НАВЧАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ 7
«Вирощування кристалів» (для експериментування вдома)
Мета дослідження: навчитися вирощувати кристали розчинних речовин (монокристали або друзи) у домашніх умовах за допомогою охолодження гарячого насиченого розчину та повільного випаровування води.
Обладнання та речовини: хімічна або термостійка склянка (або невелика скляна банка), лійка з фільтрувальним папером або ватою, нитка, олівець, вода, кристалічна розчинна речовина (кухонна сіль , цукор або мідний купорос ).
Хід роботи:
1) Приготування майже насиченого гарячого розчину речовини: наливаємо в термостійку склянку гарячу воду (близько ) і поступово додаємо сіль невеликими порціями при постійному перемішуванні. Продовжуємо додавати речовину доти, доки вона не перестане розчинятися й почне осідати на дні посудини.
2) Охолодження розчину й отримання насиченого розчину за кімнатної температури: залишаємо склянку повільно охолоджуватися на столі. Зі зниженням температури розчинність твердої речовини зменшується, розчин стає насиченим за кімнатної температури, а частина солі осідає на дно у вигляді дрібних кристаликів.
3) Відфільтрування одержаного розчину: обережно переливаємо охолоджений розчин через лійку з фільтрувальним папером або ватою в чисту склянку. Фільтрування необхідне для того, щоб видалити випадкові нерозчинені частинки, пил і дрібні крупинки, які можуть спричинити передчасну неконтрольовану кристалізацію.
4) Вирощування кристалів:
- Спосіб А. Вирощування монокристала: серед осаду на дні першої склянки вибираємо один правильний і найбільший кристалик (затравку). Прив’язуємо його міцною тонкою ниткою до середини олівця. Олівець кладемо на вінця склянки так, щоб затравка занурилася в профільтрований насичений розчин і не торкалася стінок або дна. Склянку накриваємо аркушем паперу для захисту від пилу та ставимо в спокійне місце з постійною температурою. Із повільним випаровуванням води кристалик щодня збільшується і перетворюється на великий правильний монокристал.
- Спосіб Б. Вирощування друзи кристалів: у профільтрований розчин опускаємо шерстяну нитку, шорстку дерев’яну паличку або зігнутий каркас із дроту. На шорсткій основі одночасно виникає багато дрібних центрів кристалізації. Вони швидко розростаються і зростаються між собою, утворюючи друзу — красиву групу зрощених кристалів.
Висновок: процес вирощування кристалів ґрунтується на зменшенні розчинності речовини при охолодженні гарячого розчину та подальшому випаровуванні розчинника. Для утворення монокристала потрібна окрема правильна затравка, спокій і тривалий час, а друзи утворюються значно швидше на шорстких поверхнях завдяки формуванню багатьох центрів кристалізації одночасно.