Как сделать кристалл сульфата меди
Выращиваем кристалл медного купороса (быстрый способ)
Кристалл… От этого слова прямо-таки веет магией. Не знаю как насчет магических свойств кристаллов, а вот разнообразными полезными физическими свойствами они точно обладают. Кристаллы широко применяются в современной электронике, оптике и других областях техники. Ну и, конечно же, кристаллы просто красивы. Они притягивают взор своей правильной формой и природной симметрией. Причем это касается не только драгоценных кристаллов, но и кристаллов, выращенных из подручных средств.
Мы уже кое-что знаем о кристаллическом состоянии вещества из статьи о кристаллах. Настало время перейти к практическим занятиям 🙂
Эксперимент по выращиванию кристаллов имеет ряд особенностей. Одной из таких особенностей является длительность проведения опыта. Дело все в том, что хороший и красивый, а, главное, большой кристалл нельзя вырастить быстро. На это нужно время. Именно поэтому опыт по выращиванию кристаллов в течение девяти дней развивался в рубрике Живой эксперимент, где вы могли наблюдать за ходом процесса и, даже может быть, вести параллельно свой эксперимент. Эта статья является обобщением полученных в ходе опыта сведений. Итак, инструкция для тех, кто хочет сам вырастить кристалл.
Для этого нам понадобятся:
Перед началом опыта я вас должен предупредить на случай, если вы захотите повторить его, о мерах личной безопасности. Вы будете работать с химическими веществами, которые могут принести вам вред. Не используйте для своего опыта пищевые емкости, пользуйтесь защитными средствами (перчатки, очки), тщательно мойте свою лабораторную посуду. При попадании химических веществ на кожу или в глаза, тщательно промойте их водой. При попадании внутрь – обратитесь к врачу.
Ну вот, с формальностями покончено, приступим.
Как я уже говорил, выращивание кристаллов – это процедура, имеющая некоторые особенности. Еще одна особенность этого опыта помимо длительности – это необходимость выращивания так называемой затравки, т.е. небольшого кристаллика, на основе которого будет расти большой кристалл. Можно обойтись и без затравки, но в таком случае сложно вырастить красивый монокристалл. Поэтому лучше все-таки затравку вырастить, тем более, что в этом нет ничего сложного.
Приготовим насыщенный раствор.
Насыпем в стеклянную емкость немного медного купороса (здесь и далее я буду говорить о медном купоросе, поскольку именно он участвует в опыте, вы же используйте то вещество, которое удалось найти).
Заливаем соль (а медный купорос является серно-медной солью) небольшим количеством горячей воды. Использование горячей воды обязательно, т.к. при повышенной температуре увеличивается растворимость солей.
Лучше поместить емкость на водяную баню, чтобы раствор не охлаждался раньше времени.
Размешиваем соль до растворения, а затем добавляем еще соли и снова размешиваем. Так повторяем до тех пор, пока соль не перестанет растворяться в воде.
Таким образом, мы получили насыщенный раствор соли.
Теперь полученный раствор нужно профильтровать. Сделать это нужно для того, чтобы в растворе не осталось посторонних частиц, например, пыли или примесей. Посторонние частицы могут служить дополнительными центрами кристаллизации, т.е. вокруг них начнут образовываться другие кристаллики, а нам этого не нужно. На данной стадии эксперимента это не очень критично, но позднее чистота раствора будет очень важна.
После того как профильтровали, в раствор нужно кинуть несколько кристалликов соли – на них и начнут образовываться затравки.
Теперь емкость нужно поместить в такое место, где будет обеспечен более-менее постоянный температурный режим (подоконник для этого замечательно подходит), и чем-нибудь прикрыть, чтобы не допустить попадания посторонних примесей.
Раствор начнет охлаждаться и пересыщаться, т.е. соли начнет становиться в растворе больше, чем она может раствориться при данной температуре. Соль начнет кристаллизоваться, а центрами кристаллизации станут те крупинки соли, которые мы добавили в насыщенный раствор. Ждать нужно будет дня 2-3. После этого приступим к следующей стадии эксперимента.
Видно, что на дне сосуда стали образовываться кристаллики.
Кристаллики подросли. В принципе, их размера достаточно для использования в качестве затравки, но я попробую выдержать их еще один день.
Ну что ж, прошло уже достаточно времени, и у нас сформировался неплохой материал для затравки. Осталось выбрать подходящего кандидата.
Уже довольно красиво, не правда ли? Но мы на достигнутом останавливаться не будем и продолжим наш эксперимент.
На вид кажется, что образовавшаяся масса кристалликов представляет собой монолит, но на самом деле разделить кристаллики не представляет особого труда.
Постарайтесь выбрать кристаллик наиболее правильной формы. Я выбрал далеко не самый большой из имеющихся, но его форма мне понравилась больше всего. Чем правильнее будет форма затравки, тем правильнее в дальнейшем будет форма кристалла. Чтобы были более понятны размеры затравки, я рядышком положил спичку.
Теперь нужно к затравке привязать нитку. Как я писал в начале статьи, лучше взять нитку менее ворсистую, чтобы на ее торчащих ворсинках не образовывались побочные кристаллы. Не используйте в качестве подвеса проволоку.
Теперь нитку с затравкой нужно продеть через крышку емкости и закрепить на обратной стороне. Закрепить нужно так, чтобы в любой момент была возможность отрегулировать высоту подвеса. К примеру, можно с обратной стороны намотать излишек нитки на спичку или закрепить нитку скрепкой.
Теперь нам нужно приготовить свежий раствор соли. Делается он таким же способом как и для затравки: растворение в горячей воде соли, пока она не перестанет растворяться, фильтрация раствора. В этот свежий раствор мы и помещаем нашу затравку. Проследите, чтобы затравка не касалась дна и стенок емкости, иначе кристалл начнет расти неправильной формы.
И вот теперь у нас есть два пути. Первый — более сложный. Он требует больше внимания и усилий. Дело в том, что наиболее красивые и правильные по форме кристаллы получаются, когда процесс кристаллизации идет медленно. Следовательно, нам нужно обеспечить плавное охлаждение раствора соли. Для этого нужно нашу емкость с затравкой помещать в термососуды, постоянно контролировать температуру раствора. Говоря простым языком, возни довольно много. Но и награда за такие усилия стоящая — кристалл получится максимально чистый и правильной формы.
Второй путь гораздо проще. Вы поместили затравку в горячий раствор и можете на какое-то время про него забыть, предоставив процесс кристаллизации на волю случая. При этом способе растущий кристалл может не быть идеальной формы, но процесс роста будет быстрее.
Я выбрал второй путь. В конце-концов, пройдя по более простому пути и получив некоторый опыт, я всегда могу проделать и более сложный вариант эксперимента. К тому же нужно иметь ввиду, что быстрый вариант опыта – это вовсе не означает, что его можно провести за пару часов. Даже при ускоренном опыте кристалл будет расти несколько дней. В случае же длительного варианта эксперимент может растянуться на 1 – 2 месяца.
Но и в том и другом случает нужно следить за ростом кристалла. Лишний раз доставать кристалл и трогать его не нужно — это может сказаться на его форме. Если на кристалле или нитке стали образовываться побочные кристаллики, их нужно аккуратно снимать, чтобы они также не портили форму основного кристалла.
И еще один момент. Если вы опустили в раствор затравку, а она не стала увеличиваться, а совсем наоборот, растворяется, то это означает, что вы приготовили ненасыщенный раствор. Процедуру приготовления раствора придется повторить.
Итак продолжаем следить за ростом кристалла. Если у вас возникли вопросы, можете обратиться ко мне в комментариях или через форму обратной связи.
За сутки кристалл значительно вырос. На фото кристалл в сравнении со спичкой и кристалликом — дублером затравки, который я вчера оставил на всякий случай.
Однако, как видите, форма кристалла не идеальна, имеется множество дефектов. Это результат быстрого роста кристалла. Но он мне все равно нравится 🙂
Я обновил раствор так, как это делал раньше, и снова опустил туда кристалл. Так как размеры кристалла значительно увеличились по сравнению с предыдущим днем, потребовалась корректировка высоты подвеса затравки. Эксперимент продолжается.
Кристалл подрос. Снова обновил раствор медного купороса.
Кристалл уже еле влезает в мой стакан! Не забываем очищать нить от наростающих маленьких кристалликов.
Ну, вот и наступил, я считаю, последний день эксперимента. Последний не потому, что далее кристалл расти не сможет, а потому, что в моей лабораторной посуде ему стало тесновато. Достаем кристалл, обрезаем ему под самый корень ниточку и промакиваем салфетками. От любования своим произведением искусства нас отделяет один шаг. Дело в том, что если оставить кристалл как есть, он довольно скоро разрушится. Чтобы этого не произошло, его нужно «одеть» в защитную оболочку. Самый лучший вариант, это покрыть его прозрачным лаком. Можно и поместить его в герметично закрывающуюся посуду, например, в банку. Но мне кажется, что наилучший вариант — это все же покрыть его лаком. Это придаст ему дополнительный блеск, да и наблюдать его можно будет, что называется, вживую, а не через стекло.
А вот теперь можно и хорошенько рассмотреть кристалл. Конечно, его форма не получилась идеальной. Но я нарочно выбрал быстрый путь роста кристалла вместо качественного. В любом случае, я остался доволен полученным результатом. За девять дней кристалл вырос более чем на семь сантиметров в длину — довольно неплохой результат!
Я даже захотел дать ему название. Дают же крупным и уникальным драгоценным камням имена. Например, как знаменитому бриллианту дали название «Граф Орлов». Мой кристалл, конечно, далеко не бриллиант, но мне он по-своему дорог 🙂 Поэтому не без доли юмора, я решил назвать получившийся семисантиметровый камушек Малышом.
На этом эксперимент можно считать оконченным. А в завершении — несколько фоток Малыша.
Как вырастить кристалл из медного купороса в домашних условиях
Медный купорос — вещество, которое благодаря красивому ярко-синему цвету идеально подходит для выращивания кристаллов. Их можно подарить своим близким или использовать в качестве элемента декора. В любом случае они никого не оставят равнодушным, а процесс изготовления может стать по-настоящему увлекательным. Итак, как же вырастить кристалл из медного купороса?
Подготовительные мероприятия
Медный купорос можно приобрести практически в любом хозяйственном магазине. Он активно применяется в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями. Однако не следует забывать о том, что это вещество является токсичным. При работе с медным купоросом в домашних условиях обязательно используйте резиновые перчатки и не допускайте его попадания в пищевод и на слизистые оболочки. По окончании работ тщательно мойте руки в проточной воде.
Из медного купороса можно вырастить настоящее чудо, однако в процесе изготовления не забывайте о технике безопасности
Для того чтобы сделать кристалл, вам понадобятся:
Помещая затравку в ёмкость с раствором, следите, чтобы она не соприкасалась со стенками или дном сосуда. Это может нарушить процесс роста кристалла и его структуру.
Фотогалерея: варианты кристаллов, выращенных своими руками
Инструкция по выращиванию кристалла
Существует две технологии выращивания кристаллов из медного купороса.
Но оба они основаны на работе с насыщенным раствором вещества.
Обратите внимание! Чем выше температура воды, тем быстрее в ней растворяется медный купорос. Но при достижении жидкостью +80С° последующее нагревание никак не влияет на растворимость солей.
Быстрый способ
Тщательно растворите медный купорос в тёплой воде
Поместите затравку в раствор
Насыщенный раствор купороса начнёт образовывать кристаллы на поверхностях
Нить с первыми кристаллами
Такой кристалл у вас может получиться через сутки
Выращивая кристаллы сульфата меди быстрым способом, вы можете не беспокоиться о затравке: можно и вовсе обойтись без неё. Осадок легко закрепится на нитке.
Второй способ
В этом случае вы сможете вырастить крупный кристалл сульфата меди, однако это займёт гораздо больше времени. Кроме того, в отличие от первого способа, выбор затравки принципиально важен. К тому же вам придётся следить, чтобы к ней не прилипали мелкие кристаллики.
Чем крупнее и ровнее будет выбранный из общей массы кристаллик медного купороса, тем красивее получится конечное изделие.
Вам понадобятся 200 г тёплой воды и около 110 г медного купороса.
Инструкция по изготовлению:
Подходящий по размеру для затравки кристаллик медного купороса
Обязательно накройте ёмкость с раствором и затравкой кусочком ткани
Во время работы вы можете столкнуться с некоторыми трудностями. Их несложно преодолеть, придерживаясь простых правил.
Крупный кристалл, полученный путём длительного выращивания
При воздействии воздуха кристалл медного купороса теряет часть влаги, выветривается и со временем разрушается. Чтобы избежать этого, храните его в плотно закрытой ёмкости в прохладном месте. Специалисты советуют покрывать его бесцветным лаком, — это создаст надёжную защитную плёнку.
Как вырастить кристалл из медного купороса в домашних условиях (видео)
Выращивание кристаллов медного купороса — занятие долгое, оно требует внимания и терпения. Однако полученный результат обязательно вас порадует. Поделитесь с нами в комментариях вашим опытом. Удачи вам!
Медный купорос, кристаллы и получение
Формула: CuSO4 · 5H2O
Где найти: Часто встречается в садовых или хозяйственных магазинах под названием медный купорос. Садовый может быть очень грязным. Тогда нужно перекристаллизовать вещество. Чистое вещество можно купить в химическом магазине. Если есть серная кислота, можно получить самому (см. ниже).
Приготовление раствора: 100 г вещества растворить в 200 мл очень горячей воды. Если нет ограничения по веществу, можно растворять в горячей воде пока не перестанет растворяться. (Не использовать пищевую посуду.) Дать раствору остыть и выдержать сутки для стабилизации после начала образования кристаллов.
Кристаллизация: При охлаждении может образовывать перенасыщенный раствор. Чтобы спровоцировать кристаллизацию нужно закинуть несколько кристаллов вещества (из пачки). Если стукнуть стакан с раствором об стол или перемешать раствор, может выпасть множество непригодных мелких кристаллов.
Подробное видео о выращивании:
Примечания: После выращивания кристалла его желательно покрыть лаком. Кристалл может выветриваться и покрываться частично обезвоженным сульфатом меди (белый). Кристалл лучше сохраняется в прохладном и достаточно влажном воздухе.
Кристаллы при этом можно восстанавливать. Достаточно очистить все белые места на кристалле, промыть при помощи ватки водой и опустить в насыщенный раствор. Переворачивать кристалл хотя бы 1-2 раза в день при выращивании на дне емкости. Видео по теме:
2Cu + 2H2SO4 + O2 → 2CuSO4 + 2H2O
Самый простой и самый долгий способ, это реакция меди и разбавленной серной кислоты на воздухе. Реакция идет крайне медленно. Её можно ускорить пропуская воздух через раствор или добавив перекиси водорода. Реакция лучше идет на границе меди, раствора и воздуха, поэтому желательно, чтобы медь (например, медные провода) выходила за рамки раствора.
2Cu + 2H2SO4 → 2CuSO4 + 2H2
Электролиз разбавленной серной кислоты (10%) при помощи медных электродов. Анод под воздействием электрического тока растворяется. Однако, нужно предотвратить обратный процесс восстановления меди на катоде. Подробное видео на тему:
Суммарная реакция: 2NH4NO3 + 4H2SO4 + 3Cu = (NH4)2SO4 + 2NO + 4H2O + 3CuSO4
2NH4NO3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 + 2HNO3
3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Cu(NO3)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2HNO3
Для очистки из полученного раствора осаждают основный карбонат меди при помощи обычной пищевой соды: 2CuSO4 + 4NaHCO3 → Cu(OH)2 · CuCO3 + 2Na2SO4 + 3CO2 + H2O
Полученный основный карбонат промывают водой и растворяют в серной кислоте:
Cu(OH)2 · CuCO3 + 2H2SO4 → 2CuSO4 + 3H2O + CO2
Фотографии моих кристаллов:
При наличии примесей железа в растворе кристалл меняет форму на более плоскую и становится более прозрачным.
Найдены дубликаты
Наука | Научпоп
5.5K постов 63.4K подписчик
Правила сообщества
Основные условия публикации
— Посты должны иметь отношение к науке, актуальным открытиям или жизни научного сообщества и содержать ссылки на авторитетный источник.
— Посты должны по возможности избегать кликбейта и броских фраз, вводящих в заблуждение.
— Научные статьи должны сопровождаться описанием исследования, доступным на популярном уровне. Слишком профессиональный материал может быть отклонён.
— Видеоматериалы должны иметь описание.
— Названия должны отражать суть исследования.
— Если пост содержит материал, оригинал которого написан или снят на иностранном языке, русская версия должна содержать все основные положения.
Не принимаются к публикации
— Точные или урезанные копии журнальных и газетных статей. Посты о последних достижениях науки должны содержать ваш разъясняющий комментарий или представлять обзоры нескольких статей.
— Юмористические посты, представляющие также точные и урезанные копии из популярных источников, цитаты сборников. Научный юмор приветствуется, но должен публиковаться большими порциями, а не набивать рейтинг единичными цитатами огромного сборника.
— Посты с вопросами околонаучного, но базового уровня, просьбы о помощи в решении задач и проведении исследований отправляются в общую ленту. По возможности модерация сообщества даст свой ответ.
— Оскорбления, выраженные лично пользователю или категории пользователей.
— Попытки использовать сообщество для рекламы.
— Многократные попытки публикации материалов, не удовлетворяющих правилам.
— Нарушение правил сайта в целом.
Окончательное решение по соответствию поста или комментария правилам принимается модерацией сообщества. Просьбы о разбане и жалобы на модерацию принимает администратор сообщества. Жалобы на администратора принимает @SupportComunity и общество пикабу.
— Успокойся, Джесси, он просто развлекает подписчиков.
А зачем получать медный купорос? о_О Его же запросто моно приобрести в хозмаге. Вот если бы ты про квасцы рассказал.
До квасцов тоже доберусь. Получать можно или ради спортивного интереса или если он не продается. У меня, например, он запрещен к продаже (Латвия).
Лол, за что так медный купорос то?
А за что его запретили?
Без понятия 🙂 логики в этом не вижу у нас.
Разве лак помогает сохранить от дегидратизации? Там что-то вроде керосиновой ванны нужно, по идее. Можно еще с солью сделать хлорат меди, будут зеленые кристаллы.
У медного купороса она не на столько жестокая. так что да, помогает
Бихроматы получалось до таких размеров вырастить?
Шикарные кристаллы получаются. И технология наглядная. Никто дом на колесах не продаёт?
тоже баловался гдет пол года назад
Немного не по теме, но кто-нибудь пробовал медный купорос от чёрной плесени в помещении? Помогает?
У тебя клавиатура Asus Cerberus!
а внутри полимера можно вырастить кристалл, вот тот же силикагель, там же поры есть, и есть к чему привязаться, сделать замещение воды, после того как он разбух Оо
добавлю, что кристаллы становятся плоскими, если остатки р-ра остаются на солнце.
да 🙂 оно там тоже есть.
Формально рост кристаллов не относится химии, это больше физика или физхимия.
Современный подход состоит в том, что к химическим процессам относят ситуации когда происходит значительное изменение электронного облака со сменой топологии дифференциала плотности. Зачастую при растворении топология не меняется, т.е. граф особых точек и ядер не меняется. Именно такое растворение называют физическим, как в случае с CuSO4.
При химическом растворении граф меняется, т.е. протекает химическая реакция.
Если немного упростить, то если сольватация Вандервальсом, то физ. растворение. Если хим превращение, то химическое р-ние. Только с водородными связями нет единого мнения.
Абсолютно такой же подход используется в адсорбционной номенклатуре. Если только Ван. взаимодействие, то физическая адсорбция. В противном случае химическая адсорбция.