Как сделать кристалл сульфат алюминия калия

Обновлено: 04.07.2024

Квасцы — двойные соли, кристаллогидраты сульфатов трёх- и одновалентных металлов общей формулы M+2SO4•M3+2(SO4)3 •24H2O(часто записывается как M+M3+(SO4)2•12H2O), где〖 M〗^+ — один из щелочных металлов (литий, натрий, калий, рубидий или цезий), а M^(3+) — один из трехвалентных металлов (обычно алюминий, хром или железо(III)). Ион аммония (〖NH〗_4^+) может также выступать в роли M^+. Раньше этот термин относился только к алюмокалиевым квасцам. Их получали из природных минералов, из которых наиболее пригодным для этого был алунит.

Файлы: 1 файл

курсовая.docx

Алюмокалиевые квасцы - кристаллогидрат сульфата алюминия-калия применяют в виде 0,5-1,0%-го водного раствора для полосканий, промываний и т.п.
Вяжущее, кровоостанавливающее и противовоспалительное действие таких растворов связано с дубильными свойствами квасцов − взаимодействием катионов калия K+ и алюминия Al3+ с белками живых клеток.
Именно поэтому алюмокалиевые квасцы стали одним из основных компонентов кровоостанавливающих карандашей.

Целью моей курсовой работы явилось получение и идентификация алюмокалиевых квасцов.

Получение

Совместная кристаллизация сульфатов калия и алюминия:

Обжиг минерала алунита K2SO4•Al2(SO4 )3•Al(OH)3 с последующим выщелачиванием и п ерекристаллизацией.

Сульфат алюминия-калия — белые гигроскопичные кристаллы, хорошо растворимые в воде. Из водных растворов выделяется виде кристаллогидрата KAl(SO4)2•12H2O — бесцветных кристаллов кубической сингонии, температура плавления 92°С (в собственной кристаллизационной воде). На воздухе почти не выветривается, но легко теряют кристаллизационную воду при нагревании до 120°С, превращаясь в белый порошок жженых квасцов (KAl(SO4)2), малорастворимый в воде. При повышении температуры растворимость в большинстве случаев увеличивается очень сильно, как это видно из приводимых ниже данных для алюмокалиевых квасцов (KAl(SO4)2 на 100 г воды) (табл. 1):

В разбавленных растворах они почти полностью диссоциированны на отдельные составляющие ионы. Водный раствор алюмокалиевых квасцов имеет кислую реакцию среды в результате гидролиза по катиону .

При обычных условиях алюмокалиевые квасцы вполне устойчивы. При нагревании теряют кристаллизационную воду, превращаясь в так называемые жженные квасцы.

1.3. Химические свойства

Водные растворы имеют кислую реакцию из-за обратимого гидролиза по катиону алюминия:

Реагирует с щелочами с различным результатами, в зависимости от концентрации щелочи и температуры:

Широкое применение алюмокалиевые квасцы нашли в косметической, легкой и швейной промышленности. Элемент применяют в качестве природного дезодоранта, небольшой раствор способен замедлить рост бактерий и прочее. Квасцы используют в качестве протравы при крашении шерстяных или хлопчатобумажных тканей. Также квасцы применяют как дубящее средство в кожевенной промышленности при процессах кварцевания. Кроме того, данное химическое вещество активно используют в медицине как кровоостанавливающее средство, и применяют для лечения герпеса, а также прочих воспалительных процессов.

Свойства квасцов идеально подходят для:
-Устранения раздражения кожи после бритья у мужчин;
-Чудесное средство после депиляции у женщин;
-Устранения зуда и отечности от укусов мошек и комаров;
-Способствуют заживлению и дезинфекции мелких ран и порезов;
-Препятствуют распространению прыщей.

2.1. Синтез алюмокалиевых квасцов

Для синтеза алюмокалиевых квасцов были взяты следующие реактивы:

Восемнадцати водный сернокислый алюминий (техн.)
Сернокислый калий (техн.)
Дистиллированная вода

- перламутровые иглы, хорошо растворим в воде: при 0 растворяется 86,8 г соли. Вещество нерастворимо в спирте, устойчиво на воздухе.

- бесцветные или белые кристаллы, растворимость в воде меньше, чем у .

Растворили 20г (техн.) в 40-50мл воды. Отдельно готовят раствор 6г в 50-60мл воды. Растворы сливают, упаривают на водяной бане до начала кристаллизации и быстро охлаждают при перемешивании. Выпавшие кристаллы отсасывают на воронке Бюхнера, растворяют в минимальном количестве воды и охлаждают. Кристаллы хорошей огранки получаются при медленном охлаждении из раствора при комнатной температуре. Их отделяют декантацией и высушивают на фильтровальной бумаге.

Процесс протекает по уравнению реакции:

Рассчитаем выход продукта :

υпр= (υ(Al2(SO4)3*18H2O)- υ(K2SO4))*2=0,008моль

υтеор= m/M(KAl(SO4)2*12H2O)=24.7/474= 0.052моль

η= υпр/ υтеор*100%=0,008/0,052*100%= 15,38%

Масса сухой соли составила 24,7г, что соответствует выходу 15,38% от теоретически возможного. Взвешивание образцов веществ проводили на аналитических весах.

После того, как синтезируемое вещество, а именно алюмокалиевые квасцы, было получено, понадобилось идентифицировать соединение, т.е доказать качественный состав. Для этого было использовано два метода: термогравиметрический и рентгенофазовый анализы.

2.2.1. Термогравиметрический анализ

Термогравиметрический анализ (ТГ) — метод термического анализа, при котором регистрируется изменение массы образца в зависимости от температуры. Этот метод анализа заключается в наблюдении массы исследуемой навески вещества при изменении её температуры. Результатом анализа являются ТГ-кривые — зависимости массы навески (или изменения массы навески) от температуры или времени. Возможно два способа проведения данного анализа: изотермический – при постоянной температуре и динамический - при изменении температуры во времени. Термоанализатор состоит из высокоточных весов с тиглями (как правило, платиновыми), которые размещаются в камере небольшой электропечи. В непосредственной близости от образца, например, под донышком тигля, находится контрольная термопара, с высокой точностью измеряющая температуру. Камера печи может заполняться инертным газом для предотвращения окисления или иных нежелательных реакций. Для управления измеряющей аппаратурой и снятия показаний используется компьютер.

В процессе анализа температура поднимается с постоянной скоростью, и записывается изменение массы в зависимости от температуры. Верхний предел температуры ограничен только возможностями прибора, и может достигать 1500 °C и более. При этом, благодаря хорошей теплоизоляции печи температура на её внешней поверхности невысока и не вызывает ожога. В методе ТГ-анализа высокое разрешение достигается за счёт наличия петли обратной связи между весом образца и его температурой. Нагрев замедляется по мере изменения веса образца, и, таким образом, температуру, при которой изменяется вес можно установить с большой точностью. Анализ проходит на дериватографе ОД-102, со скоростью нагрева 0,17 град/с, в кварцевых тиглях, в атмосфере аргона. Постоянное сопротивление цепи ДТА -1/10 и ДТГ-1/10. На дериватографе абсолютная погрешность определения температуры составила ±5град.

Для анализа была взята проба образца массой 200 мг. Результатом анализа являются графики зависимости массы пробы образца от температуры и температуры от времени и ДТГ. Первый эндотермический пик на ДТГ соответствует плавлению пробы вещества, что соответствует температуре примерно 100. Второй и третий пики связаны с потерей массы, обратим внимаение на наличии именно двух пиков,что говорит о потере массы в два этапа.после определенной температуры( от 200-1000) убыль массы не происходит. Судя по графику можно сделать вывод, что первоначально убыль массы составило 82мг, т.е на 200 мг соли приходилось 82мг кристаллизационной воды, что составило (82:200-0,41 или 41%) 41% от массы исходного вещества. Вторая потеря массы составила 92мг от первоначальной навески или 10мг от оставшейся, сто составило (10: (200-82)=0,085 или 8,5%) 8,5%. Подобным образом при нагревании ведут себя кристаллогидраты, а т.к синтез проводился в водной среде, то можно предположить, ч то мы имеем дело с кристаллогидратом, и уменьшение массы произошло в результате потери кристаллизационной воды. Тогда в результате первого изменения массы ( для удобства примем массу в граммах):

82г:18г/моль=4,56 моль – количество вещества воды, потерянное при термическом разложении.

Очевидно, что при этом выделяется 10моль воды на каждый моль соли. Дальнейшее изменение массы опять связано с кристаллизационной водой. В итоге:

92г:18г/моль=5,11моль – выделилось воды.

По термогравиметрической прямой можно найти убыль массы образца равной 46%.

На основании термогравиметрического анализа можно сказать, что полученное вещество представляет собой кристаллогидрат, состава: KAl(SO4)2*12H2O. При нагревании теряет кристаллизационную воду в два этапа: сначала переходит в гидрат, после безводную соль. Полученные данные отвечают справочным.

2.2.2. Рентгенофазовый анализ

Рентгенофазовый анализ основан на дифракции рентгеновских лучей на кристаллах. Для осуществления дифракции необходим одинаковый порядок периода дифракционной решетки и длины волны излучения. Для рентгеновских лучей дифракционной решетки может служить кристалл, с упорядоченным расположением атомов. Для описания кристаллической структуры выбирают для нее элементарную ячейку – параллелепипед с ребрами a,b,c. Направление вдоль ребер принимают за оси координат Ox, Oy, Oz, а углы между ребрами за координатные. Величины a,b,с и координатные углы называют параметрами кристаллической структуры. Соотношения параметров позволяет классифицировать все кристаллы по сингониям, которую можно рассматривать как совокупность плоскостей, на которых находятся атомы. Такие плоскости называются атомными сетками, каждая из которых принадлежит семейству сеток. Расстояние между сетками называется межплоскостным расстоянием.

В результате когерентного рассеивания электронами рентгеновские лучи распространяются во все стороны. Интерференция рассеиваемых атомами кристалла приводят к повышенной интенсивности их в направлениях, по которым разность хода равна целому числу хода волн, излучения находятся в пределах расстояний между плоскостями решетки кристалла, то искажение на плоскостях решетки лучи покажут разность хода, которая благодаря интерференции приводит к усилению или затуханию излучения. Уравнение дифракции Вульфа-Брэгга имеет вид: , где d – межплоскостное расстояние, - дифракционный угол искажения, n – целое число, порядок отражения, L – длина волны излучения.

Для рентгенофазового анализа применяют материал, состоящий из беспорядочного ориентированных мелких кристалликов. При прохождении узкого направленного рентгеновского излучения может образоваться дифракционное отражение. Если поставить нормально первичному пучку регистрирующий экран, то дифракционные отражения расположатся на окружности. Образец вещества располагается в плоскости, изначально параллельной рентгеновскому пучку. При повороте образца и счетчика каждое семейство сеток может попадать в отражающее положение столько раз, сколько это возможно при значении d.

Актуальность выбранной нами темой заключается в том, что на данный момент кристаллы (а в частности квасцы) широко используются в химической промышленности, медицине, а также они имеют такое интересное свойство, как изоморфизм.

Мы бы хотели изучить информацию по этому вопросу и исследовать изоструктурность кристаллов алюмокалиевых и хромокалиевых квасцов.

Почему кристаллы имеют такое свойство как изоморфизм, и что он из себя представляет?

Как именно изоструктурность проявляется в кристаллах алюмокалиевых и хромокалиевых квасцов?

Исследовать изоструктурность кристаллов алюмокалиевых и хромокалиевых квасцов.

Изучить информацию о том, что такое кристаллы и квасцы.

Проанализировать полученную информацию и обобщить ее.

Провести опыты по выращиванию алюмокалиевых и хромокалиевых квасцов.

Выявить ошибки в процессе опытов, устранить их и описать.

2.5 Объект и предмет исследования

Предмет – алюмокалиевые и хромокалиевые квасцы.

Объект – проявление изоструктурности алюмокалиевых и хромокалиевых квасцов.

2.6 Методы исследования

Анализ информации
Реферирование
Цитирование
Эксперимент

Кристаллы смешанного состава из алюмокалиевых и хромокалиевых квасцов будут расти вследствие них изоструктурности.

2.8 Продукт исследования

Кристалл смешанного состава из алюмокалиевых и хромокалиевых квасцов.

3.1.1 Определение кристаллов

Кристаллы — это твёрдые вещества, имеющие естественную внешнюю форму правильных симметричных многогранников, основанную на их внутренней структуре, то есть на одном из нескольких определённых регулярных расположений составляющих вещество частиц (атомов, молекул, ионов).

3.1.2 Виды кристаллов

Следует разделить идеальный и реальный кристаллы.

Идеальный кристалл — является математическим объектом, лишённым любых дефектов строения, а также имеющим полную, свойственную ему симметрию, идеализированно ровные гладкие грани.
Реальный кристалл — всегда содержит различные дефекты внутренней структуры решетки, искажения и неровности на гранях и имеет пониженную симметрию многогранника вследствие специфики условий роста, неоднородности питающей среды, повреждений и деформаций. Не обязательно обладает кристаллографическими гранями и правильной формой, но у него сохраняется главное свойство — закономерное положение атомов в кристаллической решётке.

3.1.3 Выращивание кристаллов из растворов

Для того чтобы вырастить кристалл, нужно проделать следующие пункты:

Сделать пересыщенный раствор из необходимого вещества;
Вырастить из этого раствора мелкие кристаллы-затравки (на рост кристалла может влиять изменение температуры, испарение, давление и др. условия среды).
Снова сделать пересыщенный раствор
Поместить затравку так, как вам нужно (подвесить на нить/кошачий ус/проволоку/другое или разместить свободно в растворе)
Подождать какое-то время (неделю или несколько дней) и снова сделать пересыщенный раствор, и поместить в него уже подросший кристалл.
Последнюю операцию проделать столько раз, сколько потребуется для достижения кристаллом требуемого размера.

1.Кристаллизация — разделение однородных жидких растворов на твердую и жидкую фазы. Растворение - обратный процесс - образование однородного раствора из твердой и жидкой фаз в процессе растворения.

2. Кристаллы выпадают из пересыщенного раствора. Способы пересыщения: выпаривание, охлаждение и высаливание. В процессе пересыщения увеличивается обобщенная движущая сила кристаллизации - разность концентраций фактического и насыщенного растворов. При достижении критического ее значения процесс кристаллизации начинается самопроизвольно и продолжается до достижения концентрации насыщения. Процесс кристаллизации можно инициировать и раньше, но для этого требуется создать в растворе зародыши кристаллов.

3. Пребывание раствора в пересыщенном состоянии сопровождается одновременным протеканием двух процессов: образования зародышей кристаллов и их растворения. Зародыши образуются при сближении двух или нескольких молекул растворенного вещества вследствие удержания их силами притяжения. Они растворяются в результате ударов по зародышам других молекул и отрыва от них части молекул кристалла. Мелким зародышам, состоящим из 3. 10 молекул, удары могут быть нанесены в более опасных направлениях, способствующих отрыву. Это усиливает растворение. Если кристаллы более крупные, то такие удары невозможны.

4. Процесс кристаллизации можно представить как два последовательно протекающие процесса: диффузия молекул к кристаллу и их осаждение на поверхности.

3.2 Квасцы и изоморфизм

Квасцы́— двойные соли, кристаллогидраты сульфатов трёх- и одновалентных металлов общей формулы M + 2 SO 2− 4 M 3+ 2 (SO4) 2− 3 ·24H 2 O (другая запись M + M 3+ (SO 4 ) 2 ·12H 2 O), где M + — один из щелочных металлов, кроме лития (Na, K, Rb, Cs), или таллий (I), а M 3+ — один из трёхвалентных металлов (обычно алюминий, хром или железо (III)). В роли M + могут также выступать ионы аммония (NH +4 ) и его замещённые производные (например, CH3NH+3).

При обезвоживании возникают так называемые жжёные квасцы (формула: M + M 3+ (SO 4 ) 2 −2) .

Наиболее распространены алюмокалиевые и хромокалиевые квасцы.

Квасцы могут быть получены смешением горячих эквимолярных водных растворов сульфатов соответствующих металлов. При охлаждении таких растворов из них кристаллизуются квасцы.

Квасцы получают при помощи переработки сернокислых солей, подвергая процессам гидролиза.

Квасцы хорошо растворимы в горячей воде. Растворимость снижается с увеличением атомного номера одновалентного катиона (т.е. от натрия до цезия). Обладают вяжущим вкусом.

Квасцы широко используются в косметологии, гинекологии и стоматологии.

Вещество применяется в борьбе с повышенной потливостью. Еще одно полезное свойство квасцов - дезинфекция. Они уменьшают патогенную микрофлору, вследствие чего происходит дезодорирование запаха пота.

Несколько примеров квасцов:

• Алюмоаммонийные квасцы (Е523) — AlNH 4 (SO 4 ) 2 · 12H 2 O.

• Алюмокалиевые квасцы (Е522) — KAl(SO 4 ) · 12H 2 O. Бесцветные кристаллы, применяется при очистке воды, для дубления кожи, при изготовлении огнестойких тканей, а также как разрыхлитель при выпечке хлебобулочных изделий.

• Алюмонатриевые квасцы (Е521) — NaAl(SO 4 ) 2 · 12H 2 O.

• Алюморубидиевые квасцы — RbAl(SO 4 ) 2 · 12H 2 O.

• Алюмоцезиевые квасцы — CsAl(SO 4 ) 2 · 12H 2 O.

• Железоаммонийные квасцы — FeNH 4 (SO 4 ) 2 · 12H 2 О

• Железокалиевые квасцы — KFe(SO 4 ) 2 · 12H 2 O

• Хромокалиевые квасцы — KCr(SO 4 ) 2 · 12H 2 O. Тёмно-фиолетовые, просвечивающие рубиново-красным цветом октаэдрические кристаллы. Применяются при кустарной выделке меха в качестве дубителя.

3.2.2 Алюмокалиевые квасцы — KAl(SO 4 ) 2 · 12H 2 O

Получение алюмокалиевых квасцов:

Совместная кристаллизация сульфатов калия и алюминия:
Обжиг минерала алунита K 2 SO 4 •Al 2 (SO 4 ) 3 •Al(OH) 3 с последующим выщелачиванием и перекристаллизацией.

Сульфат алюминия-калия — белые гигроскопичные кристаллы, хорошо растворимые в воде.

Из водных растворов выделяется в виде кристаллогидрата KAl(SO 4 ) 2 •12H 2 O — бесцветных кристаллов кубической сингонии. (прил.1)

Использование алюмокалиевых квасцов:

Дубильные средства в кожевенной промышленности.
Протрава при крашении тканей.
Проклеивание бумаги в целлюлозной промышленности.
Kкоагулянт при очистке сточных вод.
В фотоделе.
Кристаллические дезодоранты (део-кристаллы).
При создании огнеупорных тканей.
Производство искусственных продуктов питания в странах Юго-Восточной Азии.

3.2.3 Хромокалиевые квасцы KCr(SO 4 ) 2 *12H 2 O

— неорганическое соединение, соль металлов калия и хрома и серной кислоты с формулой KCr(SO 4 ) 2 , красные кристаллы, растворимые в воде, образует кристаллогидраты — хромокалиевые квасцы.

Образуется при выпаривании растворов сульфатов хрома и калия:

K 2 SO 4 +Cr 2 (SO 4 ) 3 +24H 2 O= 2KCr(SO 4 ) 2 * 12H 2 O

Восстановление бихромата калия в кислой среде:

K 2 Cr 2 O 7 +3CH 3 CH 2 OH+4H 2 SO 4 +17H 2 О =2KCr(SO 4 ) 2 *12H 2 O +3CH 3 CHO

Сульфат хрома(III)-калия образует красные кристаллы тригональной сингонии

Образует кристаллогидраты состава KCr(SO4)2•n H2O, где n = 1, 2, 6 и 12.

Наиболее изучен кристаллогидрат KCr(SO4)2•12H2O — хромокалиевые квасцы, тёмно-фиолетовые кристаллы кубической сингонии. При нагревании выше 78°С переходят в зелёную модификацию. (прил. 2)

Кристаллогидраты — кристаллы , содержащие молекулы воды и образующиеся, если в кристаллической решётке катионы образуют более прочную связь с молекулами воды , чем связь между катионами и анионами в кристалле безводного вещества.

гипс CaSO 4 ·2H 2 O ,

карналлит MgCl 2 ·KCl·6H 2 O,

медный купорос CuSO 4 ·5H 2 O,

железный купорос FeSO 4 ·7H 2 O ,

кристаллическая сода Na 2 CO 3 ·10H 2 O

Состав многих кристаллических веществ, в том числе минералов, не является вполне постоянным. Это связано с тем, что в структуре этих веществ атомы различных химических элементов могут замещать друг друга. Явление замещения в кристаллической структуре атомов одних химических элементов атомами других элементов называется изоморфизмом. В результате такого замещения (изоморфного замещения) могут образовываться кристаллические фазы переменного состава смешанные кристаллы (или изоморфные смеси). Очень часто такие фазы называют также твердыми растворами (точнее, твердыми растворами замещения). При изоморфном замещении атомы различных элементов занимают одну и ту же позицию в структуре (образуют одну и ту же правильную систему точек), распределяясь в этой позиции, в общем статистически. Для возможности такого замещения замещающие друг друга частицы (атомы, ионы) должны быть достаточно близки по своим размерам и химическим свойствам.

Появление рентгеноструктурного анализа кристаллов и создание систем эффективных радиусов атомов и ионов дало новую основу для выявления закономерностей изоморфизма. В.М.Гольдшмидтом было высказано правило, согласно которому изоморфные смеси образуются в широких пределах, если эффективные радиусы замещающих друг друга ионов различаются не более чем на 15 %. Конечно, этот критерий имеет, лишь ориентировочное значение. Для проявления изоморфизма кроме близости размеров замещающих друг друга частиц необходима их химическая аналогия, одинаковый тип химической связи, равенство координационных чисел и координационных многогранников. Поэтому, например, ионы Hg 2+ и Са 2+ , имеющие различное электронное строение, при значительной близости их эффективных радиусов практически изоморфно не замещают друг друга. В.М.Гольдшмидтом было высказано также правило полярности изоморфизма, согласно которому ион с большим радиусом легче замещается ионом с меньшим радиусом, нежели, наоборот, более мелкий - более крупным. Поэтому более мелкий ион Na + легче замещает К + в КС1, нежели более крупный К + будет замещать Na + в NaCl. В случае гетеровалентного изоморфизма действует другое правило: ион с большим зарядом входит в кристалл легче, чем ион с меньшим зарядом, занимающий ту же позицию в структуре.

ну, немного изучив аккаунт можно смело сказать, что ничего необычного из веществ для кристаллов у автора нет. Дигидрофосфат и квасцы. Просто покрывайте ваши скульптуры клеем и посыпайте крошкой из мелких кристаллов, того вещества, что хотите вырастить, а потом ставьте в раствор.

Пикриновая, Дигидрофосфат и алюминиевые квасцы не выветриваются, их можно спокойно использовать. Для использования кристаллов фиолетового оттенка надо делать смешанный раствор из хромовых и алюминиевых квасцов( соотношение примерно 1:5), для относительной устойчивости на воздухе

Пикриновая, И отвечая на последнюю тему. Вещества безопасны, если их не есть/пить/брать голыми руками. Насчет агрессивных кислот не понял, возможно имелось ввиду использование для создания среды роста, но я не думаю, что вам это нужно. Растворы в любом случае делайте водными

Pikrinovaya, Спасибо большое!Можно еще немного вопросов:) алюминиевые квасцы подойдут и алюмокалиевые и алюмоаммонийные, верно? :)
И в плане устойчивости смеси хромовых и алюминиевых квасцов. Они будут разрушаться как хромокалиевые или терять цвет?
Я еще заметила бура пользуется популярностью, но много жалоб на помутнение. Получается алюминиевые квасцы более стойкие чем бура?
А еще можно спросить, кристаллы с картинки это видимо соль мора или железный купорос?

Pikrinovaya, да про агрессивные кислоты, я немного не доглядела:) получать вещества самостоятельно я точно не буду.

Svetlana, подойдут и калиевые, и аммонийные. Смесь квасцов также будет устойчива, ниже фото кристалла, которому полгода, кроме пыли даже потемнения нет, правда я не дописал, что пропорции это одни хромовые на пять алюминиевых по растворам, по массе примерно 1:12. Бура мутнеет, алюминиевые квасцы при бережном уходе не должны, правда лучше покрыть чем-то прозрачным и нерастворимым, чтобы еще и от пыли можно было протирать. Ну и последнее: это очень похоже на соль мора, но она крайне быстро окисляется на воздухе

Pikrinovaya, ого какой яркий! Значит для бледно сиреневого оттенка можно даже увеличить пропорцию? Я думала помещать их в коробочки в виде стеклянных куполов или колб, не знаю как они правильно называются, чтобы не пылились. :)

Svetlana, чем больше хромовых, тем быстрее выветривается. Может попробуйте увеличить концентрацию, но потом поместить кристаллы в чистый раствор алюминиевых квасцов ненадолго, чтобы нарос прозрачный слой на кристаллах. Создается некоторая бледность засчет трещин и дислокаций, может поможет для эффекта, но точно не скажу, проэкспериментируйте с этим

Pikrinovaya, Супер! Спасибо большое за помощь!

Svetlana, это соль Мора, железный шенит, на воздухе фактически не выветривается, не изменяется.
Однако оставляет заметный запах на руках, если потрогать кристаллы.
Кристаллы шенитов при росте 'любят' щелочную среду, получаются прозрачные, без дефектов.
Бесцветные - магниевые и цинковые, цветные - никелевые, кобальтовые, медные, железные.
Медные растут с дефектами, кристаллы 'трухлявые', поэтому при нагрузке рассыпаются.
Кристаллы шенитов ромбические, ромбы и вытянутые призмы;
квасцы - октаэдры.
При желании можно выращивать кристаллы любой формы, я выращивал монокристаллы квасцов в форме 'бабочка' и сборные в виде православного креста.

Golos, Действительно, на верхней цикаде хорошо просматривается ромбическая структура. А соль Мора сама по себе безопасна для такого вида использования? И можно еще уточнить, что значит любят щелочную среду? Помимо сульфата аммония и сульфата железа нужно добавить какую-то щелочь? Я извиняюсь, если глупый вопрос

Svetlana, про щелочную среду для роста шенитов спорно. Я не заметил ничего подобного. Выращивал их много и с разными примесями в нейтральных растворах. Основа - гексагидрат магния аммония, а соли кобальта, никеля, меди и хромат брал как примесь для окраски, не более 10%. Выходит очень необычно и даёт огромную гамму цветов. В основном это очень светлые оттенки, если повышать содержание примесей, то возможно увеличение количества дефектов. Думаю оптимально было бы использовать 5% примесей ионов меди, кобальта и никеля. Соль Мора и смеси с ней я бы не стал брать - гидролиз и окисление железа в процессе роста неизбежны, а это влияет и на качество кристаллов, и теоретически может испортить ту вещь, на которой кристаллы растут

Vladimir, ух ты какие классные Хорошо хранятся? И поликристаллы тоже получатся?

Vladimir, А для таких маленьких поликристаллов как на картинке в посте обязательно нужны затравки? Без затравки они на объект вообще не осядут, путь даже в рандомных местах? :)

Svetlana, рандомно осядут, но не известно, может будет два больших кристалла или много мелких. Я бы сразу налепил затравки в нужных местах. Можно даже просто порошок солей нанести, чтоб не возиться с получением затравок и их прикреплением

Vladimir, Спасибо большое, вариант с порошком сильно облегчает ситуацию! Можно уточню:) Получается для бесцветных кристаллов я делаю так: Смешивание двух горячих растворов сульфата магния и сульфата аммония в соотношении MgSO4·7H2O : (NH4)2SO4 = 2 : 1 или MgSO4 : (NH4)2SO4 = 10 : 9 (по массам твердых веществ). Верно?:)

Svetlana, сначала кристаллизуете реактив, двойную соль, в пропорции по 1 молю составляющих, то есть магний сульфат семиводный 246 гр и аммоний сульфат 132 гр
Можно растворить в небольшом количестве горячей воды, на водяной бане, один реактив, потом добавлять второй, при необходимости добавляя воду.
Показать полностью.
Маточный раствор можно окончательно откристаллизовать в холодильнике, затем отморозить, чтобы получить максимальный выход реактива. Оставшийся раствор выпарить, тогда выход 100%
Затем уже работаете с имеющимися кристаллами, из них же выбираете затравки.

Затравку - просто порошок может смыть при заливке, поэтому как вариант - покрывать нужные места горячим насыщенным раствором реактива, используя кисточку или ватную палочку.

В магазинах для огородников продается 'калимагнезия', это как бы оно и есть, но удобрения часто бодяжат по беспределу, там может оказаться всего 5% заявленного вещества, или вообще 0.
Хоть как надо перекристаллизовывать.
Удобрения выбирайте солидного известного производителя, например "буйские удобрения", и смотрите состав на упаковке - если написано "улучшенный", значит там мочевина (карбамид), а это не нужно.

Если у вас имеются чистые вещества, то можно сразу смешать и пользоваться, только точно развесить надо.

Кристаллы. Конечно, каждый из вас представляет при этом слове крупные, прозрачные, яркие или бесцветные многогранники с идеальными блестящими гранями. К сожалению, в природе такие кристаллы встречаются не очень часто. Намного чаще нам встречаются разные зёрнышки неправильной формы, песчинки, обломки. Но все они обладают теми же свойствами, что и совершенные, крупные, красивые кристаллы. Этим свойствам они обязаны своему внутреннему строению: кристаллы от аморфных тел отличает существование кристаллической решётки в их внутреннем строении. Представьте, что мы уменьшились в миллионы раз и оказались внутри стекла или пластика. Вокруг нас бы царил хаос, в котором самые разные молекулы были бы беспорядочно свалены друг на друга. Теперь заглянем внутрь кристалла. И там нам откроется совершенно иная картина: бесконечно во все стороны будут тянуться строго упорядоченные ряды атомов, молекул или ионов, подчиняясь законам симметрии, которые правят в мире кристаллов.

Чтобы понять, насколько кристаллические вещества распространены в природе, подумайте о том, что практически все горные породы состоят из кристаллов. А то, что вся земная кора состоит из горных пород, вам уже известно.

И конечно, вы бы хотели почувствовать себя в роли Природы, то есть вырастить кристаллы дома. Многих интересует вопрос, как можно "сделать кристаллы" дома, как их вырастить самому.

Для начала, я рекомендую ознакомиться с технологией выращивания кристаллов из растворов в домашних условиях.

Ещё до того, как начать выращивать дома кристаллы нужно помнить о элементарных правилах техники безопасности:

1. Нельзя при экспериментах пользоваться пищевой посудой, поскольку её использование в дальнейшем может привести к отравлению.

2. Категорически запрещено принимать пищу во время проведения опытов. Это также может привести к отравлению.

3. Проводить опыты с неизвестными реактивами нельзя – результат может оказаться непредсказуемым и весьма плачевным .

4. Все реактивы необходимо хранить в безопасном сухом месте, защищённом от животных и маленьких детей. Также реактивы должны храниться в герметичной упаковке, на которой должна быть надпись, сообщающая о содержимом. На фото можно увидеть, как хранятся реактивы у меня.

5. Если у вас есть возможность, обязательно используйте перчатки, защитную одежду и защитные очки.

6. Все эксперименты с выделением каких-либо вредных соединений должны проводиться в лабораторных условиях в вытяжном шкафу.

7. При попадании раствора на кожу необходимо сразу же промыть то место, куда попал раствор, чистой водой, если же это была кислота, следует обработать этот участок кожи слабощелочным раствором (можно использовать пищевую соду), и наоборот, если это была щёлочь – слабокислотным (подойдёт лимонная кислота). При попадании растворов в глаза и на слизистые, следует незамедлительно обратиться к врачу!

8. После приготовления растворов или проведения экспериментов обязательно привести своё рабочее место в порядок, убрать реактивы на место, вымыть руки.

Теперь приступим к выращиванию кристаллов!

Данная методика подходит для выращивания практически любых растворимых веществ!

ПЭТ стакан с раствором сульфата меди

Для выращивания дома достаточно крупных кристаллов из водных растворов потребуется:

1. Стеклянная ёмкость (лучше две – потом вы поймёте почему) любого размера, желательно прозрачная и бесцветная, чтобы мы могли наблюдать за ростом кристаллов. Если взять банку большего размера, то в ней можно будет вырастить кристалл большего размера. Однако необходимо учитывать, что чем больше банка, тем больше придётся приготовить раствора и тем больше потребуется реактива (соли).

Можно использовать и пластиковые ёмкости , но стоит учесть, что пластик может прореагировать с некоторыми веществами, кристаллы которых вы выращиваете. Для медного купороса, соли, красной и жёлтой кровяной соли, квасцов и сахара пластик подходит.

Упаковка сульфата меди

2. Вещество , из которого можно вырастить кристалл. Как правило, в первую очередь выращивают кристаллы соли или медного купороса. Эти вещества легко достать, а для выращивания их кристаллов не требуются специальные условия. Когда вы наберётесь опыта, поэкспериментируйте с другими реактивами: красная или жёлтая кровяная соль, разнообразные квасцы, соль Мора, сульфат никеля и многие другие. Главное, чтобы реактив не был ядовитым, легко растворялся в воде и был устойчивым (не распадаться, не выветриваться быстро и т.п.). Подробная статья о выборе вещества для выращивания кристаллов готовится.

3. Теперь необходимо растворить реактив (из которого вы хотите вырастить кристалл) в горячей воде. Добавляйте вещество в горячую воду небольшими порциями и размешивайте его (ложечкой, стеклянной палочкой. ). Растворять нужно до тех пор, пока вещество не перестанет растворятьс я – мы получаем концентрированный раствор. Посмотрите таблицу растворимости , в которой я подобрал соединения, наиболее часто используемые при выращивании кристаллов.

Если вы готовите раствор "на глаз", помните: сначала практически все соли растворяются быстро, после достижения определённой концентрации, начинают растворяться значительно медленней, а затем и полностью перестают растворяться.

4. Приготовленному концентрированному раствору теперь нужно дать остыть . Через 20-30 минут после приготовления фильтруем раствор . Для этого можно использовать стеклянную или бумажную воронку с ватой или фильтровальной бумагой. После этого оставляем раствор на несколько часов при комнатной температуре, лучше сутки. После этого раствор нужно отфильтровать ещё раз.

Для чего нужно дать раствору отстояться? Во-первых, пока остывает раствор, образуется большое количество маленьких кристалликов, которые можно использовать в качестве затравок. Во-вторых, если сразу положить в раствор затравку, она может начать растворяться или обрасти большим количеством мелких кристалликов, зародыши которых в виде мелкой взвеси присутствуют в свежеприготовленном растворе (это мельчайшие частички недорастворившегося вещества и им нужно дать время осесть на дно). Эти мелкие кристаллики тоже начнут расти и "отнимать питание" у нашей затравки. Кроме того, фильтрация позволяет избавиться от механических примесей в виде пыли и грязи, которые могут помешать росту кристалла.

5. Теперь в наш раствор можно опустить затравку – небольшой кристаллик, который будет расти (и обязательно вырастет!). При этом есть несколько вариантов: кристалл-затравку можно опустить на дно или подвесить на ниточке или проволоке. Затравкой могут послужить кристаллики, образовавшиеся при остывании раствора, или крупинки исходного вещества, если они были достаточно крупными.

Если кристалл будет лежать на дне кристаллизатора, то расти он будет не во все стороны, снизу его рост будет ограничен. Если же наш кристаллик подвесить, то его росту ничто не будет мешать. Лучше всего, как я считаю, использовать для подвеса тонкую медную проволоку, т.к. она легко сгибается, ею можно легко зафиксировать кристалл, кроме того, она довольно прочная.

6. Вот кристалл пробыл в растворе уже день-два и на дне и стенках нашего сосуда, на ниточке, за которую подвешен кристалл, появилось большое количество мелких кристалликов, как их называют, "кристаллов-паразитов". Что делать?

Здесь нам и пригодится вторая ёмкость. Вытаскиваем наши кристалл-затравку. Теперь делаем фильтр из воронки как в пункте 4 и переливаем через него раствор во вторую ёмкость. В крайнем случае можно просто очень аккуратно перелить раствор из одной банки во вторую. Опускаем кристаллы в отфильтрованный раствор и продолжаем наблюдать за их ростом. При повторяем эту операцию через несколько дней, как только появляется необходимость в этом.

7. Но что же делать с мелкими кристалликами, которые начали свой рост на стенках и дне сосуда, остались после фильтрации? Самые красивые и аккуратные кристаллики можно использовать в качестве затравок для выращивания кристаллов. Остальное стоит растворить и получить новый раствор для выращивания кристаллов. Его можно доливать к растущему кристаллу по мере испарения жидкости из ёмкости, в которой тот растёт.

Выращенные кристаллы можно поставить на полочку, где они будут радовать глаз, а можно и использовать в качестве подарков или сувениров. Выращенные самостоятельно кристаллы могут стать отличным, а главное – очень оригинальным подарком!

Читайте также: