Adakah mungkin untuk menanam kristal di rumah? Mari kita cuba bersama-sama untuk mencari jawapan kepada soalan ini, untuk mencadangkan kaedah untuk menjalankan eksperimen ini.
Kami tahu betul bahawa kristal pelbagai bentuk dan saiz boleh ditemui di alam semula jadi. Pada musim sejuk, kepingan salji menghiasi tingkap, dahan pokok. Sebahagian daripada kristal adalah bahan buangan organisma tertentu.
Pengenalan
Sebagai contoh, pertumbuhan kristal adalah tipikal untuk moluska yang jatuh ke dalam cangkerang. Selepas 5-10 tahun, mutiara yang indah terbentuk di dalamnya, penampilannya yang unik dan kecemerlangan yang unik.
Nilam, delima, berlian dan batu berharga lain boleh dianggap sebagai kristal. Kepentingan kristal semula jadi dalam industri, sains, elektronik, optik adalah hebat.
Menanam kristal di rumah ialah aktiviti yang menyeronokkan untuk ahli kimia penyelidikan pemula. Ia selamat, jadi ia sesuai walaupun untuk pelajar sekolah rendah.
Melalui persiapan yang rapi, pelaksanaan yang rapipercubaan, pembentukan dan pembangunan kemahiran menyediakan eksperimen berlaku.
Adalah penting untuk mula mengembangkan kristal selepas idea tentang keadaan agregat jirim, cara mengawal proses pertumbuhan kristal.
Jika penghabluran berlangsung pada kadar yang rendah, anda boleh mengharapkan untuk mendapatkan kristal yang besar. Dengan meningkatkan kelajuan proses, seseorang boleh mengharapkan untuk mendapatkan kristal kecil polihabluran.
Maklumat penting
Projek Tumbuh Kristal boleh dimulakan dengan terma dan konsep teori. Kristal ialah keadaan pepejal jirim. Ia dicirikan oleh bentuk tertentu, bilangan muka yang dikaitkan dengan spesifik susunan atom. Kristal daripada bahan yang sama sentiasa mempunyai bentuk yang sama, tetapi perbezaan saiz dibenarkan.
Kristal yang semakin meningkat dikaitkan dengan perubahan dalam parameter termodinamik larutan, peralihan larutan kepada keadaan terkumpul pepejal.
Di alam semula jadi, terdapat banyak bahan berbeza yang boleh membentuk kristal.
Sebagai contoh, pertumbuhan hablur air melibatkan penurunan suhu. Apabila air membeku, ia membentuk kepingan salji atau hablur ais. Mengikut skema yang sama, pembentukan kristal mineral dilakukan semasa proses pembentukan batu tertentu.
Sejumlah besar batuan cair dan panas di pedalaman bumi adalah larutan mineral.
Apabila menolaknya ke permukaanbumi, penyejukan perlahan berlaku, yang membawa kepada peralihan kepada bentuk pepejal.
Sebagai contoh, granit gunung mengandungi kristal mineral: feldspar, kuarza, mika. Berjuta-juta tahun dahulu, granit wujud sebagai jisim cair mineral. Pada zaman kita, terdapat pelbagai batuan cair di kerak bumi, dengan penyejukan beransur-ansur yang mana pelbagai jenis kristal terbentuk.
Kaedah pertumbuhan kristal berbeza-beza dan bergantung pada struktur kimia bahan, suhu, penggunaan komponen tambahan.
Proses khusus
Proses boleh dibahagikan kepada beberapa titik berasingan:
- semulajadi, dikaitkan dengan pendidikan dalam alam semula jadi;
- tiruan.
Pilihan kedua adalah dalam permintaan dalam kes berikut:
- untuk tujuan saintifik dan teknikal;
- semasa menjalankan kerja ekstrakurikuler, amali, eksperimen;
- pembentukan kristal rawak.
Bagaimanakah pertumbuhan kristal boleh berlaku dalam kes kedua? Kimia menganggap varian penghabluran ini sebagai hasil eksperimen yang tidak diingini, di mana dalam kes ini tiada kawalan di pihak penyelidik. Penghabluran spontan diperhatikan dengan adanya proses fizikal atau kimia tambahan: penyejatan pelarut, pengoksidaan komponen larutan.
Ciri fizikal dan kimia
Kristal yang tumbuhdaripada garam dijelaskan oleh keterlarutan bahan dalam pelarut, disertai dengan pemusnahan struktur kristal. Haba yang diperlukan untuk proses sedemikian diambil dari persekitaran. Contohnya, dalam kes melarutkan ammonium tiosianat NH4SCN dan kalium iodida, perubahan suhu boleh dirasai melalui sentuhan terus dengan tabung uji.
Selain itu, pertumbuhan kristal daripada garam di rumah dikaitkan dengan resapan. Sebagai contoh, mengambil beberapa kristal kalium permanganat (kalium permanganat) dan melarutkannya dalam air, seseorang boleh memerhatikan bagaimana pusaran merah jambu terbentuk di atas isipadu silinder. Dengan kacau yang kuat, keseluruhan larutan memperoleh warna merah jambu seragam. Jika ia dibekukan, anda boleh mengharapkan untuk mendapatkan kristal kalium permanganat yang cantik.
Kristal yang tumbuh untuk kanak-kanak paling baik dipertimbangkan pada natrium klorida, kuprum sulfat (2).
Aspek penting
Apabila memilih bahan untuk kerja eksperimen, adalah penting untuk mempertimbangkan fakta tertentu:
- Bahan permulaan mestilah tidak toksik. Contohnya, projek "Menanam kristal di rumah" untuk kanak-kanak tidak membenarkan penggunaan kalium sianida, natrium sulfat, kerana hidrolisis garam tersebut membebaskan sebatian toksik yang boleh menyebabkan keracunan.
- Bahan yang dipilih mestilah memberikan hasil yang stabil. Sebagai contoh, kristal natrium sulfat, besi-ammonium dan tawas kromium-kalium, garam mangan, dengan kehilangan lembapan, bertukar menjadi serbuk tidak jelas, dan oleh itu, merekatidak termasuk dalam kit tumbuh kristal.
- Kos yang boleh diterima dan ketersediaan reagen terpilih. Bagaimanakah kristal boleh ditanam? Kit untuk kanak-kanak termasuk komponen yang boleh diakses serta arahan terperinci untuk melakukan kerja amali.
- Penggunaan bahan yang stabil. Pilihan bahan yang mengalami hidrolisis boleh balik tidak digalakkan. Oleh itu, garam ammonium, yang sangat higroskopik, akan bertindak balas dengan air, akibatnya sukar dijangkakan untuk mendapatkan hasil yang diingini.
Apa lagi yang perlu diketahui oleh ahli alkimia muda? Kristal yang tumbuh melibatkan urutan tindakan tertentu (algoritma). Hanya jika semua keperluan dan peringkat kerja dipenuhi, anda boleh mengharapkan hasil yang diingini.
Simpan kristal sebaiknya di dalam peti sejuk, supaya tidak mencetuskan kemusnahannya. Terdapat beberapa bahan yang boleh wujud dalam bentuk kristal yang stabil untuk jangka masa yang agak lama.
Sebagai contoh, pilihan terbaik untuk pelajar sekolah ialah menanam kristal daripada tembaga sulfat, garam. Komponen ini tersedia dalam julat harga, sesuai untuk ciri kimia-fizikal, biologinya.
Dengan salutan tambahan kristal yang terhasil dengan varnis tidak berwarna, anda boleh memanjangkan "seumur hidup" dengan ketara.
Peralatan diperlukan
Bagaimana untuk mengembangkan kristal? Set untuk kanak-kanak termasuk barangan kaca kimia: cermin mata tahan panas,kertas penapis, corong, batang kaca, reagen.
Jika eksperimen dijalankan di rumah, kertas tandas (serbet) boleh digunakan sebagai ganti kertas penapis, dan periuk lama yang diletakkan di atas dapur elektrik boleh memainkan peranan sebagai mandi air.
Alternatif kepada corong kimia sebenar ialah leher botol plastik lama.
Apakah lagi yang penting untuk dipertimbangkan semasa melakukan percubaan Crystal Growing? Selain penanaman langsung, adalah penting untuk memperoleh kemahiran untuk mengekalkan hasil aktiviti eksperimen.
Pilihan pendidikan
Terdapat tiga pilihan berbeza untuk pembentukan kristal:
- daripada cair;
- daripada penyelesaian;
- dari fasa gas.
Sebagai contoh penghabluran daripada keadaan cair, kita boleh perhatikan rupa ais daripada air, serta pembentukan batuan gunung berapi.
Kristal yang tumbuh daripada vitriol ialah contoh tipikal peralihan daripada fasa cecair kepada keadaan terkumpul pepejal.
Dalam kes penyejukan wap atau gas, disebabkan oleh daya tarikan elektrik, perkaitan atom atau molekul ke dalam keadaan hablur diperhatikan. Antara pilihan yang paling biasa untuk pengeluaran tiruan kristal tunggal, yang boleh dijalankan oleh pelajar sekolah rendah, kami memilih penanaman kristal daripada tembaga sulfat. Kerumitan proses terletak pada kelajuan alirannya yang tidak ketara.
Contoh kerja projek pelajar
Perkaitan topik ialah ia telah diberikanarahan terperinci untuk mengembangkan kristal, serta hasil khusus.
Hipotesis projek: kristal yang cantik dan unik boleh ditanam di rumah.
Matlamat projek: mengembangkan kristal garam sendiri.
Objektif Projek:
- analisis maklumat teori tentang persoalan kajian;
- mendedahkan nilai garam untuk kehidupan manusia;
- tumbuhkan kristal garam dengan tangan anda sendiri;
- menjelaskan syarat pembentukan hablur;
- nilai keputusan yang diperolehi dalam perjalanan aktiviti amali.
Latar belakang sejarah
Natrium klorida ialah produk makanan biasa. Secara semula jadi, sebatian ini berlaku sebagai halit mineral, juga dirujuk sebagai "garam batu". Natrium klorida didapati dalam jumlah yang besar dalam air laut. Sebatian ini ditemui di dalam perut bumi, di tebing sungai, di pergunungan.
Tanpa jumlah garam meja, banyak organisma hidup mula kelaparan garam. Pemangsa menggantikan kekurangan natrium klorida dengan daging dan darah mangsa, herbivor menjilat tanah masin.
10-15 gram garam sehari sudah cukup untuk seseorang (tidak lebih daripada 1 sudu besar), lebihan bahan kimia ini membawa kepada penyakit buah pinggang. Pada zaman dahulu, garam digunakan untuk membuat syiling, untuk 5 jubin garam anda boleh membeli seorang hamba.
Di Rom kuno, askar upahan dibayar dengan garam, bukan wang. British percaya bahawa larutan natrium klorida,terpercik pada sesuatu, mengelakkan musibah. Ia adalah garam yang dianggap sebagai simbol persahabatan dan keramahan. Terdapat tanda yang popular, mengikut mana, apabila ia tersebar, anda perlu bersedia untuk kegagalan, pertengkaran.
Di Kievan Rus, bahan itu berasal dari tasik garam Azov dan Laut Hitam. Ia adalah komoditi yang sangat mahal sehingga ia dihidangkan hanya untuk tetamu yang mulia.
Terdapat bandar yang muncul di tempat di mana natrium klorida dilombong:
- Solikamsk.
- Solvychegodsk.
- Bursol.
- Solikamsk.
- Soligalich.
- Sol-Iletsk.
Menarik tentang kristal
Perkataan itu bermaksud "ais" dalam bahasa Yunani. Mereka mempunyai pelbagai bentuk, struktur, saiz. Sebagai contoh, sampel gergasi mencapai jisim beberapa tan. Orang purba percaya bahawa kristal boleh diperolehi daripada ais, dan berlian boleh diperolehi daripada kristal. Mereka dikurniakan sifat ajaib, mereka percaya bahawa kristal sembuh daripada penyakit maut, menjejaskan nasib dan kehidupan seseorang.
Terdapat bentuk kristal khas: dahan, bulu, jarum, pokok, bunga. Contohnya ialah corak pada tingkap pada musim sejuk. Orang ramai telah belajar menanam delima secara buatan. Batu diperlukan untuk industri barang kemas, serta untuk pembuatan pergerakan jam tangan yang tepat.
Latihan
Penanaman hablur garam tidak melibatkan bahan kimia khas. Setiap rumah mempunyai garam untuk makanan. Hablur sebatian kimia ini ialahkiub tidak berwarna lutsinar. Prosedur untuk menanam kristal garam dibahagikan kepada beberapa peringkat:
- Melarutkan garam dalam air suam. Proses ini berterusan sehingga tiba saat seperti itu, sehingga bahan berhenti larut (larutan tepu).
- Campuran yang disediakan dituangkan ke dalam bekas lain, di mana kristal akhir boleh ditanam. Agar tompokan tidak mengganggu proses penghabluran, larutan ditapis terlebih dahulu melalui serbet atau kertas tandas.
- Sebiji batu kecil diikat pada seutas benang, yang diturunkan ke dalam larutan yang disediakan.
- Bekas itu ditutup dengan kerajang logam untuk mengelakkan serpihan dan habuk masuk ke dalam.
Mata penting
Untuk mendapatkan kristal yang besar dan cantik, adalah tidak diingini untuk mengeluarkan batu kerikil tanpa keperluan khusus.
Sampah tidak boleh masuk ke dalam larutan tepu, kerana ini akan menyebabkan penurunan dalam kadar penghabluran, dan akan menjejaskan saiz zarah yang terbentuk secara negatif.
Jangan gunakan pewarna semasa menanam kristal, kerana ini bukan sahaja akan merosakkan penyelesaian itu sendiri, tetapi juga menjejaskan hasil akhir secara negatif.
Berdasarkan ulasan, kristal pertama pada benang terbentuk 2-3 hari selepas permulaan eksperimen. Secara beransur-ansur, mereka meningkat dalam saiz, tumbuh di atas satu sama lain. Akhirnya, kristal natrium klorida lutsinar yang agak besar terbentuk.
Penanaman kristal kuprum sulfat
Untuk mendapatkan zarah sulfat yang cantiktembaga boleh dibeli di kedai perkakasan serbuk tembaga sulfat. Bahan ini digunakan dalam pertanian untuk memerangi mikroorganisma berbahaya yang memusnahkan tanaman sayur-sayuran dan buah-buahan.
Perlu diingat bahawa kuprum sulfat adalah sebatian kimia aktif. Ia beracun! Ia perlu mencuci tangan selepas proses melarutkan serbuk, serta semasa bekerja dengan kristal kuprum sulfat.
Pertama anda perlu menyediakan larutan tepu garam ini. Untuk melakukan ini, serbuk dibubarkan dalam air panas sehingga proses pembubaran berhenti. Seterusnya, kerikil kecil (benih) dilekatkan pada benang, ia digantung dalam bekas dengan larutan tembaga sulfat supaya ia tidak menyentuh bahagian bawah. Kapal dibiarkan terbuka untuk masa yang lama, suhu bilik dikekalkan. Untuk mengelakkan serpihan dan habuk masuk ke dalam, bekas boleh ditutup dengan kerajang makanan.
Semasa penyejatan, kerak akan muncul di permukaan larutan, secara beransur-ansur bertukar menjadi kristal berkilat biru. Selepas 3-4 hari, "benih" ditumbuhi dengan kristal biru yang menyerupai batu permata. Selepas tiga minggu, anda boleh mendapatkan kristal kuprum sulfat yang besar.
Jika anda mahu, anda boleh melengkapkan diri anda dengan set ahli kimia muda yang telah siap, direka untuk mengembangkan pelbagai kristal.
Ammonium dihidrogen fosfat digunakan sebagai bahan, di mana pewarna makanan serbuk ditambah. Juga dalam set terdapat kerikil yang diperlukan untuk "benih", bekas plastik dengan penutup dan bahagian yang diukur untuk penanaman, pinset,kaca pembesar, dayung kacau.
Untuk eksperimen, 40 ml air panas disukat, kemudian campuran dituangkan, ia dilarutkan dalam air sambil dikacau dengan spatula. Batu utama bertaburan di sepanjang bahagian bawah bekas, larutan dituangkan ke dalam bekas. Ia diletakkan di tempat yang terang, sebagai contoh, di ambang tingkap. Apabila air menyejat, kristal garam berbentuk jarum muncul di dalam bekas. Selepas 2-3 minggu, air akan tersejat sepenuhnya, anda boleh melihat kristal besar garam ammonium.
Sebagai penutup
Apabila menjalankan kerja penyelidikan mengikut algoritma yang dicadangkan sebelum ini, seseorang boleh bergantung pada pelaksanaan tugas tersebut. Kristal yang ditanam di rumah agak besar.
Semasa eksperimen bebas, seorang ahli kimia muda boleh membuat kesimpulan berikut:
- bandingkan proses pertumbuhan kristal pelbagai bahan kimia;
- analisis perbezaan dalam warna, saiz, bentuk kristal tumbuh;
- zarah boleh tumbuh apabila membuang rumpai, menyingkirkan pertumbuhan yang tidak diingini;
- proses pertumbuhan kristal dijalankan semasa air menyejat;
- bentuk dan saiznya dipengaruhi oleh suhu.
Berdasarkan ulasan, kristal agak berubah-ubah, mereka perlu dirawat dengan berhati-hati, pematuhan penuh terhadap rejim suhu, urutan tindakan, penggunaan "benih". Jika anda mempunyai kesabaran, berhati-hati dan berhati-hati merawat projek ini, sangat mungkin untuk mengembangkan kristal dengan bentuk, warna, saiz yang luar biasa di rumah anda sendiri.
Kita tidak boleh lupa bahawa bahan kristal diperlukan oleh seseorang untuk pembuatan peralatan mesin, pembinaan rumah, keperluan domestik.
Di dalam perut bumi terdapat batu-batu yang bentuknya ideal, seolah-olah seseorang telah menggilap, menggilap, memotongnya dengan kualiti yang tinggi.
Setiap daripada kami melihat dengan penuh kejutan pada kepingan salji yang sempurna, butiran pasir kecil di tebing sungai, mengagumi batu berharga dan separuh berharga.
Sukar untuk mempercayai bahawa alam semula jadi, tanpa campur tangan manusia, yang mencipta bahan kristal ini.
Dalam proses aktiviti amali, pelajar membiasakan diri dengan bahan teori, kemahiran aktiviti eksperimen, mempelajari peraturan keselamatan asas.
