Кристаллы из медного купороса

Как вырастить кристалл из медного купороса

Кристаллы из медного купороса

Кристалл… От самого этого слова веет чем-то загадочным и магическим. Они издавна вызывали восхищение, а часто и преклонение. Многие из них получали собственные имена.

Правда, в большинстве своем это были алмазы, рубины, изумруды и другие драгоценные камни природного происхождения.

Строгость и симметричность формы, разнообразие цветовой гаммы, игра света на гранях… Можно ли хотя бы частично воспроизвести это великолепное зрелище в обычных условиях? Ответ однозначен — это возможно.

Практически из любого водорастворимого, доступного в обыденной жизни кристаллического вещества при желании, определенных знаниях и терпении человек может вырастить кристаллы, которые будут радовать глаз, украшать интерьер и льстить самолюбию их создателя. А ведь для этого необходимо совсем немного:

  • субстрат, из которого будет формироваться кристалл;
  • посуда (желательно, стеклянная), где станет расти будущий «шедевр»
  • вода (лучше, дистиллированная), в которой соль и окажется растворенной;
  • аккуратность, тщательность, терпение.

Прежде, чем вырастить кристалл из медного купороса, надо определиться с исходным материалом. Сахар, имеющийся в любом современном доме, отпадает не только из-за своей неограниченной съедобности (известны случаи экспериментального выращивания кристаллов из сахара учеными-энтузиастами даже в блокадном Ленинграде), но и потому, что кристаллы формируются крайне медленно.

Пожалуй, второе по доступности соединение — поваренная соль (NaCl), дающая полупрозрачные кристаллы почти идеальной кубической формы. Но гораздо быстрее растут кристаллы соединения, известного в обиходе как медный купорос. Да и выглядят они намного изящнее.

Что же такое медный купорос?

Что такое медный купорос? На этот вопрос любой химик ответит, что данное вещество (сульфат меди) представляет из себя белый (чаще, слегка сероватый из-за почти непреодолимого наличия примесей) кристаллический порошок с химической формулой CuSO4.

Это крайне гигроскопичное соединение — практически из любой субстанции, содержащей легко отделяемую воду оно ее отнимает. Эта особенность определяет тот факт, что CuSO4 в нормальных условиях находится в том состоянии, которое все привыкли видеть в хозяйственных или садово-огороднических магазинах.

Он имеет вид на удивление красивых кристаллов бирюзово-голубого цвета. Формула его при этом выглядит несколько иначе — CuSO4•5H2O.

Первый наивный опыт

Для получения кристаллов медного купороса соответствующего качества нужно приготовить его насыщенный раствор. Обратившись к справочникам, любой желающий обнаружит, что растворимость гидратированного купороса при 20°С составляет 35,6%. Это означает, что 100 мл воды физически не может растворить более 35,6 г соли.

Таким образом, для изготовления 500 мл насыщенного раствора при нормальной комнатной температуре нужно всего 178 г медного купороса. Однако, этот предел легко преодолим. При повышении температуры растворимость в воде большинства солей увеличивается.

Не является исключением и медный купорос. При нагревании растворимость CuSO4 постепенно экспоненциально повышается до порога в 65-70°С (такой показатель для обезвоженного медного купороса — приблизительно 1,3).

Дальнейший нагрев становится не только бесполезным, но и, часто, губительным для будущего кристалла.

Простой расчет с помощью калькулятора или карандаша и бумаги показывает, что для приготовления 500 мл нагретого насыщенного раствора понадобится 270-300 г исходной соли.

Залив горячей дистиллированной водой отмеренное заранее количество CuSO4 при тщательном помешивании, добиваемся максимального растворения соли. Водный раствор при этом имеет насыщенную синюю окраску. На дне, возможно, останется небольшое количество нерастворенного купороса.

Его придется отфильтровать через неплотную фильтровальную бумагу, синтетическую гигроскопичную вату или несколько слоев марли.

Оставив отфильтрованный раствор на несколько часов при постоянной нормальной температуре, получаем «россыпь» красивых кристаллов из медного купороса довольно правильной формы. После дополнительной фильтрации и просушки кристаллы на некоторое время смогут занять свое достойное место в помещении.

Процесс выращивания кристаллов из медного купороса, естественно, можно ускорить. Для этого помещаем сосуд с раствором в холодильник. При этом жидкость остается в состоянии устойчивого равновесия.

Для образования кристаллов нужен «толчок». Таким «толчком» для гипернасыщенного раствора купороса станет маленький кристаллик (затравка).

При этом вокруг кристалла-затравки очень быстро образуются большие друзы маленьких кристаллов.

Дальнейшее развитие идеи

Если желательно вырастить нарядные бусы, достаточно опустить в насыщенный раствор хлопчатобумажную или шерстяную нить. Вокруг каждой ворсинки будет формироваться отдельный кристалл из медного купороса.

Если необходимо вырастить большой кристалл из медного купороса, придется поступить иначе. Сначала опять-таки необходим насыщенный раствор, но затравка привязывается к леске или синтетической нитке. Это нужно для того, чтобы не формировались мелкие побочные кристаллы.

Затравка может быть выбрана из наиболее красивых по форме и цвету кристалликов, упомянутых в первом опыте. Он  не должен касаться дна и стенок сосуда. Раствор не должен быть замутненным или содержать мелкий осадок на дне. При постоянной температуре до размера 1 см кристалл вырастет за неделю.

Удивительно красиво выглядят кристаллы медного купороса в 5-10 см. Такого результата можно достичь за 1-1,5 месяца. Нужно учитывать, что насыщенный раствор придется периодически доливать, тщательно наблюдая за ростом кристалла.

В идеале кристалл будет выглядеть ровным, с четкими гранями, и иметь интенсивный синий цвет.

Для того чтобы кристалл медного купороса сохранялся долго (в обычных условиях кристаллы медного купороса быстро разрушаются), его рекомендуется покрыть защитным слоем бесцветного универсального клея (только не Cyanopan-а и его аналогов) или лака для ногтей. Можно также поместить выращенный кристалл в герметично закрытый стеклянный сосуд.

Admin

Оригинал: http://kakpravilino.com/kak-vyrastit-kristall-iz-mednogo-kuporosa/

Как вырастить кристалл из медного купороса в домашних условиях

Кристаллы из медного купороса

В данной статье будет подробно рассказано о том, как вырастить кристалл из медного купороса в домашних условиях. Этот материал может быть полезен как школьникам при подготовке задания по предмету «химия», так и всем интересующимся данной наукой.

Почему именно медный купорос?

Это вещество принадлежит к классу солей, а значит его раствор легко может быть превращен в твердое вещество посредством процесса кристаллизации.

Выращивание камня из него, как правило, происходит значительно быстрее, чем при использовании таких материалов, как поваренная соль или сахар. К тому же кристаллы из медного купороса получаются красивого синего цвета.

При грамотном выращивании они приобретают правильную многогранную форму, поэтому наблюдать результат собственного опыта бывает очень интересно и приятно.

Еще одним доводом в пользу выбора именно этого материала может быть его доступность. Купить баночку с медным купоросом можно в любом магазине, специализирующемся на торговле принадлежностями для садоводов и дачников.

Что нужно знать перед началом опыта?

В данной главе будет дано немного теоретических знаний, которые помогут вам в дальнейшем вырастить кристалл из медного купороса в домашних условиях. Прежде всего нужно разобраться в том, какие процессы должны произойти, чтобы опыт увенчался успехом.

Из уроков химии школьникам известно, что многие жидкие и газообразные вещества способны приобретать твердую консистенцию. Это, как правило, происходит в процессе кристаллизации.

Но как же быть, если поставлено задание получить твердое вещество из сахара, соли или медного купороса, которые уже являются таковыми? Наука говорит, что это осуществить вполне возможно. Для достижения данной цели необходимо запустить процесс перекристаллизации.

То есть результат опыта можно будет считать удачным, если мелкие камни, растворившись в жидкости, тут же преобразуются в такие же твердые сгустки.

Перекристаллизация

Главным условием, при котором может быть осуществлен такой процесс, является наличие перенасыщенного раствора.

А значит, и выращивание кристаллов в домашних условиях из медного купороса требует изготовления такой смеси.

Жидкость можно назвать перенасыщенной каким-либо веществом, если растворенного в ней материала настолько много, что часть его не может полностью смешаться с ней и оседает на дне емкости.

Поэтому, чтобы разобраться в том, как вырастить кристалл из медного купороса, нужно сначала научиться делать перенасыщенный раствор.

Гигиенические требования

Прежде всего, стоит позаботиться о необходимой стерильности, в которой должен проходить опыт. В идеале волосы химика-любителя должны быть покрыты головным убором, а на руки лучше всего надеть резиновые перчатки. Медный купорос, если обращаться с ним аккуратно и разумно, не представляет никакой опасности для организма человека.

Все вышеизложенные меры предосторожности нужны в первую очередь для того, чтобы защитить раствор от попадания в него пыли и мелких частичек посторонних материалов. Это является крайне нежелательным, так как на подобных, случайно попавших в жидкость песчинках могут начать расти другие кристаллы, что замедлит развитие основного камня.

Рецепт перенасыщенного раствора

Для его приготовления понадобится кастрюля, вода, баночка с медным купоросом, емкость, в которой будет осуществляться основная часть опыта (лучше всего для этой цели подойдет сосуд с прозрачными стенками, так как понадобится ежедневно наблюдать за ростом кристалла). Также для осуществления поставленной задачи пригодится лист бумаги, спичка и нитка (лучше всего, если она будет не ворсистой, а, например, шелковой или сделанной из подобного материала).

Итак, приступаем к первому этапу изготовления кристалла из медного купороса в домашних условиях. Кастрюлю с водой необходимо поставить на медленный огонь. Когда жидкость уже достаточно нагреется, но, еще не успеет закипеть, в нее нужно насыпать несколько столовых ложек медного купороса. Воду следует помешивать до полного растворения синего вещества.

Многократное повторение данного этапа

Когда это произойдет, добавьте еще пару ложек медного купороса. Жидкость снова необходимо тщательно помешивать.

Не стоит пугаться, если на этот раз не все кристаллики вещества смогли раствориться, а часть из них образовала осадок на дне кастрюли.

Появление такого излишка как раз и говорит о том, что вы достигли необходимого результата — а именно получили перенасыщенный раствор.

Если же этого не произошло, то необходимо добавить в воду еще несколько ложек купороса и снова помешать. Данные действия придется повторять до появления осадка на дне кастрюли.

Изготовление «наживки»

Таким рыболовным термином иногда называют кристаллики медного купороса небольшой величины, которые служат основой для дальнейшего выращивания камней из этого вещества.

Для их изготовления нужно взять три мелких частички. При выборе кристалликов нужно учитывать критерий правильности их формы. Чем совершеннее будут выбранные кусочки, тем правильнее и качественнее окажется сгусток, полученный в результате вашего опыта.

Три частички помещаются на дно прозрачного сосуда и заливаются перенасыщенным раствором купороса.

После этого емкость накрывается листом бумаги и помещается в место с наиболее стабильным температурным режимом. Как правило, эксперты рекомендуют поместить его на подоконнике.

Это место в квартире считается наиболее укромным, а поэтому ничто не сможет помешать осуществлению опыта. После того как все необходимые действия произведены, все дальнейшие шаги по выращиванию кристалла из медного купороса в домашних условиях можно отложить на 2 дня. За это время частички, помещенные в жидкость, должны вырасти в несколько раз и достичь размеров спичечной головки.

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.

Терпение и еще раз терпение

Задача, как сделать кристалл из медного купороса, уже почти решена. Теперь необходимо лишь поставить сосуд опять в укромное место и ждать.

Необходимо следить за тем, чтобы кристаллик по возможности находился в центре банки и не соприкасался со стенками. Этого можно добиться, перемещая лист бумаги и регулируя длину нитки с помощью спички по мере роста кристалла.

Различные способы

Предлагаем вашему вниманию еще несколько мастер-классов. Кристаллы из медного купороса можно вырастить и несколько иным образом.

Второй способ заключается в том, чтобы поместить сосуд с «приманкой» в термоизоляционный контейнер или закутать банку в одеяло или другую теплую вещь.

Так можно добиться более медленного остывания перенасыщенного раствора. Этот вариант более сложный, чем описанный ранее, но в результате его применения получаются камешки очень правильной формы.

Следующий способ, как вырастить кристалл из медного купороса, самый легкий.

Не нужно изготавливать «приманку». В емкость с перенасыщенным раствором помещается нитка. В этом случае лучше всего выбрать ту, которая сделана из наиболее ворсистого материала. Конец ее привязывается к граненому карандашу, который кладется сверху банки на ее стенки. Кристалл будет образовываться на самой нитке.

В зависимости от температурных условий, опыт по выращиванию может продлиться от одной недели до нескольких месяцев.

Оригинал: https://FB.ru/article/388493/kak-vyirastit-kristall-iz-mednogo-kuporosa-v-domashnih-usloviyah

«Выращивание кристаллов из раствора медного купороса в домашних условиях»

Кристаллы из медного купороса

Проект по химии:

«Выращивание кристаллов

из раствора медного купороса

в домашних условиях».

Выполнила:

Ученица 11 класса

МКОУ «СОШ№7»

Ст.

Ессентукской

Смородинова Мария Михайловна

Учитель: Панаэтова Софья Ильинична

2015 год

.

Введение

  1. Общие сведения на тему: «Кристаллогидраты, их строение, примеры и применение в жизни».

       1.2.

Что такое кристаллогидраты?

      1.3. Примеры.

      1.4. Применение в жизни.

   2. Химический опыт: «Выращивание кристалла из раствора медного купороса в домашних условиях».

     2.1. Небольшие сведения по выращиванию кристаллов в домашних условиях.

     2.2. Нам понадобится.

      2.3. Первый этап выращивания кристалла.

      2.4. Второй этап выращивания кристалла.

      2.5.

Важно помнить!

      2.6 Заключительный этап выращивания кристалла.

   3. Заключение.

   4. Литература.

     1. Общие сведения на тему: «Кристаллогидраты, их строение, примеры и применение в жизни».

     1.1.Вступление.

    Исследовать, на самом деле, можно абсолютно все, что нас окружает, но каждого привлекает своя сфера для исследований. Проекты составляются по абсолютно разным темам и направлениям, но я выбрала, на мой взгляд, одно из интереснейших – химию.

   В этом направлении можно рассматривать много чего, ведь химия — одна из важнейших и обширных областей естествознания, наука о веществах, их составе и строении, их свойствах, зависящих от состава и строения, их превращениях, ведущих к изменению состава — химических реакциях, а также о законах и закономерностях, которым эти превращения подчиняются.

Поскольку все вещества состоят из атомов, которые благодаря химическим связям способны формировать молекулы, то химия занимается прежде всего рассмотрением перечисленных выше задач на атомно-молекулярном уровне, т. е. на уровне химических элементов и их соединений.

Она подразделяется на два раздела (по признаку изучаемых веществ): органическая и неорганическая.

   Органическая химия изучает соединения углерода, их структуру, свойства и методы синтеза.  А неорганическая химия изучает строение, реакционную способность и свойства всех химических элементов и их неорганических соединений. В каждом из этих разделов есть много интересных и красивых реакций, которые могут привлечь внимание абсолютно каждого как ребенка, так и взрослого.

   Но я выбрала неорганическую химию, а именно процесс выращивания кристаллогидратов в домашних условиях. Но прежде чем начать действовать, надо разобраться в том, что же это такое – кристаллогидраты.

     1.2.

Что такое кристаллогидраты?

   Кристаллогидраты – кристаллы, содержащие молекулы воды и образующиеся, если в кристаллической решётке катионы образуют более прочную связь с молекулами воды, чем связь между катионами и анионами в кристалле безводной соли.

  Слово “кристаллос” у древних греков обозначало лед. Так же назывался и водяно-прозрачный кварц (горный хрусталь), ошибочно считавшийся тогда “окаменевшим льдом”.

Впоследствии этот термин был распространён на все кристаллические тела.

   Кристаллами обычно называют твердые тела, образующиеся в природных или лабораторных условиях и имеющие вид многогранников, которые напоминают самые строгие геометрические построения.

Поверхность таких фигур ограничена совершенными плоскостями — гранями, пересекающимися по прямым линиям ребрам. Точки пересечения ребер образуют вершины.

Данное определение нельзя назвать правильным и оно требует ряд существенных поправок, так как охватывает не все кристаллические образования.

   Получается, что кристаллогидраты – это те самые кристаллы, что издревле привлекают внимание людей к себе, ведь они красивые, яркие и нередко с невообразимо красивыми переливами.

Их можно разделить по внешним признакам на два основных вида:

   1. Идеальные кристаллы. Кристаллы, имеющие идеально ровные грани и полную симметрию. Для образования хорошо ограненных кристаллов необходимо, чтобы ничто не мешало им свободно и всесторонне развиваться, не теснило бы их и не препятствовало их росту.

   2. Реальные кристаллы. Кристаллы, которые по тем или иным причинам выросли не особо ровными, гладкими и составляющими идеальную фигуру (куб, прямоугольник, ромб, круг), а имеющие некие изъяны, которые даже придают им более красивый вид. Чаще всего они приобретают такую форму из-за определенных условий окружающей среды.

   Иногда, приходя в ювелирный магазин, мы слышим такое слово, как «самоцвет».

Что же это такое?

   Самоцветы (от рус. сам и цветной) — драгоценные, полудрагоценные и поделочные камни (минералы и горные породы), находящие применение в качестве ювелирного и поделочного сырья. Как правило, прозрачные или полупрозрачные.

Термин самоцветы носит исторически-бытовой характер, он не относится к научной терминологии и не является строгим.

В разное время в повседневной речи и речи разных специалистов мог относиться и к просвечивающим или непрозрачным камням, либо использоваться для разделения по категориям цветных-бесцветных, ограночных-декоративных, драгоценных-поделочных камней.

   Карат — единица массы, бытующая в торговле драгоценными камнями и в ювелирном деле с античных времен.

Не исключено, что само слово “карат” происходит от местного названия (kuara) африканского кораллового дерева, семена которого использовались для взвешивания золотого песка, но более вероятно, что оно ведет начало от греческого названия (keration) широко распространенного в Средиземноморье рожкового дерева, плоды которого изначально служили “гирьками” при взвешивании драгоценных камней (масса одной такой гирьки в среднем примерно равна карату).

   В ряду физических свойств драгоценных камней оптические свойства играют главенствующую роль, определяя их цвет и блеск, сверкание (“огонь”) и люминесценцию, астеризм, иризацию и прочие световые эффекты. При испытании и идентификации драгоценных камней также все большее место отводится оптическим явлениям.

     1.3. Примеры.

   Легче понять, что это такое, если будут приведены так называемые «примеры из жизни».

Где же мы встречаем в жизни кристаллогидраты?

   Во-первых, это известный абсолютно всем алмаз – самый твердый среди минералов, но в то же время и самый хрупкий, обладающий высокой теплопроводностью. На самом деле это редкий, но широко распространенный кристалл.

   Сапфир – минерал, исходным материалом для которого является корунд (Al2O3). Имеет красивую расцветку от темно-синего до светло-голубого. Цвет зависит от примеси железа или титана.

   Рубин – минерал красного спектра, так как имеет многие оттенки красного, начиная с фиолетово-красного и заканчивая кроваво-красным. Цвет зависит от примеси хрома.

   Аметист – синяя, синевато-розовая или красно-фиолетовая разновидность кварца. Исходным материалом является кремнезем. Цвет получается за счет примесей железа. У меня дома есть совсем небольшой аметист. В жизни он выглядит так же прекрасно, как и на картинках.

   Уваровит – минерал, кальциево-хромовый силикат, разновидность граната изумрудно-зелёного цвета. Назван в честь одного из президентов Российской академии наук графа С. С. Уварова. Формула вещества: Ca3Cr2(SiO4)3.

   Можно написать чуть ли не целый список кристаллов, но остановимся на этих примерах.

     1.4. Применение в жизни.

   На самом деле в жизни кристаллы применяют очень широко, но я приведу лишь несколько общих и несколько конкретных примеров, иллюстрирующих это.

   Применения кристаллов в науке и технике так многочисленны и разнообразны, что их трудно перечислить. Самый твердый и самый редкий из природных минералов — алмаз. Сегодня алмаз в первую очередь камень-работник, а не камень-украшение. Благодаря своей исключительной твердости алмаз играет громадную роль в технике. Алмазными пилами распиливают камни.

Алмазная пила — это большой (до 2-х метров в диаметре) вращающийся стальной диск, на краях которого сделаны надрезы или зарубки. Мелкий порошок алмаза, смешанный с каким-нибудь клейким веществом, втирают в эти надрезы. Такой диск, вращаясь с большой скоростью, быстро распиливает любой камень. Колоссальное значение имеет алмаз при бурении горных пород, в горных работах.

В граверных инструментах, делительных машинах, аппаратах для испытания твердости, сверлах для камня и металла вставлены алмазные острия. Алмазным порошком шлифуют и полируют твердые камни, закаленную сталь, твердые и сверхтвердые сплавы. Сам алмаз можно резать, шлифовать и гравировать тоже только алмазом.

Наиболее ответственные детали двигателей в автомобильном и авиационном производстве обрабатывают алмазными резцами и сверлами.

   Рубин и сапфир относятся к самым красивым и самым дорогим из драгоценных камней. У всех этих камней есть и другие качества, более скромные, но полезные. Кроваво-красный рубин и лазорево-синий сапфир — это родные братья, это вообще один и тот же минерал — корунд, окись алюминия А12О3.

Разница в цвете возникла из-за очень малых примесей в окиси алюминия: ничтожная добавка хрома превращает бесцветный корунд в кроваво-красный рубин, окись титана — в сапфир. Есть корунды и других цветов.

Есть у них ещё совсем скромный, невзрачный брат: бурый, непрозрачный, мелкий корунд — наждак, которым чистят металл, из которого делают наждачную шкурку. Корунд со всеми его разновидностями — это один из самых твердых камней на Земле, самый твердый после алмаза.

Корундом можно сверлить, шлифовать, полировать, точить камень и металл. Из корунда и наждака делают точильные круги и бруски, шлифовальные порошки.

   Вся часовая промышленность работает на искусственных рубинах. На полупроводниковых заводах тончайшие схемы рисуют рубиновыми иглами. В текстильной и химической промышленности рубиновые нитеводители вытягивают нити из искусственных волокон, из капрона, из нейлона.

   Новая жизнь рубина — это лазер или, как его называют в науке, оптический квантовый генератор (ОКГ), чудесный прибор наших дней. В 1960г. был создан первый лазер на рубине. Оказалось, что кристалл рубина усиливает свет. Лазер светит ярче тысячи солнц. Мощный луч лазера громадный мощностью.

Он легко прожигает листовой металл, сваривает металлические провода, прожигает металлические трубы, сверлит тончайшие отверстия в твердых сплавах, алмазе. Эти функции выполняет твердый лазер, где используется рубин, гранат с неодитом. В глазной хирургии применяется чаще всего неодиновые лазеры и лазеры на рубине.

В наземных системах ближнего радиуса действия часто используются инжекционные лазеры на арсениде галлия.

   Появились и новые лазерные кристаллы: флюорит, гранаты, арсенид галлия и др.

   Сапфир прозрачен, поэтому из него делают пластины для оптических приборов.

   Основная масса кристаллов сапфира идет в полупроводниковую промышленность.

   Кремень, аметист, яшма, опал, халцедон — все это разновидности кварца. Мелкие зернышки кварца образуют песок. А самая красивая, самая чудесная разновидность кварца — это и есть горный хрусталь, т. е. прозрачные кристаллы кварца. Поэтому из прозрачного кварца делают линзы, призмы и др. детали оптических приборов.

Особенно удивительны электрические свойства кварца. Если сжимать или растягивать кристалл кварца, на его гранях возникают электрические заряды. Это — пьезоэлектрический эффект в кристаллах.

В наши дни в качестве пьезоэлектриков используют не только кварц, но и многие другие, в основном искусственно синтезированные вещества: синетову соль, титанат бария, дигидрофосфаты калия и аммония  и многие другие.

   Пьезоэлектрические кристаллы широко применяются для воспроизведения, записи и передачи звука.

   Существуют и пьезоэлектрические методы измерения давления крови в кровеносных сосудах человека и давления соков в стеблях и стволах растений. Пьезоэлектропластинками измеряют, например, давление в стволе артиллерийского орудия при выстреле, давление в момент взрыва бомбы, мгновенные давления в цилиндрах двигателей при взрыве в них горячих газов.

   Электрооптическая промышленность — это промышленность кристаллов, не имеющих центра симметрии. Эта промышленность очень велика и разнообразна, на её заводах выращивают и обрабатывают сотни наименований кристаллов для применения в оптике, акустике, радиоэлектронике, в лазерной технике.

   В технике также нашел своё применение поликристаллический материал поляроид.

   Поляроид — это тонкая прозрачная пленка, сплошь заполненная крохотными прозрачными игольчатыми кристалликами вещества, двупреломляющего и поляризующего свет. Все кристаллики расположены параллельно друг другу, поэтому все они одинаково поляризуют свет, проходящий через пленку.

   Поляроидные пленки применяются в поляроидных очках. Поляроиды гасят блики отраженного света, пропуская весь остальной свет. Они незаменимы для полярников, которым постоянно приходится смотреть на ослепительное отражение солнечных лучей от заледеневшего снежного поля.

   Поляроидные стекла помогут предотвратить столкновения встречных автомобилей, которые очень часто случаются из-за того, что огни встречной машины ослепляют шофера, и он не видит этой машины.

Если же ветровые стекла автомобилей и стекла автомобильных фонарей сделать из поляроида, причем повернуть оба поляроида так, чтобы их оптические оси были смещены, то ветровое стекло не пропустит света фонарей встречного автомобиля, "погасит его".

   Кристаллы сыграли важную роль во многих технических новинках 20 в. Некоторые кристаллы генерируют электрический заряд при деформации.

Первым их значительным применением было изготовление генераторов радиочастоты со стабилизацией кварцевыми кристаллами.

Заставив кварцевую пластинку вибрировать в электрическом поле радиочастотного колебательного контура, можно тем самым стабилизировать частоту приема.

   Полупроводниковые приборы, революционизировавшие электронику, изготавливаются из кристаллических веществ, главным образом кремния и германия. При этом важную роль играют легирующие примеси, которые вводятся в кристаллическую решетку.

Полупроводниковые диоды используются в компьютерах и системах связи, транзисторы заменили электронные лампы в радиотехнике, а солнечные батареи, помещаемые на наружной поверхности космических летательных аппаратов, преобразуют солнечную энергию в электрическую.

Кристаллы используются также в некоторых мазерах для усиления волн СВЧ — диапазона и в лазерах для усиления световых волн. Кристаллы, обладающие пьезоэлектрическими свойствами, применяются в радиоприемниках и радиопередатчиках, в головках звукоснимателей и в гидролокаторах.

Некоторые кристаллы модулируют световые пучки, а другие генерируют свет под действием приложенного напряжения. Перечень видов применения кристаллов уже достаточно длинен и непрерывно растёт.

     2. Химический опыт: «Выращивание кристалла из раствора медного купороса в домашних условиях».

     2.1. Небольшие сведения по выращиванию кристаллов в домашних условиях.

   Природа сама позаботилась о том, чтобы минералы росли в определенной среде, приобретали определенную форму, поэтому в домашних условиях можно практически без особых усилий вырастить кристалл из раствора медного купороса. Но, к сожалению, этот процесс довольно-таки длительный. Поэтому мы и берем медный купорос, так как из него у нас получится быстрее и менее проблематично сделать кристаллогидрат.

     2.2. Нам понадобится.

  Для выращивания нам понадобится:

   1. Стакан или банка. Я буду брать банку, потому что она по объемам больше, чем стакан, поэтому я могу получить кристалл более крупный.

   2. Тарелка или блюдце.

   3. Медный купорос (Сульфат меди – CuSO4 (порошкообразный)).

   4. Вода. Лучше брать дистиллированную воду, которую можно взять в любом магазине автозапчастей.

   5. Нитка, на которой будет расти наш кристалл.

   6. Перчатки. Так как нельзя допускать попадание раствора на руки. Так же раствор нельзя пить.

   7. Карандаш, на который мы привяжем нитку, так как нельзя, чтобы кристалл касался стенок или дна нашей тары.

   8. Лист бумаги, которым мы прикроем сверху конструкцию, чтобы туда не попадала пыль и грязь.

   9. Платок или марля для фильтрования раствора.

   И теперь мы можем приступать к самому выращиванию кристалла.

     2.3. Первый этап выращивания кристалла.

   C начала готовим  раствор. Наливаем в банку или стакан примерно 200 мл дистиллированной воды, но если не имеем её, то процеживаем воду из-под крана через фильтр или добавляем кипяченную. Я буду брать дистиллированную воду, купленную в магазине, где можно взять все для автомобилей.

   Начинаем добавлять медный купорос. Насыпаем столовую ложку, размешиваем. Купорос очень быстро растворится. Добавляем еще ложку, снова размешиваем. Делаем так до тех пор, пока соль не начнет оседать на дне.  Так мы готовим первичный раствор, который будет основой нашего кристалла.

   Следующим делом отфильтровываем раствор через платочек или марлю. Я буду фильтровать через платок. И оставляем на сутки (может меньше) где-нибудь, где в раствор не упадет грязь и пыль. Во избежание этого накрываем наш раствор чем-нибудь и ставим подальше от членов семьи. Через сутки можно уже приступить ко второму этапу нашего выращивания.

     2.4. Второй этап выращивания кристалла.

   Я беру свою баночку и рассматриваю её: на дне стали образовываться кристаллы, причем все они разной формы. Некоторые кристаллики небольшие, но расположены скоплениями, другие же (ромбовидные) более крупные и находятся отдельно, именно они нам и нужны. Выбираем эти кристаллы (сливаем раствор в другую банку и отковыриваем массу, образовавшуюся на дне).

   Аккуратно берем самый крупный из одиночных кристаллов и привязываем на ниточку, которую привязываем на карандаш (так, чтобы при опускании в баночку наш кристалл не касался дня и стенок).

Накрываем листом бумаги (защита от пыли) и переносим в темное место, защищенное от сквозняков (выращивание кристаллов требует особых условий).

А теперь мы оставляем наш будущий кристаллик на несколько недель в темном месте.

     2.5.

Важно помнить!

   Ни в коем случае нельзя забывать, что:

А) Кристалл нельзя вынимать для того, чтобы просто полюбоваться им, ведь это будет мешать его росту. Будем любоваться, когда вырастим его и поставим на полку.

Б) Обязательно обновлять раствор, ведь он немного испаряется, от чего становится менее насыщенным. Это тоже плохо для выращивания кристаллика.

В) Хорошо закрывать его, чтобы пыль и мусор не попадали.

Г) Не трясти посуду и не шатать её.

     2.6 Заключительный этап выращивания кристалла.

   Спустя месяц наш кристалл уже получился хороших размеров и теперь выглядит прекрасно. Закончим наш опыт тем, что достанем его из тары, промоем её, покроем кристалл бесцветным лаком в целях сохранения его.

     3. Заключение.

   Выращивание кристаллов не просто красивый химический опыт, а целое искусство, поэтому не стоит расстраиваться, если с первого раза не получилось. Для новичков есть специальные наборы для выращивания. Главное – это упорство, чуточку желания, усердие, аккуратность и совсем немного соответствие схеме выращивания, тогда точно все получится.

    4. Литература.

Весь материал по кристаллогидратам взят из «Википедии» и наблюдений из собственных опытов.

Оригинал: https://nsportal.ru/ap/library/nauchno-tekhnicheskoe-tvorchestvo/2015/03/12/vyrashchivanie-kristallov-iz-rastvora

Тема: «Выращивание кристаллов из медного купороса»

Кристаллы из медного купороса

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

Добринский лицей

Урюпинского района Волгоградской области

Тема: «Выращивание кристаллов из медного купороса».

Выполнили: учащиеся 4 класса

МБОУ Добринского лицея

, .

Учитель начальных классов

Добринка 2015

1.

  Введение………………………………………………… стр.

3-4

2.

  Актуальность…………………………………………… стр.

4

3.  Появление кристаллов ……………………………… стр.

5

4.

  Основные технологические этапы выращивания

любого крупного кристалла ………………………… стр.

5

5. Практическая работа………………………………….. стр.

5-8

6. Итог. Выводы…………………………………………… стр.

8

7.  Литература………………………………………………. стр.

9

Тема: «Выращивание кристаллов из медного купороса».

Цель: вырастить кристаллы медного купороса в домашних условиях

Задачи:

    узнать, что такое кристалл, выяснить, какие условия нужно создать для роста кристаллов, наблюдать процесс роста, доказать, что можно вырастить кристаллы в домашних условиях.

Объект исследования: минерал.

Предмет исследования: кристаллы медного купороса.

Методы исследования:

    эксперимент, наблюдение, Практическое значение исследования в том, что оно может быть использовано на уроках окружающего мира, во внеклассных мероприятиях, на занятиях кружка,

Приёмы и навыки, которыми предстоит овладеть в процессе работы:

1.

Правила работы с текстом, справочным материалом;

2.

Правила пользования компьютером;

3. Умение работать с информацией, с оборудованием и материалами.

4.

Практические умения.

Прогнозируемый результат:

В ходе проведенной исследовательской работы, узнают, как можно вырастить кристаллы. Подготовить итог в виде презентации.

Гипотеза: проверить возможность роста кристаллов соли без применения специальной техники.

Этапы работы над проектом: выбор проекта, планирование деятельности, подбор материалов, анализ и сравнение.

Самостоятельные размышления и наблюдения: получение информации из различных источников.

1.

Введение

Кристаллы притягивают человека. Ни них можно любоваться долгое время, рассматривая грани. Они привлекают своим цветом. Это: аметисты, гранат, хрусталь и т. д.Каких только кристаллических форм не создала природа!. Нас всех с детства манили и притягивали к себе разноцветные камушки.

Интуитивно мы чувствовали в них какую-то загадочность и не могли оторвать глаз от их естественной природной красоты. Нам всегда хотелось узнать по-больше о кристаллах, как они формируются, растут, какова их структура, функция и что их делает такими не похожими друг на друга. Возможно кристалл — это редкий и красивый минерал или драгоценный ка­мень. Отчасти вы правы.

Изумруды и бриллианты являются кристаллами. Но не все кристаллы редки красивы. Каждая отдельная частица соли или сахара — тоже кристалл!

В природе существуют сотни веществ, образу­ющих кристаллы. Вода — одно из самых распро­страненных из них.

Замерзающая вода превраща­ется в кристаллы льда или снежинки, выросшие из паров воды

2.

Актуальность

В этом году на уроках окружающего мира мы изучали полезные ископаемые. Меня очень заинтересовали кварцы. Я решил узнать, можно ли самому вырастить такие кристаллы. Ведь многие поделочные камни выращены в лабораториях.

Изучив литературу по выращиванию кристаллов, поняли, какое это увлекательное занятие, максимально безопасное с точки зрения техники безопасности, что немаловажно для тех, кто проводит эксперименты дома.

Тщательная подготовка и выполнение оттачивают навыки в умении аккуратно обращаться с веществами и правильно организовывать план работы.

Кристаллы люди используют в строительстве, при производстве ювелирных изделий, часов, электронных приборов, компьютерной техники кристаллы применяются для изготовления призм и линз оптических приборов. А также неотъемлемой частью нашей жизни стали приборы на основе жидких кристаллов, поэтому эта тема актуальна для современного человека.

3.Появление кристаллов.

Что же такое кристаллы? Кристаллы, в переводе с греческого языка, (krystallos) лёд. По данным энциклопедии, кристалл — это твердое тело. Кристаллики растут, присоединяя частицы вещества из жидкости или пара.

Кристаллы бывают естественного происхождения и искусственного, выращенные в специально-созданных условиях. И каждый человек, при желании может легко вырастить кристаллы у себя дома.

Но для того, чтобы результат получился действительно красивым необходимо аккуратно выполнять все действия, соблюдать технологический процесс.

Изучив литературу, мы узнали, что медный купорос – это соль (соль — с химической точки зрения) голубого цвета, не ядовитая для человека (если только ее не кушать) и применяется она не только в садоводстве, но и в медицине,  в строительстве и даже в пищевой промышленности! Но самым интересным для меня оказалось то, что каждая отдельная частица этой соли  — это кристалл! Процесс образования кристалла называется кристаллизацией. Один из методов получения кристаллов является постепенное удаление воды из насыщенного раствора. «Лишнее» вещество при этом кристаллизуется. И в этом случае, чем медленнее испаряется вода, тем лучше получаются кристаллы.

4.

Основные технологические этапы выращивания любого крупного кристалла— Перенасыщенный раствор соли- Постоянная температура воздуха- Постоянная температура раствора- Отсутствие дополнительных "затравок"

— Тщательная фильтрация раствора

5.  Практическая работа.

Для проведения опыта нам необходимо: медный купорос, нитка, 2 банки, ложка, картон, ножницы, ложка, стакан, средства защиты, фильтр.

1.

  На начальном этапе готовим перенасыщенный раствор. Наливаем в банку или стакан примерно 300 мл воды. Начинаем добавлять медный купорос.

Насыпаем столовую ложку, размешиваем. Купорос очень быстро растворится. Добавляем еще ложку, снова размешиваем. Делаем так до тех пор, пока соль не начнет оседать на дне. Раствор получился перенасыщенным.

Поместим банку в кастрюлю с водой и поставим кастрюлю на огонь.

Необходимо добиться полного растворения купороса в воде, чтобы кристаллы получились красивые и чистые, для этого необходимо полученный раствор отфильтровать, причем как можно быстрее, пока не произошла кристаллизация.

2.

Пока раствор остывает, приготовим «затравку». Затравкой может быть крупный кристалл медного купороса или бусина или пуговица. Закрепляем затравку на нитке.

3. Затравку на нитке можно нужно поместить внутрь банки с раствором. При этом затравка не должна касаться стенок сосуда или его дна. Поэтому привяжем нитку к палочке или карандашу по середине. Положим карандаш поперек горлышка банки.

4.

Оставляем конструкцию в покое и ждем, пока начнут образовываться кристаллы. Когда кристалл достигнет желаемого размера, извлекаем его из раствора, обрезаем нитку.

Концентрированный раствор медного купороса не должен попадать на руки, поэтому используйте перчатки

1.

Не пробовать на вкус соль медного купороса.

2.

Избегать попадания вещества в нос и в глаза.

3.Из посуды, которая была использована в ходе эксперимента, кушать строго запрещено.

4.

Во время роста кристаллика не трогать его руками, потому что на нем останутся следы от пальцев, и кристалл будет расти неправильной формы.

5.Всегда мыть руки по окончании опытов.

Банку с раствором поставили в открытом виде в теплое место. Следили за ростом кристалла каждый день, ни в коем случае не поднимая, не поворачивая и не сотрясая стакан с раствором, иначе кристалл может быть нарушен. Через трое суток после начала опыта на нитке появился кристалл медного купороса.

На 26 день опыта, мы извлекли кристаллы из банки.

Практическая значимость.

Кристаллы, полученные в процессе выращивания из соли медного купороса, можно применять для украшения интерьера помещений, для создания разнообразных декоративных композиций и панно. Выращенные кристаллы в виде разнообразных цветов, фигурок, веточек можно использовать для изготовления сувениров и подарков для друзей и знакомых.

6. Итог. Выводы.

В ходе работы мы исследовали очень интересное свойство кристаллов — их рост в искусственной среде. Оказывается, кристаллы можно вырастить дома, без каких — либо усилий.

В результате проведенных исследований гипотеза полностью подтверждается: нам удалось вырастить кристаллы медного купороса в домашних условиях.

Литература

1.

Большая детская энциклопедия: Химия, сост. К. Люцис. М. : Русское энциклопедическое товарищество. 2000.

2.

Владимиров ёное золото: Научно-художественная литература. М. : Детская литература. 1986.

3. Интерактивная энциклопедия «Всё обо всём», М. : Махаон 2007.4. Леенсон химия. М. : Дрофа. 1996.5. Энциклопедия для любознательных «Что, зачем и почему? » М. : Махаон 2012.6. ://. kakprosto. ru7. ://. zircon81.narod. ru8. ://.

9. ://.

Подпишитесь на рассылку:

Поиск

Вики

Архив

Оригинал: https://pandia.ru/text/80/084/23194.php

Кристаллы из медного купороса

Кристаллы из медного купороса

» Увлекательная химия » Кристаллы из медного купороса

«Сделай сам – своими руками» — сайт интересных самоделок, сделанных из подручных материалов и предметов в домашних условиях. Пошаговые мастер-классы с фото и описанием, технологии, примеры работ — все, что нужно для рукоделия настоящему мастеру или просто умельцу. Поделки любой сложности, большой выбор направлений и идей для творчества.

Мы в соц.

сетях

Подпишитесь на обновления

© sdelaysam-svoimirukami, 2009 — 2020

Оригинал: https://SdelaySam-SvoimiRukami.ru/1121-kristally-iz-mednogo-kuporosa.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Тратосфера