Выращивание кристаллов наборы инструкция с фото для начинающих

Каждый талантливый педагог знает, чтоб научить ребенка чему-то новому, его необходимо заинтересовать. Сегодня в продаже можно найти готовые наборы для творчества и занимательных опытов, которые способны не только вызвать у ребенка интерес, но и надолго его удержать. Попробуйте вырастить дома «волшебные» кристаллы – этот эксперимент доставит немало удовольствия не только детям, но и их родителям.

Наборы для кристаллизации в домашних условиях

Опыт по выращиванию кристаллов проводили в школе еще наши родители. Сегодня же в продаже можно найти готовые наборы для проведения подобного эксперимента. В чем их достоинства?

Используя готовый набор, ребенок может не только вырастить «волшебные» кристаллы самостоятельно. В продаже можно найти фигурные основания для кристаллизации, красивые подставки, а также комплект средств индивидуальной защиты для юного химика. Нередко также в наборе имеется памятка с научным объяснением опытов и вопросами для проверки усвоенных знаний.

Выращиваем лучистые кристаллы

Лучистые кристаллы продаются в специальных наборах для школьников.

В наборе содержатся все необходимые элементы:

• химический реактив;
• поддон;
• картонки;
• инструкция.

Последовательность действий:

1. Берём картонные полоски и разрезаем их на 4 части и втыкаем их в поддон. Заливаем реактив и ждём 24 часа.

Комплектация наборов юных химиков

В каждом наборе «Волшебные кристаллы» имеются реактивы для проведения химического опыта и основа, на которой они будут выращены. Также в комплектации может присутствовать емкость для выращивания и палочки для помешивания раствора. Дорогостоящие наборы иногда комплектуются еще и фартуком, перчатками и очками. Эти средства защиты для юного экспериментатора предназначаются, конечно же, лишь для создания антуража. Опыт с выращиванием кристаллов совершенно безопасен.

В продаже можно найти наборы с основаниями-камешками или фигурными. Очень интересно выглядит, например, вариант «Волшебные кристаллы: елочка». В этом наборе весь процесс происходит на основании, выполненном в виде рождественского дерева. В результате опыта получается интересная поделка – елочка, состоящая из зеленоватых кристаллов.

Что произошло

Почему происходит рост кристаллов?

Сульфат меди относится к тем веществам, растворимость которых в воде при нагревании возрастает. Соответственно, при охлаждении растворимость наоборот падает, что приводит к выделению сульфата меди в виде красивых синих кристаллов гидрата CuSO4·5H2O. За счёт того, что охлаждение раствора происходит медленно, кристаллы растут постепенно и только на проволоке.

Узнать больше

Почему же при охлаждении раствора сульфат меди стремится образовать кристалл, а не опускается на дно в виде мелкого порошка? Кристаллы отличаются от аморфных твёрдых тел (например, сажи и стекла) тем, что составляющие его частицы находятся в нём в правильном геометрическом порядке друг относительно друга. Такие строгие соответствия природе зачастую не по нраву. Однако именно подобная последовательность частиц внутри твёрдого тела позволяет им чувствовать себя предельно комфортно. Это означает, что каждый атом максимально прочно связан со своим окружением, а все положительные заряды наиболее эффективно взаимодействуют со всеми отрицательными зарядами.

Например, атом меди предпочитает находиться в окружении шести атомов кислорода. Именно такое окружение достигается в кристаллах гидрата:

Почему кристаллы растут на медной проволоке?

Подобное тянется к подобному. На поверхности проволоки всегда есть тонкий слой оксида меди (CuO). В нём медь находится в той же степени окисления Cu2+, что и в сульфате меди. Кроме того, сама по себе поверхность медной проволоки шершавая, то есть имеет много маленьких бугорков. Когда сульфату меди становится «тесно» в растворе, он начинает свою кристаллизацию именно на проволоке, ведь она имеет неровности и также содержит медь.

Узнать больше

Обычно кристаллизация веществ начинается с так называемых зародышей. Это группа частиц, которая по составу уже напоминает будущий кристалл. От него, как от посаженного в землю семени, может начаться рост кристалла. Если бы в пробирке не было проволоки, он мог бы начаться из любой точки, где возник зародыш кристалла. Однако поверхность медной проволоки устроена таким образом, что она способствует образованию зародышей для кристаллизации сульфата меди непосредственно на ней. Медленное остывание раствора и такая особенность проволоки приводят к тому, что кристаллы растут только на ней.

Зачем во время роста кристалла нужно держать пробирку в горячей воде?

В других опытах данного набора охлаждение раствора кристаллизующегося вещества происходит при комнатной температуре. Однако в этом эксперименте оно производится очень медленно − в остывающей горячей воде. Оказывается, если опустить пробирку с горячим насыщенным раствором сульфата меди сразу в холодную воду (или даже просто оставить на воздухе), синие кристаллы начнут активно расти не только на проволоке, но и на дне баночки. Они будут налезать друг на друга, и в результате получим вполне симпатичный, но достаточно бесформенный лес наростов. Мы же хотим, чтобы кристаллы росли аккуратно, а сам опыт в конечном счёте получился красивым. Поэтому для того чтобы рост происходил только на проволоке, да ещё и аккуратным образом, требуется очень медленное охлаждение. Специально подобранные условия эксперимента позволяют это осуществить.

«Волшебные кристаллы»: инструкция по выращиванию дома

Прежде чем начинать свое занимательное исследование, прочитайте внимательно руководство по использованию всех составляющих выбранного набора. Стандартный план выполнения работы таков:

1. Поместите основание для кристаллизации в контейнер для выращивания.
2. Залейте горячей водой соответствующий реактив.
3. Теперь в полученный раствор можно добавлять порошок для кристаллизации. Всыпать его следует столько, чтобы остались нерастворенные крупинки. Как только активное вещество перестало растворяться, у вас получился насыщенный раствор. При этом несколько крупинок реактива у вас должно остаться.
4. Затем перелейте раствор в емкость для выращивания так, чтобы жидкость полностью скрыла основание. При этом осадок должен остаться в исходной емкости.
5. Далее бросьте оставшиеся крупинки реактива на основания для кристаллизации. Это и есть «семена», из которых вырастут ваши «волшебные» кристаллы.

Если при заливке раствора у вас на его поверхности всплыли отдельные кристаллики, немедленно удалите их. Теперь остается только убрать контейнер в безопасное место и оставить на некоторое время. Накройте его сверху листом бумаги, если в наборе нет крышки.

Рост кристаллов начнется практически сразу. Не забывайте следить за контейнером. Слить раствор необходимо, как только один из кристаллов покажется на поверхности. После этого необходимо вытащить их все и просушить в течение суток.

Лимонная кислота

Лимонка очень хорошо растворяется в воде, что затрудняет выращивание крупных кристаллов.

Необходимо взять:

• лимонная кислота — 200 г;
• дистиллированная вода — 100;
• фильтровальная бумага;
• ёмкость для раствора;
• леска.

Пошаговое описание:

1. В 100 г воды медленно растворяем 200 г лимонной кислоты, постоянно помешивая.
2. Затем раствор пропускаем через фильтровальную бумагу и оставляем ёмкость в помещении с комнатной температурой, чтобы остывание шло как можно медленнее.
3. На следующий день выпадают кристаллы, выбираем самый красивый и привязываем его на леску.
4. Раствор снова фильтруем и помещаем в него кристалл.
5. Процедуру повторяем каждые 5–7 дней. Важно накрывать ёмкость с кристаллом неплотной крышкой, чтобы испарение воды происходило медленнее.
6. Мелкие кристаллы на поверхности крупного удаляем пинцетом. Через месяц может вырасти кристалл размером до 5–6 см в длину.

Видео: выращиваем кристаллы из лимонки

Что делать с выращенным кристаллом?

Опыт можно считать завершенным, как только окончился процесс кристаллизации. Куда же девать готовые «волшебные» кристаллы? Инструкция из набора обычно не отвечает на данный вопрос.

Если вы все сделаете по инструкции, кристалл получится красивым и интересным. Его можно просто хранить на память или использовать в какой-то поделке. Особенно интересно смотрится кристаллизация на фигурном основании. Готовое изделие не нуждается в дополнительном декоре и само по себе выглядит интересно и необычно.

Как нарисовать кристалл: схемы для начинающих художников

Пока вы размышляете, из чего еще можно вырастить необычный кристалл, мы предлагаем вам несколько схем, позволяющих воспроизвести структуру кристалла на бумаге.

Безопасность при проведении опытов кристаллизации

В инструкции набора для выращивания кристаллов обычно сказано о том, что проводить эксперимент дети до 14 леи должны под присмотром взрослых. Соблюдайте это простое правило, и опыт принесет вам только положительные эмоции.

Реактивы, входящие в состав набора, безопасны. Но, разумеется, их нельзя пробовать на вкус, а при попадании на кожу следует незамедлительно смыть водой. Совершенно безопасны и готовые кристаллы, они достаточно прочные, их можно брать в руки. Старайтесь только избегать контакта с водой – жидкость может разрушить результат вашего опыта.

Безопасность

Перед началом опыта наденьте перчатки.
Проводите эксперимент на подносе.

Соблюдайте меры предосторожности при работе с кипятком.

Общие правила безопасности

• Не допускайте попадания химических реагентов в глаза или рот.
• Не допускайте к месту проведения экспериментов людей без защитных очков, а также маленьких детей и животных.
• Храните экспериментальный набор в месте, недоступном для детей младше 10 лет.
• Помойте или очистите всё оборудование и оснастку после использования.
• Убедитесь, что все контейнеры с реагентами плотно закрыты и хранятся по правилам после использования.
• Убедитесь, что все одноразовые контейнеры правильно утилизированы.
• Используйте только оборудование и реактивы, поставляемые в наборе или рекомендуемые текущими инструкциями.
• Если вы использовали контейнер для еды или посуду для проведения экспериментов, немедленно выбросьте их. Они больше не пригодны для хранения пищи.

Информация о первой помощи

• В случае попадания реагентов в глаза тщательно промойте глаза водой, при необходимости держа глаз открытым. Немедленно обратитесь к врачу.
• В случае проглатывания промойте рот водой, выпейте немного чистой воды. Не вызывайте рвоту. Немедленно обратитесь к врачу.
• В случае вдыхания реагентов выведите пострадавшего на свежий воздух.
• В случае контакта с кожей или ожогов промывайте поврежденную зону большим количеством воды в течение 10 минут или дольше.
• В случае сомнений немедленно обратитесь к врачу. Возьмите с собой химический реагент и контейнер от него.
• В случае травм всегда обращайтесь к врачу.

Цена наборов для кристаллизации дома

А теперь посчитаем, сколько стоит вырастить кристалл в домашних условиях. Стоимость небольших наборов, предназначенных для выращивания малых элементов, составляет обычно 150-200 рублей. Интересные наборы, в комплектацию которых входят дополнительные элементы и фигурные основания, цену могут иметь более высокую. К примеру, «Волшебное дерево» (кристаллы тут вырастают на ветвях основы) стоит от 250 рублей.

Выбирайте наборы на свой вкус. При желании своими руками можно вырастить целую коллекцию различных по форме и цвету кристаллов. Самое главное, внимательно изучать инструкции, так как у разных производителей наборы могут незначительно отличаться по комплектации.

Выбор наилучшего претендента

Из этих слитков необходимо отобрать тот, который имеет наиболее правильную форму. Это и есть, так называемая, «наживка». Далее нужно изготовить снова перенасыщенный раствор медного купороса. О том, как его сделать, сказано в предыдущих главах. Его следует процедить через марлю и перелить снова в прозрачную емкость. Кристалл, выбранный в качестве «наживки», нужно привязать к нитке, другой конец которой должен быть закреплен на спичке.

Возьмите лист бумаги и проделайте в его середине отверстие такой величины, чтобы через него мог свободно пройти изготовленный камешек медного купороса. Проденьте через эту дырочку нитку таким образом, чтобы кристаллик оказался с одной стороны листа, а спичка – с другой. После этого накройте данной бумагой банку. Спичка при этом, естественно, должна лежать сверху, а кристаллик — плавать в жидкости.

Отзывы о «Волшебных кристаллах»

Наборы для кристаллизации появились на полках магазинов несколько лет назад. За это время вырастить кристалл дома попробовали многие наши соотечественники. Большому числу покупателей понравился этот интересный и занимательный опыт.

Наборы «Волшебные кристаллы» отзывы имеют положительные. Это отличный способ наглядно рассказать ребенку о химических реакциях. Каждый родитель знает, что порой совсем не просто направить энергию ребенка в правильное русло и чем-то по-настоящему увлечь. А выращивание кристаллов – это не только интересный эксперимент, но и самое настоящее хобби для всей семьи.

Хотя среди покупателей описываемых наборов есть и те, кто остался недовольным. Случается так, что иногда кристаллы просто не начинают расти. Причины может быть две – несоблюдение правил проведения опыта или брак изготовителя (к примеру, неправильная комплектация реактивами).

Часто задаваемые вопросы

Не получается вырастить кристалл на проволоке. Что делать?

Возможны два принципиально разных случая. В первом кристаллы образуются на дне пробирки, а не на проволоке. Если это происходит, аккуратно обрежьте медную проволоку, чтобы на её кончике, который вы опустите в пробирку, был «свежий» срез. Повторите эксперимент начиная с пункта 3 инструкции.

Второй случай – когда на проволоке всё-таки образуются кристаллы, но их много, они маленькие и «налезают» друг на друга. Во-первых, такая груда кристаллов выглядит тоже весьма неплохо! Чтобы вырастить один большой кристалл, повторите опыт. Для этого аккуратно стряхните кристаллы с проволоки обратно в пробирку и следуйте инструкции начиная с пункта 3

Обратите внимание, что вода в пункте 10 должна быть горячей! Вырастить большой и красивый кристалл получится, только если вся система будет охлаждаться постепенно

Можно ли вырастить кристалл без специального набора?

Провести опыт кристаллизации можно и в домашних условиях без каких-то специальных веществ и приспособлений. Для такого эксперимента понадобится обычная поваренная соль. Разведите насыщенный раствор, добавив на 200 грамм горячей воды не менее 2 столовых ложек выбранного вещества. Бросьте в жидкость камешек небольшого размера, оставьте емкость на неделю в прохладном месте. В результате у вас получится основание покрытое кристалликами соли. Его можно осторожно вытащить из раствора и высушить на бумажной салфетке.

Однако имейте в виду, что солевые кристаллы достаточно хрупкие. Ценность такого опыта заключается в самом процессе. Если же вы хотите сохранить что-то на память, имеет смысл приобрести готовый набор «Волшебные кристаллы». Используя настоящие реактивы и удобные приспособления, вы сможете наблюдать занимательный химический процесс. А в результате у вас получатся красивые разноцветные кристаллы, обладающие хорошей прозрачностью и прочностью.

Как сделать большой белый кристалл из морской соли

При использовании классического варианта выращивания кристаллов, их делают из поваренной соли, которая используется в пищу. Этот продукт в больших количествах присутствует на полках любого продуктового магазина и стоит совсем недорого. Но из каких солей выращивать кристаллы лучше? Морская соль тоже подойдет для поставленной цели. Разница в том, каким получится результат.

Для получения необычных шедевров природы, нужно в одну емкость поставить выращивать кристалл из поваренной соли, а в другую – из морской. Во втором случае скорость роста может быть больше, так же как и плотность полученного камня. Внешний вид кристаллов тоже может отличаться, но только незначительно, поскольку молекулы морской и поваренной соли практически одинаковы.

• 5 распространенных проблем со зрением, как их предотвратить
• Щетка для мытья окон
• 5 лучших клиник для лечения суставов

Чтобы сделать крупный кристалл белого цвета из морской соли, воспользуйтесь таким способом:

1. Приготовьте прозрачный стакан (или стеклянную банку) для будущего процесса.
2. Растворите в теплой родниковой воде большое количество морской соли, процедите жидкость через плотную ткань или марлю.
3. Влейте насыщенный раствор в выбранный стакан.
4. Возьмите один кристалл морской соли, привяжите к нему нить и опустить в емкость с полученной жидкостью на несколько недель или месяцев.
5. Когда размер камня будет таким, как вам нужно, выньте его, просушите салфетками и покройте лаком.
6. Получив белый камень, окрасить его в другой цвет вы не сможете, поскольку пищевые краски будут стекать со стенок. Единственный выход для получения яркого оттенка камня – добавлять пигмент прямо в раствор, из которого будет расти кристалл.
7. Если в процессе роста камня уровень жидкости снизится до минимума, влейте в емкость раствор такой же консистенции.

1.3. Методы выращивания кристаллов в промышленности.

В исследовательских лабораториях и промышленности выращивают кристаллы из паров, расплавов и растворов, из твёрдой фазы, синтезируют путем химических реакций, осуществляют электролитическую кристаллизацию, кристаллизацию из гелей и другие. В настоящее время для получения совершенных кристаллов большого диаметра чаще всего применяют следующие методы выращивания:

— из газовой (паровой) фазы при градиенте давления,

-из расплавов при температурном градиенте,

-из растворов при градиенте концентрации на границе раздела кристалл- раствор.

Кристаллизация из паровой (газовой) фазы широко используется для выращивания как массивных кристаллов, так и эпитаксиальных плёнок, тонких (поликристаллических или аморфных) покрытий, нитевидных и пластинчатых кристаллов. Конкретный метод выращивания выбирают в зависимости от материала. В методах выращивания, основанных на физической конденсации кристаллизуемого вещества, вещество поступает к растущему кристаллу в виде собственного пара, состоящего из молекул их ассоциаций – димеров, триммеров и так далее. В методе синтеза в паровой фазе кристаллизуемое соединение образуется в результате реакции между газообразными компонентами непосредственно в зоне кристаллизации.

Кристаллизация из расплава — это наиболее распространённый способ выращивания монокристаллов. В настоящее время более половины технически важных кристаллов выращивают из расплава. Веществами, наиболее подходящими для выращивания из расплава, являются те, которые плавятся без разложения, не имеют полиморфных переходов и характеризуются низкой химической активностью[1].Методами кристаллизации из расплава выращивают элементарные полупроводники и металлы, оксиды, галогениды, халькогениды, вольфраматы, ванадаты, ниобаты и другие вещества. В ряде случаев из расплава выращиваются монокристаллы, в состав которых входит пять и более компонентов. При кристаллизации из расплава важно учитывать процессы, влияющие на состав расплава (термическая диссоциация, испарение, взаимодействие расплава с окружающей средой), процессы на фронте кристаллизации, процессы теплопереноса в кристалле и расплаве, процессы массопереноса (перенос примесей, обусловленный конвекцией и диффузией в расплаве)[2].

Кристаллизацию из растворов применяют при выращивании веществ, разлагающихся при температурах ниже температуры плавления. Рост кристаллов осуществляется при температурах ниже температуры плавления, поэтому в выращенных такими методами кристаллах отсутствуют дефекты, характерные для кристаллов, выращенных из расплава. При выращивании кристаллов из растворов движущей силой процесса является пересыщение. Методом температурного перепада выращивают, например, кристаллы дигидрофосфата калия и дигидрофосфата аммония. Скорость роста кристаллов в таких условиях составляет около 1 мм/сут. Кристаллы весом 400 г. растут в течение 1,5-2 месяцев[2].

1.4. Применение кристаллов.

Живя на Земле, сложенной кристаллическими пародами, мы, безусловно, никак не можем отвлечься от проблемы кристалличности: мы ходим по кристаллам, строим из кристаллов, обрабатываем кристаллы на заводах, выращиваем их в лабораториях, широко применяем в технике и науке, едим кристаллы, лечимся ими. Изучением многообразия кристаллов занимается наука кристаллография

. Она всесторонне рассматривает кристаллические вещества, исследует их свойства и строение. В давние времена считалось, что кристаллы представляют собой редкость. Действительно, нахождение в природе крупных однородных кристаллов – явление нечастое. Однако мелкокристаллические вещества встречаются весьма часто. Так, например, почти все горные породы: гранит, песчаники, известняк – кристалличны. По мере совершенствования методов исследования кристалличными оказались вещества, до этого считавшиеся аморфными. Сейчас мы знаем, что даже некоторые части организма кристалличны, например, роговица глаза, витамины, мелиновая оболочка нервов — это кристаллы. Долгий путь поисков и открытий, от измерения внешней формы кристаллов в глубь, в тонкости их атомного строения еще не завершён. Но теперь исследователи довольно хорошо изучили его структуру и учатся управлять свойствами кристаллов.

Кристаллы — это красиво, можно сказать чудо какое-то, они притягивают к себе, являются промежуточным звеном между живой и неживой материей. Кристаллы могут зарождаться, стареть, разрушаться. Кристалл, когда растет на затравке (на зародыше), наследует дефекты этого самого зародыша.

Кристалл чудодейственен своими свойствами, он выполняет саамы разные функции. Эти свойства заложены в его строении, которое имеет решетчатую трёхмерную структуру. Как пример использования кристаллов можно взять кристалл кварца, который используется в телефонных трубках. Если на пластинку из кварца воздействовать механически, то в ней в соответствующем направлении возникнет электрический заряд. В трубке микрофона кварц преобразует механические колебания воздуха, вызванные говорящим, в электрические. Электрические колебания в трубке абонента преобразуются в колебательные, и, соответственно, он слышит речь. Будучи решетчатым, кристалл ограняется и каждая грань, как личность, своеобразна. Если грань плотно упакована в решётке материальными частицами (атомами или молекулами), то это очень медленно растущая грань. Например, алмаз. У него грани имеют форму октаэдра, они очень плотно упакованы атомами углерода, и отличаются в силу этого и блеском, и прочностью.