Как вырастить квадратный кристалл. Виды химических веществ
Растить солевые кристаллы на разных объектах в качестве интересной формы искусства, или же просто в качестве научного эксперимента — это просто и весело! В этой инструкции я расскажу вам, как сделать кристалл из соли на напечатанных на 3Д-принтере решетках и структурах, но вы можете растить их дома практически на чем угодно, что только можете себе представить… даже на них самих.
Процесс прост и его активная подготовка и проведение занимают около часа, а затем кристалл растет в течение нескольких дней.
Если вы выращиваете его в качестве вводного научного эксперимента, то сможете продемонстрировать в домашних условиях, как создаются растворы и как образовываются кристаллические формы соли. Смотреть на это — весело и интересно!
Я приступил к этому эксперименту, чтобы выяснить, могу ли я влиять на форму, чтобы они росли определенным образом или определённого размера, который основывается на решетчатой структуре, на которой они выращиваются.
Шаг 1: Нужные компоненты
Для выращивания своих солевых кристаллов нужно:
- Соль. Можно растить практически из любой соли, тем не менее, наилучшие результаты достигаются при использовании сульфата меди или сульфата магния. Вы также можете проводить эксперименты с кухонной солью, морской солью, розовой солью и т.д. Если вы используете сульфат меди, то оденьте нитриловые перчатки! В своих экспериментах я использую сульфат магния.
- Дистиллированная вода
- Чистый контейнер, как минимум на 5 см шире, чем кристалл, который вы хотите вырастить. Прозрачные контейнеры имеют здесь преимущество перед окрашенными, так как сквозь них видно, что растет внутри, а если вы используете еще и кухонную утварь, то будете уверены, что ваш контейнер не боится нагрева и не лопнет.
- Объект, на котором будет расти кристалл, или струна, экспериментируйте с решетчатыми структурами, как это делал я!
- Что-то, на чем можно подвесить ваш объект в растворе: палка, китайская палочка для еды, провод, струна и т.д.
- Кастрюля, достаточно большая для кипячения нужного количества воды и соли для проекта.
- Ложка для перемешивания.
Шаг 2: Создаём солевой раствор
Измерьте объем воды:
- Поместите объект в контейнер
- Залейте в контейнер с объектом воду, чтобы узнать, сколько воды вам понадобится
- Перелейте воду в измерительный контейнер, чтобы определить получившийся объем
- Измерьте количество соли: 3 части воды к 1 части соли (в растворе будет чуть меньше 30% соли)
- Вскипятите воду.
- После закипания уменьшите жар плиты до низкого.
- Высыпьте соль в воду и мешайте, пока она полностью не растворится. Выключите плиту.
- Аккуратно вылейте раствор в контейнер с помещенным в него объектом
- Поместите контейнер с раствором в место, где вы оставите его на время роста.
Шаг 3: Поместите объект или струну в солевой раствор
Чтобы просто вырастить солевой кристалл:
- Поместите палочку или ложку сверху посередине контейнера
- Обмотайте струну по центру палочки\ложки, чтобы она свисала вниз и была погружена в раствор примерно на 4 или более см от дна контейнера.
- Оставьте контейнер там, где его не будут трогать, и смотрите, как растёт кристалл
Чтобы растить солевой кристалл на объекте:
Проделайте практически то же самое, что и в предыдущем списке. Подвесьте объект на струне, чтобы он висел на расстоянии минимум 5 см от дна контейнера. Вы можете подвесить объект при помощи палочек или проводов.
Так как я использовал решетчатые структуры, то подвешивал их как с помощью провода, так и при помощи палочек для еды.
Шаг 4: Ждите, пока кристаллы не вырастут
Не тревожьте контейнер, но следите за тем, как растут ваши кристаллы.
Я советую вам оставить контейнер как минимум на 1 день, но для лучших результатов дайте 3 дня на рост. В какой-то момент большинство соли будет находиться в кристалле, и он просто перестанет расти.
Шаг 5: Аккуратно вытащите ваши кристаллы их раствора
Когда вы определите, что он вырос до нужного размера и формы, аккуратно вытяните его за струну, или вытащите из раствора. Если они соединились с вашим объектом сквозь весь контейнер, то при помощи ножа аккуратно отсоедините их от стенок контейнера, стараясь не повредить структуру вашего творения.
Шаг 6: Хотите кристаллы бОльших размеров?
Перед тем, как убрать струну или объект от устройств, которым вы их подвешивали, подумайте, хотите ли вы вырастить кристалл еще большего размера. Если да, то повторите процесс и ваши кристаллы станут больше. Каждый раз вам нужно лишь делать новый солевой раствор.
Если вы будете повторять процесс для выращивания больших кристаллов, то очень важно после кипячения воды и создания солевого раствора дать воде остыть до комнатной температуры, а уже затем опускать конструкцию в раствор.
Если вы не остудите воду, то она растворит уже готовые и вы как бы начнёте сначала.
Шаг 7: Образцы моих работ
Это фотографии одних и тех же кристаллов, которые прошли через три солевых раствора, посмотрите на разницу в размерах.
Я добился относительно ровного перехода от объекта к кристаллу, каждый раз опуская объект глубже в раствор.
Шаг 8: Радуйтесь результатам!
Как только вы вырастили их до желаемого размера, аккуратно отделите струну\объект от приспособлений, с помощью которых вы их подвешивали и дайте готовому изделию высохнуть, положив его на салфетку.
В будущих экспериментах вы можете попытаться использовать водопроводную и бутилированную воду, цветную воду, а также можете использовать разные типы соли, например йодированную, соль без йода, морскую соль и т.д.
Выращивая их на разных структурах, заметили ли вы разницу в их форме?
Я был удивлен, обнаружив, что кристаллы, выращенные на разных уровнях объекта, напечатанного из белого пластика, выросли разного размера.
Шаг 9: Другие эксперименты с выращиванием
Шаг 10: Дополнительная информация по выращиванию
Изучение кристаллов и их структуры называется кристаллографией. Кристалл представляет собой твердое тело, состоящее из различных атомов или молекул, расположенных в однородном повторяющемся порядке, основанном на его уникальной форме. Это приводит к тому, что материал имеет определенную форму и цвет и обладает другими характерными свойствами.
Они могут быть большими или маленькими, но все они имеют одинаковую «форму». Соль и сахар являются примерами. Столовая соль NaCl имеет кубическую структуру. Кристаллы снега образуют шестигранную структуру. Алмаз (используемый в ювелирных изделиях и режущих инструментах) также является примером; он состоит из чистого углерода. Графит (используется в карандашах и смазочных материалах) также является кристаллом из углерода.
Как растут кристаллы?
В растворе, растворитель (вода) может держать только определенное количество растворенного вещества. Это называется растворимостью раствора. Если температура раствора увеличится, то горячая вода сможет растворить больше твердого вещества, чем холодная вода. Это связано с тем, что молекулы нагретой воды движутся дальше друг от друга, оставляя место для растворения более твердого вещества. Когда твердое вещество перестаёт растворяться, то раствор считается насыщенным.
По мере охлаждения этого раствора молекулы воды снова сближаются, и в растворе остаётся меньше места для удержания такого же количества растворенного твердого вещества. Так как вода отпускает избыток растворенного вещества, то в этот момент кристаллы начинают формироваться и строиться друг на друге. Этот процесс называется рекристаллизацией и, в зависимости от условий, можно получить массу многочисленных мелких или один большой кристалл.
Как формируются кристаллы и как мы контролируем темпы его роста?
В этом эксперименте вы будете выращивать кристаллы из насыщенного раствора. Во время рекристаллизации, начало процесса роста кристаллов называется «зарождением». Кристаллизацию могут инициировать частицы пыли на поверхности раствора, однако эта ситуация неконтролируема. Чтобы получить контролируемый рост, «затравочный кристалл» привязывают к куску нити и погружают в раствор. По мере того, как температура раствора продолжает падать, на нитке накапливается больше кристаллов. Скорость, с которой происходит кристаллизация, будет влиять на качество. Лучшие — это те, которые растут МЕДЛЕННО.
КЛЮЧЕВЫЕ ТЕРМИНЫ
Кристалл — это твердое тело с определенной геометрической формой. Форма состоит из гладких плоских поверхностей, которые встречаются в острых краях или углах.
Кристаллография — отрасль химии, изучающая кристаллы и их структуру.
Нуклеация — когда растворенные молекулы в насыщенном растворе сталкиваются с частицей пыли или твердой поверхностью (например, струной или затравочным кристаллом), они будут склонны адсорбироваться и накапливаться на поверхности. Твердая поверхность обеспечивает участок зарождения для формирования кристаллов.
Рекристаллизация представляет собой процесс, который использовался для очистки твердого вещества путем растворения его в соответствующей жидкости, а затем получение материала, выходящего из раствора в кристаллической форме.
Насыщенный раствор — раствор, в котором в растворителе растворено максимальное количество растворенных веществ.
Затравочный кристалл — начальная поверхность для растущего.
Форма кристалла — атомы, которые занимают позиции с определенными геометрическими отношениями друг с другом. Это структурное расположение его атомов однозначно определяется химией вещества и определяет форму. В кристаллографии формы могут быть сгруппированы в семь систем: кубический, тетрагональный, гексагональный, тригональный, орторомбический, моноклинный, триклинный.
Растворимость — максимальное количество растворенного вещества, которое может растворяться в определенном объеме растворителя при данной температуре, известно как растворимость растворенного вещества. Растворимость растворенного вещества обычно увеличивается с повышением температуры.
Раствор — однородная смесь двух или более веществ. Например, сахар, растворенный в воде, является раствором.
Растворитель — жидкость, в которой растворяется растворенное вещество. В этом проекте растворителем является вода.
Кристаллы всегда привлекают внимание своей красотой, натуральностью и необычностью. Такими характеристиками обладают не только природные виды камней, но и искусственно созданные. Многие рукодельницы, начинающие химики задаются вопросом, как вырастить кристалл из соли в домашних условиях? Давайте разберемся с этой задачей, а также узнаем, что необходимо для создания такой красоты, как ускорить процесс роста, что добавить к раствору, чтобы получился яркий синий или голубой камень.
Что понадобится для выращивания кристаллов в домашних условиях
Чтобы в домашних условиях вырастить настоящий кристалл, необходима специальная посуда и соответствующий раствор. Процесс очень длительный, поэтому за считанные дни может ничего не получиться. Рост камня зависит от многих факторов: насыщенности раствора, температуры и влажности воздуха, вида соли, используемой для кристалла, основания. Для успешного выращивания такой красоты нужно подготовить:
- Емкость, где будет произрастать соляной кристалл (размеры могут быть любыми, все зависит от желаемой величины камня). Важен материал, из которого выполнена посуда. Он не должен окисляться в соленой воде и отдавать цвет.
- Поваренная соль (которая используется в домашнем обиходе).
- Палка, чтобы мешать раствор (из дерева или стекла).
- Фильтровальная бумага белого цвета или салфетки.
Как быстро вырастить кристалл из поваренной соли и воды
Задаваясь вопросом, как вырастить кристалл из соли, приготовьтесь, что для этой задачи вам понадобиться от 3 недель до 6-7 месяцев, в зависимости от желаемого размера итогового изделия. Полученный камень будет очень ломким, поэтому не стоит к нему прикасаться руками. Чтобы сохранить надолго такой шедевр, покройте изделие прозрачным лаком. Рассмотрим пошаговый процесс приготовления кристалла из поваренной соли:
Цветной кристалл: голубой или синий своими руками
Как вырастить кристалл из соли синего цвета? Только с использованием специальных пищевых красителей, которые могут дать не яркий оттенок. При смешивании соли и воды, туда же стоит добавить небольшое количество синего цвета. Когда молекулы начнут соединяться, кристалл приобретет необычный голубой оттенок. Для выращивания ярко синего камня придется иметь дело с медным купоросом.
Купить данное вещество вы можете в любом магазине для садоводов и дачников. С ним необходимо делать те же действия, что и с солью. Но поскольку химический состав медного купороса может быть опасен для здоровья, раствор рекомендуется убрать в недоступное для детей и животных место. Вот пошаговый процесс создания темно-синего кристалла:
Как сделать большой белый кристалл из морской соли
При использовании классического варианта выращивания кристаллов, их делают из поваренной соли, которая используется в пищу. Этот продукт в больших количествах присутствует на полках любого продуктового магазина и стоит совсем недорого. Но из каких солей выращивать кристаллы лучше? Морская соль тоже подойдет для поставленной цели. Разница в том, каким получится результат.
Для получения необычных шедевров природы, нужно в одну емкость поставить выращивать кристалл из поваренной соли, а в другую – из морской. Во втором случае скорость роста может быть больше, так же как и плотность полученного камня. Внешний вид кристаллов тоже может отличаться, но только незначительно, поскольку молекулы морской и поваренной соли практически одинаковы.
Чтобы сделать крупный кристалл белого цвета из морской соли, воспользуйтесь таким способом:
- Приготовьте прозрачный стакан (или стеклянную банку) для будущего процесса.
- Растворите в теплой родниковой воде большое количество морской соли, процедите жидкость через плотную ткань или марлю.
- Влейте насыщенный раствор в выбранный стакан.
- Возьмите один кристалл морской соли, привяжите к нему нить и опустить в емкость с полученной жидкостью на несколько недель или месяцев.
- Когда размер камня будет таким, как вам нужно, выньте его, просушите салфетками и покройте лаком.
- Получив белый камень, окрасить его в другой цвет вы не сможете, поскольку пищевые краски будут стекать со стенок. Единственный выход для получения яркого оттенка камня – добавлять пигмент прямо в раствор, из которого будет расти кристалл.
- Если в процессе роста камня уровень жидкости снизится до минимума, влейте в емкость раствор такой же консистенции.
Фото и картинки кристаллов красивой и необычной формы
Когда через несколько месяцев у вас получится необычной красоты кристалл, вы обязательно захотите показать изделие друзьям, знакомым и сфотографировать его. Вот поэтому интернет уже полон фотографиями таких необычных камней. Они разные по форме: квадратные, прямоугольные, круглые и древовидные. Есть и оригинальные цвета кристаллов из соли: желтые, синие, голубые, красные. Посмотрите ниже подборку фотографий самых оригинальных вариантов солевых камней, выращенных дома.
Кристаллы издавна привлекали внимание людей. Несмотря на свое природное происхождение, такие камни выглядят очень необычно, почти «ненатурально» красиво. А огромное разнообразие форм и цветов сделало кристаллы очень популярным материалом, часто используемым в рукоделии, декорировании и даже ювелирном искусстве.
Известно, что подобные камни образуются в результате отвердевания богатых минералами жидкостей. Соответственно, вырастить кристалл можно прямо у себя дома. Главное, разобраться, как приготовить подходящий для образования такого камня раствор. Наше руководство поможет вам вникнуть во все тонкости непростого, но безумно интересного процесса выращивания кристаллов.
Что понадобится для выращивания кристаллов в домашних условиях
Рост искусственного кристалла зависит от множества условий. Если вы захотите создать такое чудо природы самостоятельно, вам потребуется учесть множество моментов. Важное значение будут иметь и состав раствора для кристаллизации (не говоря уже о его концентрации и насыщенности), и условия окружающей среды (влажность и температура воздуха), и даже свойства поверхности, на которой будет расти камень.
Именно поэтому, прежде чем приступать к изготовлению специальной жидкости, стоит убедиться, что у вас есть все, что необходимо для будущего эксперимента:
- емкость из любого не окисляющегося материала (ее размер может быть произвольным; делайте свой выбор исходя из того, насколько большой кристалл вы планируете вырастить);
- обычная поваренная соль;
- палочка для перемешивания раствора (лучше, если она будет деревянной или стеклянной);
- салфетки или специальная фильтровальная бумага (обязательно белого цвета).
Как быстро вырастить кристалл из поваренной соли и воды
Чтобы вырастить у себя дома кристалл из обычной соли, вам придется как следует запастись терпением: на этот проект у вас может уйти от 3 недель и до полугода (срок будет напрямую зависеть от того, насколько большой камень вы хотите получить в итоге). За месяц такой камень едва ли достигнет размеров фасолины. За три – увеличится, максимум, до 4 см (имеется ввиду – в диаметре).
Прежде всего, приготовьте специальный раствор для выращивания кристаллов:
1. Возьмите немного чистой дистиллированной воды и выдержите ее до комнатной температуры.
2. Растворите в полученной жидкости обычную поваренную соль. Приправы лучше взять побольше. Продолжайте добавлять соль, пока раствор уже не станет сложно перемешивать.
3. Поместите емкость с подготовленной жидкостью на водяную баню. Подогревайте состав, пока находящаяся в нем соль не растворится полностью.
4. Полученную однородную массу охладите, а затем – процедите при помощи марли или салфетки. Этот шаг необходим, чтобы выделить из раствора все твердые примеси.
Как только жидкость будет готова, вы сможете приступить, непосредственно, к выращиванию соляного кристалла:
1. Для начала вам понадобится основа. Идеально, если у вас уже есть готовый кристаллик соли небольшого размера. За неимением оного в качестве основы можно использовать любой твердый предмет (желательно – из пластмассы, так как этот материал не будет окисляться в подготовленном растворе).
2. Возьмите обыкновенную нить (обязательно – белого цвета). Привяжите один ее конец к выбранной основе, а другой – к карандашу, линейке или любому другому предмету, который сможет исполнять роль «перекладины», лежа поперек горлышка емкости с раствором. Учтите, что длина самой нити должна быть такова, чтобы подвешенный с ее помощью кристалл был полностью погружен в жидкость, однако, не доставал до дна посудины.
3. Готовую конструкцию накройте тканью и уберите в место, где невозможны сильные перепады температур (иначе говоря – подальше от окон и источников сквозняков).
4. Теперь вам остается только ждать, пока кристалл вырастет. Вы сможете время от времени проверять его состояние, аккуратно приподнимая конструкцию за нить, на которой она подвешена. Однако избегайте в это время трогать кристалл руками или задевать им стенки емкости! Хрупкий камень не потерпит такого обращения.
5. Как только кристалл достигнет нужных вам размеров, извлеките его из раствора, аккуратно протрите сухой салфеткой и покройте бесцветным лаком. Так камень станет чуть прочнее, и его можно будет брать в руки без страха сломать.
Солевой кристалл – это кристалл, выращенный из раствора поваренной соли. Выращивание такого кристалла – длительный процесс, которому требуется пристальное внимание и строгое соблюдение инструкции.
Выращивание таких кристаллов совершенно безопасно и более того – доступно каждому человеку. Можно сделать кристалл из соли в домашних условиях, при этом выращивания не требуется использовать специальные реагенты или лабораторные условия – можно легко ограничиться и подручными средствами.
Быстрая навигация по статье
Материалы
Чтобы вырастить солевой кристалл, потребуется:
- Чистая емкость. Например, стеклянный стакан или банка. Лучше, чтобы емкость была прозрачной – это позволит наблюдать за процессом кристаллообразования.
- Дистиллированная вода. Подойдет и обычная водопроводная, но кристалл может получиться не таким чистым (с примесями солей, находящихся в воде).
- Карандаш или небольшая палочка.
- Нить.
- Кристалл соли для затравки.
Раствор
Чтобы приготовить солевой раствор, необходимо:
- Нагреть воду (до кипения или почти до кипения).
- Добавить порцию соли в емкость с водой, размешать.
- Дать раствору настояться около суток, чтобы осела мелкая взвесь.
Выращивание кристалла
Чтобы вырастить кристалл соли, необходимо:
- Завязать нитку на карандаш. Опустить ее в воду. Если нужно получить красивый крупный кристалл, следует использовать затравку (привязать к концу нитки небольшой кристалл соли).
- Карандаш расположить поперек емкости. Ждать, когда вырастет кристалл.
Наблюдая за ростом кристалла важно знать, что:
- Нитка притягивает к себе соль из воды. Уже через 1-2 дня она покроется мелкими кристаллами. При испарении воды нижняя часть карандаша также покроется легкой изморозью.
- Нить не должна соприкасаться с дном или стенками посуды, иначе в процессе роста кристалла они срастутся, и фигура получится неправильной формы.
- Крупный кристалл вырастет через 2-3 недели (для этого необходимо не менее 1 л воды).
- Чтобы кристалл получился красивым (правильной формы), в качестве затравки можно взять кусочек квасцов. Тогда в воде уместно растворять не поваренную соль, а такие же квасцы. Затравка будет пропорционально увеличиваться в размере по мере роста.
Подобного рода кристаллы легко вырастить из сахара или медного купороса. Готовый продукт можно высушить и защитить от обветривания, покрыв слоем бесцветного лака.
О выращивании кристаллов в домашних условиях можно найти довольно много информации. Например из купороса медного или соли поваренной. Хочу предложить простой способ выращивания кристаллов похожих на кораллы с бирюзовым оттенком.
Что нам понадобиться: крупная соль, щепотка купороса медного и чистая вода без кипячения. Лучше брать фильтрованную воду, только не просто из водопровода.
Сделаем раствор поваренной соли: налейте воды в ёмкость и поставьте его в сосуд с тёплой водой (около 50°С - 60°С). В идеальном варианте, вода не будет содержать растворённых солей, то есть дистиллированная, но в нашем случаем можно воспользоваться и фильтрованной водопроводной водой. Насыпьте пищевую поваренную соль в банку и оставьте минут на 5-10 минут, перед этим помешав. Через некоторое время банка с водой разогреться, а соль растворится. Необходимо, чтобы температура воды слишком сильно не снижалась. Потом добавьте ещё соли и опять помешайте. Повторяйте эту операцию до тех пор, пока соль перестанет растворяться и будет оседать на дно банки. В итоге мы получим насыщенный раствор соли. Перелейте раствор в чистую ёмкость, убрав не растворившуюся соль со дна банки.
Отлейте от полученного раствора в небольшую емкость примерно 50 мл. и растворите в этом растворе несколько кристалликов медного купороса, около половины чайной ложки. Хорошенько перемешайте.
Переливаем наш сделанный раствор с купоросом в банку, до зеленоватого цвета и ставим в прохладное место примерно 14-16 градусов.
После того как раствор остынет, необходимо на ниточку привязать кристалл соли. Другой конец на палочку и опустим в раствор на глубину 10 - 15 мм. И опять поставить в прохладное и темное место. Через 2-3 дня кристалл вырастет. Потом расти он перестанет и кристаллы как-бы полезут вверх. Через 5 суток вы увидите результат. Кристалл, который видите Вы, рос примерно две недели.
