Отглеждане на кристали у дома: характеристики, технологии и обратна връзка

Възможно ли е да се разрастват кристали у дома? Да се ​​опитаме заедно да намерим отговора на този въпрос, за да предложим методите за провеждане на този експеримент.

Ние знаем много добре, че кристали с различни форми и размери могат да бъдат намерени в природата. През зимата снежинките украсяват прозорци, клони от дървета. Част от кристалите са продуктите на жизнената активност на някои организми.

влизане

Например, растежът на кристалите е характерен за мекотелите, които попадат в черупката. След 5-10 години тя образува красива перла, уникална по своя външен вид и уникален блясък.

Сапфирите, рубини, диаманти и други скъпоценни камъни могат да се считат за кристали. Стойността на естествените кристали в промишлеността, науката, електрониката и оптиката е много важна.

Нарастването на кристалите у дома е завладяваща дейност, достъпна за изследователите на химията. Тя е безопасна, затова е подходяща дори за ученици от началното училище.

Благодарение на внимателната подготовка се извършва внимателно изпълнение на експеримента, формиране и тестване на уменията за създаване на експерименти.

Разрастването на кристалите е важно да започне след като идеите за агрегатните състояния на материята ще се формират начините за контролиране на растежа на кристалите.

Ако кристализацията протича с незначителна скорост, може да се очаква да се получи голям кристал. С увеличаването на скоростта на процеса може да се разчита на производството на поликристални фини кристали.

Важна информация

Проектът "Отглеждане на кристали" може да започне с теоретични термини и концепции. Кристалите наричат ​​твърдото състояние на материята. Тя се характеризира с определена форма, броят на лицата, свързани със специфичното местоположение на атомите. Кристалите на едно и също вещество винаги имат еднаква форма, но са разрешени разлики в размера.

Растежът на кристалите се свързва с промяна в термодинамичните параметри на разтвора, преминаването на разтвора в твърдо агрегатно състояние.

В природата има много различни вещества, които могат да образуват кристали.

Например, растежът на водните кристали включва намаляване на температурата. В процеса на замръзване водата образува снежинки или ледени кристали. В подобна схема, образуването на минерални кристали при някои скално образуващи процеси.

Съществените количества стопени и горещи скали в земната повърхност са минерални разтвори.

Когато се изхвърлят на повърхността на земята, има бавно охлаждане, което води до преминаване към твърда форма.

Например, в планинския гранит се съдържат кристали от минерали: фелдшпат, кварц, слюда. Преди милиони години гранит съществуваше като разтопена маса минерали. В нашето време в земната кора има различни разтопени скали, като постепенното охлаждане на тях се формират кристали от различни видове.

Методите за отглеждане на кристали варират и зависят от химическата структура на веществото, температурния режим, използването на допълнителни компоненти.

Специфичност на процеса

Процесът може да бъде разделен на няколко отделни елемента:

• Естествено, свързано с образованието в природата;
• изкуствено.

Вторият вариант е в търсенето в следните случаи:

• за научни и технически цели;
• когато провеждат извънкласни, практически, експериментални работи;
• случайно образуване на кристали.

Как може да се получи растеж на кристалите в последния случай? Химията разглежда този вариант на кристализация като нежелан резултат от експеримента, при който в този случай нямаше предполагаем контрол от страна на изследователя. Спонтанната кристализация се наблюдава в присъствието на допълнителни физични или химични процеси: изпаряване на разтворителя, окисление на компонентите на разтвора.

Физико-химични характеристики

Нарастването на кристалите от солта се обяснява с разтворимостта на веществото в разтворители, придружена от разрушаването на кристалната структура. Топлината, необходима за такъв процес, се взема от околната среда. Например, в случай на разтваряне на амониев тиоцианат NH₄SCN и калиев йодид, температурната промяна може да се усети чрез директен контакт с епруветката.

Също така, растежът на кристали от сол у дома се свързва с дифузия. Например, след като вземете няколко кристали калиев перманганат (манган) и ги разтваряте във вода, може да се види как се образуват розови вихри в обема на цилиндъра. При енергично разбъркване целият разтвор придобива равномерен розов цвят. В случай на замръзване е възможно да се разчита на получаване на красиви кристали на калиев перманганат.

Отглеждане на кристали за деца добре е да се обмисли използването на натриев хлорид, меден сулфат (2).

Важни аспекти

При избора на материали за провеждане на експериментална работа е важно да се вземат предвид някои факти:

• Изходният материал не трябва да има токсичност. Например проектът "Растящи кристали у дома" за деца не позволява използването на калиев цианид, натриев сулфат, защото при хидролизирането на такива соли се отделят токсични съединения, които могат да предизвикат отравяне.
• Изборните вещества трябва да дават стабилни резултати. Например кристали на натриев сулфат, железен амоний и алуминиева сол на хромовата киселина, солите на мангана, със загуба на влага, се превръщат в обикновени прахове и следователно те не са включени в комплекта за отглеждане на кристали.
• Допустими разходи и наличност на избрани реагенти. Как можеш да пораснеш кристали? Комплектите за деца включват налични компоненти, както и подробни препоръки за практическа работа.
• Използване на стабилни вещества. Не се препоръчва да се подбират вещества, които подлежат на обратима хидролиза. Така че, амониевите соли, които са силно хигроскопични, ще реагират с водата, в резултат на което ще бъде трудно да се очаква желаният резултат.

Какво друго трябва да знае един млад алхимик? Нарастващите кристали включват определена последователност от действия (алгоритъм). Само ако всички изисквания, етапи на работа се спазват, можем да очакваме да постигнем желания резултат.

Съхранявайте кристалите за предпочитане в хладилника, за да не предизвикате разрушаването им. Съществуват някои вещества, които могат да съществуват в стабилна кристална форма за доста дълъг период от време.

Например, оптималната възможност за учениците е отглеждането на кристали от меден сулфат, сол за ядене. Тези компоненти се предлагат в ценови диапазон, подходящ за техните химико-физични, биологични характеристики.

С допълнително покритие на кристалите, получени с безцветен лак, техният "живот" може значително да бъде удължен.

Необходимо оборудване

Как да растем кристали? Комплектите за деца включват химически чинии: топлоустойчиви стъкла, филтърна хартия, фуния, стъклена пръчка, реактиви.

Ако експериментът се извърши у дома, вместо филтърната хартия се допуска тоалетна хартия (салфетки), а старата тенджера, поставена върху електрическата керемида, може да играе ролята на водна баня.

Алтернатива на реална химическа фуния е врата на стара пластмасова бутилка.

Какво друго е важно да се има предвид при провеждане на изживяването "Growing Crystals"? Освен директното култивиране е важно да се придобият умения за запазване на резултата от експерименталните дейности.

Опции за образование

Има три различни варианта за формиране на кристали:

• от стопилката;
• от разтвора;
• от газовата фаза.

Като пример за кристализация от стопеното състояние може да се отбележи появата на лед от водата, както и образуването на вулканични скали.

Култивирането на кристалите от витрило е типичен пример за преход от течна фаза към твърдо агрегатно състояние.

В случай на охлаждане на пара или газ, поради електрическите сили на привличане, атомите или молекулите се комбинират в кристално състояние. Сред най-разпространените варианти на изкуственото производство на единични кристали, които могат да се извършват от ученици с по-нисък клас, ние ще отделим отглеждането на кристали от меден сулфат. Сложността на процеса се крие в незначителния процент на неговия поток.

Пример за работа на студент

Реалността на темата е, че са били дадени подробни указания за нарастващите кристали и са постигнати конкретни резултати.

Хипотезата на проекта: у дома можете да израствате красиви и уникални кристали.

Целта на проекта е: да се култивират собствени кристали с маса от сол.

Цели на проекта:

• да анализира теоретичната информация по въпроса за научните изследвания;
• да разкрие стойността на солта за човешкия живот;
• със собствените си ръце, за да израснат кристалите на солта;
• изясняване на условията за образуване на кристали;
• оценява резултатите, получени в хода на практическата дейност.

Исторически контекст

Натриевият хлорид е обикновен хранителен продукт. В природата това съединение се намира като минерален халит, наричан още "каменна сол". Натриевият хлорид присъства в значителни количества в морска вода. Това съединение е било открито в недрата на земята, на брега на реките, в планините.

Без определено количество сол на маса, много живи организми започват соленото гладуване. Хищници попълват недостига на натриев хлорид с месо и кръв от плячка, тревопасни линчат солени почви.

На ден човек има 10-15 грама сол на маса (не повече от 1 супена лъжица), прекаленото количество от това химично вещество води до появата на бъбречни заболявания. В древни времена солта се използвала за монети, 5 роби от сол могат да бъдат закупени от роб.

В древния Рим наетите войници получиха заплати, а не пари. Англичаните смятат, че разтвор на натриев хлорид, напръскан върху нещо, предотвратява нещастието. Това беше сол, която се смяташе за символ на приятелство и гостоприемство. Има национален знак, според който, когато е разпръснат, човек трябва да се подготви за провал, да се кара.

В Киевска Рус материята идва от солените езера на Азов и Черно море. Беше толкова скъпа стока, че тя се сервира на масата само за отличени гости.

Има градове, които се появяват на местата за екстракция на натриев хлорид:

• Соликамск.
• Солвичегодск.
• Bursolith.
• Соликамск.
• Солигалич.
• Sol-Iletsk.

Интересни за кристалите

Преведено от гръцки, думата означава "лед". Те имат разнообразна форма, структура, размер. Например, гигантски проби достигат маса от няколко тона. Древните хора вярвали, че е възможно да се получи кристал от лед, а от кристала да се получат диаманти. Те били надарени с магически свойства, вярвали, че кристалите, излекувани от смъртоносни болести, засягат съдбата и живота на човека.

Има специални форми на кристали: клони, пера, игли, дървета, цветя. Като пример, можете да донесе модели на прозорците през зимата. Хората са се научили да растат изкуствени рубини. Камъните са необходими за бижутата, както и за производството на прецизни движения на часовници.

практика

Нарастващите кристали на солта на маса не включват специални химикали. Във всяка къща има сол, използвана за храна. Кристалите на това химическо съединение са прозрачни, безцветни кубчета. Процедурата за отглеждане от кристалите на маса сол е разделена на няколко етапа:

• Разтваря се солта в топла вода. Процесът продължава до момента, в който веществото престане да се разтваря (наситен разтвор).
• Приготвената смес се излива в друг контейнер, в който могат да се култивират крайните кристали. За да не пречи на процеса на кристализация, предварително се провежда филтриране на разтвора през салфетка или тоалетна хартия.
• На нишката се прикрепва малка камъка, която се спуска в приготвения разтвор.
• Контейнерът е покрит с метализирано фолио, за да се избегне проникването на отломки и прах.

Важни точки

За да се получат големи и красиви кристали, е нежелателно да издърпате камъчето без много нужда.

В наситен разтвор не трябва да получи отломки, тъй като това ще доведе до намаляване на скоростта на кристализация, ще се отрази неблагоприятно на размера на образуваните частици.

Не използвайте бои в процеса на разрастване на кристали, тъй като това не само ще разваля самия разтвор, но и ще окаже негативно влияние върху крайния резултат.

Съдейки по рецензиите, първите кристали върху нишките се образуват 2-3 дни след началото на експеримента. Постепенно те се увеличават по размер, растат един върху друг. Накрая се образува доста голям прозрачен кристал на натриев хлорид.

Култивиране на кристали от меден сулфат

За да се получат прекрасни частици от меден сулфат, прах от меден сулфат може да бъде закупен в железопътен магазин. Това вещество се използва в селското стопанство за борба с вредните микроорганизми, които унищожават зеленчукови и плодови култури.

Трябва да се помни, че медният сулфат е активно химично съединение. Това е отровно! Необходимо е да се мият ръцете след процеса на разтваряне на праха, а също и при работа с кристали от меден сулфат.

Първо, трябва да приготвите наситен разтвор от тази сол. За тази цел прахът се разтваря в гореща вода, докато процесът на разтваряне се прекрати. След това на нишката се прикрепва малка камъка, която се окачва в контейнер с разтвор на меден сулфат, така че да не докосва дъното. Съдът е оставен отворен за дълго време, температурата в помещението се поддържа. За да се избегне проникването на отломки и прах, контейнерът може да бъде покрит с хранително фолио.

При изпаряването на повърхността на разтвора се появява коричка, постепенно се превръща в сини блестящи кристали. След 3-4 дни "семената" са обрасли със сини кристали, наподобяващи скъпоценни камъни. След три седмици можете да получите голям кристал от меден сулфат.

Ако желаете, можете да си въоръжете с готов комплект от млад химик, предназначен да израстне разнообразие от кристали.

Амониев дихидрогенфосфат се използва като вещество, в което се прибавя прахообразно багрило за хранителни цели. Също така в комплекта има камъчета, необходими за "засяване", пластмасов контейнер с капак и размери за разрастване, пинсети, лупа, лопата за смесване.

За експеримента се измерват 40 ml гореща вода, след което се изсипва и се разтваря във вода при смесване с шпатула. Основната скала се разпръсква по дъното на контейнера, в контейнера се излива разтвор. Той се намира на светло място, например, на перваза на прозореца. Когато водата се изпарява, в контейнера се появяват иглени кристали сол. След 2-3 седмици, водата се изпарява напълно, можете да наблюдавате големи кристали от амониева сол.

В заключение

Когато извършвате изследователска работа по алгоритъма, предложен по-рано, можете да разчитате на изпълнението на задачата. Кристалите, които се отглеждат у дома, са достатъчно големи.

В хода на независими експерименти млад химик може да направи следните изводи:

• сравняване на процеса на растеж на кристалите в различни химикали;
• анализира разликите в цвета, размера, формата на отглежданите кристали;
• частиците могат да растат с отстраняването на плевелите, да се отърват от нежелан растеж;
• процесът на растеж на кристалите се осъществява при изпаряване на водата;
• температурният индекс влияе върху тяхната форма и размер.

Ако се съди по мнения, кристалите са доста придирчиви, те се нуждаят от грижите отношение към тях, пълно съответствие с температурата, последователността от действия, използването на "семена". Ако имате търпение, внимателно и внимателно отношение към този проект, е възможно да растете сами в кристалите на дома с необичайна форма, цвят, размер.

Не трябва да забравяме, че човекът има нужда от кристални вещества за производството на металорежещи машини, изграждането на къщи, домакинските цели.

В сухоземния интериор има камъни с такава идеална форма, сякаш някой ги полира, ги полира и ги изрязва качествено.

Всеки от нас се изненада считат перфектни снежинки, малки песъчинки на брега на реката, възхищавайки се на скъпоценни и полускъпоценни камъни.

Трудно е да се повярва, че природата, без човешка намеса, създава тези кристални вещества.

За насаждане когнитивно интерес неорганична химия, развитието на умения за проектиране и изследвания, подготовката на младото поколение за предстоящата избора на професия, експериментите, свързани с отглеждането на домашни кристален меден сулфат, натриев хлорид, може да се счита за идеален вариант. В хода на практическата работа учениците се запознават с теоретични материали, експериментална работа, изучават основните правила за безопасност.