Выращивания кристаллов пентагидрата сульфата меди
Часть первая: «О том, как вырастить поликристалл всего за 1 час»
В сети интернет есть множество статей как нужно выращивать кристаллы. Чаще всего выращивают кристалл из медного купороса (цвет красивый, достать легко, выращивать просто).
В насыщенный раствор медного купороса на нитке опускают затравку (небольшой кристаллик), стакан накрывают марлей и оставляют раствор медленно испаряться. Процедура проста, но ждать, пока вырастет кристалл приходиться недели, а иногда и месяцы.
А нельзя ли вырастить кристаллы быстрее, например – за день?! Конечно можно, но вместо одного большого кристалла у вас образуется сросток кристаллов поменьше – ПОЛИКСТАЛЛ – который благодаря своей причудливой форме ничуть не уступает, и даже превосходит по красоте кристалл правильной формы.
В данной статье мы расскажем и покажем, как вырастить красивые поликристаллы медного купороса (см рисунок) за самое короткое время.
Материалы:
Медный купорос 200 г, вода, банка 0,25 л, палочка от мороженого, банка 0,5 л, нитки.
Шаг 1.
В горячей чистой воде (кипяток не нужен, 70-80 ˚C) растворяем порошок медного купороса (продается в любом магазине сад-огород в отделе с удобрениями) с расчетом 100-150 г медного купороса на 200 мл воды. Перемешиваем раствор палочкой до тех пор, пока купорос не перестанет растворяться в воде.
Примечание: Если удалось растворить весь купорос в воде, значит его недостаточно и нужно добавить еще. В банке на дне должен в итоге оставаться нерастворимый осадок.
Главная наша цель — добиться насыщенного состояния раствора (т.е. такого раствора, в котором еще больше вещества раствориться уже не может). Для этого нужно в данном объеме жидкости растворить как можно больше грамм медного купороса.
*Как добиться насыщенного раствора или сколько купороса нужно разбавлять в воде?
Чтобы ответить на этот вопрос, посмотрим, как изменяется растворимость сульфата меди с температурой (рисунок 1).
Рисунок 1. Изменение растворимости CuSO4 с температурой (в гр на 100 гр воды)
Как видно из графика с увеличением температуры растворимость сульфата меди довольно быстро растет. Но когда температура достигает примерно 80 °С, то дальнейшее нагревание почти не ведет к увеличению растворимости.
Кроме того, при нагревании выше 90 градусов раствор мутнеет и происходит выпадение черных хлопьев в виде осадка, что влияет на чистоту кристалла.
Поэтому оптимальная температура растворения медного купороса для выращивания кристалла – 80 градусов.
Шаг 2.
Как только мы добились насыщенного раствора нужно его отфильтровать. Мы использовали банку 0,5 л как промежуточный резервуар. В нее мы перелили весь раствор с осадком.
Банку, в которой мы выращиваем кристалл, сполоснули от остатков осадка.
Теперь фильтруем раствор. Для этого складываем марлю или бинт в несколько слоев и переливаем через него нашу жидкость.
Осадок остается на марле.
Шаг 3.
Вырезаем углубление в палочке от мороженого и наматываем на нее нитку. На конце нити завязываем узел или подвешиваем любой грузик на который будет наращиваться впоследствии кристалл.
Шаг 4.
В отфильтрованный насыщенный раствор опускаем нитку с узелком так, чтобы узелок был в центре объема жидкости. Высоту узелка можно регулировать наматывая и разматывая нитку вокруг палочки.
Шаг 5.
Накрываем банку слоем марли и ставим банку в спокойное место с постоянной температурой. Банку накрыли марлей, чтобы пыль и грязь не попадала в нее. А перепады температуры и сотрясения могут отрицательно отразиться на росте кристалла.
Шаг 6.
По мере остывания раствора (ближайший час) в банке будет резко повышаться концентрация медного купороса, т.к. при более низкой температуре в воде растворяется гораздо меньше вещества и лишнее вещество, образующееся при остывании, выпадает в осадок в виде кристаллов.
По мере остывания все «лишнее» при данной температуре вещество переходит в твердую фазу, выстраивая кристаллическую структуру в очаге кристаллизации – на нитке. В итоге на нитке образуются много маленьких кристаллов, которые все новыми слоями наращиваются друг на друга, образуя красивое поликристаллическое тело.
Примечание: Кристаллы будут образовываться не только на нитке, но еще на дне и стенках банки. Это будет вредить нашим целям, т.к. такие паразитные кристаллы будут также отбирать из жидкости материал для собственного строительства и нашему основному кристаллу на нитке будет доставаться меньше материала для роста и, следовательно, он будет расти гораздо медленнее.
Вот такой кристалл вырос за 2 часа роста в остывающей воде. Хорошее начало. Но все еще впереди. Как растить кристалл дальше в большой и красивый всего за один день читайте в нашей следующей статье.
А пока все то, о чем мы говорили в этой статье, можете посмотреть в видео варианте, где подробно показаны все этапы выращивания кристалла, описанные выше.
Надеемся наша статья и видео материал помогут Вам вырастить собственный уникальный кристалл, который будет радовать своей красотой Вас и Ваших близких. Удачи!
Вторую часть статьи ( «О том, как продолжить выращивать большой кристалл в быстрые сроки» ) читайте здесь:
Источник
Как сделать кристалл из медного купороса
Химические драгоценности из сульфата меди
Существует много несложных и увлекательных химических опытов, которые можно провести с детьми. Начните знакомство с волшебным миром кристаллов прямо сейчас!
В домашних условиях можно вырастить кристаллы почти всех солей, но начинать лучше с технологически простых материалов. К ним относятся поваренная соль, сахар, бура и медный купорос. Из него получаются самые крупные и красивые кристаллы синего цвета. Выращивать их легко, в то же время это очень интересный и познавательный процесс. Наша статья поможет пошагово вырастить кристалл медного купороса дома.
Что понадобится
Приобрести медный купорос можно в любом садово-хозяйственном магазине. Он продается пачками по 100 грамм. Голубой цвет хозяйственного купороса говорит о невысокой степени очистки. Кристаллы из него получаются светлее.
Сульфат меди можно приобрести и в специализированных лабораториях. Из такого купороса вырастет темно-синий кристалл, похожий на драгоценный камень.
Емкость для рабочего раствора
Посуду используют стеклянную, так как другие материалы вступают в химическую реакцию с раствором. Отлично подойдет поллитровая банка с широким горлышком. После опыта категорически запрещается использовать ее в пищевых целях.
Основа для кристаллизации
В качестве основы применяют тонкую шерстяную нитку синего или черного цвета. Взрослый кристалл полупрозрачен, и основа не должна испортить результат. Альтернативой может быть тонкая медная проволока, предварительно зачищенная наждачной бумагой.
Если в опыте вы используете медный купорос из хозяйственного магазина, воду нужно будет прокипятить. Для эксперимента с очищенным купоросом используют дистиллированную воду.
Купорос токсичен, и работать без перчаток с ним нельзя. На детей младшего школьного возраста желательно надеть медицинскую маску.
Карандаш или палочка для закрепления основы
На ней вы подвесите нитку, на которой будет расти кристалл.
Прозрачный лак для ногтей
Чтобы сохранить кристалл
Одноразовая пластиковая ложка
Важно! Работа проводится только под наблюдением взрослых. По окончании процесса руки необходимо тщательно вымыть под проточной водой. Нельзя пробовать кристалл или порошок на вкус. В случае попадания медного купороса в глаза их нужно промыть большим количеством воды.
Как сделать кристалл: этапы работы
Рабочий раствор высокой концентрации
В воду, нагретую примерно до 80 градусов, по ложке добавляем медный купорос. Жидкость приходится постоянно помешивать, чтобы порошок полностью растворился. Важно поддерживать постоянную температуру воды, в этом может помочь водяная или песчаная баня. Если сульфат меди перестал растворяться и оседает на дне, значит, раствор готов. В среднем на 300 мл воды уйдет 200 грамм вещества.
Переставляем емкость с горячим раствором на охлаждающую поверхность и ждем, пока жидкость остынет до комнатной температуры. Это нужно, чтобы началось выпадение мелких кристалликов. Процедив раствор через марлю, рассмотрим кристаллики и выберем самый крупный и правильный по форме. Его мы используем в дальнейшем как затравку.
Среда для выращивания кристалла
Сцеженный раствор повторно нагреваем на водяной бане, вновь доводя его до перенасыщенного состояния. Если получаемый в результате осадок не растворился, повторим очистку. Привяжем затравку и поместим в банку так, чтобы нитка была расположена вертикально, не задевая дно и стенки емкости.Для этого привязываем нитку к карандашу, а сам карандаш фиксируем на горлышке, например, пластилином. Здесь вы найдете подробную инструкцию и научное описание этого эксперимента.
Накрываем посуду тканевой салфеткой и оставляем на семь дней в неподвижном состоянии. Статичность конструкции — обязательное условие для начала формирования кристалла. Через неделю можно заметить, что нитка обросла мелкими кристалликами размером от миллиметра, а затравка увеличилась приблизительно на 1 см. Чем крупнее кристалл, тем быстрее он растет. Когда результат устроит, просушите кристалл и покройте его лаком — он защитит изделие от белого налета при хранении и придаст ему дополнительный блеск.
Из этого опыта дети узнают, как и почему растут кристаллы, и полюбят делать научные открытия.
Источник
Тема: «Выращивание кристаллов из медного купороса»
Муниципальное бюджетное образовательное учреждение
Тема: «Выращивание кристаллов из медного купороса».
МБОУ Добринского лицея
3. Появление кристаллов ……………………………… стр. 5
4. Основные технологические этапы выращивания
любого крупного кристалла ………………………… стр. 5
5. Практическая работа………………………………….. стр. 5-8
Тема: «Выращивание кристаллов из медного купороса».
Цель: вырастить кристаллы медного купороса в домашних условиях
Задачи:
- узнать, что такое кристалл, выяснить, какие условия нужно создать для роста кристаллов, наблюдать процесс роста, доказать, что можно вырастить кристаллы в домашних условиях.
Объект исследования: минерал.
Предмет исследования: кристаллы медного купороса.
Методы исследования:
- эксперимент, наблюдение, Практическое значение исследования в том, что оно может быть использовано на уроках окружающего мира, во внеклассных мероприятиях, на занятиях кружка,
Приёмы и навыки, которыми предстоит овладеть в процессе работы:
1.Правила работы с текстом, справочным материалом;
2.Правила пользования компьютером;
3. Умение работать с информацией, с оборудованием и материалами.
4. Практические умения.
В ходе проведенной исследовательской работы, узнают, как можно вырастить кристаллы. Подготовить итог в виде презентации.
Гипотеза: проверить возможность роста кристаллов соли без применения специальной техники.
Этапы работы над проектом: выбор проекта, планирование деятельности, подбор материалов, анализ и сравнение.
Самостоятельные размышления и наблюдения: получение информации из различных источников.
Кристаллы притягивают человека. Ни них можно любоваться долгое время, рассматривая грани. Они привлекают своим цветом. Это: аметисты, гранат, хрусталь и т. д.Каких только кристаллических форм не создала природа!. Нас всех с детства манили и притягивали к себе разноцветные камушки. Интуитивно мы чувствовали в них какую-то загадочность и не могли оторвать глаз от их естественной природной красоты. Нам всегда хотелось узнать по-больше о кристаллах, как они формируются, растут, какова их структура, функция и что их делает такими не похожими друг на друга. Возможно кристалл — это редкий и красивый минерал или драгоценный камень. Отчасти вы правы. Изумруды и бриллианты являются кристаллами. Но не все кристаллы редки красивы. Каждая отдельная частица соли или сахара — тоже кристалл!
В природе существуют сотни веществ, образующих кристаллы. Вода — одно из самых распространенных из них. Замерзающая вода превращается в кристаллы льда или снежинки, выросшие из паров воды
В этом году на уроках окружающего мира мы изучали полезные ископаемые. Меня очень заинтересовали кварцы. Я решил узнать, можно ли самому вырастить такие кристаллы. Ведь многие поделочные камни выращены в лабораториях. Изучив литературу по выращиванию кристаллов, поняли, какое это увлекательное занятие, максимально безопасное с точки зрения техники безопасности, что немаловажно для тех, кто проводит эксперименты дома. Тщательная подготовка и выполнение оттачивают навыки в умении аккуратно обращаться с веществами и правильно организовывать план работы. Кристаллы люди используют в строительстве, при производстве ювелирных изделий, часов, электронных приборов, компьютерной техники кристаллы применяются для изготовления призм и линз оптических приборов. А также неотъемлемой частью нашей жизни стали приборы на основе жидких кристаллов, поэтому эта тема актуальна для современного человека.
Что же такое кристаллы? Кристаллы, в переводе с греческого языка, (krystallos) лёд. По данным энциклопедии, кристалл — это твердое тело. Кристаллики растут, присоединяя частицы вещества из жидкости или пара. Кристаллы бывают естественного происхождения и искусственного, выращенные в специально-созданных условиях. И каждый человек, при желании может легко вырастить кристаллы у себя дома. Но для того, чтобы результат получился действительно красивым необходимо аккуратно выполнять все действия, соблюдать технологический процесс.
Изучив литературу, мы узнали, что медный купорос – это соль (соль — с химической точки зрения) голубого цвета, не ядовитая для человека (если только ее не кушать) и применяется она не только в садоводстве, но и в медицине, в строительстве и даже в пищевой промышленности! Но самым интересным для меня оказалось то, что каждая отдельная частица этой соли — это кристалл! Процесс образования кристалла называется кристаллизацией. Один из методов получения кристаллов является постепенное удаление воды из насыщенного раствора. «Лишнее» вещество при этом кристаллизуется. И в этом случае, чем медленнее испаряется вода, тем лучше получаются кристаллы.
4. Основные технологические этапы выращивания любого крупного кристалла
— Перенасыщенный раствор соли
— Постоянная температура воздуха
— Постоянная температура раствора
— Отсутствие дополнительных «затравок»
— Тщательная фильтрация раствора
5. Практическая работа.
Для проведения опыта нам необходимо: медный купорос, нитка, 2 банки, ложка, картон, ножницы, ложка, стакан, средства защиты, фильтр.
1. На начальном этапе готовим перенасыщенный раствор. Наливаем в банку или стакан примерно 300 мл воды. Начинаем добавлять медный купорос. 
Насыпаем столовую ложку, размешиваем. Купорос очень быстро растворится. Добавляем еще ложку, снова размешиваем. Делаем так до тех пор, пока соль не начнет оседать на дне. Раствор получился перенасыщенным. Поместим банку в кастрюлю с водой и поставим кастрюлю на огонь. Необходимо добиться полного растворения купороса в воде, чтобы кристаллы получились красивые и чистые, для этого необходимо полученный раствор отфильтровать, причем как можно быстрее, пока не произошла кристаллизация.
2. Пока раствор остывает, приготовим «затравку». Затравкой может быть крупный кристалл медного купороса или бусина или пуговица. Закрепляем затравку на нитке.
3. Затравку на нитке можно нужно поместить внутрь банки с раствором. При этом затравка не должна касаться стенок сосуда или его дна. Поэтому привяжем нитку к палочке или карандашу по середине. Положим карандаш поперек горлышка банки.
4. Оставляем конструкцию в покое и ждем, пока начнут образовываться кристаллы. Когда кристалл достигнет желаемого размера, извлекаем его из раствора, обрезаем нитку.
Концентрированный раствор медного купороса не должен попадать на руки, поэтому используйте перчатки
1.Не пробовать на вкус соль медного купороса.
2.Избегать попадания вещества в нос и в глаза.
3.Из посуды, которая была использована в ходе эксперимента, кушать строго запрещено.
4.Во время роста кристаллика не трогать его руками, потому что на нем останутся следы от пальцев, и кристалл будет расти неправильной формы.
5.Всегда мыть руки по окончании опытов.
Банку с раствором поставили в открытом виде в теплое место. Следили за ростом кристалла каждый день, ни в коем случае не поднимая, не поворачивая и не сотрясая стакан с раствором, иначе кристалл может быть нарушен. Через трое суток после начала опыта на нитке появился кристалл медного купороса.
На 26 день опыта, мы извлекли кристаллы из банки.
Кристаллы, полученные в процессе выращивания из соли медного купороса, можно применять для украшения интерьера помещений, для создания разнообразных декоративных композиций и панно. Выращенные кристаллы в виде разнообразных цветов, фигурок, веточек можно использовать для изготовления сувениров и подарков для друзей и знакомых.
В ходе работы мы исследовали очень интересное свойство кристаллов — их рост в искусственной среде. Оказывается, кристаллы можно вырастить дома, без каких — либо усилий.
В результате проведенных исследований гипотеза полностью подтверждается: нам удалось вырастить кристаллы медного купороса в домашних условиях.
1. Большая детская энциклопедия: Химия, сост. К. Люцис. М. : Русское энциклопедическое товарищество. 2000.
2. Владимиров ёное золото: Научно-художественная литература. М. : Детская литература. 1986.
3. Интерактивная энциклопедия «Всё обо всём», М. : Махаон 2007.
4. Леенсон химия. М. : Дрофа. 1996.
5. Энциклопедия для любознательных «Что, зачем и почему? » М. : Махаон 2012.
Источник