Как сделать кристалл из железного купороса

Обновлено: 07.07.2024

Мы живем в мире, в котором большая часть веществ находится в твердом состоянии. Мы пользуемся различными механизмами, инструментами, приборами. Мы живем в домах и квартирах. Имеем мебель, бытовые приборы, современнейшие средства связи: радио, телевидение, компьютеры и т. д. А ведь все это твердые тела. Так что же такое твердые тела?

В отличие от жидкостей, твердые тела сохраняют не только объем, но и форму, т.к. положение в пространстве частиц, составляющих тело, стабильно. Из-за значительных сил межмолекулярного взаимодействия частицы не могут удаляться друг от друга на значительные расстояния.

В природе часто встречаются твердые тела, имеющие форму правильных многогранников. Такие тела назвали кристаллами. Например, снежинки, морозные узоры на стеклах окон и иней, украшающий зимой голые ветки деревьев. Все камни - это кристаллы! Причем не только яркие и блестящие драгоценные камни (алмазы, рубины, сапфиры), но и обычные, из которых состоят горы, скалы, ущелья и пещеры. Существуют даже кристаллы, которые можно съесть! Это соль и сахар, которые имеются на каждой кухне.

Нам стало интересно, а возможно ли получить кристаллы в условиях школьной лаборатории. Нас очень заинтересовала эта тема, и мы решили вырастить кристаллы из медного и железного купороса.

Актуальность исследования состоит в том, что выращивание кристаллов - увлекательное и познавательное занятие и, пожалуй, самое простое, доступное и недорогое. Кристаллы играли и играют до сих пор немаловажную роль в жизни человека.

Предмет исследования: процесс кристаллизации.

Объект исследования: кристаллы медного и железного купороса.

Цель: выращивание кристаллов из медного и железного купороса и наблюдение за процессом их роста.

рассмотреть лабораторный способ выращивания кристаллов;
по мере роста кристаллов соотносить свои наблюдения с закономерностями, известными из теории кристаллов;
сравнить формы выращенных кристаллов с формами кристаллических решеток.

План работы над проектом:

Изучение способов выращивания кристаллов в лабораторных условиях
Подготовка необходимых материалов (соль медного купороса, соль железного купороса, емкости для выращивания кристаллов, термометр, нить)
Проведение опытно-экспериментальной деятельности с целью получения кристаллов
Анализ полученных результатов исследования.

Обзор литературных источников по исследуемой проблеме

В школьных учебниках кристаллами обычно называют твердые тела, образующие в природных или лабораторных условиях и имеющие вид многогранников, которые напоминают самые строгие геометрические построения. Поверхность таких фигур ограничена более или менее совершенными плоскостями - гранями, пересекающимися по прямым линиям - ребрам. Точки пересечения ребер образуют вершины.

В 1619 г. великий немецкий математик и астроном Иоганн Кеплер обратил внимание на шестерную симметрию снежинок. Он попытался объяснить тем, что кристаллы построены из мельчайших одинаковых шариков, теснейшим образом присоединённых друг к другу. По пути, намеченному Кеплером, пошли впоследствии Роберт Гук и М. В. Ломоносов. Они также считали, что элементарные частицы внутри кристаллов можно уподобить плотно упакованным шарикам. В наше время принцип плотнейших шаровых упаковок лежит в основе структурной кристаллографии.

Кристаллические тела могут быть монокристаллами и поликристаллами. Монокристаллом называют одиночный кристалл, имеющий макроскопическую упорядоченную кристаллическую решётку. Монокристаллы обычно обладают геометрически правильной внешней формой, но этот признак не является обязательным.

Большинство встречающихся в природе и получаемых в технике твердых тел представляют собой совокупность сросшихся друг с другом хаотически ориентированных маленьких кристаллов-кристаллитов. Такие тела называются поликристаллами.

Плотность расположения частиц в кристаллической решетке не одинакова по различным направлениям. Это приводит к зависимости свойств монокристаллов от направления – анизотропии.

Анизотропия – зависимость физических свойств вещества от направления. Физические свойства поликристаллов не зависят от направления: они изотропны.

Изотропия – независимость физических свойств вещества от направления.

Простейший пример анизотропии кристаллов – неодинаковая их прочность по разным направлениям. Это свойство наглядно проявляется при дроблении кристаллических тел.
Кристаллы со слоистой структурой – слюда, гипс, графит, тальк – в направлении слоев совсем легко расщепляются на тонкие листочки, но невозможно разрезать или расколоть их в других плоскостях. Бесцветные кристаллы каменной соли прозрачны, как стекло. Если ударить ножом или молоточком по кристаллу, он разбивается на кубики с ровными, гладкими, плоскими гранями. Это явление спайности, т.е. способности раскалываться по ровным, гладким плоскостям, так называемым плоскостям спайности. Кристаллы кальцита тоже обладают весьма совершенной спайностью: при ударе они всегда разбиваются на так называемые ромбоэдры с гладкими, плоскими гранями. Ромбоэдр - это косоугольный параллелепипед, или, можно сказать, куб, вытянутый вдоль одной из его диагоналей.

Представления о кристаллах, их строении и свойствах развалились на протяжении нескольких веков. Точкой отсчета истории кристаллов может быть известие о существовании изумрудов в Индии за 2 тыс. лет до н. э., алмазов за 1000-500 лет до н. э., рубинов Цейлона за 600 лет до н. э. Человек пытается разгадать природу кристалла с XIII - XIV веков н.э., а в середине XX века весь мир удивили жидкие кристаллы, в конце XX века сенсацией стало известие об открытии фотонных кристаллов. Чем более совершенными знаниями и инструментами исследования владеет человечество, тем более новые горизонты в познании природы и кристаллов, в частности, нам раскрываются.

Удивительно, но выращивать кристаллы можно не только в химических и промышленных лабораториях, но и в домашних условиях. Самые популярные вещества, из которых выращивают кристаллы дома – это поваренная соль, железный купорос и медный купорос.

Существует всего два способа выращивания кристаллов в домашних условиях:

1. Метод охлаждения насыщенного раствора;

2. Метод испарения – постепенного удаления жидкости из раствора.

Берется нужное вещество, готовится из него перенасыщенный (концентрированный) раствор, кладется в раствор так называемая затравка, мелкий кристаллик, и путем прилипания молекул вещества на затравку кристаллик растет. А чтобы молекулы прилипали, нужно либо остужать воду, либо выпаривать (можно и то, и другое). Быстрый способ выращивания кристаллов – это медленное охлаждение раствора.

Выращивание кристаллов медного и железного купороса
Медный купорос применяют в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями и болезнями растений, в промышленности - при производстве искусственных волокон, органических красителей и др. Его можно купить в хозяйственном магазине.

Железный купорос применяют в борьбе с болезнями растений, для уничтожения мхов и лишайников, для дезинфекции выгребных ям. Его можно приобрести в цветочном магазине.

2 этап . Сливаем маточный раствор в другую чистую посуду, туда же помещаем кристаллики со дна, нагреваем посуду на водяной бане, добиваясь полного растворения, и даем охладиться. Через сутки на стенках и дне сосуда образуются маленькие кристаллики – параллелограммы. Из них мы отбираем наиболее правильный кристалл. Это и будет кристалл-затравка. (Приложение 2).

3 этап . Снова готовим насыщенный раствор на основе маточного, добавляя немного вещества, греем и перемешиваем. Если раствор теплый, даем ему остыть до 30 0 С и помещаем туда кристалл-затравку, закрепляя его предварительно на нити. Кристалл-затравка не должен касаться стенок и дна сосуда. Теперь осталось наблюдать за ростом кристалла. (Приложение 3).

Так как исследование проходило в зимнее время, раствор очень быстро остывал, поэтому поддерживать постоянную температуру не удавалось. При быстром охлаждении кристалликов образуется много, одни мешают расти другим и правильных кристаллов не получается. Также периодически приходилось подогревать раствор и добавлять туда еще вещество. Все эти отклонения от технологии привели к тому, что кристаллы выросли сросшимися, т.е. у нас получились поликристаллы с ярко выраженными плоскими гранями отдельных кристаллов. (Приложение 3).

Не меняя положение затравки кристалла медного купороса, мы периодически фиксировали размеры некоторых граней и заметили, что грани изменяют свои размеры – растут, но форма их остается неизменной, углы между соответственными гранями тоже остаются постоянными. Подобная закономерность наблюдается и у других выращенных кристаллов.

Аналогичная закономерность обнаружена нами и у кристаллов железного купороса.

Таким образом, в различных кристаллах одного и того же вещества и форма граней, и их взаимные расстояния могут изменяться, но углы при этом остаются постоянными.

Опытным путем мы обнаружили, что форма граней кристаллов медного и железного купороса отличаются друг от друга. Основываясь на исследованиях выращенных кристаллов и их фотографий, можем утверждать, что форма монокристаллов медного купороса соответствует ромбоэдру, а форма кристаллов железного купороса соответствует ромбической призме. (Приложение 4).

В дальнейшем мы планируем продолжать свои эксперименты с новыми веществами, и ставим перед собой цель вырастить монокристаллы больших размеров и создать собственную коллекцию кристаллов.

Итак. Всем привет. После вчерашнего поста, много кто в комментах просил рассказать как это все делается, так что вот, приятного чтения) Как пример, я буду использовать алюмо-калиевые квасцы(сульфат алюминия-калия). Кристаллы из него получаются прозрачные и красивой формы(октаэдр). Этим же способом можно вырастить кристаллы из абсолютно разных солей, но я решил взять что-то не совсем заезженное, как медный или железный купорос.
Естественно нужно придерживаться техники безопасности: растворы не пить, не нюхать, голыми руками не болтать и кристаллы не брать(пока они без лака, или чем вы там собираетесь их покрывать). Такие соли как сульфат магния или натрия при попадании в организм(сульфат магния даже в медицине используется) фатально навредить не сможет(небольшое отравление). Но при попадании солей тяжелых металлов, производных хрома(хроматы, дихроматы, хромиты) или к примеру красной кровяной соли, то даже малые дозы могут привести к летальному исходу.

Начнем с теории. Все вещества, насколько хорошо они бы не были растворимы у воде, имеют ограниченную растворимость. Обычно, при повышении температуры растворимость увеличивается, а при понижении соответственно уменьшается(есть специальные графики растворимости). Поэтому зачастую концентрированные растворы лучше готовить в горячей воде(только тех солей, растворимость которых существенно зависит от температуры, например для хлорида натрия это бесполезно, поскольку с ростом температуры его растворимость остаётся прежней, или солей которые разлагаются в горячей воде, например ацетат никеля), и с остыванием вся лишняя соль(растворимость уменьшается, а объем раствора нет, поэтому веществу некуда деваться, и образуются мелкие кристаллики, центры кристаллизации, которые обрастают и образуют более крупные агломераты) выпадает в осадок. Также потом при стоянии вода из раствора испаряется, и веществу тоже некуда деваться, поэтому она тоже кристаллизуется. Из этого осадка выбираем самый красивый и целостный кристалл, и на нитке помещаем его в этот же(концентрированный, отфильтрованный от осадка) раствор, то есть создаём искусственно этот центр кристаллизации, и теперь только наблюдаем и иногда меняем/доливаем/фильтрует этот раствор ради чистоты конечного продукта.

А теперь приступим к практике
Если нету весов и не хотите парится с расчетами, не беда. Можно тупо сыпать соль в горячий раствор пока она не перестанет растворятся. Что я собственно и сделал. Обязательное условие для этой соли - раствор должен быть горячий, иначе, в противном случае, вы будете ждать затравку неделю и больше.

Как видно из фотографий, в не очень хорошем качестве(а вот тут сорян), раствор мутноватый, поэтому фильтруем его от мути и лишней соли через лабораторный либо кофейный фильтр, ну а на крайняк можно вообще через салфетки, ну от подобного сверх высокой чистоты, очевидно, ожидать не стоит.

И теперь оставляем его в таком бумажном теплоизоляте(чем дольше раствор будет остывать, тем больше будет затравка(кристалл помещаемый в раствор для его роста)) на несколько дней. Эффективнее будет сделать подобный термоизолят из фольги, но это так, на заметку.

Итак, спустя 1,5 сутки, вот что вышло.

Выбираем из этого всего самого достойного кандидата. Они синеватого цвета через грязи которая не отфильтровалась, и теперь села в осадок, но сами кристаллы сами по себе, после 3 секундной промывки водой, довольно прозрачны.

Привязываем на нитку, или ещё лучше, если у вас получится, на леску. Над этим надо немного попотеть, они довольно скользкие, поэтому нормально их зафиксировать получится ,скорее всего, не с первого раза.

И теперь на картонной самодельной конструкции оставляем его на некоторое время. Лично у меня он очень медленно рос, видимо в комнате была повышенная влажность.

А на следующем фото он 3 недели спустя

Где-то через неделю, он уже начнет обретать форму. А вот фото в каком состоянии он сейчас, при условии, что я его ничем не покрывал, так как эта соль довольно неплохо сохраняет себя и в чистом виде, но все же чем то его покрыть я бы все таки рекомендовал.

В конце данного длиннопоста хочу добавить чтобы при выращивании вы старались избегать резких перепадов температуры, в противном случае, кристалл будет растворятся и приобретать некрасивую форму. А на этом все, всем хорошего дня.

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

«Почти весь мир кристалличен.

В мире царит кристалл и его

Данную тему считаю актуальной, т.к. в природе часто встречаются твердые тела, имеющие форму правильных многогранников. Такие тела назвали кристаллами. Изучение физических свойств кристаллов показало, что геометрически правильная форма – не главная их особенность.

Что такое кристаллы? Какими свойствами они обладают? Как растут кристаллы? Как и где они применяются в настоящее время и каковы перспективы их применения в будущем? Вот эти вопросы заинтересовали меня, и я попыталась найти на них ответы сама.

Результаты своей работы я предлагаю вашему вниманию.

Цель работы: изучение процесса роста кристаллов в природе, в промышленности и в домашних условиях; выращивание кристаллов соли, сахара, железного и медного купороса в домашних условиях; исследование области применения кристаллов.

Задачи: 1. Познакомиться с представлениями ученых о твердых кристаллах на протяжении нескольких столетий

2. Рассмотреть промышленные и лабораторные способы выращивания кристаллов и выбрать способ, приемлемый для выращивания кристаллов в домашних условиях

3. Изучить физические свойства кристаллов

4. Рассмотреть области применения кристаллов.

Объект исследования: кристалл

Предмет исследования: процесс кристаллизации.

Гипотеза: Я предполагаю, что в домашних условиях можно вырастить кристаллы.

Методы: изучение литературы; проведение экспериментов; наблюдение

Глава 1: Природа кристаллов

Понятие кристалл

Рассмотрим всем известную горную породу гранит, состоящую из зерен полевого шпата, кварца и слюды. Все эти зерна – кристаллы, однако их извилистые контуры не сохранили никаких следов прямолинейности и плоскогранности. Гранит возник из огненно-жидкого глубинного расплава – магмы. В процессе остывания расплава из него выпадало множество кристалликов полевого шпата, кварца, слюды. Металлы и сплавы, каменные строительные материалы, цемент и кирпич – все это состоит из кристаллических зерен.

Значит, для образования хорошо ограненных кристаллов необходимо, чтобы ничто не мешало им свободно и всесторонне развиваться, не теснило бы их и не препятствовало их росту. Что касается отношения человека к кристаллам, то можно сказать, что он придает им большое значение, преклоняясь перед этим чудом природы.

1.2 Форма кристаллов

Кристаллографы всегда подчеркивают, что форма кристалла прежде всего зависит от его внутреннего строения, т.е. от кристаллической структуры (пространственного расположения атомов, молекул, ионов слагающих кристалл). Вместе с тем не стоит забывать о том, что на формирование кристаллического тела накладывает свой отпечаток и питающая его среда.

Кристаллы могут иметь всевозможные формы. Все известные в мире кристаллы могут быть разделены на 32 вида, которые в свою очередь могут быть сгруппированы в шесть видов. Кристаллы могут иметь форму различных призм, основанием которых могут быть правильный треугольник, квадрат, параллелограмм и шестиугольник (рис 1).

Рисунок 1 – формы кристаллов.

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. Кристаллические решётки металлов часто имеют форму гранецентрированного (медь, золото) или объёмно-центрированного куба (железо), а также шестигранной призмы (цинк, магний) (Приложение 1).

Глава 2: Выращивание кристаллов

2.1. Образование кристаллов в природе 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.

Огромные количества горячих и расплавленных горных пород глубоко под землей в действительности представляют из себя растворы минералов. Когда массы этих жидких или расплавленных горных пород выталкиваются к поверхности земли, они начинают остывать. 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.

Кристаллизоваться могут не только водяные пары, но и пары других веществ. Например - на фумаролах образуются кристаллы из газов.

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 (Приложение 2).

2.2Методы выращивания кристаллов

Синтез драгоценных ювелирных и технических камней по способу М. А. Вернейля считается классическим и является первым промышленным методом выращивания кристаллов корунда, шпинели и других синтетических кристаллов (Приложение 3).

Метод кристаллизации из раствора в расплаве с использованием флюсов.

Охлаждение насыщенного горячего раствора. Если охлаждение вести быстро, избыток вещества выпадет в осадок. Если раствор охлаждать медленно, зародышей образуется немного, и, обрастая постепенно со всех сторон, они превращаются в красивые кристаллики правильной формы.

Выращивание кристаллов из расплавленных веществ при медленном охлаждении жидкости. Наилучшие результаты получаются, если используется затравка. Таким способом получают, например, кристаллы рубина.

Самый простой способ - испарение растворителя. По мере испарения в сосуд подливались новые порции раствора. Способ выращивания таких кристаллов разработан С. Киропулосом.

2.3 Выращивание кристаллов в домашних условиях 2.3.1 Приготовление раствора

Необходимо приготовить раствор из тёплой воды. Воду лучше брать дистиллированную. Банку на половину объёма наполняют водой и небольшим количеством соли (морской соли, сахара, железного или медного купороса), которую постоянно перемешивают. Добавляем ещё вещества и снова перемешиваем. Повторяем этот этап до тех пор, пока вещество не будет растворяться, и станет оседать на дно сосуда. Получился насыщенный раствор. 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.

2.3.2 Фильтрация раствора

Конечно же, для фильтрации раствора лучше всего использовать хороший, лабораторный фильтр из фильтровальной бумаги и стеклянную воронку. Если готового фильтра нет, то его можно сделать из обычной промокашки. В своих опытах, в домашних условиях, я использовала вату. Вату плотно вставляют в горлышко воронки и затем фильтруют раствор.

2.3.3 Выращивание крупных одиночных кристаллов

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. Выращивание крупного одиночного кристалла - очень длительный и сложный процесс, требующий терпения и осторожности.

Для начала потребуется затравка - маленький кристаллик, который и будет центром кристаллизации. Для того чтобы получить затравку, нужно приготовить максимально концентрированный раствор вещества. Через несколько дней на дне стакана появляются первые кристаллики, имеющие разную форму. Из этих кристалликов отбираю те, которые имеют более правильную форму.

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 фильтрую от выпавших кристалликов, переливаю в чистый стакан и погружаю туда затравку. Стакан накрываю бумагой и оставляю на полке. Уже через неделю можно заметить, что кристалл заметно подрос.

2.3.4 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.

Сначала готовим перенасыщенный раствор соли (сахара, медного купороса) в горячей воде. После охлаждения раствора - вносим затравку. Уже через 5-10 часов видим большое количество кристалликов на нитке, на затравке, на дне стакана. Раствор оставляем в покое в течение 3-5 дней, затем вынимаем нитку с кристаллом, раствор нагреваем, добавляем воды и снова делаем максимально концентрированным. После охлаждения в него вновь вносим нитку с уже подросшим кристаллом и оставляем на 3-5 дней. Эту процедуру повторяем до тех пор, пока кристалл не достигнет необходимого размера.

Глава 3. Мои эксперименты

3.1. Мои опыты по выращиванию кристаллов в домашних условиях

Чтобы вырастить кристаллы в домашних условиях, нужно приготовить перенасыщенный раствор соли. В качестве исходных веществ я выбрала те соли, которыми пользуется человек более или менее часто: медный купорос (для обработки растений от вредителей) и поваренную соль и сахар (для употребления в пищу).

Второй способ, которым я воспользовалась – охлаждение насыщенного горячего раствора, т.е. метод выпаривания. На стеклянные пластинки наносила по несколько капель раствора и затем нагревала пластинки над пламенем. Раствор очень быстро испарялся, а на пластинках оставались кристаллики (Приложение 4).

3.2. Наблюдение за ростом кристаллов

Наблюдала за ростом каждый день. Изучив литературу, я знала, что вырастить монокристалл очень сложно. Для этого нужно строго соблюдать все условия технологии, начиная со специальной посуды, чистоты раствора и заканчивая соблюдением строжайшего температурного режима. Но я занималась экспериментальной работой в зимнее время, раствор очень быстро остывал, поэтому поддерживать температуру постоянной не удавалось. Также приходилось периодически подогревать содержимое и добавлять еще вещества в раствор. Все эти отклонения от технологии привели к тому, что кристаллы выросли сросшимися, т. е. у меня в основном получились поликристаллы с выраженными плоскими гранями отдельных кристаллов.

Я периодически измеряла размеры некоторых граней и заметила следующее: грани изменяют свои размеры - растут, но форма их остается неизменной, углы между соответственными гранями тоже остаются постоянными. Но, возможно, эта закономерность характерна только данному кристаллу? Поэтому я вырастила два разных кристалла медного купороса, сравнила формы граней и измерила их углы. Оказалось, что и для другого кристалла эта закономерность тоже справедлива. Это дает право говорить о том, что в различных кристаллах одного и того же вещества и форма граней, и их взаимные расстояния, и их число могут изменяться, но углы при этом остаются постоянными (Приложение 5).

3.3. Исследование физических свойств кристаллов

Конечно, не все физические свойства можно исследовать в домашних условиях. Расколов кристалл медного купороса на множество маленьких кристалликов я убедилась, что они представляют собой одинаковой формы геометрические тела, отличающиеся только размерами. Большой поликристалл при механическом воздействии может дробиться на части, ограниченные плоскими поверхностями, пересекающимися под острыми и тупыми углами. Способность кристалла раскалываться в определенных направлениях называется спайностью.

А затем я исследовала самые крупные кристаллы на теплопроводность. Я наносила каплю парафина на разные грани кристаллов и давала ей застыть. Затем дотрагивалась до этих граней хорошо прогретой спицей и наблюдала за формой таявшей капельки парафина. В одних случаях форма была круглая, а в других - вытянутая, а это значит, что в первом случае тепло распространялось по всем направлениям одинаково, а во втором - тепло распространялось в одних направлениях медленнее, в других быстрее и форма проталинки была уже не круглой (Приложение 6).

Кроме этого я проверила кристалл медного купороса на электропроводимость, светопроницаемость и намагничиваемость. Вывод: кристалл медного купороса проводит электрический ток; очень слабо пропускает свет; и совсем не обладает магнитными свойствами, т. е не примагничивает тела (Приложение 7).

Затем я сравнила формы полученных кристаллов с формами их кристаллических решеток. Мне это удалось сделать для кристаллов поваренной соли. Выращенный мною кристалл относится к кубической сингоиии – куб (гексаэдр).

Но мне не удалось найти формы решеток железного и медного купороса. Я воспользовалась предыдущим соответствием формы кристалла и его решетки и предположила следующее: что форма кристаллов медного купороса соответствует ромбоэдру (средние сингонии), а форма кристаллов железного купороса - ромбической призме (низшие сингонии) (Приложение 8).

Глава 4. Применение кристаллов

Применения кристаллов в науке и технике так многочисленны и разнообразны, что их трудно перечислить, ограничимся несколькими примерами. Самый твердый и самый редкий из природных минералов - алмаз. Алмазными пилами распиливают камни. Алмаз используется при бурении горных пород, в граверных инструментах, делительных машинах, аппаратах для испытания твердости, сверлах для камня и металла вставлены алмазные острия.

На искусственных рубинах работает часовая промышленность. Новая жизнь рубина - это лазер или, как его называют в науке, оптический квантовый генератор (ОКГ), чудесный прибор наших дней. Кристалл рубина усиливает свет. Лазер светит ярче тысячи солнц. В глазной хирургии применяется чаще всего неодиновые лазеры и лазеры на рубине. В наземных системах ближнего радиуса действия часто используются инжекционные лазеры на арсениде галлия. Появились и новые лазерные кристаллы: флюорит, гранаты, арсенид галлия и др. Сапфир прозрачен, поэтому из него делают пластины для оптических приборов.Основная масса кристаллов сапфира идет в полупроводниковую промышленность.Кремень, аметист, яшма, опал, халцедон— все это разновидности кварца.Мелкие зернышки кварца образуют песок. А самая красивая, самая чудесная разновидность кварца - это и есть горный хрусталь, т.е. прозрачные кристаллы. Поэтому из прозрачного кварца делают линзы, призмы и др. детали оптических приборов.

Пьезоэлектрические кристаллы применяются для воспроизведения, записи и передачи звука. Пьезоэлектропластинками измеряют, например, давление в стволе артиллерийского орудия при выстреле, давление в момент взрыва бомбы, мгновенные давления в цилиндрах двигателей при взрыве в них горячих газов. В технике также нашел своё применение поликристаллический материал поляроид. Поляроидные пленки применяются в поляроидных очках.

Заключение

Живя на Земле, сложенной кристаллическими породами, мы, безусловно, никак не можем отвлечься от проблемы кристалличности: мы ходим по кристаллам, строим из кристаллов, обрабатываем кристаллы на заводах, выращиваем их в лабораториях, широко применяем в технике и науке, едим кристаллы, лечимся ими.

Кристаллы – это красиво, можно сказать чудо какое-то, они притягивают к себе; говорят же "кристальной души человек" о том, в ком чистая душа. Кристальная – значит, сияющая светом, как алмаз … И если говорить о кристаллах с философским настроем, то можно сказать, что это материал, который является промежуточным звеном между живой и неживой материей.

Таким образом, в ходе выполнения работы я сделал следующие выводы: 1. Представления о кристаллах, их строении и свойствах развивались на протяжении нескольких веков

Все физические свойства, благодаря которым кристаллы так широко применяются, зависят от их строения - их пространственной решетки.

Я выбрала наиболее приемлемый способ для выращивания кристаллов в

домашних условиях и вырастила кристаллы медного и железного купороса, а также кристаллы поваренной соли и сахара. По мере роста кристаллов проводила наблюдения. Определила типы кристаллических решеток для медного и железного купороса.

Список литературы

Желудов И.С. Физика кристаллов и симметрия. – М.: Наука, 1987

Кабардин О.Ф. Физика: учебник 10 класса для школ с углубленным изучением физики. – М.: Просвещение, 2001

Рыбалкина М. Нанотехнологии для всех. – М.: Большое в малом, 2005

Шафрановский И.И. Симметрия в природе. – Ленинград: Недра, 1985

Энциклопедический словарь юного физика/сост. В.А. Чуянов.-2-е изд., испр. И доп. – М.: Педагогика, 1991

Материалы из ИНТЕРНЕТ

Приложения:

Приложение 1 (модели кристаллических решеток)

КР золота (Au) КР железа (Fe) КР меди (Cu) КР Поваренной соли

Приложение 2 Кристаллы в природе

Приложение 3 Схема аппарата Вернейля и монокристалл корунда, полученный этим методом.

Снимите стакан с песчаной бани и поставьте его на керамическую плитку. Дайте раствору немного остыть и внесите в него затравку - кристаллик сульфата меди, привязанный к нитке. Затравка может раствориться, но это не имеет большого значения. При охлаждении раствора на нитке образуются небольшие кристаллики сульфата меди, но основное количество сульфата меди выпадет в осадок (поскольку снизу - в месте контакта стакана с керамической плиткой раствор больше всего охлаждается).

Извлечем нитку с кристаллами из раствора и повторим процедуру: снова поставьте стакан на песчаную баню и нагрейте до растворения осадка. Выключите нагрев (не снимайте стакан с бани), накройте стакан чашкой петри и дайте раствору частично остыть.

После этого внесите в раствор нитку с кристаллами, снова накройте стакан и оставьте его на ночь. Утром на нитке образуется гроздь кристаллов медного купороса размером около 5 см.

При быстром выращивании кристаллов сульфата меди из горячего раствора затравка не имеет большого значения. В раствор даже можно опустить нитку без затравки - все равно на ней осядут кристаллики.

Раствор медного купороса, который остался после эксперимента, пригодится нам, чтобы вырастить большой кристалл медного купороса. Аккуратно слейте насыщенный раствор с осадка в стакан или банку, опустите в него на нитке кристаллик купороса. Накройте сосуд марлей и оставьте его в укромном месте (все делается при комнатной температуре). В данном случае выбор кристалла для затравки очень важен. Постарайтесь взять правильно сформированный кристаллик без внешних повреждений.

Когда кристалл вырастет достаточно большим, вынем его из раствора, обсушим мягкой тряпочкой или бумажной салфеткой, обрежем нитку и покроем грани кристалла бесцветным лаком, чтобы предохранить от "выветривания" на воздухе.

Помните, что работать с лаком можно только в хорошо проветриваемом помещении и вдали от источников огня!

Очень интересно! Первый раз вижу такие чудные кристаллы. Скажите пожалуйста, они несут чисто декоративную функцию или из них можно что-то сделать. Хрупкие они или нет. И еще цвет может быть только голубым или бывают варианты. Возможно мои вопросы покажутся наивными, но химию я изучала лет эдак . цать назад и в пределах школьной программы. Вот бы детям на уроках показывали побольше таких интересных превращений, глядишь и двоек стало бы намного меньше. Спасибо Вам за МК.

Кристаллы чисто декоративные. Если уронить,то разобъется,а так стоит не крошиться. Голубой цвет,потому что соль медного купороса,а если поваренную соль взять будет -белый цвет.

а если сделать из повареной соли то он через время растает?

Нет, он будет сохранять свою форму пока ты его не разобьёшь или не продашь

Есть еще железный купорос он дешевле и он зеленый.

Как здорово! Спасибо!

Спасибо ОГРОМНОЕ! Теперь и я займусь выращиванием кристаллов))))

Спасибо за интересный МК! Детям наверное понравится выращивать кристалы. Вот дочь вернется из санатория, я ей покажу Ваш МК

У меня тоже такие есть, весной выращивала, понравилось.Только вначале у меня получались с большими грянами кристаллы, а потом меленькие-меленькие. интересно, почему так?

Размеры кристалла зависят от затравки(ее размера) и температурного режима. можно эксперементировать.

очень интересный опыт. А песчаную баню можно заменить водяной или к примеру микроволновкой? нет у нас дома песчаной бани

Я вообще ставила термостойкий стакан на электропечку, без песчаной бани. и тоже хорошо получается.

Всегда говорила своим ученикам: "Учите химию, в жизни пригодится". Вот наглядный пример.

Очень интересная работа! Спасибо за МК.

Спасибо, что напомнили далекое детство! Нам давали задание вырастить такие кристаллы из поваренной соли. Можно туда веточку опустить - будет в "инее".

Здорово получилось!Мы в школе так делали))

Скажите пожалуйста а где можно достать медный купорос? и простите что уточняю,кристалл сульфата меди-это и есть медный купорос?

СУЛЬФАТ МЕДИ, химическое соединение, которое существует в двух формах. Безводный сульфат, Cu2SO4, - это светло-серый порошок, который мгновенно вступает в реакцию с влагой, содержащейся в атмосфере, и превращается в пятиводный сульфат, который имеет вид ярко-голубых кристаллов медного купороса, CuSO4.5H2O, используемый для меднения, для предохранения древесины от гниения, а также для уничтожения водорослей в прудах. Медный купорос продается в магазинах,где торгуют семенами и всякими удобрениями для сада и огорода.

Спасибо за такой подробный ответ.то есть в магазине сад-огород можно купить это удобрение, выбрать кристаллик покрупнее для затравки, и порошок использовать для выращивания?

Только это не удобрение,а химикат для обработки деревьев. Да,выбрать для затравки кристаллик покрупней и можно начинать химичить! Удачи!

простите возможно за наивный вопрос кристал сульфат меди и медный купарос это одно и тоже или нет?

Очень красиво. А еще можно сделать каркас из проволоки и обтянуть капроновыми колготками. Я в школе сделала каркас розы и уже на него наращивала кристалы медного купороса. Получилось очень красиво. А самое главное, что после такого кристала оценки по химии мне всегда хорошие ставили уже автоматом

Спасибо,за подсказку! Попробую сделать что-нибудь по Вашему совету.

ПРОСТО КРАСОТИЩА. у меня возникли вопросы, не могли бы Вы на них ответить? куда можно использовать эти кристалики? и где можно взять -медный купорос, затравку - кристаллик сульфата меди? и как сделать песчаную баню?

А этот криссталик безопасный? А то все таки - химическое вещество! А из него можно кулон сделать или небезопасно вешать такую вещицу на шею?

Вот это я удачно заглянула! Отличная статья!

Сегодня утром ехала на работу и привидилось мне дерево из кристаллов, чтобы веточки все были разные - голубые, белые, фиолетовые! Попробую сотворить это нечто с помощью ваших советов!

конечно очень интересно и красиво но мне в городе всего этого не найти

Я видел эти же самые фотографии на очень многих сайтах. Таких сайтов очень и очень много, так что найти более подробное описание вырашивания кристаллов из разных солей не трудно. Я и сам вырастил кучу таких кристаллов. И кстати это очень опасное вещество и с ним нужео очень аккуратно обращаться!

Вот я и добралась до очередных экспериментов. На этот раз похимичим с героем прошлой статьи – железным купоросом. С ним не так много чего можно сделать, как с медным, но тоже есть пара интересных моментов.

Опыты с железным купоросом, кстати, тоже очень легкие и не требуют специальных реактивов. Все, что может вам понадобиться, легко найти.

Получение железного купороса

Про него я рассказывала в статье об опытах с медным купоросом, но повторюсь еще раз. Опускаем железный гвоздь в раствор медного купороса и ждем. Дальше все пройдет без нашего участия, труп врага сам проплывет мимо. Ой, то есть нужная реакция пойдет автоматически Полученный желто-коричневый раствор и будет тем, что вам нужно.

Это если у вас нет возможности или желания идти в хозяйственный или садово-огородный магазин, где и продают железный купорос. Если же есть – идете, покупаете, разводите в теплой воде, ждете, пока растворится, сливаете, чтобы нерастворившиеся остатки и прочий мусор остались на дне, и работаете с прозрачным раствором. Вот и все.

Взаимодействие с гидроксидом натрия

Первое, что можно сделать – получить осадок гидроксида железа двухвалентного. Напоминаю, что железный купорос – это сульфат железа, то есть соль серной кислоты.

Превращения осадка

Капнем пару капель. Смотрите, осадок сразу же становится красно-рыжим, как ржавчина:

Прототип чернил

Это – прообраз чернил. Раньше их получали именно так: взаимодействием солей железа с дубильными веществами.

Красивая цветная реакция

Смешиваем наш сульфат железа с чаем либо отваром гибискуса – и любуемся красивым фиолетовым раствором.

Реакция с аспирином

Сразу скажу, в плане интерпретации происходящей химической реакции это довольно спорный опыт, тем не менее провести его можно, хотя бы ради интереса. Ну а если вы еще и задумаетесь над тем, что происходит, и попытаетесь самостоятельно докопаться до истины, то будет вообще замечательно. Значит, я не зря веду свой блог – смогла вас заинтересовать и побудить думать.

По поводу дальнейших операций, которые можно провести, сразу скажу, что их можно интерпретировать по-разному. Мне правильно сделали замечание в одном из комментариев насчет того, что крахмал является наполнителем практически во всех лекарствах. Вопрос только, сколько его там? И почему он не указан в составе лекарства на упаковке?

В общем, вопросов много, поводов для дискуссии – тоже. Буду рада, если выскажете свои мысли в комментариях.

На этом все на сегодня. Делюсь с вами очередным шедевром своей коллекции, увиденным в одном из хозяйственных магазинов:

Всем хорошей недели!

Читайте также: