Volkhp.ru

Аграрный журнал
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как выращивать кварц в домашних условиях?

Выращивание кристаллов в домашних условиях

Кто не любовался снежинками — кристаллами льда разнообразие которых поистине бесконечно! Ещё в 17 веке знаменитый астроном Иоганн Кеплер написал трактат >. Американский ученый натуралист Бентли 300 лет спустя занялся фотографированием снежинки под микроскопом и 50 лет их изучал, он издал альбом с тысячами фотографий.

Наука о кристаллах началась с горного хрусталя. Его блестящие бесцветные кристаллы нашли в древности в Альпах Швейцарии. Некоторые кристаллы настолько были большими, что их трудно было поднять. Горный хрусталь — это кристаллический кварц. Но не менее красивы окрашенные кристаллы кварца: фиолетовый аметист, желтый цитрон, переливающиеся всеми цветами радуги опал и яшма.

В оружейной палате есть одежда и короны русских царей, сплошь усыпанные кристаллами — самоцветами — аметистами. В церквах аметистами украшали иконы и алтари.

Самые знаменитые кристаллы — алмазы, которые после огранки превращаются в бриллианты. Разгадать тайну этих камней люди пытались многие века и когда установили, что алмаз — это разновидность углерода никто не поверил.

Решающий опыт провел в 1772 году французский химик Лавуазье. В природе алмазы образуются в недрах земли при очень высоких температурах и давлениях. Создать в лаборатории условия, при которых из графита можно получить алмаз, ученые смогли лишь спустя 200 лет. Сейчас производятся десятки тонн искусственных алмазов. Среди них есть алмазы и для ювелирных целей, однако основная их масса идет на изготовления разнообразных инструментов.

Современная промышленность не может обойтись без самых разнообразных кристаллов. Они используются в часах, транзисторных приемниках, вычислительных машинах, лазерах и многом другом. Великая лаборатория — природа — уже не может удовлетворить спрос развивающейся техники, и вот на специальных фабриках выращивают искусственные кристаллы: маленькие, почти незаметные, и большие — массой в — несколько килограммов.

Люди научились получать искусственно очень многие драгоценные камни. Например подшипники, для часов и других точных приборов уже давно делают из искусственных рубинов. Получают искусственно и прекрасные кристаллы, которые в природе вообще не существуют — фианит. Фианиты на глаз трудно отличить от алмаз — так красиво они играют на свету.

Актуальность темы: побывав на Бурейском водохранилище зимой, мы увидели, как уходящая вода оставляет за собой причудливой формы кристаллы льда. На уроках географии мы узнали, что в пещерах образуются известковые наросты сталактиты и сталагмиты. Мы заинтересовались как это происходит, можно ли вырастить такие причуды в домашних условиях.

Объект изучения: растворы и растворимые вещества, из которых можно получить кристаллы.

Предмет исследования: физико-химический процесс — растворение.

Задачи исследования: изучить методику и условия выращивания кристаллов в домашних условиях.

1. КАК РАСТЕТ КРИСТАЛЛ.

Ученых давно интересовало как образуются кристаллы, почему разные вещества дают кристаллы разной формы, а некоторые вовсе не образуют кристаллов; что надо сделать, чтобы кристаллы получились большими и красивыми. Исследования показали, что кристаллы — это вещества, в которых мельчайшие частички (атомы, ионы, молекулы) упакованы в определенном порядке. Именно этот порядок и определяет форму кристалла. А зависит он от геометрической формы частиц, из которых построен кристалл, так и от того, как они друг к другу притягиваются. Одни вещества кристаллизуются легко, другие с большим трудом или вовсе не образуют кристаллов. Почему так? Самое важное условие: для выращивания кристаллов используют только свежеприготовленные растворы. Кристаллизация обычно идет при охлаждении раствора. При каждой температуре в данном количестве растворителя может раствориться не больше определенного количества вещества. При охлаждении раствора частички вещества, которым уже не хватает воды, чтобы находится в растворенном состоянии, слипаются друг с другом, образуя крошечные кристаллы — зародыши. Если охлаждение медленное, зародышей образуется немного, и постепенно обрастая частичками вещества со всех сторон, они превращаются в кристаллики правильной формы

При быстром же охлаждении образуется много центров кристаллизации, а частички из раствора сыпятся на поверхность растущих кристаллов беспорядочно правильных кристаллов не образуется.

Есть и другой метод получения правильных кристаллов: постепенное удаление воды. Чем медленнее будет удаляться вода, тем лучше получатся кристаллы. Кристаллы искусственных драгоценных камней растут очень медленно. Если поспешить большого красивого кристалла не получишь, а получится множество мелких.

2. ВЫРАЩИВАНИЕ КРИСТАЛЛОВ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ

Выращивание кристаллов — это искусство. Возможно, у вас не все сразу получится. Не огорчайтесь. Немного настойчивости, упорства, аккуратности, и вы станете обладателями красивых кристаллов и игрушек из кристаллов.

Существуют различные способы выращивания кристаллов. Часто этот процесс требует высоких температур и огромных давлений (например, для получения искусственных алмазов), но некоторые кристаллы можно вы — ращивать даже в домашних условиях. Мы расскажем вам о том, как это можно делать.

Проще всего дома выращивать кристаллы хлорида натрия. Вещество это можно купить в любом магазине, и оно абсолютно безвредно. Но прежде, чем приступить к работе, давайте посмотрим, что представляет собой процесс выращивания кристаллов.

Если в воде при постоянной температуре растворять какое-нибудь вещество, то через некоторое время растворение прекращается. Такой раствор называется насыщенным, а максимальное количество вещества, кото — рое можно растворить при данной температуре в 100 г воды, называется его растворимостью. Обычно с повышением температуры растворимость увеличивается. Поэтому раствор, насыщенный при одной температуре, становится недосыщенным при более высокой температуре.

Если же насыщенный раствор охладить, избыток вещества выпадает в осадок.

Следовательно, один способ выращивания кристаллов заключается в том, что надо дать насыщенному раствору охладиться.

Можно выращивать кристаллы и выпариванием. Ведь если насыщенный раствор испаряется, объем его уменьшается, а количество растворенного вещества остается прежним. Иначе говоря, опять создается избыток вещества, который выпадает в осадок.

Рассмотрим теперь, как происходит выделение избытка вещества. Возьмем насыщенный раствор и нагреем его. Сосуд с полученным недонасыщенным раствором накроем стеклом и дадим раствору спокойно охладиться до температуры более низкой, чем температура насыщения. При этом осадок может и не выпасть, и мы получим пересыщенный раствор. Дело в том, что для образования кристалла необходима >. Ею может служить маленький кристаллик того же вещества или просто пылинка. Иногда достаточно качнуть сосуд с пересыщенным раствором или снять прикрывающее его стекло, как начинается мгновенная кристаллизация>> При этом обычно образуется множество мелких кристалликов. Для того, чтобы вырастить крупный кристалл, необходимо ограничить число >. Лучше всего внести искусственную >, роль которой может исполнять один из кристалликов, полученных ранее.

> готовится следующим образом. Возьмите две стеклянные банки и тщательно их вымойте. В одну из них налейте теплую воду и насыпьте квасцы. Помешивая раствор, следите за растворением. Когда вещество перестанет растворяться, аккуратно слейте раствор во вторую банку так, чтобы туда не попало нерастворимое вещество. Затем накройте банку стеклом. Когда раствор охладится, снимите стекло. Через некоторое время вы увидите, как в банке образуется множество кристалликов. Дайте им подрасти и отберите самые крупные для >.

Теперь можно приступать к выращиванию кристалла. Прежде всего нужно приготовить посуду. Чтобы уничтожить нежелательные зародыши на стенках, пропарьте банки изнутри над носиком кипящего чайника. Затем сделайте снова теплый насыщенный раствор и слейте его в другую чистую банку.

Итак, у вас есть теплый насыщенный раствор соли. Нагрейте его еще немного, накройте банку стеклом и поставьте охладиться. Когда температура раствора приблизится к температуре насыщения, опустите в банку приготовленную ранее >. Поскольку раствор еще недонасыщен, > кристаллик начнет растворяться. Но как только раствор охладится до температуры насыщения, растворение кристаллика прекратится, а вскоре начнется его рост. (Если кристаллик растворится целиком, можно ввести в раствор новую >. )

Когда раствор перестанет охлаждаться, выращивание кристалла можно продолжить. Для этого приподнимите стекло так, чтобы вода испарялась, но пылинки в раствор не попадали. Рост кристалла продолжается два — три дня. Выращивая кристалл, старайтесь банку, не трогать и. не передвигать. Когда кристалл будет готов, достаньте его из раствора и тщательно промокните бумажной салфеткой, иначе он быстро потускнеет.

Теми же способами мы выращивали кристаллы, растворяя в воде порошок медного купороса и роданида калия. В результате выросли очень красивые синие и желтые кристаллы.

Есть еще один способ получения необычных кристаллов — металлической меди.

Положим на дно стакана немного медного купороса и засыплем его мелкой поваренной солью. Прикроем соль кругом, вырезанным из фильтровальной бумаги так, чтобы круг касался стенок сосуда. А сверху положим железный кружок размером немного поменьше (кружок заранее протрем наждачной бумагой и вымоем). Нальем в стакан насыщенный раствор поваренной соли, чтобы он закрыл железный кружок.

Кристаллы некоторых веществ, вынутые из раствора в течение нескольких минут или часов способны > — необратимо разрушаться в результате потери влаги и превращаться в невзрачный порошок. Выращенный кристалл сульфата никеля подвергся выветриванию через 40 минут после удаления из раствора. Это следует помнить при работе с веществами:

— хромокалиевые и железоаммонийные квасцы,

— некоторые соли цинка,

— некоторые соли никеля,

— жёлтая кровяная соль,

Так как в процессе стояния в растворах у многих веществ накапливающиеся определённого состава комплексы (например, аквакомплексы) меняют структуру кристалла (такие кристаллы могут начинать быстрее выветриваться). Какие-то растворы сильно гидролизуются (их ещё можно очистить фильтрованием).

Кристаллы получаются разными по форме в зависимости от того, бро — сите ли вы > на дно сосуда или подвесите ее на нитке. Таким способом можно, например, вырастить >. Для этого надо > нитку, т. е. провести ею несколько раз по кристаллу, а затем опустить нитку в раствор.

Как уже было сказано, мы выращивали кристаллы в разных условиях: Коротко осветим методику опыта:

1. Вначале был приготовлен пересыщенный раствор хлорида натрия путём растворения соли в воде при нагревании (до 60°

2. Из перенасыщенного раствора путём, в одном случае быстрого охлаждения — за окном, в другом случае медленного охлаждения — комнатная температура, была получена затравка — это небольшие кристаллы, выпавшие на дно банок.

3. Мы заметили, что при медленном охлаждении кристаллы выпали более крупные и правильной формы, чем при быстром охлаждении.

Выбрав наиболее крупные и правильные кристаллы, мы привязали их на нитку и опустили в новый горячий перенасыщенный раствор и оставляли на сутки.

Медленное охлаждение осуществлялось так: банку с раствором закутывали в полотенце и мешок (полиэтиленовый).

Быстрое охлаждение осуществлялось так: банку с раствором сразу выставили на улицу.

Кристалл, выращенный при медленном охлаждении, имеет более крупные грани.

Следовательно, при медленном охлаждении можно вырастить кристаллы более правильной формы и с крупными гранями.

4. Процесс кристаллизации быстрее начинается при быстром охлаждении.

1. На рост и форму кристаллов оказывают влияние условия выращивания.

2. Кристаллы, выращенные при медленном охлаждении, имеют более крупные грани.

3. У кристаллов, выращенных при медленном охлаждении чётко видна многослойность.

В дальнейшем мы планируем:

1)исследовать влияние механических воздействий (вращение раствора в сосуде, скорость вращения) на рост и формирование кристаллов;

2)вырастить изделия из кристаллов.

Чешский писатель К. Чапек, восхищаясь природными формами кристаллов в коллекциях Британского музея, в своих > писал: >

Как выращивать кварц в домашних условиях?

клуб Р-коллекция

когда? новое фото 325

обновление: 2020. 09. 20

Образец: ФМ. Фото: © А.А. Евсеев.

Халькантит синтетический. Выращен на виноградной лозе в домашних условиях. Время роста 14 дней.Образец: Мин. музей им. А.Е. Ферсмана РАН. Фото 1-2: © А.А. Евсеев.

Кристаллы_выращивание (в домашних условиях) \ » Для получения кристаллов лучше всего использовать дихромат калия, буру, сульфаты никеля, меди и железа, алюминиевые и хромовые квасцы и другие соли. » Продолжение — http://www.edu.yar.ru/russian/cources/chem/op/op1.html

23 марта 2012 в клубе друзей минералогии Глеб Вертянкин (Воронежский ун-т) рассказал о своем о п ыте выращивания кристаллов в домашних условиях ( около 30 различных соединений)

Искуственные кристаллы, выращенные Г. Вертянкиным (есть фото)

Чёрные — перманганат калия, самый удачный вариант — растёт крайне плохо.
Белые в банке — нафталин.
Жёлтый — желтая кровянай я соль.
Два зелёных — сульфат железа.
Первые два белых — тиокарбамид.
Предпоследний — лимонная кислота.
Последний — дендритные калиево-алюминиевые квасцы.

1. Халькантит синтетический. Выращен на виноградной лозе в домашних условиях. Время роста 14 дней.Образец: Мин. музей им. А.Е. Ферсмана РАН. Фото 1-2: © А.А. Евсеев. 2 . Слева направо: Г. Вертянкин, Б.И. Вайнтруб и другие у витрины с искуственными кристаллами. .Мин. музей им. А.Е. Ферсмана РАН. 2012. 03. 23. Фото: © А. Евсеев.

1 Ацетат меди (искуственный). 2. Дихромат калия (искуственный). Образец и фото 1-2: Г. Вертянкин.

Сегнетова соль (искуственный кристалл). Образец и фото: Г. Вертянкин.

Аметрин

Аметрин синтетический. Образец: ФМ . Фото: © А.А. Евсеев.

Аммоний-алюминиевые квасцы. Выращены в домашних условиях. Более 6 см. Образец: ФМ (К 4900. Вайнтруб Б.И. Д.П., 2002). Фото: © А.А. Евсеев.

Висмут синтетический (из коллекции XIX века). Более 15 см (верх. фото). Образец: ФМ (№93031. Коллекция: Кочубей П.А. Поступление в музей 1913 г., а в коллекцию — до 1892 г.). Фото 1-2: © А.А. Евсеев

Висмут синтетический. Более 6 см. Образец: ФМ (К 4777. Дар: Дорфман М.Д., 2002). Фото 1-2: © А.А. Евсеев

Дигидрофосфат аммония. Искусственно выращенный кристалл. 29х6х6 см. Образец: ФМ (К 4815). Фото: © А.А. Евсеев.

Кварц

Кварц синтетический. Образец: ФМ (К 4992. Дар: Белаковский Д.И. 2010). Фото: © А.А. Евсеев.

Синтетический кварц. Большой кристалл

20 см. Образцы: ФМ . Фото: © А.А. Евсеев.

Синтетический кварц. Образец: Геологический музей им. В.В. Ершова (МГГУ). Фото: А. Евсеев

Щетка синтетического кварца. Более 30 см. Минералогический музей им. А.Е. Ферсмана РАН. 2009.12.25. Фото: А. Евсеев.

Кварц синтетический. Производство ВНИИСИМС, г. Александров. Более 10 см. Образец: ФМ (К 4842. Дар: ВНИИСИМС, 2000 г.). Фото 1-2: © А.А. Евсеев.

Красная кровяная соль. Высота более 10 см. Друза выращена в домашних условиях, время роста 2 месяца. Образец: ФМ (К 4937. Дар: Вайнтруб Б.И., 2005). Фото: © А.А. Евсеев.

Искуственные кристаллы металлического олова. Сросток 3,5х2,5 см. Новосибирский оловокомбинат. Образец: Минер. музей РГГРУ (Дар: Иванов О.П., 2010.). Фото : © А.А. Евсеев.

Сахар

Искусственно выращенный кристалл сахара. 7х6х4,5 см. Образец: ФМ (К 4814). Фото: © А.А. Евсеев.

Фторфлогопит синтетический. Более 10 см. Образец: ФМ (К 3535. Аникин И.Н., 1967). Фото: © А.А. Евсеев.

Халькантит

Халькантит синтетический. Выращен на виноградной лозе в домашних условиях. Время роста 14 дней.Образец: Мин. музей им. А.Е. Ферсмана РАН. Фото 1-2: © А.А. Евсеев.

Цирконий искусственный. Фрагмент более 10 см. Образец: ФМ (К 3779. ИМЕТ АН СССР, 1972). Фото: © А.А. Евсеев.

Чермигит

В продаже часто встречаются образцы «чермигита» в виде крупных хорошего качества фиолетовых кристаллов на подложке — искусственно созданные образцы, полученные при выращивании аммониевых квасцов в лаборатории Note: Specimens frequently offered for sale of ‘tschermigite’ as large, good quality purple crystals on matrix are artificially created specimens made by growing crystals of this ammonium alum in a laboratory. Источник: http://www.mindat.orgl

Чермигит. Синтетические кристаллы. Образец: Мин. музей им. А.Е. Ферсмана РАН. Фото: © А.А. Евсеев. \ НМК-123

Читать еще:  Выращиваем крокусы в домашних условиях

Чермигит синтетический. Кристаллы до 4 см. Образец: ФМ (К 4880. Приобретение. 2002 г.). Фото 1-2: © А.А. Евсеев.

Синтетические минералы в экспозиции Минер. музея им. А.Е. Ферсмана РАН. Фото: © А.А. Евсеев.

Искусственные минералы и другие вешества, выращенные в домашних, лабораторных и заводских условиях .Синтетический кварц и др. Образцы: Минералогический музей им. А.Е. Ферсмана РАН. 2020.09. Фото: А. Евсеев. \ НМК-194

Искусственные кристаллы (сувенир «Каменный цветок»). Краев. музей Ловозер. ГОКа (Ревда, Мурманская обл.). Фото: © А.А. Евсеев.

Хлорид кальция, образующийся при травлении образцов с шх. «Северопесчанская» . Образец и фото: © М. Цыганко.

Из публикаций

находки минералов по листам карты мира: 1 – 2 – 3 – 4 – 5 – 6 – 7 – 8 –9 – 10 –11 –12 – 13 – 14 – 15 – 16 – 17 – 18 –19 –20 – 21 – 22 – 23 – 24 – 25 – 26 – 27 – 28 – 29 – 30 – 31 – 32 — 33

НЕ ТОЛЬКО М ИНЕРАЛЫ: А — Б — В — Г — Д — Е — Ж — З — И — К — Л — М — Н — О — П — Р — С — Т — У — Ф — Х — Ц — Ч — ШЩ — Э — Ю — Я

Искусственные кристаллы

Природные кристаллы

Среди различных горных пород встречаются кристаллические (обычно магматические и вулканические породы) и некристаллические (обычно осадочного происхождения). Особый интерес представляют кристаллические горные породы (или природные кристаллы), о которых и пойдёт речь.

Среди выставленных в магазинах на показ драгоценных и полудрагоценных камней (представленных в виде природных кристаллов или осадочных пород) у некоторых из них имеется табличка «натуральный камень». Это означает, что такие камни найдены в природе, обработаны и выставлены на продажу. А что тогда представляют остальные камни без табличек? Это минералы и камни выращены на заводе! (или искусственные кристаллы). Можно выращивать аметисты, цитрины, морионы, которые не будут уступать естественным минералам. Но вот себестоимость таких минералов и камней будет гораздо ниже! (конечно это относится не ко всем минералам, выращиваемым искусственным путём)

Выращивание искусственных кристаллов интересовало людей ещё в IX веке. И прежде всего интерес представляли драгоценные минералы: рубин и сапфир. Сейчас такие минералы производятся миллионами карат ежегодно!

Искусственные кристаллы камней производят из расплавов, из растворов, из газа, но конечно, для каждого минерала существует свой способ получения, своя технологическая особенность. (С этой особенностью связано такое разнообразие минералов в природе!). Например, кристаллы кварца (горный хрусталь, аметист, морион) растут в водных растворах природных минерализаторов. Об этом свидетельствует химический состав кварца. Для выращивания искусственного кристалла камня природные условия моделируются также искусственно!

Интересен вопрос о скорости роста. Здесь нет однозначного ответа. Скорость роста искусственных кристаллов камней зависит от условий роста, глубине залегания породы и давления, концентрации природного раствора, какие породы окружают растущий кристалл и многое другое. Если учесть то, что в самом среднем случае рост минералов может происходить годами и веками, то создавая искусственные условия выращивания кристаллов камней, получили почти «космическую» скорость — сравнимую со скоростью роста волос у человека! Если кратко описать процесс искусственного выращивания кристаллов камней, то исходное сырьё (например некрасивый, разрушенный кварц) разрушается в щелочи до молекулярного состояния и затем из молекул кремнезёма (SiO2) создаётся идеально правильный прозрачный кристалл. Делается это с помощью специальных затравок. Затравки для выращивания искусственных минералов — прозрачные тонкие вытянутые в длину пластинки, изготавливаемые из тех же синтетических кристаллов. При этом обязательно контролируется соответствующая температура, давление, концентрация раствора. Малейшие отклонения от заданных параметров — и кристалл будет безнадёжно испорчен! Ещё одним важным условием выращивания искусственных камней — это перепад температур внизу и вверху ёмкости где они растут. При этом происходит перенос молекул в растворе и поступление их к затравкам.

Искусственные кристаллы аметистов

Искусственные драгоценные и полудрагоценные камни, например, аметисты, выращенные на заводе, ничем не отличаются от своих знаменитых уральских и бразильских собратьев: ни внешне, ни по структуре.
Удивляет не богатство разновидностей кристаллов, их цветовых оттенков, а сам размер! такие драгоценности увидишь не часто! Лимонно-жёлтый цитрин, нежно-голубой и ярко-синий перунит, фиолетовый аметист, дымчатый раухтопаз, почти чёрный морион, голубая бирюза, аквамариновые бериллы, янтарно-коричневый топаз, — смотришь и не можешь наглядеться!

Ещё в древности камням приписывали самые удивительные свойства. Аметист с давних времён считался амулетом против опьянения и отравления, отгонял от владельцев дурные мысли, делал человека добрым и разумным. Женщины особенно ценили его как средство от морщин и веснушек. В средние века аметист дарили только любимым. Аметист носят те, кто родился в феврале.

Известность аметиста объясняется его фиолетовым цветом разной густоты и оттенков. Долго не могли понять природу окраски камня. Сначала предполагали, что эту окраску придаёт камню марганец. Но воспроизвести искусственным путём — не получалось. Позже стало известно, что аметистовая окраска кварца (а аметист — это кварц) вызвана наличием ионов четырёхвалентного железа. Эти ионы входят в кристаллическую решётку и замещают в ней кремний.
В ходе экспериментов обнаружено то, что если ионы железа займут иное положение, то получится другая окраска кристалла. Многое зависит от концентрации раствора, в котором растут искусственные кристаллы. Слабее концентрация — примеси железа окрашивают кварц в бурый цвет, сильнее концентрация — цвет становится зелёным. Цветом можно играть и выбирать самые выразительные оттенки!

Но технология окрашенного кварца не получила распространения. Во-первых, соли металлов, входящих в природный минерал, не «хотели» растворяться в щелочах; во-вторых, растущие кристаллы «стремились отторгнуть от себя» примеси (то есть все цветовые добавки). Именно поэтому во многих странах технология выращивания искусственных кристаллов камней так и не налажена.

Разработаны новые методы и сегодня известны 2 технологии. Аметисты выращивают кристаллизацией из раствора в автоклавах. Технологический цикл роста длится 2 месяца. Аметисты получаются совершенно бесцветными и почти ничем не отличаются от самого обычного кварца. Для проявления окраски выращенные искусственные аметисты подвергают гамма или рентгеновскому облучению (все естественные горные породы облучались, благодаря радиоактивным вкраплениям). Кстати, месторождения природных кристаллов аметистов расположены в тех зонах, где имеется повышенный уровень радиоактивности.

Цена аметистов в значительной степени зависит от цвета камня. Бледно-лиловые или светло-фиолетовые минералы обычно в десятки раз дешевле, чем густо-фиолетовый. Минералы, выращенные на заводе имеют густой фиолетовый цвет.

Удивительно, что в одних и тех же условиях получают разные минералы — и аметисты, и цитрины. Вот, где рождаются россыпи самоцветов! Всё зависит от ориентации затравочных пластин и от того, в каком направлении идёт рост. Например, для аметиста берут пластины с параллельными гранями. В зависимости от ориентации платсин примеси химических соединений входят к кристаллическую решётку по-разному. В итоге — разные минералы, разный цвет! Тёмно-дымчатая, почти чёрная окраска мориона объясняется наличием алюминия, кроме того, выращенные кристаллы обязательно облучают.

Очень красив кварц голубого цвета (перукнит). Его окраска объясняется наличием ионов кобальта. Возможно получить оттенки от нежно-голубого до ярко-синего василькового. Но в природе такая разновидность кварца ещё не найдена.

Из жёлтых или жёлто-зелёных бериллов после нагревания получают кристаллы дивной красоты с голубоватой или голубовато-зелёной окраской. После такой обработки камень называют аквамарином.

Поиск, добыча и свойства кварца

Кварц является самым распространенным минералом на Земле, а все благодаря его простому составу. Но при этом полиморфизм этого камня впечатляет. Ученым известно более десяти разновидностей кристалла, а также выделяют отдельную группу халцедонов, которые также относятся к кристаллу. Если вы хотите знать, как найти кварц, то стоит ознакомиться с месторождениями минерала и особенностями его структуры.

Образование минерала

Кварц обладает свойством кристаллизоваться в разных модификациях. Все зависит от условий, в которых находится субстрат для реакции, то есть кремнезем. Чаще всего вещество кристаллизуется из магмы кислого состава. Пегматиты срастаются с полевым шпатом и образуют кварцевое ядро. Если процесс носит гидротермальный характер, то в результате получаются хрустальные жилы.

При этом камень устойчив в поверхностных отложениях, россыпях различного происхождения. Этим фактом объясняется то, что камень часто находят на берегах рек или на пляжах в измельченном виде или же в форме полноценных кристаллов.

Поиск кварца в природе

Если говорить о кварце в целом, то его нашли абсолютно на всех материках, кроме Антарктиды. Конечно, каждая страна славится определенным видом камня, например, горный хрусталь добывают в регионах:

  1. Северной Италии.
  2. Закарпатье.
  3. Альпах.
  4. Бразилии.

А также камни привозят из разных районов США и с Мадагаскара. Бразилия, кроме того, славится своими аметистами. Ведется поиск кристаллов в странах Африки, в частности, в Намибии. Немало кварцевых пород существует в России, на Урале нашли крупные месторождения. А вот такой камень, как празиолит, вообще не следует искать в природе, поскольку зеленый оттенок кварц приобретает только после искусственного нагревания, его чаще всего делают из цитрина.

Поиски кварца не ограничиваются существующими месторождениями. В перечень стран по добыче разновидностей камня входят: Япония, Ирландия, Шотландия, а также Танзания. Поскольку камень располагается неглубоко, то его часто находят случайно, а уже потом начинают разработку места.

Но помните, что найденный камешек на берегу реки вряд ли можно оправить у ювелира. Скорее всего, он будет или потертыми, или содержать много дефектов. Поэтому процесс огранки и оправления проводить невыгодно, проще и дешевле будет купить готовое изделие с кварцем.

А еще в природе можно встретить золотоносный кварц. Этот камень всегда можно найти вблизи россыпей драгметалла, частички золота могут входить в состав минерала. Следует помнить, что кварц является жильнообразующим минералом. И еще этот камень всегда находится в тесной связи с драгметаллами.

Поэтому во время поисков золота не стоит расстраиваться, если вы обнаружили кварц, а лучше узнать, как отличить золотоносный минерал от обычного. Для этого существует несколько правил:

  • наличие видимого золота, которое проявляется, если расколоть камень и кусочки смочить водой;
  • обохренность кварца и приобретение характерного оттенка;
  • ноздреватость структуры указывает на то, что из кварца могла выщелачиваться руда вместе с примесями золота;
  • чистые кристаллы кварца или же молочно-белые означают, что золото искать в таком камне не стоит.

Минерал в изделиях находили не только случайно, но и еще во время археологических раскопок. Так, известными находками из древних времен являются:

  • Ваза из горного хрусталя, найденная в Микене и датированная XVI в. до н. э.
  • Очки Тутанхамона, которые нашли в гробнице, содержали в составе морион — разновидность кварца.
  • Подвеска из горного хрусталя, которая, возможно, принадлежала жителю Франкской империи и датировалась V веком до н. э.
  • Кувшин из горного хрусталя, найденный в Германии, сделанный в 1580 году.
  • Находки в виде антикварных предметов из кварца XVIII, XIX века, ваз династии Цин, настольных печатей.

Все эти вещи дошли до наших дней, благодаря отличной твердости камня и неприхотливости в условиях хранения.

Свойства и отличия кварца

Можно искать кварц, а обнаружить более дорогие вещества. Хотя даже при находке кварца, его можно продать довольно выгодно, особенно если это аметист или горный хрусталь. Даже другие разновидности камня имеют ценность в промышленности, благодаря своим характеристикам, среди которых выделяют:

  • Полиморфизм кремнезема — свойство приобретать разные оттенки. Благодаря этому кварц часто используют как поделочный камень.
  • Если говорить о кристаллическом строении, то в природе чаще всего встречается камень, устойчивый к температурам до 573 градуса по Цельсию.
  • Твердость у кварца равняется 7 по шкале Мооса.
  • Низкая теплопроводность — камень не нагревается в руках.
  • Минерал обладает пьезоэлектрическими свойствами.
  • Камень хрупкий, но при этом он выдерживает неравномерное нагревание, а его плотность 2,65.

Если говорить о том, как проверить кварц, это можно сделать по плотности, а также по силе преломления лучей с помощью рефрактометра. И если оттенок аметиста невозможно спутать с другими камнями, то иногда цитрин вызывает сомнения по поводу сходства с топазом.

Чтоб отличить камни, можно оба экземпляра погрузить в йодистый метилен. Таким образом мы узнаем, настоящий ли кварц, поскольку он всплывет в растворе, а топаз пойдет на дно. Другие оттенки кварца сомнений не вызывают.

Конечно, в лабораториях в конце XIX века научились добывать кварц искусственным путем. Ученые выращивают кристаллы гораздо быстрее, чем они растут в природе. Поэтому такие камни целесообразно и рентабельно использовать в промышленности.

Но для этого также нужно предусмотреть все условия, в том числе давление и температурный режим. В зависимости от этого получается требуемый размер и оттенок камня. Так, российские ученые запатентовали технологию окраски камня. Но в домашних условиях, даже имея подходящий субстрат, вырастить кристалл, не получится.

Конечно, поиском минерала люди занимаются не один год. Правда на сегодняшний день это делают в целях обнаружить подходящие камни для украшений или изделий из кварца, а вот для потребностей производства уже камни не ищут, а выращивают искусственно.

Выращивание кристаллов

Выращивание кристаллов.Что нужно знать!

Выращивание кристаллов — процесс очень интересный, но бывает достаточно длительным. Полезно знать, какие процессы управляют его ростом; почему разные вещества образуют кристаллы различной формы, а некоторые их вовсе не образуют; что надо сделать, чтобы они получились большими и красивыми.
Если кристаллизация идёт очень медленно, получается один большой кристалл (или монокристалл, например при выращивании искусственных камней), если быстро — то множество мелких (или поликристалл, например металлы).

Выращивание кристаллов в домашних условиях производят разными способами. Например, охлаждая насыщенный раствор. С понижением температуры растворимость веществ уменьшается (в основном, это касается безводной соли), и они, как говорят, выпадают в осадок. Сначала в растворе и на стенках сосуда появляются крошечные кристаллы-зародыши. Когда охлаждение медленное, а в растворе нет твёрдых примесей (скажем, пыли), зародышей образуется немного, и постепенно они превращаются в красивые кристаллики правильной формы. При быстром охлаждении возникает много мелких кристалликов, почти никакой из них не имеет правильную форму, ведь их растёт множество и они мешают друг другу.

Кристалл сахара

Выращивание кристаллов можно осуществить и другим способом — постепенным удалением воды из насыщенного раствора. И в этом случае чем медленнее удаляется вода, тем лучше получается результат. Оставьте открытым сосуд с раствором при комнатной температуре на длительный срок, накрыв его листом бумаги, — вода при этом будет испаряться медленно, и пыль в раствор попадать не будет. Растущий кристаллик можно либо подвесить в насыщенном растворе на тонкой прочной нитке, либо положить на дно сосуда. В последнем случае кристаллик периодически надо поворачивать на другой бок. По мере испарения воды в сосуд следует подливать свежий раствор. Даже если наш исходный кристаллик имел неправильную форму, он рано или поздно сам выправит все свои дефекты и примет форму, свойственную данному веществу, например превратится в октаэдр, если используете соль хромокалиевых квасцов, ромб — если используете медный купорос.

Читать еще:  Как выращивать лимоны из косточки в домашних условиях?

Кристаллы
калий-алюминиевых квасцов

Выращивание кристаллов — процесс занимательный, но требующий бережного и осторожного отношения к своей работе. Теоретически размер кристалла, который можно вырастить в домашних условиях таким способом, неограничен. Известны случаи, когда энтузиасты получали кристаллы такой величины, что поднять их могли только с помощью товарищей.

Но, есть некоторые особенности их хранения (конечно каждая соль и вещество имеют свои особенности). Например, если кристаллик квасцов оставить открытым в сухом воздухе, он, постепенно теряя содержащуюся в нём воду, превратится в невзрачный серый порошок. Чтобы предохранить его от разрушения, можно покрыть бесцветным лаком. Медный купорос и поваренная соль — более стойки и Вы смело можете с ними работать.

Как вырастить кристалл

Кристалл йодида калия
(KI)

Вырастить кристалл можно из разных веществ: например из сахара, даже каменные — искусственное выращивание камней, с соблюдением строгих правил по температуре, давлению, влажности и других факторов (искусственные рубины, аметисты, кварц, цитрины, морионы).
В домашних условиях, конечно, всего этого у нас не получится, поэтому поступим другим образом. Будем выращивать кристаллы соли. У всех у нас есть дома обычная пищевая соль (как наверное, знаете, что её химическое название хлорид натрия NaCl). Подойдёт и любая другая соль (соль — с химической точки зрения), например, можно получить красивые синие кристаллы из медного купороса или или любого другого купороса (например железного). Можно использовать квасцы (двойные соли металлов серной кислоты), тиосульфата натрия (раньше использовался для изготовления фотографий). Для всех этих солей (да и вообще для соли) не требуется особых каких-то условий: сделали раствор, опустили туда «зародыш» (всё это подробно описано ниже) и растёт он себе, каждый день прибавляя в росте.
Да, не следует раскрашивать раствор, где растёт Ваш кристалл, например красками или чем нибудь подобным, — это лишь испортить сам раствор, а кристалл всё же не покрасит! Лучший способ получить цветные кристаллы — это подобрать нужную по цвету соль! Но будьте внимательными: например кристаллы жёлтой кровной соли имеют красно-оранжевый цвет — а раствор получается жёлтым.
Вот теперь можем приступить!

Выращивание кристаллов поваренной соли

Кристаллы поваренной соли
(NaCl)

Кристаллы поваренной соли — процесс выращивания не требует наличия каких-то особых химических препаратов. У нас всех есть пищевая соль (или поваренная соль), которую мы принимаем в пищу. Её также можно назвать и каменной — всё одно и то же. Кристаллы поваренной соли NaCl представляют собой бесцветные прозрачные кубики. Начнём. Разведите раствор поваренной соли следующим образом: налейте воды в ёмкость (например стакан) и поставьте его в кастрюлю с тёплой водой (не более 50°С — 60°С). Конечно, в идеальном варианте, если вода не будет содержать растворённых солей (т.е. дистиллированная), но в нашем случаем можно воспользоваться и водопроводной. Насыпьте пищевую соль в стакан и оставьте минут на 5, предварительно помешав. За это время стакан с водой нагреется, а соль растворится. Желательно, чтобы температура воды пока не снижалась. Затем добавьте ещё соль и снова перемешайте. Повторяйте этот этап до тех пор, пока соль уже не будет растворяться и будет оседать на дно стакана. Мы получили насыщенный раствор соли. Перелейте его в чистую ёмкость такого же объёма, избавившись при этом от излишек соли на дне. Выберите любой понравившийся более крупный кристаллик поваренной соли и положите его на дно стакана с насыщенным раствором. Можно кристаллик привязать за нитку и подвесить, чтобы он не касался стенок стакана. Теперь нужно подождать. Уже через пару дней можно заметить значительный для кристаллика рост. С каждым днём он будет увеличиваться. А если проделать всё то же ещё раз (приготовить насыщенный раствор соли и опустить в него этот кристаллик), то он будет расти гораздо быстрее (извлеките кристаллик и используйте уже приготовленный раствор, добавляя в него воды и необходимую порцию пищевой соли). Помните, что раствор должен быть насыщенным, то есть при приготовлении раствора на дне стакана всегда должна оставаться соль (на всякий случай). Для сведений: в 100г воды при температуре 20°С может раствориться приблизительно 35 г поваренной соли. С повышением температуры растворимость соли растёт.
Так выращивают кристаллы поваренной соли (или кристаллы соли, форма и цвет которых Вам больше нравится)

Выращивание кристаллов медного купороса

Кристаллы медного купороса — выращиваются подобным образом, также, как с поваренной солью: сначала готовится насыщенный раствор соли, затем в этот раствор опускается понравившийся маленький кристаллик соли медного купороса.
Внимание! медный купорос- — химически активная соль! Поэтому для удачности опыта в этом случае воду нужно взять дистиллированную, т.е. не содержащую других растворённых в ней солей. Из под крана воду тоже лучше не брать, так как она во-первых содержит растворённые соли, во-вторых может быть сильно хлорированной. Примеси (особенно карбонаты в жёсткой вроде) вступают в химические реакции с медным купоросом, из-за чего раствор сильно портится
Если всё в порядке, — продолжим. Если Вы решили не переливать раствор из ёмкости, в которой первоначально рос маленький кристаллик, тогда подвесьте кристаллик, что бы он не касался других кристалликов, оставшихся на дне!

Выращивание кристаллов производят не только из растворов, но и из расплавов соли. Ярким примером могут служить жёлтые непрозрачные кристаллы серы, имеющие форму ромба или вытянутых призм. Но с серой, особо, работать не советую. Газ, образующийся при её испарении, вреден для здоровья.
Можно избежать роста отдельных граней кристаллика. Для этого эти грани надо нанести раствор вазелина или жира.

Выращивание кристаллов меди

: Кристаллы меди (Cu)

Теперь вырастим красные кристаллы меди. Нам необходимы медный купорос, поваренная соль, стальная пластинка по форме сечения ёмкости (немного меньшего периметра. Можно использовать стальную стружки или кнопки), где будут расти кристаллы меди и кружок из промокательной бумаги в форме сечения. Итак, положите немного медного купороса на дно пузырька (желательно равномерно по площади). Сверху насыпьте поваренной соли и закройте всё это вырезанным кружком бумаги. На неё положите железную пластинку (или засыпьте стальной стружкой). Всё это вместе надо залить насыщенным раствором поваренной соли (такой раствор мы готовили из поваренной соли). Оставьте ёмкость приблизительно на неделю. За это время вырастут иглоугольные красные кристаллы меди. Когда идёт процесс роста старайтесь не переносить ёмкость, а также очень нежелательно изымать кристаллики из раствора.

Можно вырастить кристалл разноцветным и многослойным. Их получают путём приготовления растворов квасцов (двойные соли серной кислоты) и переносят поочерёдно выращиваемый кристаллик из одного раствора в другой.

Если смешать горячие концентрированные растворы сульфатов алюминия Al2(SO4)3 и калия K2(SO4), а полученный раствор охладить, то из него начнут кристаллизоваться квасцы — двойной сульфат калия и алюминия 2KAl(SO4)2•12Н2О. Квасцы растворяются в воде так: 5,9 г на 100 г воды при 20 °С, но уже 109 г — при 90 °С в пересчёте на безводную соль. При хранении на воздухе квасцы выветриваются. При температуре 92,5 °С они плавятся в своей кристаллизационной воде, а при нагревании до 120 °С обезвоживаются, переходя в жжёные квасцы, которые разлагаются лишь при температуре выше 700 °С. Молекулы воды, входящие в состав квасцов, связаны химической связью с ионами калия и алюминия, поэтому соли квасцов имеют формулу, которую правильнее записывать в виде комплексной соли [K(H2O)6][Al(H2O)6](SO4)2.

Жидкие кристаллы — это вещества, которые ведут себя одновременно как жидкости и как твёрдые тела. Молекулы в жидких кристаллах, с одной стороны, довольно подвижны, с другой — расположены регулярно, образуя подобие кристаллической структуры (одномерной или двумерной). Часто уже при небольшом нагревании правильное расположение молекул нарушается, и жидкий кристалл становится обычной жидкостью. Напротив, при достаточно низких температурах они замерзают, превращаясь в твёрдые тела. Регулярное расположение молекул в жидких кристаллах обусловливает их особые оптические свойства. Их свойствами можно управлять, подвергая действию магнитного или электрического поля. Это используется в жидкокристаллических индикаторах часов, калькуляторов, компьютеров и последних моделей телевизоров.

Этап 1: Растворить соль, из которой будет расти кристалл, в подогретой воде (подогтерть нужно для того, чтобы соль растворилось немного больше, чем может раствориться при комнатной температуре). Растворять соль до тех пор, пока будете уверены, что соль уже больше не растворяется (раствор насыщен!). Рекомендую использовать дистиллированную воду (т.е. не содержащую примесей других солей)
Этап 2: Насыщенный раствор перелить в другую ёмкость, где можно производить выращивание кристаллов (с учётом того, что он будет увеличиваться). На этом этапе следите, чтобы раствор не особо остывал.
Этап 3: Привяжите на нитку кристаллик соли, нитку привяжите например к спичке и положите спичку на края стакана (ёмкости), где налит насыщенный раствор (этап 3). Кристаллик опустите в насыщенные раствор.
Этап 4: Перенесите ёмкость с насыщенным раствором и кристалликом в место, где нет сквозняков, вибрации и сильного света (выращивание кристаллов требует соблюдение этих условий).
Этап 5: Накройте чем-нибудь сверху ёмкость с кристалликом (например бумагой) от попадания пыли и мусора. Оставьте раствор на пару дней.

Важно помнить!

1. кристаллик нельзя при росте без особой причины вынимать из раствора
2. не допускать попадание мусора в насыщенные раствор, наиболее предпочтительно использовать дистиллированную воду
3. следить за уровнем насыщенного раствора, периодически (раз в неделю или две) обновлять при испарении раствор

Кристаллы. Выращивание кристаллов в домашних условиях.

Исследовательская работа и презентация к ней на тему «Кристаллы». Приведены сведения о структуре кристаллов, месторождениях в Республике Бурятия. Проведен эксперимент по выращиванию кристалла в домашних условиях.

Скачать:

ВложениеРазмер
gotovaya_prezentatsiya.pptm938.87 КБ
doklad.docx17.61 КБ
Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Предварительный просмотр:

Кристаллы — это драгоценные камни — алмазы, самоцветы. Их находят люди в природе. Оказывается, кристаллы используются не только в украшениях, но и в радио, компьютерной промышленности.

Применения кристаллов в науке и технике так многочисленны и разнообразны, что их трудно перечислить.

Самый твердый и самый редкий из природных минералов — алмаз. Сегодня алмаз в первую очередь камень-работник, а не камень-украшение.

Сапфир прозрачен, поэтому из него делают пластины для оптических приборов.

Основная масса кристаллов сапфира идет в полупроводниковую промышленность .Вся часовая промышленность работает на искусственных рубинах.

А самая красивая, самая чудесная разновидность кварца — это и есть горный хрусталь, т.е. прозрачные кристаллы кварца. Поэтому из прозрачно го кварца делают линзы, призмы и др. детали оптических приборов.

В России добывают много видов минерального сырья: уголь, фосфориты, алмазы, нефть, апатиты, природный газ, железная руда, калийные соли и многое другое. В республике Бурятии насчитывается более 700 тысяч полезных ископаемых, . Уже долгое время в республике ведется разработка и добыча месторождений минералов различного рода.

Значительный ущерб природе наносят региональные геофизические работы (в основном сейсморазведка). Необходимость прокладки широких длинных просек в тайге, временных дорог к ним и по ним, бурение скважин и производство взрывных работ в них ведут к повреждению верхних слоев земли и растительного покрова на значительных площадях, происходит нарушение и загрязнение поверхностных водотоков.

Природные кристаллы не всегда достаточно крупны, часто они не однородны, в них имеются нежелательные примеси. При искусственном выращивании можно получить кристаллы крупнее, однороднее и чище, чем встречаются в природе.

К ристаллы могут вырасти из некоторых веществ при определенных условиях. Возможно форму и цвет

Кристаллы- это твердые вещества, имеющие естественную внешнюю форму правильных многогранников.

Размеры, цвета и формы кристаллов иногда просто поражают своей необычностью. Кажется, что кристаллы- редкое явление природы, но на самом деле мы встречаем их везде. Твёрдые тела, из которых мы строим дома и делаем станки, вещества, которые мы употребляем в быту,- почти все они относятся к кристаллам. Это и снежинки зимой, и драгоценные камни в ювелирных изделиях, и корунд на наждачной шкурке, и даже алмазное напыление некоторых напильников.

Представьте себе, что ваш рост на столько уменьшился, что вы могли войти внутрь кристалла. Вы увидите, что вокруг вас во все стороны тянутся ровные бесконечные ряды частиц. Они напоминают группу физкультурников в строю, но разница в том, что правильные ряды частиц в кристалле тянутся не только вправо и влево, вперед и назад, но и вверх и вниз. Кроме того, частицы не стоят неподвижно в строю, а непрерывно колеблются около некоторых определенных положений

Как вырастить кристалл.

Кристаллы могут расти как в природе, так и в искусственных условиях. Кристаллизацию можно вести разными способами:

— Охлаждение насыщенного горячего раствора или расплава.

— Постепенное удаление воды из насыщенного раствора.

— При конденсации паров.

1 способ: Именно из-за охлаждения миллионы лет назад на Земле появились многие минералы. «Раствором» для этого «опыта» служила магма – расплавленная масса горных пород в недрах Земли. Поднимаясь к поверхности из раскалённой глубины, магма охлаждалась. И в результате этого охлаждении, которое могло длиться не одну тысячу лет, образовались те самые минералы, по которым мы ходим, на которые взбираемся. Процесс этот очень длительный.

2 способ: При испарении («высыхании») вода превращается в пар и улетучивается. Но растворённые в воде химические вещества не могут испариться вместе с ней и оседают в виде кристаллов. Самый простой пример – соль, которая образовывается при испарении воды из соляного раствора. И в этом случае, чем медленнее испаряется вода, тем лучше получаются кристаллы. Именно по такому способу я выращивал свой кристалл.

3 способ: Кристаллы могут также расти при конденсации паров – так получаются снежинки и узоры на холодном стекле.

При использовании всех способов наилучшие результаты получаются, если используется затравка – небольшой кристалл правильной формы, который помещают в раствор или расплав. Таким способом получают, например, кристаллы рубина. Выращивание кристаллов драгоценных камней проводят очень медленно, иногда годами. Если же ускорить кристаллизацию, то вместо одного кристалла получится масса мелких.

При наблюдении за ростом кристаллов Получается так, что выделяющееся вещество застраивает грань слоями: пока один слой не достроен, следующий строиться не начинает.

Эксперимент № 1 «Получение кристаллов из готового набора «Вырасти кристалл»

Эксперимент № 2 «Получение кристаллов в банке с вареньем»

Эксперимент № 3 «Получение кристаллов из медного купороса»

Эксперимент № 4 «Получение кристаллов из поваренной соли»

Эксперимент № 5 «Получение кристаллов из выращенного кристалла»

Эксперимент № 6 «Получение кристаллов из сахара»

При выполнении этой работы мы выяснили, что мир кристаллов красив и разнообразен. Каждый кристалл уникален по своим свойствам, размерам и особенностям строения. Кроме того, что кристаллы красивы, они играют важную роль в жизни человека

Теперь я знаю, как растёт кристалл: частицы кристалла притягиваются друг к

другу. К кристаллу приближаются частицы из раствора и притягиваются к нему. Тогда кристалл разрастается. Мне очень понравилось изучение кристаллов. Очень интересно было узнавать, как он поживает, мой кристаллик, как вырос, как изменился, то есть заботиться о нем, как о живом. И ещё удивительным было то, как вообще из жидкого раствора может появиться что-то твёрдое .

В природе кристаллы встречаются в минералах. Минералы являются частью земной коры, и составляют внутреннюю структуру планеты. Они образуются из расплавленной магмы, находящейся в глубинных слоях Земли, и затвердевающей при выходе. Под воздействием различных природных условий постепенно происходят сдвиги земной коры, отдельные её слои опять опускаются и расплавляются. Самоцветы и есть продукты этого геологического циклического процесса

Исследовательская работа и презентация для начальных классов «Как вырастить кристаллы соли в домашних условиях»

Описание разработки

1. Что такое кристаллы.

Проанализировав литературу, я выяснила следующее. Кристаллы — это твёрдые тела, имеющие естественную форму правильных многогранников. Вырастить кристалл можно из разных веществ: например из сахара, соли, даже каменные — искусственное выращивание камней, с соблюдением строгих правил по температуре, давлению, влажности и других факторов (искусственные рубины, аметисты, кварц).

2. Какие условия для выращивания кристаллов надо создать.

Выращивание кристаллов в домашних условиях производят разными способами. Например, охлаждая насыщенный раствор. С понижением температуры растворимость веществ уменьшается, и они, как говорят, выпадают в осадок.

Сначала в растворе и на стенках сосуда появляются крошечные кристаллы-зародыши. Когда охлаждение медленное, а в растворе нет твёрдых примесей (скажем, пыли), зародышей образуется немного, и постепенно они превращаются в красивые кристаллики правильной формы. При быстром охлаждении возникает много мелких кристалликов, почти никакой из них не имеет правильную форму, ведь их растёт множество, и они мешают друг другу.

Выращивание кристаллов можно осуществить и другим способом — постепенным удалением воды из насыщенного раствора. И в этом случае, чем медленнее удаляется вода, тем лучше получается результат. Оставьте открытым сосуд с раствором при комнатной температуре на длительный срок, накрыв его листом бумаги, — вода при этом будет испаряться медленно, и пыль в раствор попадать не будет. Растущий кристаллик можно либо подвесить в насыщенном растворе на тонкой прочной нитке, либо положить на дно сосуда.

В последнем случае кристаллик периодически надо поворачивать на другой бок. По мере испарения воды в сосуд следует подливать свежий раствор. Даже если наш исходный кристаллик имел неправильную форму, он рано или поздно сам выправит все свои дефекты и примет форму, свойственную данному веществу, например, превратится в октаэдр, если используете соль хромокалиевых квасцов, ромб — если используете медный купорос.

Выращивание кристаллов – процесс занимательный, но требующий бережного и осторожного отношения к своей работе. Теоретически размер кристалла, который можно вырастить в домашних условиях таким способом, неограничен. Известны случаи, когда энтузиасты получали кристаллы такой величины, что поднять их могли только с помощью товарищей.

Но, к сожалению, есть некоторые особенности их хранения (конечно, каждая соль и вещество имеют свои особенности). Например, если кристаллик квасцов оставить открытым в сухом воздухе, он, постепенно теряя содержащуюся в нём воду, превратится в невзрачный серый порошок. Чтобы предохранить его от разрушения, можно покрыть бесцветным лаком. Медный купорос и поваренная соль — более стойки и можно смело с ними работать.

3. Эксперимент – выращивание кристаллов соли в домашних условиях.

Среди разнообразия веществ, из которых можно вырастить кристаллы, мне больше всего знакома и доступна обыкновенная поваренная соль. Её и возьмём в качестве исходного материала.

Итак, я выяснила, как можно вырастить кристаллы в домашних условиях, определилась с исходным материалом – теперь можно приступить непосредственно к осуществлению идеи.

1. Я подготовила необходимые материалы: пачку поваренной соли, 2 стеклянные банки объемом 0,7 и 0,5 литра для создания солевого раствора, нить, пуговицу.

2. Начала делать раствор в банке объемом 0,7 л: налила тёплой воды, растворила в нём 1 столовую ложку соли. Размешала, через 5 минут добавила ещё 1 ложку соли. Так делала до тех пор, пока соль не перестала растворяться. Но к тому времени вода уже была чуть тёплой, и я решила её подогреть на водяной бане. После этого температура раствора повысилась, и я смогла растворить еще некоторое количество соли.

3. После того, как соль перестала растворяться и остатки соли осели на дне банки, я аккуратно перелила раствор в банку объемом 0,5 л.

4. Теперь нужно было взять какой-то предмет, который будет помещён в раствор, и на нём образуется кристалл. Сначала я взяла пуговицу, привязала её на нитку, но когда опустила в раствор, оказалось, что она лёгкая, и не тонет, не опускается на дно. Пришлось заменить пуговицу на кусочек стекла (подвеска от люстры). Он был тяжелее, и прекрасно подошёл на роль искомого предмета. Кроме того, я решила опустить в солевой раствор кусок медной проволоки, чтобы посмотреть, как кристаллы образуются на нём.

Кристаллы Ставрополья

Исследовательская работа ученицы 4 класса на конкурс презентаций «Отечество». Презентацию можно использовать на уроках окружающего мира. Цель работы: изучить процесс кристаллизации на практике, познакомиться с месторождениями кристаллов на Ставрополье, выращивание искусственных кристаллов с целью защиты природы родного края.

Просмотр содержимого документа
«Кристаллы Ставрополья»

«Природные и искусственные кристаллы Ставропольского края. Выращивание кристаллов в домашних условиях ».

Проект выполнила:

Локоть Екатерина,

Ученица 5А класса,

МОУ СОШ №3, с. Кочубеевское

Руководитель: Мишнева Евгения Анатольевна,

учитель начальных классов МОУ СОШ № 3.

Актуальность темы исследования:

человеку необходим способ искусственного создания кристаллов.

природные ресурсы нашей страны не безграничны,

кристаллы можно вырастить в домашних условиях.

Цель исследования:

  • изучить процесс кристаллизации на практике, а именно, проверить возможность роста кристаллов без применения специальной техники, сложных технологий.

Проблема исследования :

  • установить, что кристаллы можно вырастить в домашних условиях..

Задачи исследования.

  • Изучить теоретический

материал по данной теме;

2. Выяснить практическое

значение кристаллов;

3. Определить условия выращивания

кристаллов в домашних условиях.

Что такое кристалл?

  • Слово «кристалл» произошло от греческого слова krystallos – «лед». Вначале так называли прозрачный кварц – горный хрусталь.
  • Кристалл — это обычно твердое вещество, но бывают и жидкие кристаллы. Каждое вещество состоит из маленьких частиц (молекул или атомов).

Практическая значимость кристаллов для человека

Кристаллы в природе.

  • В природе существуют сотни веществ, образующих кристаллы. Вода — одно из самых распространенных из них. Замерзающая вода превращается в кристаллы льда или снежинки.
  • Минеральные кристаллы тоже образуются в ходе определенных породообразующих процессов.

Пятигорье — единственное в мире место, где находится сразу 17 вулканических гор,

Кристаллы Ставропольского края.

  • На территории нашего края имеются месторождения кристаллов: Лермонтовское месторождение ( гора Бештау, гора Бык) – велась добыча кварца, халцедона, кальцита, флюорита, датолита, пирита, лимонита.
  • Карьер горы Кинжал, Кисловодские каменоломни.

Кальцитовая жеода

Лермонтовское месторождение

-халцедоновая жеода

Пиритовая конкреция

карьер г. Кинжал

Что такое жеода?

  • Жеоды ( от греч. «геодес» — земляной) – округлые, овальные или иной формы пустоты в горных породах, внутри которой остаётся полость, где от краёв к центру растут кристаллы.

Жеода аметиста.

  • Жеоды образуются в полостях земной коры. Минералы откладываются там постепенно, слой за слоем, от стенок к центру.

-халцедоновая жеода

Выращивание искусственных кристаллов

Завод «Монокристалл».

Завод «Монокристалл» первым в мире создал сверхбольшой, 300-килограммовый кристалл, выращенный модифицированным методом Киропулоса по собственной технологии.

Практическая часть.

Выращивание кристалла поваренной соли:

  • поваренная соль,
  • горячая вода,
  • стакан,
  • нить.

Выращивание кристалла поваренной соли:

Опустила в банку нитку, закрепила её так, чтобы один конец был в банке с раствором, а другой конец был с внешней стороны.

Результат опыта1.

В результате этого опыта кристалл начал расти на нити, находящейся с внешней стороны, У меня получилась красивая кристаллическая нить из мелких кристалликов, а стакан с внешней стороны покрылся кристаллами.

Опыт 2 Выращивание жеоды в домашних условиях.

  • Мне понадобились: скорлупа от пустого яйца, квасцы жженые, белый клей, кисточка, стеклянная посудина, краска для пасхальных яиц, горячая вода, палочка и ложка, лист бумаги.

1. Выдула большое белое куриное яйцо. Расколола его вдоль на две половинки. Это „ювелирное” действие осуществила, разрезав его небольшими ножницами

2. Кисточкой нанесла белый клей на внутреннюю поверхность обеих половинок яйца и края, присыпала квасцами всю внутреннюю поверхность, покрытую клеем. Просушила скорлупу .

3. На следующий день я приготовила в стеклянной посудине раствор для выращивания кристаллов: размешала палочкой в 2 стаканах очень горячей (почти кипяток) воды полный пакет красителя. Добавила ¾ стакана порошка квасцов в горячий раствор красителя и размешивала до полного растворения. Когда квасцы полностью растворились, я дала раствору остыть (примерно 30 мин.), а потом окунула на дно посудины одну половинку высушенного, покрытого клеем и квасцами яйца, внутренней стороной кверху.

Результат опыта2.

4. Через несколько дней я осторожно достала жеоду из раствора, мокрые кристаллы достаточно хрупки.

5. Я положила жеоду на лист бумаги и подождала, пока она полностью высохнет.

У меня получилось настоящее чудо – жеода с кристаллами!

  • Мой эксперимент показал, что кристалл можно выращивать в домашних условиях.
  • Необходимо пользоваться перчатками, так как краситель очень плохо смывается с рук.

  • Работать с химическими веществами все же необходимо в резиновых перчатках!
  • Никогда не пробуй химические вещества на вкус!
  • Закончив эксперимент, вымой руки!

Недра Ставропольского края богаты минералами. Но найти нужный природный кристалл очень сложно. Гораздо проще и дешевле его вырастить искусственно. Это делается в промышленном производстве.

В будущем я мечтаю связать свою профессию с ювелирной промышленностью, с выращиванием искусственных кристаллов.

Ведь природные ресурсы нашей планеты не безграничны.

Выращивание минералов в домашних условиях.

  • Идея?! Иде я нахожуся.

  • Группа: Модераторы
  • Сообщений: 34 815

DэDoK (18.03.2011 — 18:43) :

  • Наверх of the page up there ^
  • рядовой пользователь

  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 105
  • Наверх of the page up there ^
  • почтенный теронозавр

  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 3 381

  • -1
  • Наверх of the page up there ^
  • рядовой пользователь

  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 105
  • Наверх of the page up there ^
  • Идея?! Иде я нахожуся.

  • Группа: Модераторы
  • Сообщений: 34 815

DэDoK (19.03.2011 — 13:53) :

  • 1
  • Наверх of the page up there ^
  • форумчанин со стажем

  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 1 414

DэDoK (18.03.2011 — 18:43) :

  • 1
  • Наверх of the page up there ^
  • почтенный теронозавр

  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 3 625

DэDoK (18.03.2011 — 18:43) :

Сообщение отредактировал serpent: 21.03.2011 — 21:33

  • 1
  • Наверх of the page up there ^
  • мегатеронозавр

  • Группа: Отключенные
  • Сообщений: 15 664

В Интернете можно найти много инструкций по поводу того, как выращивать кристаллы из различных химических веществ. Мы решили проверить все самостоятельно, и в качестве основы взяли обычную поваренную соль, которую можно найти на любой кухне.

Итак, наша задача – вырастить красивые кристаллы соли из насыщенного раствора. В идеале должны получиться идеальные прямоугольные кристаллы (это связано с тем, что NaCl имеет кубическую кристаллическую решетку), в реальности же… впрочем, не будем забегать пока вперед. 

Для эксперимента нам понадобятся две чистые пол-литровые стеклянные банки. В первой мы будем готовить наш раствор, во второй – выращивать сам кристалл.

Первый шаг – приготовить насыщенный раствор поваренной соли. Для этого наполним первую банку водой (в идеале – дистиллированной, я наливал из фильтра) процентов на 80 и поставим ее на водяную баню. Последняя представляет собой обычную низкую кастрюлю с водой, которая нагревается на конфорке. В эту кастрюлю и ставится наша банка.

По мере нагрева воды в банке досыпаем туда поваренную соль. Здесь нас ожидает сюрприз, по который никто не говорит – большое число «мусора» в пищевой соли. Все эти крупинки всплывают на поверхность, и их нужно аккуратно убрать. Либо, если у вас есть фильтровальная бумага, пропустить потом все через нее.

Соли можно сыпать с запасом, чтобы раствор точно получился насыщенным. В результате часть соли уже не сможет раствориться, и будет лежать на дне. Чтобы избавиться от этой соли, а также от всякого мусора (которые как раз и являются центрами роста лишних кристаллов), мы и переливаем раствор во вторую банку.

Перед всеми манипуляциями, которые были описаны выше, нужно приготовить зародыши. На них будут расти наши кристаллы. Зародыши лучше взять побольше, так как их удобнее крепить на нитку. Для этого поступаем следующим образом: насыпаем соль в солонку и трясем до тех пор, пока не высыпятся все мелкие кристаллы. Все крупные останутся внутри (они не могут пройти через отверстия солонки). Из них и выбираем нужные. Опять же – идеальный зародыш должен иметь форму, близкую к прямоугольной, с минимальными отклонениями (иначе у вас получится то, что получилось у меня).

Отобранные зародыши (или один зародыш) закрепляем на нитку, а нитку наматываем на карандаш, чтобы можно было регулировать глубину погружения.

Теперь – самая долгая фаза эксперимента. Переливаем насыщенный раствор во вторую банку, погружаем туда наши зародыши, закутываем во что-нибудь, чтобы медленнее остывало, и ждем. Если все правильно, то на следующий день наши зародыши уже подрастут, если неправильно – растворятся. Теперь просто прикрываем банку сверху бумагой, чтобы в нее не попадала пыль, и ждем еще 3-4 дня. Так как вода постепенно испаряется, то соль должна осаждаться. А осаждаться она будет как раз на наш зародыш, то есть кристалл будет расти.

Именно здесь сказывается неидеальность зародыша. То, что получилось у меня – нагромождение кристаллов – вы можете посмотреть на видео. Для наглядности я раскрасил некоторые грани черным маркером, так что вся конструкция стала сюрреалистичной в духе Сальвадора Дали.

Тем не менее, можно отметить, насколько идеальны грани у получившихся кристаллов – все ровные и по 90 градусов.

Чтобы закрепить зародыш, я делал на нитке петельку, в которую вставлял кристаллик соли. Естественно, это привело к тому, что в получившемся кристалле нитка была вросшей прямо посередине! Все это выглядит некрасиво. Сможете ли вы придумать такой способ крепления зародыша, чтобы после роста можно было спокойно отделить нитку от кристалла?

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector