Evde kristal yetiştirmek mümkün mü? Bu sorunun cevabını bulmaya, bu deneyi yapmak için yöntemler önermeye birlikte çalışalım.
Çeşitli şekil ve boyutlarda kristallerin doğada bulunabileceğini çok iyi biliyoruz. Kışın kar taneleri pencereleri, ağaç dallarını süslüyor. Bazı kristaller, belirli organizmaların atık ürünleridir.
Giriş
Örneğin, kristallerin büyümesi kabuğa düşen yumuşakçalar için tipiktir. 5-10 yıl sonra, içinde benzersiz görünümü ve benzersiz parlaklığı olan güzel bir inci oluşur.
Safir, yakut, elmas ve diğer değerli taşlar kristal olarak kabul edilebilir. Doğal kristallerin endüstride, bilimde, elektronikte, optikte önemi büyüktür.
Evde kristal yetiştirme, yeni başlayan kimyagerler için eğlenceli bir aktivitedir. Güvenlidir, bu nedenle ilkokul öğrencileri için bile uygundur.
Titiz hazırlık, titiz uygulama yoluyladeney, deney kurma becerilerinin oluşumu ve gelişimi gerçekleşir.
Maddenin toplam halleri, kristal büyüme sürecini kontrol etme yolları hakkında fikirlerden sonra kristalleri büyütmeye başlamak önemlidir.
Kristalizasyon düşük bir hızda ilerliyorsa, büyük bir kristal elde edeceğinize güvenebilirsiniz. İşlemin hızını artırarak, çok kristalli küçük kristaller elde etmeyi bekleyebiliriz.
Önemli bilgiler
Kristal Yetiştirme Projesi teorik terimler ve kavramlarla başlatılabilir. Kristaller maddenin katı halidir. Belirli bir şekil, atomların düzeninin özellikleriyle ilişkili yüzlerin sayısı ile karakterize edilir. Aynı maddenin kristalleri her zaman aynı şekle sahiptir, ancak boyut farklılıklarına izin verilir.
Büyüyen kristaller, çözeltinin termodinamik parametrelerindeki bir değişiklik, çözeltinin katı bir kümelenme durumuna geçişi ile ilişkilidir.
Doğada kristal oluşturabilen birçok farklı madde vardır.
Örneğin, büyüyen su kristalleri, sıcaklığı düşürmeyi içerir. Su donarken kar taneleri veya buz kristalleri oluşturur. Benzer bir şemaya göre, mineral kristallerinin oluşumu, belirli kaya oluşum süreçleri sırasında gerçekleştirilir.
Dünyanın iç kısmındaki önemli miktarda erimiş ve sıcak kayalar mineral çözeltilerdir.
Onları yüzeye iterkentoprak, katı bir forma geçişe yol açan yavaş bir soğuma meydana gelir.
Örneğin, dağ graniti mineral kristalleri içerir: feldspat, kuvars, mika. Milyonlarca yıl önce granit, erimiş bir mineral kütlesi olarak vardı. Zamanımızda, yerkabuğunda, kademeli olarak soğumasıyla çeşitli kristal türlerinin oluştuğu çeşitli erimiş kayaçlar vardır.
Kristal yetiştirme yöntemleri değişir ve maddenin kimyasal yapısına, sıcaklığa, ek bileşenlerin kullanımına bağlıdır.
Süreç özellikleri
Süreç birkaç ayrı noktaya ayrılabilir:
- doğal, doğada eğitimle ilişkili;
- yapay.
İkinci seçenek aşağıdaki durumlarda talep görmektedir:
- bilimsel ve teknik amaçlar için;
- ders dışı, pratik, deneysel çalışma yürütürken;
- rastgele kristal oluşumu.
İkinci durumda kristal büyümesi nasıl gerçekleşebilir? Kimya, bu kristalleşme çeşidini deneyin istenmeyen bir sonucu olarak kabul eder ve bu durumda araştırmacının hiçbir kontrolü yoktur. Ek fiziksel veya kimyasal süreçlerin varlığında spontan kristalleşme gözlenir: çözücünün buharlaşması, çözelti bileşenlerinin oksidasyonu.
Fiziksel ve kimyasal özellikler
Büyüyen kristallertuzdan, kristal yapının tahrip olmasıyla birlikte maddenin çözücülerdeki çözünürlüğü ile açıklanır. Böyle bir işlem için gerekli olan ısı ortamdan alınır. Örneğin, amonyum tiyosiyanat NH4SCN ve potasyum iyodür çözülmesi durumunda, sıcaklık değişimi test tüpü ile doğrudan temas yoluyla hissedilebilir.
Ayrıca evde tuzdan kristal yetiştirmek difüzyonla ilişkilidir. Örneğin, birkaç potasyum permanganat (potasyum permanganat) kristali alıp bunları suda çözerek, silindirin hacmi üzerinde nasıl pembe girdapların oluştuğunu gözlemleyebilirsiniz. Kuvvetli karıştırma ile tüm çözelti tek tip pembe bir renk alır. Donmuşsa, güzel potasyum permanganat kristalleri alacağınıza güvenebilirsiniz.
Çocuklar için kristal yetiştirmenin en iyi yolu sodyum klorür, bakır sülfat (2).
Önemli yönler
Deneysel çalışma için malzeme seçerken, belirli gerçekleri göz önünde bulundurmak önemlidir:
- Başlangıç malzemesi toksik olmamalıdır. Örneğin, çocuklar için "Evde kristal yetiştirme" projesi potasyum siyanür, sodyum sülfat kullanımına izin vermez, çünkü bu tür tuzların hidrolizi zehirlenmeye neden olabilecek toksik bileşikleri serbest bırakır.
- Seçilen maddeler kararlı sonuçlar vermelidir. Örneğin sodyum sülfat kristalleri, demir-amonyum ve krom-potasyum şap, manganez tuzları nem kaybıyla birlikte sıradan tozlar haline gelir ve bu nedenle bunlarkristal yetiştirme kitine dahil değildir.
- Seçilen reaktiflerin kabul edilebilir maliyeti ve bulunabilirliği. Kristaller nasıl yetiştirilebilir? Çocuklara yönelik kitler, erişilebilir bileşenlerin yanı sıra pratik çalışma yapmak için ayrıntılı talimatlar içerir.
- Kararlı maddelerin kullanımı. Tersinir hidrolize maruz kalan maddelerin seçimi tavsiye edilmez. Böylece oldukça higroskopik olan amonyum tuzları su ile reaksiyona girecek ve bunun sonucunda istenilen sonucun elde edilmesini beklemek zor olacaktır.
Genç bir simyacı başka ne bilmeli? Büyüyen kristaller, belirli bir dizi eylem (algoritma) içerir. Yalnızca işin tüm gereksinimleri ve aşamaları karşılanırsa, istediğiniz sonucu alacağınıza güvenebilirsiniz.
Kristalleri yıkımlarına neden olmamak için tercihen buzdolabında saklayın. Oldukça uzun bir süre boyunca kararlı bir kristal formda var olabilen bazı maddeler vardır.
Örneğin, okul çocukları için en iyi seçenek bakır sülfat, tuzdan kristaller yetiştirmektir. Bu bileşenler, kimyasal-fiziksel, biyolojik özelliklerine uygun bir fiyat aralığında mevcuttur.
Sonuçta elde edilen kristallerin renksiz bir vernikle ek kaplanmasıyla, onların "ömrünü" önemli ölçüde uzatabilirsiniz.
Ekipman gerekli
Kristal nasıl yetiştirilir? Çocuklar için setler, kimyasal cam eşyalar içerir: ısıya dayanıklı camlar,filtre kağıdı, huni, cam çubuk, reaktifler.
Deney evde yapılırsa, filtre kağıdı yerine tuvalet kağıdı (peçete) kullanılabilir ve elektrikli soba üzerine yerleştirilmiş eski bir tencere su banyosu rolü oynayabilir.
Gerçek bir kimyasal huniye bir alternatif, eski bir plastik şişenin boynudur.
Kristal Yetiştirme deneyi yaparken dikkate alınması gereken başka neler önemlidir? Doğrudan yetiştirmeye ek olarak, deneysel faaliyetlerin sonucunu korumaya yönelik becerilerin kazanılması önemlidir.
Eğitim seçenekleri
Kristal oluşumu için üç farklı seçenek vardır:
- eriyikten;
- çözümden;
- gaz fazından.
Erimiş halden kristalleşme örneği olarak, sudaki buzun görünümünü ve ayrıca volkanik kayaların oluşumunu not edebiliriz.
Vitriolden büyüyen kristaller, sıvı fazdan katı agregasyon durumuna geçişin tipik bir örneğidir.
Bir buharın veya gazın elektrik çekim kuvvetleri nedeniyle soğutulması durumunda, atomların veya moleküllerin kristal bir duruma bağlanması gözlemlenir. İlkokul öğrencileri tarafından gerçekleştirilebilen tek kristallerin yapay üretimi için en yaygın seçenekler arasında, bakır sülfattan kristallerin yetiştirilmesini seçiyoruz. Sürecin karmaşıklığı, akışının önemsiz hızında yatmaktadır.
Öğrenci proje çalışmasına bir örnek
Konunun alaka düzeyi, verilmiş olmasıdırBüyüyen kristaller için ayrıntılı talimatlar ve özel sonuçlar.
Projenin hipotezi: güzel ve eşsiz kristaller evde yetiştirilebilir.
Projenin amacı: kendi başımıza tuz kristalleri yetiştirmek.
Proje Hedefleri:
- araştırma sorusuyla ilgili teorik bilgileri analiz edin;
- tuzun insan hayatı için değerini ortaya çıkarın;
- kendi ellerinizle tuz kristalleri yetiştirin;
- kristal oluşumu için koşulları netleştirin;
- Uygulamalı faaliyetler sırasında elde edilen sonuçları değerlendirin.
Tarihsel arka plan
Sodyum klorür yaygın bir gıda ürünüdür. Doğada bu bileşik, "kaya tuzu" olarak da adlandırılan mineral halit olarak oluşur. Sodyum klorür deniz suyunda önemli miktarlarda bulunur. Bu bileşik dünyanın bağırsaklarında, nehirlerin kıyısında, dağlarda bulundu.
Belirli bir miktar sofra tuzu olmadan, birçok canlı organizma tuz açlığına başlar. Yırtıcı hayvanlar, sodyum klorür eksikliğini avın eti ve kanıyla kapatır, otoburlar tuzlu toprakları yalar.
Günde 10-15 gram tuz bir kişi için yeterlidir (en fazla 1 yemek kaşığı), bu kimyasalın fazlası böbrek hastalıklarına yol açar. Antik çağda tuz madeni para yapmak için kullanılırdı, 5 kiremit tuz için bir köle satın alabilirdiniz.
Antik Roma'da, işe alınan askerlere parayla değil, tuzla ödeme yapılırdı. İngilizler, bir sodyum klorür çözeltisinin,bir şeyin üzerine sıçrar, talihsizliği önler. Dostluğun ve misafirperverliğin sembolü olarak kabul edilen tuzdu. Dağınık olduğunda başarısızlığa, bir kavgaya hazırlanmanız gerektiğine göre popüler bir işaret var.
Kiev Rus'da, madde Azak ve Karadeniz'in tuz göllerinden geldi. O kadar pahalı bir maldı ki sadece asil misafirlere ikram edilirdi.
Sodyum klorürün çıkarıldığı yerlerde ortaya çıkan şehirler var:
- Solikamsk.
- Solvychegodsk.
- Bursol.
- Solikamsk.
- Soligalich.
- Sol-Iletsk.
Kristaller hakkında ilginç
Kelime Yunanca "buz" anlamına gelir. Çeşitli şekillere, yapılara ve boyutlara sahiptirler. Örneğin, dev numuneler birkaç tonluk bir kütleye ulaşır. Eski insanlar kristalin buzdan, elmasların da kristalden elde edilebileceğine inanıyorlardı. Büyülü özelliklere sahiptiler, kristallerin ölümcül hastalıklardan iyileştiğine, bir kişinin kaderini ve yaşamını etkilediğine inanıyorlardı.
Kristallerin özel biçimleri vardır: dallar, tüyler, iğneler, ağaçlar, çiçekler. Bir örnek, kışın pencerelerdeki desenlerdir. İnsanlar yapay olarak yakut yetiştirmeyi öğrendiler. Kuyumculuk sektörü için olduğu kadar hassas saat mekanizmalarının üretimi için de taşlara ihtiyaç vardır.
Pratik
Büyüyen tuz kristalleri özel kimyasallar içermez. Her evde yemek için tuz vardır. Bu kimyasal bileşiğin kristallerişeffaf renksiz küpler. Tuz kristallerini büyütme prosedürü birkaç aşamaya ayrıldı:
- Tuzun ılık suda çözülmesi. İşlem, böyle bir an gelene kadar, madde çözünmeyi bırakana kadar (doymuş çözelti) devam etti.
- Hazırlanan karışım, içinde nihai kristallerin yetiştirilebileceği başka bir kaba dökülür. Motların kristalizasyon sürecini engellememesi için solüsyon önce bir peçete veya tuvalet kağıdından süzülür.
- Küçük bir çakıl, hazırlanan çözeltiye indirilen bir ipliğe bağlanır.
- Kap, pislik ve tozun içeri girmesini önlemek için metalize folyo ile kaplanmıştır.
Önemli noktalar
Büyük ve güzel kristaller elde etmek için özel bir ihtiyaç olmadan bir çakıl taşının çıkarılması istenmez.
Debris, kristalleşme hızında bir azalmaya yol açacağından ve oluşan partiküllerin boyutunu olumsuz yönde etkileyeceğinden, doymuş çözeltiye girmemelidir.
Kristal yetiştirirken boya kullanmayın, çünkü bu yalnızca çözümü bozmakla kalmaz, aynı zamanda nihai sonucu da olumsuz etkiler.
İncelemelere göre, iplik üzerindeki ilk kristaller deneyin başlamasından 2-3 gün sonra oluşuyor. Yavaş yavaş, boyutları artar, üst üste büyürler. Sonunda, oldukça büyük şeffaf bir sodyum klorür kristali oluşur.
Bakır sülfat kristallerinin yetiştirilmesi
Güzel sülfat parçacıkları elde etmek içinbakır, nalburdan bakır sülfat tozu satın alınabilir. Bu madde tarımda sebze ve meyve mahsullerini yok eden zararlı mikroorganizmalarla savaşmak için kullanılır.
Bakır sülfatın aktif bir kimyasal bileşik olduğu unutulmamalıdır. Zehirli! Tozun çözülmesi işleminden sonra ve ayrıca bakır sülfat kristalleri ile çalışırken ellerin yıkanması gerekir.
Önce bu tuzun doymuş bir çözeltisini hazırlamanız gerekir. Bunu yapmak için toz, çözünme işlemi durana kadar sıcak suda çözülür. Daha sonra, ipliğe küçük bir çakıl taşı (tohum) takılır, dibe temas etmeyecek şekilde bir bakır sülfat çözeltisi ile bir kapta süspanse edilir. Kap uzun süre açık bırakılır, oda sıcaklığı korunur. Kalıntı ve tozun içeri girmesini önlemek için kap gıda folyosu ile kaplanabilir.
Buharlaşma sırasında, çözeltinin yüzeyinde yavaş yavaş mavi parlak kristallere dönüşen bir kabuk görünecektir. 3-4 gün sonra, "tohum", değerli taşlara benzeyen mavi kristallerle büyümüştür. Üç hafta sonra büyük bir bakır sülfat kristali elde edebilirsiniz.
Dilerseniz, kendinizi çeşitli kristaller yetiştirmek için tasarlanmış hazır bir genç kimyager seti ile donatabilirsiniz.
Amonyum dihidrojen fosfat, toz gıda boyasının eklendiği bir madde olarak kullanılır. Ayrıca sette "tohum" için gerekli çakıl taşları, kapaklı plastik bir kap ve yetiştirme için ölçülü bölmeler, cımbız,büyüteç, karıştırma küreği.
Deney için 40 ml sıcak su ölçülür, daha sonra karışım dökülür, spatula ile karıştırılarak suda eritilir. Ana kaya kabın dibine dağılır, çözelti kabın içine dökülür. Aydınlık bir yere, örneğin bir pencere pervazına yerleştirilir. Su buharlaştıkça, kapta iğne şeklinde tuz kristalleri belirir. 2-3 hafta sonra su tamamen buharlaşacaktır, büyük amonyum tuzu kristalleri görebilirsiniz.
Kapanışta
Daha önce önerilen algoritmaya göre araştırma çalışması yürütürken, görevin uygulanmasına güvenilebilir. Evde yetiştirilen kristaller oldukça büyüktür.
Bağımsız deneyler sırasında genç bir kimyager aşağıdaki sonuçları çıkarabilir:
- çeşitli kimyasalların kristal büyüme sürecini karşılaştırın;
- yetiştirilen kristallerin renk, boyut ve şeklindeki farklılıkları analiz edin;
- partiküller yabani otları temizlerken büyüyebilir, istenmeyen oluşumlardan kurtulabilir;
- kristal büyüme süreci su buharlaştıkça gerçekleştirilir;
- şekilleri ve boyutları sıcaklıktan etkilenir.
İncelemelere bakılırsa, kristaller oldukça kaprisli, dikkatle tedavi edilmeleri, sıcaklık rejimine tam olarak uyulması, eylem dizisi, "tohum" kullanımı. Sabrınız varsa, bu projeyi dikkatli ve dikkatli bir şekilde ele alın, alışılmadık bir şekil, renk ve boyutta kristalleri evde kendi başınıza büyütmek oldukça mümkündür.
Kristal maddelere bir kişinin takım tezgahlarının imalatı, evlerin inşası, evsel amaçlar için ihtiyaç duyduğunu unutmamalıyız.
Toprağın bağırsaklarında o kadar ideal bir şekle sahip taşlar var ki, sanki biri cilalamış, cilalamış, yüksek kalitede kesmiş gibi.
Her birimiz nehir kıyısındaki kusursuz kar tanelerine, küçük kum tanelerine, hayran olduğumuz değerli ve yarı değerli taşlara şaşkınlıkla baktık.
Bu kristalize maddeleri yaratanın herhangi bir insan müdahalesi olmadan doğa olduğuna inanmak zor.
Pratik aktiviteler sürecinde öğrenciler teorik materyaller, deneysel aktivite becerileri, temel güvenlik kurallarını öğrenirler.
