Подготовка к выращиванию
Выращивание кристаллов это возможность создания изысканных композиций, украшенных кристаллами разных цветов.
Красивые, необычной формы кристаллы можно выращивать из огромного количества соединений и даже элементарных веществ. Самыми распространенными материалами для новичков являются водные растворы солей: медный купорос, поваренная соль, алюмокалиевые и хромокалиевые квасцы, красная и желтая кровяная соль. Дальше можно экспериментировать с водным раствором соли Мора, со спиртовым раствором камфары. Можно вырастить кристаллы серы, металлов (меди, висмута, серебра и т. д). Причем, без сложного оборудования.
С помощью некоторых соединений (тиосульфат, ацетат натрия) и доступного оборудования (капельная воронка, штатив) можно за несколько часов вырастить модель сталагмитов и сталактитов в несколько десятков сантиметров.
Список вещей, необходимых для эксперимента:
Вещество, из которого планируется сделать камень.
Теплая вода, желательно дистиллированная, но не обязательно.
2 стеклянные или пластиковые емкости. Подойдут стаканы или банки, если вы хотите создать большой кристалл. Они должны быть прозрачными, чтобы можно было следить за процессом.
Ложка для размешивания раствора.
Стеклянная или пластиковая воронка, заложенная ватой или фильтровальной бумагой.
Нитка или проволока для подвешивания затравочной крупинки(если хотите монокристалл). Лучше брать медную проволоку, так как она мягкая, легко закрепляется. К тому же у нее гладкая поверхность, поэтому кристаллики не будут беспорядочно расти вдоль ее длины, а сконцентрируются вокруг затравки.
Палочка для закрепления нити на емкости. Можно взять карандаш. Но лучше использовать палочку от мороженого, потому что она плоская и не будет скатываться, как это видно на фото.
Кружочек бумаги чуть больше горлышка банки.
Перчатки, фартук.
Опуская в насыщенный раствор вещества поделки из фетра, дерева, проволоки, можно украсить их кристаллами.
Выращивание кристаллических тел
Медный купорос
Выращивание кристаллов из медного купороса (CuSO4·5H2O)
Достать медный купорос (сульфат меди) можно в любом магазине, где продаются удобрения. С виду это мелкие кристаллы в виде порошка яркого синего цвета.
Необходимо взять:
медный купорос — 0,2 г;
дистиллированная вода;
фильтровальная бумага;
стеклянная или пластиковая ёмкость.
Перед покупкой нужно внимательно осмотреть порошок, чтобы в нём не было комков и кристаллов зелёного цвета. Это признак попадания влаги, и такой купорос не подходит для выращивания.
Ёмкость для выращивания может быть из стекла или пластика. Практика показывает, что выбор всё же лучше делать в пользу пластика, так как к нему кристаллы слабее прилипают.
Пошаговые действия:
Для начала понадобиться около 100 г купороса, которые заливают небольшими порциями горячей воды, постоянно помешивая. На дне должны появиться нерастворившиеся кристаллы сульфата меди.
Далее пропускаем ещё тёплый раствор через фильтровальную бумагу и ставим его в прохладное место.
Через 24 часа на дне раствора образуются кристаллики. Выбираем самые крупные из них и ещё раз фильтруем раствор. Кристаллы нельзя трогать руками, чтобы не оставить потожировые следы, которые тормозят рост. Если нужно поправить кристалл в ёмкости, используйте медицинские перчатки.
Затем кладём отобранные кристаллы в чистый раствор. Здесь два варианта: положить кристаллы на дно (они будут расти в длину и ширину) или подвесить их на рыболовную леску (будут расти по всему объёму).
Ёмкость накрываем листом бумаги, что ускорить рост кристалла.
Каждые 5–7 дней раствор фильтруем и удаляем мелкие кристаллики. Чистую жидкость заливаем к растущему кристаллу. В результате через месяц должны получиться кристаллы до 3–4 см в поперечнике
Лимонная кислота
Лимонка очень хорошо растворяется в воде, что затрудняет выращивание крупных кристаллов.
Необходимо взять:
лимонная кислота — 200 г;
дистиллированная вода — 100;
фильтровальная бумага;
ёмкость для раствора;
леска.
Пошаговое описание:
В 100 г воды медленно растворяем 200 г лимонной кислоты, постоянно помешивая.
Затем раствор пропускаем через фильтровальную бумагу и оставляем ёмкость в помещении с комнатной температурой, чтобы остывание шло как можно медленнее.
На следующий день выпадают кристаллы, выбираем самый красивый и привязываем его на леску.
Раствор снова фильтруем и помещаем в него к Вуристалл.
Процедуру повторяем каждые 5–7 дней. Важно накрывать ёмкость с кристаллом неплотной крышкой, чтобы испарение воды происходило медленнее.
Мелкие кристаллы на поверхности крупного удаляем пинцетом. Через месяц может вырасти кристалл размером до 5–6 см в длину.
Также интересные кристаллы можно получить при использовании аммония фосфорнокислого, меди уксуснокислой, калия хлористого, хромокалиевых квасцов.
Кристаллы из меди уксуснокислой (она же ацетат меди)
Насыщенный раствор готовим в холодной воде.
Техника выращивания кристаллов из ацетата меди стандартная. Основная тонкость – не допускать резких колебаний температуры раствора, пока идет процесс кристаллизации. Иначе кристаллы могут потрескаться.
Чистый ацетат меди даёт правильные монокристаллы чеёрно-зеленого цвета. Не забывайте покрывать их лаком, иначе кристаллы быстро выветриваются!
Кристаллы из калия хлористого (он же хлорид калия)
Техника выращивания кристаллов из хлорида калия стандартная. Также не следует допускать резких колебаний температуры раствора, пока идет процесс кристаллизации.
Из хлорида калия получаются крупные прозрачные монокристаллы.
Покрываем их прозрачным лаком и наслаждаемся.
Кристаллы из хромокалиевых квасцов
Техника выращивания кристаллов из хромокалиевых квасцов стандартная.
На наш вкус, получаются одни из самых красивых кристаллов – тёмно-фиолетовые октаэдры. Увы, но хранятся они плохо, даже покрытые лаком.
Единственный способ сохранить хромокалиевые кристаллы подольше – поместить их в прозрачное масло, например, вазелиновое.
Кристаллы из аммония фосфорнокислого
Техника выращивания кристаллов из аммония фосфорнокислого стандартная.
На выходе – поликристаллы различной формы. Не забываем покрывать лаком.
Мы перечислили далеко не все сырье для изготовления кристаллов. Применить можно что угодно. От соли до искусственных камней.
Заключение
Живя на Земле, сложенной кристаллическими породами, мы, безусловно, никак не можем отвлечься от проблемы кристалличности: мы ходим по кристаллам, строим из кристаллов, обрабатываем кристаллы на заводах, выращиваем их в лабораториях, широко применяем в технике и науке, едим кристаллы, лечимся ими... Изучением многообразия кристаллов занимается наука кристаллография. Она всесторонне рассматривает кристаллические вещества, исследует их свойства и строение. В давние времена считалось, что кристаллы представляют собой редкость. Действительно, нахождение в природе крупных однородных кристаллов - явление нечастое. Однако мелкокристаллические вещества встречаются весьма часто. Например, почти все горные породы: гранит, песчаники, известняк - кристалличны. По мере совершенствования методов исследования кристалличными оказались вещества, до этого считавшиеся аморфными. Мы знаем, что даже некоторые части организма кристалличны, например, роговица глаза, витамины, мелиновая оболочка нервов - это кристаллы. Долгий путь поисков и открытий, от измерения внешней формы кристаллов в глубь, в тонкости их атомного строения еще не завершен. Теперь исследователи довольно хорошо изучили его структуру и учатся управлять свойствами кристаллов
. Кристаллы – это красиво, можно сказать чудо какое-то, они притягивают к себе; говорят же "кристальной души человек" о том, в ком чистая душа. Кристальная – значит, сияющая светом, как алмаз … И если говорить о кристаллах с философским настроем, то можно сказать, что это материал, который является промежуточным звеном между живой и неживой материей. Кристаллы могут зарождаться, стареть, разрушаться. Кристалл, когда растет на затравке (на зародыше), наследует дефекты этого самого зародыша. Но если говорить совсем серьезно, сейчас пожалуй нельзя назвать ни одну дисциплину, ни одну область науки и техники, которая бы обходилась без кристаллов. Медиков интересуют среды, в которых происходит кристаллообразование почечных камней, а фармацевтов таблетки – это спрессованные кристаллы. Усвоение, растворение таблеток зависит от того, какими гранями покрыты эти микрокристаллики. Витамины, миелиновая оболочка нервов, белки, и вирусы – это все кристаллы. И наши консультации приносили большое удовлетворение, отвечая на возникающие вопросы….
Кристалл чудодейственен своими свойствами, он выполняет самые разные функции. Эти свойства заложены в его строении, которое имеет решетчатую трехмерную структуру. Кристаллография – наука не новая. У её истоков стоит М. В. Ломоносов. А вот выращивание искусственных кристаллов дело более позднее. Выращивание кристаллов стало возможным благодаря изучению данных минералогии о кристаллообразовании в природных условиях. Изучая природу кристаллов, определяли состав, из которого они выросли и условия их роста. И теперь эти процессы имитируют, получая кристаллы с заданными свойствами. В деле получения кристаллов принимают участие химики и физики. Если первые разрабатывают технологию роста, то вторые определяют их свойства. Можно ли искусственные кристаллы отличить от природных? Вот вопрос. Ну, например, искусственный алмаз до сих пор уступает природному по качеству, в том числе и по блеску. Искусственные алмазы не вызывают ювелирной радости, но для использования в технике они вполне подходят, выступают в этом смысле на равных с природными. Опять же, нахрапистые ростовики (так называют химиков, выращивающих искусственные кристаллы) научились выращивать тончайшие кристаллические иглы, обладающие чрезвычайно высокой прочностью. Это достигается манипулированием химизмом среды, температурой, давлением, воздействием некоторых других дополнительных условий. И это уже целое искусство, творчество, мастерство – тут точные науки не помогут.
Тема “Кристаллы” актуальна, и если в неё вникать и вникать глубже, то она будет интересна каждому, даст ответы на многие вопросы, а самое главное – безграничное применение кристаллов. Кристаллы загадочны по своей сущности и настолько неординарны, что в нашей работе мы рассказали лишь малую часть того, что известно о кристаллах и их применении в настоящее время. Может быть, что кристаллическое состояние вещества – это та ступенька, которая объединила неорганический мир с миром живой материи. Будущее новейших технологий принадлежит кристаллам и кристаллическим агрегатам!
Библиографический список:
1.Батенова О.М. Мир кристаллов [Электронный ресурс] /. текстовые дан. – г.Урай: [б.и.], 2009. – Режим доступа: https://course-crystal.narod.ru/p31aa1.html, свободный.
2.. Ахметов Н.С. Неорганическая химия. М.: Просвещение,1985.
3. Васильев В.Н., Беспалов В.Г. Информационные технологии. Оптический компьютер и фотонные кристаллы. https://www. ict/edu/ru/
4. Желудов И.С. Физика кристаллов и симметрия. М.: Наука,1987.
5. Кабардин О.Ф. Физика: учебник 10 класса для школ с углублённым изучением физики. М.:Просвещение, 2011.
6. Корнилов В.И., Солодова Ю. П. Ювелирные камни. М.:Недра, 1983.
8. Шафрановский И.И. Симметрия в природе. Ленинград: Недра, 1985.
9. Шуман В.И. Драгоценные и поделочные камни. М.: Мир, 1986.
10. Журнал “Физика в школе”. 2006. №2.
11. Материалы из Интернет.
12.Сайт Я.Класс [Электронный ресурс] /.Режим доступа: https://www.yaklass.ru/p/himija/89-klass/stroenie-veshchestva-18844/amorfnye-i-kristallicheskie-veshchestva-56119/re-70fd157c-38ab-4b72-b278-d3824d173d95
13.Сайт Лен.Реактив [Электронный ресур] /. Режим доступа: https://lenreactiv-shop.ru/kak-vyrastit-tsvetnye-kristally-samostoyatelno/