Кажется волшебством, когда в простом стакане воды как будто ниоткуда вырастают красивейшие кристаллы. На самом деле кристаллы образуются из растворенных в воде веществ. Проведите эксперимент по выращиванию кристаллов соли, и вы узнаете больше о том, как они образуются и растут.
Шаги
Простое выращивание кристаллов соли
- Итак, только что вы получили пересыщенный раствор . Это означает, что в растворе (жидкости) содержится больше соли, чем способна растворить вода! Когда вы разогрели воду, ее молекулы ускорились и расстояние между ними увеличилось, в результате чего в ней растворилось больше соли, чем в обычных условиях.
-
Перелейте воду в чистую банку. Осторожно перелейте горячую воду в стеклянную банку или другую чистую жаропрочную емкость. Она должна быть очень чистой, чтобы ничто не мешало росту кристаллов.
Добавьте пищевой краситель (необязательно). С помощью пары капель пищевого красителя вы сможете изменить цвет кристаллов. Однако добавление пищевого красителя может привести к тому, что кристаллы будут немного более мелкими и комковатыми.
Повяжите на карандаш бечевку. Карандаш должен быть достаточно длинным, чтобы его можно было положить поперек горлышка банки. Вместо карандаша можно взять небольшую палочку (например, палочку для мороженого).
Отрежьте подходящий кусок бечевки, чтобы она свободно висела в банке. Кристаллы вырастут лишь на той части бечевки, которая будет погружена в воду. При этом бечевка не должна касаться дна банки, иначе кристаллы получатся комковатыми и мелкими.
Положите поверх стеклянной банки карандаш. При этом бечевка должна свеситься вниз и опуститься под воду. Если карандаш скатывается, закрепите его скотчем.
- Постарайтесь, чтобы бечевка не прикасалась к стенкам банки, иначе у вас получится набор мелких кристаллов.
-
Поставьте банку в безопасное место. Держите банку в месте, недоступном для маленьких детей и домашних животных. Вот несколько вариантов:
Подождите, пока образуются кристаллы. Периодически проверяйте, не появились ли на бечевке кристаллы соли. Кристаллы английской соли и квасцов могут образоваться уже через несколько часов, хотя иногда для этого требуется и пара дней. Кристаллы поваренной соли появляются обычно через 1–2 дня, а иногда и через неделю. Сначала на бечевке появятся мелкие кристаллы, и они будут постепенно расти в течение следующей пары недель.
Нагрейте воду в кастрюле. Вам понадобится немного, около ½ стакана (120 миллилитров) воды. Нагрейте воду, так чтобы она начала булькать.
Выберите соль. Существует множество различных видов соли, и каждый из них дает кристаллы особой формы. Попробуйте следующие соли и посмотрите, что получится:
Растворите в воде как можно больше соли. Снимите кастрюлю с огня. Насыпьте в воду примерно ¼–½ стакана (75–150 граммов) соли и размешивайте воду до тех пор, пока она не станет прозрачной. Если в воде не останется крупинок, добавьте еще ложку соли. Добавляйте соль до тех пор, пока она не перестанет растворяться в воде.
Различные варианты
-
Создайте целую россыпь кристаллов. Можно вырастить не один, а множество кристаллов. Положите в емкость порезанную губку или таблетки активированного угля и залейте их приготовленным раствором соли. Добавьте немного уксуса и оставьте раствор на ночь.
- Налейте достаточно раствора, чтобы он как следует пропитал губку и полностью покрывал ее.
- Чтобы вырастить разноцветные кристаллы, добавьте на каждый кусочек губки каплю пищевого красителя.
Попробуйте различные вещества. Существует множество химических веществ, из которых можно вырастить кристаллы так, как описано выше. Многие из них можно приобрести в магазине химических реактивов. Вот лишь несколько вариантов:
Сделайте снежинку. Свяжите несколько ершиков для чистки трубок или жестких проволочек в форме звезды. Опустите получившуюся фигуру в солевой раствор и наблюдайте за тем, как на ней выделяются мелкие кристаллы соли. Соль покроет звезду, и у вас получится сверкающая снежинка.
- Если в воду попадет пыль, кристаллы могут получиться мельче или иметь неправильную форму. Чтобы этого не случилось, накройте банку марлей или бумажным полотенцем. Марля и бумага позволяют воде испаряться, что ускорит рост кристаллов.
Такие вещества, как соль, сахар и квасцы являются естественными кристаллами. Смешивание основания одного из этих кристаллов с водой создает благоприятные условия для выращивания кристаллических пород различных размеров и оттенков. Читайте дальше, чтобы узнать, как сделать базовые кристаллы, кристаллические породы и их декоративные разновидности.
Шаги
Создание базовых кристаллов
- Каменная соль – дешевое и доступное основание кристалла. Горькая соль (английская соль) также подойдет; она продается в большинстве аптек.
- Альтернативными основаниями кристаллов являются квасцы, вещество, используемое для изготовления солений и бура, которую можно приобрести в хозяйственных магазинах.
-
Наблюдайте за формой кристаллов. В течение часа или около того, кристаллы начнут формироваться на дне и по бокам сосуда. По мере того как вода в банке испаряется, кристаллы будут расти больше. Чем дольше вы даете смеси находиться в банке, тем крупнее кристаллы получите.
- Если вы хотите сделать уникальный кристалл, который можно будет использовать как украшение, переместите часть кристалла со дна сосуда и обмотайте нитку вокруг него. Привяжите другой конец нитки к карандашу и повесьте карандаш через горлышко сосуда с кристаллами, висящими в воде. Пусть кристалл вырастет настолько, насколько вы захотите, прежде чем достать и высушить его.
- Вы можете держать кристаллы в сосуде сколько пожелаете. Чтобы предотвратить попадание грязь, накройте сосуд крышкой после того, как вода перестанет испаряться.
Изготовление леденцов
-
Налейте полбанки теплой воды. Поскольку на этот раз вы делаете конфеты, обязательно убедитесь, чтобы ваш сосуд был чистый. Промойте его теплой водой с мылом и высушите его полностью, прежде чем приступить к работе.
Добавьте немного сахара. Используйте ложку, чтобы растворить сахар в теплой воде. Продолжайте добавлять сахар до тех пор, пока он не перестанет растворяться. Вы поймете, что пора заканчивать, когда на дне сосуда образуется слой сахара.
Добавьте цвет и аромат. Обычный леденец получается прозрачным и по вкусу напоминает сахар. Сделать вкусные леденцы можно добавив несколько капель пищевого красителя и ароматного экстракта. Рассмотрим следующие цветовые и вкусовые сочетания или придумайте свой собственный:
- Фиолетовый пищевой краситель с виноградным ароматизатором.
- Красный пищевой краситель с корицей.
- Зеленый пищевой краситель с мятой.
-
Повесьте деревянные палочки в сахарном растворе. Вы можете купить специальные палочки для конфет с шишечками на конце, или использовать палочки для еды или палочки эскимо вместо этого. Поместите их в раствор сахара и прислоните их к стенке сосуда.
Подойдет любой сосуд, главное, чтобы он был чистым, так как инородные вещества могут помешать росту кристаллов. Использование чистого сосуда позволит вам следить за формой кристаллов. Вы также можете использовать стакан, вазу, или любую другую емкость, в которую можно налить воду.
Добавьте основание кристалла. Начните с добавления около двух столовых ложек выбранного основания кристалла, продолжайте насыпать и помешивать пока основание кристалла не перестанет растворяться. Вы поймете, когда следует остановиться, по тонкому слою основания кристалла на дне сосуда.
У нас можно купить все, что нужно для их выращивания: посуду, фильтры, перчатки и, конечно, же химические реактивы. В блоге уже есть полезные советы тем, кто начинает выращивать кристаллы дома . Сегодня расскажем о том, как вырастить кристаллы из самых доступных «реагентов» - соли и сахара. В следующих статьях поделимся способами выращивания кристаллов из медного купороса и других химических соединений.
Что нужно для выращивания кристаллов из соли и сахара
Сам исходный материал, то есть соль или сахар
- стакан или подобная емкость, кастрюлька
- дистиллированная или просто чистая вода
- нитка или леска
- карандаш или палочка для подвешивания кристалла
- опционально: пищевой краситель, лак - любой прозрачный, подходит и лак для ногтей.
Закрепление затравки
Кристалл-затравка, в нашем случае это выбранный из пачки кристаллик сахара или соли, обвязываем тонкой ниткой, волосом или леской. Другой конец нитки привязываем к карандашу или палочке, которую положим на емкость с растущим кристаллом. Вращая карандаш или палочку, регулируем длину нити так, чтобы затравка располагалась примерно посередине раствора.
Примечание: найти в пачке крупный кристалл сахара бывает затруднительно, поэтому в качестве затравки можно использовать кусочек кускового сахара. Еще можно использовать кусочек леденца: смочить его, обвалять в сахаре-песке и дать высохнуть, после чего использовать как затравку.
Кристалл из сахара, процесс изготовления
Вскипятите воду в кастрюльке. Убавьте огонь и начинайте засыпать в воду сахар, постоянно помешивая, пока сахар не перестанет растворяться. Примерное соотношение воды и сахара будет 1:3. Снимите сироп с огня и дайте немного остыть. Поместите в него затравку. Желательно, чтобы раствор с затравкой не остывал быстро - это вызывает рост кристаллов неправильной формы. Довольно большой, несколько сантиметров длиной и шириной кристалл вырастет уже через несколько дней.
Если вы хотите получить кристалл большего размера, просто долейте в емкость с ним еще сахарного сиропа.
Можно вырастить разноцветные сахарные кристаллы, для этого в сироп перед опусканием в него затравки добавьте немного пищевого красителя.
Лучше всего для него подходит каменная соль. 
Морскую соль тоже можно использовать, а вот йодированная - не лучший выбор, так как кристалл из нее будет расти очень долго. В случае же с «обычной» солью кристалл вырастает на 2-3 см, в самой длинной части, за месяц.
Выращивание солевого кристалла почти не отличается от выращивания кристалла из сахара, только перед опусканием затравки в раствор его желательно профильтровать через специальную бумагу или просто через вату или несколько слоев марли. Краситель в раствор лучше не добавлять.
Кристалл со множеством граней и «ростков» получится, если поставить емкость с раствором в теплое место. Один большой кристалл можно попробовать получить, если готовить солевой раствор из воды комнатной температуры и проводить выращивание в холодном месте. В любом случае емкость с кристаллом в процессе роста лучше не двигать, это приведет к нарушению его формы.
Готовый солевой кристалл нельзя красить акварелью или гуашью, но можно покрасить, например, цветным лаком для ногтей.
Финишная обработка солевого или сахарного кристалла
Обязательно покройте кристалл прозрачным лаком - это сделает его водостойким, придаст красивый блеск и поможет сохранить на долгий срок. Вы можете использовать получившиеся кристаллы в дизайне интерьера , мы даем несколько идей, как сделать это просто и со вкусом.
В следующих статьях мы обязательно расскажем, как вырастить более необычные кристаллы из медного купороса и других реактивов - это тоже не сложно, а результаты бывают весьма впечатляющими.
Если вы любите эксперименты или хотите вместе со своим ребёнком провести время интересно и с пользой, предлагаем интересную идею, по выращиванию кристаллов в домашних условиях. Для органичного вхождения в мир занимательной науки мы выбрали весьма интересную и безопасную тему. В нашей статье вы найдёте пошаговую инструкцию, как вырастить кристалл из соли, с пошаговыми фото и видео.
Необходимые материалы:
На заметку: юным и экспериментаторам в возрасте не стоит пытаться вырастить «цветные кристаллы соли» с помощью пищевых и оформительских красок типа гуаши или акварели. Раствор для выращивания кристаллов должен быть максимально чистым. Именно поэтому оптимальной жидкостью для такого опыта считается дистиллированная вода, так она свободна от различных солей и примесей.
Как вырастить кристалл дома - пошаговая инструкция
Важно: при хранении полученных кристаллов следует учитывать, что в воздушной среде влага испаряется и кристаллы разрушаются. Для фиксации результатов поверхности необходимо обработать лаком. По результатам наблюдений, на следующий день изменения в двух сосудах разительны. В рабочем сосуде с отфильтрованным раствором затравочный кристалл не изменился в размерах. В контрольном сосуде произошло выпадение соляных хлопьев и кристаллизация соляного осадка.
Наш кристалл из соли готов!
Обратите внимание: для того, чтобы ускорить процесс, рабочий раствор нужно периодически менять. То есть снова готовить насыщенный соляной раствор и помещать туда растущие кристаллы.
При продолжительной работе с кристаллами может возникнуть необходимость выращивания определённых форм. Для этого также существуют особые приёмы и правила. Корректировать рост можно, удаляя некрасивые наросты ножом, соскабливая лишнее. Образование граней можно предотвращать, обрабатывая плоскости кристалла вазелином. При необходимости дальнейшего роста, вазелин удалять ацетоном.
Растить солевые кристаллы на разных объектах в качестве интересной формы искусства, или же просто в качестве научного эксперимента — это просто и весело! В этой инструкции я расскажу вам, как сделать кристалл из соли на напечатанных на 3Д-принтере решетках и структурах, но вы можете растить их дома практически на чем угодно, что только можете себе представить… даже на них самих.
Процесс прост и его активная подготовка и проведение занимают около часа, а затем кристалл растет в течение нескольких дней.
Если вы выращиваете его в качестве вводного научного эксперимента, то сможете продемонстрировать в домашних условиях, как создаются растворы и как образовываются кристаллические формы соли. Смотреть на это — весело и интересно!
Я приступил к этому эксперименту, чтобы выяснить, могу ли я влиять на форму, чтобы они росли определенным образом или определённого размера, который основывается на решетчатой структуре, на которой они выращиваются.
Шаг 1: Нужные компоненты
Для выращивания своих солевых кристаллов нужно:
- Соль. Можно растить практически из любой соли, тем не менее, наилучшие результаты достигаются при использовании сульфата меди или сульфата магния. Вы также можете проводить эксперименты с кухонной солью, морской солью, розовой солью и т.д. Если вы используете сульфат меди, то оденьте нитриловые перчатки! В своих экспериментах я использую сульфат магния.
- Дистиллированная вода
- Чистый контейнер, как минимум на 5 см шире, чем кристалл, который вы хотите вырастить. Прозрачные контейнеры имеют здесь преимущество перед окрашенными, так как сквозь них видно, что растет внутри, а если вы используете еще и кухонную утварь, то будете уверены, что ваш контейнер не боится нагрева и не лопнет.
- Объект, на котором будет расти кристалл, или струна, экспериментируйте с решетчатыми структурами, как это делал я!
- Что-то, на чем можно подвесить ваш объект в растворе: палка, китайская палочка для еды, провод, струна и т.д.
- Кастрюля, достаточно большая для кипячения нужного количества воды и соли для проекта.
- Ложка для перемешивания.
Шаг 2: Создаём солевой раствор
Измерьте объем воды:
- Поместите объект в контейнер
- Залейте в контейнер с объектом воду, чтобы узнать, сколько воды вам понадобится
- Перелейте воду в измерительный контейнер, чтобы определить получившийся объем
- Измерьте количество соли: 3 части воды к 1 части соли (в растворе будет чуть меньше 30% соли)
- Вскипятите воду.
- После закипания уменьшите жар плиты до низкого.
- Высыпьте соль в воду и мешайте, пока она полностью не растворится. Выключите плиту.
- Аккуратно вылейте раствор в контейнер с помещенным в него объектом
- Поместите контейнер с раствором в место, где вы оставите его на время роста.
Шаг 3: Поместите объект или струну в солевой раствор
Чтобы просто вырастить солевой кристалл:
- Поместите палочку или ложку сверху посередине контейнера
- Обмотайте струну по центру палочки\ложки, чтобы она свисала вниз и была погружена в раствор примерно на 4 или более см от дна контейнера.
- Оставьте контейнер там, где его не будут трогать, и смотрите, как растёт кристалл
Чтобы растить солевой кристалл на объекте:
Проделайте практически то же самое, что и в предыдущем списке. Подвесьте объект на струне, чтобы он висел на расстоянии минимум 5 см от дна контейнера. Вы можете подвесить объект при помощи палочек или проводов.
Так как я использовал решетчатые структуры, то подвешивал их как с помощью провода, так и при помощи палочек для еды.
Шаг 4: Ждите, пока кристаллы не вырастут
Не тревожьте контейнер, но следите за тем, как растут ваши кристаллы.
Я советую вам оставить контейнер как минимум на 1 день, но для лучших результатов дайте 3 дня на рост. В какой-то момент большинство соли будет находиться в кристалле, и он просто перестанет расти.
Шаг 5: Аккуратно вытащите ваши кристаллы их раствора
Когда вы определите, что он вырос до нужного размера и формы, аккуратно вытяните его за струну, или вытащите из раствора. Если они соединились с вашим объектом сквозь весь контейнер, то при помощи ножа аккуратно отсоедините их от стенок контейнера, стараясь не повредить структуру вашего творения.
Шаг 6: Хотите кристаллы бОльших размеров?
Перед тем, как убрать струну или объект от устройств, которым вы их подвешивали, подумайте, хотите ли вы вырастить кристалл еще большего размера. Если да, то повторите процесс и ваши кристаллы станут больше. Каждый раз вам нужно лишь делать новый солевой раствор.
Если вы будете повторять процесс для выращивания больших кристаллов, то очень важно после кипячения воды и создания солевого раствора дать воде остыть до комнатной температуры, а уже затем опускать конструкцию в раствор.
Если вы не остудите воду, то она растворит уже готовые и вы как бы начнёте сначала.
Шаг 7: Образцы моих работ
Это фотографии одних и тех же кристаллов, которые прошли через три солевых раствора, посмотрите на разницу в размерах.
Я добился относительно ровного перехода от объекта к кристаллу, каждый раз опуская объект глубже в раствор.
Шаг 8: Радуйтесь результатам!
Как только вы вырастили их до желаемого размера, аккуратно отделите струну\объект от приспособлений, с помощью которых вы их подвешивали и дайте готовому изделию высохнуть, положив его на салфетку.
В будущих экспериментах вы можете попытаться использовать водопроводную и бутилированную воду, цветную воду, а также можете использовать разные типы соли, например йодированную, соль без йода, морскую соль и т.д.
Выращивая их на разных структурах, заметили ли вы разницу в их форме?
Я был удивлен, обнаружив, что кристаллы, выращенные на разных уровнях объекта, напечатанного из белого пластика, выросли разного размера.
Шаг 9: Другие эксперименты с выращиванием
Шаг 10: Дополнительная информация по выращиванию
Изучение кристаллов и их структуры называется кристаллографией. Кристалл представляет собой твердое тело, состоящее из различных атомов или молекул, расположенных в однородном повторяющемся порядке, основанном на его уникальной форме. Это приводит к тому, что материал имеет определенную форму и цвет и обладает другими характерными свойствами.
Они могут быть большими или маленькими, но все они имеют одинаковую «форму». Соль и сахар являются примерами. Столовая соль NaCl имеет кубическую структуру. Кристаллы снега образуют шестигранную структуру. Алмаз (используемый в ювелирных изделиях и режущих инструментах) также является примером; он состоит из чистого углерода. Графит (используется в карандашах и смазочных материалах) также является кристаллом из углерода.
Как растут кристаллы?
В растворе, растворитель (вода) может держать только определенное количество растворенного вещества. Это называется растворимостью раствора. Если температура раствора увеличится, то горячая вода сможет растворить больше твердого вещества, чем холодная вода. Это связано с тем, что молекулы нагретой воды движутся дальше друг от друга, оставляя место для растворения более твердого вещества. Когда твердое вещество перестаёт растворяться, то раствор считается насыщенным.
По мере охлаждения этого раствора молекулы воды снова сближаются, и в растворе остаётся меньше места для удержания такого же количества растворенного твердого вещества. Так как вода отпускает избыток растворенного вещества, то в этот момент кристаллы начинают формироваться и строиться друг на друге. Этот процесс называется рекристаллизацией и, в зависимости от условий, можно получить массу многочисленных мелких или один большой кристалл.
Как формируются кристаллы и как мы контролируем темпы его роста?
В этом эксперименте вы будете выращивать кристаллы из насыщенного раствора. Во время рекристаллизации, начало процесса роста кристаллов называется «зарождением». Кристаллизацию могут инициировать частицы пыли на поверхности раствора, однако эта ситуация неконтролируема. Чтобы получить контролируемый рост, «затравочный кристалл» привязывают к куску нити и погружают в раствор. По мере того, как температура раствора продолжает падать, на нитке накапливается больше кристаллов. Скорость, с которой происходит кристаллизация, будет влиять на качество. Лучшие — это те, которые растут МЕДЛЕННО.
КЛЮЧЕВЫЕ ТЕРМИНЫ
Кристалл — это твердое тело с определенной геометрической формой. Форма состоит из гладких плоских поверхностей, которые встречаются в острых краях или углах.
Кристаллография — отрасль химии, изучающая кристаллы и их структуру.
Нуклеация — когда растворенные молекулы в насыщенном растворе сталкиваются с частицей пыли или твердой поверхностью (например, струной или затравочным кристаллом), они будут склонны адсорбироваться и накапливаться на поверхности. Твердая поверхность обеспечивает участок зарождения для формирования кристаллов.
Рекристаллизация представляет собой процесс, который использовался для очистки твердого вещества путем растворения его в соответствующей жидкости, а затем получение материала, выходящего из раствора в кристаллической форме.
Насыщенный раствор — раствор, в котором в растворителе растворено максимальное количество растворенных веществ.
Затравочный кристалл — начальная поверхность для растущего.
Форма кристалла — атомы, которые занимают позиции с определенными геометрическими отношениями друг с другом. Это структурное расположение его атомов однозначно определяется химией вещества и определяет форму. В кристаллографии формы могут быть сгруппированы в семь систем: кубический, тетрагональный, гексагональный, тригональный, орторомбический, моноклинный, триклинный.
Растворимость — максимальное количество растворенного вещества, которое может растворяться в определенном объеме растворителя при данной температуре, известно как растворимость растворенного вещества. Растворимость растворенного вещества обычно увеличивается с повышением температуры.
Раствор — однородная смесь двух или более веществ. Например, сахар, растворенный в воде, является раствором.
Растворитель — жидкость, в которой растворяется растворенное вещество. В этом проекте растворителем является вода.
Загрузка...
