Pěstování krystalů. Jak pěstovat krystal. Krystaly kuchyňské soli, krystaly síranu měďnatého

Rostoucí krystaly — proces je velmi zajímavý, ale může být značně zdlouhavý. Je užitečné vědět, jaké procesy řídí její růst; proč různé látky tvoří krystaly různých tvarů a některé je netvoří vůbec; co je třeba udělat, aby byly velké a krásné.
Pokud krystalizace probíhá velmi pomalu, získáte jeden velký krystal (nebo jeden krystal, například při pěstování umělých kamenů), pokud rychle, získáte mnoho malých (nebo polykrystal, například kovy).

Pěstování krystalů doma vyráběné různými způsoby. Například chlazení nasyceného roztoku. Jak teplota klesá rozpustnost látek klesá (hlavně v případě bezvodé soli) a říká se, že se vysrážejí. Nejprve se v roztoku a na stěnách nádoby objeví drobná krystalová jádra. Když je chlazení pomalé a v roztoku nejsou žádné pevné nečistoty (řekněme prach), tvoří se málo zárodků, které se postupně mění v krásné krystaly pravidelného tvaru. Při prudkém ochlazení se objeví mnoho malých krystalů, téměř žádný z nich nemá správný tvar, protože jich roste mnoho a vzájemně si překážejí.

Rostoucí krystaly lze provést i jiným způsobem – postupným odstraňováním vody z nasyceného roztoku. A v tomto případě platí, že čím pomaleji se voda odstraňuje, tím lepší je výsledek. Nádobu s roztokem nechte dlouho otevřenou při pokojové teplotě, přikryjte ji listem papíru – voda se bude pomalu odpařovat a do roztoku se nedostane prach. Rostoucí krystal může být buď zavěšen v nasyceném roztoku na tenké pevné niti, nebo umístěn na dně nádoby. V druhém případě je třeba krystal periodicky otáčet na druhou stranu. Jakmile se voda odpaří, je třeba do nádoby přidat čerstvý roztok. I když měl náš původní krystal nepravidelný tvar, dříve nebo později opraví všechny své vady a získá tvar charakteristický pro danou látku, například se změní v osmistěn, pokud použijete kamencovo-draselnou sůl, nebo kosočtverec. pokud používáte síran měďnatý.

Rostoucí krystaly – proces je zábavný, ale vyžaduje pečlivý a pečlivý přístup k vaší práci. Teoreticky je velikost krystalu, který lze tímto způsobem pěstovat doma, neomezená. Jsou známy případy, kdy nadšenci obdrželi krystaly takové velikosti, že je bylo možné zvednout pouze s pomocí jejich kamarádů.

Existují však některé vlastnosti jejich skladování (samozřejmě každá sůl a látka má své vlastní vlastnosti). Pokud například krystal kamence necháte otevřený na suchém vzduchu, postupně ztratí obsaženou vodu a změní se v nenápadný šedý prášek. Pro ochranu před zničením jej můžete přetřít bezbarvým lakem. Síran měďnatý a kuchyňská sůl jsou stabilnější a můžete s nimi bezpečně pracovat.

Jak vypěstovat krystal

Vypěstujte si krystal mohou být vyrobeny z různých látek: například z cukru, dokonce i kamene – umělé pěstování kamenů, za dodržení přísných pravidel o teplotě, tlaku, vlhkosti a dalších faktorech (umělé rubíny, ametysty, křemen, citríny, moriony).
Doma to všechno samozřejmě nezvládneme, takže to uděláme jinak. Budeme růst krystaly soli. Všichni máme doma běžnou kuchyňskou sůl (jak jistě víte, její chemický název je chlorid sodný NaCl). Poslouží i jakákoliv jiná sůl (sůl z chemického hlediska), například ze síranu měďnatého nebo jakéhokoli jiného síranu (například síranu železnatého) můžete získat krásné modré krystaly. Můžete použít kamenec (dvojité kovové soli kyseliny sírové), thiosíran sodný (dříve používaný k fotografování). Všechny tyto soli (a sůl obecně) nevyžadují žádné zvláštní podmínky: vytvořili roztok, vhodili do něj „embryo“ (to vše je podrobně popsáno níže) a roste a každým dnem narůstá do výšky.
Ano, neměli byste barvit roztok tam, kde vám krystal roste, například barvami nebo něčím podobným – tím se pouze zkazí samotný roztok, ale nezbarví krystal! Nejlepší způsob, jak získat barevné krystaly, je vybrat si správnou barvu soli! Ale pozor: například krystaly žluté krevní soli mají červenooranžovou barvu – a roztok se změní na žlutou.
Nyní můžeme začít!

Pěstování krystalů stolní soli

Krystaly stolní soli — proces pěstování nevyžaduje žádné speciální chemikálie. Všichni máme kuchyňskou sůl (nebo kuchyňskou sůl), kterou přijímáme do jídla. Může se také nazývat kámen – vše je stejné. Krystaly kuchyňské soli NaCl Jsou to bezbarvé průhledné kostky. Pojďme začít. Roztok kuchyňské soli nařeďte následovně: nalijte vodu do nádoby (například sklenice) a vložte ji do pánve s teplou vodou (ne více než 50 °C – 60 °C). Samozřejmě ideálně, pokud voda neobsahuje rozpuštěné soli (tedy destilovaná), ale v našem případě můžete použít vodu z kohoutku. Nasypte kuchyňskou sůl do sklenice a nechte 5 minut, nejprve promíchejte. Během této doby se sklenice vody zahřeje a sůl se rozpustí. Je vhodné, aby teplota vody ještě neklesla. Poté přidejte další sůl a znovu promíchejte. Tento krok opakujte, dokud se sůl již nerozpustí a neusadí se na dně sklenice. Máme nasycený solný roztok. Nalijte ji do čisté nádoby o stejném objemu, zbavte ji přebytečné soli na dně. Vyberte si libovolný větší krystal kuchyňské soli, který se vám líbí, a umístěte jej na dno sklenice s nasyceným roztokem. Křišťál můžete svázat nití a zavěsit tak, aby se nedotýkal stěn sklenice. Teď musíme počkat. Již po několika dnech si můžete všimnout výrazného růstu krystalu. Každým dnem to bude přibývat. A pokud uděláte totéž znovu (připravte nasycený solný roztok a kápněte do něj tento krystal), pak poroste mnohem rychleji (krystal vyjměte a použijte již připravený roztok, přidejte do něj vodu a požadovaný podíl kuchyňské soli ). Pamatujte, že roztok musí být nasycený, to znamená, že při přípravě roztoku by sůl měla vždy zůstat na dně sklenice (pro jistotu). Pro informaci: ve 100 g vody o teplotě 20°C se může rozpustit přibližně 35 g kuchyňské soli. S rostoucí teplotou se zvyšuje rozpustnost soli.
Takto se pěstují krystaly kuchyňské soli (nebo krystaly soli, jejichž tvar a barvu preferujete)

Pěstování krystalů síranu měďnatého

Krystaly síranu měďnatého – pěstují se stejným způsobem jako u kuchyňské soli: nejprve se připraví nasycený solný roztok, poté se do tohoto roztoku přikape malý krystal síranu měďnatého dle vašeho výběru.
Pozornost! Síran měďnatý je chemicky aktivní sůl! Proto, aby byl experiment v tomto případě úspěšný, je třeba vzít destilovanou vodu, tzn. neobsahuje žádné další rozpuštěné soli. Je také lepší nepít vodu z kohoutku, protože za prvé obsahuje rozpuštěné soli a za druhé může být vysoce chlorovaná. Nečistoty (zejména tvrdé uhličitany) vstupují do chemických reakcí se síranem měďnatým, což způsobuje značné znehodnocení roztoku
Pokud bude vše v pořádku, budeme pokračovat. Pokud se rozhodnete nevylévat roztok z nádoby, ve které malý krystal původně rostl, pak krystal zavěste tak, aby se nedotýkal ostatních krystalů zbývajících na dně!

Krystaly se pěstují nejen z roztoků, ale také z roztavených solí. Pozoruhodným příkladem jsou žluté neprůhledné krystaly síry ve tvaru kosočtverce nebo podlouhlých hranolů. Ale zvláště nedoporučuji pracovat se sírou. Plyn vznikající při jeho odpařování je zdraví škodlivý.
Růstu jednotlivých krystalových ploch lze zabránit. K tomu je třeba tyto okraje nanést roztokem vazelíny nebo tuku.

Rostoucí krystaly mědi

Nyní pojďme růst červené krystaly mědi. Potřebujeme síran měďnatý, kuchyňskou sůl, ocelový plát ve tvaru průřezu nádoby (o něco menší obvod. Můžete použít ocelové piliny nebo knoflíky), kde vyrostou krystaly mědi, a kruh savého papíru ve tvaru sekce. Takže na dno láhve dejte trochu síranu měďnatého (nejlépe rovnoměrně po celé ploše). Navrch posypte kuchyňskou solí a celé to přikryjte vystřiženým kruhem z papíru. Položte na něj železnou desku (nebo ji naplňte ocelovými pilinami). To vše dohromady je nutné zalít nasyceným roztokem kuchyňské soli (my jsme takový roztok připravili z kuchyňské soli). Nechte nádobu asi týden. Během této doby vyrostou jehlicovité červené krystaly mědi. Když proces růstu probíhá, snažte se nádobou nehýbat a je také velmi nežádoucí odstraňovat krystaly z roztoku.

Můžete pěstovat vícebarevný a vícevrstvý krystal. Získávají se přípravou roztoků kamence (podvojné soli kyseliny sírové) a střídavým přenosem narostlého krystalu z jednoho roztoku do druhého.

Pokud mícháte horké koncentrované roztoky síranů hlinitých Al₂(TAK₄)₃ a draslík K₂(TAK₄), a výsledný roztok se ochladí, poté z něj začne krystalizovat kamenec – podvojný síran draselný a hlinitý 2KAl(SO₄)₂•12N₂A. Kamenec se rozpouští ve vodě takto: 5,9 g na 100 g vody při 20 °C, ale již 109 g při 90 °C, pokud jde o bezvodou sůl. Při skladování na vzduchu se kamenec rozptýlí. Při teplotě 92,5 °C tají ve své krystalizační vodě a při zahřátí na 120 °C se dehydratují a mění se na pálený kamenec, který se rozkládá až při teplotách nad 700 °C. Molekuly vody, které tvoří kamenec, jsou chemicky vázány na ionty draslíku a hliníku, takže soli kamence mají vzorec, který je správněji napsán jako komplexní sůl [K(H₂O)₆][Al(H₂O)₆](TAK₄)₂.

Tekuté krystaly jsou látky, které se chovají jako kapaliny i jako pevné látky. Molekuly v tekutých krystalech jsou na jednu stranu dost pohyblivé, na druhou stranu jsou pravidelně uspořádány, tvoří něco jako krystalickou strukturu (jednorozměrnou nebo dvourozměrnou). Často se i při mírném zahřátí naruší správné uspořádání molekul a z tekutého krystalu se stane obyčejná kapalina. Naopak při dostatečně nízkých teplotách zamrzají a mění se v pevné látky. Pravidelné uspořádání molekul v tekutých krystalech určuje jejich speciální optické vlastnosti. Jejich vlastnosti lze ovládat vystavením magnetickému nebo elektrickému poli. Používá se v LCD displejích na hodinkách, kalkulačkách, počítačích a televizorech nejnovějších modelů.

Fáze 1: Sůl, ze které vyroste krystal, rozpustíme v ohřáté vodě (je nutné ji zahřát, aby se sůl rozpustila o něco více, než se může rozpustit při pokojové teplotě). Sůl rozpouštějte, dokud si nejste jisti, že sůl již není rozpuštěna (roztok je nasycený!). Doporučuji používat destilovanou vodu (tj. bez jiných solí)
Fáze 2: Nalijte nasycený roztok do jiné nádoby, kde mohou růst krystaly (vzhledem k tomu, že se bude zvětšovat). V této fázi se ujistěte, že roztok příliš nevychladne.
Fáze 3: Na nit navažte krystal soli, nit přivažte např. na zápalku a zápalku položte na okraje sklenice (nádoby), kam se nalévá nasycený roztok (3. fáze). Krystal ponořte do nasyceného roztoku.
Krok 4: Přeneste nádobu s nasyceným roztokem a krystalem na místo, kde není průvan, vibrace a silné světlo (pěstování krystalů vyžaduje dodržování těchto podmínek).
Krok 5: Přikryjte nádobu s krystalem něčím nahoře (například papírem), abyste zabránili vnikání prachu a nečistot. Nechte roztok několik dní.

Je důležité si pamatovat!

1. krystal nelze z roztoku během růstu bez zvláštního důvodu odstranit
2. Nedovolte, aby se do nasyceného roztoku dostaly nečistoty, nejvýhodnější je použít destilovanou vodu
3. sledujte hladinu nasyceného roztoku, pravidelně (jednou za týden nebo dva) aktualizujte roztok, jak se odpařuje

Přepnout do angličtiny
Pěstování krystalů. Jak pěstovat krystal

Fáze 1: Rozpusťte sůl v ohřáté vodě

Krok 2: Míchejte, dokud se úplně nerozpustí (dokud se sůl již nerozpustí)

Fáze 3: Zavažte nit a spusťte ji do přesyceného roztoku

Fáze 4: Nechte roztok vychladnout a počkejte, až se objeví malé krystalky síranu měďnatého

Fáze 5: Krystal síranu měďnatého – pokud budete čekat déle!

Krystaly hrají v lidském životě velkou roli. Používají se jako dekorace, dekorativní prvky, ve vědě a technice. Znalost struktury krystalů umožňuje ovládat jejich vlastnosti.

Stáhnutí:

Příloha	velikost
projekt_pro_instalaci_krystalů_doma.docx	984.07 KB

Náhled:

Městský státní vzdělávací ústav

“Kurtamysh střední škola č. 1”

Kurtamyš, ulice Matrosova, 14

Projekt na téma „Svět kolem nás“.

Téma: „Pěstování krystalů doma“.

student 3. “B” třídy

Malaja Marina Petrovna,

učitel základní školy

§ 1. Co jsou krystaly? Druhy krystalů ______ str. 4

§ 3. Aplikace krystalů __________________________ str. 5

1. experimentální část

Krok 1. Příprava roztoku __________________________ str. 6

Krok 2. Pozorování růstu krystalů _______________ str. 7

Srovnání s krystaly v přírodě______________ str.

1. Závěr _____________________________________ str. 10

1. Zdroje informací ____________________________ str. 11

Každý člověk ve svém životě alespoň jednou obdivoval krásný lesk krystalů. Fascinují svými pravidelnými tvary, velkou rozmanitostí barev. Lidstvo studuje vlastnosti krystalů již od starověku. Krystaly, stejně jako živé bytosti, se mohou rodit, růst, stárnout a rozpadat.

Z knih jsem se dozvěděl, že krystaly jsou úžasné výtvory přírody. A moderní člověk se je naučil pěstovat v laboratorních podmínkách.

Zajímalo by mě, jestli si můžu doma vypěstovat krystaly z běžné kuchyňské soli?

Abych mohl na tuto otázku odpovědět, potřebuji se dozvědět více o metodách přípravy roztoku, metodách pěstování krystalů a o tom, co je k tomu potřeba.

Cíl projektu: naučit se, jak si doma pěstovat krystaly soli.

• Prostudujte si potřebnou literaturu o krystalech
• Zvládněte techniku přípravy nasycených roztoků
• Seznamte se s metodami pěstování krystalů
• Pěstujte krystaly soli
• Porovnejte sůl s jinými krystaly (led, korálové útesy)

2. TEORETICKÁ ČÁST

§ 1. Co jsou krystaly? Druhy krystalů.

Krystaly jsou pevná tělesa, která mají uspořádanou, symetrickou strukturu. V překladu z řečtiny slovo „krystal“ znamená „průhledný led“. Zpočátku se tak nazýval horský křišťál. Horský křišťál byl chápán pro led, který byl tak zmrzlý, že se již nerozpouštěl. Hlavním znakem krystalu byla jeho průhlednost, proto se později všem průhledným pevným tělesům začalo říkat takto. Nyní se slovo „krystal“ používá k označení všech pevných těles s uspořádanou vnitřní strukturou, která se často projevuje ve formě pravidelného geometrického tvaru tělesa.

Všechny krystaly se dělí do dvou velkých skupin: ideální a skutečné. Ideální krystaly jsou matematický model, který vědci používají k popisu vlastností skutečných krystalů. Skutečné krystaly jsou ty, se kterými se setkáváme v životě. Mají různé nečistoty, drsné povrchy a mohou mít nepravidelný tvar.

Krystaly se také dělí do skupin podle jejich původu: přírodní (přírodní) a umělé (pěstované člověkem). Přírodní krystaly rostou v hlubinách planety v přirozených podmínkách pro růst. Umělé krystaly se pěstují v laboratořích nebo doma. Například krystaly kuchyňské soli lze pěstovat doma. Krystaly rubínu (foto 1) lze pěstovat jak samotnou přírodou, tak v laboratoři lidmi. Existují však krystaly, například paratellurit (foto 2), které v přírodě nerostou, lze je získat pouze v laboratorních podmínkách.

Rubínový krystal Krystal parateluritu

§ 2. Aplikace krystalů.

Využití krystalů ve vědě a technice je velmi rozmanité. Uvedu jen několik příkladů. Nejtvrdší a nejvzácnější minerál – diamant (foto 3) – se používá jako ozdoba. Také díky své výjimečné tvrdosti je mnoho řezných nástrojů potaženo směsí diamantového prášku a lepidla. Diamantový prášek se používá k broušení a leštění tvrdých kamenů, kalené oceli, tvrdých a supertvrdých slitin.

Rubín a safír (foto 4) patří mezi nejkrásnější a nejdražší drahé kameny. Mají však i jiné využití. Všechny hodinky fungují na umělých rubínech. Rubíny se používají v laserech, protože jejich krystal zesiluje světlo. Safír je průhledný, takže se používá k výrobě desek pro optická zařízení.

Krystaly se používají v zařízeních pro záznam a reprodukci zvuku. Krystaly křemíku a germania jsou součástí polovodičových diod, které se nacházejí v každém počítači a mobilním telefonu.

Polaroidový materiál (foto 5) našel uplatnění i v technice – tenká průhledná fólie naplněná drobnými jehličkovitými krystalky. Polaroidové filmy se používají v polaroidových brýlích, protože tlumí oslnění odraženého světla. To je důležité pro polárníky, kteří se musí dívat na oslepující sníh, a také pro řidiče motorových vozidel.

Foto 3. Foto 4. Foto 5.

Diamantový safírový polaroid

Krok 1. Příprava roztoku.

Pro pěstování krystalů doma jsem se rozhodl vzít běžnou kuchyňskou sůl. Sůl je na každém stole, v každé domácnosti. Pro svá pozorování a experimenty jsem potřeboval jeden sáček soli. Moje práce je navržena na několik dní, během kterých budu pozorovat růst krystalu (foto 6).

1. Pro pěstování krystalů je třeba připravit nasycený roztok soli. K tomu nalijte vodu do sklenice a přidejte sůl. Je lepší připravovat takový roztok při vyšší teplotě, než je pokojová teplota. Když nasycený roztok ochlazuje, rozpustnost solí se výrazně snižuje a „přebytečná“ sůl krystalizuje. Tato vlastnost solí je základem pro získávání krystalů. Pokud se roztok ochlazuje pomalu, v nádobě se vytvoří několik velkých krystalů, a pokud jsou okolnosti příznivé, i jeden krystal. Pokud se nádoba ochladí velmi rychle, vytvoří se mnoho malých krystalů.

2. Roztok neustále míchejte. Jakmile se veškerá sůl rozpustí, přidejte další a znovu míchejte. Trvejte, dokud se sůl v roztoku nepřestane rozpouštět. Nechte roztok vychladnout a nalijte do čisté nádoby (abyste se zbavili cizích nečistot).

Krok 2. Pozorování růstu krystalů.

3. Vložte nit do teplého nasyceného solného roztoku tak, aby se nedotýkala stěn ani dna nádoby. Poté nechte nádobu s nití vychladnout a po několika hodinách uvidíte na niti rostoucí krystaly.

Dále je třeba zajistit, aby byl krystal neustále v roztoku. Krystaly rostou 2–3 týdny, ale dají se pěstovat i déle.

4. Vyndal jsem krystal ze sklenice a prohlédl si ho. Hned bylo zřejmé, že vyrostl. Dokonce i uzel nitě uvnitř vyrostl. Viděl jsem, že krystal získal tvar mnohostěnu. Bylo pro mě obtížné změřit velikost krystalu (foto 7).

5. Několik dní jsem sledoval zázrak, který se děje před mýma očima. Na niti bylo čím dál víc „krystalů“ a po okrajích sklenice a na dně se objevovaly velké čtvercové krystaly (foto 8).

Můj experiment potvrdil předpoklad, že krystaly postupně rostou a nabývají tvaru mnohostěnu. Tento růst však probíhá velmi pomalu. Dokonce i krystal soli vyroste za speciálně vytvořených podmínek pouze o 10 mm za 1 dní. To znamená, že minerální krystaly rostou v přírodě ještě pomaleji.

Zmrzlá voda také tvoří krystaly. Tyto krystaly vidíme v zimě každý den: sníh, jinovatka, mrazivé vzory na okně, rampouchy ze střech. Pokud v zimě necháte kbelík s vodou venku, tak za hodinu bude voda pokrytá ledem – to je krystal. Voda, která na jaře kape ze střech, časem v mrazu vytvoří rampouch (foto 9).

Umělci používají led jako stavební materiál. Vyřezávají z ledu sochy, staví hrady a skluzavky pro děti (foto 10)

Také korálové útesy rostou v oceánech, podobně jako krystaly soli a vody. Jsou velmi krásné, barevné a velmi odlišné struktury. Rostou pod vodou na kamenech, na potopených lodích, na oceánském dně.