Кристаллы могут выглядеть весьма волшебно, когда они появляются, казалось бы, из ниоткуда в стакане воды. На самом деле они образуются из веществ, уже растворенных в воде. Проведите свой собственный эксперимент с кристаллами соли и заодно узнайте, как они работают.
Содержание
Изготовление простых кристаллов соли
1. Нагрейте кастрюлю с водой. Вам понадобится совсем немного воды, примерно ½ стакана (120 мл). Нагревайте воду, пока она не начнет пузыриться.
- Дети должны попросить взрослого помочь им справиться с горячей водой.
- Наилучшие результаты дает дистиллированная вода, но вполне подойдет и водопроводная.
- При нагревании воды ее молекулы будут ускоряться.
2. Выберите соль. Существует множество видов соли. Каждая из них вырастет в кристалл разной формы. Попробуйте их и посмотрите, что получится:
- Столовая соль вырастает за несколько дней. «Йодированная» соль не будет работать так же хорошо, но все равно будет образовывать кристаллы.
- Эпсомская соль вырастает в более мелкие, похожие на иголки кристаллы, но растет быстрее, чем поваренная соль. Купите ее в аптеке.
- Квасцы быстро растут, иногда образуя видимые кристаллы уже через несколько часов. Найдите ее в отделе специй продуктового магазина.
3. Всыпьте столько соли, сколько сможете. Снимите кастрюлю с огня. Всыпьте примерно ¼-½ стакана (60-120 мл) соли и перемешивайте, пока вода не станет прозрачной. Если вы не видите в воде крупинок соли, добавьте еще одну ложку. Продолжайте добавлять соль, пока не увидите крупинки соли, которые не растворяются при перемешивании.
- Вы только что приготовили перенасыщенный раствор. Это значит, что раствор (жидкость) содержит больше соли, чем обычно может вместить вода! Когда вы нагрели раствор (воду), молекулы ускорились, создав пространство между ними, что позволило поглотить больше растворителя (соли), чем обычно.
4. Перелейте воду в чистую банку. Осторожно перелейте горячую воду в банку или другую прозрачную, термостойкую емкость. Она должна быть как можно более чистой, чтобы ничто не мешало росту кристаллов.
- Наливайте медленно и останавливайтесь, пока зерна соли не упали в банку. Если в банке есть нерастворенные зерна соли, кристаллы могут вырасти вокруг этих зерен, а не вокруг вашей нити.
- Поскольку перенасыщенные растворы очень нестабильны, соль будет выходить из раствора, когда вы его потревожите. Это означает, что она начнет образовывать кристаллы, которые отнимают тепло у раствора.
5. Добавьте пищевой краситель (необязательно). Пара капель пищевого красителя изменит цвет ваших кристаллов. Возможно, кристаллы станут меньше или более комковатыми, но обычно не намного.
6. Обвяжите нитку вокруг карандаша. Карандаш должен быть достаточно длинным, чтобы лежать поперек верхней части банки. Вместо него можно использовать палочку для мороженого или небольшую палочку.
- Крошечные бороздки и неровные края бечевки позволят соли закрепиться и расти. Рыболовная леска не подойдет, так как она слишком гладкая.
7. Отрежьте бечевку такого размера, чтобы она свисала в воду. Кристаллы будут расти только на той части нити, которая находится под водой. Отрежьте ее достаточно коротко, чтобы она не касалась дна банки, иначе кристаллы получатся комковатыми и мелкими.
8. Положите карандаш на верхнюю часть стеклянной банки. Нитка должна свисать внутрь банки, уходя в воду. Если карандаш не держится, прикрепите его к банке скотчем.
- Старайтесь, чтобы нитка не касалась края банки. Это может привести к тому, что более мелкие и светлые кристаллы будут расти на боку.
9. Перенесите банку в безопасное место. Держите контейнер так, чтобы до него не могли добраться животные и маленькие дети. Вот несколько советов по выбору места:
- Чтобы быстро вырастить комковатую массу кристаллов, держите банку на солнце и/или обдувайте ее вентилятором на самом низком уровне. Такие кристаллы могут перестать расти при довольно небольшом размере.
- Если вы хотите получить один большой кристалл, а не кучу кристаллов, держите банку в прохладном, затененном месте. Поставьте ее на пенопластовую подставку или аналогичный материал, чтобы поглощать вибрации. (Вероятность того, что в итоге у вас получится глыба, по-прежнему велика, но внутри нее должны быть крупные отдельные кристаллы).
- Соль Эпсома (и некоторые другие менее распространенные соли) будут расти быстрее в холодильнике, а не на солнце.
10. Подождите, пока образуются кристаллы. Регулярно проверяйте, не выросли ли кристаллы соли на нитке. Кристаллы соли Эпсома или квасцов могут начать расти уже через несколько часов, но могут занять и пару дней. Столовая соль обычно начинает расти через день или два, а иногда и через неделю. Как только вы увидите маленькие кристаллы на нити, они будут расти все больше и больше в течение следующих двух недель.
- Когда вода остывает, в ней оказывается гораздо больше соли, чем обычно может удержать холодная вода. Это делает ее очень нестабильной, поэтому растворенная соль будет выходить из воды и хвататься за нитку, если ее хоть немного подтолкнуть. Когда вода испаряется, соль остается, делая ее еще более нестабильной и способствуя росту кристалла. Это происходит потому, что кристалл находится в более низком энергетическом состоянии, что делает его более стабильным, чем соль в растворе.
Выращивание одного большого кристалла
1. Вырастите чашку с кристаллами соли. Следуйте инструкциям для простого метода, но используйте дистиллированную воду и не применяйте нитку или карандаш. Просто оставьте соленую воду в контейнере. В течение следующих нескольких дней на дне контейнера вырастет слой мелких кристаллов.
- Вместо банки используйте плоский, неглубокий, широкий контейнер. Так легче получить отдельный кристалл, не слившийся с другими.
- Соль Эпсома не очень хорошо подходит для этого метода. Попробуйте использовать квасцы или поваренную соль, а также смотрите варианты ниже.
2. Выберите затравочный кристалл. Когда кристаллы будут готовы, вылейте жидкость и посмотрите на кристаллы. Возьмите их и рассмотрите с помощью пинцета. Выберите «затравочный кристалл», который станет основой вашего нового, более крупного кристалла. Найдите кристаллы, которые подходят под это описание (от наиболее до наименее важных):
- Выберите одинокий кристалл, не соприкасающийся с другими.
- Выбирайте кристалл с плоской, ровной поверхностью и прямыми гранями.
- Выберите крупный кристалл (размером не менее горошины).
- В идеале найдите несколько кристаллов и поместите каждый из них в отдельную банку, как описано ниже. Кристаллы часто растворяются или не растут, поэтому иметь запасные — хорошая идея.
3. Прикрепите леску или гладкую проволоку. Приклейте ее к одной стороне кристалла или обвяжите вокруг него.
- Не используйте нитку или грубую проволоку. Вам нужна гладкая поверхность, чтобы кристаллы не могли расти на леске, а не на кристалле.
4. Создайте новый раствор. Возьмите дистиллированную воду и тот же тип соли. На этот раз нагрейте воду лишь немного выше комнатной температуры. Цель — сделать идеально насыщенный раствор. Недостаточно насыщенный раствор может растворить ваш кристалл, а перенасыщенный покроет кристалл зернами соли и приведет к образованию комковатой массы.
- Есть несколько более быстрых способов решения этой задачи, но они сложнее и могут потребовать некоторых знаний в области химии.
5. Добавьте кристалл и раствор в чистую емкость. Вымойте банку, затем тщательно ополосните ее дистиллированной водой. Налейте в банку новый раствор, а в центр поместите кристалл. Храните его следующим образом:
- Поместите банку в прохладное темное место, например в низкий шкаф.
- Держите ее на подставке из пенопласта или другого материала, поглощающего вибрации.
- Накройте банку кофейным фильтром, бумагой или тонкой тканью, чтобы предотвратить попадание пыли. Не используйте герметичную крышку.
6. Регулярно проверяйте состояние кристалла. В этот раз кристалл будет расти медленнее, так как немного воды должно испариться, чтобы зерна соли успели прикрепиться к кристаллу. Если все получится, кристалл будет сохранять ту же форму по мере роста. Вы можете вынуть его, когда захотите, но, скорее всего, он будет продолжать расти в течение нескольких недель.
- Примерно раз в две недели проливайте раствор через кофейный фильтр, чтобы удалить примеси.
- Это непростой процесс. Даже у опытных кристалловодов иногда случается, что кристалл растворяется или становится комковатым. Если у вас есть идеальный посевной кристалл, возможно, вам стоит сначала протестировать худший посевной кристалл, чтобы убедиться, что раствор работает.
7. Защитите готовый кристалл лаком для ногтей. Когда ваш кристалл станет достаточно большим, выньте его из раствора и высушите. Нанесите кисточкой слой прозрачного лака для ногтей на все стороны, чтобы предотвратить его разрушение со временем.
Пробуем разные варианты
1. Попробуйте разные вещества. Существует множество веществ, которые кристаллизуются при использовании описанных выше методов. Многие из них можно купить в магазинах химических товаров. Вот несколько вариантов:
- Боракс для получения белых или окрашенных кристаллов
- Медный купорос для синих кристаллов
- Хромовые квасцы для фиолетовых кристаллов
- Моногидрат ацетата меди для темных, сине-зеленых кристаллов
- Внимание: Эти химические вещества могут причинить вред при вдыхании, проглатывании или работе с ними голыми руками. Ознакомьтесь с информацией о безопасности на этикетке и не позволяйте детям работать с ними без присмотра.
2. Сделайте снежинку. Свяжите несколько трубочек или грубых проводов вместе в форме звезды. Опустите их в солевой раствор и наблюдайте, как маленькие кристаллы покрывают звезду и превращают ее в сверкающую снежинку.
3. Создайте сад кристаллов. Вместо того чтобы делать один кристалл, почему бы не создать целую чашу? Приготовьте солевой раствор, затем насыпьте на дно контейнера нарезанные губки или угольные брикеты. Добавьте немного уксуса и наблюдайте, как за ночь вырастают кристаллы.
- Налейте столько, чтобы пропитать губки, не погружая их в воду.
- Чтобы сделать кристаллы разных цветов, добавьте по капле пищевого красителя на каждую губку.