Которые можно провести с детьми. Начните знакомство с волшебным миром кристаллов прямо сейчас!
В домашних условиях можно вырастить кристаллы почти всех солей, но начинать лучше с технологически простых материалов. К ним относятся поваренная соль, сахар, бура и медный купорос. Из него получаются самые крупные и красивые кристаллы синего цвета. Выращивать их легко, в то же время это очень интересный и познавательный процесс. Наша статья поможет пошагово вырастить кристалл медного купороса дома.
Что понадобится
Медный купорос
Приобрести можно в любом садово-хозяйственном магазине. Он продается пачками по 100 грамм. Голубой цвет хозяйственного купороса говорит о невысокой степени очистки. Кристаллы из него получаются светлее.
Медный купорос невысокой степени очистки
Сульфат меди можно приобрести и в специализированных лабораториях. Из такого купороса вырастет темно-синий кристалл, похожий на драгоценный камень.
Емкость для рабочего раствора
Посуду используют стеклянную, так как другие материалы вступают в химическую реакцию с раствором. Отлично подойдет поллитровая банка с широким горлышком. После опыта категорически запрещается использовать ее в пищевых целях.
Основа для кристаллизации
В качестве основы применяют тонкую шерстяную нитку синего или черного цвета. Взрослый кристалл полупрозрачен, и основа не должна испортить результат. Альтернативой может быть тонкая , предварительно зачищенная наждачной бумагой.
Вода
Если в опыте вы используете медный купорос из хозяйственного магазина, воду нужно будет прокипятить. Для эксперимента с очищенным купоросом используют дистиллированную воду.
Средства защиты
Купорос токсичен, и работать без перчаток с ним нельзя. На детей младшего школьного возраста желательно надеть медицинскую маску.
Карандаш или палочка для закрепления основы
На ней вы подвесите нитку, на которой будет расти кристалл.
Прозрачный лак для ногтей
Одноразовая пластиковая ложка
Важно! Работа проводится только под наблюдением взрослых. По окончании процесса руки необходимо тщательно вымыть под проточной водой. Нельзя пробовать кристалл или порошок на вкус. В случае попадания медного купороса в глаза их нужно промыть большим количеством воды.
Как сделать кристалл: этапы работы
Рабочий раствор высокой концентрации
В воду, нагретую примерно до 80 градусов, по ложке добавляем медный купорос. Жидкость приходится постоянно помешивать, чтобы порошок полностью растворился. Важно поддерживать постоянную температуру воды, в этом может помочь водяная или песчаная баня. Если сульфат меди перестал растворяться и оседает на дне, значит, раствор готов. В среднем на 300 мл воды уйдет 200 грамм вещества.
Кристалл-затравка
Переставляем емкость с горячим раствором на охлаждающую поверхность и ждем, пока жидкость остынет до комнатной температуры. Это нужно, чтобы началось выпадение мелких кристалликов. Процедив раствор через марлю, рассмотрим кристаллики и выберем самый крупный и правильный по форме. Его мы используем в дальнейшем как затравку.
Среда для выращивания кристалла
Сцеженный раствор повторно нагреваем на водяной бане, вновь доводя его до перенасыщенного состояния. Если получаемый в результате осадок не растворился, повторим очистку. Привяжем затравку и поместим в банку так, чтобы нитка была расположена вертикально, не задевая дно и стенки емкости.Для этого привязываем нитку к карандашу, а сам карандаш фиксируем на горлышке, например, пластилином. вы найдете подробную инструкцию и научное описание этого эксперимента.
Рост кристалла
Накрываем посуду тканевой салфеткой и оставляем на семь дней в неподвижном состоянии. Статичность конструкции - обязательное условие для начала формирования кристалла. Через неделю можно заметить, что нитка обросла мелкими кристалликами размером от миллиметра, а затравка увеличилась приблизительно на 1 см. Чем крупнее кристалл, тем быстрее он растет. Когда результат устроит, просушите кристалл и покройте его лаком - он защитит изделие от белого налета при хранении и придаст ему дополнительный блеск.
Из этого опыта дети узнают, как и почему растут кристаллы, и полюбят делать научные открытия.
Те, кто уже познакомился с возможностью выращивать кристаллы в домашних условиях при минимальных затратах, и загорелся идеей заполучить себе один или несколько, часто сталкиваются с возможностью выращивания только белых образцов. По крайней мере, обычная поваренная соль способна дать исключительно белые кристаллы, которые ничем просто невозможно сразу. Хотя с сахаром такие эксперименты проходят, однако иногда люди желают получить по-настоящему естественный цветной кристал л, который вырос сам по себе, без красителей. Именно в этом случае лучшим для получения кристалла из соли будет использование медного купороса.
Ярко-синий насыщенный оттенок, прозрачность и привлекательность являются основными характеристиками этого материала. Хорошо выросший, обладающий идеальной формой кристалл медного купороса, вполне подойдет также и как изысканный и достаточно редкий подарок для близких и родных. Кроме того он и сам по себе способен стать отличным элементом декора интерьера. Никто не останется равнодушным, смотря на это произведение природы, сформированные под четкими математическими правилами. Кроме того, сам процесс выращивания может стать чрезвычайно увлекательным и затягивающим на долгие дни и недели.
Стоит отметить, что медный купорос сам по себе является достаточно доступным хозяйственным веществом. Он активно применяется для борьбы с самыми разнообразными вредителями.
Стоит помнить, что сам по себе он является достаточно токсичным , поскольку наш организм не приспособлен для его переработки. Именно поэтому в работе с ним обязательным является использование резиновых перчаток. Ни в коем случае не допускайте попадания этой соли на язык и слизистой оболочки, не говоря уже о пищеводе. Обязательно тщательно промывать руки после касания соответствующего кристалла или раствора для его приготовления.
Всё что необходимо, для инициации и роста кристалла, это: вода, сам медный купорос, стакан, который больше не будет использоваться с пищевыми целями, проволока или достаточно тонкая шерстяная нитка, можно взять и простой длинный волос. Что касается воды, лучше всего использовать дистиллированную , очищенную от любых видов солей. Как минимум ее нужно прокипятить, поскольку всё, что вы возьмете из-под крана, вступит в реакцию с медным купоросом и существенно ухудшит качество получаемого материала.
Для формирования кристалла, ему потребуется элемент инициализации . В его качестве подойдет один маленький кристаллик. Разумеется, его желательно выбрать побольше. Изначально заправка подвешивается на тонком волоске и на нитке. Стоит озаботиться, чтобы после формирования удачного кристалла, соответствующая нитка не просматривалась. Необходимо поместить затравку в емкость с крутым раствором медного купороса так, чтобы она не касалась дна и стенок.
Стоит отметить, что для успешного и быстрого формирования кристалла необходимо поддерживать максимально высокую концентрацию медного купороса в воде.
Существует способ, который позволит создать камень медного купороса достаточно быстро , однако это будет скорее гроздь и самых разнообразных кристаллов, закрепленных друг на друге. Если вы хотите создать своими руками красивый большой кристалл, который будет походить на драгоценный камень, для этого потребуется намного больше времени.
Выращивание возможно только в растворах с очень высокой концентрацией соли. Стоит отметить, что чем горячее вода , тем больше соли можно растворить. Для медного купороса рекомендуется температура 80 градусов. Выше греть воду не имеет смысла, поскольку растворимость будет та же самая.
Для быстрого способа достаточно взять поллитровую банку или стакан, поместить внутрь примерно 200 г медного купороса и залить трестами граммами воды. Для растворения необходимо поставить емкость на тепловую баню, и постепенно разогревать, непрерывно помешивая. После окончательного растворения соли, необходимо убрать емкость от источника тепла и установить на прохладную поверхность , например керамическую плиту.
После остывания раствора до комнатной температуры внутри помещается затравка. Желательно использовать самый крупный и ровный кристаллик сульфата меди. Необходимо расположить его ровно по центру емкости, избегать соприкосновения с дном и стенками.
В случае даже если кристалл растворился, переживать не стоит, поскольку перенасыщенный раствор оседает непосредственно на нитке. Стоит отметить, что купорос будет сосредотачиваться на дне , где поверхность наиболее прохладная. Кроме того кристаллы начнут образовываться даже на поверхности. После того, как концентрация спадет, а кристаллы обильно осядут на нитке, необходимо повторять процедуру. Снова разогрев ёмкости, снова растворение максимального количества соли. После этого растущий кристалл повторно погружается в ёмкость.
Инструкция
Для того чтобы вырастить соляной кристалл дома, вам следует подготовить необходимое оборудование, материалы и инструменты.
1) Основным компонентом является соль. Чем она чище, тем успешнее будет результат эксперимента, и тем четче получатся грани кристалла. Учитывая то, что поваренная соль в большинстве случаев в себе большое количество мелкого мусора, предпочтение лучше отдать морской соли без красителей и всевозможных добавок.
2) Воду также правильнее брать ту, которая максимально очищена от разнообразных примесей, т.е. дистиллированную. Если же таковой под рукой не оказалось, предварительно отфильтруйте обычную воду.
3) Для выращивания кристаллов используйте тщательно вымытую неметаллическую емкость, которая не будет окисляться под воздействием солей. Лучше взять стеклянную посуду. Если внутри чаши все же окажутся даже мельчайшие соринки, они непременно замедлят рост основного кристалла, превратившись в своеобразную основу для развития мелких экземпляров.
4) Основой для будущего большого кристалла может стать как небольшой кристаллик соли, так и любой другой объект, например, проволока, нитка, кусочек ветки.
5) Также пригодятся при формировании кристалла из соли деревянная палочка для помешивания раствора, бумажные салфетки, фильтровальная или марля, лак для покрытия готового соляного кристалла.
Подготовьте необходимые для выращивания кристалла материалы и инструменты, запаситесь терпением и приступайте к работе. Сам процесс не потребует от вас особого участия. В стеклянной чашке приготовьте насыщенный солевой раствор из 100 мл горячей воды и 40 г соли, дайте жидкости остыть и пропустите ее через фильтрованную бумагу или свернутую в несколько слоев марлю.
Следующий этап – помещение предмета, вокруг которого впоследствии сформируется кристалл, в емкость с соляным раствором. Если вы хотите получить экземпляр традиционной формы, положите обычную крупинку соли на дно чашки. Если желаете вырастить вытянутый кристалл, привяжите соляную крупинку к нитке и закрепите ее в емкости так, чтобы она не касалась ее дна и стенок. Если же в ваших планах получение сложной причудливой формы, основой для будущего кристалла должна послужить небольшая изогнутая веточка или скрученная проволока. В качестве основы для кристалла можно использовать совершенно любой предмет, который не подвержен окислению солей.
Чашку с кристаллом обязательно накройте крышкой, листом бумаги или салфеткой для исключения попадания в нее мусора и пыли. Далее отправьте емкость на хранение в темное прохладное место без сквозняков и обеспечьте ей полное спокойствие. На протяжении развития кристалла не допускайте изменения влажности воздуха и резких скачков температуры в помещении, где он находится, исключите его встряхивание и слишком частые передвижения. Не размещайте кристалл вблизи отопительных приборов и возле кухонной плиты.
По мере роста кристалла содержание соли в окружающей его жидкости будет уменьшаться. Учитывая это, раз в неделю добавляйте в емкость насыщенный соляной раствор. Когда кристалл вырастет до необходимых размеров, аккуратно выньте его из жидкости, выложите на чистую бумажную салфетку и осторожно промокните мягкой тканью. Для того чтобы хрупкий кристалл приобрел прочность, покройте его бесцветным маникюрным лаком. Если этого не сделать, поделка разрушится. В сухой воздушной среде кристалл рассыплется в порошок, при повышенной влажности воздуха превратится в кашицу.
Из поваренной и морской соли получаются кристаллы белого . Получить поделку другого оттенка вы можете с помощью нескольких нехитрых способов.
1) Цветной соляной кристалл можно получить, если использовать не обычную соль, а к примеру, медный купорос, который может наделить результат ваших трудов насыщенным синим цветом.
2) Вместо прозрачного лака для ногтей для обработки кристалла вы можете использовать цветное покрытие.
3) На стадии приготовления кристалла добавьте в соляной раствор пищевые красители, например, для окрашивания пасхальных яиц.
Если вы заметили, что кристалл приобретает не ту форму, какая была запланирована, аккуратно соскоблите с помощью острого ножа или маникюрной пилочки для ногтей лишние участки. В последствие обработайте те места кристалла, роста которых вы не хотели бы допускать, глицерином или любым другим густым жирным составом. Удалить нанесенное средство можно с помощью спирта или ацетона.
Потерпеть неудачу в выращивании кристалла из соли можно по нескольким причинам. Во-первых, взятый за основу кусочек соли может раствориться. Об этом, как правило, сигнализирует недостаточно насыщенный соляной раствор, который вы использовали для роста поделки. Во-вторых, вместо одного большого кристалла вы можете получить сразу несколько маленьких. Такое может случиться из-за наличия в растворе посторонних примесей или попадания в него соринок, частичек пыли и прочих нежелательных объектов. В-третьих, при получении цветных экземпляров окраска готовых кристаллов может оказаться неравномерной. Основная причина такой реакции – недостаточно тщательное размешивание красителя после добавления его в соляной раствор.
Мало-мальски приличный по величине кристалл сформируется не ранее, чем через 3-4 недели после помещения его основы в солевой раствор, поэтому наберитесь терпения и не забывайте выполнять основные рекомендации по самостоятельному выращиванию кристаллов из соли в домашних условиях.
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.
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 CuSO 4 . Это крайне гигроскопичное соединение — практически из любой субстанции, содержащей легко отделяемую воду оно ее отнимает. Эта особенность определяет тот факт, что CuSO 4 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 — CuSO 4 5H 2 O.
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 CuSO 4 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 CuSO 4 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.
