Выращиваем кристаллы меди.

Содержание

Развитие эксперимента

Большой кристалл

Маленькие синие кристаллы медного купороса, без сомнений, радуют взгляд. Но как насчёт того, чтобы вырастить действительно большой кристалл? Однако сделать это не так уж и просто.

В качестве ёмкости используйте стеклянный химический стакан или пластиковый стаканчик (тогда вы сможете греть его так же, как стакан с винной кислотой или сахаром в других опытах набора). В первом случае вам понадобится около 30 грамм медного купороса CuSO₄*5H₂O. Его вы можете найти в строительном магазине либо в том, где продаются удобрения. Если вы решили растить очень большой кристалл и делать это в стакане, приготовьте заранее 60-70 грамм сульфата меди.

Растворите весь медный купорос в горячей воде. Тщательно перемешивайте раствор до тех пор, пока не растворятся все кристаллики. В качестве «опоры» для кристалла используйте кусок медной проволоки, нитку или лучину.

Теперь запаситесь терпением! Большой кристалл может расти несколько дней!

Кристаллизация в холодильнике

Как температура окружающей среды влияет на скорость и результат кристаллизации? Вы можете это изучить! Повторите опыт, однако заготовьте сразу две пробирки с растворами сульфата меди. В каждую из них вам понадобится добавить по 5 грамм CuSO₄*5H₂O, поэтому используйте раствор и кристаллы из основного эксперимента.

Остановитесь после 9-го шага инструкции. Теперь одну из пробирок поставьте в стаканчик с горячей водой, как и указано в шаге 10, а вторую поместите в холодильник (температура внутри около 4 Co).

Подождите 1-2 часа. Сравните результаты. Где выросшие кристаллы крупнее? Где их больше и почему?

Кристаллы NaCl

Попробуйте вырастить кристалл из самой обычной поваренной соли – хлорида натрия NaCl.

Растворите 39 грамм соли в 100 мл кипятка. Тщательно перемешивайте раствор до тех пор, пока не растворятся все кристаллики. В качестве «опоры» для кристалла лучше всего использовать нитку, намотанную на лучину – опустите её конец в раствор. На конце нитки завяжите пару узелков.

Выращивание кристаллов из медного купороса (CuSO4·5H2O)

Достать медный купорос (сульфат меди) можно в любом магазине, где продаются удобрения. С виду это мелкие кристаллы в виде порошка яркого синего цвета.

Необходимо взять:

медный купорос — 0,2 г;
дистиллированная вода;
фильтровальная бумага;
стеклянная или пластиковая ёмкость.

Перед покупкой нужно внимательно осмотреть порошок, чтобы в нём не было комков и кристаллов зелёного цвета. Это признак попадания влаги, и такой купорос не подходит для выращивания.

Раствор качественного купороса будет ярко-синим.

Ёмкость для выращивания может быть из стекла или пластика. Практика показывает, что выбор всё же лучше делать в пользу пластика, так как к нему кристаллы слабее прилипают.

Пошаговые действия:

Для начала понадобиться около 100 г купороса, которые заливают небольшими порциями горячей воды, постоянно помешивая. На дне должны появиться нерастворившиеся кристаллы сульфата меди.
Далее пропускаем ещё тёплый раствор через фильтровальную бумагу и ставим его в прохладное место.
Через 24 часа на дне раствора образуются кристаллики. Выбираем самые крупные из них и ещё раз фильтруем раствор. Кристаллы нельзя трогать руками, чтобы не оставить потожировые следы, которые тормозят рост. Если нужно поправить кристалл в ёмкости, используйте медицинские перчатки.
Затем кладём отобранные кристаллы в чистый раствор. Здесь два варианта: положить кристаллы на дно (они будут расти в длину и ширину) или подвесить их на рыболовную леску (будут расти по всему объёму).
Ёмкость накрываем листом бумаги, что ускорить рост кристалла.
Каждые 5–7 дней раствор фильтруем и удаляем мелкие кристаллики. Чистую жидкость заливаем к растущему кристаллу. В результате через месяц должны получиться кристаллы до 3–4 см в поперечнике.

Инструкция по выращиванию кристалла

Существует две технологии выращивания кристаллов из медного купороса.

Если вы не хотите долго ждать, то можете воспользоваться быстрым способом. По времени это займёт около недели, а в результате вы получите множество небольших кристаллов, закреплённых один на другом, будто колония ракушек-мидий.
Второй метод более продолжительный. Он поможет вам вырастить крупный цельный кристалл, похожий на драгоценный камень.

Но оба они основаны на работе с насыщенным раствором вещества.

Быстрый способ

Возьмите стакан или банку объёмом 500 мл, добавьте 200 г сульфата меди и залейте их 300 мл воды. Поставьте ёмкость на песчаную баню и начинайте разогревать, постоянно помешивая. Кристаллы медного купороса должны полностью раствориться.

Тщательно растворите медный купорос в тёплой воде

Поместите затравку в раствор

Насыщенный раствор купороса начнёт образовывать кристаллы на поверхностях

Нить с первыми кристаллами

Такой кристалл у вас может получиться через сутки

Второй способ

В этом случае вы сможете вырастить крупный кристалл сульфата меди, однако это займёт гораздо больше времени. Кроме того, в отличие от первого способа, выбор затравки принципиально важен. К тому же вам придётся следить, чтобы к ней не прилипали мелкие кристаллики.

Вам понадобятся 200 г тёплой воды и около 110 г медного купороса.

Инструкция по изготовлению:

смешайте купорос и воду в подходящей посуде (стакане или банке), оставьте на сутки. Периодически помешивайте: активное вещество должно полностью раствориться. После этого отфильтруйте раствор через вату или специальную фильтровальную бумагу. Оставшийся на поверхности фильтра осадок можно высушить и использовать снова при необходимости;
полученный раствор залейте в чистую ёмкость;
выберите кристаллик для затравки, привяжите его к нити (волосу). Второй конец нитки закрепите на палочке, положите её горизонтально на ёмкость. Затравка должна опуститься в раствор в строго вертикальном положении. Посуду накройте кусочком ткани, чтобы внутрь не попадала пыль;

Подходящий по размеру для затравки кристаллик медного купороса

спустя несколько дней вы заметите, что кристалл растёт. Через неделю он достигнет 1 см, а со временем увеличится ещё больше;

Обязательно накройте ёмкость с раствором и затравкой кусочком ткани

Во время работы вы можете столкнуться с некоторыми трудностями. Их несложно преодолеть, придерживаясь простых правил.

Если в процессе роста внутри ёмкости образуются дополнительные мелкие кристаллики, раствор нужно перелить в чистую посуду и перенести туда основной кристалл.
На нитке, удерживающей затравку, со временем могут образоваться мелкие кристаллики. Чтобы этого избежать, поднимите основной кристалл немного выше: меньший отрезок нити будет находиться в контакте с раствором.
Вы можете поэкспериментировать и вместо хлопчатобумажной или шерстяной нити использовать капроновую. Подойдёт также тонкая проволока из меди. Но в этом случае затравка будет расти хуже и на процесс роста уйдёт больше времени.
Если в помещении, в котором вы проводите эксперимент, повысится температура, затравка может раствориться. Добавьте несколько ложек сульфата меди в раствор и дайте настояться 5–7 часов, регулярно помешивая. Слейте раствор так, чтобы в нём не осталось осадка, и повторите эксперимент.

Крупный кристалл, полученный путём длительного выращивания

Как вырастить кристалл из медного купороса в домашних условиях (видео)

Инструкция по выращиванию кристалла

Существует две технологии выращивания кристаллов из медного купороса.

Если вы не хотите долго ждать, то можете воспользоваться быстрым способом. По времени это займёт около недели, а в результате вы получите множество небольших кристаллов, закреплённых один на другом, будто колония ракушек-мидий.
Второй метод более продолжительный. Он поможет вам вырастить крупный цельный кристалл, похожий на драгоценный камень.

Но оба они основаны на работе с насыщенным раствором вещества.

Быстрый способ

Возьмите стакан или банку объёмом 500 мл, добавьте 200 г сульфата меди и залейте их 300 мл воды. Поставьте ёмкость на песчаную баню и начинайте разогревать, постоянно помешивая. Кристаллы медного купороса должны полностью раствориться.
Уберите посуду с песчаной бани, поставьте на плоскость с прохладной поверхностью, например, керамическую плитку. Раствор должен немного остыть. Теперь в него нужно поместить затравку. Ею послужит кристаллик сульфата меди, который нужно выбрать предварительно — самый крупный и ровный.
Проследите, чтобы затравка не соприкасалась с внутренними поверхностями стакана. Даже если кристаллик растворится, не переживайте, — это не имеет значения. Охлаждаясь, насыщенный раствор отдаёт соли, которые оседают на нитке. Самое большое количество купороса сосредоточится на дне посуды, поскольку именно в этом месте стакан контактирует с прохладной поверхностью.
Извлеките нитку с образовавшимися кристаллами из ёмкости с раствором. Повторите процедуру: поставьте стакан на баню из песка и подогрейте так, чтобы осадок растворился. Отключите нагрев. Не снимая посуды с бани, накройте её подходящей по диаметру крышкой (например, чашкой петри) и дайте раствору немного остыть.
Поместите нитку с кристаллами в раствор, закрепите её так, чтобы она не соприкасалась с дном и стенками. Накройте ёмкость и оставьте на ночь. Утром вы обнаружите в стакане большую гроздь прекрасных кристаллов необычной формы.
Вы можете попробовать придать скоплению кристаллов определённую форму. Для этого нужно вместо нити использовать проволоку. Согните её в виде квадрата, круга, сердечка или звезды. Проволока станет прочным устойчивым каркасом для будущего фигурного кристалла. Если при этом вам понадобится ограничить рост некоторых граней, смажьте их вазелином или жиром.

Второй способ

Вам понадобятся 200 г тёплой воды и около 110 г медного купороса.

Инструкция по изготовлению:

смешайте купорос и воду в подходящей посуде (стакане или банке), оставьте на сутки. Периодически помешивайте: активное вещество должно полностью раствориться. После этого отфильтруйте раствор через вату или специальную фильтровальную бумагу. Оставшийся на поверхности фильтра осадок можно высушить и использовать снова при необходимости;
полученный раствор залейте в чистую ёмкость;
выберите кристаллик для затравки, привяжите его к нити (волосу). Второй конец нитки закрепите на палочке, положите её горизонтально на ёмкость. Затравка должна опуститься в раствор в строго вертикальном положении. Посуду накройте кусочком ткани, чтобы внутрь не попадала пыль;

Подходящий по размеру для затравки кристаллик медного купороса

Обязательно накройте ёмкость с раствором и затравкой кусочком ткани

Если в процессе роста внутри ёмкости образуются дополнительные мелкие кристаллики, раствор нужно перелить в чистую посуду и перенести туда основной кристалл.
На нитке, удерживающей затравку, со временем могут образоваться мелкие кристаллики. Чтобы этого избежать, поднимите основной кристалл немного выше: меньший отрезок нити будет находиться в контакте с раствором.
Вы можете поэкспериментировать и вместо хлопчатобумажной или шерстяной нити использовать капроновую. Подойдёт также тонкая проволока из меди. Но в этом случае затравка будет расти хуже и на процесс роста уйдёт больше времени.
Если в помещении, в котором вы проводите эксперимент, повысится температура, затравка может раствориться. Добавьте несколько ложек сульфата меди в раствор и дайте настояться 5–7 часов, регулярно помешивая. Слейте раствор так, чтобы в нём не осталось осадка, и повторите эксперимент.

Методика выращивания кристаллов

Ещё до того, как начать выращивать дома кристаллы нужно помнить о элементарных правилах техники безопасности:

1. Нельзя при экспериментах пользоваться пищевой посудой, поскольку её использование в дальнейшем может привести к отравлению.

2. Категорически запрещено принимать пищу во время проведения опытов. Это также может привести к отравлению.

3. Проводить опыты с неизвестными реактивами нельзя – результат может оказаться непредсказуемым и весьма плачевным .

4. Все реактивы необходимо хранить в безопасном сухом месте, защищённом от животных и маленьких детей. Также реактивы должны храниться в герметичной упаковке, на которой должна быть надпись, сообщающая о содержимом. На фото можно увидеть, как хранятся реактивы у меня.

5. Если у вас есть возможность, обязательно используйте перчатки, защитную одежду и защитные очки.

6. Все эксперименты с выделением каких-либо вредных соединений должны проводиться в лабораторных условиях в вытяжном шкафу.

7. При попадании раствора на кожу необходимо сразу же промыть то место, куда попал раствор, чистой водой, если же это была кислота, следует обработать этот участок кожи слабощелочным раствором (можно использовать пищевую соду), и наоборот, если это была щёлочь – слабокислотным (подойдёт лимонная кислота). При попадании растворов в глаза и на слизистые, следует незамедлительно обратиться к врачу!

8. После приготовления растворов или проведения экспериментов обязательно привести своё рабочее место в порядок, убрать реактивы на место, вымыть руки.

Как создать кристалл из лимонной кислоты

Метод изготовления камня из лимонной кислоты требует большего количества времени и усилий. Чтобы создать кристалл самостоятельно, необходимо взять 100 мл воды температурой 20°С и растворить в ней 130 г лимонной кислоты. Температура жидкости должна оставаться прежней, поэтому раствор в процессе приготовления необходимо подогревать. С этой целью применяют емкость с горячей водой, опуская в нее посуду с раствором и контролируя нагревание жидкости посредством градусника.

Кристалл из лимонной кислоты

Лимонную кислоту нужно периодически подсыпать в жидкость на протяжении недели, пока она прекратит растворяться. Консистенция напоминает кисель, а на дне посуды осядут мелкие кристаллики. Полученную смесь надо слить в банку через фильтровальную бумагу. Один из осевших на дно кристалликов необходимо обхватить ниткой либо леской и поместить в жидкость.

По прошествии 12 дней кристалл достигнет около 11 см в диаметре

Его можно осторожно извлечь и покрыть прозрачным маникюрным лаком. Если вы планируете вырастить свой камень большего размера, оставьте его в емкости для продолжения роста

Выращивание кристалла из лимонной кислоты представлено в видео.

Как вырастить кристалл из соли в домашних условиях?

Итак, для начала узнаем, как вырастить кристалл из соли дома и без особых усилий. Для проведения этого необычного эксперимента вам понадобится вполне обычный набор:

вода (простая и питьевая);
кастрюля;
2 стеклянные банки;
1 пачка соли (обычной, поваренной);
шелковая нить (а также проволока либо шнурок).

А теперь начинаем наши волшебные действия, которые приведут нас к заветному кристаллу.

Включите плиту, налейте воду в кастрюлю, и установите в нее банку с питьевой или дистиллированной водой. По мере того, как вода в банке будет нагреваться, засыпайте в нее соль небольшими порциями, аккуратно помешивая раствор. На поверхности могут всплывать различные крупинки мусора – снимите их. Новую порцию соли добавляйте после того, как растворится предыдущая. Температура воды должна быть максимум 50-60 градусов!
Раствор соли готов, (его называют насыщенным или концентрированным) когда песчинки соли перестают растворяться в воде.
Переливаем раствор во вторую банку.

Выберите из пачки соли самую большую крупицу – она послужит в качестве затравки или зародыша для будущего кристалла.

Привяжите кристалл к нитке и закрепите ее на ручке или карандаше сверху банки. Можете привязать железное кольцо, чтобы кристалл рос по кругу.

А теперь запасаемся терпением, ждем и наблюдаем, как растет наш кристалл. Это будет происходить в течение 2-3 недель. Чтобы ускорить рост кристалла, необходимо периодически готовить новый насыщенный раствор соли и опускать в него кристалл.

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.

Как создать кристалл из лимонной кислоты

Кристалл из лимонной кислоты

По прошествии 12 дней кристалл достигнет около 11 см в диаметре

Выращивание кристалла из лимонной кислоты представлено в видео.

Как вырастить кристалл из сахара в домашних условиях

Начинать свои опыты по выращиванию кристаллов в домашних условиях лучше всего с самых интересных и приятных. Проще всего вырастить кристалл из сахара, к тому же если вы проводите этот опыт с детьми, они смогут попробовать плоды своего творчества по окончании процесса.

Для того чтобы вырастить кристалл из сахара нам будет нужно:

2 стакана воды;
5 стаканов сахарного песка;
деревянные шпажки;
бумага;
небольшая кастрюлька;
несколько прозрачных стаканов.

Процесс изготовления кристалла начинается с изготовления сахарного сиропа. Для этого берем 1/4 стакана воды и две ложки сахара. Смешиваем, доводим на огне до получения сиропа. Макаем деревянную шпажку в сироп и немного обсыпаем сахаром. Чем равномерней произойдет обсыпка шпажки, тем идеальней и красивей выйдет кристалл. Подобным образом делаем требуемое количество заготовок и оставляем их до полного высыхания, например, на ночь.

Прошло некоторое время, наши шпажки просохли и теперь мы можем переходить к с следующей части опыта. В кастрюлю наливаем 2 стакана воды и высыпаем 2,5 стакана сахара. На небольшом огне, постоянно помешивая, превращаем нашу смесь в сахарный сироп. Помешивание требуется проводить тщательно, до полного растворения сахара! Добавляем оставшиеся 2,5 стакана сахара и также, до полного растворения, варим сироп. После этого, оставляем сироп немного остыть, на это потребуется приблизительно 15-20 минут. Этим временем продолжаем приготовление заготовок из шпажек, основы для нашего будущего кристалла. Нарезаем кружки бумаги чуть больше диаметра наших стаканов и протыкаем палочками получившиеся кружки. Главное, чтобы бумага плотно зафиксировалась на шпажке. Бумага будет являться держателем и крышкой для стакана.

Остывший, но еще горячий сироп разливаем по стаканам. На этом этапе в сироп можно добавить немного пищевого красителя, тогда кристалл в итоге получится цветным. Опускаем в стакан нашу заготовку (палочку с кружком бумаги) и оставляем в покое до созревания кристалла

Важно при этом не касаться стенок и дна! Ну, и то же самое проделываем со всеми оставшимися заготовками

Для выращивания кристалла потребуется приблизительно неделя. Это очень интересный и увлекательный процесс, который очень нравится детям. Каждый день кристалл увеличивается и приобретает свою индивидуальную форму. Некоторые кристаллы растут быстрее, некоторые медленнее, но основная масса вызревает именно за 7 дней. Полученный кристалл из сахара очень хорошо употребить всей семьей на домашнем чаепитии либо просто погрызть в минуты хандры! Вот так, занимательная химия это не только интересно, но еще и вкусно ;).

Как вырастить кристалл из медного купороса в домашних условиях

Выращивание кристаллов из медного купороса в домашних условиях это уже следующий уровень сложности, при котором требуется соблюдать требования безопасности и выполнять его детям можно только под присмотром взрослых.

Для проведения эксперимента нам потребуется:

вода, лучше дистиллированная;
стеклянная банка;
соль меди (медный купорос или сульфат меди, который можно купить в магазине для садоводов-огородников).

Перед покупкой обязательно рассмотрите вещество, оно должно представлять собой ярко-синий однородный порошок. При наличии комков и зеленых вкраплений от покупки лучше отказаться. Дачникам то он пойдет в хозяйстве, а нам, начинающим химикам, нет.

Итак, правильный купорос закуплен. Высыпаем примерно 100 граммов порошка в стеклянную банку и заливаем понемногу горячей водой, постоянно помешивая. Мы должны получить насыщенный раствор, в котором уже не сможет растворяться соль меди. Фильтруем раствор и ставим в холодильник. На следующий день на дне мы обнаружим множество кристаллов. Отбираем парочку самых больших и красивых и помещаем в емкость с отфильтрованным раствором. Перед этим поступаем с кристаллами также как и в предыдущем опыте с поваренной солью, а именно, закрепляем на нитке и опускаем в банку. Накрываем сосуд тонкой бумагой и запасаемся терпением. Выращивание кристалла из медного купороса занимает несколько недель. После завершения формирования кристалла его нужно аккуратно вынуть, сполоснуть холодной проточной водой и покрыть бесцветным лаком для ногтей.

https://youtube.com/watch?v=c3d35wFp1ik