Как вырастить из поваренной соли кристалл: Как выращивать кристаллы соли в домашних условиях?

Содержание

КсАнины кристаллы

Содержание

Введение 3

Глава 1. Удивительный мир кристаллов 3

1.1. Из истории кристаллов 4

1.2. Что такое кристаллы 4

1.3. Мы живём в мире кристаллов 4

1.4. Применение кристаллов 5

Глава 2.   Как вырастить кристаллы 5

2.1. Выращивание кристаллов поваренной соли и медного купороса 6

2.2. Выращивание сростков кристаллов (друз) 6

2.3. Выращивание кристаллов дихромата калия 6

2.4. Выращивание друзы кристаллов с помощью набора для опытов 6

2.5. Выращивание кристаллических узоров с помощью набора для опытов 7

Заключение 7

Список источников информации и интернет — ресурсов 8

Приложение  9

 

Введение

В природе, которая нас окружает, много интересных, красивых и таинственных вещей. Зимой интересно наблюдать, как падают снежинки! На уроке географии нам рассказали, что они состоят из кристаллов льда! На Новый год украшая наш класс кто-то поставил в вазу чудесные еловые веточки, припорошенные снегом! Снег на веточках не таял, хотя нам рассказывали о свойствах льда и снега превращаться в воду, если они попадают в тепло. Учитель раскрыла секрет «инея». Оказалось, что это кристаллы соли!

Услышав слово «кристалл» мы думаем, что это только алмазы и изумруды, но это не так! Кристаллов очень много вокруг нас! Жилые здания и промышленные сооружения, самолеты и ракеты, горные породы и минералы слагаются из кристаллов. Мы даже употребляем их в пищу, как соль или сахар, лечимся ими и сами частично состоим из кристаллов.

Нам стало интересно узнать, можно ли вырастить кристаллы самим? А, если да, то из чего? Вот так и появился наш проект «КсАнины кристаллы».

Актуальность темы: «Кристалл» — это чудо природы. Получить кристалл самим – это сотворить чудо. Для нас это новое и необычное дело, даже таинственное. Кто знает, что у нас получится? Как будут выглядеть наши «авторские» кристаллы? Хочется проявить себя, проверить свои способности, а эта тема как раз и дает такую возможность.

Практическая значимость проекта состоит в создании коллекции «КсАнины кристаллы», подготовке презентации с фотографиями выращенных нами кристаллов. Результаты исследования могут быть использованы на уроках, во внеклассных мероприятиях.

Объект исследования: кристаллы.

Предмет исследования: процесс кристаллизации.

Цель работы: вырастить кристаллы в домашних условиях.

Задачи работы:

изучить литературу по теме;

познакомиться со способами выращивания кристаллов;

освоить методику выращивания кристаллов;

провести наблюдения за процессом кристаллизации;

подготовить презентацию и коллекцию кристаллов;

выработать рекомендации по выращиванию кристаллов;

выступить с результатами проекта перед одноклассниками.

Методы исследования: сбор информации; анализ информации по теме исследования; наблюдение; эксперимент.

Гипотеза: предполагаем, что настоящий кристалл можно вырастить в домашних условиях.

 

Глава I. Удивительный мир кристаллов

1.1. Из истории кристаллов

Представление древних о кристаллах было похоже на легенды. Удивительное сходство кристаллов льда и горного хрусталя было подмечено очень давно. Слово «кристаллос» в переводе с греческого первоначально означало «лёд», а в дальнейшем «горный хрусталь». В древности и в средние века думали, что кристаллы горного хрусталя и кристаллы льда – одно и то же, только лёд замерзает у нас на глазах, а горный хрусталь – лишь при особенно сильном морозе. Предполагали, что лёд становится хрусталём через тысячу лет, а хрусталь становится алмазом через тысячу веков.

Первые сведения о горном хрустале мы находим у римского учёного Плиния Старшего (I век н. э.) [1]. В древности кристаллы наделялись множеством таинственных свойств: исцелять от болезней, предохранять от яда, влиять на судьбу человека. Считали, что кристалл аметиста навевает счастливые сны. Сапфир помогает при укусах скорпионов, алмаз бережёт от болезней. Древние обитатели Америки – инки – поклонялись как божеству большому кристаллу зелёного изумруда [2]. Так рассуждать могли только в те времена, когда ещё не умели проверять свои утверждения опытом.

1.2.Что такое кристаллы

Криста́ллы — твёрдые тела, в которых атомы расположены закономерно, образуя трёхмерно-периодическую пространственную укладку — кристаллическую решётку [3]. Изучением кристаллов занимается наука – кристаллография. Кристаллиза́ция — это процесс перехода вещества из жидкого состояния в твёрдое кристаллическое с образованием кристаллов. [3]. Многие кристаллы идеально чисты и прозрачны, как вода. Недаром существуют выражения: «прозрачный, как кристалл», «кристально чистый». Таблетки – это спрессованные кристаллы. Усвоение, растворение таблеток зависит от того, какими гранями покрыты эти микрокристаллики. Витамины, оболочка нервов, белки, и вирусы – это все кристаллы. В недрах земли люди порой находят камни, имеющие удивительную форму. Кажется, что их кто-то специально выпиливал, затем полировал, чтобы они приобрели именно такую форму. Трудно поверить, что они образовались сами без участия человека. Именно такие камни с природной, не сделанной руками человека, правильной, симметричной, многогранной формой и называются кристаллами. Кристаллы, которые зарождаются на подложке группами или поодиночке, срастаясь, образуют друзы.     Друза — группа плотно сросшихся кристаллов, ограниченная головками и гранями составляющих её кристаллов с одной стороны, и субстратом, на который они нарастают, — с другой [4].

1.3. Мы живём в мире кристаллов

Кристаллы — это не только драгоценные камни. Медная проволочка или алюминиевая кнопка состоят из материала, имеющего кристаллическое строение. Кристаллы замершей воды, лед и снег, известны всем. Ледяной покров реки, массив ледника или айсберга — это, конечно, не один большой кристалл. Плотная масса льда состоит из множества отдельных кристаллов. После морозных ночей по утрам в лесу и в поле часто можно наблюдать, как на земле вырастает «ледяная трава». Каждый стебелек такой травы — это прозрачный шестигранный кристаллик льда. Кристаллики льда, причудливыми узорами которых мы любуемся в снежинках, могут в несколько минут погубить самолет. Обледенение — страшный враг самолетов — тоже результат роста кристаллов. Частички, из которых состоит кристалл, в разных веществах выстраиваются и соединяются вместе различными способами. Из-за этого кристаллы могут иметь различные формы и размеры. Кристаллы могут иметь от четырех до нескольких сотен граней. Многие из них можно увидеть только в микроскоп. Но встречаются гигантские кристаллы массой в несколько тонн [Приложение 1].

Особенно интересна кристаллизация подземных вод в пещерах. В них очень часто можно увидеть сталактиты — свешивающиеся с потолка «сосульки» разных размеров, и сталагмиты — «сосульки», растущие из пола пещеры [5] [Приложение 2]. Мы часто встречаемся с применением жидких кристаллов. Многие современные приборы и устройства работают на них. К таким приборам относятся часы, термометры, дисплеи, мониторы и другие устройства.

Поскольку окружающий нас мир состоит из кристаллов, то мы живем в мире кристаллов.

1.4. Применение кристаллов

Природные кристаллы всегда вызывали любопытство у людей. Кристаллы издавна используются для изготовления украшений и ювелирных изделий. Самый твердый и самый редкий из природных минералов — алмаз. Сегодня алмаз в первую очередь камень-работник, а не камень-украшение. Благодаря своей исключительной твердости алмаз играет громадную роль в технике. Алмазными пилами распиливают камни [5]. Вся часовая промышленность работает на искусственных рубинах. Рубин очень твердый и гладкий, из него делают опоры для маятников в механических часах. Если вы посмотрите на часы, на многих написано «17 камней» или «11 камней». Вот эти – то «камни» и есть рубиновые кристаллы, из которых делают опоры для осей. Кристалл кварца используется в телефонных трубках. А самая красивая, самая чудесная разновидность кварца — это и есть горный хрусталь. Поэтому из прозрачного кварца делают линзы, призмы и другие детали оптических приборов. Кристаллы сыграли важную роль во многих технических новинках. Неотъемлемой частью нашей жизни стали мобильные телефоны. Цифровые фото — и видеокамеры уже вытеснили пленочные фотоаппараты, жидкокристаллические телевизоры и мониторы постепенно изживают старые [5].

Глава 2. Как вырастить кристаллы

Выращивание кристаллов – это очень интересный и увлекательный процесс [5,6,7,8,9]. В рекомендациях по выращиванию кристаллов приводятся, как правило, общие условия выполнения этого процесса [Приложение 3]. Мы расскажем о своих опытах.

2.1. Выращивание кристаллов поваренной соли и медного купороса.

Нальём в сосуд 200 мл горячей вскипячённой воды. Насыплем туда вещество, из которого мы собираемся растить кристаллы (медный купорос, пищевую соль) и тщательно размешаем. Сделаем раствор пересыщенным (так, чтобы в нем больше нельзя было растворить соли), а затем профильтруем его. Опустим в раствор нитку так, чтобы она не касалась стенок и дна банки. Далее поставим сосуд с ниткой остывать, и уже через несколько часов появятся наросшие на нитку кристаллики. Пару дней они подрастали. Потом мы вынули из раствора обросшую кристалликами нитку. Далее подогрели раствор до кипения, стараясь растворить осадок соли на дне сосуда (если этого не будет хватать надо до насыщения раствора, добавить еще соли). После того, как донасытится раствор, дать ему выстояться 3-5 часов, а затем опустить туда нитку с кристалликами. Уже через пару дней заметили значительный для кристаллика рост. С каждым днём он увеличивался. Так мы вырастили кристаллы поваренной соли и медного купороса [Приложение 4].

2. 2. Выращивание сростков кристаллов (друз)

Это — один из самых быстрых способов выращивания кристаллов. Для начала мы приготовили перенасыщенный раствор соли в горячей воде. После охлаждения раствора в него внесли затравку — подвешенный на ниточке гранит. Уже через 5-10 часов большое количество кристалликов появилось на затравке и на дне стакана. Раствор оставили в покое на несколько дней, затем вынули нитку с кристаллом, раствор нагрели, добавили воды и соли. После охлаждения в него вновь опустили нитку с уже подросшим кристаллом. Через 2 недели получили друзы кристаллов [Приложение 5].

2. 3. Выращивание кристаллов дихромата калия.

Это желтые кристаллы ромбической системы, устойчивые на воздухе. Кристаллы выращиваются подобным образом, так же, как с поваренной солью: сначала готовится насыщенный раствор соли, затем в этот раствор опускается понравившийся маленький кристаллик соли [Приложение 6].

2. 4. Выращивание друзы кристаллов с помощью набора для опытов.

В природе кристаллы растут очень медленно, почти тысячу лет, но в домашних условиях можно сократить этот процесс всего до нескольких недель. А с помощью наборов для опытов можно получить удивительные и разнообразные кристаллы ещё быстрее.

Для выращивания друзы кристаллов мы воспользовались готовым набором «Волшебные кристаллы». В состав набора «Волшебные кристаллы» входит руководство с подробными описаниями для новичков и все необходимые для проведения научного эксперимента материалы. Перед выращиванием мы внимательно ознакомилась с инструкцией и далее четко следовали ее указаниям. Предложенные для работы порошки нетоксичны, однако при несоответствующем использовании могут нанести вред. Мы проводили опыты под присмотром и с помощью взрослых. Процесс выращивания кристаллов не сложен. Нужно высыпать в контейнер порошок, залить его горячей водой и, дождавшись полного растворения, установить каменную основу засыпав затравочные кристаллы. После всех проведенных манипуляций крайне важно не тревожить контейнер и тогда примерно через 1-2 недели, по мере испарения влаги, по стенкам поползут вверх губчатые узоры из пористой соли. Через месяц у нас получилась друза из кристаллов [Приложение 7].

2. 5. Выращивание кристаллических узоров с помощью набора для опытов.

Для получения кристаллических узоров мы использовали набор «Кристаллические узоры». Согласно инструкции мы растворили желатин, добавили в одну часть сульфат меди, а в другую хлорид аммония. Полученный раствор вылили в чашку Петри тонким слоем и оставили на сутки. После испарения воды образовалась плёнка и в одной и в другой чашке. Но красивые ветвистые сине-голубые кристаллы из сульфата меди у нас не вышли. А вот белые от хлорида аммония получились [Приложение 8]!

Заключение

Работая над проектом, мы узнали, что кристалл – это твердое состояние вещества, имеет определенную форму, цвет и определенное количество граней. Познакомились с разнообразием и применением кристаллов. В процессе работы научились работать с разной литературой о кристаллах, освоили некоторые способы выращивания кристаллов, наблюдали за ростом кристаллов; усвоили основные этапы и важные правила выращивания кристаллов, изготовили наглядное пособие «КсАнины кристаллы» [Приложение 9]. Для выращивания кристаллов использовали: поваренную соль, хлорид аммония, сульфат меди, желатин, дихромат калия. Кристаллы получились разной формы. Также попробовали, используя ерши для чистки трубок, сделать объемные фигурки и вырастить кристаллы на картоне [Приложение 9].

Выращивание кристаллов — процесс — занимательный, но требующий бережного и осторожного отношения к своей работе. Для появления кристалла необходимо соблюдать точные инструкции и правила техники безопасности, быть терпеливыми и трудолюбивыми. К сожалению, есть некоторые особенности хранения полученных кристаллов. Чтобы предохранить их от разрушения, нужно покрыть кристаллы бесцветным лаком.

В ходе работы над проектом мы нашли ответы на поставленные вопросы, сумели вырастить кристаллы, рассказали одноклассникам и другим ребятам об итогах своей работы. Многим понравилась работа, некоторые заинтересовались экспериментами. Таким образом, мы считаем, что цель и задачи, поставленные в начале работы, достигнуты. Гипотеза исследования полностью подтвердилась: кристаллы можно вырастить в домашних условиях.

Приобретенные знания, умения и навыки обязательно пригодятся нам в дальнейшей учёбе.

В изученной нами литературе мы нашли информацию о том, как можно изготовить кристалл-дезодорант из алюмо — калиевых квасцов, как вырастить «сталактит» и «сталагмит» [10]. Мир кристаллов оказался удивителен и разнообразен. В результате у нас возникли и другие вопросы, которые требуют дальнейшего более глубокого изучения. Поэтому планируем и дальше заниматься изучением данной темы и продолжить работу над проектом.

Список источников информации и интернет — ресурсов

 

[1]. Горный хрусталь | Волшебный мир драгоценных камней … 4goodluck.org/blogs /… [2]. Сказки о кристаллах mirkristallov.com/skazki-o -… [3]. Кристаллы — Википедия ru.wikipedia.org/wiki /, Кристаллизация — ru.wikipedia.org/wiki /… [4]. Минералы: друзы, шётки кристаллов, закон… geo.web.ru› mindraw/cristall2.htm

[5]. Мир кристаллов. — Режим доступа: http://www.mirkristallov.com /

[6]. Ольгин О.М. Давайте похимичим! М.:Дет.лит., 2001.

[7]. Аликберова Л.Ю. Занимательная химия: Книга для учащихся, учителей и родителей. М.: АСТ-ПРЕСС. 1999.

[8]. Выращивание кристаллов в домашних условиях. Как вырастить кристалл // Занимательная химия. — Режим доступа: http://www.kristallikov.net/page6.html

[9]. Сайт на английском языке. Здесь много информации о выращивании кристаллов (с фотографиями). — Режим доступа: http://www.waynesthisandthat.com/crystals.htm #fast — fast

[10]. Стефанович С. 1001 дело, которое нужно успеть сделать до того, как повзрослеешь. Австралия, 2009.

 

Приложение 1

Кристаллы, которые можно увидеть только в микроскоп.

100-кратное увеличение кристалла аскорбиновой кислоты.

Кристаллы сернистого железа, принявшие необычную форму

Раскрашенное изображение кристалла лоперамида, полученное сканирующим электронным микроскопом.

Кристаллы льда снежинки под микроскопом.

Гигантские кристаллы.

Волшебная Пещера Гигантских Кристаллов в Мексике. Самый большой из найденных кристаллов массой 55 тонн имеет размер 11 метров в длину и 4 метра в ширину.

Завораживающая пещера Лечугия Карлсбадские пещеры, которые расположены в США, уже не одно десятилетие поражают своей красотой спелеологов.

Кунгурская ледяная пещера (Пермский край, Россия). Седьмая в мире по протяженности система гипсовых пещер называется ледяной, потому что даже летом здесь хватает льда: температура в некоторых гротах не поднимается выше нуля.

 

Приложение 2

Сталактиты и сталагмиты.

Сталактит — каменная сосулька, свисающая с потолка пещеры. Сталагмит — та же сосулька, но растущая с пола пещеры. Сталагнат — сросшийся сталактит с сталагмитом.

 

Приложение 3

Рекомендации по выращиванию кристаллов в домашних условиях

Процесс выращивание кристаллов в домашних условиях разделим на основные этапы:
1. Растворить соль, из которой будет расти кристалл, в подогретой воде (подогреть нужно для того, чтобы соль растворилось немного больше, чем может раствориться при комнатной температуре). Растворять соль до тех пор, пока будете уверены, что соль уже больше не растворяется (раствор насыщен!). Рекомендуем использовать кипячённую воду (т.е. не содержащую примесей других солей).

2. Насыщенный раствор перелить в другую ёмкость, где можно производить выращивание кристаллов (с учётом того, что он будет увеличиваться). На этом этапе следите, чтобы раствор не особо остывал.

3. Привяжите на нитку кристаллик соли, нитку привяжите, например, к карандашу и положите его на края стакана (ёмкости), где налит насыщенный раствор. Кристаллик опустите в насыщенный раствор.

4. Перенесите ёмкость с насыщенным раствором и кристалликом в место, где нет сквозняков, вибрации и сильного света (выращивание кристаллов требует соблюдение этих условий).
5. Оставьте раствор на несколько дней.

Советы тем, кто хочет вырастить кристаллы соли.

Соль лучше брать крупного помола, для засолки.

Если раствор охлаждать быстро, то кристаллы тоже будут расти быстро, но их форма может оказаться неправильной. Если же раствор охлаждать медленно, то форма кристаллов будет правильной.

Кристаллики нельзя при росте без особой причины вынимать из раствора. Никогда не берите кристалл руками: на руках постоянно присутствует слой кожного сала, который при попадании на растущую грань кристалла препятствует росту этой грани. Для того чтобы достать кристалл, очень удобно использовать пинцет.  

 

Приложение 4

Выращивание кристаллов поваренной соли и медного купороса

К работе готовы. Готовим насыщенный раствор соли.

Фильтрую раствор соли. Всё для роста кристалла готово!

Вот они кристаллы соли!

 

Подготовка насыщенного раствора медного купороса.

Вот так росли кристаллы медного купороса!

 

Приложение 5

Выращивание сростков кристаллов (друз)

Выращивание друзы кристаллов соли на камне родоните.

Выращивание друзы кристаллов соли на затравке из гранита.

Приложение 6

Выращивание кристаллов дихромата калия

Техника безопасности соблюдена! Раствор готов!

Через 20 минут! Через три часа! Спустя неделю.

Насыщенный раствор готов. Затравка сделана. Через 40 минут.

Выращивание кристаллов дихромата калия на ершиках для чистки трубок.  

Выращивание кристаллов соли на ершиках для чистки трубок.

Приложение 7

Выращивание друзы кристаллов с помощью набора для опытов.   

Подготовка раствора из набора. Вот он результат! Прошло 30 дней.

Приложение 8

Выращивание кристаллических узоров с помощью набора для опытов.

Готовим раствор из сульфата меди и хлорида аммония с желатином.

Растворы в чашках Петри.

Результат работы. Кристаллы появились через сутки.

Приложение 9

Наглядное пособие «КсАнины кристаллы»

Выращивание кристаллов поваренной соли на картоне.

 

Исследование. 2 класс. Выращивание кристаллов из соли. Описание.

       Муниципальное
автономное общеобразовательное учреждение

                          
«Средняя школа «Комплекс Покровский»

                                                 

 

 

 

 

 

Исследовательская работа по теме:

«Выращивание кристаллов поваренной соли
в домашних условиях»

 

 

 

 

Работу выполнил:

 ученик 2 «М» класса

Дементьев Артем.

Руководитель:

Малышева Валентина Николаевна.

Учитель начальных классов

 

 

 

 

                                   
г Красноярск 

                                           
2020 год

 

                         

                         
Содержание:

 

 

Актуальность
темы.

 

Цель
исследования.

 

Задачи
исследования.

 

Предмет
исследования.

 

Объект
исследования.

 

Гипотеза
исследования.

 

Теоретическая
часть.

·       
Кристаллы в природе

·       
Структура кристаллов

·       
Свойства кристаллов

·       
Классификация кристаллов

·       
Выращивание кристаллов из соли

 

Практическая
часть

·       
Нахождение оптимальной
концентрации раствора для роста кристалла поваренной соли.

·       
Выращивание кристаллов соли.

·       
Влияние температуры на рост и
форму кристаллов.

 

Выводы

 

Рекомендации

 

Заключение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Актуальность выбранной темы

В мае первого класса  я
заинтересовался темой: «Соль–друг. Соль-враг». Изучая теоретический материал,
мне часто встречалось сочетание «кристаллы соли». Когда слышишь слово
«кристаллы», то первыми на ум приходят, скорее всего яркие самоцветы, без
которых жизнь потускнела бы, наверное. Мне стало очень интересно, как же
выглядят кристаллы соли?  Я нашёл иллюстрации и был удивлён: в кристаллах есть
что-то удивительное и завораживающее. Чёткость линий, необыкновенная красота,
их цвет, блеск и форма буквально поразили меня. Восторг переполнял меня,
хотелось этим чувством поделиться со всеми. А мама, разделяя со мной мою радость,
сказала, что их можно вырастить и самому. Я продолжал изучать влияние соли на
организм, а сам всё думал: неужели из обычной соли, которая есть на каждом
столе, в каждом доме, может получиться такая красота? Желание  попробовать
вырастить кристалл в домашних условиях без применения специальных
приспособлений охватило не только меня, но и всю нашу семью. Я поставил перед
собой цель:

·       
Освоить
технологию выращивания кристаллов соли в домашних условиях и вырастить их.

Для достижения поставленной цели
необходимо решить следующие задачи:

·       
Изучить
литературу о кристаллах;

·       
вырастить
кристаллы соли в домашних условиях.

·       
провести
наблюдения за процессом кристаллизации;

·       
разработать
рекомендации по выращиванию кристаллов для заинтересовавшихся нашим
исследованием учащихся

Предмет исследования:
кристаллы.

Объект исследования:
выращивание кристаллов из соли.

Методы исследования: изучение литературы, отбор
информации, эксперимент, наблюдение, анализ, обобщение.

Гипотеза: Я предположил, что в домашних
условиях         действительно можно вырастить кристаллы соли.

Теоретическая и практическая
значимость:

      Данный материал может быть
использован на уроках окружающего мира, во внеклассных мероприятиях, на
занятиях кружка. Он интересен и познавателен.

 

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ
ЧАСТЬ.

Прочитав литературу по
данной теме, я узнал, что кристаллы окружают нас повсюду. Твердые тела, из
которых строят дома, делают станки, вещества, которые мы употребляем в быту,  —
почти все они относятся к кристаллам.

В земле иногда находят
камни такой формы, как будто их кто-то тщательно выпиливал, шлифовал,
полировал. Правильность и совершенство формы этих камней, безукоризненная
поверхность поражают. Трудно поверить, что такие многогранники образовались
сами без помощи человека. Вот эти-то камни с природной, то есть не сделанной
руками человека, правильной, многогранной формой и называются кристаллами.

Кристаллами являются морозные
узоры на стеклах окон, иней, украшающий зимой голые ветки деревьев. Моллюски
наращивают перламутр на телах, которые попали в раковину, через 5-10 лет
образовывается жемчуг. Кристаллами являются алмазы, рубины, сапфиры —
драгоценные камни.

 

 

 

 

Виды
кристаллов

Монокристаллы.

Поликристаллы

2. Поваренная соль

Слово «кристалл» происходит
от греческого «крюсталлос», то есть «лед».

Кристаллы – это твердые
тела, атомы или молекулы которых занимают определенные, упорядоченные положения
в пространстве. Поэтому кристаллы имеют плоские грани.

Структура
кристалла.

Не все кристаллы одинаковы. Существуют

·       
монокристаллы,
то есть одиночные  

·       
поликристаллы
— твердое тело, состоящее из большого числа маленьких кристаллов

 

                                   
Основные свойства кристаллов.

Плавление – это переход вещества из твёрдого
состояния в жидкое.

Процесс
плавления любого кристалла происходит при постоянной температуре, называемой      температурой
плавления. Например, если взять кристалл льда и положить его в тёплое место, то
он растает – расплавится. В процессе плавления температура не повысилась. То же
самое можно было бы установить и для любого другого кристалла.

Симметрия. Идеальные формы кристаллов симметричны. По выражению
известного русского кристаллографа Е. С. Фёдорова (1853-1919), «кристаллы
блещут симметрией». В кристаллах можно найти различные элементы симметрии: ось
симметрии, плоскость симметрии, центр симметрии.

Рост кристаллов. Кристаллы
могут расти как в природе, так и в искусственных условиях.

Рост кристаллов в природе. В соляных озёрах, на мелководье
вода, нагреваясь, испаряется. Соль выпадает в осадок, наращиваясь на дне. Так
образуются солончаки, представляющие дно высохших озёр.

Рост
кристаллов в искусственных условиях.
В искусственных, то есть
в наших, условиях кристаллы выращивают из раствора или из расплава.

Классификация кристаллов.

Выращивание
кристаллов из раствора

Выращивание
кристаллов из расплава

 

Медный
купорос

 

 

 

Поваренная
соль

 

 

Алюмоаммонийные
квасцы

 

           
Алмаз                          Сапфир

 

 

        
Берилл                       Кварц

 

 

          
Гранат               Изумруд

 

Рубин

 

Выращивание
кристаллов из расплава.

Из
расплава кристаллы выращивают таким образом. В установке расплав находится в
неподвижном тигле, куда опущена затравка с растущим на ней кристаллом. Затравка
укреплена на стержне, который непрерывно охлаждают. По мере того, как кристалл
вырастает, его всё время поднимают, вытягивая стержень с затравкой из расплава,
так что с расплавом соприкасается не весь кристалл, а только небольшой его
слой, именно тот самый, который сейчас растёт. Кристаллы во время роста ещё
обычно вращают, чтобы тепло от него отводилось равномерно. В домашних условиях
вырастить кристалл из расплава невозможно.

Вырастить кристаллы в домашних условиях можно только из раствора.

 

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Кристаллы
выращивают из насыщенных (перенасыщенных) растворов веществ на «затравке».
Затравкой или центром кристаллизации может являться кристаллик данного вещества
или любой другой центр кристаллизации (волокно). Выращивание кристаллов – это
искусство. Поэтому получается не все сразу. Немного настойчивости, упорства,
аккуратности, и можно стать обладателем красивых кристаллов.

 

 

 

Опыт №1«Нахождение оптимальной концентрации
раствора для роста кристалла поваренной соли».

1.    
Я
взял стаканы, налил в них воды до половины и растворил соль. В первом стакане —
столовую ложку, во втором – десертную ложку, в третьем – чайную.

2.    
Поставил
их в своей комнате на стол.

3.    
Дневник
наблюдений:

 

1
стакан

7
чайных ложек соли, 70 гр

2
стакан

5
чайных ложек соли, 50 гр

3
стакан

3
чайные ложки соли, 30гр

2
день

На
стенках стакана образовался налёт

На
стенках стакана образовался налёт

«Ободок»
налёта у поверхности воды

3
день

Опустил
кристаллик на ниточке

4
день

Стал
рыхлым

Изменений
нет

Изменений
нет

5
день

Увеличился
чуть-чуть в размере

Стал
пористый

Изменений
нет

6
день -…

Начинает
приобретать форму

Увеличивается
в размере

Изменений
нет

7
день

Заостряется

Вырисовывается
форма

Появились
мелкие частички

8
день

Края
сегмента стали ровными острыми.

Начинает
заостряться

Чуть
подрос

9
день

Наметилось
образование второго сегмента

Края
становятся острыми

Увеличивается
в размере

Вывод: В ходе опыта я выяснил: чем концентрированней раствор соли, тем кристаллы образуются
быстрее.

Опыт №2. Выращивание кристаллов соли.

1.    
Сначала
я приготовил концентрированный раствор соли, внося соль в стакан с водой, — до
тех пор, пока очередная порция соли не перестала растворяться при
перемешивании.

 

 

Полученный
концентрированный раствор перелил в стаканчик и туда же подвесил на нитке
кристаллическую «затравку» — маленький кристаллик той же соли — так,
чтобы он был погружен в раствор. На этой «затравке» и предстоит расти
будущему кристаллу.

 

Стакан
 с раствором оставил открытым, где не бывает сквозняков. И стал следить за
ростом кристаллов. Через 8 дней края стаканчика с раствором соли покрылись
красивым белоснежным соленым налетом, с виду очень напоминало снег. Ниточка
тоже стала вся заснеженная, а внутри нашей баночки на ниточке образовался
настоящий кристалл соли в виде маленького кубика.

Образование
кристалла – это постепенное «налипание» молекул вещества на мелкий кристалл.
Так, во время такого налипания кристалл рос.

(Смотри
презентацию).

 

Вывод: В
домашних условиях действительно можно вырастить красивый кристалл соли.

Кристаллы
растут с разной скоростью. Чем теплее в комнате, тем кристаллы растут крупнее и
быстрее. Чем прохладнее в комнате, тем они становятся более ломкими.

 

Опыт
№ 3

«Влияние температуры на рост и форму кристаллов»

 Мне не хватало терпения, хотелось, чтобы кристаллы соли росли
быстрее. Я попробовал переставлять стаканчик, в котором рос мой кристалл, на
батарею. И заметил: затравка растёт, кристалл образуется, действительно,
быстрее и  больше, но его края нечёткие и форма непонятная. При этом очень
быстро испарялся и раствор соли.

         Потом мама подсказала мне понаблюдать процесс роста, поместив
стаканчик  в холодильник. Я так и сделал. Заметил, что в первый день кристалл
увеличился в размере очень заметно, потом 2 дня он увеличивался незначительно.
А через неделю его рост совсем прекратился.

Поэтому самой оптимальной температурой для роста кристаллов соли
является комнатная температура 21-22˚, когда кристалл растёт неторопливо,
раствор испаряется постепенно. Зато грани кристалла получаются острыми,
ровными, чёткими.

В холодильнике

(+2-5˚)

В
комнате

(21-22˚)

На
батарее

·       
Кристалл
увеличился примерно в 2 раза по сравнению с размером «затравки», за один
день.

·       
Два дня он увеличивался
немного в размерах

·       
Через 5-6 дней
рост прекратился.

·       
Кристалл  имеет
неправильную форму

·       
острые грани.

·       
Кристалл растёт
постепенно

·       
Постепенно
раствор испарялся.

·       
За 8 дней
затравка превратилась в кристалл

·       
неправильную
форма

·       
грани острые

·       
Затравка растёт,
превращаясь в кристалл.

·       
Раствор, из-за высокой
температуры, быстро испарялся.

·       
Кристалл за
неделю вырос размером больше чем при комнатной температуре.

·       
Форма
неопределенная

·       
Грани нечеткие

Вывод: При низкой
температуре кристаллы растут быстро, но их форма может оказаться неправильной

Теперь,
когда кристалл вырос достаточно большим, я хочу сохранить результат своей
работы на память. В литературе я уже прочитал, как это можно сделать. Я выну
его из раствора, обсушу мягкой тряпочкой или бумажной салфеткой. Обрежу нитку и
покрою  грани кристалла бесцветным лаком, чтобы предохранить от
«выветривания» на воздухе.

Всем, кого заинтересовала тема моих исследований, я разработал ряд
советов:

1.    
Для того, чтобы
кристаллы получились как можно более красивыми необходимо приготовить чистый
раствор

2.    
Обязательно необходимо
профильтровать раствор после его приготовления.

3.    
Во избежание
попадания пыли накрыть ёмкость с раствором листком бумаги.

4.    
Никогда  не
следует брать кристалл руками: на руках постоянно присутствует слой кожного
сала, который при попадании на растущую грань кристалла препятствует росту этой
грани.

5.    
После каждой новой
порции соли раствор тщательно перемешивают

6.    
Через несколько дней
на дне стакана появляются первые кристаллики. Обычно они все имеют разную
форму. Именно из них и отбираются те, которые  больше нравятся и кото­рые
имеют более правильную форму. Эти кристаллики будут использованы в качестве
затравки.

7.    
Раствор со временем
испаряется, поэтому нужно время от времени добавлять раствор по мере
необходимости.

8.    
Выращивание сростков
кристаллов.

9.    
Выращивание
кристаллов – это искусство. Поэтому получается не все сразу. Немного
настойчивости, упорства, аккуратности, и можно стать обладателем красивых
кристаллов.

10. Есть некоторые особенности их хранения.
Кристаллы на воздухе начинают тускнеть, могут уменьшаться в размерах и даже
разрушаться. Чтобы предохра­нить кристаллы от разрушения, можно покрыть их
бесцветным лаком.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При выполнении этой работы я выяснил, что мир
кристаллов красив и разнообразен. Каждый его
«представитель» уникален по своим свойствам, размерам и особенностям строения.
Кристаллы красивы!

Выращивание кристаллов, по истине,
увлекательное занятие и, пожалуй, самое простое, доступное, дешёвое и
безопасное. Тщательная подготовка и проведение опытов научили меня аккуратно
обращаться с веществами и правильно организовывать план своей работы.

 

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ.

 

 

 

 

 

 

 

 

(Учим текст)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Иванова Ирина Викторовна | Официальный сайт МОУ СОШ №14

Это интересно!!!
Домашний эксперимент.

Выращивание кристаллов в домашних условиях
Как вырастить кристалл

Выращивание кристаллов в домашних условиях.Что нужно знать?
Выращивание кристаллов — процесс очень интересный, но бывет достаточно длительным. Полезно знать, какие процессы управляют его ростом; почему разные вещества образуют кристаллы различной формы, а некоторые их вовсе не образуют; что надо сделать, чтобы они получились большими и красивыми.
Если кристаллизация идёт очень медленно, получается один большой кристалл (или монокристалл, например при выращивании искусственных камней), если быстро — то множество мелких (или поликристалл, например металлы).
Выращивание кристаллов в домашних условиях производят разными способами. Например, охлаждая насыщенный раствор. С понижением температуры растворимость веществ уменьшается и они, как говорят, выпадают в осадок. Сначала в растворе и на стенках сосуда появляются крошечные кристаллы-зародыши. Когда охлаждение медленное, а в растворе нет твёрдых примесей (скажем, пыли), зародышей образуется немного, и постепенно они превращаются в красивые кристаллики правильной формы. При быстром охлаждении возникает много мелких кристалликов, почти никакой из них не имеет правильную форму, ведь их растёт множество и они мешают друг другу.
Выращивание кристаллов можно осуществить и другим способом — постепенным удалением воды из насыщенного раствора. И в этом случае чем медленнее удаляется вода, тем лучше получается результат. Оставьте открытым сосуд с раствором при комнатной температуре на длительный срок, накрыв его листом бумаги, — вода при этом будет испаряться медленно, и пыль в раствор попадать не будет. Растущий кристаллик можно либо подвесить в насыщенном растворе на тонкой прочной нитке, либо положить на дно сосуда. В последнем случае кристаллик периодически надо поворачивать на другой бок. По мере испарения воды в сосуд следует подливать свежий раствор. Даже если нащ исходный кристаллик имел неправильную форму, он рано или поздно сам выправит все свои дефекты и примет форму, свойственную данному веществу, например превратится в октаэдр, если используете соль хромокалиевых квасцов, ромб — если используете медный купорос.
Выращивание кристаллов — процес занимательный, но требующий бережного и осторожного отношения к своей работе. Теоретически размер кристалла, который можно вырастить в домашних условиях таким способом, неограничен. Известны случаи, когда энтузиасты получали кристаллы такой величины, что поднять их могли только с помощью товарищей.

Но к сожалению есть некоторые особенности их хранения (конечно каждая соль и вещество имеют свои особенности). Например, если кристаллик квасцов оставить открытым в сухом воздухе, он, постепенно теряя содержащуюся в нём воду, превратится в невзрачный серый порошок. Чтобы предохранить его от разрушения, можно покрыть бесцветным лаком. Медный купорос и поваренная соль — более стойки и вы смело можете с ними работать.
Как вырастить кристалл 
Вырастить кристалл можно из разных веществ: например из сахара, даже каменные — искусственное выращивание камней, с соблюдением строгих правил по температуре, давлению, влажности и других факторов (искусственые рубины, аметисты, кварц).
В домашних условиях, конечно, всего этого у нас не получится, поэтому поступим другим образом. Будем выращивать кристаллы соли. У всех у нас есть дома обычная пищевая соль (как наверное, занете, что её химическое название хлорид натрия NaCl). Подойдёт и любая другая соль (соль — с химической точки зрения), например, можно получить красивые синие кристаллы из медного купороса или или любого другого купороса (например железного). Можно использовать квасцы (двойные соли металлов серной кислоты), тиосульфата натрия (раньше использовался для изготовления фотографий). Для всех этих солей (да и вообще для соли) не требуется особых каких-то условий: сделали раствор, опустили туда «зародыш» (всё это подробно описано ниже) и растёт он себе, каждый день прибавляя в росте. 
Да, не следует раскрашивать раствор, где растёт Ваш кристалл, например красками или чем нибудь подобным, — это лишь испортить сам раствор, а кристалл всё же не покрасит! Лучший способ получить цветные кристаллы — это подобрать нужную по цвету соль! Но будьте внимательными: например кристаллы жёлтой кровяной соли имеют красно-оранжевый цвет, а раствор получается жёлтым.
Вот теперь можем приступить!
Выращивание кристаллов поваренной соли


Кристаллы поваренной соли — процесс выращивания не требует наличия каких-то особых химических препаратов. У нас всех есть пищевая соль (или поваренная соль), которую мы принимаем в пищу. Её также можно назвать и каменной — всё одно и то же. Кристаллы поваренной соли NaCl представляют собой бесцветные прозрачные кубики. Начнём. Разведите раствор поваренной соли следующим образом: налейте воды в ёмкость (например стакан) и поставьте его в кастрюлю с тёплой водой (не более 50°С — 60°С). Конечно, в идеальном варианте, если вода не будет содержать растворённых солей (т.е. дистиллированная), но в нашем случаем можно воспользоваться и водопроводной. Насыпьте пищевую соль в стакан и оставьте минут на 5, предварительно помешав. За это время стакан с водой нагреется, а соль растворится. Желательно, чтобы температура воды пока не снижалась. Затем добавьте ещё соль и снова перемешайте. Повторяйте это до тех пор, пока соль уже не будет растворяться и будет оседать на дно стакана. Мы получили насыщенный раствор соли. Перелейте его в чистую ёмкость такого же объёма, избавившись при этом от излишек соли на дне. Выберите любой понравившийся более крупный кристаллик поваренной соли и положите его на дно стакана с насыщенным раствором. Можно кристаллик привязать за нитку и подвесить, чтобы он не касался стенок стакана. Теперь нужно подождать. Уже через пару дней можно заметить значительный для кристаллика рост. С каждым днём он будет увеличиваться. А если проделать всё то же ещё раз (приготовить насыщенный раствор соли и опустить в него этот кристаллик), то он будет расти гораздо быстрее (извлеките кристаллик и используйте уже приготовленный раствор, добавляя в него воды и необходимую порцию пищевой соли). Помните, что раствор должен быть насыщенным, то есть при приготовлении раствора на дне стакана всегда должна оставаться соль (на всякий случай). Для сведений: в 100г воды при температуре 20°С может раствориться приблизительно 35г поваренной соли. С повышением температуры растворимость соли растёт.
Так выращивают кристаллы поваренной соли (или кристаллы соли, форма и цвет которых Вам больше нравится)
Выращивание кристаллов медного купороса

Кристаллы медного купороса — выращиваются подобным образом, также, как с поваренной солью: cначала готовится насыщенный раствор соли, затем в этот раствор опускается понравившийся маленький кристаллик соли медного купороса. 
Внимание! Медный купорос- — химически активная соль! Поэтому для удачности опыта в этом случае воду нужно взять дистиллированную, т.е. не содержащую других растворённых в ней солей. Из-под крана воду тоже лучше не брать, так как она, во-первых, содержит растворённые соли, во-вторых, может быть сильно хлорированной. Примеси (особенно карбонаты в жёсткой вроде) вступают в химические реакции с медным купоросом, из-за чего раствор сильно портится.
Если всё в порядке — продолжим. Если вы решили не переливать раствор из ёмкости, в которой первоначально рос маленький кристаллик, тогда подвесьте кристаллик, чтобы он не касался других кристалликов, оставшихся на дне!
Выращивание кристаллов производят не только из растворов, но и из расплавов соли. Ярким примером могут служить жёлтые непрозрачные кристаллы серы, имеющие форму ромба или вытянутых призм. Но с серой, особо, работать не советую. Газ, образующийся при её испарении, вреден для здоровья. 
Можно избежать роста отдельных граней кристаллика. Для этого эти грани надо нанести раствор вазелина или жира.
Итак, процесс выращивания кристаллов в домашних условиях разделим на основные этапы:
Этап 1: Растворить соль, из которой будет расти кристалл, в подогретой воде (подогреть нужно для того, чтобы соль растворилось немного больше, чем может раствориться при комнатной температуре). Растворять соль до тех пор, пока будете уверены, что соль уже больше не растворяется (раствор насыщен!). Рекомендую использовать дистиллированную воду (т.е. не содержащую примесей других солей)

 
Этап 2: Насыщенный раствор перелить в другую ёмкость, где можно производить выращивание кристаллов (с учётом того, что он будет увеличиваться). На этом этапе следите, чтобы раствор не особо остывал.
Этап 3: Привяжите на нитку кристаллик соли, нитку привяжите например к спичке и положите спичку на края стакана (ёмкости), где налит насыщенный раствор (этап 3). Кристаллик опустите в насыщенные раствор.

 
Этап 4: Перенесите ёмкость с насыщенным раствором и кристалликом в место, где нет сквозняков, вибрации и сильного света (выращивание кристаллов требует соблюдение этих условий).
Этап 5: Накройте чем-нибудь сверху ёмкость с кристалликом (например бумагой) от попадания пыли и мусора. Оставьте раствор на пару дней.

Важно помнить!
1. Кристаллик нельзя при росте без особой причины вынимать из раствора
2. Не допускать попадание мусора в насыщенный раствор, наиболее предпочтительно использовать дистиллированную воду
3. Следить за уровнем насыщенного раствора, периодически (раз в неделю или две) обновлять при испарении раствор.

Объявляется конкурс на лучший кристалл!

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
    Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
    браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
    Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie
потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Самоподъемные кристаллы NaCl

Abstract

Мы показываем, что макроскопические
кристаллы NaCl, образующиеся при испарении
капли водных растворов солей
могут самопроизвольно подниматься и уходить от гидрофобной поверхности.
В конце процесса испарения крошечные кристаллы NaCl вырастают.
на более крупные и формируют «ножки», которые толкают большие
кристаллы от поверхности. Температурная зависимость
скорость подъема демонстрирует поведение Аррениуса с активацией
энергия, подобная энергии кристаллов, растущих в растворе: кристалл
сам рост определяет скорость подъема, которая может составлять до половины
сантиметр в минуту.Мы показываем, что гидрофобность поверхности
необходимое, но не достаточное условие для получения этого «самоподъема».
поведение.

Зарождение и адгезия кристаллов
на поверхностях — серьезная проблема в широком спектре приложений. Оно может
вызвать проблемы в искусственной среде, сохранение культурных ценностей
наследие и отвечает за коррозию многих типов поверхностей,
главная проблема в наружной электронике. В области культурного наследия,
соли, которые естественным образом присутствуют в камнях или растворах, или соли из
окружающая среда, может быть мобилизована дождем и выпадением осадков на поверхности
когда материалы снова высохнут; для зданий это приводит к уродливому
белые остатки на многих старых и новых зданиях.Также для культурных
наследие, кристаллизация мыла может повредить масляные картины 1 , а кристаллизация соли может повредить фрески
и фрески. 2−4 Специально для хлорида натрия, который является наиболее распространенным
соли на земле, ее кристаллизация была предметом многочисленных
исследования. 5−9

Чтобы избежать такого ухудшения, поверхностную обработку часто проводят.
занятый
в основном, чтобы изменить сродство поверхностей к воде, используя для
например, водоотталкивающие изделия.Причина в том, что
если водные солевые растворы не смачивают поверхность, они не могут испаряться
туда и положите соль. Связь между специальными видами обработки поверхности
и динамика кристаллизации остается неуловимой. 10−12 Особенно
в строительном секторе широко применяется обработка поверхностей,
иногда с плачевными последствиями: если соль не в состоянии
выходя из пористых камней, он может кристаллизоваться внутри
камень и нанести там серьезный ущерб из-за роста кристаллов в замкнутом пространстве.
пробелы. 4,13−15

Здесь мы показываем, что
кристаллы могут проявлять антиадгезионные свойства, поднимая
сами поднимаются с поверхности; мы обнаруживаем, что это происходит только на
силанизированные поверхности. Свойства поверхности, на которой происходит кристаллизация
происходит поэтому является дополнительным фактором, который необходимо учитывать
счет, и одной гидрофобности недостаточно для создания
Эффект «самоочищения». Если кристаллы соли показывают сильный
предпочтение избегать контакта с поверхностью, это приводит к
самопроизвольный отрыв кристаллов от поверхности.Поскольку NaCl
кристаллы обычно прочно прилипают к (в основном гидрофильным) поверхностям,
самоподъем является потенциальным решением проблемы солевых отложений, образующих
на поверхностях. Это может обеспечить решение множества возникающих проблем.
не только в строительстве и консервации произведений искусства, но и в (наружной) электронике. 16

Изучаем кристаллизацию из испарения.
капли растворов NaCl
на различных типах гидрофобных поверхностей. Однородные растворы NaCl
готовятся немного ниже концентрации насыщения (с)
с NaCl (чистота Sigma-Aldrich ≥99.9%)
и деионизированная вода (Millipore, ρ ∼ 18,2 МОм · см).
Растворы перемешивают 24 ч при температуре окружающей среды (21 ±
1 ° C) и оставить после перемешивания в течение 1 часа перед использованием, чтобы гарантировать
однородный раствор. Были изучены различные типы гидробных поверхностей.
подготовлено: стекло силанизированное гладкое и шероховатое, стекло с покрытием ПДМС,
и супергидрофобные поверхности. Для силанизированных поверхностей микроскопия
слайды Corning промывают водой и этанолом, сушат и
затем очищают плазменной обработкой (30 с) перед погружением в
раствор толуола и трихлороктилсилана (от Tokyo Chemical
Промышленность) (1% об.) В течение 15 мин.Силанизация приводит к очень гидрофобному
поверхность, имеющая контактный угол (для нашей соленой воды) θ = 110
± 4 °. Для шероховатых силанизированных поверхностей слайды были
пескоструйная обработка перед идентичной силанизацией
(угол контакта θ = 122 ± 6 °). Поверхность PDMS
приготовлено методом центрифугирования силиконовым маслом на тех же предметных стеклах.
(угол контакта θ = 110 ± 6 °). Супергидрофобный
поверхность готовится также на предметном стекле по методике
описан в (17) (угол смачивания θ = 151 ± 8 °).

Эксперименты
испарения капель соленой воды производятся путем размещения
стекло скользит по проводящей медной пластине толщиной 2 мм, установленной
поверх нагревательной пластины с регулируемой температурой. Температура
измеряется путем просверливания отверстия сбоку в медной пластине и
помещая внутрь термопарный зонд. После установки нагревательной пластины
до нужной температуры, ждем, пока медная пластина не достигнет
температуру, установленную на нагревательной пластине, и подождите 15 минут, чтобы
убедитесь, что медная пластина и предметное стекло на ней находятся в термическом
равновесие.Затем капельки объемом В i = 15 ± 1 мкл солевого раствора
наносится на силанизированное стекло с помощью микрошприца.

Установка
был помещен в герметичную камеру влажности, чтобы гарантировать
постоянная относительная влажность (RH) 40 ± 1% и температура
(21 ± 1 ° С). Мы использовали зеркальную камеру Nikon D850 с
Объектив Laowa 25 мм f / 2,8 (2,5–5X Ultra Macro)
для получения видеороликов и изображений процесса. Анализ изображения был
выполняется с помощью программного обеспечения для анализа изображений (ImageJ).

Когда капля ненасыщенная
Раствор NaCl наносится на горячий
поверхность, вода начнет испаряться, и капля достигнет
концентрация насыщения. Впоследствии NaCl начнет выпадать в осадок.
и остается большая сборка кристаллов NaCl, когда почти все
вода испарилась. Чем выше температура основания,
чем быстрее испарение и тем больше кристаллов
образуются на границе жидкость – воздух. Удивительно, но в конце
процесса, когда соль почти полностью высохла, число
узких ножек формируются и растут в нижней части
кристалл, заставляя его подниматься над поверхностью.Временная последовательность
об этом процессе можно увидеть в.

Временная последовательность испарения капли водного NaCl на
горячий
силанизированная поверхность 70 ± 2 ° C. На заключительном этапе, когда
остается тонкая пленка раствора, на дне образуются узкие ножки
кристалла, подняв его над поверхностью.

На первой стадии выпаривания раствор соли становится насыщенным.
и мелкие кристаллиты начинают формироваться только на жидко-воздушной
интерфейс. Как показано на втором кадре и на иллюстрации в, кристаллы предпочитают минимизировать
их площадь контакта с твердой поверхностью, ведущая к их углам
указывая вниз.По мере испарения кристаллы, которые
уже образовались, становятся больше, и, кроме того, может выпадать больше кристаллов
в зависимости от скорости испарения. Это приводит к образованию
кристаллическая сеть, сначала как корка на поверхности капли и
впоследствии внутри оставшегося раствора. Когда почти вся вода
испарился, мы наблюдаем, как солевой раствор высыхает из гидрофобных
поверхность, оставляя капиллярный мостик рядом с острыми концами или краями
кристаллов вблизи поверхности.Оставшееся решение
тогда между кристаллами и подложкой, где новые кристаллиты
может образоваться. Новообразованные кристаллиты образуют мост между
макроскопическая сборка кристаллов и подложки. Этот процесс
продолжается, заставляя кристалл подниматься, пока вода не испарится
полностью. Поскольку при более высокой температуре образуется больше кристаллов,
это приводит к большему количеству «ног» и более быстрому
подъем кристалла.

Иллюстрация, показывающая заключительные стадии испарения
а также
начало роста ног на кончике выпавших кристаллов.(A) Стадия осаждения: первые кристаллы зарождаются в жидкости / воздухе.
интерфейс. (B) Этап сети: чем больше воды испаряется, тем больше кристаллов.
выпадают в осадок и образуют кристаллическую сетку с солевым раствором, окружающим
Это. (C) Стадия обезвоживания: солевой раствор осушает субстрат. Этот
создает тонкую пленку раствора под и вокруг контакта с кристаллами
точки. (D) Подъем: кристаллическая сеть теперь направляет раствор вниз.
где могут образовываться новые кристаллы. Наращивание зародышевых кристаллов под
точки контакта поднимают кристаллическую сеть вверх.

Физический механизм образования ног, вероятно, будет
аналогично росту очень тонких пленок при высоких скоростях испарения,
в условиях микрогравитации 18 и в пористом
СМИ. 19 В наших экспериментах на последнем
стадии испарения, когда кубические полые кристаллы указывают в сторону
поверхности образуются мельчайшие капиллярные мостики, и только в этой тонкой
жидкая пленка вокруг точек макрокристаллов, которая все еще
солевой раствор, из которого может выпадать соль; см. дополнительную информацию в разделе «Вспомогательная информация».

Для количественной оценки динамики подъема измеряем разницу в высоте
между кристаллом и подложкой (Δ ч )
как функция времени от начала подъема до конца
когда кристаллизация закончена. Последовательность подъема вверх
проиллюстрировано в. Мы обнаружили, что скорость роста очень сильно зависит от температуры;
для комнатной температуры скорость подъема составляет 0,34 мкм / с, тогда как
для самой высокой температуры мы находим 60 мкм / с, примерно половину
сантиметр в минуту.Очень сильная температурная зависимость напоминает
активированного процесса, скорость роста которого изменяется экспоненциально
с обратной температурой. Чтобы узнать, может ли это объяснить
наши наблюдения мы начнем со скорости роста кристалла, которая может
описывается как 20,21

1

, где K — общий рост
коэффициент, S = m / m s , пересыщение ( m — NaCl
концентрация и м с концентрация насыщения),
и г — порядок скорости роста.Предыдущий экспериментальный
Работа показала 22 , что порядок скорости роста г , который является функцией пересыщения, равен единице.
для пересыщений S м <1,45. В В нашем случае мы можем принять г = 1, так как механизм
формирование ноги состоит из вторичного зародышеобразования и, следовательно,
пересыщение низкое. 8,23

Последовательность изображений, снятых на разных
раз, начиная с начала
подъема т = т 0 при
температура 70 ± 2 ° С.Общее время подъема (Δ t ) в этом эксперименте составило 11 с.

При г = 1 перестановка уравнения 1 дает для скорости роста:

2

, где поведение Аррениуса 24 подразумевает
что

3

где C
предэкспоненциальный множитель, который дает частоту попыток
реакции и Δ G a — активация
энергия. На вставке показаны измеренные значения высоты с течением времени для различных температур.Мы видим, что скорость роста быстро увеличивается с повышением температуры.
Используя наклон этих измерений и уравнения 2 и 3, мы
может построить график ln ( K ) над обратной температурой, как и
можно увидеть на, чтобы получить энергию активации и частоту попыток. В
Наклон дает энергию активации Δ G a = 40 кДж / моль, а пересечение с осью y указывает на частоту попыток C = 4,9
× 10 8 с –1 .Ранее сообщенная активация
энергии роста NaCl аналогичны, около 20 кДж / моль. 22 Разница примерно в 2 раза, вероятно, составляет
из-за того, что здесь процесс несколько иной. В работе (22) рост монокристаллов
был изучен; здесь происходит вторичное зародышеобразование, и из-за
очень специфическая форма «ножек», включение
молекул может встречаться только на определенных кристаллических гранях, которые могут
приводят к более высокой энергии активации. Тогда скорость подъема просто
определяется скоростью роста кристаллитов.Если мы выполним
тот же эксперимент для KCl, мы находим энергию активации 67 кДж / моль,
что выгодно отличается от значения, описанного в литературе по
60 кДж / моль; 25 см. Дополнительную информацию об эксперименте с KCl.
Тогда энергии активации роста зависят от деталей.
процесса встраивания в кристаллическую решетку, который в
поворот может зависеть от кристаллической грани и, возможно, формы
кристаллы, растущие в большом или небольшом объеме жидкости.Поэтому это
возможно, неудивительно, что мы не находим точно такие же результаты
в нашем конкретном эксперименте, чем в контролируемой кристаллизации.
в наливном растворе.

График зависимости общего коэффициента роста от обратной
температура,
показывающий поведение Аррениуса для скорости роста восходящего кристалла.
Дана энергия активации Δ G a .
наклоном линейной аппроксимации (пунктирная линия). Пересечение с
ось y указывает частоту попыток
реакции и соответствует C = 4.9 × 10 8 с –1 . На вставке показана измеренная высота.
подъема с течением времени для разных температур. Показывая более быструю
скорость роста при более высокой температуре.

Наши наблюдения ставят вопрос о том, какая сила поднимает кристаллы.
Естественное объяснение состоит в том, что сила, создаваемая кристаллизацией
давление достаточно велико, чтобы преодолеть силу тяжести. В
давление кристаллизации в основном является термодинамической движущей силой
для роста кристалла и может быть описана в терминах пересыщения
и активность решения с использованием 26,27

Здесь V m
молярный объем раствора, ν — количество различных ионов
(2 для NaCl), T — температура, S — пересыщение, γ ± — средняя активность
коэффициент, а a w — активность воды.Как обсуждалось ранее, при вторичном зародышеобразовании, которое состоит из зародышеобразования
когда кристаллы зародышеобразователя уже присутствуют, восстановленное
требуемая энергия означает, что это происходит при более низком пересыщении,
т.е. близкое к единице. 28 Для низкого пересыщения
растворов NaCl вторым и третьим слагаемыми можно пренебречь, что приводит к
в уравнение 26,29

С V m = 27 см 3 / моль для NaCl
и диапазон пересыщения S 0.5–1%,
получаем давление кристаллизации P crys ≈ 0,9–1,8 МПа при комнатной температуре.
Чтобы вычислить силу, создаваемую этим давлением, мы измерили поверхность
часть нижней части кристалла, контактирующая с
подложку, см. рисунок S1. Это показывает
изображение нижней части конечной
кристалл и позволяет оценить долю поверхности, которая делает
контакт с субстратом; находим значение ϕ ≈ 6%.
При использовании F = P crys с A круговая область
нижней части окончательной сборки кристалла, мы находим минимальное усилие на
заказ F crys = 170 мН.Сравнивая это
с гравитационной силой, тянущей к кристаллу с измеренным
масса м = 5,2 мг, F грав = 51 мкН, эти результаты показывают, что давление кристаллизации
может проявлять силу, более чем достаточную для преодоления гравитационного
силу и поднять кристалл.

Чтобы понять общность
эти наблюдения мы также провели
эти эксперименты на различных гидрофобных поверхностях с сильным контактом
углов, поскольку обезвоживание солевого раствора кажется
незаменимый ингредиент для создания «ног» на месте.Эти эксперименты проводились при комнатной температуре, чтобы
контролируемое испарение. Что примечательно, подъема не наблюдалось на
любая другая гидрофобная поверхность, кроме плоской силанизированной. Мы провели
Эти эксперименты проводились на супергидрофобных предметных стеклах с шероховатым силанизированным стеклом 17 и на предметных стеклах, покрытых PDMS. В большинстве
в случаях первоначальное зародышеобразование происходит в основном на границе твердое тело / жидкость;
следовательно, здесь зародышеобразование, по-видимому, благоприятно. Для PDMS
поверхности (e, f),
мы действительно наблюдаем, что кристаллы образуются на твердой поверхности, что подразумевает
более низкий барьер зародышеобразования для этой поверхности; в дополнение к обезвоживанию
жидкости не происходит так быстро, как силанизированный
стекло (i – l).Для шероховатой силанизированной и супергидрофобной поверхности (a – d) мы наблюдаем, что
кристаллы образуются еще более предпочтительно на твердой поверхности. Ключ
отличие от силанизированного плоского стекла в том, что супергидрофобное
поверхность и шероховатое силанизированное стекло имеют микро- и нанометровые
большие выступы, что облегчает углы и неровности
зарождение. 30-32 Кроме того, под каплями задерживается воздух,
вызывая состояние Кэсси для супергидрофобной поверхности и Венцеля
состояние для шероховатой силанизированной поверхности. 33,34 Воздушные карманы
для супергидрофобной поверхности создают многочисленные границы раздела жидкость / воздух
под каплей, где это энергетически выгодно для
кристаллиты зародиться. 7,35,36 Гладкая гидрофобная поверхность — не единственное необходимое условие
для формирования ножек. В основном это связано с химией.
поверхности. Взаимодействие гидрофобной поверхности с водой
или солевые растворы обусловлены силами Ван-дер-Ваальса, дипольными взаимодействиями,
ионные взаимодействия, водородные связи и протонный обмен.Гидроксил
группы являются наиболее распространенными сайтами для водородных связей. Силан взаимодействует
с гидроксильными группами на поверхности, что влияет на гидрофобность
за счет устранения гидроксилов как участков адсорбции воды, а также
защита полярных подложек от дальнейшего взаимодействия с жидкостью
фаза. 37 Объекты, которые стерически представлены
закрытые конструкции, минимизирующие ван-дер-ваальсовы контакты, более гидрофобны
чем открытые структуры, позволяющие контактировать Ван-дер-Ваальс. 37 Вот почему полипропилен и тефлон
гидрофобный, чем полиэтилен.В нашем случае это также объясняет разницу
между ПДМС и силанизированной поверхностью в наших экспериментах: первая
может предоставить места для роста NaCl на границе твердой и жидкой фаз, тогда как
силанизированный предотвращает это.

Временные последовательности для экспериментов по испарению
капель солевого раствора на
три разные поверхности: (а) — (г) супергидрофобная поверхность;
(e) — (h) предметное стекло, покрытое PDMS; (i) — (l) силанизированное стекло
поверхность. Все эксперименты здесь проводились при температуре окружающей среды.
(21 ° C) и относительной влажности 50%.Для супергидрофобных
и поверхностей, покрытых ПДМС, кристаллизация происходит на твердой-жидкой
интерфейс (кадры b и f). Подъем наблюдается только на силанизированных
стекло (рама l).

Таким образом, кристаллы NaCl
обычно начинают образовываться в жидко-воздушной среде.
интерфейс. Изучение субстратов разной гидрофобности, на которых
помещается испаряющаяся капля, мы обнаруживаем, что для большинства этих поверхностей
кристаллы NaCl также могут образовываться в твердом теле и прикрепляться к этим поверхностям.
Однако для плоской поверхности силанизированного стекла мы обнаруживаем, что кристаллы
не образуются на основании.Кристаллы начинают формироваться в жидкостно-воздушной среде.
интерфейса и минимизировать контакт с поверхностью в конце
заостренные концы кубических кристаллов ориентированы
к субстрату. На последних стадиях испарения крошечный капилляр
образуются мостики, и только в этой тонкой пленке жидкости вокруг точек
макрокристаллов, что есть еще солевой раствор, из которого
соль может выпадать в осадок. В этом замкнутом пространстве образуются мелкие кристаллиты.
на точки, отталкивающие кубики от поверхности: сбор
кристаллов поднимается с поверхностей.Кроме того, шаг
также наблюдается рост. Подъем кристаллов вероятен
из-за давления кристаллизации соли в контакте с
его перенасыщенный раствор, 13,14 и рост
«Ножки» под сборкой макроскопических кристаллов, которые толкают
это подальше от поверхности. Это напоминает ползучесть соли, 35 , где кристаллы соли могут нарастать друг на друга
образует пористую структуру, которая капиллярно всасывает солевой раствор
и новые кристаллиты появляются там, где скорость испарения наибольшая.Конечным состоянием в наших экспериментах является макроскопическая сборка кристаллов.
опираясь на несколько очень тонких «ножек». Это сводит к минимуму
адгезия кристаллов NaCl к поверхности, что приводит к
поверхность является «самоочищающейся» в том смысле, что она становится
антиадгезив к кристаллам NaCl.

Можно ли выращивать кристаллы с помощью поваренной соли? — Цвета-NewYork.com

Можно ли выращивать кристаллы с поваренной солью?

Поваренная соль вырастает за несколько дней. «Йодированная соль» тоже не подойдет, но все равно будет образовывать кристаллы.Английская соль превращается в более мелкие игольчатые кристаллы быстрее, чем поваренная соль.

Как образуются кристаллы соли?

Поваренная соль состоит из множества крошечных кристаллов. Когда вы смешиваете эти кристаллы соли с водой, они растворяются, теряя свою кристаллическую форму. Когда вода испаряется, кристаллы соли образуются снова. Ключ к выращиванию этих потрясающих кристаллов — быстрое испарение и немного струны.

Сколько времени нужно для образования кристаллов соли?

Кристаллы английской соли или квасцов могут начать расти в течение нескольких часов, но это может занять пару дней.На начало приема поваренной соли обычно уходит день или два, а иногда и неделя. Как только вы увидите маленькие кристаллы на веревочке, они, как правило, будут расти все больше и больше в течение следующих нескольких недель.

Соль — это кристалл?

Кристаллы хлорида натрия имеют кубическую форму. Поваренная соль состоит из крошечных кубиков, плотно связанных между собой ионной связью ионов натрия и хлорида. Кристалл соли часто используется в качестве примера кристаллической структуры. Если смотреть под сильным увеличением, весь хлорид натрия кристаллический.

Какая соль самая дорогая?

бамбуковая соль

Какая соль лучше для здоровья?

розовая гималайская соль

Можно ли использовать каменную соль для ежедневного приготовления?

Если он не обозначен как съедобный, его нельзя использовать в качестве ингредиента в еде. Каменная соль содержит примеси, в основном минералы, которые удаляются из соли, которую мы используем в повседневной кулинарии. Соль образует корку, которая будет удерживать влагу во время приготовления пищи. Это также придаст равномерно распределенный соленый вкус.

Гималайская соль лучше морской?

По своему составу розовая гималайская соль действительно имеет следы более полезных минералов, чем морская соль. В то время как морская соль содержит 72 частицы, розовая гималайская соль содержит «все 84 основных микроэлемента, необходимых вашему организму», — объясняет доктор

.

Вредна ли йодированная соль?

Слишком мало соли, то есть йодированной соли, тоже опасно. Йод в йодированной соли помогает организму вырабатывать гормон щитовидной железы, который имеет решающее значение для развития мозга младенца.Немного соли необходимо для хорошего здоровья.

Стоит покупать йодированную соль или нет?

Йодированная соль необходима для вашего здоровья, но вы должны употреблять ее в умеренных количествах. Йод — это микроэлемент, содержащийся в молочных продуктах, морепродуктах, зернах и яйцах. Люди комбинируют йод с поваренной солью, чтобы уменьшить дефицит йода.

Что произойдет, если не съесть йодированную соль?

У взрослых, которые не получают достаточного количества йода, может развиться зоб (отек щитовидной железы в форме бабочки на шее), а низкий выход гормона щитовидной железы может привести к вялому обмену веществ, плохому мышлению, бесплодию, раку щитовидной железы. , и другие условия.

Как узнать, йодирована ли соль?

Для этого теста вы будете использовать крахмал для стирки, уксус и перекись водорода. Йод вступает в химическую реакцию с крахмалом с образованием химического вещества сине-пурпурного цвета, как показано на рисунке 1 ниже. Так вы можете визуально увидеть, есть ли йод.

Как узнать, чистая ли соль?

07/8 Соль. Как проверить: возьмите чайную ложку соли и оставьте в воде на 20 минут. Прозрачный раствор указывает на чистоту, в то время как белый раствор вместе с остатком на дне указывает на присутствие мела.

Йодирована соль Мортона или нет?

от моря до своей кухни. Натуральная морская соль Morton не содержит добавок и на 100% натуральна. Мортон также предлагает йодированную морскую соль, которая содержит йод — необходимое питательное вещество для правильного функционирования щитовидной железы.

Йодирована ли розовая гималайская соль?

Хотя розовая гималайская соль может содержать некоторое количество йода, скорее всего, она содержит меньше йода, чем йодированная соль. Следовательно, тем, у кого есть дефицит йода или риску дефицита, может потребоваться источник йода в другом месте, если вместо поваренной соли используется розовая соль.

Какая соль лучше при повышенном давлении?

Роль соли при гипертонии. Снижение потребления хлорида натрия до 1500 миллиграммов в день может помочь снизить кровяное давление.

Что лучше гималайская соль или йодированная соль?

Этот тип соли также включает минералы, такие как кальций, железо, магний, калий и многие другие. Гималайская розовая соль содержит меньше натрия, чем обычная поваренная соль, и считается одной из наиболее чистых разновидностей соли. Хотя он может содержать некоторое количество йода, обычно его меньше, чем в йодированных солях.

Могу ли я заменить морскую соль гималайской?

Если в вашем рецепте требуется одно, можно ли использовать другое? И гималайская, и морская соль состоят в основном из хлорида натрия. Это означает, что оба они эффективны для придания еде соленого вкуса. Вы можете использовать одно вместо другого, если вам нужен только аромат.

Какая соль полезнее или морская?

Многие люди считают, что морская соль полезнее поваренной, потому что это естественный источник натрия.Производство поваренной соли из других питательных веществ, таких как магний, кальций и калий. Врачи рекомендуют ограничить употребление соли в рационе, потому что слишком много натрия может способствовать обезвоживанию и сердечным заболеваниям.

Какая соль полезна для почек?

АЛЛАХАБАД: Группа ученых из физического факультета Университета Аллахабада обнаружила, что каменная соль, широко известная как «саиндхав намак», лучше всего подходит для пациентов, страдающих любой формой заболевания почек.

Какая соль лучше всего подходит для щитовидной железы?

ОТВЕТ: Для большинства людей йодированная соль, вероятно, самый простой способ поддерживать достаточное количество йода.Йод — важное питательное вещество, необходимое вашей щитовидной железе для выработки определенных гормонов.

Полезен ли банан для щитовидной железы?

Овощи: все овощи — овощи семейства крестоцветных можно есть в умеренных количествах, особенно в приготовленном виде. Фрукты: все остальные фрукты, включая ягоды, бананы, апельсины, помидоры и т. Д. Зерна и семена без глютена: рис, гречка, киноа, семена чиа и семена льна.

детская наука информация о кристаллах

Вы можете отдать реальную долю акций любимых компаний Америки и получить
реальный биржевой сертификат с выгравированным индивидуальным сообщением для всех менее чем за три минуты!
Выбирайте из таких брендов, как Disney, McDonald’s, Microsoft, Coca-Cola и сотни других.Акционер получает годовые отчеты, чеки по дивидендам и один голос на
встречи.

Получите одну акцию вашей любимой компании!

Что такое кристаллы

А что вообще такое кристаллы?
Кристалл — это организованная группа атомов,
или молекулы. Каждый кристалл имеет разные свойства и формы. Для
например, кристаллы сахара имеют продолговатую форму и скошены на концах; поваренная соль
кристаллы кубические. Некоторые элементы могут сделать более одного кристаллического
форма.Углерод, как и графит, будет проводить электричество, действовать как
смазка между движущимися частями, может использоваться как пишущий инструмент (карандаш)
и усиление стали. Как алмаз, углерод используется в качестве промышленного
режущий инструмент и драгоценный камень в ювелирном деле.

Как образуются кристаллы

На диаграммах ниже атомы натрия (Na) и хлора (Cl) имеют общую пару электронов в ионной связи. Находясь в растворе, Na и Cl разделяются молекулами воды (h30). Когда вода испаряется из раствора, атомы Na и Cl начинают связываться друг с другом, сначала как отдельные молекулы, а затем молекулы соединяются вместе, образуя кристаллы.Каждая молекула будет формировать кристалл одной и той же формы каждый раз, когда образуется. Кристалл соли представляет собой куб, похожий на шестигранный кубик.

Молекула соли — атом Na и Cl соединяются друг с другом ионной связью — делением электрона.

Молекула воды — два атома водорода (H) ионно связаны с атомом кислорода (O).

Кристаллы в использовании сегодня

Кристаллов можно использовать по-разному.Бриллианты,
рубины, сапфиры и изумруды были самым эффектным использованием
кристаллы в течение тысяч лет. Их высоко ценили благодаря
их красота и сравнительно небольшие количества, существующие в природе. В
последние годы химики работали над методами создания некоторых
этих кристаллов в лаборатории с большим успехом.

Вибрирующие кристаллы

Каждый кристалл вибрирует на определенном
частота, когда через него пропускают электрический ток.В
оригинальные радиоприемники были созданы с использованием вибрирующих кристаллов для создания
частота для передачи сигналов. По мере совершенствования радиотехнологии радио
передатчики имели несколько разных кристаллов для передачи на
разные частоты. Современные радиоприемники имеют большое количество различных
частоты, используемые радиостанциями.

Вибрирующие кристаллы можно использовать для времени
сохранение. Кварцевые часы используют вибрацию кристалла кварца, чтобы
измерить время.Когда через кристалл проходит электрический ток
через него кристалл будет вибрировать с частотой 60 герц (60 раз за
второй).

Научные эксперименты

Попробуйте эти эксперименты по выращиванию кристаллов с использованием сахара или
поваренная соль.

Дополнительная информация

Узнайте больше о том, как атомы связываются вместе.

Хлорид натрия

Соль поваренная. Формула: NaCl

Поваренная соль, вероятно, самый доступный компонент для выращивания кристаллов.Это также один из самых сложных компонентов для выращивания. Я сделал бесчисленное количество попыток, и только одна из них дала хорошие результаты, представленные здесь. Вам повезет, если вы сможете получить чистый 5-миллиметровый кристалл соли правильной формы. Если у вас получится 10 мм, это успех. И если вам удастся получить более крупный, то расскажите, пожалуйста, как у вас это получилось.

Недвижимость

  • Кристаллическая система : изометрическая
  • Форма кристалла : прямоугольная
  • Цвет : бесцветный
  • Устойчивость на воздухе : очень устойчивая

Рост

NaCl склонен к образованию бугорков.Вы получите дендриты, белую кристаллическую корку, полые плоские прямоугольники — что угодно, только не прозрачные кубики. NaCl также слишком легко кристаллизуется, используя каждую мельчайшую трещинку или частицу пыли в качестве затравки.

Итак, без какой-нибудь хитрости вы никогда не получите больших и прозрачных кристаллов. Хочу поделиться хитростью, которую нашел случайно. Не уверен, что это лучший метод выращивания кристаллов NaCl в домашних условиях, но, по крайней мере, у меня он сработал.

Уловка заключалась в том, чтобы использовать не чистый раствор NaCl (как это обычно рекомендуется), а смешанный раствор соли и хлорида железа (III) FeCl3.Он используется любителями в производстве печатных плат и может быть куплен в большинстве магазинов для любителей электроники.

По какой-то загадочной причине присутствие FeCl3 меняет способ роста кристаллов соли: они становятся больше и прозрачнее. Сам по себе хлорид железа не попадает в кристалл, хотя иногда небольшие порции раствора двухвалентного железа попадают в прозрачные кристаллы, создавая внутри желтые пятна.

И все же рост кристаллов идет не быстро.В моем случае для выращивания кристаллов сантиметрового размера потребовалось около 6 месяцев.

Безопасность

Поваренная соль безопасна, но хлорид железа является раздражающим и едким веществом. Он также оставляет ржавые пятна на пазах и столе.

Еще фотографии

См. Также

  • Калий хлористый, KCl.Он имеет такую ​​же кристаллическую структуру и форму, но растет намного легче.
  • Glucuse натрия хлорид, 2C 6 H 12 O 6 · NaCl · H 2 O. Это сокристалл поваренной соли и глюкозного сахара. Он имеет совершенно другую кристаллическую форму и структуру, а также его легко выращивать.

Список литературы

Сравнение бункерных кубиков хлорида натрия, выращенных в условиях микрогравитации и в земных условиях

  • 1.

    Karr L.J., Miller T.Ю., Донован Д. Н. НАСА: Руководство для исследователей: Рост макромолекулярных кристаллов. https://www.nasa.gov/connect/ebooks/researchers_guide_macromolecular_crystal_growth_detail.html (2017).

  • 2.

    Макферсон А. и ДеЛукас Л. Дж. Кристаллизация белков в условиях микрогравитации. npj Microgravity 1 , 15010 (2015).

    Артикул

    Google ученый

  • 3.

    Лорбер, Б. Кристаллизация биологических макромолекул в условиях микрогравитации: путь к более точным трехмерным структурам? Biochimica et.Biophysica Acta 1599 , 1–8 (2002).

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 4.

    Coker, E. N. et al. Синтез цеолитов в условиях микрогравитации: обзор. Микропористый мезопористый материал. 23 , 119–136 (1998).

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 5.

    Lundager Madsen, H. E. et al. Кристаллизация фосфата кальция в земных условиях и в условиях микрогравитации. J. Cryst. Рост 152 , 191–202 (1995).

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 6.

    Берг, В. Ф. Рост кристаллов из растворов. Proc. Рой. Soc. Лондон. A164 , 79–95 (1938).

    Google ученый

  • 7.

    Нанев, Chr Критический размер кристаллов, растущих в условиях диффузии для потери полиэдрической устойчивости. Дж.Cryst. Рост 140 , 381–387 (1994).

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 8.

    Sunagava, I. Кристаллы — рост, морфология и совершенство . Глава 3 (Cambridge University Press, 2007).

  • 9.

    Desarnaud, J., Derluyn, H., Carmeliet, J., Bonn, D. & Shahidzadeh, N. Хопперский рост кристаллов соли. J. Phys. Chem. Lett. 9 , 2961–2966 (2018).

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 10.

    Чанг, Ю. К. и Майерсон, А. С. Коэффициент диффузии хлорида калия и хлорида натрия в концентрированных, насыщенных и перенасыщенных водных растворах. AlChE J. 31 , 890–894 (1985).

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 11.

    Горниц, В. М. и Шрайбер, Б. С. Вытесняющие галитовые воронки из Мертвого моря. J. Sediment. Домашний питомец. 51 , 787–794 (1981).

    Google ученый

  • 12.

    Нивлт, Дж., Ульрих Дж. Примеси при кристаллизации . (VCH, Базель, 1995) ISBN: 3-527-28739-6.

  • 13.

    Mersmann, A. Справочник по технологии кристаллизации 718–720 (Марсель Деккер, Нью-Йорк, 2001), ISBN: 0-8247-0528-9.

  • 14.

    Дханарадж Г., Бираппа К., Прасад В., Дадли М. Справочник по выращиванию кристаллов. Зарождение зародышей и кинетика роста , 561–564 (Springer, 2010)

  • 15.

    Desarnaud, J., Derluyn, H., Carmeliet, J., Бонн, Д. и Шахидзаде, Н. Предел метастабильности зарождения кристаллов NaCl в ограниченном пространстве. J. Phys. Chem. Lett. 5 , 890–895 (2014).

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 16.

    Лангер, Х. и Офферманн, Х. О растворимости хлорида натрия в воде. J. Cryst. Рост 60 , 389–392 (1982).

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 17.

    Теннекес, Х., Ламли Дж. Л. Первый курс в турбулентности . 19–22 (MIT Press, 1972)

  • 18.

    Лиде, Д. Р. Справочник CRC по химии и физике , 98-е издание, 5–129. (CRC Press, Бока-Ратон, Флорида, 2017/2018 г.).

  • 19.

    Фонтана П., Шефер Дж. И Петтит Д. Характеристика кристаллов хлорида натрия, выращенных в условиях микрогравитации. J. Cryst. Рост 324 , 207–211 (2011).

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 20.

    Фонтана П., Петтит Д. и Кристофоретти С. Кристаллизация хлорида натрия из тонких жидких слоев, толстых слоев и неподвижных капель в условиях микрогравитации. J. Cryst. Рост 428 , 80–85 (2015).

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 21.

    Рауп О. Б. Перемешивание рассола: дополнительный механизм образования бассейновых эвапоритов. Am. Доц. Домашний питомец. Геол. Бык. 54 , 2246–2259 (1970).

    CAS

    Google ученый

  • 22.

    Десаи, К. и Рай, Дж. Л. Выращивание монокристаллов NaCl в гелях. Крист. und Tech. 15 , 1115–1121 (1980).

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 23.

    Chen, L. et al. Включение гелевой сетки в монокристаллы: эффекты гелевых структур и взаимодействия кристалл-гель. CrystEngComm 16 , 6901–6906 (2014).

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 24.

    Кастнер М. Рисунок в виде песочных часов с включениями в синтетическом гипсе. Am. Минералог 35 , 2128–2130 (1970).

    Google ученый

  • 25.

    Горниц В.М. Минеральные индикаторы климата прошлого, Энциклопедия палеоклимата и древних сред . 573–583 (Springer, 2008)

  • 26.

    Хэндфорд, К.Р. Седиментология и генезис эвапоритов в голоценовом континентальном бассейне сабха-плайя — Бристольское сухое озеро, Калифорния. Седиментология 29 , 239–253 (1982).

    Артикул

    Google ученый

  • 27.

    Brandstetter, R. Corocoro — weltberühmte Pseudomorphosen von Kupfer nach Aragonit, Extra Lapis: Pseudomorphosen 43 , 76–81 (Christian Weise Verlag, München, 2012).

  • 28.

    Лейтнер, Ч, Хофманн, П. и Маршаллинджер, Р. 3D-моделирование деформированных кристаллов бункера галита с помощью объектного анализа изображений. Компьютеры Geosci. 73 , 61–70 (2014).

    Артикул

    Google ученый

  • 29.

    Leitner, Ch, Neubauer, F., Marschallinger, R., Genser, J. & Bernroider, M. Происхождение деформированных кристаллов галита, кубов псевдоморфного ангидрита и полигалита в альпийских испарениях (Австрия, Германия). Внутр. J. Earth Sci. (Геол. Рундш.) 102 , 813–829 (2013).

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 30.

    Squyres, S. W. et al. Два года в meridiani planum: результаты благодаря возможности вездехода. Наука 313 , 1403–1407 (2006).

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 31.

    Fontana, P. Die Vielfalt der Salzkristalle (P.Фонтана, Золотурн, 2013). ISBN 978-3-033-04031-1.

  • 32.

    Фотография и авторские права (2012): Jesse La Plante P.O. Box 21112 Boulder, CO 80308.

  • 33.

    Dellwig, L.F. Происхождение солевой соли штата Мичиган. J. Sediment. Бензин. 25 , 83–110 (1955).

    CAS

    Google ученый

  • 34.

    Левенштейн, Т. К. и Харди, Л. А. Критерии распознавания соляной ванны испаряются. Седиментология 32 , 627–644 (1985).

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 35.

    Hauschke, N., Straub, C. & Witzke, Th Die Bildung pyramidaler Halit-Hopper in eindunstenden Wasserpfützen. Der. Aufschluss 62 , 333–344 (2011).

    CAS

    Google ученый

  • 36.

    Сайнс, Н. и Боски, Т. Все ли Флер де Сель одинаковы? Опыт кустарных солеварен в Кастро-Марим (Португалия).10-й Симпозиум по соли (2018): Спецвыпуск в Бюл. Soc. Sea Water Sci., Jpn. 73 , 76–80 (2019).

    Google ученый

  • Как вырастить снежинки из кристаллов соли

    Узнайте, как вырастить снежинки из кристаллов соли с помощью обычных предметов домашнего обихода. Ваши дети будут поражены, когда увидят, что на снежинках образуются «ледяные» кристаллы!

    Посмотрим правде в глаза, Frozen никуда не денется. Многие принцессы пытались, но никто не может превзойти Эльзу и Анну.Так что с таким же успехом можно насладиться любовью наших детей к Frozen и воспользоваться возможностью поиграть в зимние занятия STEM!

    Снег в Аризоне бывает редко, поэтому идея снежинок очень заинтриговала моих детей. Хорошо, что красивые снежинки из кристаллов соли легко сделать, чтобы вы могли наслаждаться этим зимним научным занятием в любое время года!

    DIY Salt Crystal Snowflakes

    Материалы:

    • Соль (мы использовали соль Epson, потому что ее много в доме, но вы также можете использовать поваренную соль)
    • Высокие контейнеры (по возможности очистите, чтобы вы могли см. формирование кристаллов)
    • Очистители труб
    • Нить
    • Карандаш

    Инструкции:

    1. Приготовьте насыщенный солевой раствор:
      1. Кипятите примерно 2-3 стакана воды на каждую снежинку.
      2. Добавляйте соль в кипящую воду, пока на дне емкости не начнут появляться кристаллы.
    2. Налейте насыщенный солевой раствор в каждую емкость и дайте ему остыть.
    3. Сделайте снежинки для очистки труб:
      1. Разрежьте очиститель для труб на 3 равные части.
      2. Соберите 3 части вместе, совместив их с обоих концов. Скрутите очистители труб посередине, чтобы связать их вместе.
      3. Разведите 6 лапок снежинки так, чтобы они находились на равном расстоянии.
      4. Разрежьте другой очиститель труб того же цвета на 6 равных частей.
      5. Поместите середину одного из маленьких кусочков за рычаг в виде снежинки. Согните правую сторону вверх по направлению к левой и согните левую сторону вверх вправо так, чтобы маленький кусок образовал V.
      6. Повторите со всеми оставшимися маленькими частями.
      7. Дополнительно: если вы используете небольшие контейнеры и вам нужны более мелкие снежинки, просто сначала обрежьте очистители труб до нужной длины и следуйте приведенным выше инструкциям.
    4. Обвяжите веревкой одну руку-снежинку.
    5. Другой конец веревки оберните вокруг карандаша и удерживайте с помощью небольшой ленты.
    6. Поместите карандаш в верхнюю часть емкости, чтобы снежинка зависла в растворе соли в середине емкости. Постарайтесь, чтобы снежинка не касалась сторон или дна.
    7. Дайте снежинкам посидеть 2-3 дня.
    8. Через 2–3 дня вынуть снежинки из солевого раствора и дать им высохнуть.

    Разве не красивые хрустальные снежинки?

    Когда мой сын увидел кристаллы соли на снежинках, он закричал: «Мама! Смотреть! На очистителях труб образуется лед! Как это происходит? » Разве вам не нравится магия науки?

    Хрустальные снежинки можно повесить на окно или даже использовать в качестве новогодних украшений. Если у вас есть увеличительное стекло, покажите своим детям, как внимательно изучать кристаллы соли и видеть крутые формы и узоры.

    Наука за кристаллическими снежинками соли

    Когда вы добавляете соль в воду, она растворяется.Вы можете растворить больше соли в горячей воде, чем в воде комнатной температуры, потому что молекулы нагретой воды отдаляются друг от друга, освобождая место для растворения кристаллов соли. Когда соль больше не растворяется, вы достигли насыщения.

    По мере охлаждения и испарения солевого раствора молекулы воды снова сближаются. Вы можете видеть, что некоторые кристаллы соли начинают собираться на дне емкости под действием силы тяжести. Другие начинают присоединяться к очистителям труб и накапливать друг друга.

    Если вы попробуете этот эксперимент с поваренной солью вместо соли Epson, ваши хрустальные снежинки будут отличаться от моих. Поваренная соль и соль Эпсона химически различаются, поэтому кристаллы, которые они образуют, будут иметь разную структуру.

    Science Extensions to Try

    • Как упоминалось выше, попробуйте использовать поваренную соль вместо соли Epson. Вы даже можете попробовать йодированную соль по сравнению с не йодированной, чтобы увидеть, есть ли разница в кристаллах, которые они образуют.
    • Попробуйте фильтрованную воду вместо водопроводной.Имеет ли значение тип воды для образования кристаллов соли?
    • Попробуйте добавить пищевой краситель в раствор соли, чтобы получить цветные кристаллы соли.
    • Попробуйте поместить снежинку из очистителя труб в контейнер и вылить на нее солевой раствор, а не суспендировать в растворе.

    На самом деле мы пытались положить снежинку для очистки трубок на дно контейнера, а не вешать ее на карандаш. Интересно, что на очистителях трубок образовалось намного больше кристаллов, но кристаллы были не такими красивыми.Вы действительно не можете увидеть отчетливые края кристаллов. Из-за силы тяжести вся соль кристаллизовалась вокруг снежинки очистителя труб, так что вы получите просто огромный комок соли, а не красивые кристаллы соли.

    Последние мысли об эксперименте со снежинками из соляных кристаллов

    Мы сделали снежинку из соляных кристаллов в рамках нашего летнего лагеря, посвященного Диснею.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.