Trồng pha lê tại nhà có được không? Chúng ta hãy cùng nhau cố gắng tìm ra câu trả lời cho câu hỏi này, đề xuất các phương pháp tiến hành thí nghiệm này.
Chúng tôi hoàn toàn biết rằng các tinh thể có nhiều hình dạng và kích thước khác nhau có thể được tìm thấy trong tự nhiên. Vào mùa đông, những bông tuyết trang trí cửa sổ, cành cây. Một số tinh thể là chất thải của một số sinh vật.
Giới thiệu
Ví dụ, sự phát triển của các tinh thể là đặc trưng cho động vật thân mềm rơi vào vỏ. Sau 5-10 năm, một viên ngọc trai xinh đẹp được hình thành trong đó, vẻ ngoài độc đáo và độ sáng độc đáo.
Ngọc bích, hồng ngọc, kim cương và các loại đá quý khác có thể được coi là tinh thể. Tầm quan trọng của tinh thể tự nhiên trong công nghiệp, khoa học, điện tử, quang học là rất lớn.
Trồng tinh thể tại nhà là một hoạt động thú vị dành cho các nhà hóa học nghiên cứu mới bắt đầu. Nó an toàn, vì vậy nó phù hợp ngay cả với học sinh tiểu học.
Qua quá trình chuẩn bị tỉ mỉ, thực hiện tỉ mỉthực nghiệm, việc hình thành và phát triển các kỹ năng thiết lập thí nghiệm diễn ra.
Điều quan trọng là bắt đầu phát triển tinh thể sau khi có ý tưởng về trạng thái tổng hợp của vật chất, các cách kiểm soát quá trình phát triển tinh thể.
Nếu quá trình kết tinh diễn ra với tốc độ thấp, bạn có thể tin tưởng vào việc nhận được một viên pha lê lớn. Bằng cách tăng tốc độ của quá trình, người ta có thể mong đợi thu được các tinh thể nhỏ đa tinh thể.
Thông tin quan trọng
Dự án Trồng Tinh thể có thể được bắt đầu với các thuật ngữ và khái niệm lý thuyết. Tinh thể là trạng thái rắn của vật chất. Nó được đặc trưng bởi một hình dạng nhất định, số lượng các mặt liên quan đến các chi tiết cụ thể của sự sắp xếp của các nguyên tử. Các tinh thể của cùng một chất luôn có hình dạng giống nhau nhưng cho phép có sự khác biệt về kích thước.
Tinh thể lớn lên có liên quan đến sự thay đổi các thông số nhiệt động lực học của dung dịch, sự chuyển đổi của dung dịch thành trạng thái tập hợp rắn.
Trong tự nhiên, có nhiều chất khác nhau có thể tạo thành tinh thể.
Ví dụ, tinh thể nước lớn lên liên quan đến việc hạ nhiệt độ xuống. Khi nước đóng băng, nó tạo thành bông tuyết hoặc tinh thể băng. Theo một sơ đồ tương tự, sự hình thành các tinh thể khoáng được thực hiện trong một số quá trình hình thành đá nhất định.
Một lượng đáng kể đá nóng chảy trong lòng đất là dung dịch khoáng.
Khi đẩy chúng lên bề mặtTrái đất, xảy ra quá trình nguội lạnh chậm, dẫn đến chuyển đổi sang thể rắn.
Ví dụ, đá granit núi chứa tinh thể của các khoáng chất: fenspat, thạch anh, mica. Hàng triệu năm trước, đá granit tồn tại như một khối khoáng chất nóng chảy. Trong thời đại của chúng ta, có nhiều loại đá nóng chảy khác nhau trong vỏ trái đất, với sự nguội lạnh dần dần, các loại tinh thể khác nhau được hình thành.
Các phương pháp nuôi cấy tinh thể khác nhau và phụ thuộc vào cấu trúc hóa học của chất, nhiệt độ, việc sử dụng các thành phần bổ sung.
Quy trình cụ thể
Quá trình có thể được chia thành nhiều điểm riêng biệt:
- tự nhiên, gắn liền với giáo dục trong tự nhiên;
- nhân tạo.
Tùy chọn thứ hai được yêu cầu trong các trường hợp sau:
- cho mục đích khoa học và kỹ thuật;
- khi thực hiện các công việc ngoại khóa, thực hành, thí nghiệm;
- hình thành tinh thể ngẫu nhiên.
Sự phát triển tinh thể có thể diễn ra như thế nào trong trường hợp sau? Hóa học coi biến thể kết tinh này là một kết quả ngoài ý muốn của thí nghiệm, trong trường hợp này, nhà nghiên cứu không có sự kiểm soát. Sự kết tinh tự phát được quan sát khi có thêm các quá trình vật lý hoặc hóa học: sự bay hơi của dung môi, quá trình oxy hóa các thành phần của dung dịch.
Đặc điểm vật lý và hóa học
Tinh thể phát triểntừ muối được giải thích bằng khả năng hòa tan của chất trong dung môi, kèm theo sự phá hủy cấu trúc tinh thể. Nhiệt lượng cần thiết cho một quá trình như vậy được lấy từ môi trường. Ví dụ, trong trường hợp hòa tan amoni thiocyanat NH4SCN và kali iodua, có thể cảm nhận được sự thay đổi nhiệt độ khi tiếp xúc trực tiếp với ống nghiệm.
Ngoài ra, việc trồng các tinh thể từ muối tại nhà có liên quan đến sự khuếch tán. Ví dụ, lấy một số tinh thể thuốc tím (thuốc tím) và hòa tan chúng trong nước, người ta có thể quan sát thấy các vòng xoáy màu hồng hình thành như thế nào theo thể tích của hình trụ. Khi khuấy mạnh, toàn bộ dung dịch thu được một màu hồng đồng nhất. Nếu nó bị đóng băng, bạn có thể tin tưởng vào việc nhận được những tinh thể tuyệt đẹp của thuốc tím.
Việc phát triển tinh thể cho trẻ em được xem xét tốt nhất trên natri clorua, đồng sunfat (2).
Các khía cạnh quan trọng
Khi lựa chọn vật liệu cho công việc thí nghiệm, điều quan trọng là phải xem xét các sự kiện nhất định:
- Nguyên liệu ban đầu không được độc hại. Ví dụ, dự án "Trồng tinh thể tại nhà" dành cho trẻ em không cho phép sử dụng kali xyanua, natri sulfat, vì quá trình thủy phân của các muối này sẽ giải phóng các hợp chất độc hại có thể gây ngộ độc.
- Chất được chọn phải cho kết quả ổn định. Ví dụ, các tinh thể natri sunfat, sắt-amoni và phèn crom-kali, muối mangan, khi bị mất độ ẩm, sẽ biến thành bột không có màu, và do đó, chúngkhông có trong bộ dụng cụ trồng pha lê.
- Chi phí chấp nhận được và sự sẵn có của thuốc thử đã chọn. Làm thế nào có thể phát triển tinh thể? Bộ dụng cụ dành cho trẻ em bao gồm các thành phần dễ tiếp cận cũng như hướng dẫn chi tiết để thực hiện công việc thực tế.
- Sử dụng chất ổn định. Việc lựa chọn các chất trải qua quá trình thủy phân thuận nghịch không được khuyến khích. Do đó, các muối amoni, có tính hút ẩm cao, sẽ phản ứng với nước, do đó sẽ khó thu được kết quả mong muốn.
Một nhà giả kim trẻ nên biết gì nữa? Các tinh thể phát triển liên quan đến một chuỗi hành động nhất định (thuật toán). Chỉ khi tất cả các yêu cầu và giai đoạn công việc được đáp ứng, bạn mới có thể tin tưởng vào việc đạt được kết quả mong muốn.
Tốt nhất là bảo quản pha lê trong tủ lạnh, để không kích thích sự phá hủy của chúng. Có một số chất có thể tồn tại ở dạng tinh thể ổn định trong một thời gian khá dài.
Ví dụ, lựa chọn tốt nhất cho học sinh là nuôi cấy tinh thể từ đồng sunphat, muối. Các thành phần này có sẵn trong nhiều mức giá, phù hợp với đặc điểm hóa - lý, sinh học của chúng.
Với việc phủ thêm các tinh thể tạo thành bằng một lớp sơn bóng không màu, bạn có thể kéo dài đáng kể "tuổi thọ" của chúng.
Yêu cầu thiết bị
Làm thế nào để nuôi cấy tinh thể? Bộ đồ dùng cho trẻ em bao gồm dụng cụ thủy tinh hóa học: thủy tinh chịu nhiệt,giấy lọc, phễu, đũa thủy tinh, thuốc thử.
Nếu thí nghiệm được thực hiện tại nhà, giấy vệ sinh (khăn ăn) có thể được sử dụng thay cho giấy lọc, và một chiếc nồi cũ đặt trên bếp điện có thể đóng vai trò của một nồi cách thủy.
Một sự thay thế cho phễu đựng hóa chất thực sự là cổ chai nhựa cũ.
Điều gì khác quan trọng cần xem xét khi thực hiện thử nghiệm Nuôi cấy tinh thể? Ngoài việc trực tiếp tu luyện, điều quan trọng là phải có được các kỹ năng bảo tồn kết quả của các hoạt động thí nghiệm.
Tùy chọn giáo dục
Có ba lựa chọn khác nhau để hình thành tinh thể:
- khỏi tan chảy;
- từ giải pháp;
- từ pha khí.
Ví dụ về sự kết tinh từ trạng thái nóng chảy, chúng ta có thể ghi nhận sự xuất hiện của băng từ nước, cũng như sự hình thành của đá núi lửa.
Tinh thể phát triển từ vitriol là một ví dụ điển hình của quá trình chuyển đổi từ pha lỏng sang trạng thái tập hợp rắn.
Trong trường hợp làm lạnh hơi hoặc khí, do lực hút điện, người ta quan sát thấy sự liên kết của các nguyên tử hoặc phân tử thành trạng thái tinh thể. Trong số các phương án phổ biến nhất để sản xuất nhân tạo đơn tinh thể mà học sinh tiểu học có thể thực hiện, chúng tôi thực hiện nuôi cấy tinh thể từ đồng sunfat. Sự phức tạp của quy trình nằm ở tốc độ không đáng kể của quy trình.
Ví dụ về công việc dự án của sinh viên
Mức độ liên quan của chủ đề là nó đã được đưa rahướng dẫn chi tiết để phát triển tinh thể, cũng như kết quả cụ thể.
Giả thuyết của dự án: những viên pha lê đẹp và độc đáo có thể được trồng tại nhà.
Mục tiêu của dự án: tự trồng các tinh thể muối.
Mục tiêu Dự án:
- phân tích thông tin lý thuyết về câu hỏi nghiên cứu;
- bộc lộ giá trị của muối đối với đời sống con người;
- tự tay trồng các tinh thể muối;
- làm rõ các điều kiện hình thành tinh thể;
- đánh giá kết quả đạt được trong quá trình hoạt động thực tế.
Bối cảnh lịch sử
Natri clorua là một sản phẩm thực phẩm thông thường. Trong tự nhiên, hợp chất này có tên là khoáng chất halit, còn được gọi là "muối mỏ". Natri clorua được tìm thấy với một lượng đáng kể trong nước biển. Hợp chất này được tìm thấy trong lòng đất, bên bờ sông, trên núi.
Không có một lượng muối ăn nhất định, nhiều sinh vật sống bắt đầu đói muối. Động vật ăn thịt bù đắp sự thiếu hụt natri clorua bằng thịt và máu của con mồi, động vật ăn cỏ liếm đất mặn.
10-15 gam muối mỗi ngày là đủ cho một người (không quá 1 muỗng canh), nếu dư thừa hóa chất này sẽ dẫn đến các bệnh về thận. Vào thời cổ đại, muối được sử dụng để tạo ra tiền xu, với 5 viên muối bạn có thể mua một nô lệ.
Ở La Mã cổ đại, những người lính được thuê được trả bằng muối chứ không phải tiền. Người Anh tin rằng dung dịch natri clorua,văng vào một thứ, ngăn chặn sự xui xẻo. Đó là muối được coi là biểu tượng của tình bạn và lòng hiếu khách. Có một dấu hiệu phổ biến, theo đó, khi nó bị phân tán, bạn cần chuẩn bị cho sự thất bại, một cuộc cãi vã.
Trong Kievan Rus, chất này đến từ các hồ muối của Azov và Biển Đen. Nó là một món hàng đắt tiền đến nỗi nó chỉ được phục vụ cho những vị khách quý tộc.
Có những thành phố xuất hiện ở những nơi khai thác natri clorua:
- Solikamsk.
- Solvychegodsk.
- Bursol.
- Solikamsk.
- Soligalich.
- Sol-Iletsk.
Thú vị về tinh thể
Từ này có nghĩa là "băng" trong tiếng Hy Lạp. Chúng có nhiều hình dạng, cấu trúc, kích thước. Ví dụ, các mẫu khổng lồ đạt khối lượng vài tấn. Người cổ đại tin rằng có thể lấy pha lê từ băng, và kim cương có thể lấy từ pha lê. Họ được ban tặng cho những đặc tính kỳ diệu, họ tin rằng các tinh thể chữa lành khỏi những căn bệnh chết người, ảnh hưởng đến số phận và cuộc sống của một người.
Có các dạng tinh thể đặc biệt: cành, lông, kim, cây, hoa. Một ví dụ là các hoa văn trên cửa sổ vào mùa đông. Con người đã học cách trồng nhân tạo hồng ngọc. Đá cần thiết cho ngành trang sức cũng như sản xuất các bộ máy đồng hồ chính xác.
Thực hành
Tinh thể muối phát triển không liên quan đến hóa chất đặc biệt. Nhà nào cũng có muối ăn. Các tinh thể của hợp chất hóa học này làhình khối không màu trong suốt. Quy trình phát triển tinh thể muối được chia thành nhiều giai đoạn:
- Hoà tan muối vào nước ấm. Quá trình tiếp tục cho đến khi một khoảnh khắc như vậy xảy ra, cho đến khi chất không còn tan nữa (dung dịch bão hòa).
- Hỗn hợp đã chuẩn bị được đổ vào một thùng chứa khác, trong đó những tinh thể cuối cùng có thể được nuôi cấy. Để các motes không cản trở quá trình kết tinh, trước tiên dung dịch được lọc qua khăn ăn hoặc giấy vệ sinh.
- Một viên sỏi nhỏ được buộc vào một sợi chỉ, được thả xuống dung dịch đã chuẩn bị.
- Hộp đựng được phủ bằng giấy bạc kim loại để ngăn các mảnh vụn và bụi lọt vào bên trong.
Điểm quan trọng
Để có được những viên pha lê lớn và đẹp, việc lấy một viên sỏi ra mà không có nhu cầu đặc biệt là điều không mong muốn.
Các mảnh vụn không được xâm nhập vào dung dịch bão hòa, vì điều này sẽ dẫn đến giảm tốc độ kết tinh và sẽ ảnh hưởng tiêu cực đến kích thước của các hạt được hình thành.
Không sử dụng thuốc nhuộm khi nuôi cấy tinh thể, vì điều này không chỉ làm hỏng dung dịch mà còn ảnh hưởng tiêu cực đến kết quả cuối cùng.
Đánh giá bằng các bài đánh giá, các tinh thể đầu tiên trên sợi được hình thành sau 2-3 ngày kể từ khi bắt đầu thử nghiệm. Dần dần, chúng tăng kích thước, mọc chồng lên nhau. Cuối cùng, một tinh thể natri clorua trong suốt khá lớn được hình thành.
Nuôi cấy tinh thể đồng sunfat
Để có được những hạt sunfat đẹpđồng có thể được mua tại cửa hàng phần cứng bột đồng sunfat. Chất này được sử dụng trong nông nghiệp để chống lại các vi sinh vật có hại phá hoại cây rau và trái cây.
Cần phải nhớ rằng đồng sunfat là một hợp chất hóa học hoạt động. Nó độc! Cần rửa tay sau quá trình hòa tan bột, cũng như khi làm việc với các tinh thể đồng sunfat.
Đầu tiên bạn cần chuẩn bị một dung dịch bão hòa của muối này. Để làm điều này, bột được hòa tan trong nước nóng cho đến khi quá trình hòa tan dừng lại. Tiếp theo, một viên sỏi nhỏ (hạt giống) được gắn vào sợi chỉ, nó được treo trong một thùng chứa dung dịch đồng sunfat sao cho không chạm vào đáy. Bình để hở trong thời gian dài, nhiệt độ phòng được duy trì. Để ngăn các mảnh vụn và bụi lọt vào bên trong, hộp đựng có thể được đậy bằng giấy bạc thực phẩm.
Trong quá trình bay hơi, trên bề mặt dung dịch sẽ xuất hiện một lớp vảy, dần dần chuyển thành các tinh thể sáng bóng màu xanh lam. Sau 3-4 ngày, “hạt giống” này phát triển quá mức với những tinh thể màu xanh lam giống như đá quý. Sau ba tuần, bạn có thể nhận được một tinh thể đồng sunfat lớn.
Nếu muốn, bạn có thể trang bị cho mình một bộ đồ nghề làm sẵn của một nhà hóa học trẻ tuổi, được thiết kế để nuôi trồng nhiều loại tinh thể.
Ammonium dihydrogen phosphate được sử dụng làm chất để thêm màu thực phẩm dạng bột. Ngoài ra, trong bộ sản phẩm còn có những viên sỏi cần thiết cho "hạt giống", một hộp nhựa có nắp và các vạch chia đo để trồng, nhíp,kính lúp, cánh khuấy.
Đối với thí nghiệm, người ta đo 40 ml nước nóng, sau đó đổ hỗn hợp này vào, nó được hòa tan trong nước trong khi khuấy bằng thìa. Đá chính nằm rải rác theo đáy thùng, dung dịch được đổ vào thùng chứa. Nó được đặt ở một nơi sáng sủa, chẳng hạn như trên bệ cửa sổ. Khi nước bay hơi, các tinh thể muối hình kim xuất hiện trong bình chứa. Sau 2-3 tuần, nước sẽ bay hơi hoàn toàn, bạn có thể nhìn thấy các tinh thể muối amoni lớn.
Đang đóng
Khi thực hiện công việc nghiên cứu theo thuật toán đã đề xuất trước đó, người ta có thể tin tưởng vào việc thực hiện nhiệm vụ. Tinh thể được trồng ở nhà khá lớn.
Trong các thí nghiệm độc lập, một nhà hóa học trẻ tuổi có thể rút ra các kết luận sau:
- so sánh quá trình tăng trưởng tinh thể của các chất hóa học khác nhau;
- phân tích sự khác biệt về màu sắc, kích thước, hình dạng của các tinh thể phát triển;
- hạt có thể phát triển khi loại bỏ cỏ dại, loại bỏ sự phát triển không mong muốn;
- quá trình tăng trưởng tinh thể được thực hiện khi nước bay hơi;
- hình dạng và kích thước của chúng bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ.
Đánh giá của các đánh giá, các tinh thể khá thất thường, chúng cần được xử lý cẩn thận, tuân thủ đầy đủ chế độ nhiệt độ, trình tự các hành động, sử dụng "hạt giống". Nếu bạn kiên nhẫn, cẩn thận và cẩn thận xử lý dự án này, bạn hoàn toàn có thể tự trồng được những tinh thể có hình dạng, màu sắc, kích thước bất thường tại nhà.
Chúng ta không được quên rằng một người cần các chất kết tinh để sản xuất máy công cụ, xây dựng nhà ở, mục đích gia dụng.
Trong lòng đất có những viên đá có hình dạng lý tưởng như thể ai đó đã mài nhẵn, đánh bóng, cắt gọt chúng với chất lượng cao.
Mỗi chúng tôi đều ngạc nhiên nhìn những bông tuyết hoàn mỹ, những hạt cát nhỏ trên bờ sông, những viên đá quý và bán quý được chiêm ngưỡng.
Thật khó tin rằng chính thiên nhiên, không có bất kỳ sự can thiệp nào của con người, đã tạo ra những chất kết tinh này.
Trong quá trình hoạt động thực hành, học viên được làm quen với tài liệu lý thuyết, kỹ năng hoạt động thí nghiệm, nghiên cứu các quy tắc cơ bản về an toàn.
