Как сделать кристаллы игре
Выращивание кристаллов дома с детьми
Самостоятельное выращивание кристаллов дома – один из самых доступных и наглядных естественнонаучных опытов. Самый простой опыт можно организовать буквально «из ничего», вам потребуется только поваренная соль и нитка с узелком, которую нужно опустить в насыщенный раствор соли. Идеально, если вы засели с ребенком дома на карантине!
Но можно не останавливаться на этом, а вырастить красивые сложные цветные кристаллы, как, например, это сделал Елена МИРОНЕНКО (УФ Смотрительница маяка).
Возможно, ваш ребенок когда-нибудь спрашивал вас, как вырастить бриллиант? Синтезировать бриллианты, а точнее алмазы, самостоятельно не получится, поскольку воспроизвести необходимые условия (например, высокое давление и температуру) дома не представляется возможным. Но, если вас завораживает блеск и геометрическая точность граней драгоценных камней, вы можете попробовать самостоятельно вырастить кристаллы – удивительные по красоте и правильности формы. В отличие от синтеза бриллиантов, процесс этот воспроизводим и в домашних условиях, а технология доступна даже маленькому ребенку (присмотр взрослых обязателен!). Буквально за несколько дней вы можете получить вот такие «сокровища».
Внешне эти кристаллы напоминают драгоценные камни, над которыми поработал огранщик. Но не все они выделяются большими ровными гранями и завораживающей красотой. Невзрачные крупинки соли и сахара – тоже кристаллы! И все-таки общее у этих веществ есть.
Как и все вещества, кристаллы состоят из атомов, ионов и молекул. Частицы вещества в них всегда располагаются в строгом и при этом закономерно повторяющемся порядке. Представьте себе трехмерную конструкцию из частиц (кристаллическую решетку), повторяющуюся во всех направлениях и образующую грани. Этим обусловлена правильная геометрия сформировавшихся кристаллов – они имеют форму симметричных многоугольников.
В природе кристаллы образуются при переходе некоторых веществ из газообразного или жидкого состояния в твердое. Основной способ образования – кристаллизация из расплавов и растворов. Важный фактор – скорость понижения температуры и наличие центров кристаллизации: каких либо дефектов, на которых начинает осаждаться кристаллизуемое вещество.
По понятным причинам, для выращивания кристаллов в домашних условиях используются перенасыщенные растворы, а не расплавы. Чтобы получить быстрый и эффектный результат, хорошо подойдет сульфат алюминия-калия (алюмокалиевые квасцы), химическая формула KAl(SO4)2●12H2O. Это вещество часто входит в состав готовых наборов для выращивания кристаллов.
Для эксперимента потребуется:
стеклянная посуда (например, банка);
Приспособления для размешивания, которые не жалко выбросить.
Внимание! Внешне многие соли похожи. Не оставляйте квасцы (особенно неокрашенные) без присмотра – их можно принять за поваренную соль. Дети должны проводить эксперименты под присмотром взрослых!
Несмотря на то, что в покупных наборах имеется инструкция, вырастить что-то стоящее, соответствующее вашим ожиданиям и обещаниям производителей, получается не так часто. По крайней мере, у моих знакомых лучшим результатом была «колючая ерунда». Да и у нас с сыном сначала ничего не получалось – кристаллы не росли. Залог успеха – получить действительно перенасыщенный раствор соли. Мы, очевидно, раствор не насыщали, стремясь к полному растворению соли, как рекомендовалось в инструкции. Также нам не подошли рекомендации, где указывались пропорции или вес веществ. А вот простой способ – на глаз – сработал.
В идеале для создания раствора нужно использовать очищенную, а лучше – дистиллированную воду. Наличие примесей, в том числе красителей, может влиять на скорость роста и форму кристаллов. У нас все получилось и с обычной водопроводной водой, но кристаллы с красителями, действитель, росли немного медленнее. Воду использовали теплую. В нее постепенно, ложку за ложкой, добавляли соль. Чтобы процесс растворения пошел быстрее, банку с раствором нагрели на водяной бане. До кипения раствор доводить не нужно. Когда соль уже не растворяется (соли на дне не становится меньше), перелейте получившуюся жидкость в другую емкость. А банку с осадком оставьте и соль из нее не выбрасывайте – она вам еще пригодится. Осталось опустить в перенасыщенный раствор затравку – кристаллик соли, закрепив его на ниточке.
Пока он вот такой маленький, но уже через час можно заметить рост, а на нитке начнут образовываться новые кристаллики.
” Почему кристалл растет в перенасыщенном растворе? Потому что ему есть, из чего себя воспроизводить. В случае недонасыщения кристалл будет растворяться вместо того, чтобы расти.
Через несколько часов получается ожерелье. Чем не украшение?
Это поликристалл. Оказалось, что вырастить такой проще, чем отдельный (моно) кристалл.
” К сожалению, эта красота хрупкая. Но продлить ей жизнь можно, покрыв кристаллы бесцветным лаком для ногтей.
Через некоторое время вы заметите, что кристалл замедлил свой рост, а потом и вовсе перестал расти. Это произошло из-за того, что раствор перестал быть насыщенным – часть растворенных в нем солей ушла на строительство, другая часть выпала в виде осадка на дно. Если вы хотите увеличить размер кристалла, следует приготовить свежий раствор. Мы взяли банку с осадком из нерастворившейся соли и перелили туда жидкость с осадком. Дальше повторяем манипуляции с подогревом на водяной бане и, при необходимости, добавляем еще соли. Опускаем «ожерелье» в новый раствор, и через пару дней получаем внушительный «кулон».
Параллельно мы выращивали поликристаллы с другим красителем и без него.
” Обратите внимание, красителя в раствор нужно добавить столько, чтобы цвет раствора был насыщенным, даже темным. Из светлого раствора будет осаждаться лишь слегко окрашенный кристалл!
Во всех образцах в скоплениях кристаллов можно отметить схожесть геометрии – треугольные и прямоугольные грани, симметрию. Но составляющим поликристалл кристалликам далеко до идеала. А все потому, что из-за скученности при росте они мешают друг другу. Нередко так происходит и в природе – кристаллы стремятся к симметрии и правильности, но им могут помешать соседние образования и породы. Поэтому растут они в направлении свободного места, образуя не совсем симметричные формы. В эксперименте наиболее правильным и крупным получился тот самый кристалл, который использовался в качестве затравки. На следующем фото – размеры на третий день.
Попробуем теперь решить задачу по выращиванию монокристалла. Очевидно, что нитку для подвешивания кристалла использовать нельзя – она ворсистая, поэтому на ней оседают и начинают расти другие образования. Вариант с леской реализовать не удалось – из нее кристаллик выскальзывал.
Можно положить затравку прямо на дно, но тогда нужно позаботиться о том, чтобы она не оказалась среди «соседей», выпавших из раствора. Они будут мешать расти нашему «бриллианту», потому что большое количество центров кристаллизации снижает скорость роста основного кристалла. Чтобы минимизировать их количество, насыщенный раствор фильтруют. Для этого используют фильтровальную бумагу или несколько слоев салфеток. В отфильтрованный раствор помещаем зародыш (просто кладем на дно).
” Уделите внимание подбору формы зародыша. Я сняла крошечный кристаллик с нитки из предыдущего опыта, который по форме напоминал крошечную пирамидку. Можно что-то выбрать из осевших на дно кристаллов (тоже из предыдущего опыта) или из россыпи соли.
На следующий день наш ждал сюрприз – в растворе росла не только пирамидка, но и еще один кристалл симметричной формы, причем, по росту он опережал затравку, вероятно, выпал из раствора. Так они и росли вместе, пока позволяла насыщенность.
Кажется, что формы кристаллов сильно отличаются. Но на самом деле можно рассмотреть, что наш «сюрприз» – это половинка сильно усеченного октаэдра. 
А четырехугольная пирамида – половина октаэдра традиционного, хотя и у нее немного скошена одна грань – это влияние примесей. И все равно получилось красиво и похоже на драгоценные камни! Особенно эффектно смотрятся подсвеченные кристаллы. 
А у меня теперь есть колечко с самодельным бриллиантом!
Как вырастить кристалл в домашних условиях: мастер-классы
Чтобы вырастить красивый кристалл из медного купороса, соли или других компонентов в домашних условиях, потребуются некоторые усилия и терпение. Но это может стать увлекательным занятием, особенно для школьников.
Кристалл можно вырастить из различных веществ. Как правило, используют соли и органические кислоты. Достать их можно в аптеке, магазинах бытовой химии или специализированных точках. Помещение для выращивания должно быть с постоянной комнатной температурой и средней влажностью воздуха.
Выращивание кристаллов из медного купороса (CuSO4·5H2O)
Достать медный купорос (сульфат меди) можно в любом магазине, где продаются удобрения. С виду это мелкие кристаллы в виде порошка яркого синего цвета.
Перед покупкой нужно внимательно осмотреть порошок, чтобы в нём не было комков и кристаллов зелёного цвета. Это признак попадания влаги, и такой купорос не подходит для выращивания.
Раствор качественного купороса будет ярко-синим.
Ёмкость для выращивания может быть из стекла или пластика. Практика показывает, что выбор всё же лучше делать в пользу пластика, так как к нему кристаллы слабее прилипают.
Видео: как вырастить кристалл из медного купороса
Использование поваренной соли (NaCl) в домашних условиях
Желательно брать обычную каменную соль, которую можно купить в любом продовольственном магазине. С добавками (хлорид калия или йод) не подходит.
Поваренная соль одинаково хорошо растворяется в тёплой и холодной воде. Проблема с хлоридом натрия в том, что он образует множество мелких кристаллов. Очень сложно вырастить большой экземпляр, так как он состоит из мелких структур, которые легко разрушаются.
Однако они по-своему красивы благодаря уникальной форме каждого кристалла. К тому же их можно окрасить в различные цвета. Для этих целей подходит краска для принтеров или раствор из содержимого фломастеров.
Принцип выращивания такой же, как с медным купоросом.
Выращивание кристалликов из морской соли
Подойдёт любая морская соль для ванной, которая продаётся в аптеках и обычных супермаркетах.
Инструкция по выращиванию кристаллов:
В результате через месяц получатся кристаллы размером до 2–3 см.
Какого цвета была морская соль, такого будут и кристаллы. Если соль бесцветная, можно использовать красители.
Видео: поваренная vs морская соль для выращивания кристаллов
Лимонная кислота
Лимонка очень хорошо растворяется в воде, что затрудняет выращивание крупных кристаллов.
Видео: выращиваем кристаллы из лимонки
Как вырастить кристалл за один день
Сделать это можно только с помощью медного купороса. Правда, получиться не один большой кристалл, а крупный поликристалл, состоящий из мелких кристалликов.
Видео: выращивание кристаллов быстрым способом
Выращиваем лучистые кристаллы
Лучистые кристаллы продаются в специальных наборах для школьников.
В наборе содержатся все необходимые элементы:
Видео: кристалл из набора
Выращивание кристаллов доставит массу удовольствия не только детям, но и взрослым. Каждый новый камушек будет уникальным и неповторимым. Их можно использовать как подарок или в качестве украшения. К тому же это поможет привить школьникам интерес к науке.
Выращивание кристаллов: подробное описание для новичков
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.
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.
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.