Как вырастить кристалл из алюмокалиевых квасцов в домашних условиях
природные кристаллы горного хрусталя
СОДЕРЖАНИЕ
- Как вырастить кристалл из соли
- Как вырастить кристалл из сахара
- Как вырастить кристалл медного купороса
- Как вырастить кристалл из алюмокалиевых квасцов
Кристаллы минералов встречаются в природе повсеместно. Для их образования нужны специальные условия. Например, горная порода гранит состоит из кристаллов кварца, полевого шпата и слюды, которые раскристаллизовались друг за другом при остывании магмы.
Красивые шестигранные кристаллы горного хрусталя выросли из горячих водных растворов, насыщенных кремнеземом SiO2.
природные кристаллы серы
Ромбические желтые кристаллы серы выросли из сероводородных вод горячих источников и гейзеров.
На берегах соленых озер и морей можно увидеть кубические кристаллы каменной соли — галита; белые, красные, желтые и даже синие кристаллы карналлита и мирабилита.
Алмазы, самые твердые кристаллы, образовались при гигантском давлении в так называемых трубках взрыва (кимберлитовых трубках).
Итак, природа создала и продолжает создавать кристаллы минералов. Можем ли мы увидеть таинство роста кристаллов? Можем ли вырастить их сами? Да, конечно можем. И сейчас я расскажу, как это сделать в домашних условиях.
КАК ВЫРАСТИТЬ КРИСТАЛЛ ИЗ СОЛИ
Выращенные кристаллы поваренной соли
Для того, чтобы вырастить кристаллы поваренной (каменной) соли (галита — NaCl), нужно поставить на плиту емкость с водой и довести воду до кипения. Затем снять емкость с плиты и растворить в ней обычную соль из пачки. Постоянно помешивая раствор, досыпайте соль до тех пор, пока не заметите, что она больше не растворяется.
Полученный соленый раствор нужно отфильтровать и налить в плоскую посуду, например, в блюдце. Вода остынет и начнет испаряться, а на краях блюдца и на его дне вы увидите прозрачные кубики правильной формы – это и есть кристаллы каменной соли, галита.
Можно вырастить большой кристалл, или несколько больших кубических кристаллов. Для этого в емкость, в которой вы растворили соль, следует опустить шерстяную нитку. При остывании раствора она покроется кубиками соли. Чем медленнее остывает раствор – тем более правильную форму будут иметь кристаллы. Через некоторое время рост прекратится.
Чтобы вырастить один большой кристалл, нужно из множества образовавшихся на дне кристаллов выбрать один, самый правильный, положить на дно чистого стакана, а сверху налить раствор из прежней посуды.
Для роста правильных кристаллов нужен покой. Нельзя трясти или передвигать стол или полку, на которой стоит емкость с растущими кристаллами.
КАК ВЫРАСТИТЬ КРИСТАЛЛ ИЗ САХАРА
Вырастить кристаллы сахара можно точно также, как и кристаллы соли. Кристаллы сахара можно вырастить также на деревянных палочках, это может быть красивым дополнением к какому-либо праздничному сладкому блюду. Пищевые красители, добавленные в раствор, окрасят сахар во все цвета радуги.
Кристаллы сахара
Ниже приводится полная инструкция, как вырастить кристаллы сахара на палочках.
КАК ВЫРАСТИТЬ КРИСТАЛЛ ИЗ МЕДНОГО КУПОРОСА
Медный купорос продается в магазинах для огородников, из него, и из гашеной извести, готовят «бордоскую жидкость» для защиты растений от грибков и различных заболеваний.
Для того, чтобы вырастить кристалл медного купороса (Cu SO4 * 5H2O) правильной формы, следует растворить порошковый медный купорос в воде при температуре 80 градусов Цельсия. При более высокой температуре растворимость медного купороса падает. Растворяем порошок до тех пор, пока растворение не прекратится. На конец проволочки или шерстяной нити привязываем затравку – мелкий кристаллик того же медного купороса. Где его взять? Можно поискать в том же пакете, из которого вы сыпали купорос в воду, кристаллик побольше. Если такой не нашелся – оставьте ваш раствор остывать, и через некоторое время вы увидите на дне мелкие кристаллы.
Выберите один и привяжите его (или приклейте) к проволоке или нити. Раствор отфильтруйте. Затем опустите в него приготовленную затравку (кристалл на нити). Ни в коем случае не опускайте затравку в горячий раствор! Затравка может попросту раствориться. Большой кристалл медного купороса растет несколько недель. Кристалл, выращенный до нужных размеров, нужно покрыть лаком, так как влага, содержащаяся в воздухе, со временем приведет к его оплавлению и разрушению.
Не сложным способом можно вырастить красивые кристаллы меди. Детальное описание процесса найти в подробной статье «Как вырастить кристаллы меди«.
Кристаллы железного купороса выращивают аналогичным образом, подробную статью об этом можно прочитать, пройдя по ссылке в этом предложении.
КАК ВЫРАСТИТЬ КРИСТАЛЛ ИЗ АЛЮМОКАЛИЕВЫХ КВАСЦОВ
выращенные кристаллы алюмокалиевых квасцов
Алюмокалиевые квасцы (KAI [SO4]2*12H2O — минерал алунит) продаются в аптеке в виде порошка. Это хорошее средство, которое «сушит кожу» и убивает болезнетворные микроорганизмы, это вещество не вызывает аллергии и оно не токсично. Из порошка алюмокалиевых квасцов можно вырастить хорошие кристаллы. Квасцы следует растворить в теплой воде до насыщения и раствор отфильтровать. Через несколько дней нахождения в спокойном месте, при комнатной температуре, на дне емкости появятся маленькие кристаллы.
алюмокалиевые квасцы (квасцы жженые) можно купить в аптеке
Из этих кристалликов нужно выбрать несколько штук, правильной формы и поместить в другую емкость. Затем их заливают тем же раствором. Можно подвесить затравки на тонких ниточках (к нити их можно приклеить прочным водостойким клеем). Раз в два-три дня кристаллы нужно переносить в новый стакан, а раствор фильтровать и снова заливать им растущие кристаллы. Кристаллы квасцов, выращенные до нужных размеров, следует покрыть лаком, чтобы они не оплавились от влаги воздуха и не потеряли форму.
Растворы для выращивания кристаллов желательно готовить на дистиллированной воде.
В домашних условиях можно получить искусственный малахит, используя медный купорос и стиральную соду, но это будут не красивые кристаллы или ажурный рисунчатый камень, а зеленый или грязно-зеленый осадок на дне сосуда (порошок). Красивый малахит, практически не отличающийся от натурального, можно получить только на промышленном оборудовании.
На предприятиях тоже выращивают кристаллы многих минералов. Но дома это повторить невозможно, для этого нужно специальное оборудование. Большинство кристаллов (кварц, аметист, рубин, изумруд, алмазы, малахит, гранаты и др.) выращивают в чугунных автоклавах под высоким давлением. Температуры достигают 500-1000 градусов, а давление – 3000 атмосфер.
Наборы для выращивания кристаллов
набор для выращивания кристаллов
Сейчас в магазинах игрушек, в крупных городах, появились в продаже наборы для выращивания кристаллов. Из порошков дигидрофосфата аммония и калия, в которые добавлены красители, можно вырастить интересные призматические и игольчатые кристаллы. Для того, чтобы кристаллы получились достаточно большими и красивыми, надо строго следовать прилагаемой инструкции.
Странно, но в инструкции, которая находится в изображенной на фотографии коробке, не указано, какое именно химическое вещество используется для выращивания кристаллов и какой краситель используется. В остальном она достаточно подробная.
Процесс выращивания кристаллов хромокалиевых квасцов мало отличается от процесса выращивания медного купороса, но сростки кристаллов квасцов легко рассыпаются, поэтому, как ни странно, вырастить монокристалл хромокалиевых квасцов проще, чем вырастить сросток.
Порошок хромокалиевых квасцов имеет черно-фиолетовый цвет, форма их кристаллизации – октаэдр. Раствор окрашен в темный сине-зеленый цвет, но в стакане он выглядит черным. Ни нитку, ни кристалл в нем не видно. Кристалл также можно легко обработать обычной пилкой для ногтей, что говорит о сравнительно небольшой его твердости.
Итак, у нас есть стакан, вещество, нитка и немного воды. Казалось бы, этого достаточно, чтобы вырастить кристалл – но нужна еще одна важная вещь – затравка. Затравка – это небольшой кристаллик вещества, опускаемый в раствор для роста монокристалла. Можно попытаться использовать вместо затравки кусочек проволоки или еще что-то, но обычно это не дает желаемого результата и вместо одного кристалла вырастает много маленьких по всей площади затравки, а этого нам не надо.
Итак, как же получить затравку? В некоторых описаниях рекомендуется найти в исходном веществе кристаллик с длиной ребра хотя бы 1 миллиметр, но даже высыпав все вещество на стол и просидев над ним час, я не нашла ни одного подходящего кристалла. Затравку, на самом деле, получить очень просто. Получаем пересыщенный и оставляем на пару дней. Далее сливаем раствор в другой сосуд (он еще понадобится). На дне должен получится осадок, который легко ломается ложкой (рис.1).
Из него выбираем наиболее правильный кристаллик и привязываем к нитке. Далее готовим пересыщенный раствор на основе старого, нагревая его и добавляя еще вещество (можно использовать и имеющийся осадок) и даем ему остыть. После этого опускаем затравку в раствор и оставляем в месте, не подверженном перепаду температур.
В случае хромокалиевых квасцов, где-то через неделю затравка должна превратиться в кристаллик с длиной ребра около 0,5 см. Монокристаллы этого вещества растут сравнительно быстро, даже если площадь кристаллизации большая. За два с половиной месяца у меня вырос монокристалл хромокалиевых квасцов с длиной ребра в 4 сантиметра.
Время от времени на монокристалле образуются маленькие кристаллики – их называют кристаллами-паразитами (рис.2).
Они легко удаляются пилкой для ногтей – достаточно спилить кристаллик до основания и опустить основной кристалл в раствор – грань будет продолжать расти безо всяких видимых дефектов.
Стоит отметить одну интересную особенность монокристаллов – они «самоизлечиваются», то есть, если придать кристаллу какую-нибудь искусственную форму, и поместить обратно в раствор, он восстановится. К примеру, когда от одного из кристаллов при падении отломился кусок, я поместила кристалл обратно в раствор и за полторы недели этот кусок восстановился безо всяких видимых дефектов. Это происходит из-за природной способности кристаллов к самоогранке, которая, в свою очередь, зависит от кристаллической решетки.
Также интересно наблюдать за тем, как растет кристалл. Для этого обмотаем монокристалл тонкой проволочкой и опустим дня на два в раствор (срок зависит от величины кристалла). Проволочка как бы врастает в кристалл, и постепенно скрывается под новыми слоями вещества.
Если вы не хотите изменять структуру и состав кристалла проволочкой, то для этого же эксперимента подойдут алюмокалиевые квасцы ( K2SO4 · Al2(SO4)3*24H2O ). Порошок этого вещества белый, раствор и кристаллы – бесцветные и прозрачные, но на воздухе мутнеют и разрушаются. Алюмокалиевые квасцы интересны тем, что имеют такую же форму кристаллизации, как и хромокалиевые, это явление называется изоморфизмом.
Возьмем кристалл хромокалиевых квасцов и опустим в пересыщенный раствор алюмокалиевых. Не надо пугаться, если кристалл начнет немного растворяться – это прекратится где-то через 5 минут, когда кристалл приспособится к новой среде. Через некоторое время выньте кристаллл из раствора – получится «кристалл в кристалле» — черный кристал хромокалиевых квасцов, заключенный в оболочку из кристалла алюмокалиевых квасцов.
Смесь же растворов алюмокалиевых и хромокалиевых квасцов может дать поразительное количество оттенков, в которые будет окрашен кристалл – от аметистово-сиреневого до рубинового и от светло-розового до темно-фиолетового. На рис.3 – 5 изображены некоторые вариации цвета.
Кристаллы на рис.3 являются осадком, выпавшим в пересыщенном растворе. Обычно осадок имеет темно-зеленый цвет, как и раствор, но если его положить на марлю и подставить под струю воды, то остатки раствора смоются и останется осадок такого цвета. На рисунке 4 изображен сросток кристаллов, образовавшийся на дне стакана совершенно случайно. Иногда полезно осматривать не только кристалл, являющийся целью эксперимента, но и все остальное, что получается в его ходе.
Если вам покажется, что монокристаллы растут слишком медленно, подумайте о том, что если ребро кубического кристалла поваренной соли равно 1 см, то оно состоит примерно из 3*107 ионов. Ведь для того, чтобы такое большое количество частиц встало на свое место нужно некоторое время, не так ли?
по материалам сайта skolas.lv
Производители современных игрушек, предназначенных для организации познавательного детского досуга, сегодня часто предлагают готовые наборы для выращивания кристаллов в домашних условиях. Но было бы ошибочно думать, что это занятие является разработкой нашего времени и достижением современной химической промышленности.
Книга, по материалам которого наш ретро-блог сегодня готовит публикацию, была выпущена в 1875 году и своей основной целью считала необходимость донести до юных читателей как можно больше полезной практической информации, способствующей развитию детского мышления и расширению его кругозора.
Одна из обширных глав этого издания была посвящена тому, как вырастить кристалл в домашних условиях, воспользовавшись любым (или даже всеми сразу) предложенным в книге ингредиентом. Научившись выращивать кристаллы, с их помощью можно создавать красивые декоративные элементы, которые могут стать оригинальным елочным украшением или частью праздничного декора интерьера.
Общие правила выращивания кристаллов
- Перед тем как приступить к практической части, хочется предупредить: выращивание кристаллов не терпит суеты: красота их формы напрямую зависит от условий, в которых находится раствор. Сосуд, где происходит рост кристаллов, необходимо убрать в такое место, где его никто не потревожит и не сможет случайно задеть, толкнуть, опрокинуть. Любое неосторожное движение может привести к тому, что кристалл получится не таким крупным, ровным и красивым, как хотелось бы.
- Чтобы получить крупные кристаллы, количество воды нужно увеличить: чем больше по размеру должен быть кристалл, тем больше воды необходимо брать для растворения исходного ингредиента. Большинство компонентов чувствительны к качеству воды и могут вступать в реакцию с примесями, входящими в ее состав, поэтому желательно брать фильтрованную или дистиллированную воду.
- Чем меньше нагревают раствор — тем лучше для кристаллов, т.к. в нагретой и отстоявшейся воде получаются более крупные и более ровные образования. Как только на дне сосуда появляются кристаллы, следует отобрать и вынуть самые мелкие, оставив одни крупные. Оставшиеся кристаллы каждое утро очень осторожно тонкой палочкой переворачивают на другую сторону — так нарастание слоев получается равномерным.
Кристаллы из квасцов
Для выращивания кристаллов понадобятся квасцы: для получения крупных и прозрачных многогранников подойдут алюмоаммонийные или алюмокалиевые (жженые) квасцы; для создания красивого фиолетового цвета к жженным квасцам обычно добавляют еще хромокалиевые квасцы.
Если в работе использовать только хромокалиевые квасцы, то кристалл может получиться темно-фиолетового или почти черного цвета. Бледно-розовые или с сиреневым оттенком многогранные кристаллы получают с помощью железоаммонийных квасцов.
Также разноцветные кристаллы можно получить и с помощью некоторых красящих веществ: так, к примеру, желтый цвет дает насыщенный раствор куркумы; красный цвет — отвар сандала; голубой — медный купорос. Также можно воспользоваться и современными пищевыми красителями.
Приготовление раствора
Квасцы измельчают до порошкообразного состояния и растворяют в горячей воде. Количество исходных ингредиентов определяют на глаз: квасцов насыпают в воду столько, чтобы получился перенасыщенный раствор, т.е. они перестали растворяться. Если полученный раствор кажется мутным, то его процеживают через фильтровальную бумагу (можно воспользоваться современным кофейным фильтром).
Раствор остужают и оставляют в состоянии покоя на сутки: в течение этого времени большая часть квасцов осядет на дно сосуда в виде кристаллов. Эти кристаллы могут быть использованы и для декорирования различных предметов: если сделать из проволоки корону, обмотать все ее элементы шерстяной нитью и погрузить в раствор квасцов, через сутки она покроется кристаллами, как драгоценными камнями.
Выращивание кристаллов из соли
Одним из популярнейших ингредиентов для выращивания кристаллов является самая обычная поваренная соль. Для приготовления раствора в неметаллический сосуд наливают теплую воду и растворяют в ней соль по тому же принципу, что и в случае с кристаллами из квасцов: раствор должен получиться настолько насыщенным, чтобы соль перестала растворяться.
(Точно также выращивают кристаллы и из сахара)
Важный момент: для приготовления раствора в современных условиях следует обратить внимание на то, чтобы в поваренной соли не было антислеживающего компонента, который препятствует образованию красивых кристаллов.
На несколько часов сосуд помещают в теплое место, пока не испарится примерно третья часть приготовленного раствора, после чего емкость перемещают в более прохладное место. Вооружившись терпением, в скором времени на дне сосуда можно будет обнаружить прозрачные соляные кубики. Если же этот раствор в зимнее время при температуре около — 10 градусов, поместить за окно, то кристаллы будут формироваться в виде шестиугольных пластинок.
С помощью такого раствора можно приготовить фигурные елочные украшения, сделав каркас будущей игрушки из проволоки и обмотав его шерстяной нитью. Насыщенный соляной раствор разливают в несколько сосудов, в каждый из них добавляют разные красящие вещества и погружают подвешенные на палочке заготовки из проволоки.
Также оригинальные игрушки можно сделать, если вырезать заготовки из фетра — благодаря своей текстуре, фетр хорошо впитывает соляной раствор и фигурка полностью покрывается мелкими кристаллами.
Кристаллы из соды
Кристаллы из пищевой соды выращиваются по тому же принципу, что и соляные. Но для создания насыщенного раствора очень важно, чтобы вода была как можно мягче и чище, в идеале — дистиллированная, ну или хотя бы хорошо отфильтрованная.
В горячей воде растворяют соду до получения насыщенного раствора (сода перестает растворяться), после этого раствор фильтруют и емкость убирают в теплое место. Через какое-то время на дне и стенках сосуда начинают появляться кристаллы. Этот момент является самым удачным для помещения в емкость какого-нибудь предмета, контуры которого постепенно будут обрастать кристаллами.
Следует помнить, что в отличие от кристаллов, полученных из соли и квасцов, сода сильно подвержена воздействию влаги, содержащейся в воздухе, поэтому эти кристаллы могут легко разрушаться. Чтобы защитить их от деформации, содовые кристаллы хранят в плотно закрытом сосуде.
Кристаллы из селитры
Форма кристаллов будет зависеть от типа взятой селитры: это могут быть удлиненные цилиндры или «палочки», сросшиеся между собой пластинки, заостренные иглы.
В небольшую емкость высыпают около 100 г любого вида селитры и заливают ее 50 мл воды. Эту смесь помещают на огонь и некоторое время нагревают, доведя до кипения. Готовый раствор процеживают через марлю или фильтровальную бумагу и остужают.
По мере остывания раствора в осадок будут выпадать мелкие ярко-белые кристаллы. При желании получить более крупные кристаллы, необходимо на то же количество селитры взять около 450 мл воды — после остывания будут получаться продолговатые шестиугольные кристаллы.
Если же смешать истолченную в порошок селитру с поваренной солью, растворить эти вещества в воде, прокипятить и остудить, то в итоге можно получить кристаллы сразу двух видов.
Выращивание кристаллов из купороса
Очень красивыми получаются кристаллы, выращенные таким способом: в двух разных сосудах готовят насыщенные растворы медного и железного купороса. Вода для приготовления растворов также должна быть максимально чистой — фильтрованной или, в идеале, дистиллированной.
Оба сосуда помещают на водяную баню и нагревают, помешивая, до полного растворения купороса. В процессе охлаждения из железного купороса получаются зеленые кристаллы, из медного — голубые. Зеленый кристалл обвязывают ниткой и аккуратно погружают в раствор медного купороса. Через какое-то время этот кристалл покроется голубым слоем; после этого его вынимают из сосуда и погружают в раствор железного купороса, который даст кристаллу слой зеленого цвета.
Таким образом процедуру погружения в разные сосуды повторяют до тех пор, пока не образуется большой кристалл, состоящий из красивых зеленых и голубых слоев.