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.
Как вырастить кристалл из медного купороса в домашних условиях — все о путешествиях на сайт
Часть первая: «О том, как вырастить поликристалл всего за 1 час»
В сети интернет есть множество статей как нужно выращивать кристаллы. Чаще всего выращивают кристалл из медного купороса (цвет красивый, достать легко, выращивать просто).
В насыщенный раствор медного купороса на нитке опускают затравку (небольшой кристаллик), стакан накрывают марлей и оставляют раствор медленно испаряться. Процедура проста, но ждать, пока вырастет кристалл приходиться недели, а иногда и месяцы.
А нельзя ли вырастить кристаллы быстрее, например - за день ?! Конечно можно, но вместо одного большого кристалла у вас образуется сросток кристаллов поменьше - ПОЛИКСТАЛЛ - который благодаря своей причудливой форме ничуть не уступает, и даже превосходит по красоте кристалл правильной формы.
В данной статье мы расскажем и покажем, как вырастить красивые поликристаллы медного купороса (см рисунок) за самое короткое время.
Материалы:
Медный купорос 200 г, вода, банка 0,25 л, палочка от мороженого, банка 0,5 л, нитки.
Шаг 1.
В горячей чистой воде (кипяток не нужен, 70-80 ˚C) растворяем порошок медного купороса (продается в любом магазине сад-огород в отделе с удобрениями) с расчетом 100-150 г медного купороса на 200 мл воды. Перемешиваем раствор палочкой до тех пор, пока купорос не перестанет растворяться в воде.
Примечание : Если удалось растворить весь купорос в воде, значит его недостаточно и нужно добавить еще. В банке на дне должен в итоге оставаться нерастворимый осадок.
Главная наша цель - добиться насыщенного состояния раствора (т.е. такого раствора, в котором еще больше вещества раствориться уже не может). Для этого нужно в данном объеме жидкости растворить как можно больше грамм медного купороса.
*Как добиться насыщенного раствора или сколько купороса нужно разбавлять в воде?
Чтобы ответить на этот вопрос, посмотрим, как изменяется растворимость сульфата меди с температурой (рисунок 1).
Рисунок 1. Изменение растворимости CuSO 4 с температурой (в гр на 100 гр воды)
Как видно из графика с увеличением температуры растворимость сульфата меди довольно быстро растет. Но когда температура достигает примерно 80 °С, то дальнейшее нагревание почти не ведет к увеличению растворимости.
Кроме того, при нагревании выше 90 градусов раствор мутнеет и происходит выпадение черных хлопьев в виде осадка, что влияет на чистоту кристалла.
Поэтому оптимальная температура растворения медного купороса для выращивания кристалла - 80 градусов.
Шаг 2.
Как только мы добились насыщенного раствора нужно его отфильтровать. Мы использовали банку 0,5 л как промежуточный резервуар. В нее мы перелили весь раствор с осадком.
Банку, в которой мы выращиваем кристалл, сполоснули от остатков осадка.
Теперь фильтруем раствор. Для этого складываем марлю или бинт в несколько слоев и переливаем через него нашу жидкость.
Осадок остается на марле.
Шаг 3.
Вырезаем углубление в палочке от мороженого и наматываем на нее нитку. На конце нити завязываем узел или подвешиваем любой грузик на который будет наращиваться впоследствии кристалл.
Шаг 4.
В отфильтрованный насыщенный раствор опускаем нитку с узелком так, чтобы узелок был в центре объема жидкости. Высоту узелка можно регулировать наматывая и разматывая нитку вокруг палочки.
Шаг 5.
Накрываем банку слоем марли и ставим банку в спокойное место с постоянной температурой. Банку накрыли марлей, чтобы пыль и грязь не попадала в нее. А перепады температуры и сотрясения могут отрицательно отразиться на росте кристалла.
Шаг 6.
Ждем.
По мере остывания раствора (ближайший час) в банке будет резко повышаться концентрация медного купороса, т.к. при более низкой температуре в воде растворяется гораздо меньше вещества и лишнее вещество, образующееся при остывании, выпадает в осадок в виде кристаллов.
По мере остывания все «лишнее» при данной температуре вещество переходит в твердую фазу, выстраивая кристаллическую структуру в очаге кристаллизации - на нитке. В итоге на нитке образуются много маленьких кристаллов, которые все новыми слоями наращиваются друг на друга, образуя красивое поликристаллическое тело.
Вот такой кристалл вырос за 2 часа роста в остывающей воде. Хорошее начало. Но все еще впереди. Как растить кристалл дальше в большой и красивый всего за один день читайте в нашей следующей статье.
А пока все то, о чем мы говорили в этой статье, можете посмотреть в видео варианте, где подробно показаны все этапы выращивания кристалла, описанные выше.
Надеемся наша статья и видео материал помогут Вам вырастить собственный уникальный кристалл, который будет радовать своей красотой Вас и Ваших близких. Удачи!
Вторую часть статьи ("О том, как продолжить выращивать большой кристалл в быстрые сроки" ) читайте здесь:
Медный купорос обладает ярким и насыщенным синим цветом. Особенно красивыми получаются из него кристаллы. Они могут быть оригинальным подарком для друзей и близких или стать очень интересным занятием по его созданию. Кристаллы из сульфата меди станут оригинальным декором для комнаты. Так как же вырастить их самостоятельно? Основные принципы изготовления описаны в этой статье.
Как вырастить кристалл из медного купороса – подготовка материала
- Данное средство продается в магазинах для товаров сельскохозяйственного назначения. Но при его использовании в домашних условиях стоит помнить, что медный купорос является токсичным препаратом. Он используется для уничтожения вредителей на полях. Поэтому в работе с ним соблюдайте технику безопасности: работайте только в резиновых перчатках, не вдыхайте пары раствора с ним, избегайте попадания на слизистые и глаза. Обязательно мойте руки после каждой работы со средством и только под проточной водой.
Важно! Не используйте для процедуры водопроводную воду. В ней содержится хлор, который вступит в реакцию со средством и понизит качество готового кристалла. Если у вас нет дистиллированной воды, тогда используйте кипяченую.
Совет. Так как кристалл будет прозрачного цвета, то для его выращивания используйте тонкую нить, но прочную. Ее не будет видно в готовом изделии, но она удержит вес декора.
- Когда вы будете устанавливать нить в емкость, следите за тем, чтобы она не касалась стенок посуды, как и дна. Это нарушит структуру кристалла.
- Так как стакан придется подогревать, то используйте его с толстым основанием или воспользуйтесь термоустойчивой посудой.
Как вырастить кристалл из медного купороса – инструкция и методы
- На сегодня существует два способа выращивания кристаллов из сульфата меди. Хотя принцип один и тот же: постепенное образование наростов, но в результате получаются кристаллы с разной структурой. А также на выращивание потребуется разное время.
- Быстрый способ предполагает образование кристалла за короткое время. Он подходит для тех, кто не любит ждать и необходим быстрый результат. Весь процесс займет около недели. У вас вырастит удлиненный кристалл с множеством мелких ответвлений.
- Если вы хотите вырастить большой кристалл, то для этого вам понадобится более длительный период времени и терпение. Но в итоге вы создадите предмет, похожий на большой драгоценный камень.
Как вырастить кристалл из медного купороса – быстрый вариант
- Подготовьте емкость объемом пол литра. Насыпьте в нее 200 гр порошка и залейте 300 мл теплой воды. Она должна находиться на песчаной печке. Хорошо перемешайте смесь до полного растворения крупинок.
- Снимите емкость с песка и поставьте ее на стол. Дайте смеси остыть. На нить привяжите кусочек купороса – это будет затравка. Опустите его в жидкость.
- Следите за тем, чтобы затравка с нитью не касались стенок и дна посуды. Когда смесь будет остывать, то освободившиеся соли осядут на подготовленную основу. Для удобства закрепите нить на карандаш, который положите на поверхность емкости. Она будет удерживать нить в вертикальном направлении.
- Через сутки достаньте основу, емкость опять подогрейте. При этом порошок, который осел на дно, должен полностью растаять. Остудите смесь и снова установите нить вовнутрь емкости. Накройте крышкой и оставьте на 12 часов. Через сутки у вас вырастит кисть кристаллов на нити. Повторяйте процедуру до образования желаемого размера украшения.
- Для определенной формы кристалла воспользуйтесь проволокой вместо основы. Согните ее в любой форме, например, в виде капли и опустите в смесь. Но она так же не должна касаться со стенками и дном емкости. Через неделю у вас вырастет вот такой яркий кристалл.
Совет. Для формирования граней у кристалла смажьте их маслом, если их рост в определенном месте не нужен.
Как вырастить кристалл из медного купороса – длительный вариант
Большие кристаллы с ровной поверхностью у вас получатся при его выращивании длительным методом. Но для этого вам потребуется не только много времени, но и внимания. При данном методе важна затравка и придется убирать мелкие кристаллы.
- Смешайте 110 гр порошка с 200 гр теплой воды. Хорошо размешайте раствор, отставьте. Затем периодически мешайте его до полного растворения крупинок порошка. Полученную смесь отфильтруйте. Используйте для этого ватный диск или бумажный фильтр.
- Емкость помойте и перелейте в нее отфильтрованный раствор.
- Среди кристаллов порошка найдите самый крупный и с ровными гранями. Привяжите его на нить и опустите в емкость. Она должна располагаться внутри строго вертикально, не касаясь внутренней поверхности. Используйте ткань, чтобы предотвратить попадание мусора с пылью в раствор.
- В данном способе не нужно доставать нить и подогревать смесь. Через 10 дней кристалл увеличится в 2 раза. Продолжайте его выращивать, пока не достигните желаемого объема.
Как видите, вырастить кристалл из медного купороса не трудно, главное терпение и соблюдение правил безопасности.
Выращивание кристаллов - отличный способ познакомить ребенка с азами химии, заинтересовать его непосредственным участием в опыте и с пользой провести время.
Выращивать можно белые кристаллы из обычной поваренной соли или сахара, а можно сделать это из порошка медного купороса. Тогда кристалл будет красивого синего цвета.
Для начала следует подготовить:
- 500-550 гр порошка сульфата меди. Он используется в сельском хозяйстве в качестве удобрения. Продается либо в хозяйственных магазинах, либо в агромагазинах.
- Емкость для приготовления раствора соли и стеклянный стакан, объемом больше 300 мл. Но подойдет и простая пол-литровая банка.
- Стеклянная палочка и привязанная к ней нить. На другом конце нити можно закрепить небольшой предмет, например, пуговицу.
- Дистиллированную воду. Она продается в любом магазине автозапчастей.
Инструкция по выращиванию кристалла медного купороса
- Готовим раствор медного купороса. Для этого берем подготовленную стеклянную емкость, наполняем водой, добавляем порошок CuSO4 и размешиваем до полного растворения. Соли медного купороса весьма активны, поэтому вода должна быть дистиллированной, не следует брать воду из-под крана. Вода должна быть теплой, но не выше 60°С. На 500 грамм порошка сульфата меди должно быть не меньше 300 мл воды.
- Аккуратно размешиваем раствор. Получается концентрированный состав, насыщенного синего цвета. Все действия совершаем в резиновых перчатках. В случае попадания жидкости на кожу или слизистую глаз – обильно промываем проточной водой. Когда порошок перестанет растворяться, переливаем раствор в стакан, оставив излишки соли в большой емкости.
- Опускаем нить в воду таким образом, чтобы пуговка, закрепленная на ее конце, не касалась стенок сосуда. Пуговица должна оказаться посередине стакана. Сверху нить фиксируется на стеклянной палочке, которая помещается на края стакана.
- Теперь убираем стакан на сутки-трое в теплое место. Его не следует трогать и взбалтывать жидкость внутри. Место, в котором будет находиться раствор, должно быть вдали от пищевых продуктов. Также следует позаботиться о том, чтобы к нему был свободный доступ для наблюдения за ростом кристалла.
- Можно извлечь кристалл, приготовить новый насыщенный раствор и опустить в него кристалл. Он будет расти с новой силой, увеличиваясь с каждым днем. Он будет темно-синего цвета, с красивыми гранями. Регулировать рост граней можно при помощи вазелина. В местах, куда будет нанесен вазелин, рост прекратится.
- Готовый кристалл медного купороса извлекают из раствора, промокают салфеткой, высушивают и покрывают лаком, чтобы избежать контакта с воздухом и водой.
В процессе подготовки раствора и при наблюдении за ростом кристалла можно вместе с ребенком разобраться в процессах, которые управляют его ростом, изучить свойства разных веществ и их влияние на форму выращенных из них кристаллов, научиться выращивать большие кристаллы различной формы.
Как вырастить кристалл медного купороса?
Мы уже рассказывали, как быстро вырастить кристаллы медного купороса
Для этого нужно растворить медный купорос в горячей воде,
охладить раствор, опустить в него нитку с затравкой (или просто нитку) и
подождать несколько часов. На нитке вырастут кристаллы медного купороса
размером до сантиметра, которые будут образовывать большие сростки,
словно мидии.
Если вы хотите вырастить большой кристалл, придется поступить
совсем по-другому. Сначала нужно приготовить насыщенный раствор соли, в
нашем случае – медного купороса. Насыщенным называется раствор, который
находится в равновесии с нерастворенным веществом (твердым, жидким или
газообразным). Следовательно, насыщенный раствор содержит максимальное
количество вещества, которое может раствориться при данной температуре.
Чтобы приготовить насыщенный раствор медного купороса, сначала
рассчитаем, сколько нужно взять соли.
Растворимость медного купороса при 20°С составляет 35.6 г в 100 г
воды. Например, если вы взяли 200 мл воды, значит необходимо
35.6·200/100= 71.2 г CuSO4 · 5H2O. А как быть при других температурах? С
ростом температуры растворимость сульфата меди сначала увеличивается,
потом почти перестает зависеть от температуры. Поэтому, чтобы исключить
влияние колебаний температуры в лаборатории, точности взвешивания и
других факторов возьмите количество медного купороса, раза в полтора
большее расчетного. Например, в нашем случае это 71.2·1.5 = 107 г.
Залейте соль водой и оставьте примерно на сутки, время от времени
перемешивая. Когда растворение медного купороса прекратится, и наступит
равновесие, профильтруйте раствор через неплотную фильтровальную бумагу
или вату. Избыток соли останется на фильтре – его можно снова высушить и
использовать повторно. Налейте полученный раствор в стакан или банку.
Теперь выберите крупный и хорошо сформированный кристаллик и привяжите
его к нитке. Кристаллик послужит затравкой. Привяжите второй конец нитки
к карандашу или стеклянной палочке и опустите затравку в раствор.
Накройте стакан марлей – для защиты от пыли. Все, что остается – ждать.
Через несколько дней рост кристалла будет виден визуально, за неделю
может вырасти кристалл длинной в 1 см, за три-пять недель – 5 см. Если в
стакане образуется осадок мелких кристалликов – перелейте раствор в
чистый стакан и перенесите в него наш кристалл. В ходе нашего
эксперимента такую процедуру пришлось проделать несколько раз. Со
временем на нитке тоже образуются мелкие кристаллики, которые начинают
расти. Избежать этого сложно, можно разве что поднять кристалл повыше,
чтобы меньший отрезок нитки контактировал с раствором. Во время
эксперимента возникла идея использовать вместо хлопчатобумажной нитки
тонкую медную проволочку или капроновую нитку, однако на них затравка
росла значительно хуже. Эксперимент длится от нескольких недель до
одного-двух месяцев.
К сожалению, на воздухе кристаллы медного купороса теряют часть
своей воды, при этом происходит их выветривание (разрушение). Чтобы
кристаллы медного купороса сохранились дольше, поместите их в плотно
закрытую банку и храните в прохладном помещении.
Если в начальной стадии эксперимента у вас растворилась
затравка, значит, раствор не был насыщенным. Причин может быть
несколько. Во-первых, исходный раствор мог недостаточно долго
контактировать с кристаллами и не успел стать насыщенным. Во-вторых,
растворимость медного купороса растет с температурой. Если вы
приготовите насыщенный раствор и опустите в него кристаллик, а потом в
комнате потеплеет, растворимость возрастет, и затравка может
раствориться. В любом
случае, добавьте в раствор еще несколько ложек
купороса, перемешайте его, и дайте постоять (а потом снова
профильтруйте).
Выращивание кристаллов требует труда и много терпения, но результат может очень приятно вас удивить.
| Начало |
| 8 дней |
| 11 дней |
| 12 дней |
| 22 дня |
| 42 дня |
| 58 дней |