Республиканские чтения НОУ «Сигма»
«Первые шаги в науку»
Секция «Химия»
Мир кристаллов
Автор работы:
Саншоков Азамат
Майский район,
ст.Александровская,
МКОУ СОШ№9, 8 класс
Руководитель:
Балкарова Л.Х.
Учитель химии
2016 г
Содержание
I. Введение
II. Основная часть
Основные сведения о кристаллах.
Структура и формы кристаллов
Применение кристаллов.
1.4 Образование кристаллов в природе
2. Методика работы
2.1 Приготовление раствора
2.2 Выращивание кристаллов методом медленного охлаждения
2.3 Выращивание сростков кристаллов (друз)
2.4 Получение кристаллов на стекле
III Выводы
IV Библиография
V Приложение
I Введение
Кристаллы встречаются нам повсюду. Мы ходим по кристаллам, строим из кристаллов, обрабатываем кристаллы на заводах, выращиваем кристаллы в лабораториях, создаем приборы и изделия из кристаллов, широко применяем кристаллы в технике и в науке, едим кристаллы, лечимся кристаллами, находим кристаллы в живых организмах, проникаем в тайны строения кристаллов.
Кристаллы минералов в государственном музее, и в скромной коллекции минерало - любителя всегда являются самыми желанными объектами. Помимо их привлекательности и красоты они имеют немалый научный интерес. Все характерные особенности и свойства минералов удобнее изучать именно на них. Причем облик кристалла минерала характерен для каждого этапа процесса минералообразования. Другими словами, он зависит от температуры, давления, насыщенности рудного раствора и других физико - химических условий. Недаром такие типоморфные минералы называют геологическими термометрами и барометрами.
Закономерное совершенство хорошо образованного кристалла - это только одна из основных его особенностей, вызывающих наше восхищение. Многие кристаллы идеально чисты и прозрачны, как вода. Недаром говорят: «прозрачный кристалл», «кристально чистый». Внешний вид кристаллов настолько поразителен, что, естественно возникает стремление, прежде всего узнать, каково же строение тел, которые сами собой облекаются в столь восхитительные формы. Чувство удивления особенно усиливается при наблюдении роста кристалла.
В наше время кристаллы минералов не только помогают при изучении месторождения, установлении их генезиса, что имеет решающее значение: свойства многих из них настолько ценны, что они непосредственно используются в оптике, электротехнике, теле- и радиовещании и т.д. Но природные кристаллы редки и часто имеют дефекты, поэтому мы сами решили выращивать кристаллы, подражая природным минералам, а зачастую улучшая их качества.
В природе кристаллы растут на протяжении миллионов лет. А нельзя ли ускорить этот процесс. Оказывается можно. Промышленность уже давно снабжает технику искусственными кристаллами. Тем интереснее получить их самостоятельно.
Учитывая удивительные свойства кристаллов, красоту их и широкое применение я задался целью:
вырастить кристаллы
Для реализации поставленной цели мы поставили перед собой следующие задачи:
Изучить свойства кристаллов.
Определить роль кристаллов в современном мире.
Проследить зависимость роста кристаллов от температуры.
Объект исследования:
Использовались следующие методы исследования:
Исследовательский (подбор материала в соответствии с тематикой проекта, используя научную литературу и интернет ресурсы);
Аналитический – обобщение полученных опытов.
II. Основная часть
1.Основные сведения о кристаллах.
Кристаллы – это красиво, можно сказать чудо какое-то, они притягивают к себе. Кристаллы могут зарождаться, стареть, разрушаться. Кристаллы наделялись множеством таинственных свойств: исцелять от болезней, предохранять от яда, влиять на судьбу человека.
Все кристаллы одного вещества имеют одинаковую форму, хоть и могут отличаться размерами. Блестящие и ровные грани кристаллов выглядят так, как будто над ними поработал искусный шлифовальщик. Отдельные части кристалла повторяют друг друга, образуя красивую правильную форму.
Приглядевшись, например, к выращенным кристаллам соли внимательно, мы видим, что они построены из «кирпичиков», плотно приложенных друг к другу. Разбив кристалл, мы можем наблюдать, что он разлетится на кусочки разной величины. Рассмотрев их внимательно, обнаружим, что эти кусочки имеют правильную форму, вполне подобную форме большого кристалла – их родителя. Для кристаллов поваренной соли типична форма кубиков.
Существуют особые формы кристаллов: иглы, перья, ветки, цветы, деревца и т.п. Примерами таких причудливых кристаллов служат всем известные ледяные узоры на окнах.
Мир кристаллов – удивительный мир многогранников, привлекающих совершенством и красотой своей формы. Это кристаллы обычной поваренной соли и драгоценные камни, кварц, кристаллы многих других пород. Все кристаллы, окружающие нас, не образовались когда-то раз и навсегда готовыми, а выросли постепенно.
В древности кристаллам приписывали всякие необыкновенные свойства. Считали, что кристалл аметист предохраняет от пьянства и навевает счастливые сны, изумруд спасает мореплавателей от бурь, сапфир помогает при укусах скорпионов, алмаз бережет от болезней, топаз приносит счастье в ноябре, а гранат - в январе, и т.д. Драгоценные камни служили мерой богатства князей и императоров. Но тяжелой ценой доставались эти сокровища. Сотни и тысячи нищих, полуголодных тружеников погибали, добывая самоцветы. (Кантор Б. З. 1985г.)
Кристаллы - одни из самых красивых творений природы.
Кристаллы встречаются нам повсюду: мы ходим по кристаллам, строим из них, выращиваем их в лабораториях и в заводских установках, создаем приборы и изделия из кристаллов, широко применяем их в технике и в науке, едим кристаллы ( поваренная соль), лечимся ими, находим кристаллы в живых организмах, выходим на просторы космических дорог, используя приборы из кристаллов.
В космических лабораториях на советской станции «Салют-4», на американской «Скайлэб», во время совместного полета «Союз-Апполон» ставились опыты по выращиванию кристаллов в условиях невесомости, недостижимой на Земле чистоты и глубокого вакуума. В космосе были выращены полупроводниковые монокристаллы селенида германия и теллурида германия, в 10 раз большие, чем удалось вырастить в земных условиях, и значительно более однородные. В невесомости получены монокристаллы в форме сплошных и полых сфер, пригодные, например, для шарикоподшипников, нитевидные кристаллы сапфира, отличающиеся большой прочностью, выдерживающие давления, в десятки раз превышающие «земные».
Природные кристаллы не всегда достаточно крупны, часто они неоднородны, в них имеются нежелательные примеси.
В музеях московского Кремля можно любоваться богатой коллекцией камней, некогда принадлежавших царской семье и небольшой кучке богачей.
Урал, Алтай, Сибирь и другие области необъятной нашей страны таят в своих недрах прекрасные алмазы, темно-синие сапфиры, нежно-голубые аквамарины, зеленые изумруды, золотистые, голубые и фиолетово красные топазы, лиловые аметисты, переливчатые жемчуга… нет возможности даже перечислить их. Непревзойденный знаток драгоценного и цветного камня академик А. Е. Ферсман писал в одной из своих последних книг: «Хотел бы, чтобы камень в руках человека был не забавой и роскошью, а прекрасным материалом, которому человек сумеет вернуть его место, материалом, среди которого прекраснее и веселее жить… В нем человек будет видеть поглощение непревзойденных красок и нетленности самой природы, к которым может прикоснуться только горящий огнем вдохновения художник».
1.2 Структура и формы кристаллов
Мир кристаллов – удивительный мир многогранников, привлекающих совершенством и красотой геометрических форм. Приглядевшись к кристаллам нетрудно увидеть их характерную особенность: кристаллы разных веществ отличаются друг от друга своими формами и определенным количеством граней вследствие расположения своих атомов.
Главное, что их внутреннее строение подчиняется строгим законам симметрии. Так, любой кусок металла состоит из маленьких кристалликов, и в каждом атомы расположены в пространстве строго периодически.
Принцип построения кристаллической решетки можно представить следующим образом. Отдельные атомы группируются в идентичные элементарные блоки по принципу плотной упаковки или минимума энергии. Получившиеся блоки объединяются, образуя общую геометрическую конструкцию - кристаллическую решетку. Приглядевшись к кристаллам внимательно, нетрудно увидеть их характерную особенность: кристаллы разных веществ отличаются друг от друга своими формами. Кристаллы могут иметь форму различных призм, основанием которых могут быть правильный треугольник, квадрат, параллелограмм и шестиугольник Кристаллы могут иметь и разные размеры. Некоторые минералы образуют кристаллы, которые разглядеть можно только с помощью микроскопа. Другие же образуют кристаллы, вес которых составляет несколько сотен фунтов.
Кристаллическими считаются вещества, атомы которых расположены регулярно, так, что образуют правильную трёхмерную решётку, называемую кристаллической. Кристаллам ряда химических элементов и их соединений присущи замечательные механические, электрические, магнитные и оптические свойства.
Примеры простых кристаллических решёток: 1 – простая кубическая; 2 – гранецентрированная кубическая; 3 – объёмно-центрированная кубическая; 4 – гексагональная
Простейший строительный блок (куб) допускает три способа размещения атомов: по углам (простая кубическая решетка), в центре куба (кубически центрированная решетка) и в центре граней (гранецентрированная решетка). Простая кубическая решетка характерна для соли хлорида натрия. Кубики кристаллов каменной соли имеют кубическую симметрию, топаз имеет ромбическую симметрию, алмаз гексагональную, квасцы тетрагональную симметрию, гипс - моноклинную, турмалин –триклинную, кварц- тригональную.
Кубики кристаллов каменной соли не спутаешь со столбиками берилла или с табличками медного купороса; от шестигранных призм- «карандашиков» кварца с первого взгляда можно отличить восьмигранные кристаллы алмаза, такая форма восьмигранника называется октаэдром.
Строй частиц в кристаллическом веществе похож на пчелиные соты или на строительные леса: вправо и влево, вперед и назад, вверх и вниз тянутся ровные, правильные, бесконечные их ряды. Но эти частицы не стоят неподвижно, а колеблются, нетерпеливо ожидая команды «Разойдись!». Однако разойтись они могут, только если нагреть кристалл так, чтобы он начал плавиться.
Кристаллические решётки металлов часто имеют форму гранецентрированного (медь, золото) или объёмно-центрированного куба (железо), а также шестигранной призмы (цинк, магний). Приведем несколько примеров кристаллических решеток:
КР золота (Au) КР железа (Fe)
КР меди (Cu) КР хлорида натрия (NaCl)
Наиболее плотная упаковка достигается при гранецентрированной решетке, которая характерна для серебра, золота, никеля, меди, алюминия . Такое же наиболее плотное заполнение возможно при гексагональной решетке, характерной для цинка и инертных газов. Некоторые вещества, имеющие одинаковы химический состав, отличаются по физическим свойствам из-за различия структуры их кристаллических решеток. В каждом веществе есть свой характерный узор и порядок расположения атомов. Одни и те же атомы, частицы одного сорта, располагаясь по – разному, образуют вещества с совсем разными свойствами.
Трудно поверить, что алмаз и графит сложены из одних и тех же атомов углерода. Графит мягкий, непрозрачный, черный. Алмаз- твердый, прозрачный, искрящийся всеми цветами радуги. Графит огнеупорный, алмаз легко горит, графит и алмаз состоят из одних и тех же атомов углерода, а разница лишь в порядке расположения этих атомов. Расположены они одним строем - возникает мягкий черный графит. Перестроятся - и получится твердый прозрачный алмаз.
Структура кристалла определяет свойства вещества и его форму. Каждое кристаллическое вещество можно отличить от других по его атомной структуре. В одних кристаллах решетки очень простые, а в других очень сложные. В разных веществах различные расстояния между частицами в решетке.
Наиболее плотная упаковка достигается при гранецентрированной решетке, которая характерна для серебра, золота, никеля, меди, алюминия. Такое же наиболее плотное заполнение возможно при гексагональной решетке, характерной для цинка и инертных газов.
Полиморфизм – существование различных кристаллических структур у одного и ого же вещества. Алмаз, графит и фуллерен – три разновидности углерода, имеющие разную кристаллическую структуру. Кристаллические тела могу быть монокристаллическими и поликристаллическими. Монокристалл - твердое тело, частицы которого образуют единую кристаллическую решетку. Определенный порядок в расположении частиц распределяется на весь объем монокристалла. Его внешняя форма является правильной, углы между внешними гранями оказываются постоянными. К монокристаллам относятся природные кристаллы (кварц, алмаз, турмалин), крупинки соли, сахара, соды. Поликристалл – твердое тело, состоящее из беспорядочно ориентированных монокристаллов. Примерами поликристаллов являются сахар-рафинад, а так же такие металлические изделия как вилки, ложки.
Итак, кристаллы – это твердые тела, атомы или молекулы которых занимают определенные, упорядоченные положения в пространстве. Поэтому кристаллы имеют плоские грани.
Уильям Брэгг (1862-1942) и его сын Уильям Лоренс Брэгг (1890-1971) разработали рентгеновский способ изучения структуры кристаллов. За это в 1915г они получили Нобелевскую премию по химии. Через кристалл пропускают поток рентгеновских лучей, которые затем направляют на фотопластинку. Рентгенограмма (у каждого кристалла она своя) показывает внутреннее строение кристалла - пространственное расположение его атомов.
В.Л.Брэгг и профессор- кристаллограф Ю.В.Вульф вывели математическую формулу- закон Вульфа- Брэгга, позволяющий анализировать дифракцию рентгеновских лучей в кристаллах и расшифровать структуры любых кристаллических веществ. Примерно в то же время возникла необходимость искусственно выращивать кристаллы для их практического применения (кварц, слюда, алмаз,рубин и др.)
Применение кристаллов.
Применения кристаллов в науке и технике многочисленны и разнообразны. Кристаллы, обладающие пьезоэлектрическими свойствами, применяются в радиотехнике. Большая область полупроводниковой электроники (радиотехнические и счетно-решающие устройства) основана на полупроводниковых кристаллах (германий, кремний). В запоминающих устройствах громадной емкости используются кристаллы магнитодиэлектриков и различных типов ферритов. Исключительное значение имеют кристаллы для квантовой электроники (рубин, cапфир и др.). Рубин и сапфир относятся к самым красивым и самым дорогим из драгоценных камней - это один и тот же минерал корунд (оксид алюминия
АI 2О3). Корунд со всеми его разновидностями - это один из самых твердых камней на Земле, самый твердый после алмаза. Корундом можно сверлить, шлифовать, полировать, точить камень и металл. Из корунда и наждака делают точильные круги и бруски, шлифовальные порошки.
Вся часовая промышленность работает на искусственных рубинах. На полупроводниковых заводах тончайшие схемы рисуют рубиновыми иглами. В текстильной и химической промышленности рубиновые нитеводители вытягивают нити из искусственных волокон, из капрона, из нейлона.
Новая жизнь рубина - это лазер или оптический квантовый генератор (ОКГ). В 1960 году был создан первый лазер на рубине. Оказалось, что кристалл рубина усиливает свет. Лазер светит ярче тысячи солнц. Мощный луч лазера громадный мощностью. Он легко прожигает листовой металл, сваривает металлические провода, прожигает металлические трубы, сверлит тончайшие отверстия в твердых сплавах, алмазе. В глазной хирургии применяется чаще всего неодиновые лазеры и лазеры на рубине.
Сапфир прозрачен, поэтому из него делают пластины для оптических приборов. Основная масса кристаллов сапфира идет в полупроводниковую промышленность.
В технике управления световыми пучками используют кристаллы, обладающие электрооптическими свойствами (кварц). А самая красивая, самая чудесная разновидность кварца - это горный хрусталь, т.е. прозрачные кристаллы кварца. Поэтому из прозрачного кварца делают линзы, призмы и другие детали оптических приборов.
Особенно удивительны электрические свойства кварца. Если сжимать или растягивать кристалл кварца, на его гранях возникают электрические заряды. Это - пьезоэлектрический эффект в кристаллах. Пьезоэлектрические кристаллы широко применяются для воспроизведения, записи и передачи звука.
Для измерения температуры применяются пироэлектрические кристаллы , для измерения механических и акустических воздействий – пьезоэлектрики и пьезомагнитики. Высокие механические свойства сверхтвердых кристаллов (алмаз и др.) используются в обработке металлов, бурении, алмазными пилами распиливают камни. Наиболее ответственные детали двигателей в автомобильном и авиационном производстве обрабатывают алмазными резцами и сверлами.
Жидкие кристаллы- основа развития современных технологий. Дисплеи, часы, мониторы на жидких кристаллах, телевизоры. Многие приборы работают на них.
1.4 Образование кристаллов в природе
Природная вода океанов, морей, озер, ручьев и подземных источников представляет собой естественный раствор. Все они растворяют встречающиеся им породы, и во всех этих растворах происходят сложные явления кристаллизации.
В природе кристаллы образуются при различных геологических процессах из растворов, расплавов, газовой или твердой фазы.
Значительная часть минеральных видов произошла путем кристаллизации из водных растворов. Примеры выпадения кристаллов из раствора - выпадение кристаллов солей в замкнутых водоемах; рост кристаллов на стенках трещин и полостей при гидротермальных процессах, на больших глубинах в условиях высоких давлений и температур; образование отдельных кристаллов вторичных минералов в зонах окисления рудных месторождений. Одна из интереснейших и величайших пещер мира находится близ города Кунгур Пермской области. Ее гроты, коридоры и туннели протянулись под землей намного километров, образуя местами три и даже четыре яруса. Стены и своды Кунгурской пещеры покрыты тонкими прозрачными пластинами крупных кристаллов льда. Ледяные цветы, иголки, гирлянды, блестят и переливаются при свете факелов, как драгоценные камни. Со сводов свисают ледяные сталактиты, навстречу им поднимаются ледяные сталагмиты.
Огромный «Бриллиантовый» грот представляет собой незабываемое зрелище: своды и стены украшены белыми пушистыми хлопьями, состоящих из множества спаянных между собой крупных кристаллов льда, а сталагмиты и сталактиты стоят величественной колоннадой. В гроте «Полярном» оригинальные ледяные натеки похожи на скованный льдом водопад. Грот «Дружбы народов»- это грандиозный и величественный зал с ледяными арками, столбами и ледяными гирляндами на глыбах белого камня.
Огромные количества горячих и расплавленных горных пород глубоко под землей в действительности представляют растворы минералов. Когда массы этих жидких или расплавленных горных пород выталкиваются к поверхности земли, они начинают остывать. Они охлаждаются очень медленно. Минералы превращаются в кристаллы, когда переходят из состояния горячей жидкости в холодную твердую форму. Например, горный гранит содержит кристаллы таких минералов, как кварц, полевой шпат и слюда.
Кристаллы лазурита Друза горного хрусталя Кристаллы витерита
Перекристаллизация связана с таким явлением как метосамотоз - преобразование горной породы или минерала в другую горную породу или минерал под воздействием приноса или выноса вещества. Перекристаллизация - это процесс, при котором структура одних веществ разрушается, и образуются новые кристаллы с другой структурой. Например, известняк под действием высоких температур и давления становится мрамором.
Природа продолжает преподносить нам сюрпризы, создавая все новые чудеса. Совсем недавно, в 2000 году, в мексиканской пустыне Чихуахуа была открыта необычная пещера, где находятся самые большие природные кристаллы, которые когда-либо создавала природа (рис.5). Мегакристаллы селенита были сформированы гидротермальными жидкостями, исходящими от пещер, расположенных ниже.
Пещера кристаллов
Селенит – разновидность гипса, отличающаяся характерным параллельно-волокнистым строением. Свое название селенит получил за красивые желтовато-серебристые лунные переливы на его поверхности (в Древней Греции Селеной называли богиню Луны).
В горе Найса на глубине 300 метров, в рабочей шахте, где велась добыча цинка, серебра и свинца, шахтеры совершенно случайно обнаружили пустоты, в которых их взору открылись огромные кристаллы селенита. Эти невероятно красивые образования, созданные природой, образуют три полости, которые получили поэтические названия «Глаз Королевы», «Пещера Парусов» и «Стеклянная пещера».
Это самые большие из известных на сегодня природных кристаллов – полупрозрачные лучи неимоверной длины до 15 метров, диаметром 1,2 метра, весом не менее 55 тон каждый – волшебно-причудливым образом переплетены между собой и создают в пещере неимоверной красоты пейзаж. Но полюбоваться этой красотой непросто. Попасть в пещеру без специального обмундирования и оборудования невозможно без риска для жизни. Температура воздуха там составляет около 50 градусов Цельсия, а влажность – практически 100%! Даже в специальном костюме находиться в этих пещерах можно не очень долго – около часа.
Но не только это мешает спелеологам в путешествии по пещере гигантских кристаллов. Нагромождения кристаллов так причудливо сплетены, что порой между ними нельзя пройти человеку, но разрушать эту красоту у ученых и исследователей рука не поднимается.
Увидеть это природное чудо света все же возможно – здесь нам на помощь приходит фотография (Приложение А), но она, к сожалению, не может полностью передать «холодную» кристаллическую красоту подземных пустот, заполненных огромными кристаллами.
Экскурсия в такие пещеры неизменно вызовет у учащихся желание самим попытаться смоделировать рост сталагмита. Для этого достаточно насыпать на дно кристаллизационной чашки немного кристаллов ацетата натрия и выливать на них тонкой струей пересыщенный раствор ацетата натрия. Растворенное вещество быстро кристаллизуется и на глазах вырастает искусственный сталагмит
2. Методика работы
2.1 Приготовление раствора
Выращивание кристаллов следует начинать с приготовления раствора для получения затравки. Для этого в чистом химическом стакане нагрел дистиллированную воду до 500С, растворил набранную соль, до насыщения раствора. Готовый раствор необходимо профильтровать и перелить во вторую банку, в которой будет происходить рост кристаллов. Банку накрыть листком бумаги, чтобы не попадали инородные тела, и ждать появления первых кристалликов. Для фильтрации раствора лучше всего использовать лабораторный фильтр из фильтровальной бумаги и стеклянную воронку. Затем раствор оставляют на сутки.
Первые кристаллы я решил вырастить из медного купороса. Через сутки образовалось множество кристаллов, среди них я выбрал затравку - самый крупный кристаллик.
2.2 Выращивание кристаллов методом медленного охлаждения
Чтобы получить кристаллы больших размеров, удобнее всего использовать алюмокалиевые квасцы. Для этого приготовил насыщенный раствор: в 500 мл. воды при нагревании растворил 50 г квасцов, затем фильтруют горячий раствор, дают ему остыть.
В небольшой стакан наливают приготовленный остывший раствор до половины объема и, накрыв фильтровальной бумагой, оставляют стоять при комнатной температуре, не взбалтывая. Через несколько дней на дне стакана появляются небольшие кристаллики квасцов. Выбрав наиболее качественный кристаллик, его осторожно переносят пинцетом в другой стакан со свежим раствором и накрыв его фильтровальной бумагой, оставляют для роста. Каждый день или через день следует переворачивать кристалл для того, чтобы обеспечивать его равномерный рост, и, если нужно, доливать раствор. Необходимо также удалить образующиеся на дне мелкие кристаллы.
Для того чтобы кристалл вырос крупным и геометрически ровным, т. е. имел природную форму, необходимо довольно много времени. Обычно кристалл вырастает на 0,1-0,8мм в сутки. Таким образом, можно сказать, что за месяц - полтора можно вырастить довольно крупный кристалл. Выращивание крупного одиночного кристалла - очень длительный и сложный процесс, требующий терпения и осторожности.
Для начала потребуется затравка - маленький кристаллик, который и будет центром кристаллизации, поэтому от его качества зависит, каким станет будущий кристалл. Она должна быть прозрачной, правильной формы, с гладкой поверхностью ребер, без трещин, блочности, включений. Обычно кристаллик, используемый как затравка, представляет собой уменьшенную копию выращиваемого кристалла.
Раствор, в который собираются погрузить затравку, желательно приготовить заранее и оставить на пару дней для выпадения первых кристалликов (чтобы быть уверенным, что затравка не растворится). Раствор фильтруют от выпавших кристалликов, переливают в чистый стакан и погружают туда затравку. Стакан накрывают бумагой и оставляют на полке. Уже через неделю можно заметить, что кристалл заметно подрос. Чем дольше он будет оставаться в растворе, тем крупнее он станет.
Раствор, в котором растет кристалл, следует регулярно (через 2 дня) насыщать. Для этого вынимают нить, раствор нагревают на 10-200 С выще комнатной температуры, добавляют соль до насыщения. Ежедневно нить обрастает кристаллами, их нужно счищать и оставлять одну затравку. Если на самой затравке случайно образуются включения, их надо удалять.
2.3 Выращивание сростков кристаллов (друз)
Выращивание сростков кристаллов - это один из самых быстрых способов выращивания кристаллов. Если выращивание одиночных кристаллов занимает много времени и рассчитано на постепенный, правильный рост кристаллов, то выращивание друзы гораздо легче, потому что оно ориентируется на быстрое, хаотическое выпадение кристаллов.
Для начала я приготовить перенасыщенный раствор соли медного купороса в горячей воде. После охлаждения раствора в него вносят затравку - подвешенный на ниточке кристаллик. Уже через 5-10 часов можно увидеть большое количество кристалликов на нитке, на затравке, на дне стакана. Раствор оставляют в покое в течение 3-5 дней, затем вынимают нитку с кристаллом, раствор нагревают, добавляют воды и снова делают максимально концентрированным. После охлаждения в него вновь вносят нитку с уже подросшим кристаллом и оставляют на 3-5 дней. Эту процедуру повторяют до тех пор, пока кристалл не достигнет необходимого размера.
Есть много инструкций по поводу того, как выращивать кристаллы из различных химических веществ. Я решил проверить все самостоятельно, и в качестве основы взял обычную поваренную соль, которую можно найти на любой кухне и медный купорос, использующийся в садоводстве.
2.4 Получение кристаллов на стекле
Для этого горячий раствор сульфата магния (он получается густой как сахарный сироп), к которому прибавлен клей, наносят при помощи кисти ровным слоем на кусок стекла. Через некоторое время стекло покрывается узором, похожим на ледяные узоры, появляющиеся на окнах в сильные морозы.
III Выводы
Выращивание кристаллов - очень интересный и увлекательный процесс.
Кристаллы, выросшие в естественных условиях, обычно имеют форму правильных многоугольников той или иной симметрии. Грани любого кристалла всегда плоские, ребра между гранями прямолинейные.
Затравка- это центр кристаллизации, поэтому от ее качества зависит, каким станет будущий кристалл. Она должна быть прозрачной, правильной формы, с гладкой поверхностью ребер, без трещин, блочности, включений.
Если во время роста кристалла изменятся условия, или в кристалл попадут примеси, то в результате этих воздействий идеальная структура кристалла нарушится и в нем появятся различные дефекты: пропуски атомов, посторонние атомы, нарушения порядка упаковки атомных слоев и т.д. От количества и типа дефектов в кристалле зависят многие его свойства: прочность, пластичность, окраска.
Для получения крупного кристалла требуется несколько недель. Чем равномернее температура в помещении и чем медленнее идет испарение, тем более правильным получится кристалл. Красивые крупные призмы сульфата меди получают при медленном охлаждении насыщенного при нагревании прозрачного раствора
Библиография
1. М.П. Шасколинская. Кристаллы. Москва. - Наука. Физико-математическая литература, 1995г.
2. Аликберова Л.Ю., Степин Б.Д., «Книга по химии для домашнего чтения», М., Химия, 1994
Кантор Б. З. «Минерал рассказывает о себе», М.: Недра, 1985 г.;
Научно- методический журнал « Химия в школе»№3, 2003г.
Материалы интернет – сайтов:
1. otherreferats.allbest.ru/.
2. [link]
