Искусственные кристаллы для поделок

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 19.09.2024

Каждый человек в своей жизни хотя бы раз любовался красотой кристаллов. Они удивляют своими формами и большим разнообразием цветов и оттенков, и хочется узнать откуда они берутся, для чего служат и почему они такие разные.

Я заинтересовался кристаллами, когда мама мне впервые купила набор для выращивания очень красивого кристалла синего цвета (он к сожалению не сохранился).

И сегодня я хочу совершить вместе с вами увлекательное путешествие в удивительный и таинственный мир кристаллов.

некоторые кристаллы легко выращиваются в домашних условиях.

Предмет исследования: кристаллы.

Объект исследования: рост кристаллов.

Цель проекта:

вырастить кристаллы льда и соли в домашних условиях.

Задачи проекта:

-Выяснить, что такое кристаллы, их виды откуда они берутся и как применяются в нашей жизни.

-Познакомиться со способами выращивания кристаллов.

-Провести наблюдение за процессом кристаллизации.

- Сравнить полученные кристаллы.

Методы: наблюдение, практические эксперименты, фиксирование результатов.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Физическое определение кристалла – это твердое тело имеющее кристаллическую решетку.

Кристаллы возникают несколькими способами, а именно в результате испарения или охлаждения.

При испарении вода превращается в пар, а растворенные в ней химические элементы не могут испаряться вместе с ней и оседают в виде кристаллов.

Рассматривая морозные узоры на окнах, иней, снежинки мы видим кристаллы образующиеся при охлаждении.

Некоторые кристаллы являются продуктами жизнедеятельности организмов. Так инородное тело, попадая в раковину к моллюску через 5 – 10 лет превращается в жемчужину.

Кристаллами так же являются алмазы, рубины, сапфиры и многие другие драгоценные камни.

Кристаллы растут, присоединяя частички вещества из жидкости или пара.

Кристаллы делятся

Природные кристаллы вырастают в недрах планеты,а искусственные выращивают в лабораториях.

Так же и сахар. Это искусственный кристалл, который получают из свеклы или сахарного тростника путем выпаривания.

Кристаллы рубина и сапфира используются в оптике, электронике и лазерных установках.

Самый распространенный способ использования кристаллов – ювелирная отрасль. Самым редким,дорогим и твердым кристаллом является алмаз.

Узнав столько интересного про кристаллы я решил поэкспериментировать и вырастить несколько кристаллов дома.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Опыт №1: Замораживание воды.

Самый простой способ получения кристаллов – замораживание пресной воды. Чтобы кристаллы льда получились яркими я добавил в воду пищевые красители. Для опыта я взял две емкости с водой разного объема (одну побольше, другую поменьше, налил в них воду с красителем и поместил в морозильную камеру. Уже через 15 минут начали образовываться кристаллы льда на поверхности воды. Через час вода в меньшей емкости полностью закристаллизовалась, а в большей только наполовину. За ночь произошла полная кристаллизация воды в обеих емкостях. Жаль, что такие кристаллы очень быстро тают.

Опыт №2: Выращивание кристаллов поваренной соли.

Растворяем в воде соль до тех пор, пока она не перестанет растворяться, и станет оседать на дно стакана. Таким образом получается насыщенный раствор соли. Переливаем его в чистую ёмкость. Для этого я взял 3 чистых стакана и добавил красители (красный, синий, зеленый) привязываем нитку к зубочистке и подвешиваем так, чтобы она не касалась стенок и дна стакана. Это так называемая затравка, на которой будут оседать кристаллы соли. Уже через пару дней можно заметить значительный для кристаллика рост. С каждым днём он будет увеличиваться до тех пор, пока вся вода в стакане не испариться.

Опыт №3: Выращивание кристаллов из готовых (соляных) наборов.

Для опыта я взял два готовых набора для выращивания кристаллов.

В результате проведенных исследований я пришли к следующим выводам:

• Кристалл –это твердое состояние вещества;

• Кристаллы окружают нас повсюду;

• Кристаллы бывают разных цветов, но чаще всего они прозрачны;

• Кристаллы можно вырастить самостоятельно в домашних условиях.

Так же я познакомился с применением кристаллов и провел наблюдения за процессом их роста.

Выращивание кристаллов очень интересный и увлекательный процесс. В процессе проведенных исследований я полностью достиг цели проекта, а именно вырастил несколько видов кристаллов дома,а так же выполнил поставленные задачи :выяснил происхождение кристаллов их виды и способы образования.

Поделился опытом с друзьями. Рассказал ребятам в своей группе, как можно вырастить кристаллы в домашних условиях, показал им свою коллекцию кристаллом и кристаллы выращенные в ходе моего эксперимента.

2. Ленсон И. А. Занимательная химия/ Оформл. серии А. Ефремова; Художн. М. Хавторин. – Переизд. – М. :РОСМЭН, 2000. – 104 с. - (Школьнику для развития интеллекта).

Кристаллы окружают нас повсюду. Мы их едим, ходим по ним, использует для изготовления различных инструментов и приборов. Можно провести интересный эксперимент и вырастить их дома. Рассмотрите фото самодельных кристаллов, можно получить большие и маленькие, прозрачные и цветные экземпляры. Все зависит от вашего желания и терпения.

Краткое содержимое статьи:

Кристаллы из соли

К простому эксперименту можно привлечь детей. Для него понадобится лишь соль и вода. Нет необходимости использовать дополнительные реактивы, поэтому это безопасный процесс. Это увлекательное занятие, ежедневно можно наблюдать, как кристалл постепенно увеличивается в размерах.

Подготовка к эксперименту

Перед началом работы определитесь с местом, где будет располагаться емкость с кристаллом. Во время роста нельзя сдвигать или наклонять посуду. Лучше брать морскую соль, так как она не содержит посторонних примесей.

Возьмите дистиллированную воду или прокипятите и отфильтруйте ее. Можно использовать и обычную поваренную соль для эксперимента.

Не стоит наливать раствор в металлическую посуду. Начинающие исследователи интересуются, какие кристаллы можно сделать самостоятельно.

Размер кристалла зависит от длительности эксперимента, объема емкости. В качестве основы выбирают нить, проволоку, веточки или кусок соли.

Выращивание

Возьмите полстакана воды, вылейте в кастрюлю. Затем посуда ставится на огонь и доводится до кипения. Рассмотрим, из чего можно вырастить кристаллы в домашних условиях.

На формирование поделки из поваренной соли уйдет несколько дней. Морская соль образует кристалл за 2 дня. Если выбрать йодированную соль, то результата придется ждать долго.

Необходимо приготовить насыщенный раствор. В теплую воду добавляют соль, пока она не перестанет растворяться. Готовим нить для основы, к ней привязываем маленький кристаллик соли.

Веревка не должна касаться дна или стенок посуды. Второй конец нити привязывается к карандашу, который располагают сверху на емкости. Теперь нужно наблюдать за ростом.

Кристаллы из сахара

Сладкие и разноцветные изделия порадуют детей. Чтобы получить их, достаточно воспользоваться инструкцией для выращивания кристаллов на дому. Для опыта необходимо 2 стакана воды, 5 стаканов сахара, деревянные шпажки, кастрюля, прозрачные емкости, бумага.

В первую очередь готовим сахарный сироп. Для него понадобится четверть стакана воды и две столовые ложки сахара. Данную смесь ставим в кастрюле на огонь.

После этого шпажки поочередно макаем в сироп, а затем обсыпаем сахаром. Заготовки необходимо хорошо высушить, лучше оставить их до утра.

Процесс выращивания

В кастрюлю налить 2 стакана воды и всыпать постепенно 5 стаканов сахара. Раствор постоянно помешиваем. Если сахар полностью растворился, снимаем сироп с огня. Оставляем его на 15 минут, чтобы остыл. Вырезаем кружки из бумаги. Они должны быть больше диаметра емкостей.

Чтобы разобраться, как правильно выращивать кристаллы своими руками, необходимо внимательно изучить последовательность действий. Это поможет получить желаемый результат.

Остывший сироп разливаем по стеклянным емкостям, можно добавить в них пищевые красители. Затем в стаканы опускаются заготовки с кружками из бумаги на них. Шпажки не должны прикасаться к дну и стенкам. Для выращивания сладких кристаллов понадобится неделя.

Кристалл из медного купороса

Данный эксперимент требует строгого соблюдения техники безопасности. Нам понадобится вода, стеклянная емкость, медный купорос. Приобретать в магазине нужно однородный порошок ярко-синего цвета. В банку нужно высыпать 100 г и залить горячей водой, постоянно помешивая. Получаем насыщенный раствор, его фильтруем и ставим в холодильник.

На следующий день выбираем самый большой кристалл, закрепляем его на нитке и помещаем в банку с отфильтрованным раствором.

Емкость необходимо накрыть бумагой, чтобы туда не попадала пыль. Процесс роста длится несколько недель. После кристалл вынимаем и покрываем бесцветным лаком для ногтей.

Заключение

Выращивание кристаллов является увлекательным процессом. Для получения отличного результата важно соблюдать технологию. Чтобы потренироваться, можно купить специальный набор для выращивания кристаллов в домашних условиях. Сладкие изделия можно попробовать на домашнем чаепитии.

В определенный момент кристаллы перестают расти. На этом можно закончить эксперимент, либо приготовить еще раз насыщенный раствор и опустить туда кристалл. Он вырастит еще больше. Выращивание кристаллов – это интересный и познавательный процесс.

Природные крситаллы. Топаз Природные кристаллы. Берилл Природные кристаллы. Берилл Природные кристаллы. Морион Природные кристаллы. Топаз Природные кристаллы. Морион Природные кристаллы. Аметист

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.

Перейти на английский
Artificial crystals and natural crystals

Как ни странно, но большинство ювелирных изделий сегодня оснащены искусственными камнями. Имеется в виду драгоценные камни, выращенные искусственно. Однако искусственные кристаллы по прочности, чистоте и качеству не ступают натуральным, только для их производства не надо ни археологических раскопок, ни опасных вылазок в глубокие шахты.

Создание самоцветов как бизнес.

Выращивание кристаллов сегодня становится все более популярным и доступным. Понятное дело, что искусственно выращенный рубин будет уступать в стоимости природному, но заработок, который может принести продажа кристаллов, полученных в лабораторных условиях, все равно будет весьма внушительным. Одним из плюсов данного вида деятельности является то, что нет необходимости в получении особых разрешений и лицензий. Действительно, выращивание кристаллов никак не ограничивается законодательством, но все же, перед тем как развернуть крупную компанию и узаконить ее юридически, не забудьте проконсультироваться со специалистами.

Способы выращивания кристаллов.

Кристаллы образуются также и при конденсации паров – именно такой способ образования кристаллов мы видим зимой на окнах.

Выращивание кристаллов в домашних условиях.

В случае, если Вы решили заниматься выращиванием кристаллов дома в промышленных целях, Вам придется запастись терпением и необходимым оборудованием. Ведь для создания искусственного камня, которым заинтересуется ювелир, обычного стакана и ниточки будет маловато. Но нет ничего невозможного, и все зависит только от желания и настойчивости.

Не нужно быть великим экономистом, чтобы понять выгоду от выращивания кристаллов. Например, чтобы получить кристалл рубина приблизительно в 30 карат, Вам понадобиться 3 часа времени и 3кВт*час электроэнергии, то есть около 1$. Стоимость материалов (не более, чем 0,2 г окиси хрома и 6 г окиси алюминия) составляет около 0,50 $. Учитывая данные факты можно смело утверждать, что рентабельность данного бизнеса зашкаливает. Необходимо наладить пути сбыта и найти долгосрочных покупателей – прибыль не заставит себя ждать. А эмоциональное вознаграждение жены так точно гарантировано!