučljivo odabrati tvari koje se podvrgavaju reverzibilnoj hidrolizi. Dakle, amonijeve soli, koje su jako higroskopne, reagiraju s vodom, zbog čega će teško očekivati ​​željeni rezultat.

Što još treba znati mladi alkemičar? Uzgojni kristali uključuju određeni niz akcija (algoritam). Samo ako se promatraju svi zahtjevi, faze rada, možemo očekivati ​​željeni rezultat.

Držite kristale poželjno u hladnjaku, kako ne biste izazvali njihovo uništenje. Postoje neke tvari koje mogu postojati u stabilnom kristalnom obliku za prilično dugo razdoblje.

Na primjer, optimalna opcija za školsku djecu je uzgoj kristala iz bakrenog sulfata, sol soli. Ove komponente dostupne su u rasponu cijena, prikladne za njihove kemijsko-fizičke, biološke karakteristike.

Dodatnim premazom kristala dobivenih bezbojnim lakom, njihovo "vijek trajanja" može se znatno produljiti.

Potrebna oprema

Kako rastu kristali? Kompleti za djecu uključuju kemijska jela: stakla otporna na toplinu, filter papir, lijevak, staklena šipka, reagensi.

Ako se eksperiment provodi kod kuće, umjesto da se filter papir dopušteno koristiti toaletni papir (salvete), te ulogu vodene kupke mogu obavljati staru tavu, postavljen na kuhanje.

Alternativa stvarnom kemijskom lijevku je vrat stare plastične boce.

Što je još važno uzeti u obzir prilikom obavljanja iskustva "Uzgojih kristala"? Pored izravnog uzgoja, važno je stjecati vještine za očuvanje rezultata eksperimentalnih aktivnosti.

Mogućnosti obrazovanja

Postoje tri različite mogućnosti kristalizacije:

• iz taline;
• iz otopine;
• iz plinske faze.

Kao primjer kristalizacije iz rastaljenog stanja, može se primijetiti pojava leda iz vode, kao i stvaranje vulkanskih stijena.

Kultiviranje kristala iz vitriola tipičan je primjer prijelaza iz tekuće faze u čvrsto stanje agregata.

U slučaju hlađenja pare ili plina, zbog električnih sila privlačenja, atomi ili molekule se kombiniraju u kristaliničnom stanju. Među najčešćim varijantama umjetne proizvodnje pojedinačnih kristala, koje mogu provesti učenici nižih razreda, izdvojit ćemo rast kristala iz bakrenog sulfata. Složenost procesa leži u neznatnoj brzini njegovog protoka.

Primjer studentskog projektnog rada

Aktualnost teme je da su detaljne upute dane o rastućim kristalima, a postignuti su određeni rezultati.

Hipoteza projekta: kod kuće možete rasti prekrasne i jedinstvene kristale.

Svrha projekta: uzgoj vlastitih kristala stolne soli.

Ciljevi projekta:

• analizirati teorijske informacije o pitanju istraživanja;
• otkriti vrijednost soli za ljudski život;
• s vlastitim rukama da rastu kristali stolne soli;
• razjasniti uvjete za stvaranje kristala;
• procijeniti rezultate dobivene tijekom praktične aktivnosti.

Povijesna pozadina

Natrij klorid je uobičajeni prehrambeni proizvod. U prirodi ovaj spoj se nalazi kao mineral halita, također nazvan "rock sol". Natrij klorid je prisutan u značajnim količinama u morskoj vodi. Taj je spoj otkriven u crijevima zemlje, na obalama rijeka, u planinama.

Bez određene količine soli soli, mnogi živi organizmi počinju slane gladovanje. Predatelji nadoknaditi nedostatak natrijevog klorida s mesom i krvlju plijena, biljojedi lizati slanim tlima.

Po danu, osoba ima 10-15 grama sol stolice (ne više od 1 žlica), pretjeranošću ove kemikalije dovodi do pojave bolesti bubrega. U davna vremena sol je upotrijebljen za izradu novca, a robovi su mogli kupiti 5 robova soli.

U drevnim Rimom angažirani vojnici primali su plaće, a ne novac. Englezi vjeruju da otopina natrijevog klorida spreja na nešto, sprječava nesreću. To je bila sol koja se smatra simbolom prijateljstva i gostoljubivosti. Postoji nacionalni znak, prema kojemu se, kad je razbacano, mora se pripremiti za neuspjeh, svađanje.

U Kijevu je ruska materija došla iz slanih jezera Azov i Crnog mora. Bila je tako skupo roba da je služila na stolu samo za ugledne goste.

Postoje gradovi koji se pojavljuju na mjestima ekstrakcije natrijevog klorida:

• Solikamsk.
• Solvychegodsk.
• Bursolith.
• Solikamsk.
• Soligalich.
• Solj-Ileck.

Zanimljivo o kristalima

Prevedeno s grčkog, riječ znači "led". Imaju raznolik oblik, strukturu i veličinu. Na primjer, veliki uzorci dosežu masu od nekoliko tona. Drevni su ljudi vjerovali da je moguće dobiti kristal iz leda, i od kristala da dobiju dijamante. Oni su bili obdareni čarobnim svojstvima, vjerovali da kristali izliječeni od smrtonosnih bolesti, utječu na sudbinu i život čovjeka.

Postoje posebni oblici kristala: grane, perje, iglice, drveće, cvijeće. Kao primjer, zimi možete donijeti obrasce na prozorima. Ljudi su naučili rasti umjetne rubine. Stonovi su potrebni za industriju nakita, kao i za proizvodnju preciznih pokreta za gledanje.

praksa

Uzgojni kristali stolne soli ne uključuju posebne kemikalije. U svakoj kući postoji sol, koja se koristi za hranu. Kristali ovog kemijskog spoja su prozirni, bezbojni kocke. Postupak za uzgoj iz kristala solne soli podijeljen je u nekoliko faza:

• Rastopite sol u toploj vodi. Proces je nastavljen do trenutka kad se tvar prestala otapati (zasićena otopina).
• Pripremljena smjesa se izlije u drugi spremnik u kojem se mogu uzgojiti konačni kristali. Kako bi štropot ne ometao proces kristalizacije, preliminarno se provodi filtriranje otopine kroz salvete ili toaletni papir.
• Malo šljunka pričvršćeno je za navoj, koji se spušta u pripremljenu otopinu.
• Spremnik je pokriven metaliziranom folijom kako bi se izbjeglo prodiranje otpadaka i prašine.

Važne točke

Da bi se dobili veliki i lijepi kristali, nepoželjno je izvući šljunak bez puno potrebe.

U zasićenoj otopini ne bi trebalo dobiti otpad, jer će to dovesti do smanjenja brzine kristalizacije, nepovoljno će utjecati na veličinu formiranih čestica.

Nemojte koristiti boje u procesu rastućeg kristala jer to neće samo pokvariti rješenje, već i negativno utjecati na konačni rezultat.

Sudeći po kriterijima, prvi kristali na vlaknima nastaju 2-3 dana nakon početka eksperimenta. Postupno se povećavaju, rastu jedna na drugu. Na kraju, stvara se prilično velik prozirni kristal natrijevog klorida.

Uzgoj kristala bakrenog sulfata

Da bi se dobile lijepe čestice bakrenog sulfata, bakreni bakreni sulfat može se kupiti u hardveru. Ova tvar se koristi u poljoprivredi za borbu protiv štetnih mikroorganizama koji uništavaju biljne i voćne usjeve.

Treba imati na umu da je bakreni sulfat aktivan kemijski spoj. To je otrovno! Potrebno je prati ruke nakon procesa otapanja praha, a također i kod rada s kristalima bakrenog sulfata.

Prvo, trebate pripremiti zasićeno rješenje ove soli. U tu svrhu, prašak se otapa u vrućoj vodi sve dok se postupak otapanja ne prekine. Zatim je pričvršćen maleni šljunak na nit, suspendiran u spremniku s otopinom bakrenog sulfata tako da ne dodiruje dno. Posuda ostaje otvorena duže vrijeme, održava se sobna temperatura. Kako bi se izbjeglo ulijevanje krhotine i prašine, spremnik se može prekriti folijom za hranu.

Tijekom isparavanja na površini otopine pojavljuje se kora, postupno pretvarajući se u plavi kristalni kristal. Nakon 3-4 dana, "sjeme" je obraslo plavim kristalima poput dragog kamenja. Nakon tri tjedna, možete dobiti veliki kristal bakrenog sulfata.

Ako želite, možete se pripremiti s gotovim setom mladog kemičara koji je dizajniran za razvoj različitih kristala.

Amonij dihidrogenfosfat se koristi kao supstanca, u koju se dodaje praškasta boja za hranu. Također u setu postoje šljunak koji su neophodni za "sijanje", plastični spremnik s poklopcem i podjelu dimenzija za uzgoj, pincete, povećalo, lopatu za miješanje.

Za eksperiment se izmjeri 40 ml vruće vode, zatim se smjesa izlije i otopi u vodi miješanjem spatulom. Glavna stijena raspršena je uz dno spremnika, otopina se ulijeva u spremnik. Nalazi se na svijetlom mjestu, na primjer, na prozoru. Dok voda isparava, u posudu se pojavljuju kristali igle soli. Nakon 2-3 tjedna voda potpuno ispari, možete promatrati velike kristale amonijeve soli.

U zaključku

Prilikom provođenja istraživačkog rada na ranije predloženom algoritmu, možete računati na provedbu zadatka. Kristali uzgojen kod kuće su prilično veliki.

Tijekom neovisnih eksperimenata, mladi kemičar može izvući sljedeće zaključke:

• usporediti proces rasta kristala u raznim kemikalijama;
• analizirati razlike u boji, veličini, obliku uzgojenih kristala;
• čestice mogu rasti uz uklanjanje korova, uklanjanje neželjenih rasta;
• proces rasta kristala se izvodi dok voda isparava;
• indeks temperature utječe na njihov oblik i veličinu.

Sudeći po kritikama, kristali su prilično hiroviti, trebaju pažljiv stav prema njima, puni poštovanje režima temperature, slijed djelovanja, primjena "sjemena". Ako imate strpljenja, pažljiv i pažljiv stav prema ovom projektu, moguće je samostalno rasti u kućnim kristalima neobičnog oblika, boje, veličine.

Ne smijemo zaboraviti da su muškarci potrebni za kristalnim materijalima za proizvodnju alatnih strojeva, gradnju kuća, za kućanstvo.

U zemaljskom unutrašnjosti postoje kamenje takvog idealnog oblika, kao da ih je netko polirao, polirao ih i izrezao kvalitativno.

Svatko od nas bio je iznenađen razmišljajući o besprijekornim pahuljicama, malim zrncima pijeska na obali rijeke, diveći se dragocjenim i poludragim kamenjem.

Teško je vjerovati da je to priroda, bez ikakvih ljudskih smetnji, koje su stvorile ove kristalne tvari.

Za ulijeva spoznajni interes u anorganskoj kemiji, razvijanje vještina projektiranja i istraživanja, priprema mlade generacije za predstojeće izbora zanimanja, eksperimenti vezani za uzgoj domaće kristala bakar sulfat, natrijev klorid, može se smatrati idealan izbor. Tijekom prakse, studenti se upoznaju s teorijskim materijala, vještina, eksperimentiranja, proučavanja osnovnih sigurnosnih pravila.