És possible fer créixer cristalls a casa? Intentem junts trobar la resposta a aquesta pregunta, per proposar mètodes per dur a terme aquest experiment.
Sabem perfectament que a la natura es poden trobar cristalls de diferents formes i mides. A l'hivern, els flocs de neu decoren les finestres, les branques dels arbres. Alguns dels cristalls són productes de rebuig de certs organismes.
Intro
Per exemple, el creixement de cristalls és típic dels mol·luscs que cauen a la closca. Després de 5-10 anys, s'hi forma una bella perla, única pel seu aspecte i brillantor única.
Els safirs, els robins, els diamants i altres pedres precioses es poden considerar cristalls. La importància dels cristalls naturals a la indústria, la ciència, l'electrònica i l'òptica és gran.
Conrear cristalls a casa és una activitat divertida per als químics de recerca principiants. És segur, per la qual cosa és adequat fins i tot per a estudiants de primària.
A través d'una preparació meticulosa, una execució meticulosaexperiment, es produeix la formació i el desenvolupament de les habilitats per crear experiments.
És important començar a fer créixer cristalls després d'idees sobre els estats agregats de la matèria, maneres de controlar el procés de creixement dels cristalls.
Si la cristal·lització es produeix a un ritme baix, podeu comptar amb obtenir un cristall gran. En augmentar la velocitat del procés, es pot esperar obtenir petits cristalls policristalins.
Informació important
El projecte Crystal Growing es pot iniciar amb termes i conceptes teòrics. Els cristalls són l'estat sòlid de la matèria. Es caracteritza per una determinada forma, el nombre de cares associades a les especificitats de la disposició dels àtoms. Els cristalls de la mateixa substància tenen sempre la mateixa forma, però es permeten diferències de mida.
El creixement de cristalls està associat amb un canvi en els paràmetres termodinàmics de la solució, la transició de la solució a un estat sòlid d'agregació.
A la natura, hi ha moltes substàncies diferents que poden formar cristalls.
Per exemple, fer créixer cristalls d'aigua implica baixar la temperatura. Quan l'aigua es congela, forma flocs de neu o cristalls de gel. Segons un esquema similar, la formació de cristalls minerals es duu a terme durant determinats processos de formació de roques.
Quantitats importants de roques foses i calentes a l'interior de la terra són solucions minerals.
Quan els empènyer a la superfícieterra, es produeix un refredament lent, que condueix a una transició a una forma sòlida.
Per exemple, el granit de muntanya conté cristalls de minerals: feldspat, quars, mica. Fa milions d'anys, el granit existia com una massa fosa de minerals. En el nostre temps, hi ha diverses roques foses a l'escorça terrestre, amb el refredament gradual de les quals es formen diversos tipus de cristalls.
Els mètodes per fer créixer els cristalls varien i depenen de l'estructura química de la substància, la temperatura i l'ús de components addicionals.
Especificitats del procés
El procés es pot dividir en diversos punts separats:
- natural, associat a l'educació a la natura;
- artificial.
La segona opció és demandada en els casos següents:
- amb finalitats científiques i tècniques;
- en realitzar treballs extraescolars, pràctics i experimentals;
- formació aleatòria de cristalls.
Com es pot produir el creixement dels cristalls en aquest darrer cas? La química considera aquesta variant de cristal·lització com un resultat no desitjat de l'experiment, en el qual en aquest cas no hi havia control per part de l'investigador. S'observa una cristal·lització espontània en presència de processos físics o químics addicionals: evaporació del dissolvent, oxidació dels components de la solució.
Característiques físiques i químiques
Creixant cristallsde la sal s'explica per la solubilitat de la substància en dissolvents, acompanyada de la destrucció de l'estructura cristal·lina. La calor necessària per a aquest procés s'extreu del medi ambient. Per exemple, en el cas de dissoldre el tiocianat d'amoni NH4SCN i el iodur de potassi, el canvi de temperatura es pot notar en contacte directe amb el tub d'assaig.
A més, el cultiu de cristalls de sal a casa s'associa amb la difusió. Per exemple, agafant diversos cristalls de permanganat de potassi (permanganat de potassi) i dissolent-los en aigua, es pot observar com es formen remolins rosats sobre el volum del cilindre. Amb una agitació vigorosa, tota la solució adquireix un color rosa uniforme. Si està congelat, pots comptar amb l'obtenció de bonics cristalls de permanganat de potassi.
El cultiu de cristalls per a nens es considera millor amb clorur de sodi i sulfat de coure (2).
Aspectes importants
Quan seleccioneu material per al treball experimental, és important tenir en compte alguns fets:
- El material de partida no ha de ser tòxic. Per exemple, el projecte "Crear cristalls a casa" per a nens no permet l'ús de cianur de potassi, sulfat de sodi, ja que la hidròlisi d'aquestes sals allibera compostos tòxics que poden causar intoxicació.
- Les substàncies escollides han de donar resultats estables. Per exemple, els cristalls de sulfat de sodi, l'alum de ferro-amoni i crom-potassi, les sals de manganès, amb pèrdua d'humitat, es converteixen en pols no descrites i, per tant,no s'inclouen al kit de cultiu de cristalls.
- Cost acceptable i disponibilitat dels reactius seleccionats. Com es poden cultivar els cristalls? Els kits per a nens inclouen components accessibles i instruccions detallades per fer treballs pràctics.
- Ús de substàncies estables. No es recomana l'elecció de substàncies que pateixen hidròlisi reversible. Així, les sals d'amoni, que són altament higroscòpiques, reaccionaran amb l'aigua, per la qual cosa serà difícil esperar obtenir el resultat desitjat.
Què més hauria de saber un jove alquimista? El creixement de cristalls implica una determinada seqüència d'accions (algorisme). Només si es compleixen tots els requisits i les etapes del treball, podeu comptar amb el resultat desitjat.
Guardar els cristalls preferentment a la nevera, per no provocar la seva destrucció. Hi ha algunes substàncies que poden existir en forma cristal·lina estable durant un període de temps força llarg.
Per exemple, la millor opció per als escolars és cultivar cristalls a partir de sulfat de coure, sal. Aquests components estan disponibles en un rang de preus adequat per a les seves característiques físiques, químiques i biològiques.
Amb un recobriment addicional dels cristalls resultants amb un vernís incolor, podeu allargar significativament la seva "vida útil".
Equip necessari
Com fer créixer els cristalls? Els jocs per a nens inclouen vidre químic: ulleres resistents a la calor,paper de filtre, embut, vareta de vidre, reactius.
Si l'experiment es fa a casa, es pot utilitzar paper higiènic (tovallons) en comptes de paper de filtre, i una olla antiga col·locada sobre una estufa elèctrica pot fer el paper d'un bany maria.
Una alternativa a un embut químic real és el coll d'una antiga ampolla de plàstic.
Què més és important tenir en compte quan feu un experiment de creixement de cristalls? A més del cultiu directe, és important adquirir les habilitats per preservar el resultat de les activitats experimentals.
Opcions educatives
Hi ha tres opcions diferents per a la formació de cristalls:
- de la fusió;
- de la solució;
- de la fase gasosa.
Com a exemple de cristal·lització en estat fos, podem observar l'aparició de gel de l'aigua, així com la formació de roques volcàniques.
El creixement de cristalls a partir de vitriol és un exemple típic de la transició d'una fase líquida a un estat sòlid d'agregació.
En el cas del refredament d'un vapor o gas, per forces elèctriques d'atracció, s'observa l'associació d'àtoms o molècules en estat cristal·lí. Entre les opcions més habituals per a la producció artificial de cristalls simples, que poden dur a terme els alumnes de primària, destaquem el cultiu de cristalls a partir de sulfat de coure. La complexitat del procés rau en la velocitat insignificant del seu flux.
Un exemple de treball per projectes d'estudiants
La rellevància del tema és que es va donarinstruccions detallades per fer créixer cristalls, així com resultats específics.
La hipòtesi del projecte: es poden cultivar cristalls bonics i únics a casa.
L'objectiu del projecte: fer créixer cristalls de sal pel nostre compte.
Objectius del projecte:
- analitzar la informació teòrica sobre la pregunta de recerca;
- revelen el valor de la sal per a la vida humana;
- conreu cristalls de sal amb les vostres pròpies mans;
- aclarir les condicions per a la formació de cristalls;
- avaluar els resultats obtinguts en el curs de les activitats pràctiques.
Antecedents històrics
El clorur de sodi és un producte alimentari comú. A la natura, aquest compost es presenta com a halita mineral, també anomenada "sal de roca". El clorur de sodi es troba en quantitats importants a l'aigua de mar. Aquest compost es va trobar a les entranyes de la terra, a la vora dels rius, a les muntanyes.
Sense una certa quantitat de sal de taula, molts organismes vius comencen a morir de gana de sal. Els depredadors compensen la manca de clorur de sodi amb la carn i la sang de les preses, els herbívors llepen sòls salats.
10-15 grams de sal al dia són suficients per a una persona (no més d'1 cullerada), un excés d'aquesta substància química condueix a mal alties renals. En l'antiguitat, la sal s'utilitzava per fer monedes, per 5 fitxes de sal es podia comprar un esclau.
A l'antiga Roma, els soldats contractats es pagaven amb sal, no amb diners. Els britànics creien que una solució de clorur de sodi,esquitxat sobre una cosa, evita la desgràcia. Era la sal que es considerava un símbol d'amistat i hospitalitat. Hi ha un signe popular, segons el qual, quan s'escampa, cal preparar-se per al fracàs, una baralla.
A la Rus de Kíev, la substància prové dels llacs salats del mar d'Azov i del mar Negre. Era un producte tan car que només es servia per a hostes nobles.
Hi ha ciutats que van aparèixer als llocs on es va extreure clorur de sodi:
- Solikamsk.
- Solvychegodsk.
- Bursol.
- Solikamsk.
- Soligalich.
- Sol-Iletsk.
Interessant sobre els cristalls
La paraula significa "gel" en grec. Tenen una varietat de formes, estructures i mides. Per exemple, les mostres gegants arriben a una massa de diverses tones. La gent antiga creia que el cristall es podia obtenir del gel i els diamants es podien obtenir del cristall. Estaven dotats de propietats màgiques, creien que els cristalls curaven de mal alties mortals, afectaven el destí i la vida d'una persona.
Hi ha formes especials de cristalls: branques, plomes, agulles, arbres, flors. Un exemple són els patrons de les finestres a l'hivern. La gent ha après a conrear rubí artificialment. Les pedres són necessàries per a la indústria de la joieria, així com per a la fabricació de moviments de rellotge de precisió.
Pràctica
El cultiu de cristalls de sal no implica productes químics especials. Cada casa té sal per menjar. Els cristalls d'aquest compost químic sóncubs transparents incolors. El procediment per fer créixer cristalls de sal es va dividir en diverses etapes:
- Dissoldre la sal en aigua tèbia. El procés va continuar fins que va arribar aquest moment, fins que la substància va deixar de dissoldre's (solució saturada).
- La mescla preparada s'aboca en un altre recipient, on es poden fer créixer els cristalls finals. Perquè les motes no interfereixin amb el procés de cristal·lització, primer es filtra la solució a través d'un tovalló o paper higiènic.
- Un petit còdol es lliga a un fil, que es baixa a la solució preparada.
- El contenidor està cobert amb paper d'alumini metal·litzat per evitar que entrin deixalles i pols.
Punts importants
Per obtenir cristalls grans i bonics, no és desitjable treure un còdol sense necessitat especial.
Els residus no haurien d'entrar a la solució saturada, ja que això provocarà una disminució de la velocitat de cristal·lització i afectarà negativament la mida de les partícules formades.
No utilitzeu colorants en fer créixer cristalls, ja que això no només farà malbé la solució, sinó que també afectarà negativament el resultat final.
A jutjar per les ressenyes, els primers cristalls del fil es formen 2-3 dies després de l'inici de l'experiment. A poc a poc, augmenten de mida, creixen un sobre l' altre. Finalment, es forma un cristall transparent bastant gran de clorur de sodi.
Conreu de cristalls de sulfat de coure
Per obtenir boniques partícules de sulfatEl coure es pot comprar a la ferreteria en pols de sulfat de coure. Aquesta substància s'utilitza a l'agricultura per combatre els microorganismes nocius que destrueixen els cultius d'hortalisses i fruites.
Cal recordar que el sulfat de coure és un compost químic actiu. És verinós! Cal rentar-se les mans després del procés de dissolució de la pols, així com quan es treballa amb cristalls de sulfat de coure.
Primer cal preparar una solució saturada d'aquesta sal. Per fer-ho, la pols es dissol en aigua calenta fins que s'atura el procés de dissolució. A continuació, s'uneix un petit còdol (llavor) al fil, es suspèn en un recipient amb una solució de sulfat de coure perquè no toqui el fons. El recipient es deixa obert durant molt de temps, es manté la temperatura ambient. Per evitar que entrin restes i pols a l'interior, el recipient es pot cobrir amb paper d'alumini.
En el transcurs de l'evaporació, apareixerà una crosta a la superfície de la solució, que es convertirà gradualment en cristalls blaus brillants. Després de 3-4 dies, la "llavor" està coberta de cristalls blaus que s'assemblen a pedres precioses. Després de tres setmanes, podeu obtenir un gran cristall de sulfat de coure.
Si ho desitges, pots armar-te amb un conjunt ja fet d'un jove químic, dissenyat per fer créixer una varietat de cristalls.
Com a substància s'utilitza fosfat dihidrogen d'amoni, a la qual s'afegeix colorant alimentari en pols. També al conjunt hi ha còdols necessaris per a la "llavor", un recipient de plàstic amb tapa i divisions mesurades per créixer, pinces,lupa, paleta d'agitació.
Per a l'experiment es mesuren 40 ml d'aigua calenta, després s'aboca la mescla, es dissol en aigua mentre es remena amb una espàtula. La roca principal s'escampa al fons del recipient, la solució s'aboca al recipient. Es col·loca en un lloc lluminós, per exemple, a l'ampit d'una finestra. A mesura que l'aigua s'evapora, apareixen cristalls de sal en forma d'agulla al recipient. Després de 2 o 3 setmanes, l'aigua s'evaporarà completament, es poden veure grans cristalls de sal d'amoni.
En tancament
Quan es realitza un treball de recerca segons l'algorisme proposat anteriorment, es pot comptar amb la implementació de la tasca. Els cristalls que es cultiven a casa són força grans.
Durant experiments independents, un jove químic pot treure les conclusions següents:
- compara el procés de creixement de cristalls de diversos productes químics;
- analitzar les diferències de color, mida i forma dels cristalls cultivats;
- partícules poden créixer quan s'eliminen les males herbes, eliminant els creixements no desitjats;
- el procés de creixement dels cristalls es porta a terme a mesura que l'aigua s'evapora;
- la seva forma i mida es veuen afectades per la temperatura.
Les
A jutjar per les revisions, els cristalls són bastant capritxosos, s'han de tractar amb cura, el compliment total del règim de temperatura, la seqüència d'accions, l'ús de "llavor". Si tens paciència, tracta aquest projecte amb cura i cura, és molt possible fer créixer cristalls d'una forma, un color i una mida inusuals a casa teva.
No hem d'oblidar que una persona necessita substàncies cristal·lines per a la fabricació de màquines-eina, construcció d'habitatges, usos domèstics.
A les entranyes de la terra hi ha pedres d'una forma tan ideal, com si algú les hagués polit, polit, tallat amb gran qualitat.
Cada un de nos altres vam mirar amb sorpresa els flocs de neu impecables, els petits grans de sorra a la riba del riu, vam admirar les pedres precioses i semiprecioses.
És difícil de creure que va ser la naturalesa, sense cap intervenció humana, la que va crear aquestes substàncies cristal·lines.
En el procés d'activitats pràctiques, els estudiants es familiaritzen amb materials teòrics, habilitats de les activitats experimentals, estudien les normes bàsiques de seguretat.
