Содержание

Современные технологии выращивания камней | Журнал Ярмарки Мастеров

Современные технологии выращивания камней достигли такого уровня, что определить происхождение камня иногда возможно только в лаборатории специалиста-геммолога.

Что же такое синтетический камень? В ювелирных изделиях используются самые разные материалы. Иногда это природные камни, иногда — имитации, похожие только внешне, но отличающиеся от природных камней по составу и свойствам. А иногда это синтетические камни, которые являются полными аналогами природных, но получены (выращены) человеком искусственно.

Рубин и сапфир

Первые сведения о получении синтетических камней относятся к 1885 году. В 1891 году французский исследователь-минералог Вернейль делает заявление в широкой печати об открытии метода выращивания синтетического рубина, позволяющего получать кристаллы, приемлемые для ювелирного использования по размеру, цвету и прозрачности.

Некоторые характерные признаки (изогнутые линии роста и газовые пузырьки), отличающие вернейлевские корунды от их природных аналогов, связаны со спецификой процесса их выращивания, наиболее важное условие этого процесса — чистота шихты, а также кислорода и водорода, используемых в горелке.

Синтез драгоценных камней осуществляется из расплава, получаемого при плавлении шихты (в случае синтеза рубина шихта представляет собой смесь окислов алюминия и хрома). Печь сконструирована таким образом, что шихта осыпается вниз небольшими порциями в потоке кислорода, попадая в камеру горения, куда подается водород, и где расположена горелка. Здесь шихта плавится, а получившаяся капля попадает на керамическую подложку, на которой вначале образуется конус, переходящий потом в цилиндр — монокристалл. Полученный кристалл называется булей, размер которой обычно составляет в длину 5-10 см при диаметре около 2 см (современные технологии позволяют получать були до 60-70 см в длину). Для получения були среднего размера требуется около 4 часов. Полученные кристаллы обладают сильным внутренним напряжением и часто раскалываются на несколько частей.

Буля розового сапфира

Этим же способом можно выращивать аналоги природной шпинели, используя в качестве шихты окислы алюминия и магния. Полученные кристаллы окрашивают окисью кобальта в синий цвет, окислами марганца — в бледнозеленый и окислами железа — в бледно-розовый цвет

Синтетический звездчатый корунд.

В 1947 году появилась серия звездчатых сапфиров и рубинов, изготовленных в виде буль, содержащих, кроме обычно используемых окрашивающих реагентов, примесь титана. Отжиг материалов проводили в интервале температур от 1100 до 1500°С в течение периода времени от 2 до 72 часов. В процессе такой обработки окись титана кристаллизуется в виде коротких мелких кристаллов рутила, ориентированных под углами 120° согласно кристаллохимическим направлениям в решетке корунда.

Выращенные камни, в том числе звездчатый сапфир

В кабошонах, обработанных таким образом, чтобы их ось совпадала с оптической осью корунда, видна сверкающая звезда из шести лучей, создаваемая игрой отраженного света. Таким образом, метод Вернейля вторгся в область, где природу, казалось бы, невозможно изменить.

Методом Вернейля к настоящему времени удалось вырастить более ста различных видов кристаллов. Однако наибольшее промышленное значение он имеет, как правило, при выращивании рубина, сапфира и других окрашенных разновидностей корунда, включая и звездчатые камни, а также шпинели.

Изумруд

Гидротермальный метод получения изумруда основан на растворении дробленого берилла (изумруд) и последующего отложения на берилловую затравку в водных растворах при высоких температурах и давлениях в специальных сосудах (автоклавах). Материал шихты растворяется в более горячей зоне и переносится в более холодную, где осаждается на затравках осуществляя процесс роста. Дробленый изумруд низкого сорта, называемый шихтой, растворяется в более горячей зоне совместно с химикатами, содержащими хромофоры, (окрашивающие примеси, которые определяют окраску природных изумрудов, а именно ванадий и хром), и отлагается в более холодной зоне на затравках из природного берилла уже в виде изумруда.

Изумруды, выращенные гидротермальным и раствор-расплавным методом: сырье и ограненные камни (коллекция ГЦ МГУ)

Многие открытия в этой области принадлежат ныне покойному доктору Александру Лебедеву, который руководил первой группой исследователей.

Дальнейшее развитие технологии выращивания «платиновой» разновидности гидротермального изумруда принадлежит Алексею Ильину, а аквамарина и корундов (рубин и сапфиры) — Виктору Томасу и Вадиму Мальцеву. Colombian Color Created Emeralds (изумруд колумбийского цвета) — последнее достижение в области гидротермальный изумруд принадлежит Дмитрию Фурсенко и Виктору Томасу.

Кварц

Производство Кварца по сравнению с теми же алмазами или изумрудами не вызывает больших трудностей. Его растят гидротермальным способом в стальных автоклавах; скорость роста кристаллов при этом до 0,5 мм в сутки. Синтетическому Кварцу можно придать любой оттенок, как имитирующий природный, так и фантазийный, в природе не встречающийся. Например, ярко-синий Кварц получают путем добавления кобальта; цитриновую окраску обеспечивает железо; чем его больше, тем цвет ярче, до оранжево-красного. Черный морион можно вырастить, увеличив концентрацию алюминия, так же получают и раух топаз — дымчатый Кварц.

Одна из популярнейших разновидностей Кварца — аметист — получается после ионизирующего облучения синтетического дымчатого Кварца. Его чрезвычайно трудно отличить от природного, поэтому он очень популярен. Синтетический аметист чаще всего очень яркий и чистый, без дефектов и неоднородностей, равномерной глубокой окраски; камни могут быть очень крупными, но иногда их цвет меняется при солнечном и искусственном освещении.

Среди ювелирных камней особое место занимают синтетические камни, не имеющие природных аналогов. В течение долгого времени в нашей стране интенсивно развивались технологии выращивания подобных кристаллов, поскольку они находят широкое применение в научных и технических целях, например в лазерной технике, где особенно важны чистота и бездефектность кристаллов. Именно эти свойства в сочетании с возможностью получать кристаллы различных цветов привлекли внимание ювелиров. В настоящее время синтетические камни, не имеющие природных аналогов, широко применяются в ювелирном деле, либо самостоятельно, либо в качестве имитаций более дорогих природных ювелирных камней.

Муассанит и цинкит

В какой-то мере к категории описываемых ювелирных синетических камней можно отнести и камни, имеющие природные аналогами, но природные камни встречаются в виде мельчайших индивидов, поэтому они в ювелирном деле не применяются. Наиболее известным среди таких камней является муассанит, к числу менее известных относится цинкит. Оба имеют высокий показатель преломления. Муассанит с 1996 применяется в качестве имитации алмаза, а цинкит менее распространен поскольку обладает невысокой твердостью.

Кристалл синтетического муассонита Цинкит

ИАГ и ГГГ

Иттрий-алюминиевые гранаты и некоторые другие разновидности синтетических гранатов появились в начале 60-х годов и завоевали широкое признание на ювелирном рынке как ограночный материал. Наибольшее распространение среди синтетических гранатов получили иттрий-алюминиевые (ИАГ) и гадолиний-галлиевые (ГГГ). Кристаллы ИАГ и особенно ГГГ находят широкое применение в науке и технике и именно это стимулировало развитие работ по их синтезу и выращиванию. Применению синтетических гранатов как ювелирных камней способствовало разработка экономически выгодных методов их выращивания — методы направленной кристаллизации и зонной плавки.

Иттрий-алюминиевый гранат является единственным из синтетических гранатов, который до сих пор используется в ювелирных изделиях в качестве имитаций ювелирных камней. Беспримесные ИАГ бесцветны, введение примесей позволяет получать различные окраски, например, примесь хрома — зеленый цвет, кобальта — синий, марганца — красный, титана — желтый. Бесцветный ИАГ применяется в качестве имитации алмаза, а зеленый настолько похож на демантоид, что визуально отличить его практически невозможно.

Гадолиний-галлиевый гранат представляет собой прозрачный материал со слабым коричневым оттенком и очень сильный блеском, одно время имел некоторый успех в качестве имитации алмаза. Диагностические свойства ГГГ приведены в таблице. Следует отметить его невысокую твердость, которая не позволила ему получить широкое распространение в качестве ювелирного материала.

ИАГ имитация изумруда

Среди внутренних особенностей в синтетических гранатах часто наблюдаются зональность, газовые и твердые включения, блочность и трещиноватость. Диагностика ИАГ и других синтетических гранатов особых затруднений не вызывает

Фианит

В последнее время наиболее популярным из всех синтетических материалов, имитирующих алмаз, является фианит — стабилизированная кубическая окись циркония. Впервые кристаллы фианита были выращены в середине 60-х годов в нашей стране в Физическом институте им. П.И. Лебедева А.Н. СССР (ФИАН), в честь которого и были названы полученные кристаллы. Для выращивания кристаллов фианита в настоящее время применяется метод гарнисажной плавки. Обладая набором важных для использования в научных и технических целях свойств, фианиты, тем не менее, очень скоро после разработки метода их получения начали применяться в ювелирной промышленности.

Этому способствовали прежде всего красота и поразительное внешнее сходство бесцветных ограненных фианитов с бриллиантами, а также способность их окрашиваться, при введении хромофорных примесей, в различные яркие цвета. Например, примесь европия придает фианитам розовый цвет, железа — желтоватый, кобальта — темно-лиловый, ванадия — зеленый, меди — желтый, а серий — ярко-красный. В последнее время в России разработана технология получения непрозрачных белых, розовых и черных разновидностей, которые выступают как имитации жемчуга, черного халцедона или черного алмаза. На сегодняшний день диагностика фианитов не представляет особых сложностей (к диагностическим свойствам относятся плотность, твердость, УФ-флюоресценция).

Кристаллы фианита

Фотсерит и кварц синий и зеленый

Среди синтетических камней, не имеющих природных аналогов следует также отметить синий, зеленый кварц и синий синтетический форстерит. Хотя кварц и форстерит встречаются в природе, но перечисленных цветовых разновидностей в сочетании с примесями и процессами, приводящими к возникновению такого цвета, в природе нет. Синтетический кварц выращивают гидротермальным методом. Для получения синего цвета в систему вводят примесь кобальта, а для получения зеленых и коричневых разновидностей — железо.

В целях эксперимента в небольших количествах был синтезирован форстерит, содержащий примесь кобальта. При введении даже незначительного количества данной примеси синтетический форстерит приобретает синюю окраску и сильный плеохроизм в красных тонах, что позволяет ему выступать в качестве имитации танзанита (популярного за рубежом синего цоизита).

Стекло (стразы)

В качестве имитаций природных ювелирных камней издавна применялись различные искусственные стекла, и они до сих пор продолжают широко использоваться в ювелирном деле.

Следует отметить, что существуют также разнообразные природные стекла — молдавиты, обсидиан, лешательерит и др.

В 1758 году Иозиф Штрасс, химик из Австрии, придумал способ производства стеклянного сплава, который отлично обрабатывался. Получив название «стразы», это вещество, играющее гранями, стало отличной заменой бриллианта и быстро вошло в моду. Добавляя по разработанной им же технологии в шихту специальные компоненты, ученые смогли получить очень красивые имитации рубина, сапфира и других самоцветов.

По цвету стекло может очень точно имитировать большинство ювелирных камней, тем более, что камни с низким показателем преломления обычно имеют стеклянный блеск. Хотя свойства стекол могут варьировать в широких пределах, к настоящему времени выявлены надежные диагностические признаки для определения имитаций из стекла. Наиболее важными являются: включения газовых пузырей (иногда достаточно крупных), аномальное двупреломление (наблюдается не всегда), раковистый излом (стекло является достаточно хрупким), показатели преломления и плотность (эти константы у стекол редко соответствуют константам имитируемых камней), также стекла часто содержат так называемые свили, напоминающие изогнутую зональность.

Что же говорить покупателям?

Камень выращен в лабораторных условиях при определенной температуре и давлении из натурального сырья (гидротермальным методом), это камень гидротермальный, то есть аналог Природного камня. При выращивании используется также крошка природного камня, можно говорить, что из более мелкого камня выращивается более крупный кристалл путем плавления. Свойства и характеристики камня идентичны природному аналогу. Отличить Гидротермальный камень от природного может только гемолог и то с применением специального оборудования. Стоят камни значительно дешевле природных. Сегодня многие производители, используя в изделиях гидротермальные камни, выдают их за натуральные и это правда.

Как пример можно привести культивированный жемчуг, выращенный также при помощи человека.

Как вырастить кристалл из медного купороса в домашних условиях + фото и видео

Медный купорос — вещество, которое благодаря красивому ярко-синему цвету идеально подходит для выращивания кристаллов. Их можно подарить своим близким или использовать в качестве элемента декора. В любом случае они никого не оставят равнодушным, а процесс изготовления может стать по-настоящему увлекательным. Итак, как же вырастить кристалл из медного купороса?

Подготовительные мероприятия

Медный купорос можно приобрести практически в любом хозяйственном магазине. Он активно применяется в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями. Однако не следует забывать о том, что это вещество является токсичным. При работе с медным купоросом в домашних условиях обязательно используйте резиновые перчатки и не допускайте его попадания в пищевод и на слизистые оболочки. По окончании работ тщательно мойте руки в проточной воде.

Из медного купороса можно вырастить настоящее чудо, однако в процесе изготовления не забывайте о технике безопасности

Для того чтобы сделать кристалл, вам понадобятся:

  • вода — если есть возможность, используйте дистиллированную или в крайнем случае кипячёную. Сырая вода из-под крана категорически не подходит из-за содержания в ней хлоридов, которые вступят в реакцию с раствором и ухудшат его качество;
  • медный купорос;
  • стакан;
  • проволока;
  • нить из шерсти — проследите, чтобы она была тонкой. Можно использовать длинный волос. Кристаллы сульфата меди прозрачны, и нитка не должна просматриваться сквозь них.

Помещая затравку в ёмкость с раствором, следите, чтобы она не соприкасалась со стенками или дном сосуда. Это может нарушить процесс роста кристалла и его структуру.

Фотогалерея: варианты кристаллов, выращенных своими руками

Инструкция по выращиванию кристалла

Существует две технологии выращивания кристаллов из медного купороса.

  1. Если вы не хотите долго ждать, то можете воспользоваться быстрым способом. По времени это займёт около недели, а в результате вы получите множество небольших кристаллов, закреплённых один на другом, будто колония ракушек-мидий.
  2. Второй метод более продолжительный. Он поможет вам вырастить крупный цельный кристалл, похожий на драгоценный камень.

Но оба они основаны на работе с насыщенным раствором вещества.

Обратите внимание! Чем выше температура воды, тем быстрее в ней растворяется медный купорос. Но при достижении жидкостью +80С° последующее нагревание никак не влияет на растворимость солей.

Быстрый способ

  1. Возьмите стакан или банку объёмом 500 мл, добавьте 200 г сульфата меди и залейте их 300 мл воды. Поставьте ёмкость на песчаную баню и начинайте разогревать, постоянно помешивая. Кристаллы медного купороса должны полностью раствориться.

    Тщательно растворите медный купорос в тёплой воде

  2. Уберите посуду с песчаной бани, поставьте на плоскость с прохладной поверхностью, например, керамическую плитку. Раствор должен немного остыть. Теперь в него нужно поместить затравку. Ею послужит кристаллик сульфата меди, который нужно выбрать предварительно — самый крупный и ровный.

    Поместите затравку в раствор

  3. Проследите, чтобы затравка не соприкасалась с внутренними поверхностями стакана. Даже если кристаллик растворится, не переживайте, — это не имеет значения. Охлаждаясь, насыщенный раствор отдаёт соли, которые оседают на нитке. Самое большое количество купороса сосредоточится на дне посуды, поскольку именно в этом месте стакан контактирует с прохладной поверхностью.

    Насыщенный раствор купороса начнёт образовывать кристаллы на поверхностях

  4. Извлеките нитку с образовавшимися кристаллами из ёмкости с раствором. Повторите процедуру: поставьте стакан на баню из песка и подогрейте так, чтобы осадок растворился. Отключите нагрев. Не снимая посуды с бани, накройте её подходящей по диаметру крышкой (например, чашкой петри) и дайте раствору немного остыть.

    Нить с первыми кристаллами

  5. Поместите нитку с кристаллами в раствор, закрепите её так, чтобы она не соприкасалась с дном и стенками. Накройте ёмкость и оставьте на ночь. Утром вы обнаружите в стакане большую гроздь прекрасных кристаллов необычной формы.

    Такой кристалл у вас может получиться через сутки

  6. Вы можете попробовать придать скоплению кристаллов определённую форму. Для этого нужно вместо нити использовать проволоку. Согните её в виде квадрата, круга, сердечка или звезды. Проволока станет прочным устойчивым каркасом для будущего фигурного кристалла. Если при этом вам понадобится ограничить рост некоторых граней, смажьте их вазелином или жиром.

Выращивая кристаллы сульфата меди быстрым способом, вы можете не беспокоиться о затравке: можно и вовсе обойтись без неё. Осадок легко закрепится на нитке.

Второй способ

В этом случае вы сможете вырастить крупный кристалл сульфата меди, однако это займёт гораздо больше времени. Кроме того, в отличие от первого способа, выбор затравки принципиально важен. К тому же вам придётся следить, чтобы к ней не прилипали мелкие кристаллики.

Чем крупнее и ровнее будет выбранный из общей массы кристаллик медного купороса, тем красивее получится конечное изделие.

Вам понадобятся 200 г тёплой воды и около 110 г медного купороса.

Инструкция по изготовлению:

  • смешайте купорос и воду в подходящей посуде (стакане или банке), оставьте на сутки. Периодически помешивайте: активное вещество должно полностью раствориться. После этого отфильтруйте раствор через вату или специальную фильтровальную бумагу. Оставшийся на поверхности фильтра осадок можно высушить и использовать снова при необходимости;
  • полученный раствор залейте в чистую ёмкость;
  • выберите кристаллик для затравки, привяжите его к нити (волосу). Второй конец нитки закрепите на палочке, положите её горизонтально на ёмкость. Затравка должна опуститься в раствор в строго вертикальном положении. Посуду накройте кусочком ткани, чтобы внутрь не попадала пыль;

Подходящий по размеру для затравки кристаллик медного купороса

  • спустя несколько дней вы заметите, что кристалл растёт. Через неделю он достигнет 1 см, а со временем увеличится ещё больше;

Обязательно накройте ёмкость с раствором и затравкой кусочком ткани

Во время работы вы можете столкнуться с некоторыми трудностями. Их несложно преодолеть, придерживаясь простых правил.

  1. Если в процессе роста внутри ёмкости образуются дополнительные мелкие кристаллики, раствор нужно перелить в чистую посуду и перенести туда основной кристалл.
  2. На нитке, удерживающей затравку, со временем могут образоваться мелкие кристаллики. Чтобы этого избежать, поднимите основной кристалл немного выше: меньший отрезок нити будет находиться в контакте с раствором.
  3. Вы можете поэкспериментировать и вместо хлопчатобумажной или шерстяной нити использовать капроновую. Подойдёт также тонкая проволока из меди. Но в этом случае затравка будет расти хуже и на процесс роста уйдёт больше времени.
  4. Если в помещении, в котором вы проводите эксперимент, повысится температура, затравка может раствориться. Добавьте несколько ложек сульфата меди в раствор и дайте настояться 5–7 часов, регулярно помешивая. Слейте раствор так, чтобы в нём не осталось осадка, и повторите эксперимент.

    Крупный кристалл, полученный путём длительного выращивания

При воздействии воздуха кристалл медного купороса теряет часть влаги, выветривается и со временем разрушается. Чтобы избежать этого, храните его в плотно закрытой ёмкости в прохладном месте. Специалисты советуют покрывать его бесцветным лаком, — это создаст надёжную защитную плёнку.

Как вырастить кристалл из медного купороса в домашних условиях (видео)

https://youtube.com/watch?v=vn-seNKEOSY

Выращивание кристаллов медного купороса — занятие долгое, оно требует внимания и терпения. Однако полученный результат обязательно вас порадует. Поделитесь с нами в комментариях вашим опытом. Удачи вам!

Добрый день! Меня зовут Светлана. Этот сайт стал для меня не только дополнительным источником заработка, но и возможностью поделиться с вами своими знаниями в ведении домашнего хозяйства. Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Как вырастить кристалл. Часть 1

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 CuSO4 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.

 

Примечание: Кристаллы будут образовываться не только на нитке, но еще на дне и стенках банки. Это будет вредить нашим целям, т.к. такие паразитные кристаллы будут также отбирать из жидкости материал для собственного строительства и нашему основному кристаллу на нитке будет доставаться меньше материала для роста и, следовательно, он будет расти гораздо медленнее.

 

 

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: 

http://virtuallab.by/publ/himija/sdelaj_sam/kak_vyrastit_kristall_chast_2/18-1-0-142

ВЫРАЩИВАНИЕ КРИСТАЛЛОВ ИЗ РАСТВОРОВ РАЗНООБРАЗНЫХ ВЕЩЕСТВ

ВЫРАЩИВАНИЕ КРИСТАЛЛОВ ИЗ РАСТВОРОВ РАЗНООБРАЗНЫХ ВЕЩЕСТВ

Сафаров М. Р. 1

1

Мирзанурова Д.М. 1

1

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Введение

«Почти весь мир кристалличен.

В мире царит кристалл и его

твердые, прямолинейные законы».

А.Е. Ферсман.

«Существует еще немало

сложных кристаллов, которые

бросают нам вызов».

Кроуфут-Ходжкин Дороти

Причудливые творения природы, часто завораживающие и притягивающие взгляд, украшающие короны королей. Бытует поверье, что некоторые из них обладают магической чудодейственной силой. Природные кристаллы всегда возбуждали любопытство у людей. Средневековые алхимики думали, что природные кристаллы были сотворены богом раз и навсегда. Лишь в 17 веке поняли, что минералы растут в воде.

Кристаллы так хороши собой, что ими можно любоваться часами. Каких только кристаллических форм не создала природа! Столбики, кубики, пирамиды, звёзды! Поражает разнообразие причудливых форм и цветов кристаллов.

Поэтому мы решили начать свою исследовательскую работу, поставив перед собой цель – вырастить кристаллы разнообразных веществ из растворов и сравнить их свойства, определить оптимальные условия для выращивания кристаллов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

  • провести анализ литературы, по данной теме;

  • отобрать вещества из которых возможно вырастить кристаллы;

  • познакомиться с методами выращивания кристаллов;

  • освоить методику выращивания кристаллов из водных растворов;

  • провести наблюдения за процессом кристаллизации;

  • выработать рекомендации по выращиванию кристаллов для заинтересовавшихся нашим исследованием учащихся

Актуальность: работа интересна и познавательна, выращивание кристаллов — доступное и недорогое занятие для большинства юных открывателей. Их можно вырастить различными по форме и цвету, в любое время года. Это удивительное свойство кристаллических тел!

Предмет исследования: кристаллы.

Объект исследования: выращивание кристаллов из растворов.

Гипотеза работы:при апробировании различных способов выращивания кристаллов в домашних условиях и их изучении, наиболее оптимальные условия для выращивания кристаллов — комнатная температура, температура воды 60 °С и при 50 мл воды концентрация соли 50 г различных солей.

Литературный обзор

Удивительный мир кристаллов

Кристаллы окружают нас повсюду. Твердые тела, из которых строят дома, делают станки, вещества, которые мы употребляем в быту, почти все они относятся к кристаллам.

В земле иногда находят камни такой формы, как будто их кто-то тщательно выпиливал, шлифовал, полировал. Правильность и совершенство формы этих камней, безукоризненная поверхность поражают. Трудно поверить, что такие многогранники образовались сами без помощи человека. Вот эти-то камни с природной, то есть не сделанной руками человека, правильной, многогранной формой и называются кристаллами.

Слово «кристалл» происходит от греческого «крюсталлос», то есть «лед». Кристаллы – это твердые тела, атомы или молекулы которых занимают определенные, упорядоченные положения в пространстве. Поэтому кристаллы имеют плоские грани.

Структура кристалла

Не все кристаллы одинаковы. Существуют монокристаллы и поликристаллы. Твердое тело, состоящее из большого числа маленьких кристаллов, называют поликристаллическим. Одиночные кристаллы называются монокристаллами.

Основные свойства кристаллов

Температура плавления

Плавление – это переход вещества из твёрдого состояния в жидкое.

Процесс плавления любого кристалла происходит при постоянной температуре, называемой температурой плавления. Например, если взять кристалл льда и положить его в тёплое место, то он растает – расплавится. В процессе плавления температура не повысилась. То же самое можно было бы установить и для любого другого кристалла.

Симметрия

Идеальные формы кристаллов симметричны. По выражению известного русского кристаллографа Е. С. Фёдорова (1853-1919), «кристаллы блещут симметрией».

В кристаллах можно найти различные элементы симметрии: ось симметрии, плоскость симметрии, центр симметрии.

Рост кристаллов в природе

Кристаллы могут расти как в природе, так и в искусственных условиях.

В соляных озёрах, на мелководье вода, нагреваясь, испаряется. Соль выпадает в осадок, наращиваясь на дне. Так образуются солончаки, представляющие дно высохших озёр.

Рост кристаллов в искусственных условиях

В искусственных условиях кристаллы выращивают из раствора или из расплава.

Классификация кристаллов

Выращивание кристаллов из раствора

Выращивание кристаллов из расплава

Медный купорос

Поваренная соль

Алюмоаммонийные квасцы

Алмаз Сапфир

Берилл Кварц

Гранат Изумруд

Рубин

Выращивание кристаллов из расплава

Из расплава кристаллы выращивают таким образом. В установке расплав находится в неподвижном тигле, куда опущена затравка с растущим на ней кристаллом. Затравка укреплена на стержне, который непрерывно охлаждают. По мере того, как кристалл вырастает, его всё время поднимают, вытягивая стержень с затравкой из расплава, так что с расплавом соприкасается не весь кристалл, а только небольшой его слой, именно тот самый, который сейчас растёт. Кристаллы во время роста ещё обычно вращают, чтобы тепло от него отводилось равномерно. В домашних условиях вырастить кристалл из расплава невозможно.

Вырастить кристаллы в домашних условиях можно только из раствора.

Материалы и методика исследования

Выращивание кристаллов в домашних условиях

Приготовление раствора

Раствор готовят из слегка тёплой (не горячей!) воды. Воду лучше брать дистиллированную, но можно и кипячёную. Химический стакан на половину объёма наполняют водой и небольшими количествами (~по 10гр) добавляют соль. После каждой новой порции соли раствор тщательно перемешивают. При этом раствор может начать охлаждаться, т. к. при растворении вещества расходуется тепловая энергия на расщепление его на ионы. После того, как вещество перестаёт растворяться, добавляют последние 10гр вещества и перемешивают. Уже готовый раствор фильтруют во второй химический стакан, в котором и будет происходить рост кристалла. Стакан накрывают листком бумаги и ждут появления первых кристалликов.

Фильтрация раствора

Конечно же, для фильтрации раствора лучше всего использовать хороший, лабораторный фильтр из фильтровальной бумаги и стеклянную воронку. Если готового фильтра нет, то его можно сделать из обычной промокашки. Для этого из неё вырезают круг диаметром не менее 10см, сгибают его вдвое и затем ещё вдвое. Если теперь отогнуть крайний листок получившегося конуса, то получится бумажная воронка. Её вкладывают в стеклянную воронку и фильтруют раствор. Это надо делать очень осторожно, следить за тем, чтобы уровень жидкости в стеклянной воронке не был выше краёв фильтра.

В самом крайнем случае, если под рукой нет даже промокашки, то фильтр делается из ваты. Вату плотно вставляют в горлышко воронки и затем фильтруют раствор. Естественно, чем плотнее вата, тем медленнее и качественнее происходит фильтрация.

Выращивание крупных одиночных кристаллов

Для того, чтоб кристалл вырос крупным и геометрически ровным, т. е. имел природную форму, необходимо довольно много времени. Обычно кристалл вырастает на 0,1-0,8мм в сутки, что во многом зависит от соли. Т. е. за месяц – полтора можно вырастить довольно крупный кристалл.

Выращивание крупного одиночного кристалла – очень длительный и сложный процесс, требующий терпения и осторожности. Для начала вам потребуется затравка – маленький кристаллик, который и будет центром кристаллизации. Обычно кристаллик, используемый как затравка, представляет собой уменьшенную копию выращиваемого кристалла.

Для того, чтобы получить затравку, используется очень простой метод: готовится максимально концентрированный раствор соли, переливается в стакан с вертикальными стенками и накрывается листком бумаги. Через несколько дней на дне стакана появляются первые кристаллики. Обычно они все имеют разную форму. Именно из них и отбираются те, которые имеют более правильную форму.

Раствор, в который собираются погрузить затравку, желательно приготовить заранее и оставить на пару дней для выпадения первых кристалликов (чтобы быть уверенным, что затравка не растворится). Раствор фильтруют от выпавших кристалликов, переливают в чистый стакан и погружают туда затравку. Стакан накрывают бумагой и оставляют на полке. Уже через неделю можно заметить, что кристалл заметно подрос. Чем дольше он будет оставаться в растворе, тем крупнее он станет.

Раствор со временем испаряется и если верхняя часть кристалла окажется на воздухе, то это может испортить весь кристалл. Для того, чтобы этого не произошло, необходимо добавлять раствор по мере необходимости.

В процессе выращивания кристалла может возникнуть ещё одна проблема: в ходе роста основного кристалла на дне появляются и растут другие, случайно выпавшие кристаллы. Их желательно удалять хотя бы раз в 1-2 недели.

Выращивание сростков кристаллов (друз)

Это – один из самых быстрых способов выращивания кристаллов. Если выращивание одиночных кристаллов занимает много времени и рассчитано на постепенный, правильный рост кристаллов, то выращивание друзы гораздо легче, потому что оно ориентируется на быстрое, хаотическое выпадение кристаллов.

Для начала вам потребуется приготовить перенасыщенный раствор соли в горячей воде. После охлаждения раствора в него вносят затравку – подвешенный на ниточке кристаллик. Уже через 5-10 часов можно увидеть большое количество кристалликов на нитке, на затравке, на дне стакана. Раствор оставляют в покое в течение 3-5 дней, затем вынимают нитку с кристаллом, раствор нагревают, добавляют воды и снова делают максимально концентрированным. После охлаждения в него вновь вносят нитку с уже подросшим кристаллом и оставляют на 3-5 дней.

Эту процедуру повторяют до тех пор, пока кристалл не достигнет необходимого размера. Кстати, довольно неплохие результаты получаются, если смешать оба метода: сначала вырастить друзу, а потом погрузить её в раствор для медленной кристаллизации.

Изучив литературу, я приступил к выращиванию кристаллов

Результаты исследования и их обсуждение

Выращивание кристаллов из растворов

Кристаллы выращивают из насыщенных (перенасыщенных) растворов веществ на «затравке». Затравкой или центром кристаллизации может являться кристаллик данного вещества или любой другой центр кристаллизации (волокно).

Выращивание кристаллов – это искусство. Поэтому получается не все сразу. Немного настойчивости, упорства, аккуратности, и можно стать обладателем красивых кристаллов.

Отбор веществ из которых возможно вырастить кристаллы

Темой по выращиванию кристаллов, я заинтересовался уже с 6 класса. Изучив статьи в интернете, меня заинтересовали опыты по выращиванию кристаллов из солей медного купороса, железного купороса, фосфата моноаммония и других. В домашних условиях мной были выращены кристаллы из поваренной соли, медного купороса, железного купороса, фосфат моноаммония (Приложение №1).

Кроме этого, я пробовал вырастить кристаллы из марганцовки (или раствор марганцовокислого калия, или перманганат калия) и сахара, но к сожалению, вырастить кристаллы из них не удалось.

В дальнейшем мне стало интересно, выяснить какие условия самые благоприятные для быстрого и качественного выращивания кристаллов. Поэтому, я решил провести ряд экспериментов.

Экспериментальный опыт №1

«Нахождение оптимальной концентрации раствора для роста монокристалла и поликристалла медного купороса»

Общие сведения наблюдений

№ проб

Температура окружающей среды, в которой находится раствор

Объём воды и масса соли в растворе

Получившийся кристалл

1 стакан

Температура окружающей среды одинакова, она равна 23 °С

V вода = 50 мл

m соль = 70 г

В этом стакане кристалл вырос быстрее всех; по виду – поликристалл.

2 стакан

V вода = 50 мл

m соль = 50 г

Вырос поликристалл средней формы и размеров.

3 стакан

V вода = 50 мл

m соль = 30 г

Вырос монокристалл, хоть и маленький, но симметричный и правильной формы; он рос медленнее всех.

Дневник наблюдений

День

Совершаемое действие

1 стакан

2 стакан

3 стакан

1 день

Приготовление раствора

Приготовили раствор, насыпав в него 70 г вещества

Приготовили раствор, насыпав в него 50 г вещества

Приготовили раствор, насыпав в него 30 г вещества

Приготовили за ранее кристаллики (затравка) и на нитях опустили в каждый стакан

2 день

Появление кристаллов

Образовалась друза

Образовывается друза, но меньше, чем в первом стакане

Образовывается монокристалл

3 день

Сравнение кристаллов

Самый большой кристалл

Чуть меньше, чем в первом стакане

Совсем маленький кристаллик

4 день

Оценка кристаллов

Большой сросток кристаллов – друза, каждый из кристалликов имеет форму куба

Сросток чуть меньше, чем в первом стакане, но кристаллики имеют кубическую форму

Совсем мелкий монокристалл в форме куба

5

день

Сравнение и оценка кристаллов (итог)

В итоге образовалась друза большого размера

Образовалась друза среднего размера, кристаллики которой имеют форму куба

Образовался монокристалл в форме куба

Вывод: в ходе опыта мы выяснили: для того, чтобы вырастить монокристалл из соли медного купороса, надо 50 мл воды и 30 г соли. Для того, чтобы вырастить красивый поликристалл, надо 50 мл воды и 50г соли (Приложение №2).

Экспериментальный опыт №2

«Нахождение оптимальной температуры воды для выращивания кристаллов медного купороса»

Общие сведения наблюдений

№ проб

Температура окружающей среды, в которой находится раствор

Объём и температура воды, и масса соли в растворе

Получившийся кристалл

1 стакан

tокр. ср. = 23 °С

Vвода = 50 мл

tвода = 80 °С

mсоль = 70 г

Получился небольшой поликристалл

2 стакан

tокр. ср. =23 °С

Vвода = 50 мл

tвода = 60 °С

mсоль = 70г

Кристалл вырос больше остальных

3 стакан

tокр. ср.= 23°С

Vвода = 50 мл

tвода = 20 °С

mсоль = 70 г

Кристалл вырос чуть больше из всех трёх кристаллов

Дневник наблюдений

День

Совершаемое действие

1 стакан

2 стакан

3 стакан

1 день

Приготовление раствора

В воде с температурой 80 °С большая часть соли растворилась

В воде с температурой 60 °С половина из взятой массы соли растворилась

В воде с температурой 20 °С не значительная часть соли растворилась

Приготовили за ранее кристаллики (затравка) и на нитях опустили в каждый стакан

2 день

Оценка кристаллов

Во всех стаканах на нити образовались поликристаллы средних размеров

3 день

Сравнение кристаллов

Кристалл образовался самый маленький

Вырастает большой кристалл

Кристалл вырастает меньше, чем кристалл при 60 °С, но больше, чем кристалл при 80 °С

4 день

Оценка кристаллов

Из всех растворов выросли поликристаллы, появились формы куба; везде можно рассмотреть симметрию

5 день

Сравнение и оценка кристаллов (итог)

Кристалл вырос самый маленький

Кристалл чуть меньше, чем в 3 стакане

Кристалл вырос самый большой

Вывод: оптимальная температура воды для выращивания кристаллов – примерно равна 60°С (Приложение №3).

Экспериментальный опыт №3

«Сравнение кристаллов из солей красной кровяной соли, алюмокалиевых квасцов и никеля сернокислого»

Для того, чтобы вырастить кристаллы данных солей, я поступал следующим образом: к 50 мл горячей воды 80 °С добавлял соли алюмокалиевых квасцов, красной кровяной соли и никеля сернокислого до получения насыщенного раствора (50 г). Опускал в насыщенный горячий раствор хлопчатобумажную нить и ставил раствор в теплое место (вода испаряется, и раствор все время является насыщенным).

Общие сведения наблюдений

Образцы солей

Температура окружающей среды

Объём воды и масса соли в растворе

Получившийся кристалл

Красная кровяная соль

1 стакан

t= 23°С

Vвода = 50 мл

mсоль = 50г

Поликристаллы среднего размера

Алюмокалиевые квасцы

2 стакан

t= 23°С

Vвода = 50 мл

mсоль = 50г

Самый крупный кристалл

Никель сернокислый

3 стакан

t= 23°С

Vвода = 50 мл

mсоль = 50г

Кристаллы игольчатой формы, небольшие

Дневник наблюдений

День

Совершаемое действие

1 стакан

2 стакан

3 стакан

1 день

Приготовление раствора

Приготовили раствор красной кровяной соли и опустили туда нить

Приготовили раствор алюмокалиевых квасцов и опустили туда нить

Приготовили раствор никеля сернокислого и опустили туда нить

2 день

Оценка изменений

На дне появились мелкие кристаллики

На дне появились крупные кристаллики

На дне появились мелкие кристаллики игольчатой формы

3 день

Приготовление затравки для раствора

Взяли кристаллик красной кровяной соли, завязали его на нити, опустили в раствор

Опустили в раствор нить с затравкой

Опустили в раствор нить с затравкой

4 день

Оценка появившихся кристаллов

На нити появились маленькие кристаллики

На нити появились маленькие кристаллики

Появились кристаллики на нити кубической формы

5 день

Сравнение появившихся кристаллов

Появившиеся кристаллы по размерам больше, чем кристаллы никеля сернокислого, но всё же маленькие

Кристаллики очень крупные по размерам

Кристаллики очень малы по размерам

6 день

Оценка кристаллов

Образовался поликристалл небольшого размера

Образовался моно кристалл большого размера

Образовались поликристаллы

7 день

Сравнение и оценка кристаллов (итог)

В итоге на нити образовался поликристалл средних размеров

В итоге на нити образовался монокристалл средних размеров

На нити образовался небольшой поликристалл

Вывод: у веществ разного химического состава кристаллы имеют разную форму и отличаются по таким свойствам, как симметрия, выращивание, к тому же углы, образованные соответственными гранями, в кристаллах разных веществ будут неравными (по закону постоянства углов). Но есть и сходства, например, оба кристалла имеют кристаллическую решётку (Приложение №4).

Заключение

При выполнении этой работы мы выяснили, что мир кристаллов красив и разнообразен. Каждый его «представитель» уникален по своим свойствам, размерам и особенностям строения. Кроме того, что кристаллы красивы, они играют важную роль в жизни человека.

В ходе работы мы исследовали очень интересное свойство кристаллов – их рост в искусственной среде. Для быстрого выращивания нужны оптимальные условия. Например, чтобы вырастить кристалл медного купороса (за короткий срок), нужно поставить стакан с раствором в тёплое место, но раствор приготовить оптимальной концентрации – 50 мл воды, 30-50 г соли и температурой воды 60°С. Если кристаллизация происходит медленно, то вырастет монокристалл, а если быстро – поликристалл.

При изучении кристаллов мы убедились: свойства их настолько разнообразны, что мы смогли исследовать лишь некоторые из них.

Данную работу можно предложить учащимся как 5 классов в рамках изучения естествознания, так и учащимся 7 и 8 классов при изучении физики и химии в темах кристаллическое строение веществ, где безопаснее всего выращивать кристаллы морской и поваренной соли.

Литература

  1. Большая энциклопедия «Кирилла и Мефодия». 2006 год.

  2. Универсальная школьная энциклопедия для детей «Аванта +». 2004 год.

  3. «Хочу всё знать. Занимательная химия». И.А.Леенсон.1996 год.

  4. «Химия для всех». Г. Б. Шульпин. 1987 год.

  5. Энциклопедия «Аванта +» Физика. 2003 год.

  6. Энциклопедия «Аванта +» Химия. 2004 год.

  7. www. venda. ru

  8. www. yandex. ru

Приложение№1


Монокристаллы

Поликристаллы

Медный купорос

 

Красная кровяная

соль

 

Алюмокалиевые

квасцы

 

Никель сернокислый

 

Подготовка к приготовлению растворов из медного купороса

Необходимое количество соли взвешиваем с помощью электронных весов

Нагреваем воду до выбранной температуры

Приложение№2

Экспериментальный опыт №1

«Нахождение оптимальной концентрации раствора для роста монокристалла и поликристалла медного купороса»

1 стакан

Температура окружающей среды одинакова, она равна 23 °С

V вода = 50 мл

m соль = 70 г

В этом стакане кристалл вырос быстрее всех; по виду – поликристалл.

2 стакан

V вода = 50 мл

m соль = 50 г

Вырос поликристалл средней формы и размеров.

3 стакан

V вода = 50 мл

m соль = 30 г

Вырос монокристалл, хоть и маленький, но симметричный и правильной формы; он рос медленнее всех.

Приложение№3

Экспериментальный опыт №2

«Нахождение оптимальной температуры воды для выращивания кристаллов медного купороса»

1 стакан

tокр. ср. = 23 °С

Vводы = 50 мл

tводы = 80 °С

mсоли = 70 г

Получился небольшой поликристалл

2 стакан

tокр. ср. =23 °С

Vводы = 50 мл

tводы = 60 °С

mсоли = 70г

Кристалл вырос чуть-чуть больше

3 стакан

tокр. ср.= 23°С

Vводы = 50 мл

tводы = 20 °С

mсоли = 70 г

Кристалл вырос самый большой из всех этих трёх

Приложение№4

Экспериментальный опыт №3

«Сравнение кристаллов из солей красной кровяной соли, алюмокалиевых квасцов и никеля сернокислого»

Красная кровяная соль

1 стакан

tокр. ср = 23°С

Vвода = 50 мл

mсоль = 50г

tвода = 80 °С

Поликристаллы среднего размера

Алюмокалиевые квасцы

2 стакан

tокр.ср = 23°С

Vвода = 50 мл

mсоль = 50г

tвода = 80 °С

Самый крупный кристалл

Никель сернокислый

3 стакан

tокр. ср = 23°С

Vвода = 50 мл

mсоль = 50г

tвода = 80 °С

Кристаллы игольчатой формы, небольшие

0

Просмотров работы: 5628

Выращивание кристаллов с набором «Волшебные кристаллы». Инструкция

В природе настоящие кристаллы растут тысячи лет, но с помощью набора «Волшебные кристаллы» Вы сможете вырастить свой кристалл за несколько дней! Это очень интересное и занимательное занятие, развивающее у детей внимательность, творческие способности и любовь к естественным наукам.  Наблюдая каждый день за ростом кристалла , Вы будете видеть как они меняют свою форму и размер, и в конце их роста получите необыкновенный сувенир, созданный своими руками!

Наборов для выращивания кристаллов сейчас большое разнообразие:

Вот некоторые из них, представленные в нашем магазине:

Кристаллы в форме деревьев, цветов, фигурок животных, растущие на картоной основе. Время роста всего 6 часов!

Кристаллы с пожеланиями.

Отличный подарок,

который ребенок

может сделать своими руками!

Время роста 2 недели.

Одни из самых первых наборов для выращивания кристаллов. Мастер-класс и инструкцию, а также содержимое коробки вы можете посмотреть ниже!

А мы в этой статье рассмотрим выращивание кристаллов на примере среднего (фиолетовый) и малого (желтый) кристаллов.

При работе с набором обратите внимание на меры предосторожности и инструкцию по выращиванию!

Наборы идентичны, отличаются только размером.

И так, открываем наш набор:

В него входят:

  • Порошок для выращивания кристаллов
  • Затравочные кристаллы
  • Пластиковый контейнер для выращивания кристаллов
  • Ложка для размешивания порошка
  • Каменное основание для выращивания кристаллов
  • Перчатки
  • Инструкция


Это кристаллический порошок. Пересыпаем его в пластиковый стакан. 

Далее нужно вскипятить воду и налить ее в этот же контейнер до горизонтальной отметки на боковой стороне контейнера.

Размешиваем порошок до полного растворения деревянной палочкой или пластиковой ложкой. Важно чтобы порошок полностью растворился, это может занять 2 и более минуты.


Берем каменную основу, обмываем проточной водой.

аккуратно высыпаем в контейнер с горячим кристаллическим 

раствором. Палочкой распределяем камешки равномерно по дну контейнера. Плотно накрываем крышкой.

Дожидаемся охлаждения раствора до комнатной температуры.

Затем осторожно засыпаем затравочные кристаллы (это маленький мешочек с белым порошком, на нем написано «затравочные кристаллы») Контейнер во время и после этих действий нельзя перемещать и трясти.

Снова плотно накрываем крышкой и оставляем на 24 часа.

Через 24 часа снимаем крышку и в дальнейшем оставляем контейнер открытым.

Рост кристаллов может продолжаться от 1 до 4 недель. 

Во время роста контейнер нельзя трясти и перемещать. Даже музыка может нарушить рост кристаллов!!!

Когда над поверхностью раствора появиться вершина самого высокого кристалла, нужно слить остаток раствора и аккуратно следуя инструкции отделить кристалл с каменным основанием от дна контейнера. 

 

Высушите кристалл на воздухе, избегайте контакта кристалла с водой. 

Наслаждайтесь результатом!

Удачи Вам и Вашим деткам в опытах и экспериментах!!!

Данный набор для выращивания кристаллов есть в нашем интернет-магазине:

Похожий мастер-класс 

Мастер-класс по выращиванию Кристалла с Пожеланием!

Все «Мастер-классы»

Как вырастить собственные хрустальные жеоды ~ Шаг за шагом

Когда я разместил на своей странице в FB фотографию одного из моих недавних образцов выращивания кристаллов, я получил массу вопросов, задавая как, как, как?

Итак, если вы один из тех, кто всегда хотел знать , как выращивать собственные кристаллы , это сообщение в блоге для вас!

Вы знаете, я люблю свои кристаллы за их исцеляющий реквизит, но я чувствую, что очень важно также узнать их по-другому; чтобы узнать, как и почему они растут, как Мама Земля готовит их на своей кухне.Это УДОВОЛЬСТВЕННОЕ занятие дает нам некоторое представление об этом процессе. И в итоге вы получите несколько потрясающе красивых кристаллов!

Плюс ко всему это дает мне хороший повод полностью выкрутиться !!

Я знаю много лет, когда учился в классе естественных наук, что детям, подросткам (и взрослых! ) действительно нравится видеть кристаллизацию MAGIC в действии! Так что почти наверняка ты съешь это ложкой!

Итак, сначала…

Что такое жеода?

По сути, жеоды — это круглые породы, которые имеют полую внутреннюю часть, обычно образованную газовым пузырем, в котором застряли какие-то обычно вулканические гидротермальные жидкости.Эти полости создают идеальную среду для выращивания кристаллов, поскольку они обычно содержат перенасыщенный раствор для выращивания кристаллов (Да, я знаю … CRAZY-GEEK-FEST терминов! Я объясняю, что это такое, в представленном видео … но, Йо! очень понравится … вот маленькая подсказка ).

Жеодам могут потребоваться тысячи или даже миллионы лет, чтобы вырасти… но этим детенышам понадобится всего пара дней. Как вам повезло ?!

ВАРИАНТЫ ОТДЫХА

  • Хэллоуин: как насчет флуоресцентного поворота? Просто добавьте в раствор для воды и пищевого красителя светящуюся воду
  • .
  • Winter Holidays: вырастите несколько снежно-белых жеодов, пропустите пищевой краситель, и вы получите прозрачные кристаллы, которые будут выглядеть как прозрачный или молочный кварц!
  • Пасха / Весеннее равноденствие: просто сделай их! Любой цвет, безумно

Ой! На случай, если вы не знали… Я немного одержим телешоу «Во все тяжкие»… — это всего лишь небольшая, едва заметная вещь. 😉 Да, я даже без телевизора успела полностью к нему пристраститься.

Так вы удивлены, что Мать-Земля делает эти (но гораздо более сложные) шаги, растянутые на более длительный период времени, и создает более 4500 различных типов минералов и кристаллов и делает это на протяжении большей части 4,6 миллиарда лет !? Я ЗНАЮ! C полностью и полностью восхищен и уважает весь процесс.

Надеюсь, вам будет весело, попробовав это самостоятельно, с детьми или друзьями.Если вы все же попробуете , опубликуйте свои результаты на моей странице в FB или оставьте комментарий ниже и дайте нам знать, как это сработало, или если вы обнаружили какие-нибудь интересные советы, которыми можно поделиться! Я добавлю их в этот пост, чтобы все Хрустальные красотки могли извлечь из этого пользу!

Счастливый рост кристаллов !!

П.С. Если вам понравился этот пост, поделитесь им, чтобы другие могли попробовать его вместе с нами и поделиться ВЕСЕЛЫМ !!

растущих кристаллов | Центр наномасштабных наук

Выращивание кристаллов Спросите себя…

Вы когда-нибудь задумывались, как выглядят атомы в материалах вокруг вас? Все они выстроены в аккуратные ряды или складываются вместе в классный узор? Как мы можем узнать, нет ли у нас сверхмощного микроскопа?

Один из способов узнать, как устроены атомы, — это выращивать кристаллы вместе с материалом.Для выращивания кристаллов можно использовать многие повседневные материалы, такие как сахар и соль. Кристаллы — это просто структура, в которой все атомы идеально расположены в атомном масштабе. В масштабе, который мы видим, это превращается в очень плавные линии и уникальные формы. Например, если атомы образуют куб с прямыми столбцами и рядами (как каменная соль), полученный кристалл будет кубом с гладкими сторонами.

В этом упражнении вы вырастите несколько разных типов кристаллов из обычных материалов.Затем вы будете наблюдать за формой кристаллов и использовать их, чтобы представить себе, как могут быть расположены атомы. Это занятие может занять до пары недель и идеально подойдет для проекта научной выставки!

Материалы
  • Вода дистиллированная
  • Мелкие миски или блюдца
  • Кастрюля для кипятка
  • Ложка для перемешивания
  • 2 прозрачных стакана для питья
  • Пищевой краситель (по желанию)
Материалы для кристаллов (все это не нужно)
  • Соль Эпсома
  • Соль поваренная (неионизированная)
  • Квасцы (находятся в разделе специй)
  • Сода стиральная *
  • Borax

* Стиральная сода можно найти в прачечной некоторых продуктовых магазинов.В национальных сетевых магазинах его обычно нет, но во многих местных магазинах он есть. Вы можете позвонить по телефону 1-800-524-1328 и узнать, в каких магазинах в вашем районе можно купить стиральную соду.

Безопасность

Будьте осторожны при кипячении воды. Задание Во-первых, вам нужно немного узнать об условиях выращивания кристаллов и почему они растут. Это позволит вам внести свои собственные изменения в процесс, чтобы получить лучшие кристаллы. Производство кристаллов начинается с насыщенного раствора .Это просто раствор, который больше не может удерживать материал. Например, если вы делаете насыщенный раствор соленой воды, вы должны добавлять соль в воду до тех пор, пока она не перестанет растворяться. В конце концов соль начнет скапливаться на дне контейнера, потому что вода больше не может удерживать соль.

Кристаллы растут, когда раствор становится перенасыщенным , что означает, что в воде растворено слишком много соли. Дополнительная соль (или другой материал) принимает форму кристаллов.Чтобы получить перенасыщенный раствор, вы можете либо охладить его, либо дать воде испариться.

Для начала сделайте несколько кристаллов английской соли. Их легко вырастить, и через пару часов вы начнете видеть кристаллы. Начните с одной чашки теплой дистиллированной воды (не кипящей). Начните добавлять соль Эпсома ложкой и помешивая, пока она не растворится. Продолжайте делать это до тех пор, пока не перестанет растворяться больше соли Эпсома (вероятно, это будет около одной чашки). Оставьте смесь на пару минут, пока вся нерастворенная соль не окажется на дне емкости.Медленно слейте раствор в неглубокую миску, но прекратите выливание, прежде чем дойдете до нерастворенной соли. Поставить миску в холодильник на 3 часа. Вы должны увидеть, как некоторые кристаллы начинают расти. На что они похожи? Какой они формы и цвета? Вы только что сделали кристаллы методом охлаждения.

Затем сделайте несколько кристаллов квасцов методом испарения. Опять же, запивая горячей дистиллированной водой. Начните с небольшого количества, подойдет от до ½ чашки. Начните добавлять квасцы ложкой и помешивая, пока они не растворится.Выполните тот же метод, что и выше, чтобы сделать перенасыщенный раствор и слейте раствор, оставив нерастворенные кристаллы. Используйте небольшое блюдце или тарелку, чтобы вырастить кристаллы. Это обеспечит максимальную площадь поверхности для имеющегося у вас объема раствора, увеличивая скорость испарения. Оставьте на пару дней (не в холодильнике). Через час или около того после охлаждения раствора вы можете начать видеть маленькие кристаллы, но если нет, не волнуйтесь! Вы увидите, как хрустальный сад начинает расти в течение дня.Осмотрите свои кристаллы. Какой они формы? Насколько велик твой самый большой? Самый маленький? Сколько времени понадобилось для образования первых кристаллов?

Используйте метод выпаривания, используемый для получения кристаллов квасцов с поваренной солью, сахаром, стиральной содой и бурой. Кристаллы, изображенные справа, представляют собой кристаллы поваренной соли. Иметь терпение! Некоторые материалы могут не начать образовывать кристаллы пару дней или даже неделю! Вы можете добавить в раствор пищевой краситель, если хотите разноцветные кристаллы. Используйте приведенную ниже таблицу (см. PDF) для записи своих наблюдений.

Зная, что соль имеет кубическую атомную структуру (прямые строки и столбцы), и видя получающиеся кристаллы, которые она формирует, можете ли вы догадаться, каковы атомные структуры других веществ, глядя на кристаллы? Вырастив кристаллы и угадав, как могут выглядеть атомные структуры, зайдите в Интернет и поищите их! Насколько близко вы были?

Расширение деятельности

Попробуйте использовать один из больших кристаллов из ваших садов кристаллов в качестве затравки, чтобы вырастить один большой кристалл! Для этого выберите в своем саду один из лучших кристаллов.Например, если вы используете поваренную соль, выберите большой кристалл идеально квадратной формы. Привяжите этот кристалл к концу нейлоновой веревки или лески. Сделайте насыщенный раствор, как описано выше, и налейте его в высокий стакан для питья или стеклянную банку. Другой конец веревки привяжите к карандашу и положите карандаш на верхнюю часть стакана, чтобы затравочный кристалл висел в растворе. Подождите пару дней или недель. A

с раствор становится перенасыщенным, когда вода испаряется, дополнительные молекулы соли добавляются к существующему затравочному кристаллу, и он будет расти! Возможно, вам придется повторить этот процесс, если ваш кристалл перестанет расти, чтобы получить очень большие кристаллы!

Попробуйте поэкспериментировать с процессом для каждого материала.Что произойдет, если вы воспользуетесь более горячей или прохладной водой? Получатся ли кристаллы большего или меньшего размера, если поставить перед испарительной чашей вентилятор (ускорение испарения)? Какие еще переменные можно изменить? Запишите всю свою работу.

Сводка

Чтобы вырастить кристаллы, вы должны начать с насыщенного раствора. Когда раствор охлаждается или испаряется, он становится перенасыщенным, что приводит к образованию кристаллов. Когда кристаллы образуются, атомы имеют определенное расположение, в которое они будут оседать.Глядя на более крупный кристалл, вы можете понять, как атомы расположены в атомном масштабе. Используя затравочный кристалл, вы можете выращивать довольно большие кристаллы по мере того, как раствор становится перенасыщенным.

Выращивание кристаллов, факультет химии, Университет Отаго, Новая Зеландия

Квасцы, или сульфат алюминия, калия, представляет собой химическое соединение с формулой KAl (SO 4 ). 12H 2 O. Он известен тысячи лет и используется по-разному — в таксидермии в качестве дезодоранта. , в маринаде продуктов питания, в огнетушителях.Вероятно, его наиболее важное применение — очистка питьевой воды.

Он образует красивые правильные октаэдрические кристаллы, подобные показанному здесь. Обычно кристаллы квасцов бесцветны, но если «нормальные» квасцы (KAl (SO4) .12h3O) смешать с «хромовыми квасцами» (KCr (SO4) .12h3O), то кристаллы будут иметь пурпурный цвет. Образцы, которые вам будут отправлены, если вы примете участие в конкурсе, позволят вам вырастить эти фиолетовые кристаллы.

Чтобы вырастить крупные монокристаллы квасцов, вам сначала нужно вырастить так называемый затравочный кристалл .Это должен быть монокристалл, но совсем маленький. (Обычно для квасцов лучше кристаллизоваться в виде множества мелких кристаллов, чем в виде одного большого). Затем подходящий затравочный кристалл суспендируют в перенасыщенном растворе квасцов. Перенасыщенный раствор — это раствор, в котором растворено больше квасцов, чем обычно возможно. Такой раствор хочет избавиться от лишнего растворенного твердого вещества — если вы будете осторожны, он сделает это, добавив твердые квасцы в ваш затравочный кристалл, заставив его вырасти в размерах.

Шаг 1:

Сделайте перенасыщенный раствор квасцов. Для этого добавьте квасцы в горячую воду, пока они не перестанут растворяться.

Точное количество квасцов будет варьироваться в зависимости от температуры воды, но оно будет примерно 15 г / 25 мл.

Шаг 2:

Налейте немного раствора в неглубокую чашу для испарения и оставьте в прохладном, темном, спокойном шкафу на ночь. Когда раствор охлаждается и начинает испаряться, в чаше для выпаривания образуются небольшие затравочные кристаллы.

Шаг 3:

Выберите затравочный кристалл. Найдите самый красивый, посмотрев на них в увеличительное стекло — это должен быть монокристалл (а не два или более слипшихся) и прозрачный, с острыми краями и углами. Осторожно удалите затравочный кристалл с помощью пинцета (старайтесь не касаться кристалла пальцами) и привяжите его к длине тонкой нейлоновой лески, завязав узел вокруг затравочного кристалла. Затем обвяжите другой конец лески вокруг карандаша или другого предмета.

Шаг 4:

Приготовьте еще один перенасыщенный раствор квасцов в чистом химическом стакане или сосуде . Подвесьте затравку в насыщенном растворе. Убедитесь, что она не касается стенок или дна емкости. Накройте алюминиевой фольгой или фильтровальной бумагой и оставьте в нетронутом месте. Очень важно, чтобы вы минимизировали то, насколько сильно вы перемещаете кристалл. Также важно, чтобы температура оставалась как можно более постоянной — вы можете поместить стакан в холодный контейнер или что-то подобное, чтобы помочь с этим.Если раствор нагревается (из-за неожиданного включения обогревателей в классе), кристалл может снова раствориться!

Шаг 5:

Проверяйте кристалл каждый день. Должен быть видимый рост кристалла. Если кристалл перестает расти или уменьшается в размере, раствор перестает быть насыщенным, поэтому необходимо будет изготовить новый. Для этого сначала осторожно удалите кристалл, затем нагрейте раствор и растворите в нем еще немного квасцов. Затем, когда он снова остынет до комнатной температуры, верните кристалл в раствор.Возможно, вам придется делать это более одного раза, пока у вас не закончатся квасцы (помните, что вы можете использовать только один пакет (100 г) на кристалл).

Шаг 6:

Когда кристалл станет настолько большим, насколько это возможно, осторожно удалите его и дайте ему высохнуть на бумажном полотенце. Если вы хотите отправить его на оценку, вам нужно будет подумать о способе, которым можно будет отправить его без поломки. Стеклянный контейнер для образцов был включен в ваш пакет с квасцами, поэтому вы можете использовать его, если кристалл вам подходит (вам нужно подумать, как остановить его дребезжание).Если он слишком велик для этого, вы могли бы отправить его в яйце «Киндер-Сюрприз»?

Посмотрите видео о выращивании кристаллов.

УДАЧИ !!

.