Sample Sidebar Module

This is a sample module published to the sidebar_top position, using the -sidebar module class suffix. There is also a sidebar_bottom position below the menu.

Sample Sidebar Module

This is a sample module published to the sidebar_bottom position, using the -sidebar module class suffix. There is also a sidebar_top position below the search.
Занимательная химия

В моём детстве, казалось, не было семьи со школьником, где бы не пробовали вырастить кристаллы соли. Во-первых, это красиво. Во-вторых, познавательно, особенно, если предварительно ребёнку или подростку доступно объяснили теорию. В третьих, учит аккуратности и усидчивости. В четвёртых (я могу зайти ещё дальше, но на этом остановлюсь :) ), не требует никаких дорогих реагентов, посуды и прочего (по крайней мере, реактивы для синих и зелёных кристаллов продаются в хозяйственном магазине, а для белых - есть на любой кухне, посуда подойдёт почти любая из стекла, только её потребуется тщательно отмыть).

Зато с каким удовольствием чадо будет наблюдать за ростом кристалла (если сделаете быстрорастущие, например, из сульфата железа, то при мало-мальской неплохой фото- или видеокамере, умеющей снимать один раз в полчаса или час или если сами, установив камеру на штатив, будете периодически нажимать на спуск, получите фильм "Рост кристаллов"), хвастаться друзьям, пытаться думать, что бы сделать красивого с ним и... плакать, если вдруг разобьёт или испортит :)

Кстати, в моём детстве опыт выращивания кристаллов имел и практический эффект: растворяя соли, обязательно их фильтруешь, очищая от примесей. Учитывая, что из магазинов периодически пропадала очень мелкая соль "Экстра", а пару раз нельзя было купить вообще никакой, был опробован кустарный способ выйти из ситуации: из ближайшей деревни привозились огромные куски каменной соли, растворялись, фильтровались и, в зависимости от скорости выпаривания и кристаллизации, получали чистую поваренную соль любой фракции. Но, надеюсь, больше проблем с нехваткой соли никогда не будет :)

 

Меры предосторожности и техника безопасности

Химик - не тот, кто суёт свой нос в любую пробирку, без страха смешивает любые жидкости и поджигает всё, что горит. Пожалуйста, следуйте правилам техники безопасности и привейте соблюдение этих правил своим детям. Даже в процессе работы с самыми безопасными веществами (а начнём мы выращивать кристаллы из легко доступных пищевых продуктов) могут случиться непредвиденные ситуации. Поэтому работайте в перчатках (защитите кожу, да и кристаллы не любят, когда на них попадает жир с пальцев), в очках, в ряде случаев одевайте респиратор. Выделите для работы с химикатами отдельный чистый стол, не захламляйте его. Заведите отдельную посуду и никогда не путайте её с пищевой! Кроме резиновых перчаток нужны ещё и толстые тканевые - Вы будете работать с горячими растворами и кипятком.

И всегда перед тем, как начать эксперимент, продумывайте его стадии, ещё лучше - записывайте их на лист бумаги и вешайте его перед собой.

 

Что потребуется для выращивания кристаллов

Вы можете купить набор посуды "Юный химик" или ему подобный, можете по отдельности купить химическую посуду в спец. магазинах, но на первых этапах можете вообще обойтись домашней утварью (при условии, что она более не вернётся в список пищевой посуды). Только помните, что нельзя брать толстостенные стеклянные ёмкости, так как Вам придётся работать с горячими растворами. Лучше всего на первых этапах обойтись пластиковой посудой, главное, чтобы она не имела царапин на внутренней поверхности. Как показывает опыт, у новичков более крупные кристаллы получаются именно в пластиковой посуде (подойдут на первых порах чистые большие пластиковые стаканы).

Теперь о химикатах. Где же их купить. Если не брать пищевые продукты, такие как поваренная соль, лимонная и уксусная кислоты, то диапазон мест, где можно "всё купить", достаточно велик. Это хозяйственные и садово-огородные магазины, автомагазины, аптеки, специализированные магазины (например, в Иркутске на Свердловском рынке видел магазинчик всего необходимого для мастеров народных промыслов - чеканщиков, кожевенников, травильщиков по металлу и т.п.). Некоторые соли можно получить и самим (я расскажу, как). Отмечу, что химикалии, купленные в разных магазинах, отличаются чистотой. Как правило, в садово-огородных магазинах продаются наименее чистые соли, для первых опытов подойдут и они, а затем их можно будет очистить перекристаллизацией (про это я тоже расскажу).

 

Хранение кристаллов и поделки с выращенными кристаллами

Очень больная тема. Помню сам, будучи в весьма юном возрасте, сильно расстраивался, когда сделанные с таким трудом красавцы постепенно теряли вид и разрушались. Со временем пришёл к выводу, что жизнь кристаллам можно продлить довольно-таки долго. Существует несколько подходов:

  • покрыть лаком, образующим хорошую воздухоустойчивую плёнку. Можно даже прозрачным лаком для ногтей
  • герметично запечатать, ещё лучше - запечатать в прозрачном резервуаре с каким-либо инертным газом или азотом (требует спец. оборудования)
  • для кристаллов из металла (расскажу и о них) - залить слабым раствором кислоты
  • скомбинировать первые два подхода, т.е. покрытый лаком кристалл герметично запечатать в прозрачном резервуаре
  • поместить кристалл в органическую прозрачную среду. Надо сказать, в годы увлечения созданием кристаллов я не додумался до какой-то безопасной прозрачной жидкости, поэтому не буду сообщать здесь, что именно я заливал (по соображениям безопасности: все жидкости были ядовиты в той или иной степени, разумеется, я тщательно герметизировал ёмкость), рекомендую поэкспериментировать с каким-либо маслом, например, вазелиновым.

 

Кстати, именно последний вариант подвиг нас на изобретение сувениров "сделай сам": в пластиковый цилиндрический резервуар помещался кристалл, заливался органической жидкостью, герметично закрывался пробкой, а снизу прикручивался постамент, в который закреплялась маленькая лампочка, работающая от батарейки. Учитывая цвет кристаллов, подсветка придавала им неземной вид. Современный вариант такой поделки может быть ещё эффектнее - светодиоды ярче и разноцветнее, да и экономичнее лампочек, к тому же почти не греются, их легко разместить по контуру ёмкости с кристаллом. А если слегка раскинуть мозгами и придумать последовательное включение разноцветных светодиодов, к тому же поприличнее оформить, - хороший подарок или поделка на выставку Вам обеспечены.

 

О скудности материала фотографиями (небольшое отступление)

Поскольку эти заметки пишутся не в один день, будут продолжаться, мне самому было бы интересно их проиллюстрировать, а Вам - посмотреть на то, что же у Вас может получиться :) К сожалению, мой пик занятий занятий по выращиванию кристаллов был давно - я занимался этим в школе, раннем студенчестве, а также в годы, когда вёл детский кружок "ЮХ". Этот материал я пишу по своим дневникам и кружковым заметкам, делая изменения применительно к современной ситуации. Свои кристаллы я давно раздарил, поэтому на данный момент у меня нет фотографий с примерами, а жаль. В ближайшее время я постараюсь вместе со своими детьми снова повторить всё то, что я когда-то делал, обязательно с фото- и видео- иллюстрациями, ну, а пока с удовольствием получу фото или видео от Вас, с Вашими результатами и, если Вы разрешите, опубликую на этих страницах, разумеется, с указанием авторства.

 

Этап нулевой. Приборы и материалы. Плюс, немного занудства

Главное в любом деле - знания, подготовка и настрой. Первым я постараюсь Вас обеспечить, второе у Вас должно быть на высоте, всё всегда под рукой, всё в чистоте, а с третьим придётся работать всегда - Вы должны хотеть получить результат. Будет здорово, если Ваш ребёнок будет гореть энтузиазмом и заражать Вас, тогда Вам следует лишь поддерживать его в этом, словами и результатом.

 

 

Место для экспериментов. Посуда

Лучше всего, если у Вас будет стол, покрытый фильтровальной бумагой и шкаф (хотя бы полка в шкафу). Всё это желательно разместить подальше от пищевых продуктов (хотя бы, начиная со второго этапа, когда в дело пойдут весьма несъедобные вещества), от батарей и источников влажности. Лучше всего, чтобы стол хорошо освещался, на нём было бы достаточно много пространства.

Если у Вас нет стеклянной химической посуды, то на первых порах не стоит за ней гоняться. Купите в магазине несколько маленьких и больших пластиковых стаканчиков, желательно с гладкими непрозрачными стенками и моток очень тонкой лески. Поищите стеклянную воронку, если не найдёте - купите пластиковую. К воронке сразу же поищите фильтровальной бумаги, её Вы изведёте приличное количество. Единственное, что стоит завести сразу же - это несколько стеклянных палочек для размешивания, резиновые перчатки, термометр до 100 градусов и 2 пинцета: пластиковый и металлический.

Из домашней утвари нам понадобится чайник, пара кастрюлек для создания водяной бани и одна-две фаянсовых пиалы из белой глины (если нет, подойдёт любая фаянсовая чайная чашка).

 

Что потребуется вначале из реагентов

Для первых экспериментов стоит запастись поваренной солью, нейодированной (хлорид натрия). Кстати, если в магазине встретите соль с добавками хлорида калия, купите и её - как показывает практика, такая добавка делает кристаллы более крупными и они быстрее растут.

Ещё запаситесь лимонной кислотой и пищевой содой (в любом случае, в хозяйстве не помешают). Ну, а сахар наверняка есть в каждом доме. Что же касается воды, то, если желаете, купите дистиллированной, если нет, на первых порах обойдёмся кипяченой. Постарайтесь также купить хлорида калия, желательно почище. Если не купите - не беда, но лучше его поискать. Аптеки и хозяйственные магазины Вам в помощь.

Так как все наши первые пробы будут давать прозрачные кристаллы, стоит подумать о покупке водорастворимых пищевых красителей. Это придаст разнообразие получаемым кристаллам. Ну, и напоследок, стоит запастись прозрачным лаком, для начала пойдёт самый дешёвый прозрачный лак для ногтей, если же всё пойдёт чересчур хорошо, и у нас валом повалят шедевры, придётся самим готовить лак или заказывать профессиональный.

 

Отступление первое. О химии процессов

Кроме развития в детях усидчивости, аккуратности, внимательности и упорства, я считаю, выращивание кристаллов должно давать и некоторое понимание химии, как таковой. Поэтому не стесняйтесь объяснять им суть процессов, которые происходят в посуде, где Вы смешиваете, перекристаллизуете, выделяете и т.д. Пусть даже это будет исподволь - детский мозг всё равно это воспримет, и потом это знание обязательно где-нибудь "выстрелит". Согласитесь, лишняя пятёрка по химии никому ещё не мешала. И это - минимум.

И сразу комментарий. Мне часто задают вопрос, почему выращивание кристаллов относят к химическим, а не физическим экспериментам. Ведь "вроде бы не происходит превращений веществ друг в друга". Отвечу: во-первых, очень часто при этом требуется провести-таки химические превращения, чтобы получить, к примеру, ту или иную соль. Во-вторых, большинство солей имеет безводную форму и форму/формы с присоединённой кристализационной водой (например, медный купорос - CuSO4, белый цвет, а кристалл медного купороса - CuSO4•5H2O, синий цвет) и, формально, их следует считать разными веществами. Поэтому выращивание кристаллов - всё-таки химия, а не физика :)

Ну, а если есть другие вопросы - не стесняйтесь их мне задать, прямо здесь (в конце статьи есть форма комментариев).

 


 

Этап первый. Простые кристаллы

Я слегка лукавлю, называя кристаллы, об изготовлении которых пойдёт речь на этом этапе, простыми. Они не проще, чем последующие. Вся простота состоит в том, что первый этап рассказывает о кристаллах из пищевых продуктов, то есть из неопасных для организма веществах (разумеется, если соль или лимонная кислота попадёт в глаза, их необходимо промыть, также нужно следить, чтобы никто не съел ничего в больших количествах). Опять-таки, все компоненты легко купить в гастрономе, недорого.

Да, кристаллы этого этапа не очень красивы и редко получаются крупными, зато на них можно набить руку и проверить, как Ваш ребёнок умеет справляться с заданием - стоит ли ему доверять уже более сложные процессы. Заодно проверить и его усидчивость, напористость, предложив примерно следующее: "Вначале получи достаточно большой кристалл, допустим, поваренной соли, без ошибок, а затем тогда перейдём к более красивым, но более сложным и опасным цветным кристаллам". Хотя на моих это, как правило, не действует, им нужно всё и сразу :)

Вкратце весь процесс получения кристаллов можно описать фразой: помещаем затравку в пересыщенный раствор соли (будем далее называть его маточным) и ... вуаля: несколько часов или дней отделяют нас от финальной красоты. Затравкой может быть: уже имеющийся маленький кристалл это же соли, нитка или проволочка, даже случайная пылинка. В результате Вы будете получать как поликристаллы, так и монокристаллы. Монокристалл - целостный единый кристалл, его получить сложнее и почётнее, нежели поликристалл, который представляет собой несколько (или много) срощенных небольших монокристаллов. Монокристалл почти всегда выращивают, выбирая в качестве затравки кристаллик, все остальные затравки обычно дают поликристаллы (Бывают и исключения, как-то желая по-быстрому обрастить поликристаллами проволочную поделку, я безответственно отнёсся к правильности приготовления маточного раствора и вместо нужной цепочки поликристаллов получил несколько огромных монокристаллов сульфата железа, висящих на проволоке. Но это - именно исключение из правила!).

 

Танцуем от печки. Кристаллы поваренной соли

Вначале нужно выбрать или приготовить затравочный кристалл. Если у Вас крупная соль, то Вы можете отобрать несколько кандидатов. Отбирать необходимо пластиковым пинцетом, не касаясь кристаллов кожей рук. Если же Ваша соль мелкая, то просто получим нашу "затравку" простым способом. Если не жалко соли, то для этого даже не нужно использовать дистиллированную воду, обойдёмся кипяченой. Налейте в фаянсовую пиалу небольшое количество кипяченой воды температурой 60-65°C (вот тут нам и пригодится термометр, но если его нет, не отчаивайтесь: всегда можно определить температуру методом пальцевого тыка, мощный вопль будет свидетельствовать о слишком горячей воде, нам подойдёт сдавленное шипение), поместите её в большую кастрюлю с водой этой же температуры (прообраз водяной бани) и добавляйте, помешивая, поваренную соль до тех пор, пока она не перестанет растворяться. После этого отфильтруйте раствор в другую пиалу.

Теперь у Вас два пути:

  • поставить пиалу с раствором обратно  в водяную баню, поддерживая температуру, медленно выпаривая воду из пиалы. Как только на стенке пиалы образуется кристаллик, который устраивает Вас размером, пинцетом забираете его (для первого раз отбираем два-три);
  • не поддерживать температуру в водяной бане, давая ей медленно остыть. В остывающем соляном растворе выпадут кристаллы соли, подходящие для затравки.

В каком случае затравочный кристалл получится больше, зависит от многих факторов (чистота соли, чистота воды, структура поверхности пиалы и т.п.). Просто попробуйте оба способа, заодно объясните ребёнку смысл происходящих процессов.

Итак, одеваем перчатки, берём пинцетом затравочный кристаллик и привязываем к нему нитку, леску или (!) волос. Сразу расскажу про плюсы и минусы каждого держателя:

  • нитка есть в каждом доме, её удобно завязывать, но она сама по себе содержит массу центров кристаллизации. Поэтому, если желаете вырастать монокристалл, не используйте ниток
  • леска - идеальный держатель. Основной недостаток - трудно привязать кристалл
  • волос (обычно человеческий) - весьма неплох тем, что его проще привязать к затравочному кристаллу, чем леску. Чуть хуже, впрочем лески, зато не надо бежать в магазин, имея рядом особу с длинными локонами :)

Аккуратно привязываем другой конец лески на к карандашу посередине, откладываем затравку в сторону и готовим маточный раствор. Если мы готовили затравочный кристалл сами, при этом использовали дистиллированную воду, то не дадим пропадать добру, будем использовать тот же раствор. В противном случае необходимо будет приготовить раствор с нуля. Принцип тот же: водяная баня, растворение соли до насыщения, фильтрование. Переливаем раствор в пластиковый стаканчик, ставим в место, которое не будет подвержено перепадам температуры и влажности, желательно также защитить его и от прямых солнечных лучей, ждём остывание до комнатной температуры. Снова фильтруем раствор - в другой такой же стаканчик. Теперь быстро споласкиваем затравку в дистиллированной воде, кладём на стаканчик вырезанную заранее из бумаги крышечку с небольшой дырочкой, опускаем в эту дырочку нашу затравку так, чтобы кристаллик висел в толще раствора (высоту подбираем сматыванием лески на карандаш).

Всё! Теперь остаётся запастись терпением и ждать результата. Для ускорения процесса раз в неделю стоит фильтровать раствор, заодно проверяя кристалл. Буду рад если у Вас вырастет монокристалл. При желании в раствор можно добавить пищевой краситель, тогда кристаллы будут цветными, но практически наверняка Вы получите только поликристалл. Готовый кристалл стоит промокнуть салфеткой и покрыть слоем-двумя лака. С другой стороны, сохранять стоит лишь очень красивые кристаллы поваренной соли, так как, получив кристаллы, скажем, медного купороса, Вы будете гораздо больше восхищаться ими. Спросите "зачем тогда делать всё это с поваренной солью?". Всё просто: Вы отработали методику, её этапы отложились у Вас в мозгу, Вы прикинули, какой инструментарий Вам нужен и чего не хватает. И теперь сможете гораздо проще повторить опыт, но с другой солью.

И напоследок - менторское послесловие. Формула поваренной соли - NaCl, номенклатурное название - хлорид натрия. Интересна тем, что, в отличие от подавляющего большинства солей, не присоединяет воду в процессе кристаллизации (при положительных температурах). Впрочем, это свойство вкупе со слабой зависимостью растворяемости от температуры, увы, не даёт нам возможности вырастить большой кристалл этой соли.

 

Продолжаем танец. Кристаллы хлорида калия

В отличие от поваренной соли, растворимость хлорида калия (KCl) сильно зависит от температуры. Также, как и хлорид натрия, он не присоединяет кристаллизационной воды при положительных температурах, т.е. не имеет кристаллогидрата. Это даёт нам шанс попытаться вырастить большой монокристалл. И, как показывает практика, обычно это удаётся. Вы спросите, зачем тогда мы мучились с поваренной солью? Вторично отвечу - набивали руку!

Купить хлорид калия можно в любом хозяйственном магазине (это калийное удобрение, для создания кристаллов нам подойдёт). Ранее продавался в аптеках, но давно его там уже не встречал. Весь процесс проводите точно так же, как и с поваренной солью, только более тщательно следите за чистотой раствора. Если получается мутным - фильтруйте.

При определённой удаче Вы легко получите кристаллы размером до 4 см по одной грани, и даже больше, причём не только кубической формы. Можно так же, как и с поваренной солью, баловаться введением в раствор пищевых красителей. Не забудьте покрыть кристалл лаком, если хотите сохранить его. Хранятся кристаллы хлористого калия весьма долго.

 

Пока завершим. Лимонная кислота

Думаю, первый этап можно заканчивать. Вам наверняка хочется уже чего-либо посложнее и покрасивее. Что ж, Вы в своём праве, но напоследок стоит использовать ещё один пищевой продукт - лимонную кислоту. Химическая формула - C6H8O7·H2O, образует одноводный кристаллогидрат C6H8O7·H2O. Широко применяется в пищевой промышленности.

Вырастить кристаллы лимонной кислоты интересно по трём причинам:

  1. до этого выращивали только соли, тут - органическая кислота
  2. получаются красивые и весьма крупные кристаллы
  3. кристаллы имеют форму ромбоикосододекаэдра, ромбододекаэдра, ромбокубоктаэдра и других ромбоэдров. Так что стоит вырастить хотя бы для того, чтобы вживую посмотреть на эти геометрические объекты :)

Готовимся к процессу так же, как и в опыте с поваренной солью. Но! "Лимонка" - органическая кислота с растущей от температуры растворимостью, поэтому если мы будем растворять её в горячей воде, мы получим сиропообразную жидкость, в которой будут расти лишь небольшие кристаллы, напоминающие объёмные снежинки (и тут можно сказать по-умному: имеют форму звёздчатого икосододекаэдра; так что, если хочется взглянуть и на это чудо природы, придётся делать два опыта :) ). Так что растворяем лимонную кислоту в воде комнатной температуры до насыщения, фильтруем, выбираем из магазинного пакетика понравившийся кристаллик, вешаем на леску/волос - и дальше как учили...

К сожалению, кристаллы лимонной кислоты долго не хранятся - на воздухе на них появляются белые пятна, которые затем растут. Стоит сразу же покрывать их лаком, тогда они проживут несколько месяцев. Заливать их маслом - нет смысла: они почти не будут видны в нём. Лучший вариант: покрыть лаком и поместить в герметичную стеклянную форму, которую наполнить азотом или инертным газом, но не всем это доступно (хотя, если получился особо удачный экземпляр, можно найти шиномонтажную станцию, где "впечатлительным автолюбителям" накачивают шины азотом вместо воздуха и попробовать решить проблему таким образом. Не забудьте убедиться, что заправляют действительно азотом и взять с собой несколько воздушных шариков и пару герметичных полиэтиленовых пакетов, иначе у Вас может ничего не получиться).


 

Ну, вот, этап первый, можно сказать, завершён. Если желаете продолжать, можете сделать ещё кристаллы из сахарозы - обычного сахара. Хотя обычно они и сами получаются, когда засахаривается варенье. Причём, отмечу, в случае вишнёвого варенья почему-то получаются очень крупными :)


 

Этап второй. Сложнее, аккуратнее, но и красивее

Нет, пока мы не будем получать исходные соли сами, оставим это для четвёртого этапа, когда Вы поднатореете в технике безопасности и аккуратности. Но второй этап подразумевает работу с весьма несъедобными, а порой и ядовитыми химикатами, поэтому тщательно следите, чтобы Ваши руки и руки ребёнка всегда были в перчатках, волосы прибраны, продукты питания - далеко. Всегда держите под рукой слабые растворы лимонной кислоты и пищевой соды, одевайте рабочую одежду без свисающих частей и ту, которую не жалко, если Вы прольёте что-то на себя. Лучше всего стараться работать в очках, я рекомендую прозрачные или светло-жёлтые.

Мы будем работать с растворами солей, которые легко реагируют с привычными нам веществами и предметами. Поэтому не стоит, к примеру, лезть в раствор солей меди любыми железными предметами. Вообще стоит запомнить правило электрохимического ряда активности металлов: не буду вдаваться в глубины электрохимии, просто запомните, что металл стоящий в ряду левее вытесняет из раствора соли металл, стоящий в ряду правее. Вот сокращённая версия этого ряда:

Li Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Sb Bi Cu Hg Ag Pd Pt Au

Если же нарушите это правило, Вы рискуете испортить как предмет (например, железный пинцет), так и раствор (меньше шансов получить правильный монокристалл).

 

Кристалл, который должен бы быть первым. Сульфат меди (II) или медный купорос

Действительно, медный купорос - самый благодарный и благодатный материал для выращивания кристаллов. Они получаются красивыми, большими (немногие соли могут с ними сравниться) и, даже если Вы ошибётесь в эксперименте, результат получится по-своему прекрасным. Но соли меди ядовиты, поэтому лучше всего, чтобы Вы имели уже некоторый опыт выращивания кристаллов, знали свои слабые места в следовании этапности и были готовы к неожиданностям.

Нам понадобится всё то же оборудование, что и раньше и, собственно, сам герой заголовка. Медный купорос можно купить (в порядке увеличения качества): в хозяйственном или садово-огородном магазине, в спец. магазине для народных промыслов, в компании, торгующей реактивами. Будьте аккуратнее при покупке в магазинах для садоводов: частенько они почему-то путают медный купорос с хлорокисью меди. Оно, конечно, всё равно, чем обрабатывать погреб от гнили или пугать жуков, но нам-то кристаллы выращивать! Поэтому берите только порошок синего цвета, никак не зелёного, без комков. Если вдруг Вам начнут пытаться продать белый с утверждением, что это безводный сульфат меди, помните: безводным сульфат меди может быть только в герметично упакованной таре, при извлечении на воздух он вскоре начинает синеть, при растирании этой проявляется ещё быстрее - вот как на фото.

Лет одиннадцать тому назад был отмечен интересный случай: в качестве медного купороса продавали ... сахар, подкрашенный каким-то синим красителем :) Вот так вот - ни тебе кристаллов, да и жуки скажут спасибо за сладкую жизнь :)

Если вдруг не найдёте медного купороса в отдельности, а только в составе бордоской смеси, ничего страшного - можно купить и так. Известь нам потом пригодится (или Вам в саду или на даче, в крайнем случае, отдайте дворнику, как в старых добрых "12 стульях", он Вам спасибо скажет, - белить деревья по осени ведь надо!), а купорос из комплекта реквизируйте. В общем, прекращая поток слов, Вам нужно приобрести не менее 100 граммов медного купороса.

Сам эксперимент - как по накатанной. Сыплем примерно 100 граммов купороса (4 столовых ложки) в ёмкость, лучше пластиковую, заливаем 200 мл горячей воды, тщательно и быстро размешиваем. Если Вы всё сделали правильно, то вся соль у Вас не растворится. Так и должно быть. Если вдруг нет, досыпайте купороса до тех пор, пока раствор не насытится. Фильтруйте раствор горячим в пластиковую посуду, накрывайте бумагой и ставьте в место с комнатной температурой на ночь.

Утром Вы должно обнаружить на дне некоторое количество синих кристаллов. Отфильтруйте раствор ещё раз в пластиковый стакан (маточный раствор готов!), а из кристалликов выберите понравившийся и пластиковым пинцетом или руками в перчатках быстро сполосните его в дистиллированной воде, привяжите к леске или волосу, а затем подвесьте в объеме маточного раствора, накрыв бумагой. Остальные кристаллики не выкидывайте - всё пригодится :)

Стакан аккуратно поставьте в место, куда не падают прямые солнечные лучи и нет скачков температуры. Наблюдайте за ростом кристалла. Раз в 10 дней фильтруйте маточный раствор от выпадающих кристаллов (в идеале, можно иметь два маточных раствора - раз в десять дней просто переносите кристалл из одного в другой, а с первым пока производите необходимые манипуляции и, если необходимо, подновляете его). Когда кристалл вырастет до устраивающего Вас размера, вытаскивайте, споласкивайте дистиллированной водой, высушите на салфетке, а затем покройте двумя слоями лака. В этом случае он сохранится длительное время.


Пока хватит и медного купороса, я хочу рассказать и о более сложно изготавливаемых кристаллах. Но это не означает, что второй этап будет таким куцым  - как раз он способен включать в себя выращивание кристаллов из нескольких десятков разнообразных химических веществ. И я буду стараться периодически выкладывать обновления. А пока, если интересно, можете заглянуть на более сложные страницы.

 


 

Этап третий. Необычные кристаллы

На этой странице я постараюсь рассказать о выращивании кристаллов из веществ, которые, в обычном представлении, не могут быть кристаллическими. По крайней мере, в обычной жизни немногие видели их в кристаллической форме (или не обращали внимания). Возможно, они будут казаться не столь красивыми, крупными и внушительными, как другие, но зато само осознание того, что мы их вырастили, будет греть душу :)

 

Кристаллы серы

Сера, продаваемая в хозяйственных магазинах, представляет из себя жёлтый порошок, иногда слежавшийся. Обычно никто не задумывается над тем, что существует и кристаллическая сера. Нам для выращивания кристаллов подойдёт и хозяйственная, но лучше, если Вы приобретёте в спец. магазине для народных промыслов или же в зоомагазине (там продаётся так называемая кормовая сера, она чище хозяйственной).

Есть два подхода выращивания кристаллов серы. Первый - из расплава. Но он несёт в себе как некоторые трудности (температура плавления серы при нормальных условиях 113°C, при этом при перегреве она легко воспламеняется, необходимо её плавить на водяной или масляной бане с контролем температуры, что практически полностью не подходит для домашних условий), так и не очень хороший результат - получаются кристаллы моноклинной серы, которые живут максимум месяц, а затем рассыпаются в порошок (сера возвращается в ромбическую аллотропную модификацию). Единственный плюс этого подхода - можно вырастить кристаллы побольше.

Мы будем выращивать кристаллы серы по-другому, из раствора. Таким образом не происходит изменение аллотропии, и кристаллы серы получатся долгоживущими. Но для этого нам понадобится подходящий растворитель и место вне дома, хорошо проветриваемое и пожаробезопасное.

Лучше всего сера растворяется в сероуглероде. Но в обычной жизни достать этот растворитель сложно. Поэтому мы поищем что-то подходящее для нас из обычных растворителей. Лучше всего - чистый толуол или ксилол, иногда они продаются в чистом виде. Если таковых найти не удаётся, подойдут растворители. Из подходящих - растворитель 646 (Р-646), выпущенный по старому советскому ГОСТ (современный ГОСТ допускает замену толуола другими компонентами, такой растворитель нам не подойдёт). Также подойдут растворители 649, 650, 645, Р-4, Р-10, Р-12, разбавители РКБ-3, Р-197. Из них можно получить чистые толуол или ксилол, но мы не будем этого делать, так как в домашних условиях это рискованно.

Итак, мы засыпаем серу (2 -3 столовых ложки) в стеклянную ёмкость с узким горлом, заливаем стаканом растворителя и ставим в очень тёплое место (не ниже 50°C, но и не выше 70°C, чтобы не устроить пожар). Ёмкость нельзя на длительное время закрывать пробкой, чтобы её не вышибло, лучше прикрывать бумагой. Температуру необходимо поддерживать постоянно, не менее суток, а лучше даже двух. Именно в этом заключается основная сложность приготовления кристаллов серы в домашних условиях.

Затем раствор нужно быстро профильтровать (лучше делать это вдвоём, чтобы один прикрывал воронку листом бумаги, так как тёплый растворитель будет быстро улетучиваться), залить снова в стеклянную ёмкость с узким горлом и оставить в месте с температурой от 35°C до 40°C. У Вас начнут выпадать кристаллы. Они не будут крупными, самый большой, какой мне удавалось вырастить, имел по длинной стороне размер около 13 мм. Кристаллы имеют форму ромбоэдра или октаэдра. Хранятся в тёмном месте очень долго даже без покрытия лаком.

Напомню ещё раз о соблюдении техники безопасности при работе с растворителями! По этой причине не разрешайте детям самим пытаться получить кристаллическую серу!

 

Кристаллы элементарной меди

Все мы слышали о кристаллической решётке металлов, но никогда не задумывались о том, что можно получить эти самые кристаллы. Если в детстве Вы баловали электролизом разных растворов, то наверняка заметили, что если подвергать электролизу раствор соли железа или меди, то на аноде образуется металлическая плёнка. Если её рассмотреть под увеличением можно заметить чешуйки металла. Собственно, это и есть кристаллы, только очень мелкие. Но даже если и не баловались, всегда могли заметить, как железный гвоздь, опущенный в подкисленный раствор сульфата меди, покрывается медной плёнкой (это стандартный тест при приготовлении бордоской смеси).

Итак, мы знаем как просто получить кристаллы меди - восстановить медь из раствора медного купороса железом. Но как сделать их крупнее? - Надо замедлить процесс. Об этом я сейчас и расскажу.

Вам понадобится стеклянная цилиндрическая ёмкость с плоским дном (идеально - химический стакан из набора "Юный химик" или просто купленный для этих целей в магазине хим. посуды), фильтровальная бумага, поваренная соль, медный купорос, желательно чистый, железная пластинка, имеющая форму круга с диаметром на 1-2 мм меньшим, нежели диаметр ёмкости. Т.е. кружок, вырезанный из тонкой листовой стали. Если не найдёте, можно заменить железными опилками, с немного меньшей эффективностью.

На дно сухой ёмкости насыпаете тонким слоем (1-1.5 мм) медный купорос, засыпаем более толстым слоем (не менее 5 мм, можно и больше) мелкой поваренной соли, но не "Экстра". Это и будет наш замедлитель. Вырежьте из фильтровальной бумаги кружок с диаметром, равным внутреннему диаметру ёмкости (т.е. так, чтобы он ложился на дно, плотно соприкасаясь со стенками), сверху положите обработанный непосредственно перед укладкой шкуркой железный кружок или засыпьте по кругу железными опилками. Аккуратно, лучше по стеклянной палочке, залейте полученную конструкцию насыщенным и отфильтрованным раствором поваренной соли комнатной температуры так, чтобы объём раствора над железным кружком или опилками составил 5-7 см. Теперь оставляем (если придётся переносить, делайте это крайне осторожно!) ёмкость при комнатной температуре на несколько дней в месте, где нет прямых солнечных лучей.

Через несколько дней Вы увидите красивые игольчатые кристаллы меди. Их можно сохранить, но для этого необходимо их быстро достать, промыть водой и залить разбавленной серной кислотой так, чтобы не было доступа воздуха (сыплем кристаллы в бутылку с плотно притертой стеклянной пробкой, затем заливаем разбавленной (10%-ной) серной кислотой доверху, закрываем пробку). Разбавленную 10%-ную серную кислоту можно купить в магазинах для промыслов, более концентрированную (29% или 33%) - в автомагазине (для заправки аккумуляторов), но её необходимо будет разбавить до 10%-ной. Помните, что при работе с кислотами нужно соблюдать предельную осторожность, одевать халат, очки и перчатки. Всегда лить только кислоту в воду, а никак не наоборот!

 


Пока в этом разделе - всё. Но совсем не обязательно навсегда. Я постараюсь рассказать и о других необычных кристаллах. А Вы, если хотите, можете усложнять материал, перейдя к следующему этапу.

 


 

Этап четвёртый. Понадобятся усилия

В этот раздел я решил включить те кристаллы, для выращивания которых нам придётся потрудиться, изготавливая вещество, из которого мы и будем делать кристаллы. Это потребует внимательности, аккуратности, соблюдения правил Техники безопасности. Продумывайте действия перед тем, как их совершать, пишите предварительно план. Не разрешайте детям работать с опасными веществами без Вашего присмотра.

И ещё: дойдя до 4 этапа, Вам придётся разориться на кое-какую химическую посуду. Купите либо набор "Юный химик", либо по отдельности приобретите посуду в компании, торгующей ею.

 

Кристаллы иода

Иодом в обиходе часто называют иодную настойку, которой обрабатывают раны, и которая, на самом деле, представляет собой раствор иода в водно-спиртовом растворе иодида калия. Но нам для получения красивых кристаллов необходим чистый иод. Первое, чем мы займёмся - это его получением.

Для получения иода Вам понадобится раствор перекиси водорода (купите в аптеке 3%-ный), разбавленная (5-10%) серная кислота (если не найдёте, можно заменить 10%-ной уксусной, разбавив уксусную эссенцию), настойка иода. Разбавленную 10%-ную серную кислоту можно купить в магазинах для промыслов, более концентрированную (29% или 33%) - в автомагазине (для заправки аккумуляторов), но её необходимо будет разбавить до 10%-ной. Помните, что при работе с кислотами нужно соблюдать предельную осторожность, одевать халат, очки и перчатки. Всегда лить только кислоту в воду, а никак не наоборот!

Мы будем получать иод по следующей реакции:

H2O2 + 2KI + H2SO4 = I2 + K2SO4 + 2H2O

или для случая уксусной кислоты вместо серной:

H2O2 + 2KI + 2CH3COOH = I2 + 2CH3COOK + 2H2O

Будьте внимательны! Элементарный йод легколетуч и ядовит. Все процессы необходимо проводить в перчатках, очках, респираторе или маске!

Итак, налейте в стеклянную ёмкость 10 мл иодной настойки, прилейте 4 мл разбавленной серной или уксусной кислоты. Перемешайте стеклянной палочкой. После этого очень осторожно, постоянно помешивая, добавьте добавьте 16-20 мл раствора перекиси водорода. Мешайте раствор 2-3 минуты. Затем разбавьте в 3-4 раза, чтобы уменьшить растворимость иода. Раствор слейте. Осадок - наш искомый иод.

Полученный иод лучше всего очистить. Для этого нам придётся собрать прибор, состоящий из песочной бани, на которую поставлен цилиндрический химический стакан с нашим полученным иодом на дне, а сверху накрыть его круглой химической колбой, в которую налита холодная вода. Схематически я показал такой прибор на рисунке справа. Стакан лучше взять невысокий, чтобы избежать осаждения иода на его стенках. Нагревая песочную баню, Вы возгоняете иод, он осаждается уже в чистом виде на дне колбы, кстати, уже образуя кристаллы. Их затем счищают, помещают в стеклянную ёмкость с притёртой стеклянной крышкой. Храните полученный иод в тёмном прохладном месте, подальше от детей.

Ну, а теперь о кристаллах иода. Самый простой способ - поместить иод в длинную стеклянную ёмкость, герметично закрыть крышкой (лучше стеклянной, так как иод постепенно разъедает резину и пластик), поставить донышком на батарею. Вскоре на более холодных стенках Вы увидите кристаллы иода. Лучше всего кристаллы получаются в вакуумированных ёмкостях, но в домашних условиях это нереализуемо.

В моём детстве продавали вакуумированные запаянные ампулы с иодом в качестве игрушки для любознательных. В наше время я таких в продаже уже не встречал.

 


Пока на этом остановлюсь, но обязательно продолжу. Расскажу впоследствии и о более сложно изготавливаемых кристаллах этого раздела. Следите за обновлениями!

 

Послесловие

Вы спросите, возможны ли ещё этапы? Фактически, да. Как минимум, это:

  • Этап пятый. Выращивание кристаллов в условиях вакуума
  • Этап шестой. Выращивание кристаллов при отрицательных температурах

Но, как Вы понимаете, в домашних условиях подобные эксперименты провести невозможно. Они возможны на базе химических кружков на базе хим. факультетов, научных институтов, хим. заводов и т.п., к сожалению, в настоящее время я почти не вижу химических кружков в расписании внешкольных занятий, да и в школьных они крайне редки. А ещё спрашивается, - "Почему дети не любят химию?".

 

 

  • Мой соклассник утверждает, что вот это (фото) - тоже кристаллы, они когда-то сделали вместе с братом. А мне кажется, это обычный уголь. Можете ответить?
  • Нет, на уголь это не очень похоже. К сожалению, снято плохо и с сильной подсветкой снизу или обработано фото так. В любом случае, цвет на изломах свидетельствует о том, что это, скорее всего, соль меди. С большой долей вероятности это кристаллы ацетата меди (II).

Правовая информация

Вся информация данного сайта защищена авторским правом. Все права на материалы и большинство фотографий (за исключением взятых со стоковых сайтов с соответствующей лицензией) принадлежат владельцу сайта и авторам статей. 

Цитирование текста и размещение фотографий сайта на сторонних ресурсах разрешено при условии обязательной ссылки на playland.ru и уведомления владельца сайта об этом.