A është e mundur të rriten kristale në shtëpi? Le të përpiqemi së bashku të gjejmë përgjigjen e kësaj pyetjeje, të propozojmë metoda për kryerjen e këtij eksperimenti.
Ne e dimë shumë mirë se kristale të formave dhe madhësive të ndryshme mund të gjenden në natyrë. Në dimër, flokët e borës dekorojnë dritaret, degët e pemëve. Disa nga kristalet janë produkte të mbeturinave të organizmave të caktuar.
Hyrje
Për shembull, rritja e kristaleve është tipike për molusqet që bien në guaskë. Pas 5-10 vitesh, në të krijohet një perlë e bukur, unike në pamjen dhe shkëlqimin e saj unik.
Safirët, rubinët, diamantet dhe gurët e tjerë të çmuar mund të konsiderohen si kristale. Rëndësia e kristaleve natyrore në industri, shkencë, elektronikë, optikë është e madhe.
Rritja e kristaleve në shtëpi është një aktivitet argëtues për kimistët fillestarë. Është i sigurt, ndaj është i përshtatshëm edhe për nxënësit e shkollave fillore.
Përmes përgatitjes së përpiktë, ekzekutimit të përpiktëeksperiment, bëhet formimi dhe zhvillimi i aftësive të ngritjes së eksperimenteve.
Është e rëndësishme të filloni të rritni kristalet pas ideve rreth gjendjeve agregate të materies, mënyrave për të kontrolluar procesin e rritjes së kristalit.
Nëse kristalizimi vazhdon me një ritëm të ulët, mund të mbështeteni në marrjen e një kristali të madh. Duke rritur shpejtësinë e procesit, mund të pritet që të përftohen kristale të vogla polikristaline.
Informacion i rëndësishëm
Projekti i Rritjes së Kristalit mund të fillohet me terma dhe koncepte teorike. Kristalet janë gjendja e ngurtë e materies. Karakterizohet nga një formë e caktuar, numri i fytyrave të lidhura me specifikat e rregullimit të atomeve. Kristalet e së njëjtës substancë kanë gjithmonë të njëjtën formë, por ndryshimet në madhësi janë të lejuara.
Rritja e kristaleve shoqërohet me një ndryshim në parametrat termodinamikë të tretësirës, kalimin e tretësirës në një gjendje të ngurtë grumbullimi.
Në natyrë, ka shumë substanca të ndryshme që mund të formojnë kristale.
Për shembull, rritja e kristaleve të ujit përfshin uljen e temperaturës. Ndërsa uji ngrin, formon fjolla dëbore ose kristale akulli. Sipas një skeme të ngjashme, formimi i kristaleve minerale kryhet gjatë disa proceseve të formimit të shkëmbinjve.
Sasi të konsiderueshme të shkëmbinjve të shkrirë dhe të nxehtë në brendësi të tokës janë zgjidhje minerale.
Kur i shtyni në sipërfaqetoka, ndodh një ftohje e ngad altë, e cila çon në një kalim në një formë të fortë.
Për shembull, graniti malor përmban kristale të mineraleve: feldspat, kuarc, mikë. Miliona vjet më parë, graniti ekzistonte si një masë e shkrirë mineralesh. Në kohën tonë, në koren e tokës gjenden shkëmbinj të ndryshëm të shkrirë, me ftohjen graduale të të cilëve formohen lloje të ndryshme kristalesh.
Metodat e rritjes së kristaleve ndryshojnë dhe varen nga struktura kimike e substancës, temperatura, përdorimi i përbërësve shtesë.
Specifikat e procesit
Procesi mund të ndahet në disa pika të veçanta:
- natyrore, e lidhur me edukimin në natyrë;
- artificial.
Opsioni i dytë është i kërkuar në rastet e mëposhtme:
- për qëllime shkencore dhe teknike;
- kur kryeni punë jashtëshkollore, praktike, eksperimentale;
- formim i rastësishëm kristal.
Si mund të ndodhë rritja e kristalit në rastin e fundit? Kimia e konsideron këtë variant të kristalizimit si një rezultat të paqëllimshëm të eksperimentit, në të cilin në këtë rast nuk kishte asnjë kontroll nga ana e studiuesit. Kristalizimi spontan vërehet në prani të proceseve shtesë fizike ose kimike: avullimi i tretësit, oksidimi i përbërësve të tretësirës.
Karakteristikat fizike dhe kimike
Rritja e kristalevenga kripa shpjegohet me tretshmërinë e lëndës në tretës, e shoqëruar me shkatërrimin e strukturës kristalore. Nxehtësia e nevojshme për një proces të tillë merret nga mjedisi. Për shembull, në rastin e tretjes së tiocianatit të amonit NH4SCN dhe jodidit të kaliumit, ndryshimi i temperaturës mund të ndihet nga kontakti i drejtpërdrejtë me epruvetën.
Gjithashtu, rritja e kristaleve nga kripa në shtëpi shoqërohet me difuzion. Për shembull, duke marrë disa kristale të permanganatit të kaliumit (permanganat kaliumi) dhe duke i tretur në ujë, mund të vëzhgoni se si formohen rrotullime rozë mbi vëllimin e cilindrit. Me përzierje të fuqishme, e gjithë solucioni fiton një ngjyrë rozë uniforme. Nëse është i ngrirë, mund të mbështeteni në marrjen e kristaleve të bukura të permanganatit të kaliumit.
Rritja e kristaleve për fëmijë konsiderohet më së miri me klorur natriumi, sulfat bakri (2).
Aspekte të rëndësishme
Kur zgjidhni materialin për punë eksperimentale, është e rëndësishme të merren parasysh disa fakte:
- Materiali fillestar nuk duhet të jetë toksik. Për shembull, projekti "Rritja e kristaleve në shtëpi" për fëmijët nuk lejon përdorimin e cianidit të kaliumit, sulfatit të natriumit, pasi hidroliza e kripërave të tilla çliron përbërje toksike që mund të shkaktojnë helmim.
- Substancat e zgjedhura duhet të japin rezultate të qëndrueshme. Për shembull, kristalet e sulfatit të natriumit, hekur-amonium dhe shap krom-kalium, kripërat e manganit, me humbje të lagështisë, kthehen në pluhura të papërshkrueshme, dhe për këtë arsye, atonuk përfshihen në kompletin e rritjes së kristalit.
- Kosto e pranueshme dhe disponueshmëria e reagentëve të zgjedhur. Si mund të rriten kristalet? Kompletet për fëmijë përfshijnë komponentë të aksesueshëm si dhe udhëzime të hollësishme për të bërë punë praktike.
- Përdorimi i substancave të qëndrueshme. Zgjedhja e substancave që i nënshtrohen hidrolizës së kthyeshme nuk rekomandohet. Kështu, kripërat e amonit, të cilat janë shumë higroskopike, do të reagojnë me ujin, si rezultat i së cilës do të jetë e vështirë të pritet të merret rezultati i dëshiruar.
Çfarë tjetër duhet të dijë një alkimist i ri? Rritja e kristaleve përfshin një sekuencë të caktuar veprimesh (algoritmi). Vetëm nëse plotësohen të gjitha kërkesat dhe fazat e punës, mund të mbështeteni në marrjen e rezultatit të dëshiruar.
Ruajini kristalet mundësisht në frigorifer, në mënyrë që të mos provokoni shkatërrimin e tyre. Ka disa substanca që mund të ekzistojnë në një formë të qëndrueshme kristalore për një periudhë mjaft të gjatë kohore.
Për shembull, alternativa më e mirë për nxënësit e shkollave është rritja e kristaleve nga sulfati i bakrit, kripa. Këta komponentë janë të disponueshëm në një gamë çmimesh, të përshtatshme për karakteristikat e tyre kimiko-fizike, biologjike.
Me veshjen shtesë të kristaleve që rezultojnë me një llak pa ngjyrë, ju mund të zgjasni ndjeshëm "jetën" e tyre.
Kërkohen pajisje
Si të rriten kristale? Kompletet për fëmijë përfshijnë enë qelqi kimik: syze rezistente ndaj nxehtësisë,letër filtri, hinkë, shufër qelqi, reagentë.
Nëse eksperimenti kryhet në shtëpi, në vend të letrës filtri mund të përdoret letra higjienike (peceta) dhe një tenxhere e vjetër e vendosur në një sobë elektrike mund të luajë rolin e një banjë uji.
Një alternativë ndaj një gypi të vërtetë kimik është qafa e një shishe të vjetër plastike.
Çfarë tjetër është e rëndësishme të keni parasysh kur bëni një eksperiment të Rritjes së Kristalit? Përveç kultivimit të drejtpërdrejtë, është e rëndësishme të fitoni aftësi për të ruajtur rezultatin e aktiviteteve eksperimentale.
Opsionet e arsimit
Ka tre opsione të ndryshme për formimin e kristalit:
- nga shkrirja;
- nga zgjidhja;
- nga faza e gazit.
Si shembull i kristalizimit nga një gjendje e shkrirë, mund të vërejmë shfaqjen e akullit nga uji, si dhe formimin e shkëmbinjve vullkanikë.
Rritja e kristaleve nga vitrioli është një shembull tipik i kalimit nga një fazë e lëngshme në një gjendje të ngurtë grumbullimi.
Në rastin e ftohjes së një avulli ose gazi, për shkak të forcave elektrike të tërheqjes, vërehet shoqërimi i atomeve ose molekulave në një gjendje kristalore. Ndër opsionet më të zakonshme për prodhimin artificial të monokristaleve, të cilat mund të realizohen nga nxënësit e shkollave fillore, veçojmë kultivimin e kristaleve nga sulfati i bakrit. Kompleksiteti i procesit qëndron në shpejtësinë e parëndësishme të rrjedhës së tij.
Një shembull i punës së projektit të studentëve
Rëndësia e temës është se ajo u dhaudhëzime të hollësishme për rritjen e kristaleve, si dhe rezultate specifike.
Hipoteza e projektit: kristalet e bukura dhe unike mund të rriten në shtëpi.
Qëllimi i projektit: rritja e kristaleve të kripës vetë.
Objektivat e projektit:
- analizoni informacionin teorik mbi pyetjen e kërkimit;
- zbuloni vlerën e kripës për jetën e njeriut;
- rritni kristalet e kripës me duart tuaja;
- sqarojnë kushtet për formimin e kristaleve;
- vlerësoni rezultatet e marra gjatë aktiviteteve praktike.
Sfondi historik
Kloruri i natriumit është një produkt ushqimor i zakonshëm. Në natyrë, ky përbërës shfaqet si halit mineral, i referuar edhe si "kripë shkëmbi". Kloruri i natriumit gjendet në sasi të konsiderueshme në ujin e detit. Ky përbërës u gjet në zorrët e tokës, në brigjet e lumenjve, në male.
Pa një sasi të caktuar të kripës së tryezës, shumë organizma të gjallë fillojnë të vdesin nga kripa. Grabitqarët e kompensojnë mungesën e klorurit të natriumit me mishin dhe gjakun e gjahut, barngrënësit lëpin tokat e kripura.
10-15 gram kripë në ditë mjaftojnë për një person (jo më shumë se 1 lugë gjelle), një tepricë e këtij kimikati çon në sëmundje të veshkave. Në kohët e lashta, kripa përdorej për të bërë monedha, për 5 pllaka kripë mund të blije një skllav.
Në Romën e lashtë, ushtarët me qira paguheshin me kripë, jo me para. Britanikët besonin se një zgjidhje e klorurit të natriumit,spërkatur mbi një gjë, parandalon fatkeqësinë. Ishte kripa që konsiderohej simbol i miqësisë dhe mikpritjes. Ekziston një shenjë popullore, sipas së cilës, kur shpërndahet, duhet të përgatitesh për dështim, një grindje.
Në Kievan Rus, substanca erdhi nga liqenet e kripura të Detit Azov dhe Detit të Zi. Ishte një mall aq i shtrenjtë saqë shërbehej vetëm për mysafirë fisnikë.
Ka qytete që janë shfaqur në vendet ku është nxjerrë klorur natriumi:
- Solikamsk.
- Solvychegodsk.
- Bursol.
- Solikamsk.
- Soligalich.
- Sol-Iletsk.
Interesante për kristalet
Fjala do të thotë "akull" në greqisht. Ata kanë një larmi formash, strukturash, madhësish. Për shembull, mostrat gjigante arrijnë një masë prej disa tonësh. Njerëzit e lashtë besonin se kristali mund të përftohej nga akulli, dhe diamantet mund të merreshin nga kristali. Ata ishin të pajisur me veti magjike, ata besonin se kristalet shërojnë nga sëmundjet vdekjeprurëse, ndikojnë në fatin dhe jetën e një personi.
Ka forma të veçanta kristalesh: degë, pupla, hala, pemë, lule. Një shembull janë modelet në dritare në dimër. Njerëzit kanë mësuar të rritin rubin në mënyrë artificiale. Gurët nevojiten për industrinë e bizhuterive, si dhe për prodhimin e lëvizjeve precize të orëve.
Praktik
Rritja e kristaleve të kripës nuk përfshin kimikate të veçanta. Çdo shtëpi ka kripë për ushqim. Kristalet e këtij komponimi kimik janëkube transparente pa ngjyrë. Procedura për rritjen e kristaleve të kripës u nda në disa faza:
- Trirja e kripës në ujë të ngrohtë. Procesi vazhdoi derisa erdhi një moment i tillë, derisa substanca pushoi së treturi (tretësirë e ngopur).
- Përzierja e përgatitur hidhet në një enë tjetër, në të cilën mund të rriten kristalet përfundimtare. Në mënyrë që grimcat të mos ndërhyjnë në procesin e kristalizimit, tretësira filtrohet fillimisht përmes një pecete ose letre higjienike.
- Një guralec i vogël lidhet në një fije, e cila ulet në tretësirën e përgatitur.
- Enë është e mbuluar me fletë metalike për të parandaluar hyrjen e mbeturinave dhe pluhurit brenda.
Pikë të rëndësishme
Për të marrë kristale të mëdhenj dhe të bukur, është e padëshirueshme të nxirrni një guralec pa nevojë të veçantë.
Mbetrat nuk duhet të futen në tretësirën e ngopur, pasi kjo do të çojë në një ulje të shkallës së kristalizimit dhe do të ndikojë negativisht në madhësinë e grimcave të formuara.
Mos përdorni ngjyra gjatë rritjes së kristaleve, pasi kjo jo vetëm që do të prishë vetë solucionin, por edhe do të ndikojë negativisht në rezultatin përfundimtar.
Duke gjykuar nga rishikimet, kristalet e para në fije formohen 2-3 ditë pas fillimit të eksperimentit. Gradualisht, ato rriten në madhësi, rriten njëra mbi tjetrën. Përfundimisht, formohet një kristal mjaft i madh transparent i klorurit të natriumit.
Kultivimi i kristaleve të sulfatit të bakrit
Për të marrë grimca të bukura sulfatebakri mund të blihet në dyqanin e pajisjeve, pluhur sulfat bakri. Kjo substancë përdoret në bujqësi për të luftuar mikroorganizmat e dëmshëm që shkatërrojnë kulturat e perimeve dhe frutave.
Duhet të mbahet mend se sulfati i bakrit është një përbërës kimik aktiv. Është helmuese! Është e nevojshme larja e duarve pas procesit të tretjes së pluhurit, si dhe gjatë punës me kristale të sulfatit të bakrit.
Së pari duhet të përgatisni një tretësirë të ngopur të kësaj kripe. Për ta bërë këtë, pluhuri shpërndahet në ujë të nxehtë derisa procesi i shpërbërjes të ndalet. Më pas, një guralec (farë) i vogël është ngjitur në fill, është pezulluar në një enë me një zgjidhje të sulfatit të bakrit në mënyrë që të mos prekë fundin. Ena lihet e hapur për një kohë të gjatë, ruhet temperatura e dhomës. Për të parandaluar hyrjen e mbeturinave dhe pluhurit brenda, ena mund të mbulohet me fletë ushqimi.
Gjatë avullimit, në sipërfaqen e tretësirës do të shfaqet një kore, e cila gradualisht kthehet në kristale me shkëlqim blu. Pas 3-4 ditësh, "fara" është e tejmbushur me kristale blu që ngjajnë me gurë të çmuar. Pas tre javësh, mund të merrni një kristal të madh sulfati bakri.
Nëse dëshironi, mund të armatoseni me një grup të gatshëm të një kimisti të ri, i krijuar për të rritur një shumëllojshmëri kristalesh.
Amonium dihidrogjen fosfat përdoret si substancë, së cilës i shtohet ngjyrosje ushqimore pluhur. Gjithashtu në grup ka guralecë të nevojshëm për "farën", një enë plastike me kapak dhe ndarje të matura për rritje, piskatore,xham zmadhues, vozis nxitës.
Për eksperimentin maten 40 ml ujë të nxehtë, më pas derdhet përzierja, tretet në ujë duke e përzier me shpatull. Shkëmbi kryesor shpërndahet përgjatë pjesës së poshtme të enës, zgjidhja derdhet në enë. Vendoset në një vend të ndritshëm, për shembull, në një dritareje. Ndërsa uji avullon, në enë shfaqen kristale kripe në formë gjilpëre. Pas 2-3 javësh, uji do të avullojë plotësisht, mund të shihni kristale të mëdha të kripës së amonit.
Në mbyllje
Kur kryeni punë kërkimore sipas algoritmit të propozuar më herët, mund të mbështeteni në zbatimin e detyrës. Kristalët e rritur në shtëpi janë mjaft të mëdha.
Gjatë eksperimenteve të pavarura, një kimist i ri mund të nxjerrë përfundimet e mëposhtme:
- krahaso procesin e rritjes së kristaleve të kimikateve të ndryshme;
- analizoni dallimet në ngjyrën, madhësinë, formën e kristaleve të rritura;
- grimcat mund të rriten kur hiqni barërat e këqija, duke hequr qafe rritjet e padëshiruara;
- procesi i rritjes së kristalit kryhet ndërsa uji avullohet;
- forma dhe madhësia e tyre ndikohet nga temperatura.
Duke gjykuar nga rishikimet, kristalet janë mjaft kapriçioze, ato duhet të trajtohen me kujdes, respektimi i plotë i regjimit të temperaturës, sekuenca e veprimeve, përdorimi i "farës". Nëse keni durim, trajtoni me kujdes dhe kujdes këtë projekt, është mjaft e mundur të rritni vetë në shtëpi kristale të një forme, ngjyre, madhësie të pazakontë.
Nuk duhet të harrojmë se substancat kristalore i nevojiten një personi për prodhimin e veglave makinerike, ndërtimin e shtëpive, për qëllime shtëpiake.
Në zorrët e tokës ka gurë të një forme aq ideale, sikur dikush t'i kishte lëmuar, lustruar, prerë me cilësi të lartë.
Secili prej nesh shikonte me habi floket e borës pa të meta, kokrrat e vogla të rërës në bregun e lumit, admironin gurët e çmuar dhe gjysmë të çmuar.
Është e vështirë të besohet se ishte natyra, pa asnjë ndërhyrje njerëzore, që krijoi këto substanca kristalore.
Në procesin e aktiviteteve praktike, studentët njihen me materialet teorike, aftësitë e veprimtarive eksperimentale, studiojnë rregullat bazë të sigurisë.
