Выращивание кристаллов марганцовки. Как вырастить красивый кристалл

Эльвира Каюмова
Опыт «Выращивание кристалла»

Выращиваем чудо кристаллы

Наверное, кристаллы в детстве выращивали если не все , то многие. Давайте теперь проделаем этот красивый и интересный опыт вместе с детьми . Он не требует много времени на подготовку, зато будет занимать внимание крохи достаточно долго. Очень красивые кристаллы получаются из медного купороса. Но, в силу особой ядовитости этого вещества, для детских опытов он нам не подойдет ! Для начала попробуйте вырастить кристалл из обыкновенной соли.

Пол-литровая банка на две трети наполненная горячей водой

Скрепка или иголка, нитка, карандаш.

Готовим перенасыщенный солевой раствор, растворяя соль до тех пор, пока она уже больше не сможет растворяться.

Теперь соорудим основу для нашего будущего кристалла . Берем скрепку или иголку привязываем ниткой. Другой конец нитки прикрепите к карандашу, уложите его на горлышко банки, а нитку с крупинкой опустите в раствор.

Поставьте банку в такое место, чтобы ребенок мог легко за ней наблюдать, и объясните ему, что тревожить раствор нельзя, можно лишь смотреть. Иначе ничего не выйдет.

Рост кристалла — дело не ыстрое . Постепенно на нашей скрепке будут оседать кристаллики соли , и она будет увеличиваться. Недели через две зрелище будет достаточно впечатляющим. А можно попробовать вырастить кристаллы сахара . Вся процедура подготовки абсолютно такая же, только теперь на скрепке и нитке появятся сладкие кристаллы , которые можно будет даже попробовать.

Это наш чудо кристалл .

«Как можно вырастить кристаллы». Проектно-исследовательская работа МУНИЦИПАЛЬНОЕ АВТОНОМНОЕ ДОШКОЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ МУНИЦИПАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОД НЯГАНЬ «ДЕТСКИЙ САД ОБЩЕРАЗВИВАЮЩЕГО ВИДА.

Выращиваем кристаллы Кристаллы — это не только камни, из которых делают дорогие ювелирные украшения, но и такие хорошо знакомые нам вещи, как пищевая сода.

Выращивание кристаллов в домашних условиях: особенности, технология и отзывы

Возможно ли выращивание кристаллов в домашних условиях? Попробуем вместе найти ответ на этот вопрос, предложить методики проведения данного эксперимента.

Мы прекрасно знаем, что кристаллы разной формы и размеров можно встретить в природе. В зимнее время снежинки украшают окна, ветви деревьев. Часть кристаллов является продуктами жизнедеятельности определенных организмов.

Вступление

Например, выращивание кристаллов характерно для моллюсков, которые попадают в раковину. Спустя 5-10 лет в ней формируется красивая жемчужина, неповторимая по своему внешнему виду и уникальному блеску.

В качестве кристаллов можно рассматривать сапфиры, рубины, алмазы, иные драгоценные камни. Велико значение естественных кристаллов в промышленности, науке, электронике, оптике.

Выращивание кристаллов в домашних условиях – это увлекательное занятие, доступное для начинающих химиков-исследователей. Оно безопасно, поэтому подходит даже для учеников начальной школы.

Благодаря тщательной подготовке, аккуратному выполнению эксперимента, происходит формирование и отработка навыков постановки экспериментов.

Выращивание кристаллов важно начинать после того, когда будут сформированы представления об агрегатных состояниях вещества, способах управления процессом роста кристаллов.

Если кристаллизация протекает с незначительной скоростью, можно рассчитывать на получение крупного кристалла. При увеличении скорости процесса, можно рассчитывать на получение поликристаллических мелких кристаллов.

Важная информация

Проект «Выращивание кристаллов» можно начать с теоретических терминов и понятий. Кристаллами называют твердое состояние вещества. Для него характерна определенная форма, число граней, связанное со спецификой расположения атомов. У кристаллов одного вещества всегда одинаковая форма, но допускаются отличия в размерах.

Выращивание кристаллов связано с изменением термодинамических параметров раствора, переходом раствора в твердое агрегатное состояние.

В природе существует множество разнообразных веществ, которые способны образовывать кристаллы.

Например, выращивание кристаллов воды предполагает понижение температуры. В процессе замерзания вода образует снежинки или кристаллы льда. По аналогичной схеме осуществляется образование минеральных кристаллов при определенных породообразующих процессах.

Существенные количества расплавленных и горячих горных пород, находящихся в земных недрах, представляет собой минеральные растворы.

При выталкивании их на поверхность земли, происходит медленное охлаждение, что приводит к переходу в твердую форму.

Например, в горном граните содержатся кристаллы минералов: полевого шпата, кварца, слюды. Миллионы лет назад гранит существовал в виде расплавленной массы минералов. В наше время в земной коре есть различные расплавленные горные породы, при постепенном охлаждении которых формируются кристаллы разных видов.

Методы выращивания кристаллов разнятся и зависят от химического строения вещества, температурного режима, использования дополнительных компонентов.

Специфика процесса

Процесс можно разделить на несколько отдельных пунктов:

естественный, связанный с образованием в природе;

искусственный.

Второй вариант востребован в следующих случаях:

для научно-технических целей;

при проведении внеклассных, практических, экспериментальных работ;

случайное образование кристаллов.

Как может происходить в последнем случае выращивание кристаллов? Химия рассматривает такой вариант кристаллизации как непреднамеренный итог эксперимента, в котором в данном случае не предполагалось контроля со стороны исследователя. Самопроизвольная кристаллизация наблюдается при наличии дополнительных физических либо химических процессов: испарения растворителя, окисления компонентов раствора.

Физико-химическая характеристика

Выращивание кристаллов из соли объясняется растворимостью вещества в растворителях, сопровождающееся разрушением кристаллической структуры. Теплота, необходимая для подобного процесса, берется из окружающей среды. Например, в случае растворения роданида аммония NH 4 SCN и иодида калия изменение температуры можно ощутить при непосредственном контакте с пробиркой.

Также выращивание кристаллов из соли в домашних условиях связано с диффузией. Например, взяв несколько кристаллов перманганата калия (марганцовки) и растворяя их в воде, можно наблюдать, как по объему цилиндра образуются розовые завихрения. При интенсивном перемешивании весь раствор приобретает равномерный розовый цвет. В случае его замораживания можно рассчитывать на получение красивых кристаллов марганцовки.

Выращивание кристаллов для детей лучше рассматривать на хлориде натрия, сульфате меди (2).

Важные аспекты

При подборе материала для проведения экспериментальной работы, важно учитывать определенные факты:

Исходное вещество не должно обладать токсичностью. Например, проект «Выращивание кристаллов в домашних условиях» для детей не допускает применения цианида калия, сульфата натрия, так как при гидролизе таких солей выделяются токсичные соединения, способные вызывать отравление.

Выбираемые вещества должны давать стабильные результаты. Например, кристаллы сульфата натрия, железоаммонийные и хромокалиевые квасцы, соли марганца, при потере влаги, превращаются в невзрачные порошки, а потому, они не входят в набор для выращивания кристаллов.

Приемлемая стоимость и доступность выбираемых реактивов. Как можно проводить выращивание кристаллов? Наборы для детей включают доступные компоненты, а также детальные рекомендации для выполнения практической работы.

Использование стабильных веществ. Не рекомендуется выбор веществ, которые подвергаются обратимому гидролизу. Так, соли аммония, отличающиеся высокой гигроскопичностью, вступят с водой в реакцию, в результате чего трудно будет рассчитывать на получение желаемого результата.

Что еще должен знать юный алхимик? Выращивание кристаллов предполагает определенную последовательность действий (алгоритм). Только при соблюдении всех требований, этапов работы, можно рассчитывать на получение желаемого результата.

Хранить кристаллы желательно в холодильнике, чтобы не провоцировать их разрушения. Есть некоторые вещества, которые способны существовать в стабильной кристаллической форме довольно длительный временной промежуток.

Например, оптимальным вариантом для школьников является выращивание кристаллов из медного купороса, поваренной соли. Эти компоненты доступны по ценовому диапазону, подходят по своим химико-физическим, биологическим характеристикам.

При дополнительном покрытии полученных кристаллов бесцветным лаком, можно существенно продлить их «срок жизни».

Необходимое оборудование

Как проводить выращивание кристаллов? Наборы для детей включают химическую посуду: термостойкие стаканы, фильтровальную бумагу, воронку, стеклянную палочку, реактивы.

Если эксперимент проводится в домашних условиях, вместо фильтровальной бумаги допускается использование туалетной бумаги (салфеток), а роль водяной бани может выполнить старая кастрюля, поставленная на электрическую плитку.

Альтернативой для настоящей химической воронки станет горлышко старой пластиковой бутылки.

Что еще важно учитывать, проводя опыт «Выращивание кристаллов»? Помимо непосредственного выращивания, важно получить навыки сохранения результата экспериментальной деятельности.

Варианты образования

Есть три разных варианта формирования кристаллов:

из расплава;

из раствора;

из газовой фазы.

В качестве примера кристаллизации из расплавленного состояния можно отметить появление льда из воды, а также формирование вулканических пород.

Выращивание кристаллов из купороса – типичный пример перехода из жидкой фазы в твердое агрегатное состояние.

В случае охлаждения пара либо газа благодаря электрическим силам притяжения наблюдается объединение атомов либо молекул в кристаллическое состояние. Среди самых распространенных вариантов искусственного получения монокристаллов, которые могут проводить школьники младших классов, выделим выращивание кристаллов из медного купороса. Сложность процесса заключается в незначительной скорости его протекания.

Пример проектной работы школьника

Актуальность темы в том, что была дана подробная инструкция по выращиванию кристаллов, а также достигнуты конкретные результаты.

Гипотеза проекта: в домашних условиях можно вырастить красивые и неповторимые кристаллы.

Цель проекта: выращивание своими силами кристаллов поваренной соли.

проанализировать теоретические сведения по вопросу исследования;

выявить значение соли для жизнедеятельности человека;

своими руками вырастить кристаллы поваренной соли;

уточнить условия формирования кристаллов;

оценить полученные в ходе практической деятельности результаты.

Историческая справка

Хлорид натрия является распространенным пищевым продуктом. В природе данное соединение встречается в качестве минерала галита, именуемого также «каменной солью». Хлорид натрия в существенном количестве есть в морской воде. Обнаружено данное соединение в недрах земли, на берегах рек, в горах.

Без определенного количества поваренной соли, у многих живых организмов начинается солевое голодание. Хищники восполняют дефицит хлорида натрия с мясом и кровью добычи, травоядные лижут соленые почвы.

В день человеку достаточно 10-15 граммов поваренной соли (не больше 1 столовой ложки), переизбыток данного химического вещества приводит к появлению заболеваний почек. В древнее время соль использовалась для изготовления монет, на 5 плиток соли можно было приобрести раба.

В Древнем Риме наемные солдаты получали жалованье именно солью, а не деньгами. Англичане верили, что раствор хлорида натрия, разбрызганный на вещь, предотвращает несчастье. Именно соль считалась символом дружбы и гостеприимства. Есть народная примета, согласно которой при ее рассыпании, нужно готовить к неудаче, ссоре.

В Киевскую Русь вещество попадало из соляных озер Азовского и Черного морей. Она была настолько дорогим товаром, что подавали на стол ее только для знатных гостей.

Есть города, которые появились на местах добычи хлорида натрия:

В переводе с греческого языка слово означает «лед». Они обладают разнообразной формой, структурой, размерами. Например, гигантские образцы достигают массы в несколько тонн. Древние люди верили в то, что можно получить изо льда хрусталь, а из хрусталя получить алмазы. Их наделяли магическими свойствами, верили, что кристаллы исцеляют от смертельных болезней, влияют на судьбу и жизнь человека.

Есть особые формы кристаллов: ветки, перья, иглы, деревца, цветы. В качестве примера можно привести узоры на окнах в зимнее время. Люди научились выращивать искусственным путем рубины. Камни нужны для ювелирной промышленности, а также для изготовления точных часовых механизмов.

Выращивание кристаллов поваренной соли не предполагает специальных химических препаратов. В каждом доме есть соль, употребляемая в пищу. Кристаллы данного химического соединения представляют собой прозрачные бесцветные кубики. Процедура выращивание из поваренной соли кристаллов была разделена на несколько этапов:

Растворение соли в теплой воде. Процесс продолжался до тех пор, пока не наступил такой момент, пока вещество не перестало растворяться (насыщенный раствор).
Приготовленную смесь переливают в другую емкость, в которой можно осуществлять выращивание конечных кристаллов. Для того чтобы соринки не помешали процессу кристаллизации, предварительно проводится фильтрование раствора через салфетку либо туалетную бумагу.
На нитку привязывается небольшой камушек, который опускается в приготовленный раствор.
Емкость накрывается металлизированной фольгой, чтобы избежать попадания внутрь мусора и пыли.

Важные моменты

Для того чтобы получить крупные и красивые кристаллы, нежелательно без особой надобности вытаскивать камушек.

В насыщенный раствор не должен попадать мусор, так как это приведет к снижению скорости кристаллизации, негативно отразится на размерах образуемых частиц.

Не нужно пользоваться красками в процессе выращивания кристаллов, так как это не только испортит сам раствор, но и негативно отразится на конечном результате.

Судя по отзывам, первые кристаллы на нити формируются на 2-3 сутки после начала эксперимента. Постепенно они увеличиваются по размерам, нарастают друг на друга. В конечном итоге образуется достаточно крупный прозрачный кристалл хлорида натрия.

Для получения красивых частиц сульфата меди можно приобрести в хозяйственном магазине порошок медного купороса. Данное вещество применяется в сельском хозяйстве для борьбы с вредными микроорганизмами, разрушающими овощные и фруктовые культуры.

Необходимо помнить о том, что медный купорос является активным химическим соединением. Оно ядовито! Необходимо мыть руки после процесса растворения порошка, а также при работе с кристаллами медного купороса.

Сначала необходимо приготовить насыщенный раствор данной соли. Для этого в горячей воде растворяется порошок до тех пор, пока не прекращается процесс растворения. Далее на нитку крепится небольшой камушек (затравка), он подвешивается в емкость с раствором медного купороса так, чтобы не касался дна. Сосуд оставляется открытым на длительный срок, выдерживается комнатная температура. Для того чтобы не допускать попадания внутрь мусора и пыли, емкость можно накрыть пищевой фольгой.

По ходу испарения на поверхности раствора будет появляться корка, постепенно превращающаяся в голубые блестящие кристаллы. Спустя 3-4 суток «затравка» обрастает синими кристаллами, напоминающими драгоценные камни. Через три недели можно получить крупный кристалл медного купороса.

При желании можно вооружиться готовым набором юного химика, предназначенного для выращивания разнообразных кристаллов.

В качестве вещества используется дигидрофосфат аммония, в который добавлен пищевой порошкообразный краситель. Также в наборе есть камушки, необходимые для «затравки», пластикового контейнера с крышкой и мерными делениями для выращивания, пинцет, увеличительное стекло, лопатка для перемешивания.

Для эксперимента отмеряется 40 мл горячей воды, затем всыпается смесь, осуществляется ее растворение в воде при перемешивании лопаткой. Основная порода рассыпается по дну контейнера, в емкость выливается раствор. Его располагают в светлом месте, например, на подоконнике. По мере испарения воды, в контейнере появляются игольчатые кристаллы соли. Спустя 2-3 недели вода полностью испарится, можно наблюдать крупные кристаллы соли аммония.

В заключение

При проведении исследовательской работы по алгоритму, предложенному ранее, можно рассчитывать на реализацию поставленной задачи. Кристаллы, выращенные в домашних условиях, получаются достаточно крупными.

В ходе самостоятельных экспериментов юный химик может сделать следующие выводы:

сравнить процесса роста кристаллов у различных химических веществ;
проанализировать отличия в цвете, размере, форме выращенных кристаллов;
частицы могут расти при удалении сорняков, избавлении от нежелательных наростов;
процесс роста кристаллов осуществляется по мере испарения воды;
на их форму и размеры влияет температурный показатель.

Судя по отзывам, кристаллы достаточно капризны, они нуждаются в бережном к ним отношении, полном соблюдении температурного режима, последовательности действий, применении «затравки». Если набраться терпения, аккуратно и бережно относиться к данному проекту, вполне можно своими силами вырастить в домашних условиях кристаллы необычной формы, цвета, размера.

Нельзя забывать о том, что кристаллические вещества нужны человеку для изготовления станков, строительства домов, бытовых целей.

В земных недрах встречаются камни такой идеальной формы, словно кто-то их полировал, шлифовал, качественно выпиливал.

Каждый из нас с удивлением рассматривал безупречные снежинки, мелкие песчинки на берегу реки, любовался драгоценными и полудрагоценными камнями.

Сложно поверить, что именно природа, без какого-либо вмешательства со стороны человека, создала эти кристаллические вещества.

Для привития познавательного интереса к неорганической химии, формирования навыков проектной и исследовательской деятельности, подготовки подрастающего поколения к предстоящему выбору профессии, эксперименты, связанные с выращиванием в домашних условиях кристаллов медного купороса, поваренной соли, можно считать идеальным вариантом. В процессе практической деятельности, школьники знакомятся с теоретическими материалами, навыками экспериментальной деятельности, изучают основные правила техники безопасности.

большая тёрка

Тёрка в тагах

Кристаллы. А давайте сделаем настоящий кристалл?! потом подарим =)

В общем, на уроках химии многим показывали опыт с выращиванием кристала. Дак давайте же попробуем вырастить сами!

На этот раз инструкция будет про то, как вырастить кристаллы в домашних условиях. Для этого вам не потребуется много усилий, зато в итоге получите весьма привлекательные безделушки, которые, кстати, можно использовать в качестве украшений для елки.

Или можно использовать никель двуххлористый.

После того как основной ингредиент будущего кристалла найден, берете чистый стакан и заполняете его дистиллированной водой.

И начинайте постепенно растворять соль в воде.

Кстати, при нагревании соль растворяется лучше, быстрее и больше.

При этом можете комбинировать соли.

Затем продолжайте нагревать раствор и подсыпать соль.

Доведите раствор до кипения и продолжайте подсыпать соль.

Сыпьте до тех пор пока соль не перестанет растворяться в растворе. В среднем на 100г воды уходит 250г соли никеля сернокислого

Сразу же после этого опускаете в стакан веревочку, на которой будет образовываться кристаллики.

Если раствор охлаждать быстро, то кристаллы будут тоже расти быстро, но их форма может оказаться неправильной.

Если же раствор охлаждать медленно, то форма кристаллов будет правильной.

Вот и все. Как видите выращивание кристаллов своими руками-это довольно просто.

Чтобы инструкция получилась совсем полной, предлагаю вашему вниманию еще и видео на эту же тему. Хотя оно и на английском и там был использован другой ингридиент, но, мне кажется вы и так все поймете.

Тоже, другими словами.

Выращивание кристаллов. Кристаллы соли

Вырастим кристаллы соли . Вы знаете, что для роста некоторых кристаллов необходимы cпецифические условия: высокое давление, вакуум, температура. Мы будем выращивать кристаллы соли и металлов, которые не требуют столь жёстких условий.

Выращивание кристаллов поваренной соли

Выращивание кристаллов медного купороса

Выращивание кристаллов меди :

Теперь вырастим красные кристаллы меди . Нам необходимы медный купорос, поваренная соль, стальная пластинка по форме сечения ёмкости (немного меньшего периметра. Можно использовать стальную стружки или кнопки), где будут расти кристаллы меди и кружок из промокательной бумаги в форме сечения. Итак, положите немного медного купороса на дно пузырька (желательно равномерно по площади). Сверху насыпьте поваренной соли и закройте всё это вырезанным кружком бумаги. На неё положите железную пластинку (или засыпте стальной стружкой). Всё это вместе надо залить насыщенным раствором поваренной соли (такой раствор мы готовили при выращивании кристалла поваренной соли). Оставьте ёмкость приблизительно на неделю. За это время вырастут иглоугольные красные кристаллы меди. При выращивании кристаллов старайтесь не переносить ёмкость с кристаллом, а также нежелательно изымать кристалл из раствора.

Можно вырастить многослойные разноцветные кристаллы соли. Их получают путём приготовления растворов квасцов (двойные соли серной кислоты) и переносяn поочерёдно выращиваемый кристалл из одного раствора в другой.

Попробуйте заняться выращиванием кристаллов марганцовки (тёмнофиолетовых кристаллов ромбовидной формы). Растворимость марганцовки в воде (при 20 o C в 100 граммах воды растворяется около 6,5 граммов кристаллов марганцовки, то есть приблизительно 3 см 3)

Выращивание кристаллов можно осуществлять из разноцветных вкасцов. Квасцы — двойные соли металлов, образованные растворение металлов в серной кислоте. Если смешать горячие концентрированные растворы сульфатов алюминия Al 2 (SO 4) 3 и калия K 2 (SO 4), а полученный раствор охладить, то из него начнут кристаллизоваться квасцы - двойной сульфат калия и алюминия 2KAl(SO 4) 2 12Н 2 О. Квасцы растворяются в воде так: 5,9 г на 100 г воды при 20 °С, но уже 109 г - при 90 °С в пересчёте на безводную соль. При хранении на воздухе кристаллы соли квасцов выветриваются. При температуре 92,5 °С кристаллы соли квасцов плавятся в своей кристаллизационной воде, а при нагревании до 120 °С обезвоживаются, переходя в жжёные квасцы, которые разлагаются лишь при температуре выше 700 °С. Молекулы воды, входящие в состав кристаллов квасцов, связаны химической связью с ионами калия и алюминия, поэтому кристаллы соли квасцов имеют формулу, которую правильнее записывать в виде комплексной соли (SO 4) 2 .

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.

Итак, процесс вращивание кристаллов разделим на основные этапы:
Этап 1: Растворить соль, из которой будет расти кристалл, в подогретой воде (подогтерть нуждно для того, чтобы соль растворилось немного больше, чем может раствориться при комнатной температуре). Растворять соль до тех пор, пока будете уверены, что соль уже больше не растворяется (раствор насыщен!)
Этап 2: Насыщенный раствор перелить в другую ёмкост, где можно производить выращивание кристаллов (с учётом того, что кристалл будет увеличиваться). На этом этапе следите, чтобы раствор не особо остывал.
Этап 3: Привяжите на нитку кристаллик соли, нитку привяжите например к спичке и положите спичку на края стакана (ёмкости), где налит насыщенный раствор (если возник вопрос — Выращивание кристаллов — рис. к этапу 3). Кристаллик опустите в насыщенные раствор.
Этап 4: Перенесите ёмкость с насыщенным раствором и кристалликом в место, где нет сквозняков, вибрации и сильного света (выращивание кристаллов требует соблюдение этих условий).
Этап 5: Накройте чем-нибудь сверху ёмкость с кристалликом (например бумагой) от попаджания пыли и мусора. Оставте раствор на пару дней.
Важно помнить! Выращивание кристаллов:
1. кристаллик нельзя при росте без особой причины вынимать из раствора
2. недопускать попадание мусора в расствор,где растёт кристалл
3. периодически (раз в неделю) менять или обновлять насыщенные раствор

Выращивание кристаллов марганцовки

Ну вот, прошел год с момента написания прошлой статьи. За это время уже успел вырастить довольно большое количество кристаллов, так что информации будет много.
Заранее извиняюсь за мою привычку писать простыни на несколько страниц))

Сегодня будем рассматривать выращивание кристаллов:

1.Сульфат меди (небольшое дополнение к старой статье)
2.Сульфат железа II (также)
3.Ацетат меди (также)
4.Тетраборат натрия (также)
5.Тетраборат аммония
6.Алюмокалиевые квасцы (также)
7.Хромо-калиевые квасцы (также)
8.Железоаммонийные квасцы
9.Соль Мора
10.Сульфат марганца
11.Сульфат цинка
12.Ацетат цинка
13.Сульфат натрия
14.Иодид натрия
15.Ацетат железа II
16.Дигирофосфат аммония
17.Сульфат калия
18.Красная кровяная соль
19.Лимонная кислота
20.Карбамид (мочевина)
21.Сера

Итак, начнем.

1. Сульфат меди (II) .

Во-первых, факт того, будут расти монокристаллы или поликристаллы, зависит не только от положения затравки в растворе (на дне или на нитке), материала подвеса (леска, нить или волос), но и температуры раствора и чистоты вещества.
При выращивании из горячего раствора (>35-40 о С) будут расти в основном поликристаллы. Также из сульфата меди, купленного в магазине удобрений, растут чаще поликристаллы, чем моно. Я уже говорил о большом количестве примесей в нем, так что это ещё один повод покупать сульфат меди в химмаге.
Но если у вас нет химмага, не расстраивайтесь. Если один-два раза перекристаллизовать медный купорос, то его степень чистоты заметно повысится.

Во-вторых, если выращивать сульфат меди из смеси воды и этилового спирта, то рост происходит быстрее, но может слегка исказиться форма кристаллов.
Если же добавить в него немного серной кислоты, то кристаллы будут расти более прозрачными и правильными.

В-третьих, если добавить в раствор сульфат калия, то кристаллы начнут изменять форму. Небольшая добавка слегка скругляет грани кристаллов, но с увеличением количества кристаллы все сильнее меняют форму и цвет - становятся более похожими на наклонные призмы и меняют цвет на более светлый.

Ну и конечно же фотографии:

А это кристаллы сульфата меди-калия, как видно они посветлели и сильно изменили форму:

2.Сульфат железа (II)

Та же история, что и с медным купоросом. Но добавился ещё один интересный момент — время хранения кристаллов.
У сульфата железа есть несколько кристаллогидратов, т.е. при разных условиях из одного и того же раствора могут вырасти совершенно разные кристаллы с разным количеством заключенной в них воды.
Кристаллы в прошлой статье выросли в растворе серной кислоты (примерно 45%-ой), это 4-водный кристаллогидрат.
Выращивая очередную часть кристаллов, уменьшил концентрацию кислоты до примерно 10-15%. В результате выросли кристаллы совершенно другого цвета и формы (7-водный кристаллогидрат).

Можете сравнить:
4-водные

7-водные

Разница на лицо. В первом случае выросли светло-зеленые монокристаллы, а во втором — салатовые поликристаллы.
Первые без лака сохраняются и по сей день, вторые не выдержали и двух недель без лака, с лаком же — два месяца.

Если же растить совсем без кислоты, то сульфат железа (II) быстро окисляется и гидролизуется, выпадает осадок нерастворимых основных сульфатов железа (III). Увы, соли двухвалентного железа окисляются воздухом даже в кислом растворе. Чтобы этого избежать, можно добавить на дно емкости немного железных стружек и ещё кислоты [для восстановления железа (III) в железо (II)].

Точно также выпадает осадок, если выращивать кристаллы из горячего раствора при любой концентрации кислоты.

Что ж, очередь фотографий:

А вот тут уже немного окислившиеся кристаллы, несмотря на 10 слоев лака (спустя месяц после роста).

Сейчас их состояние намного хуже (такие они были через 2-3 месяца, сейчас их состояние не изменилось):

Вот какая бывает разница у кристаллов, выращенных практически из одного раствора, но при разной температуре или концентрации серной кислоты.

Оба кристаллогидрата хранить во влажной комнате, не допускать их перегрева или нахождения под прямыми солнечными лучами. И не храните их в спичечных коробках, картон очень сильно поглощает влагу.

Ну тут информации будет немного.
Выяснилось, что чистый ацетат меди черно-синего цвета, а не черно-зеленого. Последний получается из-за примесей, содержащихся в медном купоросе из магазина удобрений. Скорее всего это железо. Если несколько раз перекристаллизовать купорос, а только потом получать ацетат меди, то цвет будет другим и раствор гораздо меньше пахнет уксусом (ацетат железа (II) распадается до гидроксида железа и уксусной кислоты).

Также чистый ацетат меди растет гораздо правильнее и не практически не образует поликристаллов.
Но эти кристаллы также выветриваются. Довольно слабо, но если оставить кристаллы на неделю-две без лака, то это станет гораздо заметнее (более светлые участки на кристаллах и мутная поверхность). Так что лучше из все-таки покрыть лаком.

Ну а теперь фотографии (через два месяца после роста, с лаком):

4.Тетраборат натрия

Здесь просто фотографии, так как просто дорастил предыдущие кристаллы. Растет крайне медленно, эти кристаллы росли два с половиной месяца:

Не выветривается, только мутнеет на поверхности. Иногда может мутнеть сразу после вынимания из раствора, а иногда и через 2 месяца — это непредсказуемо.

Тетраборат аммония – почти что полный аналог тетрабората натрия. Это относится к форме, цвету и растворимости кристаллов, все они практически одинаковы.

Получение – реакция между борной кислотой и аптечным нашатырным спиртом. Но здесь получение немного легче, т.к. легко избежать избытка одного из компонентов

Аммиака брать с избытком, т.к. во-первых, у аптечного концентрация всего 10%, а во-вторых, он легко испаряется, и его избыток быстро пропадет сам собой. Фотографии:

Получение этих кристаллов описано в предыдущей статье (сульфат алюминия из серной кислоты и алюминиевых пластинок, сульфат калия из магазина удобрений, смешать горячие растворы). Здесь просто фотографии своих кристаллов:

Растут довольно быстро, эти выросли примерно за 3 недели. Но вот последний вырос из горячего раствора, причем на нижней части воронки — поставил на ночь фильтроваться горячий раствор, а утром уже висел выросший кристалл. Вот как иногда бывает))

При добавлении буры форма меняется на кубооктаэдр либо куб (чем больше концентрация буры, тем ближе к кубу). Причем сама бура в кристаллы не входит, а только меняет структуру. Со временем её концентрация повышается, и форма все сильнее меняется:

Хранятся довольно неплохо, но покрывать лаком надо, иначе могут мутнеть или выветриваться. Без лака стали выветриваться примерно через 2-3 месяца, с лаком держаться больше полугода.

7. Сульфат хрома(III) — калия [ KCr(SO 4) 2 · 12H 2 O , хромокалиевые квасцы]

Про хромокалиевые квасцы я писал в предыдущей статье, так что будут в основном фотографии. Могу лишь добавить, что их можно получить ещё и реакцией дихромата калия, серной кислоты и любого подходящего восстановителя (спирта, глюкозы, сернистого газа, сульфита или сульфида калия и другие).

А теперь любуемся этой красотой:

К сожалению, сохраняются они плохо, выветриваются даже под слоем лака. Поэтому хранить их надо в масле или растворителе (можно использовать вазелиновое масло из аптеки, оно бесцветное). Есть ещё вариант, так как квасцы изоморфны – т.е. имеют одинаковую кристаллическую решетку, то можно опустить кристалл хромокалиевых квасцов в раствор алюмокалиевых (или любых других), причем кристалл не растворится, а будет продолжать расти, но слой будет уже прозрачный. Фактически, мы покрываем их слоем алюмокалиевых квасцов, которые сохраняются намного лучше. Так можно делать с любыми квасцами, получая кристалл в кристалле (см ниже).

8.Сульфат железа (III) — аммония

Как и все квасцы, имеет форму октаэдра. Цвет — от бесцветного до светло-розового и сиреневого. С чем связано такое отличие в окраске, неизвестно — примеси, а может и условия получения и выращивания.

Метод получения железоаммонийных квасцов аналогичен методу получения любых других квасцов — смешать горячие растворы сульфата аммония и сульфата железа (III) (1 способ).
Сульфат аммония получается реакцией между аптечным нашатырным спиртом и серной кислотой, более подробно это расписано в предыдущей статье.
Сульфат железа (III) получается при окислении раствора сульфата железа (II) перекисью водорода (с обязательной добавкой серной кислоты, иначе выпадет осадок).

Есть и немного другой путь получения. Смешать сульфат аммония и сульфат железа (II), добавить немного серной кислоты и только потом добавлять перекись (2 способ). Фактически это окисление соли Мора (см ниже).

В первых двух способах иногда может начать выпадать осадок нерастворимого Fe(OH)(SO 4) 2 , именно для предотвращения его образования и нужна небольшая добавка серной кислоты. Но зачастую не помогает и она.

Есть и 3 способ получения. Берем аммиачную селитру (нитрат аммония, можно найти в садоводческом магазине) и растворяем ее в серной кислоте, можно просто сыпать селитру прямо в электролит. Растворять нужно при небольшом подогреве, т.к. нитрат аммония при растворении сильно охлаждает раствор. Затем берем что-то железное (например, гвозди) и опускаем в раствор. Желательно делать это на улице, т.к. выделяется диоксид азота, газ оранжевого цвета с сильным неприятным запахом. Но его выделение будет довольно медленным, так что обычно достаточно просто накрыть крышкой емкость с реагентами. Когда реакция прекратится (у меня она шла около 2-3 дней), фильтруем раствор.

Третий способ очень сильно помогает росту кристаллов. Если из квасцов, полученных первыми двумя способами, очень тяжело вырастить сколько-нибудь нормальный кристалл, то данным способом можно получить кристалл гораздо больших размеров и значительно быстрее.

Сначала я получал именно 2 методом, но у него довольно малый выход конечного продукта:

Но потом попробовал третий метод, и результаты превзошли все ожидания:

Это попытка получения кристалла в кристалле. Внутри кристалл хромокалиевых квасцов, а снаружи – железоаммонийных (я пытался нарастить сверху ещё и алюмокалиевые, чтобы сохранить кристалл получше, но попытка провалилась. Так что придется хранить в вазелиновом масле).

Последняя фотография — через месяц, после роста. Кристаллы мало того, что стали желто-коричневыми сами, так ещё и покрылись желтым налетом Fe(OH)(SO 4) 2 . Удаление налета не помогает, пожелтение начинается опять. Вот такие упрямые соли железа, не хотят сохраняться ((

Небольшое предупреждение — никогда не нагревайте повторно раствор, а уж тем более до кипения. У меня оказался избыток сульфата железа (III) (делал в третий раз, уже по первому способу), из-за чего раствор был желтым и кристаллы почти не росли, только маленькие с искаженной формой. Нагрел раствор, добавил туда сульфата аммония — и тут все мгновенно выпало в осадок, который я не смог ничем растворить. Пришлось выкинуть ((

Соль Мора - почти тот же сульфат железа, но со значительным количеством сульфата аммония. Порядок получения такой же, как и для железоаммонийных квасцов, только ничего окислять не надо - просто смешать горячие растворы сульфата аммония и сульфата железа (II).

Монокристаллы похожи на сульфат железа, но срастаясь, кристаллы образуют изумительные по красоте поликристаллы. Интересно то, что загрязненная соль Мора (с избытком одного из сульфатов либо другими примесями) растет исключительно поликристаллами, а чистая – исключительно монокристаллами.

Растут по времени примерно как сульфат железа, но не так окисляются. Только иногда немного выветриваются, если не покрывать их лаком. Но все же, желательно покрыть, так как со временем могут желтеть.

Ничего больше о них сказать не могу. так что просто любуемся красотой. Поликристаллы:

А это перекристаллизованная соль Мора (монокристаллы):

Растут по времени примерно как сульфат железа, но не так окисляются. Только иногда немного выветриваются, если не покрывать их лаком. Но все же желательно покрыть, так как со временем могут желтеть.

10.Сульфат марганца

Розовые или светло-розовые кристаллы, по форме могут быть как плоские параллелограммы с острыми углами (почти как кристаллы медного купороса, только плоские), так и ромбоэдры (призма с основанием в виде ромба).

С получением сульфатом марганца вышла целая история.

Первоначально его получение и не планировалось, собирался получить марганцовку (в аптеке больше не продают — прекурсор). Был довольно странный путь её получения - сплавление оксида марганца (IV) с гидроксидом калия, последующее растворение этого в перекиси и диспропорционирование (с одновременным окислением) манганата калия до марганцовки и того же оксида марганца (IV).

Но этот план не удался: KOH было мало, да и сплавление получилось только частично. А при растворении что-то пошло не так и раствор даже не окрасился.
Оксид марганца пролежал около недели, пока не появилась мысль получить из него сульфат.

Методика довольно проста. Покупаем в магазине одну-две большие щелочные батарейки, расковыриваем, достаем черную массу оттуда, хорошенько промываем её кипятком несколько раз (она сильно мажется, фильтровальной бумаги уйдет много), лучше дополнительно её прокалить. Это оксид марганца (IV) MnO2.
Затем добавляем в него горячую соляную кислоту (можно обойтись смесью серной кислоты и поваренной соли, это не критично).
Происходит реакция:

Внимание? проводить эту реакцию только на улице! Выделяется настолько много газообразного хлора, что ни одна вытяжка не успевает. А проделывать такое дома даже и не думайте, это крайне опасно!!

Дать отстояться день-два чтобы осел непрореагировавший оксид марганца. Отфильтровываем осадок и переводим хлорид марганца в карбонат (строго говоря, образуется гидроксокарбонаты переменного состава, но это не так важно) с помощью обычной пищевой соды:

И затем в сульфат с помощью серной кислоты:

Есть и более простой, безопасный и экономичный способ получения – реакция между оксидом марганца (IV), серной кислотой и перекисью водорода. С ним гораздо меньше мороки, нет выделения весьма опасного и сильно пахнущего хлора, а также излишней траты реактивов:

В конечном итоге у нас есть раствор сульфата марганца, правда сильно загрязненного. Можно очистить его двойной или тройной перекристаллизацией.

У меня кристаллы до очистки были такими:

А вот кристаллы после перекристаллизации:

А на последней фотографии был самый первый сульфат марганца, самый грязный.

Почти такое же влияние на цвет и форму кристаллов оказывает концентрация кислоты и температура выращивания.
Хранятся эти кристаллы плохо, даже под слоем лака быстро выветриваются. Покрывается белым налетом за пару дней, за неделю-две рассыпается в порошок.

Если добавить в раствор сульфат калия или аммония, то кристаллы прекратят выветриваться, но посветлеют и резко изменят форму – станут наклонными призмами с основанием в виде сплющенного шестиугольника:

Хранятся они намного лучше чистого сульфата, за месяц без лака совсем не изменились. Так что если у вас не сохраняется сульфат марганца, добавьте туда сульфат калия или аммония — все наладится в лучшую сторону.

11.Сульфат цинка

Бесцветные прозрачные кристаллы, форма - призма с основанием в виде прямоугольника с равносторонними треугольниками на концах.

Получение довольно простое - реакция между металлическим цинком и серной кислотой:
Zn + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2 ^

Цинк можно извлечь из марганец-цинковых батареек, из которых мы уже извлекли оксид марганца. Раньше из цинка делали стакан-оболочку (солевые марганец-цинковые батарейки, которые сейчас встречаются крайне редко). В современных — щелочных элементах стаканчик делают из железа, внутри стаканчика находится цинковый стержень и диоксид марганца, пропитанный KOH.

Как бы то ни было, цинк нужно извлечь, промыть и растворить в серной кислоте.

Есть вероятность, что кристалл расти не будут (примесь сульфата меди или железа). Если кристаллы не растут, а на поверхности просто образуется корка вещества, то добавляем немного серной кислоты и выносим на холод — должны начать выпадать. Если этого не произошло (как это было у меня), то берем блок питания и те два стержня (или остатки стаканчика), подключаем их к блоку питания и включаем в сеть на пару часов. Медь или железо выделятся на электродах, а сульфат цинка начнет расти нормально.

Вот фотографии корки с маленькими кристаллами:

А вот и фотографии уже нормальных кристаллов:

Вырастают обычно поликристаллы, но могут и моно. Выветриваются, хранятся плохо, но лучше сульфата марганца. Довольно хрупкие.

12. Ацетат цинка (II) [Zn (CH 3 COO) 2 , уксуснокислый цинк ]

Ацетат цинка – очень красивые бесцветные кристаллы шести- или треугольной формы. Получение почти аналогично сульфату цинка, но вместо серной кислоты нужно взять уксусную.

Растворимость средняя, заметно лучше ацетата меди. Не выветривается, монокристаллы достаточно прочны, но поликристаллы очень и очень хрупкие.

Только начал его растить, так что это пока вся информация о нём. Любуемся:

13.Сульфат натрия

Бесцветные прозрачные кристаллы. Интересно то, что сульфат натрия в зависимости от условий роста образует кристаллы совершенно разных геометрических форм. Причем количество форм его кристаллов довольно большое: снежинки (>70-80°С), иглы (>40-50°С), шестиугольник и октаэдр (комнатная температура), призмы (о С).

Получение довольно необычное — реакция гидроксида натрия, йода и перекиси водорода.

Итак, нам понадобятся аптечный раствор йода, кислота, перекись и средство «Крот» из хозяйственного магазина. Вместо перекиси можно просто кинуть пару таблеток гидроперита, иначе раствор получается сильно разбавленный.

Сначала выделим йод из настойки. Аптечная настойка представляет собой раствор иода в водном растворе иодида калия. Чтобы выделить из раствора иод, окисляют иодид калия перекисью в присутствии кислоты (лучше — разбавленной серной, но можно добавить хотя бы уксусную), затем раствор разбавляют в несколько раз водой. Осадок иода фильтруют и используют для получения иодида натрия.

Конечно, можно использовать сразу настойку, но тогда иодид натрия получится с примесью иодида калия, которую от него никак не отделить.

Затем берем йод, средство «Крот» (едкий натр) и перекись. Просто смешиваем все компоненты. Желательно йод добавлять в самую последнюю очередь маленькими порциями, а «Крот» нагреть до 50-60°С.

Получили иодид натрия, правда, загрязненный. Очистить можно опять же кристаллизацией.

Эти кристаллы выращены резким охлаждением до 0 о С. Выветриваются, хотя и слабее, чем сульфат. На свету иногда может темнеть из-за выделения йода на поверхности (реагирует с воздухом).

15.Ацетат железа (II)

Одни из самых капризных и сложных в получении кристаллов. Бесцветные прозрачные кристаллы с призматической или треугольной формой.
Получение не слишком сложное.
К сульфату железа (II) добавляем соду, выпадает осадок гидроксокарбоната железа (II) [всё аналогично получению ацетата меди]:

Осадок промывают и добавляют уксусной кислоты до прекращения выделения газа:

Уксусной кислоты добавить больше необходимого, чтобы гидролиз не начался сразу. Далее добавляем серной кислоты и ставим в морозильную камеру в герметичной емкости. Температура должна быть около -7..-10 о С, иначе кристаллы окислятся. После выпадения их нужно вытащить из емкости, промыть ледяной водой и сразу же покрыть лаком, иначе мгновенное выветривание и окисление. Я не шучу, кристаллы прямо на глазах белеют, через пару часов без лака один порошок.

Если хоть одно из этих условий не выполнено, то ацетат железа (II) быстро окисляется кислородом воздуха до основного ацетата железа (III). Образуется красная нерастворимая пленка, которая затем оседает на дно и засоряет раствор. И ничего не растет.

Вот фотографии тех, что смогли продержаться дольше остальных:

Через месяц они превратились в порошок, став белой пылью в оболочке из лака. Так что если вы собрались его получать, то о хранении даже и не думайте.

Бесцветные прозрачные кристаллы в форме обелиска (четырехгранный карандаш или параллелепипед с пирамидами на концах). Монокристаллы не слишком примечательны.
Но вот поликристаллы просто восхитительны, похожи на друзы горного хрусталя или кристаллы гипса из мексиканской Пещеры кристаллов.

Получение рассматривать не буду, так как покупал в магазине, удобрение называется «Аммофос». Также основное вещество в наборах по выращиванию кристаллов, наряду с дигидрофосфатом калия.

Можно конечно получать обменной реакцией между «Двойным суперфосфатом» (дигидрофосфат кальция) и сульфатом/карбонатом аммония, но вещество будет очень грязным, да и выход оставляет желать лучшего.

Также возможно получение с помощью нашатырного спирта и фосфорной кислоты (искать в магазине радиодеталей или в автомагазине как преобразователь ржавчины). Но такой метод очень неточен, слишком легко получить гидрофосфат или даже фосфат, у которых форма и растворимость совершенно другие.

Просто любуемся красотой:

Сохраняются достаточно хорошо, за лето без лака у пары кристаллов только слегка помутнела поверхность. С лаком не выветриваются совсем.
Кристаллы можно подкрашивать пищевыми красителями (см предыдущую часть статьи, хлорид калия).

Стоит отметить, что магазинные наборы для выращивания кристаллов содержат именно дигидрофосфат аммония или калия. Если честно, не вижу в них никакого смысла — при довольно большой стоимости предлагать 100-200 грамм дигидрофосфата, палочку от мороженого, 10 граммовый пакетик красителя, пару бумажных салфеток и дешевую пластиковую емкость — как минимум необоснованно, стоимость завышается в несколько раз (если даже не десятков раз). Для сравнения, в таком наборе стоимостью в среднем 500 руб содержится всего 200 грамм дигидрофосфата. В любом магазине удобрений можно купить килограмм дигидрофосфата за 50 руб, причем они ничем друг от друга не отличаются. В общем, деньги на ветер.

Бесцветные, прозрачные кристаллы с очень интересной формой - гексагональная бипирамида (две пирамиды с общим шестиугольным основанием). Отдаленно напоминает бриллиант круглой огранки.

Вещество продается как удобрение «Калий сернокислый», однако заметную часть удобрения составляет не сульфат, а карбонат калия. Но добавка серной кислоты до прекращения выделения газа переведет все в сульфат:

Растворимость у фосфата калия не очень, так что воды лучше добавлять побольше. Растет он тоже довольно долго, но он настолько красив, что нее обращаешь на это внимания.

Что ж, фотографии в студию:

Просто красота, не правда ли?
Хранится хорошо, без лака практически не мутнеет, с лаком не изменяется совсем.

18. Гексацианоферрат((III)) калия (K 3 , красная кровяная соль)

Красная кровяная соль – красные кристаллы с несколькими формами – ромбы, призмы с ромбическим основанием, иногда обелиски. Получение рассматривать не буду – навряд ли вы будете спекать бычью кровь с железными опилками и поташем, как это делали несколько веков назад. А уж тем более получать из цианидов, в частности цианида калия и железа – это современный метод.

Купить её можно в химмаге, да и больше нигде, т.к. в быту не используется. Растворимость примерно как у медного купороса.

Один важным момент – реагирует с кислотами с образованием одного из сильнейших ядов – синильной кислоты HCN, так что экспериментировать с ней нужно аккуратно.

Зато кристаллы очень красивы:

Да, кристаллы из кислоты — что-то необычное. Но твердых кислот довольно большое количество, так что ничего удивительного.
Бесцветные прозрачные кристаллы, форма — многогранник со всеми гранями в форме ромбов, научного названия не нашел)).
Купить её можно в любом продуктовом магазине. Растворимость большая, причем если растворять в горячей воде, то получится что-то вроде сиропа, кристаллы растут вот такими:

Так что растворять надо в холодной воде. Очередь фотографий:

Просто восхитительные кристаллы!
Жаль сохраняются они не очень хорошо, если не покрыть сразу же лаком, то через недели 2-3 образуются белые точки.
Хотя даже если покрыть, через полгода они все-равно образуются из-за постепенного выветривания.

Белые иглообразные кристаллы, довольно быстро растут.
Но растворимость в воде очень большая, так что желательно растить при температуре ниже комнатной (я растил примерно при 0..-5 о С).
Получение рассматривать не буду, т.к. синтез дома невозможен, разве что вы из продуктов жизнедеятельности выделять собрались))).
Покупается в магазине удобрений как «Мочевина». Растворяем, фильтруем и ждем.

Вырастают вот такие кристаллы (у меня она была сильно загрязненная):

Кристаллы при комнатной температуре имеют привычку нарастать друг на друга, образуя что-то вроде небольших сталагмитов (фотку не сделал).
А так не слишком примечательное вещество.
Лаком его не покроешь, кристаллы рассыпаются от прикосновения. Но это и не зачем, они не выветриваются.

Да, да, это не опечатка, мы будем выращивать кристаллы простого вещества.
Сами кристаллы - желтые ромбические, иногда вытянутые октаэдры. Но они крайне малы, максимум 2-3 миллиметра.
Покупаем серу в зоомагазине (кормовая), будет самая чистая, в отличие от серы в магазине для садоводов.
Затем ищем растворители. Самое лучшее растворение серы наблюдается в сероуглероде и толуоле, чуть хуже в ксилоле, но их нигде не достать.
Так что ищем растворители 646 или 650, первый наполовину толуол, а второй ксилол (старый ГОСТ, сейчас этих веществ там гораздо меньше, а то и вовсе нету). Также можно использовать дихлорэтан, но в нем растворяется хуже, да и кристаллы растут ещё меньше.

Выделять отдельные вещества из растворителей мы не будем, это довольно сложное занятие, к тому же запах у них не из приятных, да и запросто можно получить отравление.
Просто сыпем в емкость (желательно в стеклянную) серу, заливаем растворителем и ставим в довольно горячее место (>50 о С; в идеале вообще все 100, но пары растворителей пожароопасны, так что не делайте этого! ). И ждем. Лучше серу взять с избытком.
Через сутки-двое можно профильтровать раствор (накройте воронку чем-нибудь, растворители очень быстро испаряются), а затем вылить в емкость в узким горлом (по той же причине).
И оставить в месте с температурой около 35-40 о С.

В результате получаем вот такие кристаллы (клетка 5 миллиметров):

Да, они маленькие, но ведь мы смогли вырастить кристаллы из серы!
Кристаллы не выветриваются и не окисляются по вполне понятным причинам - это не кристаллогидрат, да и при комнатной температуре сера инертна.
Можно пробовать выращивать их и из других растворителей, тут надо экспериментировать.

Конечно, есть и другой методы выращивания - из расплава. Сера плавится при 113 о С, нужно осторожно нагреть её до этой температуры (но так, чтобы она сама не загорелась), аккуратно опустить в расплав что-нибудь острое и медленно вынимать. Но образуются кристаллы другой аллотропной модификации (не ромбическая, а моноклинная), форма у них совершенно другая. И через небольшое время они переходят в ромбическую, рассыпаясь в порошок. Так что этим методом они и недели не сохранятся.

Что ж, на этом я заканчиваю. Напоследок фотография всей моей коллекции (того, что сохранилось):

Коробочки сделаны из коробок от CD дисков. Может как-нибудь напишу небольшую статью по их изготовлению))

Выращивание кристаллов — не пиротехника, но про технику безопасности все равно не следует забывать. Работа с токсичными веществами требует осторожности — как во время приготовления растворов, так и во время самого выращивания кристаллов. Здоровье дается нам только один раз и его следует беречь.

Забыл добавить, кристаллы из цитратов, комплексов ацетилсалициловой кислоты, а также некоторых комплексов аммиака не растут вообще.
А из хлоридов некоторых элементов, кроме щелочных металлов или аммония, кристаллы лучше не растить — бесконечный гидролиз, хранить просто невозможно. Особенно это относится к хлориду железа и меди.

Всем удачи с выращиванием ваших кристаллов!

Для лучшего понимания основ выращивания кристаллов обязательно сначала прочтите Тем более, если вы новичок в выращивании.

Сегодня будем рассматривать выращивание кристаллов:

1.Сульфат меди (небольшое дополнение к старой статье)
2.Сульфат железа II (также)
3.Ацетат меди (также)
4.Тетраборат натрия (также)

6.Алюмокалиевые квасцы (также)
7.Хромо-калиевые квасцы (также)
8.Железоаммонийные квасцы
9.Соль Мора
10.Сульфат марганца
11.Сульфат цинка

13.Сульфат натрия
14.Иодид натрия
15.Ацетат железа II
16.Дигирофосфат аммония
17.Сульфат калия

19.Лимонная кислота
20.Карбамид (мочевина)
21.Сера

Итак, начнем.

1. Сульфат меди (II) .

Ну и конечно же фотографии:

А это кристаллы сульфата меди-калия, как видно они посветлели и сильно изменили форму:

2.Сульфат железа (II)

Та же история, что и с медным купоросом. Но добавился ещё один интересный момент - время хранения кристаллов.
У сульфата железа есть несколько кристаллогидратов, т.е. при разных условиях из одного и того же раствора могут вырасти совершенно разные кристаллы с разным количеством заключенной в них воды.
Кристаллы в прошлой статье выросли в растворе серной кислоты (примерно 45%-ой), это 4-водный кристаллогидрат.
Выращивая очередную часть кристаллов, уменьшил концентрацию кислоты до примерно 10-15%. В результате выросли кристаллы совершенно другого цвета и формы (7-водный кристаллогидрат).

Можете сравнить:
4-водные

7-водные

Разница на лицо. В первом случае выросли светло-зеленые монокристаллы, а во втором - салатовые поликристаллы.
Первые без лака сохраняются и по сей день, вторые не выдержали и двух недель без лака, с лаком же - два месяца.

Точно также выпадает осадок, если выращивать кристаллы из горячего раствора при любой концентрации кислоты.

Что ж, очередь фотографий:

А вот тут уже немного окислившиеся кристаллы, несмотря на 10 слоев лака (спустя месяц после роста).

Сейчас их состояние намного хуже (такие они были через 2-3 месяца, сейчас их состояние не изменилось):

3.Ацетат меди (II)

Ну а теперь фотографии (через два месяца после роста, с лаком):

4.Тетраборат натрия

Не выветривается, только мутнеет на поверхности. Иногда может мутнеть сразу после вынимания из раствора, а иногда и через 2 месяца - это непредсказуемо.

5. Тетраборат аммония [(NH4) 2 B 4 O 7 *10H 2 O, аммонийная бура]

4H 3 BO 3 + 2NH 3 ·H 2 O = (NH 4) 2 B 4 O 7 + 2H 2 O

6.Сульфат калия-алюминия

Растут довольно быстро, эти выросли примерно за 3 недели. Но вот последний вырос из горячего раствора, причем на нижней части воронки - поставил на ночь фильтроваться горячий раствор, а утром уже висел выросший кристалл. Вот как иногда бывает))

7. Сульфат хрома(III) - калия [ KCr(SO 4) 2 · 12H 2 O , хромокалиевые квасцы]

А теперь любуемся этой красотой:

8.Сульфат железа (III) - аммония

Как и все квасцы, имеет форму октаэдра. Цвет - от бесцветного до светло-розового и сиреневого. С чем связано такое отличие в окраске, неизвестно - примеси, а может и условия получения и выращивания.

Метод получения железоаммонийных квасцов аналогичен методу получения любых других квасцов - смешать горячие растворы сульфата аммония и сульфата железа (III) (1 способ).
Сульфат аммония получается реакцией между аптечным нашатырным спиртом и серной кислотой, более подробно это расписано в предыдущей статье.
Сульфат железа (III) получается при окислении раствора сульфата железа (II) перекисью водорода (с обязательной добавкой серной кислоты, иначе выпадет осадок).

Сначала я получал именно 2 методом, но у него довольно малый выход конечного продукта:

Но потом попробовал третий метод, и результаты превзошли все ожидания:

Последняя фотография - через месяц, после роста. Кристаллы мало того, что стали желто-коричневыми сами, так ещё и покрылись желтым налетом Fe(OH)(SO 4) 2 . Удаление налета не помогает, пожелтение начинается опять. Вот такие упрямые соли железа, не хотят сохраняться ((

Небольшое предупреждение - никогда не нагревайте повторно раствор, а уж тем более до кипения. У меня оказался избыток сульфата железа (III) (делал в третий раз, уже по первому способу), из-за чего раствор был желтым и кристаллы почти не росли, только маленькие с искаженной формой. Нагрел раствор, добавил туда сульфата аммония - и тут все мгновенно выпало в осадок, который я не смог ничем растворить. Пришлось выкинуть ((

9.Сульфат железа (II) - аммония [(NH 4) 2 Fe(SO 4) 2 · 6H 2 O, соль Мора]

Ничего больше о них сказать не могу. так что просто любуемся красотой. Поликристаллы:

А это перекристаллизованная соль Мора (монокристаллы):

Просто красавцы!

10.Сульфат марганца

С получением сульфатом марганца вышла целая история.

Первоначально его получение и не планировалось, собирался получить марганцовку (в аптеке больше не продают - прекурсор). Был довольно странный путь её получения - сплавление оксида марганца (IV) с гидроксидом калия, последующее растворение этого в перекиси и диспропорционирование (с одновременным окислением) манганата калия до марганцовки и того же оксида марганца (IV).

MnO 2 + 4HCl = MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O

2NaHCO 3 + MnCl 2 = MnCO 3 ↓ + 2NaCl + CO 2 + H 2 O

И затем в сульфат с помощью серной кислоты:

MnCO 3 + H 2 SO 4 = MnSO 4 + CO 2 + H 2 O

MnO 2 + H 2 SO 4 + H 2 O 2 = MnSO 4 + H 2 O + O 2

У меня кристаллы до очистки были такими:

А вот кристаллы после перекристаллизации:

А на последней фотографии был самый первый сульфат марганца, самый грязный.

Хранятся они намного лучше чистого сульфата, за месяц без лака совсем не изменились. Так что если у вас не сохраняется сульфат марганца, добавьте туда сульфат калия или аммония - все наладится в лучшую сторону.

11.Сульфат цинка

Получение довольно простое - реакция между металлическим цинком и серной кислотой:
Zn + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2

Цинк можно извлечь из марганец-цинковых батареек, из которых мы уже извлекли оксид марганца. Раньше из цинка делали стакан-оболочку (солевые марганец-цинковые батарейки, которые сейчас встречаются крайне редко). В современных - щелочных элементах стаканчик делают из железа, внутри стаканчика находится цинковый стержень и диоксид марганца, пропитанный KOH.

Как бы то ни было, цинк нужно извлечь, промыть и растворить в серной кислоте.

Есть вероятность, что кристалл расти не будут (примесь сульфата меди или железа). Если кристаллы не растут, а на поверхности просто образуется корка вещества, то добавляем немного серной кислоты и выносим на холод - должны начать выпадать. Если этого не произошло (как это было у меня), то берем блок питания и те два стержня (или остатки стаканчика), подключаем их к блоку питания и включаем в сеть на пару часов. Медь или железо выделятся на электродах, а сульфат цинка начнет расти нормально.

Вот фотографии корки с маленькими кристаллами:

А вот и фотографии уже нормальных кристаллов:

12. Ацетат цинка (II) [Zn (CH 3 COO) 2 , уксуснокислый цинк ]

Только начал его растить, так что это пока вся информация о нём. Любуемся:

13.Сульфат натрия

Такое разнообразие не случайно: дело в том, что выше 32 °C декагидрат (10-водный) сульфата натрия Na 2 SO 4 ·10H 2 O переходит в безводную соль Na 2 SO 4 . Разумеется, кристаллогидрат и безводная соль образуют кристаллы с разной структурой, а следовательно, - и разной геометрической формой.

Получение сульфата натрия просто, как дважды два - реакция между содой и серной кислотой (последней возьмите чуть больше: это повлияет в лучшую сторону на рост кристаллов).

А теперь фотки (только призматическая модификация, росли при +10 °С):

Хранится так же, как и сульфат марганца - отвратительно. Мгновенное выветривание, не сохраняется под лаком. Сохранить кристаллы удается разве что с небольшим количеством раствора в герметичной емкости (перепады температуры чреваты: растворимость увеличится - и кристалла нет).

14.Иодид натрия

Бесцветные прозрачные кристаллы. Как и сульфат натрия, образует кристаллы различной формы: может расти кубами, параллелепипедами (комнатная температура) и призмами (резкое охлаждение раствора до 0-5 о С).

Получение довольно необычное - реакция гидроксида натрия, йода и перекиси водорода.

Итак, нам понадобятся аптечный раствор йода, кислота, перекись и средство "Крот" из хозяйственного магазина. Вместо перекиси можно просто кинуть пару таблеток гидроперита, иначе раствор получается сильно разбавленный.

Сначала выделим йод из настойки. Аптечная настойка представляет собой раствор иода в водном растворе иодида калия. Чтобы выделить из раствора иод, окисляют иодид калия перекисью в присутствии кислоты (лучше - разбавленной серной, но можно добавить хотя бы уксусную), затем раствор разбавляют в несколько раз водой. Осадок иода фильтруют и используют для получения иодида натрия.

Затем берем йод, средство "Крот" (едкий натр) и перекись. Просто смешиваем все компоненты. Желательно йод добавлять в самую последнюю очередь маленькими порциями, а "Крот" нагреть до 50-60°С.

2NaOH + I 2 + H 2 O 2 = 2NaI + O 2 + 2H 2 O

Получили иодид натрия, правда, загрязненный. Очистить можно опять же кристаллизацией.

Фотографии:

15.Ацетат железа (II)

4NaHCO 3 + 2FeSO 4 = Fe 2 CO 3 (OH) 2 ↓ + 2Na 2 SO 4 + 3CO 2 + H 2 O

Осадок промывают и добавляют уксусной кислоты до прекращения выделения газа:

Fe 2 CO 3 (OH) 2 + 4CH 3 COOH = 2 Fe(CH 3 COO) 2 + CO 2 + 3H 2 O

Вот фотографии тех, что смогли продержаться дольше остальных:

16.Дигидрофосфат аммония .

Просто любуемся красотой:

Стоит отметить, что магазинные наборы для выращивания кристаллов содержат именно дигидрофосфат аммония или калия. Если честно, не вижу в них никакого смысла - при довольно большой стоимости предлагать 100-200 грамм дигидрофосфата, палочку от мороженого, 10 граммовый пакетик красителя, пару бумажных салфеток и дешевую пластиковую емкость - как минимум необоснованно, стоимость завышается в несколько раз (если даже не десятков раз). Для сравнения, в таком наборе стоимостью в среднем 500 руб содержится всего 200 грамм дигидрофосфата. В любом магазине удобрений можно купить килограмм дигидрофосфата за 50 руб, причем они ничем друг от друга не отличаются. В общем, деньги на ветер.

17. Сульфат калия

Вещество продается как удобрение "Калий сернокислый", однако заметную часть удобрения составляет не сульфат, а карбонат калия. Но добавка серной кислоты до прекращения выделения газа переведет все в сульфат:

H 2 SO 4 + K 2 CO 3 = K 2 SO4 + H 2 O + CO 2

Что ж, фотографии в студию:

Просто красота, не правда ли?
Хранится хорошо, без лака практически не мутнеет, с лаком не изменяется совсем.

18. Гексацианоферрат((III)) калия (K 3 , красная кровяная соль)

Зато кристаллы очень красивы:

19.Лимонная кислота

Да, кристаллы из кислоты - что-то необычное. Но твердых кислот довольно большое количество, так что ничего удивительного.
Бесцветные прозрачные кристаллы, форма - многогранник со всеми гранями в форме ромбов, научного названия не нашел)).
Купить её можно в любом продуктовом магазине. Растворимость большая, причем если растворять в горячей воде, то получится что-то вроде сиропа, кристаллы растут вот такими:

Так что растворять надо в холодной воде. Очередь фотографий:

20.Карбамид [(NH 2) 2 CO, мочевина]

Белые иглообразные кристаллы, довольно быстро растут.
Но растворимость в воде очень большая, так что желательно растить при температуре ниже комнатной (я растил примерно при 0..-5 о С).
Получение рассматривать не буду, т.к. синтез дома невозможен, разве что вы из продуктов жизнедеятельности выделять собрались))).
Покупается в магазине удобрений как "Мочевина". Растворяем, фильтруем и ждем.

Вырастают вот такие кристаллы (у меня она была сильно загрязненная):

21. Сера (S)

В результате получаем вот такие кристаллы (клетка 5 миллиметров):

Что ж, на этом я заканчиваю. Напоследок фотография всей моей коллекции (того, что сохранилось):

Коробочки сделаны из коробок от CD дисков. Может как-нибудь напишу небольшую статью по их изготовлению))

Выращивание кристаллов - не пиротехника, но про технику безопасности все равно не следует забывать. Работа с токсичными веществами требует осторожности - как во время приготовления растворов, так и во время самого выращивания кристаллов. Здоровье дается нам только один раз и его следует беречь.

Фотографии | всех | выращенных | кристаллов |

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

«Почти весь мир кристалличен.

В мире царит кристалл и его

твердые, прямолинейные законы».

А.Е. Ферсман.

«Существует еще немало

сложных кристаллов, которые

бросают нам вызов».

Кроуфут-Ходжкин Дороти

Причудливые творения природы, часто завораживающие и притягивающие взгляд, украшающие короны королей. Бытует поверье, что некоторые из них обладают магической чудодейственной силой. Природные кристаллы всегда возбуждали любопытство у людей. Средневековые алхимики думали, что природные кристаллы были сотворены богом раз и навсегда. Лишь в 17 веке поняли, что минералы растут в воде.

Кристаллы так хороши собой, что ими можно любоваться часами. Каких только кристаллических форм не создала природа! Столбики, кубики, пирамиды, звёзды! Поражает разнообразие причудливых форм и цветов кристаллов.

Поэтому мы решили начать свою исследовательскую работу, поставив перед собой цель - вырастить кристаллы разнообразных веществ из растворов и сравнить их свойства, определить оптимальные условия для выращивания кристаллов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

провести анализ литературы, по данной теме;

отобрать вещества из которых возможно вырастить кристаллы;

познакомиться с методами выращивания кристаллов;

освоить методику выращивания кристаллов из водных растворов;

провести наблюдения за процессом кристаллизации;

Актуальность: работа интересна и познавательна, выращивание кристаллов - доступное и недорогое занятие для большинства юных открывателей. Их можно вырастить различными по форме и цвету, в любое время года. Это удивительное свойство кристаллических тел!

Предмет исследования: кристаллы.

Объект исследования: выращивание кристаллов из растворов.

Гипотеза работы: при апробировании различных способов выращивания кристаллов в домашних условиях и их изучении, наиболее оптимальные условия для выращивания кристаллов - комнатная температура, температура воды 60 °С и при 50 мл воды концентрация соли 50 г различных солей.

Литературный обзор

Удивительный мир кристаллов

Кристаллы окружают нас повсюду. Твердые тела, из которых строят дома, делают станки, вещества, которые мы употребляем в быту, почти все они относятся к кристаллам.

В земле иногда находят камни такой формы, как будто их кто-то тщательно выпиливал, шлифовал, полировал. Правильность и совершенство формы этих камней, безукоризненная поверхность поражают. Трудно поверить, что такие многогранники образовались сами без помощи человека. Вот эти-то камни с природной, то есть не сделанной руками человека, правильной, многогранной формой и называются кристаллами.

Слово «кристалл» происходит от греческого «крюсталлос», то есть «лед». Кристаллы - это твердые тела, атомы или молекулы которых занимают определенные, упорядоченные положения в пространстве. Поэтому кристаллы имеют плоские грани.

Структура кристалла

Не все кристаллы одинаковы. Существуют монокристаллы и поликристаллы. Твердое тело, состоящее из большого числа маленьких кристаллов, называют поликристаллическим. Одиночные кристаллы называются монокристаллами.

Основные свойства кристаллов

Температура плавления

Плавление - это переход вещества из твёрдого состояния в жидкое.

Процесс плавления любого кристалла происходит при постоянной температуре, называемой температурой плавления. Например, если взять кристалл льда и положить его в тёплое место, то он растает - расплавится. В процессе плавления температура не повысилась. То же самое можно было бы установить и для любого другого кристалла.

Симметрия

Идеальные формы кристаллов симметричны. По выражению известного русского кристаллографа Е. С. Фёдорова (1853-1919), «кристаллы блещут симметрией».

В кристаллах можно найти различные элементы симметрии: ось симметрии, плоскость симметрии, центр симметрии.

Рост кристаллов в природе

Кристаллы могут расти как в природе, так и в искусственных условиях.

В соляных озёрах, на мелководье вода, нагреваясь, испаряется. Соль выпадает в осадок, наращиваясь на дне. Так образуются солончаки, представляющие дно высохших озёр.

Рост кристаллов в искусственных условиях

В искусственных условиях кристаллы выращивают из раствора или из расплава.

Классификация кристаллов

Выращивание кристаллов из расплава

Из расплава кристаллы выращивают таким образом. В установке расплав находится в неподвижном тигле, куда опущена затравка с растущим на ней кристаллом. Затравка укреплена на стержне, который непрерывно охлаждают. По мере того, как кристалл вырастает, его всё время поднимают, вытягивая стержень с затравкой из расплава, так что с расплавом соприкасается не весь кристалл, а только небольшой его слой, именно тот самый, который сейчас растёт. Кристаллы во время роста ещё обычно вращают, чтобы тепло от него отводилось равномерно. В домашних условиях вырастить кристалл из расплава невозможно.

Вырастить кристаллы в домашних условиях можно только из раствора.

Материалы и методика исследования

Выращивание кристаллов в домашних условиях

Приготовление раствора

Раствор готовят из слегка тёплой (не горячей!) воды. Воду лучше брать дистиллированную, но можно и кипячёную. Химический стакан на половину объёма наполняют водой и небольшими количествами (~по 10гр) добавляют соль. После каждой новой порции соли раствор тщательно перемешивают. При этом раствор может начать охлаждаться, т. к. при растворении вещества расходуется тепловая энергия на расщепление его на ионы. После того, как вещество перестаёт растворяться, добавляют последние 10гр вещества и перемешивают. Уже готовый раствор фильтруют во второй химический стакан, в котором и будет происходить рост кристалла. Стакан накрывают листком бумаги и ждут появления первых кристалликов.

Фильтрация раствора

Конечно же, для фильтрации раствора лучше всего использовать хороший, лабораторный фильтр из фильтровальной бумаги и стеклянную воронку. Если готового фильтра нет, то его можно сделать из обычной промокашки. Для этого из неё вырезают круг диаметром не менее 10см, сгибают его вдвое и затем ещё вдвое. Если теперь отогнуть крайний листок получившегося конуса, то получится бумажная воронка. Её вкладывают в стеклянную воронку и фильтруют раствор. Это надо делать очень осторожно, следить за тем, чтобы уровень жидкости в стеклянной воронке не был выше краёв фильтра.

В самом крайнем случае, если под рукой нет даже промокашки, то фильтр делается из ваты. Вату плотно вставляют в горлышко воронки и затем фильтруют раствор. Естественно, чем плотнее вата, тем медленнее и качественнее происходит фильтрация.

Выращивание крупных одиночных кристаллов

Для того, чтоб кристалл вырос крупным и геометрически ровным, т. е. имел природную форму, необходимо довольно много времени. Обычно кристалл вырастает на 0,1-0,8мм в сутки, что во многом зависит от соли. Т. е. за месяц - полтора можно вырастить довольно крупный кристалл.

Выращивание крупного одиночного кристалла - очень длительный и сложный процесс, требующий терпения и осторожности. Для начала вам потребуется затравка - маленький кристаллик, который и будет центром кристаллизации. Обычно кристаллик, используемый как затравка, представляет собой уменьшенную копию выращиваемого кристалла.

Для того, чтобы получить затравку, используется очень простой метод: готовится максимально концентрированный раствор соли, переливается в стакан с вертикальными стенками и накрывается листком бумаги. Через несколько дней на дне стакана появляются первые кристаллики. Обычно они все имеют разную форму. Именно из них и отбираются те, которые имеют более правильную форму.

Раствор, в который собираются погрузить затравку, желательно приготовить заранее и оставить на пару дней для выпадения первых кристалликов (чтобы быть уверенным, что затравка не растворится). Раствор фильтруют от выпавших кристалликов, переливают в чистый стакан и погружают туда затравку. Стакан накрывают бумагой и оставляют на полке. Уже через неделю можно заметить, что кристалл заметно подрос. Чем дольше он будет оставаться в растворе, тем крупнее он станет.

Раствор со временем испаряется и если верхняя часть кристалла окажется на воздухе, то это может испортить весь кристалл. Для того, чтобы этого не произошло, необходимо добавлять раствор по мере необходимости.

В процессе выращивания кристалла может возникнуть ещё одна проблема: в ходе роста основного кристалла на дне появляются и растут другие, случайно выпавшие кристаллы. Их желательно удалять хотя бы раз в 1-2 недели.

Выращивание сростков кристаллов (друз)

Это - один из самых быстрых способов выращивания кристаллов. Если выращивание одиночных кристаллов занимает много времени и рассчитано на постепенный, правильный рост кристаллов, то выращивание друзы гораздо легче, потому что оно ориентируется на быстрое, хаотическое выпадение кристаллов.

Для начала вам потребуется приготовить перенасыщенный раствор соли в горячей воде. После охлаждения раствора в него вносят затравку - подвешенный на ниточке кристаллик. Уже через 5-10 часов можно увидеть большое количество кристалликов на нитке, на затравке, на дне стакана. Раствор оставляют в покое в течение 3-5 дней, затем вынимают нитку с кристаллом, раствор нагревают, добавляют воды и снова делают максимально концентрированным. После охлаждения в него вновь вносят нитку с уже подросшим кристаллом и оставляют на 3-5 дней.

Эту процедуру повторяют до тех пор, пока кристалл не достигнет необходимого размера. Кстати, довольно неплохие результаты получаются, если смешать оба метода: сначала вырастить друзу, а потом погрузить её в раствор для медленной кристаллизации.

Изучив литературу, я приступил к выращиванию кристаллов

Результаты исследования и их обсуждение

Выращивание кристаллов из растворов

Кристаллы выращивают из насыщенных (перенасыщенных) растворов веществ на «затравке». Затравкой или центром кристаллизации может являться кристаллик данного вещества или любой другой центр кристаллизации (волокно).

Выращивание кристаллов - это искусство. Поэтому получается не все сразу. Немного настойчивости, упорства, аккуратности, и можно стать обладателем красивых кристаллов.

Отбор веществ из которых возможно вырастить кристаллы

Темой по выращиванию кристаллов, я заинтересовался уже с 6 класса. Изучив статьи в интернете, меня заинтересовали опыты по выращиванию кристаллов из солей медного купороса, железного купороса, фосфата моноаммония и других. В домашних условиях мной были выращены кристаллы из поваренной соли, медного купороса, железного купороса, фосфат моноаммония (Приложение №1).

Кроме этого, я пробовал вырастить кристаллы из марганцовки (или раствор марганцовокислого калия, или перманганат калия) и сахара, но к сожалению, вырастить кристаллы из них не удалось.

В дальнейшем мне стало интересно, выяснить какие условия самые благоприятные для быстрого и качественного выращивания кристаллов. Поэтому, я решил провести ряд экспериментов.

Экспериментальный опыт №1

Общие сведения наблюдений

		Получившийся кристалл
Температура окружающей среды одинакова, она равна 23 °С	V вода = 50 мл m соль = 70 г	В этом стакане кристалл вырос быстрее всех; по виду - поликристалл.
	V вода = 50 мл m соль = 50 г	Вырос поликристалл средней формы и размеров.
	V вода = 50 мл m соль = 30 г	Вырос монокристалл, хоть и маленький, но симметричный и правильной формы; он рос медленнее всех.

Дневник наблюдений

Совершаемое действие
Приготовление раствора	Приготовили раствор, насыпав в него 70 г вещества	Приготовили раствор, насыпав в него 50 г вещества	Приготовили раствор, насыпав в него 30 г вещества
Приготовление раствора
Появление кристаллов	Образовалась друза	Образовывается друза, но меньше, чем в первом стакане	Образовывается монокристалл
Сравнение кристаллов	Самый большой кристалл	Чуть меньше, чем в первом стакане	Совсем маленький кристаллик
Оценка кристаллов	Большой сросток кристаллов - друза, каждый из кристалликов имеет форму куба	Сросток чуть меньше, чем в первом стакане, но кристаллики имеют кубическую форму	Совсем мелкий монокристалл в форме куба
	В итоге образовалась друза большого размера	Образовалась друза среднего размера, кристаллики которой имеют форму куба	Образовался монокристалл в форме куба

Вывод: в ходе опыта мы выяснили: для того, чтобы вырастить монокристалл из соли медного купороса, надо 50 мл воды и 30 г соли. Для того, чтобы вырастить красивый поликристалл, надо 50 мл воды и 50г соли (Приложение №2).

Экспериментальный опыт №2

Общие сведения наблюдений

Температура окружающей среды, в которой находится раствор	Объём и температура воды, и масса соли в растворе	Получившийся кристалл
t окр. ср. = 23 °С	V вода = 50 мл t вода = 80 °С m соль = 70 г	Получился небольшой поликристалл
t окр. ср. =23 °С	V вода = 50 мл t вода = 60 °С m соль = 70г	Кристалл вырос больше остальных
t окр.ср. = 23°С	V вода = 50 мл t вода = 20 °С m соль = 70 г	Кристалл вырос чуть больше из всех трёх кристаллов

Дневник наблюдений

Совершаемое действие
Приготовление раствора	В воде с температурой 80 °С большая часть соли растворилась	В воде с температурой 60 °С половина из взятой массы соли растворилась	В воде с температурой 20 °С не значительная часть соли растворилась
Приготовление раствора	Приготовили за ранее кристаллики (затравка) и на нитях опустили в каждый стакан
Оценка кристаллов	Во всех стаканах на нити образовались поликристаллы средних размеров
Сравнение кристаллов	Кристалл образовался самый маленький	Вырастает большой кристалл	Кристалл вырастает меньше, чем кристалл при 60 °С, но больше, чем кристалл при 80 °С
Оценка кристаллов	Из всех растворов выросли поликристаллы, появились формы куба; везде можно рассмотреть симметрию
Сравнение и оценка кристаллов (итог)	Кристалл вырос самый маленький	Кристалл чуть меньше, чем в 3 стакане	Кристалл вырос самый большой

Вывод : оптимальная температура воды для выращивания кристаллов - примерно равна 60°С (Приложение №3).

Экспериментальный опыт №3

Для того, чтобы вырастить кристаллы данных солей, я поступал следующим образом: к 50 мл горячей воды 80 °С добавлял соли алюмокалиевых квасцов, красной кровяной соли и никеля сернокислого до получения насыщенного раствора (50 г). Опускал в насыщенный горячий раствор хлопчатобумажную нить и ставил раствор в теплое место (вода испаряется, и раствор все время является насыщенным).

Общие сведения наблюдений

Образцы солей	Температура окружающей среды	Объём воды и масса соли в растворе	Получившийся кристалл
Красная кровяная соль		V вода = 50 мл m соль = 50г	Поликристаллы среднего размера
Алюмокалиевые квасцы		V вода = 50 мл m соль = 50г	Самый крупный кристалл
Никель сернокислый		V вода = 50 мл m соль = 50г	Кристаллы игольчатой формы, небольшие

Дневник наблюдений

	Совершаемое действие
Приготовление раствора		Приготовили раствор красной кровяной соли и опустили туда нить	Приготовили раствор алюмокалиевых квасцов и опустили туда нить	Приготовили раствор никеля сернокислого и опустили туда нить
Оценка изменений		На дне появились мелкие кристаллики	На дне появились крупные кристаллики	На дне появились мелкие кристаллики игольчатой формы
Приготовление затравки для раствора		Взяли кристаллик красной кровяной соли, завязали его на нити, опустили в раствор		Опустили в раствор нить с затравкой
Оценка появившихся кристаллов			На нити появились маленькие кристаллики	Появились кристаллики на нити кубической формы
Сравнение появившихся кристаллов		Появившиеся кристаллы по размерам больше, чем кристаллы никеля сернокислого, но всё же маленькие	Кристаллики очень крупные по размерам	Кристаллики очень малы по размерам
Оценка кристаллов		Образовался поликристалл небольшого размера	Образовался моно кристалл большого размера	Образовались поликристаллы
Сравнение и оценка кристаллов (итог)		В итоге на нити образовался поликристалл средних размеров	В итоге на нити образовался монокристалл средних размеров	На нити образовался небольшой поликристалл

Вывод : у веществ разного химического состава кристаллы имеют разную форму и отличаются по таким свойствам, как симметрия, выращивание, к тому же углы, образованные соответственными гранями, в кристаллах разных веществ будут неравными (по закону постоянства углов). Но есть и сходства, например, оба кристалла имеют кристаллическую решётку (Приложение №4).

Заключение

При выполнении этой работы мы выяснили, что мир кристаллов красив и разнообразен. Каждый его «представитель» уникален по своим свойствам, размерам и особенностям строения. Кроме того, что кристаллы красивы, они играют важную роль в жизни человека.

В ходе работы мы исследовали очень интересное свойство кристаллов - их рост в искусственной среде. Для быстрого выращивания нужны оптимальные условия. Например, чтобы вырастить кристалл медного купороса (за короткий срок), нужно поставить стакан с раствором в тёплое место, но раствор приготовить оптимальной концентрации - 50 мл воды, 30-50 г соли и температурой воды 60°С. Если кристаллизация происходит медленно, то вырастет монокристалл, а если быстро - поликристалл.

При изучении кристаллов мы убедились: свойства их настолько разнообразны, что мы смогли исследовать лишь некоторые из них.

Данную работу можно предложить учащимся как 5 классов в рамках изучения естествознания, так и учащимся 7 и 8 классов при изучении физики и химии в темах кристаллическое строение веществ, где безопаснее всего выращивать кристаллы морской и поваренной соли.

Литература

Большая энциклопедия «Кирилла и Мефодия». 2006 год.

Универсальная школьная энциклопедия для детей «Аванта +». 2004 год.

«Хочу всё знать. Занимательная химия». И.А.Леенсон.1996 год.

«Химия для всех». Г. Б. Шульпин. 1987 год.

Энциклопедия «Аванта +» Физика. 2003 год.

Энциклопедия «Аванта +» Химия. 2004 год.

www. yandex . ru

Приложение№1

Подготовка к приготовлению растворов из медного купороса

Приложение№2

Экспериментальный опыт №1

«Нахождение оптимальной концентрации раствора для роста монокристалла и поликристалла медного купороса»

Приложение№3

Экспериментальный опыт №2

«Нахождение оптимальной температуры воды для выращивания кристаллов медного купороса»

Приложение№4

Экспериментальный опыт №3

«Сравнение кристаллов из солей красной кровяной соли, алюмокалиевых квасцов и никеля сернокислого»

Комментарии

К1 Основный карбонат никеля не имеет четкого состава, его формулу правильнее было бы изобразить так: xNiCO 3 ·yNi(OH) 2 . В значительно меньшей мере это относится и к основному карбонату меди. - Прим. ред.

К15 При использовании "корректирующего электролита" для авто аккумуляторов (наиболее концентрированная серная кислота в свободной продаже) упаривать ничего не нужно. Реакция с поваренной солью идет с должным выделением хлороводорода при нагреве смеси.

При поглощении хлороводорода водой целесообразно на конец трубки надеть вороночку (так, будто мы что-то через нее хотим влить в трубку). Широкая часть воронки должна лишь на пару миллиметров быть погружена в воду. Таким образом, мы увеличиваем площадь поглощения и не дышим хлороводородом. Не нужно бояться затягивания образующейся соляной кислоты в реакционную колбу при изменении ее температуры: в случае чего соляная кислота поднимется только на эти пару миллиметров в вороночку, затем проскочит внутрь пузырь воздуха из атмосферы и давление выровняется. Так удобно и эффективно поглощать хорошо растворимые газы.

Кажущаяся безвредной атмосфера хлороводорода обманчива - она сильно разрушает зубы.

Дистиллированную воду можно купить в авто магазине.

5-10% соляную кислоту можно купить в радиомагазине, в маленьких бутылочках, это дорого, но проще, чем получать, если концентрированная кислота не нужна.

К16 Соли никеля канцерогенны, с ними следует быть особенно аккуратными.

К17 При нагревании раствора хромокалиевых квасцов ("ЧДА ", дистиллят) бывает, что раствор становится темно-зеленым, и по охлаждение ничего не выпадает. Видимо, это связано с избыточной комплексной гидратацией. В этом случае стоит затравить раствор исходным фиолетовым кристаллом, и все же в фиолетовую "норму" раствор придет далеко не сразу.

К17-1 Трудности при кристаллизации хромовых квасцов связаны с тем, что координационные соединения хрома(III) имеют сравнительно низкие скорости обмена лигандов. Так, при нагревании исходного фиолетового раствора, содержащего симметричный октаэдрический 3+ , молекулы воды во внутренней координационной сфере хрома замещаются другими лигандами: OH - (гидролиз), SO 4 2- , а в присутствии хлорида - и Cl - . Возможно, имеет место и полимеризация с образованием полиядерных оксокатионов хрома(III). Образующиеся координационные соединения окрашены в зеленый цвет.

При понижении температуры равновесие смещается в обратную сторону, однако скорость обратного процесса оказывается заметно меньше.

Реакции обмен лигандов в оксокатионах хрома(III) значительно ускоряются в присутствии ионов водорода. Можно рекомендовать подкисление маточного раствора хромовых квасцов серной кислотой до pH~1 и ниже.

Кинетическая инертность позволяет выделить многие координационные соединения хрома(III) и их изомерные формы, включая стереоизомеры, в виде индивидуальных кристаллических веществ, подобно трехвалентному кобальту или непревзойденным "королям" химии координационных соединений - металлам платиновой группы.

К18 Можно порекомендовать вырастить кристалл сульфата неодима, растут хорошо. Соли неодима выглядят крайне бледно-розовыми или очень насыщенно розовыми в зависимости от типа освещения. Исходить можно из неодимовых магнитов от HDD: нагреть для снятия магнетизма, механически удалить никелевую оболочку, раздробить, растворить в кислоте, отфильтровать бор, итого сульфат железа и неодима в растворе. Если не ошибаюсь, у сульфата неодима интересная "обратная" растворимость, т.е. ее ухудшение с повышением температуры, с этим можно поиграть, или же через соль какой-то органической кислоты неодим селективно осадить, возможно, подойдет даже щавелевая (не помню, давно было).

К19 Обратите внимание: основный карбонат марганца (II) легко окисляется воздухом, особенно - во влажном состоянии. А если его высушить и долго хранить, то в кислотах он будет растворяться гораздо хуже.

Основный карбонат марганца имеет переменный состав (как и основный карбонат никеля), но в данном случае это не имеет значения. - Прим. ред.

К20 Тот медный купорос зелёного цвета не купорос. Это хлорид меди (I), который продают под видом сульфата меди (II)