Dom
Uzgoj kristala iznimno je uzbudljiv i uzbudljiv proces. Najmanje čestice samoorganizirajuće materije oblikovane su u stroge linije atoma i molekula, dajući vrlo jedinstven i nevjerojatan oblik ove tvari. Međutim, vrijedno je pripremiti se za činjenicu da će to također oduzeti puno vremena. Iz redovita kuhinjska sol
Sasvim je moguće uzgojiti veliki, iznimno lijep kristal, ali to će zahtijevati puno strpljenja i strogo pridržavanje tehnologije. Usput, pojam soli uključuje ne samo kuhinjsku sol, već i najviše razne veze
. Naravno, najpristupačniji je natrijev klorid. Vrijedno je napomenuti da bojanje bilo kojim bojama nije moguće. Štoviše, dodavanjem boje takvoj otopini neće se postići učinak: kristal i dalje neće biti obojen i rasti će mnogo gore. Samo idealna prirodna bijela boja to može otkriti najbolje karakteristike
. Važno je napomenuti da za to nisu potrebna posebna znanja ili vještine. Također, nisu potrebni posebni reagensi ili lijekovi. Sve što vam treba je kuhinjska sol, odgovarajuće posude, točnost i strpljenje. Osnova za stvaranje kristala je izrazito slana okolina. Zbog toga morate stvarati odgovarajuću koncentraciju
. Najbolje je uzeti destiliranu vodu kao osnovu, koja je više ili manje bez prisutnosti drugih nečistoća.
Najbolje otapanje soli osigurava se na temperaturi u području od 50 – 60 stupnjeva Celzijusa. Da biste ga dobili u jednostavnim kućnim uvjetima, samo pomiješajte jedan dio tek prokuhane vode i 2 dijela sobne vode. Dobivenu vodu ulijte u veću posudu, npr. zdjelu, a kraj nje stavite posudu s destiliranom vodom. Ako napustite ovaj sastav, tada će voda postati iste temperature. Ulijte sol u manji lonac i ostavite nekoliko minuta. Postupno dodavanje i miješanje kristala mora se provoditi sve dok se sol jednostavno ne prestane otapati. Bit će to zasićena ili čak prezasićena otopina. Nakon toga je potrebno uliti u posudu odgovarajućeg volumena. Troškovi isključiti ulazak neotopljenih kristala u novu posudu, gdje će izrasti novi kristal.
Nakon toga u vrećici soli odaberite kristal koji će biti veći od ostalih, stavite ga izravno na jednu od zasićenih slanih otopina. To je sve, sada samo trebate čekati rezultate. Ako uzmete dovoljno čistu vodu, onda je bez ikakvih drugih nečistoća, što će osigurati najtočnije i najkvalitetnije stvaranje kristala izravno iz soli.
Već 2 dana dovoljno da primijetite da je postavljeni kristal počeo rasti. Svaki dan se povećava u veličini. Da bi se cijeli proces značajno ubrzao, potrebno je
Svakih nekoliko dana izvadite dobiveni kristal i ponovno pripremite odgovarajuću zasićenu otopinu iste koncentracije. Nakon toga se rastući kristal stavlja unutra i sve se nastavlja.
Baš kao što biljka treba hranu, kristal soli treba visoku koncentraciju. Jedini uvjet je prisutnost samo jednog kristala u nekoj vrsti hranidbenog medija. To će omogućiti da se svi raspoloživi i precipitirani ioni talože isključivo na njemu, formirajući ga što je brže moguće. Temperatura također igra veliku ulogu.
Otapanje maksimalne količine soli moguće je samo ako je voda dovoljno toplo. Što je voda toplija, to se više soli može otopiti, a izbjegava se bilo kakav talog u posudi s rastućim kristalom.
U nekim slučajevima preporuča se ne staviti kristal na dno, već objesiti o nit. Ova metoda ima i prednosti i nedostatke. Prvo je da ispadne ravnomjerno, jer se sol taloži na njega sa svih strana. Dakle, radi cijeli volumen spremnika, samo ono što se nalazi neposredno iznad kristala.
Nedostatak je što će konac ili štapić na koji je obješen kristal soli za inicijalizaciju također otisak u rastući veliki kristal, što će ga automatski učiniti nesavršenim. S druge strane, često su kristali obojeni bijela zahvaljujući složenim složenim unutarnja struktura. Zato konac može biti potpuno nevidljiv.
Također je vrijedno napomenuti da, iako je ovo jednostavan i siguran eksperiment, to je još uvijek laboratorijski eksperiment. Sva onečišćenja koja se mogu nalaziti u kristalnoj posudi mogu pokvariti rezultat. Izbjegavajte ga dodirivati prstima ili unositi druge kontaminacije tijekom cijelog razdoblja njegovog stvaranja. Imajte strpljenja, sol će vas zasigurno oduševiti u najneobičnijim i najljepšim oblicima.
Što će vam trebati za eksperiment:
Čista posuda (po mogućnosti staklenka ili tava).
- Štapić kojim ćete miješati otopinu.
- Filter papir.
- Odabrana sol.
- Prozirni lak.
- Gumb ili pravilno razvijen kristal soli (za “Sjeme”).
- Konac.
Jeste li ikada vidjeli kristale? Ako je odgovor potvrdan, onda nećete poreći da se radi o izuzetno zanimljivom spektaklu. Kristali tako lijepo svjetlucaju ispod sunčeve zrake, a njihovi rubovi često tvore nevjerojatne uzorke. Jeste li znali da ih može stvoriti ne samo priroda, već i ljudi? Pitanje je kako uzgajati kristal kod kuće?
Što je kristal?
Treba imati na umu da je kristal fleksibilan koncept. Postoje monokristali i polikristali. Ovdje možete bez složenih znanstvenih definicija. Primjeri pojedinačnih kristala uključuju dijamante, topaze, safire, smaragde i drugo drago kamenje koje se ugrađuje u nakit. A definicija "Polikristal" govori sama za sebe. To je nekoliko spojenih monokristala. Sve ove sorte kristala prilično je lako uzgajati kod kuće. Sada ćete naučiti kako stvoriti jedan kristal.
Kako uzgojiti jedan kristal.
Imajte na umu da će ovaj proces trajati više od tjedan dana, jer takav kristal raste vrlo sporo. Mnogi ljudi, nakon što su čuli izraz "od soli", odmah u svojoj mašti zamisle malo zrno iz vrećice kuhinjske soli. Svakako je moguće napraviti kristal od natrijevog klorida i on se najčešće koristi u tu svrhu. Ali kao rezultat, ispast će bezbojan, gotovo proziran. Ako je to upravo ono čemu težite, molimo vas da uzgojite kristal iz kuhinjske soli. Ali možete napraviti zelenu, plavu itd., samo trebate uzeti druge soli. Tako nastaju zeleni kristali ako se koristi bakrov klorid ili nikal sulfat. A plavi kristal će se dobiti iz bakrenog sulfata (II. Postoje i druge opcije boja.
Napredak u radu.
Prvo morate pripremiti zasićenu otopinu odabrane soli. Ulijte u lonac s vodom (po mogućnosti destiliranom). Dodajte i miješajte sol dok se ne prestane otapati.
Destiliranu vodu možete napraviti sami. Da biste to učinili, uzmite običnu vodu i stavite je u lonac na vatru, pokrivajući ga poklopcem u obliku stošca. Odlijte paru koja se nakupila s unutarnje strane poklopca uslijed vrenja. odvojeni spremnik. Ovo će biti destilirana voda.
Zatim biste trebali napraviti "Sjeme", koje će biti neka vrsta "embrija" kristala. Uostalom, kao što znate, niti jedan predmet ne pojavljuje se niotkuda. Ako izbor padne na gumb, onda ga trebate natopiti u zasićenoj otopini soli, a zatim ga osušiti. Pažnja! Samo ako više volite kristal, tada pri odabiru morate uzeti u obzir sljedeće:
Veličine (otprilike iste veličine kao gumb).
Bez oštećenja (ogrebotine, oštećeni rubovi i sl.).
To je to, "Sjeme" je spremno. Sada ga zavežite na konac i spustite u staklenku sa zasićenom otopinom.
Zatim stavite posudu s otopinom i "Sjemenom" na mjesto sa konstantnom temperaturom. Sada preostaje samo čekati. Kristal će početi rasti za otprilike 3 dana.
Preporuča se ažurirati rješenje svaki tjedan prema gornjoj shemi. Kada kristal dobije željenu veličinu, izvadite ga i osušite, a zatim premažite bezbojnim lakom (potrebno je kako bi plod rada lijepo zasjao i bio zaštićen od ogrebotina).
Možete napraviti složen monokristal. Da biste to učinili, kada se veličina poveća na oko 2 cm, uronite kristal u zasićenu otopinu druge soli. Promijenite kemijski medij svaka 2 tjedna. Preporuča se koristiti što više otopina soli. Režete li dobiveni kristal ubodnom pilom, vidjet ćete da obojeni slojevi izmjenjuju jedni druge.
Za stvaranje jednog kristala prosječnog volumena trebat će otprilike 3-4 mjeseca. Što je veća željena veličina, to je duže razdoblje rasta. Polikristal se može napraviti za nekoliko minuta, ali o tome ćemo drugi put.
Uzgoj kristala iz bakrenog sulfata.
Uz kuhinjsku sol, bakreni sulfat odnosi se na tvari čije je kristale lako uzgajati kod kuće. Uzgoj kristala bakrenog sulfata je proces koji ne zahtijeva nikakvu posebnu opremu niti posebnu tehničku obuku.
Tehnologija uzgoja kristala bakrenog sulfata slična je uzgoju kristala kuhinjske soli. Prvo pripremamo zasićenu otopinu bakrenog sulfata.
Dopustite mi da vas podsjetim da je bolje koristiti destiliranu vodu (vodu bez soli otopljenih u njoj), to će zaštititi kristal vitriola od nečistoća i poboljšati njegovu kvalitetu.
Bolje je ne koristiti vodu iz slavine pri uzgoju kristala bakrenog sulfata. Razlog je taj što je bakreni sulfat kemijski aktivniji od kuhinjske soli, a kloridi prisutni u tekućoj vodi sigurno će ući u kemijske reakcije s otopinom i pogoršati njezinu kvalitetu. To pak može imati štetan učinak na proces rasta kristala. Zatim izaberemo kristal koji nam se sviđa (u pravilu onaj koji nam se sviđa je jednostavno najveći) i stavimo ga u našu zasićenu otopinu. Možete ga postaviti na dno ili ga objesiti u debljini otopine na niti, tako da kristal ne dodiruje zidove posude. Ako se stavi na dno, podsjećam vas da morate paziti da kristal ne dođe u dodir s drugim kristalima, inače će srasti i željeni ispravni oblik će biti poremećen. Ali to nam ne treba, zar ne?
Tijekom rasta kristala bakrenog sulfata, kao i obično, moramo pratiti koncentraciju otopljenu u otopini soli bakrenog sulfata. Otopina uvijek mora ostati zasićena!
Za nekoliko dana moći ćete vlastitim očima vidjeti kako je vaš kristal narastao i primjetno dobio na težini. Napomena: ako želite ograničiti rast pojedinih kristalnih površina, samo ih trebate namazati mašću ili vazelinom.
Kako uzgojiti jedan kristal iz bakrenog sulfata za 1 dan. Kako uzgajati kristal iz bakrenog sulfata
Pozdrav svima, mladi kemičari i oni stariji, došao je i ovaj dan! Chemistry blog otkriva možda najjednostavnije iskustvo, ali koje zahtijeva puno strpljenja, ali strpljenje se isplati. Danas ću vam reći kako možete uzgajati kristale i bakreni sulfat.
Bakreni sulfat je tvar koja je zbog svoje lijepe jarko plave boje idealna za uzgoj kristala. Možete ih pokloniti svojim najdražima ili koristiti kao ukrasni element. U svakom slučaju, nikoga neće ostaviti ravnodušnim, a proces izrade može postati istinski uzbudljiv. Dakle, kako uzgajati kristal iz bakrenog sulfata?
Pripremne aktivnosti
Bakreni sulfat može se kupiti u gotovo svakoj trgovini hardvera. Aktivno se koristi u poljoprivreda za kontrolu štetočina. Međutim, ne treba zaboraviti da je ova tvar otrovna. Kada radite s bakrenim sulfatom kod kuće, obavezno koristite gumene rukavice i spriječite da uđe u jednjak i sluznicu. Nakon završetka rada temeljito operite ruke u tekućoj vodi.
Iz bakrenog sulfata možete uzgojiti pravo čudo, ali tijekom procesa proizvodnje ne zaboravite na sigurnosne mjere
Da biste napravili kristal, trebat će vam:
voda - ako je moguće, koristite destiliranu ili, u ekstremnim slučajevima, kuhanu. Sirova voda iz slavine apsolutno je neprikladna zbog sadržaja klorida, koji će reagirati s otopinom i pogoršati njezinu kvalitetu;
bakreni sulfat;
kupa;
žica;
vuneni konac – neka bude tanak. Možete koristiti dugu kosu. Kristali bakrenog sulfata su prozirni i kroz njih se ne smije vidjeti nit.
Prilikom stavljanja sjemena u posudu s otopinom, pazite da ono ne dođe u dodir sa stjenkama ili dnom posude. To može poremetiti proces rasta kristala i njegovu strukturu.
Upute za uzgoj kristala
Postoje dvije tehnologije za uzgoj kristala iz bakrenog sulfata.
1.Ako ne želite dugo čekati, možete koristiti na brz način. To će potrajati otprilike tjedan dana, a kao rezultat dobit ćete mnogo malih kristala spojenih jedan s drugim, poput kolonije školjaka dagnji.
2. Druga metoda je duža. Pomoći će vam da uzgojite veliki, čvrsti kristal koji izgleda kao dragi kamen.
Ali oba se temelje na radu sa zasićenom otopinom tvari.
Obratiti pažnju! Što je viša temperatura vode, to se bakar sulfat brže otapa u njoj. Ali kada tekućina dosegne +80C°, naknadno zagrijavanje ni na koji način ne utječe na topljivost soli.
Brzi način
1.Uzmite čašu ili staklenku od 500 ml, dodajte 200 g bakrenog sulfata i napunite s 300 ml vode. Stavite posudu u pješčanu kupelj i počnite zagrijavati, neprestano miješajući. Kristali bakrenog sulfata trebali bi se potpuno otopiti.
Bakreni sulfat temeljito otopite u toploj vodi
2. Izvadite posude iz pješčane kupke i stavite ih na ravnu površinu s hladnom površinom, npr keramičke pločice. Otopina se treba malo ohladiti. Sada morate staviti sjeme u njega. Poslužit će kao kristal bakrenog sulfata, koji se mora odabrati unaprijed - najveći i najglađi.
Stavite sjeme u otopinu
3. Pazite da sjeme ne dođe u dodir s unutarnjim površinama stakla. Čak i ako se kristal otopi, ne brinite – nije važno. Kako se hladi, zasićena otopina otpušta soli koje se talože na niti. Najviše veliki broj Vitriol će se koncentrirati na dnu posude, jer to je mjesto gdje staklo dolazi u dodir s hladnom površinom.
Zasićena otopina vitriola počet će stvarati kristale na površinama
4. Konac s formiranim kristalima izvadite iz posude s otopinom. Ponovite postupak: čašu stavite u pješčanu kupelj i zagrijte je da se talog otopi. Isključite vatru. Bez vađenja posude iz kupke, pokrijte je poklopcem odgovarajućeg promjera (na primjer, petrijevom zdjelicom) i pustite da se otopina malo ohladi.
Konac s prvim kristalima
5. Stavite nit s kristalima u otopinu, pričvrstite ga tako da ne dođe u dodir s dnom i zidovima. Posudu poklopiti i ostaviti preko noći. Ujutro ćete u svojoj čaši pronaći veliku hrpu prekrasnih kristala neobičan oblik.
Takav kristal možete dobiti za jedan dan
6. Možete pokušati dati grozdu kristala određeni oblik. Da biste to učinili, trebate koristiti žicu umjesto niti. Savijte ga u kvadrat, krug, srce ili zvijezdu. Žica će postati jak, stabilan okvir za budući figurirani kristal. Ako istodobno trebate ograničiti rast nekih rubova, podmažite ih vazelinom ili mašću. Brzim uzgojem kristala bakrenog sulfata ne morate brinuti o sjemenkama: možete ih potpuno bez njih. Talog će se lako pričvrstiti za konac.
Drugi način
U ovom slučaju možete uzgajati veliki kristal bakrenog sulfata, ali to će trajati mnogo duže. Osim toga, za razliku od prve metode, izbor sjemena je temeljno važan. Osim toga, morat ćete paziti da se na njega ne zalijepe mali kristalići. Što je kristal bakrenog sulfata odabran iz ukupne mase veći i glađi, to će krajnji proizvod biti ljepši.
Trebat će vam 200 g tople vode i oko 110 g bakrenog sulfata.
Upute za proizvodnju:
1.pomiješajte vitriol i vodu u prikladnoj posudi (staklo ili staklenku), ostavite jedan dan. Povremeno promiješajte: aktivna tvar bi se trebala potpuno otopiti. Nakon toga filtrirajte otopinu kroz vatu ili poseban filter papir. Ostatak sedimenta na površini filtra može se osušiti i ponovno koristiti ako je potrebno;
2. dobivenu otopinu preliti u čistu posudu;
3.odaberite kristal za sijanje, zavežite ga za nit (kosa). Drugi kraj konca pričvrstite na štap i postavite ga vodoravno na posudu. Sjeme se mora spustiti u otopinu u strogo okomitom položaju. Pokrijte posuđe komadom tkanine kako biste spriječili ulazak prašine;
Kristal bakrenog sulfata odgovarajuće veličine za sjetvu
4. Nakon nekoliko dana primijetit ćete da kristal raste. Za tjedan dana dosegnut će 1 cm, a s vremenom će se još više povećati;
Obavezno prekrijte posudu s otopinom i sjemenom krpom
Tijekom rada možete naići na poteškoće. Lako ih je prevladati slijedeći jednostavna pravila.
1. Ako se tijekom procesa rasta unutar posude stvore dodatni mali kristali, u nju se mora uliti otopina čisto posuđe i tamo prenijeti glavni kristal.
2. S vremenom se mogu stvoriti mali kristali na niti koja drži sjeme. Kako biste to izbjegli, podignite glavni kristal malo više: manji komad niti će biti u kontaktu s otopinom.
3. Možete eksperimentirati i koristiti najlonski konac umjesto pamučnog ili vunenog konca. Tanka bakrena žica također će raditi. Ali u ovom slučaju, sjeme će rasti lošije i proces rasta će trajati više vremena.
4. Ako temperatura u prostoriji u kojoj provodite pokus poraste, sjeme se može otopiti. Dodajte nekoliko žlica bakrenog sulfata u otopinu i ostavite da odstoji 5-7 sati, redovito miješajući. Ocijedite otopinu tako da u njoj ne ostane talog i ponovite pokus.
Veliki kristal dobiven dugotrajnim uzgojem
Kada je izložen zraku, kristal bakrenog sulfata gubi dio svoje vlage, erodira i s vremenom se uruši. Da biste to izbjegli, čuvajte ga u dobro zatvorenoj posudi na hladnom mjestu. Stručnjaci savjetuju da ga prekrijete bezbojnim lakom - to će stvoriti pouzdan zaštitni film.
Kako uzgojiti monokristal kod kuće. Uzgoj kristala kod kuće
Moguće je stvarati dragulje i kuće. To će naravno zahtijevati visoki troškovi vremena i strpljenja, jer uvjeti, kako god se govorilo, nisu isti. Često, u običnom stanu, stvaranje nakita uključuje uzgoj kristala za djecu. Ako niste kreativna osoba ili vam je vrijeme raspoređeno u minutama, možete kupiti set za uzgoj kristala. Mogu se naći u trgovinama dječje umjetnosti, veliki supermarketi. Ako se volite petljati s djecom, pretražite internet ili posebnu literaturu i izradite kristale vlastitim rukama od A do Ž. Jedan od najljepših popularni načini- uzgoj kristala iz bakrenog sulfata. Ovaj plavi prah možete pronaći u gotovo svim trgovinama vrta i povrća; cijena mu je niska, ali ćete vi i vaše kućanstvo imati puno dojmova. Zapravo, ljepota se može stvoriti, kao što je gore spomenuto, iz gotovo bilo kojeg materijala. Čak ni uzgoj kristala iz šećera nije iznimka.
Ako odlučite uzgajati kristale kod kuće u industrijske svrhe, Morat ćete biti strpljivi i potrebna oprema. Uostalom, za stvaranje umjetnog kamena za koji će biti zainteresiran draguljar, obično staklo i konac neće biti dovoljni. Ali ništa nije nemoguće, a sve ovisi samo o želji i upornosti.
Ne morate biti veliki ekonomist da biste razumjeli prednosti uzgoja kristala. Na primjer, da biste dobili kristal rubina od približno 30 karata, trebat će vam 3 sata vremena i 3 kWh električne energije, odnosno oko 2 dolara. Cijena materijala (ne više od 0,2 g kromovog oksida i 6 g aluminijevog oksida) je oko 1 USD. Uzimajući u obzir ove činjenice, slobodno možemo reći da je profitabilnost ovog posla je van skale. Potrebno je uspostaviti prodajne rute i pronaći dugoročne kupce - dobit neće dugo čekati. A suprugina emocionalna nagrada je definitivno zajamčena!
Video Kako uzgojiti zeleni monokristal iz soli?
Kristal je jednostavno jako lijep. A ako volite eksperimente i želite svoje dijete upoznati s njima, ne možete smisliti bolje iskustvo od uzgoja kristala šećera. Iskustvo može biti zanimljivo i sa čisto praktičnog gledišta ako želite iznenaditi svoje goste neobičnim starinskim pićem. Nakon što uzgojite vrlo velike kristale šećera, možete ih koristiti za pripremu punča.
upute
Pripremite zasićenu otopinu šećera. Da biste to učinili, napunite lonac vodom, stavite ga na vatru i zakuhajte. U kipuću vodu postupno sipati šećer. Nemojte micati lonac s vatre. Dodajte šećer dok se ne prestane otapati.
Maknite posudu s vatre i pustite da se otopina malo ohladi. Možete skuhati još malo sirupa u slučaju da trebate doliti.
Konac s kristalom umočite u otopinu. Učvrstite ga u okomitom položaju. To možete učiniti, na primjer, tako da ga privežete za ručku prozora ili ormarića i stavite lonac pokraj njega. Nije važno hoće li nit pogoditi središte posude ili ne. Mjesto gdje otopina stoji mora biti prilično toplo, jer se otopina mora polako hladiti; u brzo ohlađenoj otopini kristal će ispasti neispravan.
Ostavite cijelu strukturu na miru jedan ili dva dana. Kako se razina tekućine u posudi u kojoj kristal raste smanjuje, dodajte sirup. Ne bi trebalo biti vruće.
Kako uzgojiti monokristal iz soli. UVOD
Većina tvari oko nas je u čvrstom stanju. Živimo na površini čvrstog tijela - kugle zemaljske, u strukturama izgrađenim od čvrste tvari, - kod kuće. Naše tijelo, iako sadrži približno 65% vode, također se smatra krutom tvari. Oko nas ogroman iznos predmeti izrađeni od čvrstih tvari. Stoga je poznavanje svojstava čvrstih tijela od vitalnog značaja.
Čvrste tvari zadržavaju ne samo svoj volumen, već i oblik, budući da su pretežno u kristalnom stanju. Kristalna tijela se dijele na monokristale i polikristale. Krutina koja se sastoji od velikog broja malih kristala naziva se polikristal. Monokristali se nazivaju monokristali.
U prirodi se nalaze prilično veliki pojedinačni kristali minerala, a ponekad i metala. Monokristali mnogih tvari umjetno se dobivaju u laboratorijima. Poduzimajući velike mjere opreza, možete uzgojiti neke pojedinačne kristale kod kuće. Monokristali se uzgajaju iz prezasićenih otopina i pregrijanih talina uvođenjem malih klica kristala u njih. Posve je moguće uzgojiti, na primjer, monokristale iz prezasićenih otopina kuhinjske soli ili bakrenog sulfata.
Zanimalo nas je kako monokristali rastu, kakvi monokristali uzgojeni iz prezasićenih otopina kod kuće mogu ispasti i koje primjene monokristali mogu pronaći u svakodnevni život. Stoga smo odlučili provesti eksperimentalno istraživanje uzgoja monokristala iz prezasićenih otopina kuhinjske soli i bakrenog sulfata.
Svrha eksperimenta uzgoja monokristala:
- uzgojiti monokristale kuhinjske soli i bakrenog sulfata iz prezasićenih otopina;
- proučavati značajke rasta monokristala i oblik nastalih kristala;
- pronaći upotrebu uzgojenih kristala u svakodnevnom životu.
Da bi se postigao ovaj cilj, moraju se izvršiti sljedeći zadaci:
1. Proučiti kristalnu strukturu čvrstih tijela.
2. Upoznati metode uzgoja kristala.
3. Ovladati tehnikama uzgoja kristala iz otopina soli.
4. Promatrajte proces kristalizacije.
5. Istražite čimbenike koji utječu na veličinu i oblik kristala.
Da biste dobili prezasićenu otopinu, višku soli dodajte vruću vodu i promiješajte. Zatim odvojite otopinu od neotopljene soli i ohladite. Za uzgoj pojedinačnog kristala potrebno je vezati kristal na konac i umočiti ga u ohlađenu otopinu soli. Zatim sve stavite na toplo mjesto nekoliko tjedana, redovito dodajući otopinu. Nakon tri do četiri tjedna monokristal može narasti do 0,5 - 1 cm. Monokristali kuhinjske soli trebaju imati pravilan kubični oblik, monokristali bakrenog sulfata trebaju imati rombični oblik.
Osim toga, dok uzgajamo pojedinačne kristale, planiramo naučiti zašto kristali imaju različite oblike. Da bismo to učinili, proučavat ćemo teorijski materijal o strukturi kristala i vrstama kristalnih rešetki.
Tako ćemo proučavati strukturu krutina koje su u kristalnom stanju. Pokušajmo uzgojiti monokristale kuhinjske soli i bakrenog sulfata iz prezasićenih otopina. Objavit ćemo letak s preporukama za uzgoj kristala.
Proizvodnja monokristala silicija uglavnom se provodi metodom Czochralski (do 80-90% onoga što troši elektronska industrija) i, u manjoj mjeri, metodom zonskog taljenja bez lonaca.
Metoda Czochralskog
Ideja Czochralski metode dobivanja kristala je rast jednog kristala zbog prijelaza atoma iz tekuće ili plinovite faze tvari u čvrstu fazu na njihovoj granici (slika 2.1.1).
Riža. 2.1.1 Kristalizacija po Czochralskom
polisilikonska instalacija solarna energija
U odnosu na silicij, ovaj se proces može okarakterizirati kao jednokomponentni sustav rasta tekućina-krutina.
Brzina rasta V određena je brojem mjesta na površini rastućeg kristala za pričvršćivanje atoma koji dolaze iz tekuće faze, te karakteristikama prijenosa na granici.
Instalacija za uzgoj monokristalnog silicija
Instalacija (slika 2.2.1) sastoji se od sljedećih blokova
· peć koja uključuje lončić (8), spremnik za podupiranje lončića (14), grijač (15), izvor energije (12), komoru zone visoke temperature (6) i izolaciju (3, 16);
· mehanizam za povlačenje kristala, uključujući šipku sa klicom (5), mehanizam za rotaciju klice (1) i uređaj za njegovo stezanje, uređaj za rotaciju i podizanje lončića (11);
· uređaj za kontrolu sastava atmosfere (4 - ulaz plina, 9 - ispuh, 10 - vakuumska pumpa);
· upravljačka jedinica koja se sastoji od mikroprocesora, senzora temperature i promjera rastućeg ingota (13, 19) i ulaznih uređaja;
* dodatni uređaji: prozor za gledanje - 17, kućište - 2.
Riža. 2.2.1 Biljka za uzgoj metodom Czochralskog
Procesna tehnologija
Sjemena monokristala visoke kvalitete se spušta u talinu silicija i istovremeno rotira (slika 2.3.1). Proizvodnja rastaljenog polisilicija odvija se u loncu u inertnoj atmosferi (argon u vakuumu od ~104 Pa.) na temperaturi malo višoj od tališta silicija T = 1415°C. Lonac se okreće u smjeru suprotnom od rotacije monokristala kako bi se pomiješala talina i minimalizirala nehomogenost raspodjele temperature. Uzgoj pod razrjeđivanjem omogućuje djelomično čišćenje taline silicija od hlapljivih nečistoća zbog njihovog isparavanja, kao i smanjenje stvaranja naslaga praha silicijevog monoksida na unutarnjoj oblogi peći, čiji ulazak u talinu dovodi do stvaranja nedostataka u kristalu i može poremetiti rast monokristala.
Riža. 2.3.1 Proces rasta monokristala
Na početku procesa rasta monokristala, dio monokristala klica se topi kako bi se eliminirala područja povećane gustoće u njemu mehaničko naprezanje i nedostatke. Zatim se monokristal postupno izvlači iz taline.
Za dobivanje monokristala silicija metodom Czochralski, razvijena je i široko korištena automatizirana oprema visokih performansi, koja omogućuje ponovljivu proizvodnju monokristala bez dislokacija promjera do 200 - 300 mm. S povećanjem opterećenja i promjera kristala smanjuje se trošak njihove proizvodnje. Međutim, u talinama velike mase (60-120 kg), priroda konvektivnih tokova postaje složenija, što stvara dodatne poteškoće u osiguravanju potrebnih svojstava materijala. Osim toga, s velikim masama taline, smanjenje troškova postaje beznačajno zbog visoke cijene kvarcnog lončića i smanjenja brzine rasta kristala zbog poteškoća s uklanjanjem latentne topline kristalizacije. U tom smislu, kako bi se dodatno povećala produktivnost procesa i smanjio volumen taline iz koje se uzgajaju kristali, intenzivno su se razvijale instalacije za polu-kontinuirani rast. U takvim instalacijama, dodatno kontinuirano ili periodično punjenje silicija u lončić provodi se bez hlađenja peći, na primjer, dovođenjem taline tekuće faze iz drugog lončića, koji se također može periodički ili kontinuirano puniti čvrsta faza. Ovo poboljšanje metode Czochralski omogućuje smanjenje troškova uzgojenih kristala za desetke posto. Osim toga, moguće je uzgajati iz talina malog i stalnog volumena. Time se olakšava regulacija i optimizacija konvektivnih strujanja u talini i eliminiraju segregacijske nehomogenosti kristala uzrokovane promjenama volumena taline tijekom njenog rasta.
Mnogi se ljudi dive aspektima dragog kamena, gledajući njihov zamršeni sjaj u zrakama svjetlosti. Kamen koji je sama priroda isklesala je kristal, a da biste imali ovo čudo kod kuće, uopće nije potrebno ići u pećinu. Važno je samo znati tajnu kako uzgojiti kristal iz soli ili drugog minerala kod kuće. U ovoj umjetnosti nema ništa teško, svaki put se možete okušati u stvaranju novih kristala, a čak i ako je odabrani materijal za njih isti, rezultat će biti drugačiji i zanimljiv. Uzgoj kristala kod kuće zabavna je i laka aktivnost.
Ono što vam je potrebno za posao
Za uzgoj kristala kod kuće trebat će vam upravo ono što je dostupno za njihov rast u prirodi: voda i sol. Najpristupačniji materijal je kuhinjska sol, međutim, u kemiji postoje druge tvari koje se nazivaju solima. I bakreni sulfat i natrijev hiposulfit odgovaraju ovoj definiciji, a također se mogu koristiti za uzgoj prekrasnih kristala. Koriste se kalijev permanganat, limunska kiselina, spaljena stipsa, šećer od repe i mnoge druge tvari koje se koriste u svakodnevnom životu.
Najlakša opcija je uzgojiti kristal iz fino mljevene, prehrambene, nejodirane soli. Kemijska formula ove soli je NaCl. Jodirana sol ima složeniju formulu zbog uključivanja kalijevih ili natrijevih jodata i jodida, pa je treba ostaviti za kasnije pokuse.
Materijali
Osim soli, za uzgoj kristala potrebna je i voda. Najbolje je koristiti destiliranu vodu radi čistoće pokusa. Ako ga nemate u svom domu, dobro je koristiti filtriranu vodu.
Trebat će vam i posuda inertna do agresivna kemikalije, jer se upravo tako može nazvati zasićena otopina soli. Najlakše se prilagoditi staklena posuda, budući da je kroz njega dobro promatrati proces rasta kristala.
Osnova ili okvir za kristale može biti obično zrno ili kristal soli, konac, grančica ili žica. Prikladno je uvijati oblikovani okvir od žice, na kojem će se smjestiti nekoliko prozirnih kockica soli, nit će na sličan način postati obrasla s nekoliko kristala, ali iz jednog zrna moguće je dobiti jedan lijepi kristal, ali postoji visok rizik da će se ta baza otopiti prije nego započne proces kristalizacije. To se može dogoditi ako otopina soli nije dovoljno zasićena.
Obojene kristale soli možete dobiti dodavanjem prehrambene boje u njih. Svoje remek-djelo možete sačuvati bezbojnim lakom za nokte.
Alat
Alati za uzgoj kristala uključuju žlicu ili štapić za miješanje otopine, posudu za pripremu, gazu za filtriranje, papir za upijanje gotovog remek-djela kada se izvadi iz vode. Bolje je odabrati žicu koja se koristi za okvir s premazom laka kako ne bi došlo do kemijske reakcije s metalom.
Od obične soli, koja se koristi za hranu, možete napraviti nevjerojatan prozirni kamen ili raspršeno kamenje. Glavna stvar je pravilno izračunati omjere zasićene otopine kako bi započeo proces kristalizacije.
Od kuhinjske soli i vode
Da bi otopina ovih sastojaka bila zasićena, potrebno je uzeti 40 g soli na 100 ml vode. Vodu je preporučljivo filtrirati i zagrijati, zatim posoliti i promiješati. Ako se nađu strane inkluzije koje se neće otopiti, tekućina će se morati drugi put propustiti kroz filter.
Sve se ulije u staklenku, gdje se spušta baza za kristal:
- zrno soli;
- nit;
- žica, itd.
Zatim morate pažljivo staviti posudu s otopinom i bazom na mjesto gdje neće biti udaraca i vibracija, naglih promjena temperature i vlažnosti. Svi ovi zahtjevi su u razumnim granicama: mnogi ljudi uspijevaju uzgojiti kristale iz soli u kuhinji, a tu se najčešće mijenjaju i vlaga i temperatura.
Za rezultat ćete morati pričekati nekoliko dana. Za bazu kristala soli, ovo će biti velika prozirna kocka. Na niti ili žici pojavit će se vijenac malih kockica. Ako je otopina prezasićena, tada se na dnu staklenke formira nešto poput fantastičnog krajolika, koji svjetluca s "ledenim" rubovima.
Od morske soli
Također možete uzgajati kristale iz morske soli. Budući da ne znamo što točno sadrži sol kupljena u ljekarni, zasićenu otopinu pripremat ćemo postupno. U odmjerenu količinu vode dodajte sol u obrocima, npr. žlicom i pomiješajte s njom. Sol morate dodavati dok se ne prestane otapati. Dalje, sve se radi na isti način kao i prethodna točka.
Kristal u boji
Da biste dobili obojene kristale, možete ići na dva načina: promijeniti tvar iz kuhinjske soli u bakreni sulfat ili kalijev permanganat. Ako koristite sol, dodajte joj boju za hranu. Kada to nije dostupno, u pomoć dolazi prozirni lak s nijansom, koji prekriva kristal koji je već izvađen iz otopine i osušen papirom.
Metode uzgoja kristala iz soli
Od iste tvari moguće je dobiti različite kristale, iako sol proizvodi “kamenčiće” u obliku kockica, završen posao može dati neočekivane rezultate. Zanimljivo izgledaju kristali koji se sastoje od hrpe kockica različitih veličina. Uzgoj takve "strukture" sasvim je moguć. Mnogo je teže dobiti čak i jedan kristal bez dodatnih izraslina koje se pojavljuju na površini.
Kristal s mnogo aspekata
Višestruki kristal soli može se uzgajati na žici ili niti. Slično tome, možete uzgojiti kristal iz soli, koristeći nekoliko zrna kao osnovu. Svakom će rasti vlastiti kristal, a ako su u blizini, rubovi im se mogu križati na bizaran način. Sličan čarobna slika podsjetit će vas na nevjerojatne grumenove dragocjenih minerala na koje su sretni geolozi naišli u špiljama i tijekom istraživačkih iskapanja.
Jedan veliki kristal
Ovaj zadatak je nešto teži. Ovdje će uzgoj kristala zahtijevati brigu o njegovoj površini. Ako uspijete unijeti bazu u obliku zrna soli, a ona se ne otapa, to je već uspjeh. Bolje je odlomiti kristal od žice ili konca iz prethodnog iskustva i staviti ga kao bazu za uzgoj velike kocke. Zbog kontaminacije u sirovini, pojedinačni mali kristali mogu se formirati na rubovima. Morat će se očistiti.
Što pokriti i kako pohraniti proizvod
Ako ste uspjeli uzgojiti kristal iz soli, jednog dana će doći vrijeme da ga izvadite. Obavezno ga osušite od vlage. Kristali soli ga se boje, jer se njihov materijal dobro otapa u vodi. Može vas spasiti od neželjenih učinaka zaštitni premaz, na primjer, bezbojni prozirni lak za nokte.
Kristali soli su lomljivi, pa ih treba zaštititi od udaraca i drugih jakih mehaničkih utjecaja.
Video: kristal soli
Kako pravilno uzgajati kristal iz soli, kako ga dodatno ukrasiti i zaštititi od utjecaja vremena, možete naučiti iz video materijala. Također se možete diviti prekrasnim primjercima koje uzgajaju zaljubljenici u tako zanimljivu umjetnost i inspirirati se za slične podvige.
Ponekad želite raditi nešto zanimljivo kod kuće, na primjer, izvesti jednostavan kemijski eksperiment. Sigurno je svatko od nas zainteresiran za to kako napraviti kristal kod kuće. Ova će se aktivnost svakako svidjeti ne samo maloj djeci, već i odraslima. Uzgoj kristala iz soli ne zahtijeva puno truda, a rezultat će sigurno zadovoljiti i oduševiti sve ukućane.
Što je potrebno za uzgoj kristala?
Da biste kod kuće uzgojili kristal od soli, morate se opskrbiti potrebne materijale. Neki od njih su u bilo kojem domu, a neki će se možda morati kupiti u trgovini. Također je važno zapamtiti da mikrolit soli neće rasti za nekoliko sati. Možda ćete morati pričekati oko 3-4 tjedna, ili čak i više.
Materijali:
1. Sol.
Ovaj materijal je osnova za domaći mikrolit. Formula kuhinjske soli je NaCl. Sol se obično otapa u toploj vodi. U našem slučaju, reagirat će s vodom, stvarajući zbijenosti koje će se pretvoriti u mikrolite. Bolje je koristiti čistu sol bez nečistoća, što će osigurati uspjeh pokusa.
Najbolje je koristiti destiliranu vodu, koja se koristi u kemijskim pokusima radi čistoće pokusa. Ako to nije moguće, možete koristiti filtriranu vodu. Na taj način u njemu neće biti nepotrebnih nečistoća koje bi mogle ometati rast kristala.
3. Kapacitet.
Važno je uzeti u obzir materijal od kojeg je, na primjer, napravljena šalica. Kristal će rasti u njemu, pa izbor spremnika treba uzeti s posebnom odgovornošću. Staklo mora biti nemetalno kako metal ne bi reagirao sa soli. Staklo se najprije mora isprati i oprati od stranih ostataka ili zrna pijeska, jer oni mogu pridonijeti rastu malih mikrolita.
4. Konac, žica ili deblji komad kuhinjske soli.
Ti su elementi najvažniji dio kemijskog eksperimenta. Konac sa žicom ili komadom soli postat će osnova za budući kristal, "jezgra" oko koje će rasti slani pečat. Možete odabrati komad kuhinjske soli blizak obliku paralelopipeda, koji se lako nalazi na dnu poluprazne soljenke.
5. Drveni ražanj.
Drveni štapić također će poslužiti. Potrebno je za miješanje gotove otopine.
6. Salvete.
Papirnate salvete su potrebne za uklanjanje viška tekućine. Prikladno za ovu svrhu toaletni papir ili papirnate maramice.
7. Filter papir.
Takav je papir nužna komponenta gotovo svakog kemijskog eksperimenta.
8. Prozirni lak za nokte.
Da biste dodali sjaj gotovom mikrolitu, morate ga prekriti prozirnim lakom za nokte.
Svi materijali za izradu kristala također se mogu naći u trgovinama za rukotvorine. Postoje posebne kutije s gotovim sastojcima za uzgoj mikrolita kod kuće.
Određivanje kristalne baze
Da uzgojim prekrasan kristal, Važno je odlučiti na temelju:
- ako koristite komad soli kao bazu, mikrolit će ispasti tradicionalan;
- ako uzmete nit s žicom, možete dobiti jedinstvene i originalne oblike kristala;
- Ako jednostavno uzmete nit i spustite je u pripremljenu otopinu tako da slobodno pluta u njoj, a da ne dodiruje dno i zidove posude, dobit ćete izduženi mikrolit.
Praćenje upute korak po korak, možete dobiti originalni mikrolit uzgojen kod kuće:
Da bi kristal brže rastao, možete varati i jednom tjedno dodati novu otopinu zasićenu solju. Tako će se mnogo brže formirati i bit će veće veličine. Mikrolit može rasti u sasvim neobičnom obliku - rasti preko predmeta (žice ili komada soli) u različitim smjerovima. Ovo je ljepota kućnog kristala. Pravilno uzgojen kristal imat će jasno vidljive rubove i izbočine.
Pripremljenu otopinu treba čuvati na hladnom mjestu gdje nema propuha. Ne biste trebali odabrati kupaonicu s visokom vlagom za svoj "kućni" kontejner. Bolje je staviti mikrolit na prozorsku dasku sa zatvorenim prozorom. Ne izlažite kristal oštrim utjecajima - nema potrebe tresti, naginjati ili gurati posudu. Važno je zapamtiti da je kristal koji uzgajamo vrlo krhak i lomljiv, te svaki mehanički utjecaj na njega može dovesti do neugodnih posljedica za rast.
Ako želite eksperimentirati sa strukturom i bojom mikrolita, obratite pozornost na sljedeće komponente:
- bakreni sulfat, koji će kristal učiniti tamno plavim;
- morska sol, obojena prehrambene boje;
- lak u boji umjesto prozirnog laka za prekrivanje kristala.
Eksperimentiranje s uzgojem kristala iz soli kod kuće zanimljivo je i uzbudljivo, pogotovo ako sami kontrolirate proces kemijskog eksperimenta. Mikrolit napravljen vlastitim rukama sigurno će donijeti puno pozitivnih emocija, a vrijeme čekanja svakako će se isplatiti.
Video
Ako vas privlači kemija ili kod kuće imate nemirno dijete koje želite zaokupiti nečim zanimljivim, onda je tehnologija uzgoja kristala jednostavno stvorena za vas. O tome kako uzgajati kristal kod kuće od soli pročitajte u našem članku s fotografijama!
Skup sastojaka
Uzgoj je dug proces, ali kao rezultat dobit ćete nevjerojatan prirodni kristal koji će zauzeti svoje pravo mjesto na polici vašeg rukotvorina.
Za uzgoj su nam potrebni sljedeći sastojci:
- kuhinjska sol
- puno strpljenja
Da biste napravili prekrasan kristal, koristite pročišćenu vodu, jer ne sadrži klor i druge štetne nečistoće.
Uzgoj kristala
Odgovarajući na pitanje kako uzgajati kristal kod kuće od soli, vrijedi reći da rad počinje pripremom slane otopine:
- uzmite čašu vode i ulijte je u malu posudu
- Ulivenu vodu staviti u veću posudu i dodati vodu temperature 50-60 C.
Za dobivanje tekućine potrebna temperatura Pomiješajte pola čaše kipuće vode s čašom vode sobne temperature.
- Sada dodajte 2-3 žlice. l. soli u manju posudu, promiješajte i ostavite 5 minuta da se čestice soli otope u vodi. Otapanje će se dogoditi zagrijavanjem vode u maloj posudi.
- Zatim morate dodati 1-2 žlice u malu posudu svakih 5 minuta. l. sol dok se natrijev klorid ne prestane otapati.
Nakon 2-3 dodavanja, natrijev klorid se više neće otapati u vodi. Vrijeme je da dobivenu koncentriranu fiziološku otopinu ulijete u malu posudu. Tijekom transfuzije pazite da neotopljeni kristali ne prodru u novu posudu.
Odabir glavnog kristala
Nakon što pripremite fiziološku otopinu, odaberite veliki kristal iz vrećice s običnom soli, a zatim ga spustite na dno posude s koncentriranom tekućinom. To je to, preostaje samo poslati budući kristal na prozorsku dasku i promatrati njegov rast, koji može trajati nekoliko tjedana.
Ako želite ubrzati rast kristala, nakon 3-4 dana možete ga pažljivo izvaditi iz posude, a zatim pripremiti novu otopinu. Postupak će značajno ubrzati rast kristala, jer će primiti novi materijal za povećanje volumena. Ali takve radnje mogu uništiti kristal, pa je bolje jednostavno dodati malo slane otopine svaka 2-3 dana kako tekućina isparava.
Kako uzgojiti kristal iz natrijeva klorida?
Odgovarajući na pitanje kako uzgajati kristal kod kuće od soli, vrijedi govoriti o nizu čimbenika koji utječu na konačni oblik slanog proizvoda:
- Ako spustite konac na dno staklenke s kristalom, kristal će se formirati oko ovog improviziranog nosača. Da biste stvorili oslonac u sredini olovke, zavežite konac i spustite ga u otopinu. Sve, čestice soli će same pronaći podršku.
- Ako brzo ohladite slanu otopinu, kristal će se brže formirati, ali njegov oblik neće biti lijep. Postupnim hlađenjem tekućine, formiranje kristala će trajati duže, a oblik će biti savršen.
- Nemojte tresti staklenku s kristalom kako ne biste poremetili njegovo stvaranje.
- Nemojte dodavati boje u solnu tekućinu jer će one samo usporiti stvaranje kristala.
- Nakon izrade kristala možete ga koristiti za ukrašavanje interijera, jer sol upija strane mirise, štetne pare i zračenje električnih uređaja!
Učitavanje...
