Cultivar cristales es una actividad muy, muy interesante. Además, no solo los químicos y los físicos pueden hacerlo, sino también un escolar común (por supuesto, bajo la supervisión de adultos y solo con sustancias seguras). En este artículo, describiré las sustancias más disponibles o más utilizadas a partir de las cuales puede hacer crecer sus primeros cristales.
contenido
Si decide comenzar a cultivar cristales, necesitará algunas cosas:
- La sustancia a partir de la cual los cultivarás. Puede ser cualquier sal, algunos tipos de ácidos y otros compuestos. Puedes comprarlos en:
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, si las hay en su ciudad, las sustancias más accesibles y aptas para el consumo humano, como parte de fertilizantes minerales, aderezos diversos, etc. – con restricciones, y también lejos de todo – por ejemplo, como parte de los detergentes.
También puede solicitar algunas sustancias a un profesor de química, químicos conocidos o pirotécnicos, o pedirlas en línea. - Un poco de espacio libre en la habitación. Es deseable lejos de medios de calefacción, donde no existan diferencias de temperatura y humedad. ¡La temperatura debe ser ambiente! También deberá equipar este lugar cubriéndolo con hule o polietileno para no dañar la superficie con soluciones de sustancias.
- ganas y paciencia . Los cristales no crecerán en un día, y ciertamente no lo harán sin su participación. Si tienes el deseo de cultivar cristales y la paciencia, ¡adelante!
El cultivo de cristales no es pirotecnia, pero no se deben olvidar las precauciones de seguridad. Trabajar con sustancias tóxicas requiere precaución, tanto durante la preparación de las soluciones como durante el propio crecimiento de los cristales. La salud se nos da una sola vez y debe ser protegida.
Estamos buscando un contenedor en el que creceremos cristales. Cualquier vidrio o (preferiblemente) plástico servirá. Los cristales no se adhieren tan fuertemente al plástico como al vidrio. Si es cristalería, debe ser sólo de paredes delgadas. Los especímenes de paredes gruesas pueden reventar del mortero caliente. Si no tiene utensilios químicos, no importa, puede usar al menos vasos desechables. Atención: está estrictamente prohibido comer de este plato.
Luego tomamos un recipiente y vertemos allí la sustancia seleccionada. No eches demasiado, por primera vez, 70-100 gramos es más que suficiente. Llénelo con agua caliente (idealmente destilada, pero esto no es necesario en absoluto).
Para hacer crecer cristales, necesitamos una semilla, un pequeño cristal que crecerá. Cuántas semillas, tantos cristales resultarán. Para hacer esto, no vierta mucha agua, mezcle constantemente la solución. La solución debe estar tan saturada que la última porción de la sustancia en el fondo del recipiente no se disuelva.
Hasta que la solución se haya enfriado, tomamos un embudo y papel de filtro (si no, puede reemplazarlo con servilletas de papel comunes). Doble por la mitad y doble una de las partes (debe obtener un cono de papel, una de cuyas mitades es de una sola capa y la otra de tres capas). Vierta lentamente la solución en la parte más gruesa, en un chorro delgado, hasta que se termine toda la solución. Ponemos el recipiente en un lugar fresco, no lo cubrimos con una tapa. Al día siguiente, un montón de pequeños cristales caen en el fondo del recipiente.
Seleccionamos algunos de los más grandes y inclusoo los que te gustan. Después de eso, la solución debe filtrarse nuevamente.
Tenemos la semilla y la solución. No es recomendable tocar la semilla con las manos, después de eso, quedarán restos de grasa que interfieren con el crecimiento. Antes de sumergirlo en la solución, también enjuague rápidamente, de lo contrario, las gotas secas de la solución dejarán un montón de pequeños núcleos en la semilla y crecerá un policristal. No vale la pena quitar la semilla de la solución sin razones especiales.
Después de eso, coloque cuidadosamente la semilla en un recipiente con una solución enfriada y filtrada. Puedes ponerlo en la parte inferior, pero luego el cristal solo crecerá en longitud y anchura. Es mejor colgarlo en una línea de pesca (si usa un hilo, pueden crecer un montón de pequeños cristales en el hilo, pero no en la línea de pesca), ate el otro extremo de la línea de pesca a un lápiz u otro objeto similar y coloque el cristal en la solución.
Al principio será muy difícil atar la semilla, se deslizará constantemente, pero después de un poco de práctica será mucho más fácil de hacer. Por supuesto, también puedes pegar la semilla al hilo de pescar con pegamento de secado rápido, pero después de eso, el comportamiento de la semilla será poco predecible. Puede crecer como si nada hubiera pasado, puede dejar de crecer en el punto de unión o puede convertirse en pequeños cristales en este lugar. En el lugar de unión del hilo de pescar, crecerá el cristal. Puede crecer en la parte inferior y voltearse periódicamente, pero esto no siempre es conveniente.
Ajuste la longitud de la línea de pesca para que la semilla cuelgue en el medio de la solución. Ahora el cristal crecerá uniformemente desde todos los lados.
Coloque el recipiente en un lugar que no se vea afectado por los cambios de temperatura y cúbralo con un trozo de papel (si usa cartón, crecerá un pequeño cristal durante varios meses, con papel, solo un par de semanas). Una vez cada una o dos semanas, filtre la solución de los cristales precipitados.
Cuando nuestros cristales hayan alcanzado el tamaño adecuado, se pueden sacar, enjuagar con agua corriente, limpiar con una servilleta y cubrir con una o dos capas de barniz transparente (al menos para las uñas). Ahora nuestro cristal se puede recoger libremente, empapar en agua y no le pasará nada: basta con un par de capas de barniz. Un punto importante: los cristales aún son frágiles. ¡Así que ten cuidado con ellos!
Esta técnica es adecuada para hacer crecer casi todos los cristales de sustancias solubles, por lo tanto, con raras excepciones, se puede usar para hacer crecer cristales de todas las sustancias que se describen a continuación.
Sulfato de cobre (II), sulfato de cobre (CuSO4 · 5H2O)
A pesar de que se han escrito muchos artículos sobre el cultivo de cristales de sulfato de cobre, no podemos prescindir de los conocimientos básicos. Considere el crecimiento de cristales en el ejemplo del sulfato de cobre.
Sulfato de cobre (II), también conocido como sulfato de cobre. Puedes comprarlo en un chemmage (si lo hay, entonces esta es la mejor opción). Si no hay chemmage en tu ciudad, vamos a la tienda de jardinería y compramos allí. No será tan limpio, pero no es tan crítico.
Antes de comprar, verifique el empaque y observe la sustancia (generalmente hay una pequeña tira transparente en el empaque); debe haber un polvo azul brillante. Si hay grumos grandes, e incluso verdes, es mejor ir a otra tienda, ese vitriolo azul se almacenó con mucha humedad y tiene una gran cantidad de impurezas. Con esto, simplemente sufres por el crecimiento de cristales.
Usando el método ya conocido de hacer crecer cristales, obtenemos hermosos cristales de color azul azulado, con caras que se asemejan a un paralelogramo en forma.
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CRISTALES EN CRECIMIENTO
El autor de la obra recibió el diploma de ganador del XNUMXer grado.
El texto de la obra se coloca sin imágenes ni fórmulas.
La versión completa de la obra está disponible en la pestaña “Fichas de trabajo” en formato PDF
Capítulo 1 Información básica sobre los cristales y sus propiedades
La historia de la obtención de cristales artificiales …………………3
Métodos para hacer crecer cristales……………………………….5
Capítulo 2 Parte práctica
2.1 Crecimiento de cristales a partir de sal común………………6
2.2 Crecimiento de cristales a partir de sulfato de cobre………………. 7
2.3 Crecimiento de cristales a partir de alumbre de potasio………… 8
2.4 Crecimiento de cristales a partir de sales de ácido silícico…. 9
2.5 Crecimiento de estalactitas y estalagmitas …………………… 10
2.6 Resultados de la encuesta …………………………………… 11.
Los cristales han jugado y siguen jugando un papel importante en la vida humana. Los cristales se utilizan ampliamente en la ciencia, la industria, la óptica y la electrónica. Los cristales se obtienen en el laboratorio, pero también se encuentran en la naturaleza. Por ejemplo, copos de nieve, patrones de escarcha en las ventanas y escarcha que adorna las ramas desnudas de los árboles en invierno. Además, cultivar cristales es una actividad apasionante y, quizás, la más sencilla, accesible y económica para la mayoría de los jóvenes químicos, lo más segura posible. Estaba muy interesado en este tema y decidí intentar hacer crecer cristales de sal.
El tema de nuestro trabajo.: Cultivo de cristales
Objetivo: realizar investigaciones sobre el crecimiento de cristales a partir de diversos productos químicos.
Investigar objetivos:
averigua qué es un cristal;
realizar una encuesta entre los estudiantes de 3° grado “Qué sé yo de los cristales”;
descubra qué condiciones deben crearse para el crecimiento de cristales;
realizar trabajos experimentales sobre cristales en crecimiento;
Comparte lo que aprendes en clase.
Métodos de investigación:
La acumulación de material teórico.
Realización de actividades experimentales para la obtención de cristales.
Análisis de los resultados del estudio.
Objeto de estudio son cristales.
El tema de estudio esproceso de cristalización.
Hipótesis de la investigación: Partimos de la suposición de que todas las sales pueden formar cristales a partir de sus soluciones acuosas.
Significado practico la investigación radica en el hecho de que puede usarse en las lecciones del mundo que lo rodea, en actividades extracurriculares, clases en el círculo “Joven químico”.
Capítulo 1 Información básica sobre los cristales y sus propiedades
La historia de la obtención de cristales artificiales.
Antes de hacer mi investigación práctica, tenía que averiguar qué son los cristales, qué propiedades tienen. Por lo tanto, recurrí a fuentes teóricas en esta área. Para ello, utilicé los recursos de Internet y los libros.
El primer intento de obtener cristales artificiales se puede atribuir a la Edad Media, al apogeo de la alquimia. Y aunque el objetivo final de los experimentos de los alquimistas era obtener oro a partir de sustancias simples, se puede suponer que intentaban hacer crecer cristales de piedras preciosas.
¿Qué son los cristales? Cristales, traducido del griego, (krystallos) “hielo”. Según la enciclopedia, un cristal es un cuerpo sólido. Los cristales crecen uniendo partículas de materia de líquido o vapor. Los cristales son de origen natural y artificial, cultivados en condiciones especialmente creadas. Y cada persona, si lo desea, puede cultivar fácilmente cristales en casa. Pero para que el resultado sea realmente hermoso, es necesario realizar cuidadosamente todas las acciones.
1.2 Tipos de cristales
Los cristales tienen propiedades especiales. Los sólidos cristalinos se presentan como monocristales individuales: cristales individuales – y en forma policristales, que es una colección de pequeños cristales. Los cristales vienen en diferentes formas. A veces formado dendritas – estos son cristales similares a las ramas de los árboles; muy frágil, pero muy hermosa. Los cristales varían en tamaño. Muchos de ellos solo se pueden ver con un microscopio. Pero hay cristales gigantes que pesan varias toneladas.
1.3 Métodos para hacer crecer cristales
La cristalización se puede llevar a cabo de diferentes formas:
Manera 1: Enfriamiento de una solución caliente saturada o fundida.
Fue debido al enfriamiento hace millones de años que aparecieron muchos minerales en la Tierra. La “solución” para este “experimento” fue el magma, una masa de rocas fundidas en las entrañas de la Tierra. Al ascender a la superficie desde las profundidades calientes, el magma se enfrió. Y como resultado de este enfriamiento, se formaron los mismos minerales sobre los que caminamos. Este proceso es muy largo.
Manera 2: Eliminación gradual de agua de una solución saturada.
Durante la evaporación (“secado”), el agua se convierte en vapor y se evapora. Pero los químicos disueltos en el agua no pueden evaporarse con ella y sedimentar en forma de cristales. El ejemplo más simple es la sal, que se forma cuando el agua se evapora de una solución de salmuera. Y en este caso, cuanto más lento se evapora el agua, mejor se obtienen los cristales. Así crecí mi cristal.
Manera 3: Cuando los vapores se condensan.
Los cristales también pueden crecer cuando los vapores se condensan; así es como se obtienen los copos de nieve y los patrones en el vidrio frío.
Cuando se usan todos los métodos, los mejores resultados se obtienen si se usa una semilla: un pequeño cristal de la forma correcta o piedras. De esta forma, por ejemplo, se obtienen cristales de rubí. El crecimiento de cristales de piedras preciosas se lleva a cabo muy lentamente, a veces durante años. Sin embargo, si para acelerar la cristalización, en lugar de un cristal, resultará una masa de pequeños.
Hay muchas instrucciones en Internet sobre cómo cultivar cristales a partir de varios productos químicos. Decidimos verificar todo por nuestra cuenta, y como base tomamos sal de mesa ordinaria, sulfato de cobre, alumbre de potasio y sales de ácido silícico.
Después de analizar el material del texto y determinar los métodos de investigación, llevamos a cabo un trabajo experimental sobre el cultivo de cristales.
Capítulo 2. Parte práctica
Me di cuenta de que cultivar cristales es un arte, así que con un poco de perseverancia, perseverancia, precisión, puedes convertirte en el dueño de hermosos cristales, pero debes seguir las reglas de seguridad. Por eso recurrí a un profesor de química.
2.1 Experiencia No. 1. Cultivo de cristales a partir de sal de mesa
Tomamos sal, diluimos la solución en un recipiente y la ponemos en una cacerola con agua tibia hasta que se disuelva. Añade más sal y vuelve a mezclar. Repite este paso hasta que la sal se disuelva y se asiente en el fondo del vaso. Tenemos una solución de sal saturada. Viértalo en un recipiente limpio. Elegimos cualquier cristal de sal más grande que nos guste, lo atamos con un hilo y lo colgamos para que no toque las paredes del vaso. Después de un par de días, puede notar un crecimiento significativo del cristal. Cada día aumentará. (Anexo 6)
Resultado:tenemos un cristal de sal.
1. La sal de mesa consiste en cristales.
2. Cuando los cristales de sal entran en contacto con el agua, se disuelven.
3. Los cristales de sal más rápidos se pueden formar en una solución saturada de sal común.
4. A medida que el agua se evapore, la sal se cristalizará nuevamente.
5. Es posible hacer crecer cristales bajo las condiciones necesarias: la presencia de una solución salina saturada y un hilo con una semilla
2.2 Experiencia No. 2. Cristales en crecimiento a partir de sulfato de cobre.
Tomamos una jarra de agua, agregamos sulfato de cobre, mezclamos bien hasta que se disuelva. Lo mejor es calentar gradualmente el recipiente de agua para disolver el químico más rápidamente. En el proceso, el agua comenzará a cambiar de color, de azul a azul oscuro. Después de eso, bajamos la “semilla” a un frasco de vidrio. Este es un hilo ordinario atado a un lápiz. Y después de un par de días vemos que han crecido muchos pequeños cristales azules en el hilo. Seguimos creciendo hasta que el agua se vuelve de color claro y los cristales dejan de crecer. (Anexo 7)
Resultado:recibimos un cristal de sulfato de cobre. Los cristales de formas pequeñas que crecen se pueden usar como decoración, como marcos de fotos u otros artículos.
2.3 Experiencia No. 3. Crecimiento de cristales a partir de alumbre de potasio
Vierta 4 cucharaditas de polvo de alumbre de aluminio en media taza de agua caliente. Revuelva para una mejor disolución. Después de un tiempo, todo el polvo se disolverá y la solución se volverá transparente.
Cubra el frasco con una tapa especial para protegerlo del polvo. Después de 1 día, aparecen hermosos cristales.
resultado: obtuvimos cristales de alumbre de potasio.
2.4 Experiencia No. 4. Crecimiento de cristales a partir de sales de ácido silícico
Se vertió pegamento de silicato (una solución acuosa de silicato de sodio) y agua destilada en un vaso de precipitados en una proporción de 1:1. En un vaso se vertían cristales de sales de diferentes colores: calcio, níquel, cobre, cobalto, hierro, bario, zinc, cromo y manganeso. Después de 15-20 minutos, aparecieron “matorrales” en el vaso, que se asemejaban a árboles o algas.
Resultado: en un vaso de precipitados químicos, aparecieron “matorrales de algas” formados por cristales de sales de ácido silícico.
2.5 Experimento No. 5. Crecimiento de estalactitas y estalagmitas
El marco de la futura “cueva” está hecho de papel grueso. Se amasa un poco de alabastro con una pequeña cantidad de agua hasta obtener una masa homogénea viscosa. Hasta que el alabastro se haya endurecido, cubren todos los lados de la “cueva” con él desde el exterior y desde el interior. Unas horas más tarde, el alabastro finalmente se endurece.
Luego empezamos a cultivar “estalactitas” y “estalagmitas” en la “cueva”. En un recipiente adecuado se preparó una mezcla de cola de silicato (vidrio líquido) y agua en una proporción de 1:1 en volumen. Colocaron la “cueva” en la vasija para que el nivel del líquido no llegara a su bóveda superior. Debe haber libre acceso a la bóveda de la “cueva”. Usando una espátula, se introdujo sulfato de magnesio en la “cueva” y los cristales se vertieron en la solución. De la misma manera, se añadió a la solución cloruro de calcio cristalino. Después de unos minutos, se observó el crecimiento de “estalagmitas” (el tiempo de su crecimiento depende del volumen del recipiente).
Luego, la “cueva” se retiró cuidadosamente de la solución, se giró 180 grados y se volvió a sumergir en la solución. Nuevamente, se agregaron sales de sulfato de magnesio y cloruro de calcio a la “cueva”. Nuevamente observamos la aparición en la “cueva” de crecimientos extraños. Sacaron la “cueva” de la vasija, la lavaron cuidadosamente con agua y la dejaron secar (Apéndice
Resultado: extrañas excrecencias de cristales formados en las bóvedas de la cueva.
Como resultado de la investigación, la hipótesis se confirma por completo: logramos cultivar cristales de sal de mesa, azúcar y sulfato de cobre.
2.6 Resultados de la encuesta
Interesado en cultivar cristales a partir de varios químicos, decidí preguntarles a mis compañeros de clase: “¿Saben qué son los cristales? ¿Cómo se reciben? ¿Y dónde se usan? Para ello, se realizó una encuesta entre los estudiantes de los grados paralelos 3. A los estudiantes se les hicieron las siguientes preguntas:
1.Qué son los cristales:
2. Elija entre los elementos propuestos cristales (respuestas múltiples):
b) diamante d) copo de nieve
3. Cómo se cultivan los cristales (varias respuestas):
a) ebullición b) evaporación
c) refrigeración d) condensación de vapor
Resultado: El cuestionario mostró que no todos los estudiantes saben qué son los cristales, cómo se obtienen y dónde se utilizan. Todas las respuestas están resumidas en diagramas (Apéndice 1,2,3) por lo tanto, a la hora de clase, presenté a los chicos los resultados de mi trabajo.
Conclusión
Aprendí que muchos científicos prominentes comenzaron sus primeros experimentos con cristales en crecimiento. Además de los efectos puramente externos, estos experimentos nos hacen pensar en cómo se organizan los cristales y cómo se forman, por qué diferentes sustancias dan cristales de diferentes formas y algunas no forman cristales en absoluto, qué se debe hacer para hacer los cristales grande y hermoso
La hipótesis de la investigación se confirmó por completo: los cristales de sal pueden aparecer cuando se crean ciertas condiciones, y si cambia las condiciones de cristalización y disuelve varias sustancias, puede obtener cristales de diferentes formas, colores y en diferentes momentos.
Aprendí a trabajar con fuentes de información.
Aprendí qué son los cristales, qué pueden ser, por qué crecen y por qué son necesarios.
Dominó algunos métodos para hacer crecer cristales de varias sustancias.
Crecimiento cristalino observado bajo diferentes condiciones.
Realizó un estudio de la solubilidad del sulfato de cobre en agua a diferentes temperaturas.
Aprendí que en sustancias de diferente composición química, los cristales tienen diferentes formas y difieren en propiedades como la simetría.
Así, después de realizar el estudio, puedo sacar las siguientes conclusiones:
en condiciones favorables, la sal de mesa, el sulfato de cobre, el alumbre de potasio, las sales de ácido silícico toman la forma de cristales;
los cristales de varias sustancias tienen diferentes formas;
la temperatura afecta la forma de los cristales;
los cristales de diferentes sustancias tienen diferentes propiedades (algunos cristales son coloreados, otros son incoloros; algunos cristales crecen bien, otros crecen mal).
un cristal crece más rápido y más fácilmente cuando se coloca un cristal en una solución saturada: una “semilla”.
Geología de la Tierra http://www.geologiazemli.ru/articles/112
Olgin O., “Experimentos sin explosiones”, M.; “Química”, 1995
Pleshakov A.A., “De la Tierra al Cielo”, Moscú; “Ilustración”, 2002;
Stepin B.D., Alikberova L.Yu., “Un libro de química para leer en casa”, M .; Química, 1994;
Foto de muestras de cristal de la colección de V.A. Slyotova, geo.web.ru/druza/a– Sletov. Htm
Química y químicos. http://química-químicos.com/Video6.html
Shaskolskaya M. P., “Cristales”, Moscú, “Nauka”, 1985
iniciarse en la ciencia
Los fundadores del Concurso son la Asociación Internacional de Científicos, Profesores y Especialistas: la Academia Rusa de Ciencias Naturales, el consejo editorial de la revista científica “International School Scientific Bulletin”, el consejo editorial de la revista “Start in Science”.
