Как сделать зеленый кристалл
Как вырастить кристаллы в домашних условиях
Производители современных игрушек, предназначенных для организации познавательного детского досуга, сегодня часто предлагают готовые наборы для выращивания кристаллов в домашних условиях. Но было бы ошибочно думать, что это занятие является разработкой нашего времени и достижением современной химической промышленности.
Книга, по материалам которого наш ретро-блог сегодня готовит публикацию, была выпущена в 1875 году и своей основной целью считала необходимость донести до юных читателей как можно больше полезной практической информации, способствующей развитию детского мышления и расширению его кругозора.
Одна из обширных глав этого издания была посвящена тому, как вырастить кристалл в домашних условиях, воспользовавшись любым (или даже всеми сразу) предложенным в книге ингредиентом. Научившись выращивать кристаллы, с их помощью можно создавать красивые декоративные элементы, которые могут стать оригинальным елочным украшением или частью праздничного декора интерьера.
Общие правила выращивания кристаллов
Кристаллы из квасцов
Для выращивания кристаллов понадобятся квасцы: для получения крупных и прозрачных многогранников подойдут алюмоаммонийные или алюмокалиевые (жженые) квасцы; для создания красивого фиолетового цвета к жженным квасцам обычно добавляют еще хромокалиевые квасцы.
Если в работе использовать только хромокалиевые квасцы, то кристалл может получиться темно-фиолетового или почти черного цвета. Бледно-розовые или с сиреневым оттенком многогранные кристаллы получают с помощью железоаммонийных квасцов.
Квасцы измельчают до порошкообразного состояния и растворяют в горячей воде. Количество исходных ингредиентов определяют на глаз: квасцов насыпают в воду столько, чтобы получился перенасыщенный раствор, т.е. они перестали растворяться. Если полученный раствор кажется мутным, то его процеживают через фильтровальную бумагу (можно воспользоваться современным кофейным фильтром).
Раствор остужают и оставляют в состоянии покоя на сутки: в течение этого времени большая часть квасцов осядет на дно сосуда в виде кристаллов. Эти кристаллы могут быть использованы и для декорирования различных предметов: если сделать из проволоки корону, обмотать все ее элементы шерстяной нитью и погрузить в раствор квасцов, через сутки она покроется кристаллами, как драгоценными камнями.
Выращивание кристаллов из соли
Одним из популярнейших ингредиентов для выращивания кристаллов является самая обычная поваренная соль. Для приготовления раствора в неметаллический сосуд наливают теплую воду и растворяют в ней соль по тому же принципу, что и в случае с кристаллами из квасцов: раствор должен получиться настолько насыщенным, чтобы соль перестала растворяться.
(Точно также выращивают кристаллы и из сахара)
Важный момент: для приготовления раствора в современных условиях следует обратить внимание на то, чтобы в поваренной соли не было антислеживающего компонента, который препятствует образованию красивых кристаллов.
С помощью такого раствора можно приготовить фигурные елочные украшения, сделав каркас будущей игрушки из проволоки и обмотав его шерстяной нитью. Насыщенный соляной раствор разливают в несколько сосудов, в каждый из них добавляют разные красящие вещества и погружают подвешенные на палочке заготовки из проволоки.
Кристаллы из соды
В горячей воде растворяют соду до получения насыщенного раствора (сода перестает растворяться), после этого раствор фильтруют и емкость убирают в теплое место. Через какое-то время на дне и стенках сосуда начинают появляться кристаллы. Этот момент является самым удачным для помещения в емкость какого-нибудь предмета, контуры которого постепенно будут обрастать кристаллами.
Следует помнить, что в отличие от кристаллов, полученных из соли и квасцов, сода сильно подвержена воздействию влаги, содержащейся в воздухе, поэтому эти кристаллы могут легко разрушаться. Чтобы защитить их от деформации, содовые кристаллы хранят в плотно закрытом сосуде.
Кристаллы из селитры
В небольшую емкость высыпают около 100 г любого вида селитры и заливают ее 50 мл воды. Эту смесь помещают на огонь и некоторое время нагревают, доведя до кипения. Готовый раствор процеживают через марлю или фильтровальную бумагу и остужают.
Если же смешать истолченную в порошок селитру с поваренной солью, растворить эти вещества в воде, прокипятить и остудить, то в итоге можно получить кристаллы сразу двух видов.
Выращивание кристаллов из купороса
Таким образом процедуру погружения в разные сосуды повторяют до тех пор, пока не образуется большой кристалл, состоящий из красивых зеленых и голубых слоев.
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.
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!