Як виростити кристал? Цим питанням сьогодні переймаються не лише школярі, які отримали відповідне завдання з предмету хімія, але й деякі дорослі, які хочуть приготувати оригінальне і смачне ласощі, цукровий льодяник. Про все це буде розказано в матеріалі даній статті.
Теоретична основа
Як відомо з уроків хімії, кристалізація – це процес по зміні консистенції речовини. В результаті неї рідина поступово перетворюється на тверде тіло. Таке ж перетворення може статися і з газом, і навіть з кристалами, які здатні перероджуватися (дане явище називається перекристалізацією). Для того щоб це сталося, необхідно дотримуватися деяких умов.
По-перше, рідина, з якої потрібно отримати кристали, повинна бути не просто однорідної субстанцією, а розчином, причому перенасиченим. Що це означає?
Для того щоб виростити кристал, як це вимагає завдання з хімії, потрібно зробити розчин, який містить стільки кристалічного речовини, що воно вже не може бути повністю розчинено.
Рецепт перенасиченого розчину
Таку рідину можна легко зробити наступним способом. У киплячу або в дуже теплу воду слід поступово додавати певну кількість цукру, солі або іншого розчинної речовини.
Коли інгредієнт, який додається в рідину, почне осідати на дні, можна сказати, що мета досягнута. Як правило, для цього потрібно на 100% розчинюючого речовини 150-200 відсотків розчинної.
Зазвичай процес значно прискорюється, якщо воду нагріти до дуже гарячого стану. Але слід пам’ятати, що найчастіше при 80-90 градусах відбувається уповільнення розчинення, тому потрібно враховувати цей фактор і не доводити рідину до кипіння.
Це цікаво
Цікавим є те, що якщо підібрати відповідний температурний режим для речовини, яке слід розчинити, то можна домогтися такого ефекту, коли навіть у ненасиченому розчині речовина не буде до кінця зникати. Зробити це можна, подивившись спеціальну таблицю, яка, як правило, представлена в підручниках хімії.
Як це відбувається? Справа в тому, що кристалічні речовини зразок цукру не тільки розчиняються в рідинах, але і переходять назад у твердий стан. Для цього необхідні так звані “приманки”, тобто їх дрібні частинки. Так, цукор, змішаний з водою, може негайно перейти в твердий стан, осідаючи на шматочках.
Саме процес перекристалізації лежить в основі дослідів по вирощуванню невеликих камінчиків з розчинів цукру, солі, мідного купоросу і так далі.
Гігієнічні вимоги
Краще всього якщо на голові хіміка-любителя головний убір, а очі захищені окулярами. Звичайно ж, цукор, кухонна сіль або мідний купорос навряд чи можуть завдати відчутної шкоди здоров’ю людини. Всі вищевикладені заходи здійснюються швидше для захисту речовин, які необхідні для того, щоб виростити кристал мідного купоросу в домашніх умовах або з якоїсь іншої речовини.
Дана обставина пояснюється тим, що частки розчинених мінералів осідають на кожній порошині або волосині, які випадково опинилися в рідині.
Променисті кристали
Як виростити такі камені в домашніх умовах? Для тих, хто зацікавився подібним досвідом, але сумнівається в своїх силах, існують спеціальні набори. Такі посібники називаються “Променисті кристали”. Як виростити їх, в подробицях написано в інструкції до даної гри.
Якщо коротко, то в коробці з предметами для юного хіміка містяться:
- 2 шматочки картону,
- пластикова підставка під них,
- пляшку з хімічним реагентом.
Як виростити кристал з допомогою такого набору? Потрібно встановити шматочки картону в спеціальну пластикову підставку і полити розчином з бутылька. Виробники обіцяють, що через кілька годин папір перетвориться на скупчення кристалів химерних форм.
У коментарях, які зустрічаються на різних сайтах, йдеться про те, що, використовуючи дані приналежності, дійсно можна виростити дуже гарні камінчики, однак вони не покривають всю поверхню паперових заготовок, а займають лише частину їх площі. Тим не менш виростити кристал з набором, подібних цьому, досить просто. Тому таку допомогу можна з упевненістю рекомендувати школярам як наочний матеріал для уроків хімії.
З допомогою харчової приправи
Більш бюджетний варіант проведення наукового досвіду може бути здійснено з використанням звичайної кухонної солі.
Є два варіанти, як це можна зробити. Щоб виростити кристал солі в домашніх умовах, необхідно приготувати наступні речі:
- Звичайний столовий склянку.
- Півлітрова банка.
- Каструля, краще всього емальована.
- Нитка, краще ворсистого типу.
- Гранчастий олівець.
- Аркуш паперу.
- Відрізок марлевої тканини.
- Кухонна сіль – 0,5 кг.
Як вже говорилося раніше, приступаючи до даного експерименту, потрібно дотримувати гігієнічні вимоги: вся посуд повинна бути ретельно промита, на руках у хіміків-любителів повинні бути гумові рукавички, а на голові – небудь убір. У каструлю слід налити дві склянки води, краще, якщо вона буде дистильована, або, принаймні, кип’ячена або фільтрована.
Якщо в ній спостерігаються домішки або смітинки, рідина найкраще процідити.
Після того як каструля наповнена, її потрібно поставити на повільний вогонь і довести вміст до дуже гарячої температури, але не кипіння. Під час нагрівання у воду слід поступово додавати сіль: спочатку 250 грам, а коли вона розчиниться, то ще таку ж кількість.
Не дивуйтеся, якщо на цьому етапі спроби виростити кристал солі в домашніх умовах приправа не розчиниться у воді повністю. Саме цього і слід досягти. Навпаки, якщо сіль не осіла на дні в невеликій кількості після того як в каструлю було насипано півкіло цієї речовини, то потрібно додати ще кілька ложок, і так до отримання бажаного результату. На дні повинен з’явитися осад. Коли це станеться, то приготування перенасиченого розчину можна вважати завершеним.
Необхідно зняти каструлю з вогню.
Фільтрація води
Тут і стане в нагоді півлітрова банка, яку потрібно приготувати заздалегідь. Її шийку слід покрити марлею, складеною в кілька шарів. Через цей фільтр потрібно процідити рідину. На поверхні марлі повинні залишитися кристалики не розчиненої солі. Коли це зроблено, то одержаний розчин можна перелити в стандартний кухонна склянку. Після слід прив’язати нитку до олівця. Вузол повинен знаходитися посередині канцелярського приладдя.
Потрібно зробити нитку такої довжини, щоб вона займала приблизно половину склянки і ні в якому разі не здавалася його дна. Далі слід опустити її у воду, а олівець покласти поверх склянки. Саме тому потрібно заготовити гранчастий олівець, а не круглий. Посудину повинен бути накритий зверху аркушем паперу, щоб уникнути попадання всередину пилу. Після цього його зі всім вмістом краще всього поставити в яке-небудь місце з досить високою температурою повітря. Якщо досліди проводяться взимку, то оптимальним його розташуванням буде територія біля батареї.
Слід пам’ятати, що нитка не повинна торкатися стінок склянки, а завжди перебувати в спокійному стані. Щоб уникнути будь-яких її коливань посудину не слід переставляти на інше місце, піднімати його і так далі. Тому ретельно продумайте, де краще всього розташувати склянку. Такий досвід може зайняти до 2 місяців, тому місце його проведення не повинно збігатися з прохідною частиною квартири.
Скільки триватиме процес кристалізації?
Як правило, він триває від 2-3 тижнів до 1-2 місяців. Терміни залежать від концентрації солі у воді (чим більше – тим краще) і від точності виконання всіх вказівок.
Які можуть бути помилки? Щоб вирощувати кристали для дітей, потрібно щоб в воду не потрапляли жодні пил, бруд та інші дрібні або великі частинки. Це може уповільнити зростання кристалів на нитці, так як будь-волосок може бути “приманкою” для розчиненої солі. Відповідно, якщо у воді опиняться такі предмети, то кристали будуть рости не тільки на нитці, але і на них. А, оскільки кількість розчиненої солі в склянці обмежена, то краще всього усунути можливість появи таких “конкурентів”.
Ще одна помилка
Також зростання кристалів може протікати повільніше, ніж потрібно, якщо охолодження підігрітої води відбувалося швидкими темпами. Тому і було сказано про те, що склянка потрібно розташувати у найтеплішому куточку квартири. Якщо ж досвід відбувається в той час року, коли система опалення не працює, то ємність з водою можна укутати який-небудь щільною матерією.
Прискорений варіант
Якщо ж учню дали завдання провести цей досвід кілька тижнів або місяців тому, але він забув вчасно зробити все необхідне, то на цей випадок є рада про те, як виростити кристал солі за 1 день. У такій ситуації потрібно той же список необхідних речей, що і в описаному вище варіанті. Різниця полягає лише в тому, що кількість розчину варто збільшити в два рази. Коли мине кілька годин, то солону воду в склянці потрібно оновити.
На цей раз кристал буде утворюватися не по всій довжині нитки, на “приманки”. Під цим словом мається на увазі великий шматочок солі, який потрібно закріпити на кінці нитки. Вибирайте такий кристал, який можливо прив’язати. Не варто чекати дива. За одну добу зросте лише невеликий за величиною камінь. Однак це може врятувати школяра від отримання негативної оцінки.
Є інший варіант, як швидко виростити кристал. Для цього необхідно спочатку приготувати не дуже сильний розчин солі. Порядок дій такий: дві склянки спеції потрібно залити чотирма склянками води. Цю суміш доводять до кипіння. В неї занурюють нитку, заздалегідь прив’язану до олівця таким способом, як було описано вище. Після перебування її в рідині протягом декількох хвилин, нитку занурюють у сіль так, щоб крист
али щільним шаром налипнули на неї. Після цього заготовку кладуть на батарею, для того, щоб вона якомога швидше просохла. Коли пройде 1 годину, її слід підняти за олівець. Якщо кристали солі обсипалися, то краще всього повторити все спочатку.
Якщо ж спроба увінчалася успіхом, то олівець розташовують поверх склянки і занурюють заготовку в розчин, приготовлений за рецептом, викладеному при описі попереднього способу. Через добу на нитці з’являться нові кристали, що покривають ті, які на ній вже були. Тут також не варто очікувати надприродних розмірів каменів.
Однак, застосовуючи цей спосіб, можна успішно виконати домашнє завдання. Розглянувши рекомендації про те, як виростити кристал солі швидко, але в більш скромних масштабах, ніж це виходить при звичайному варіанті досліду, можна переходити до опису отримання каменів з інших речовин. Саме про це буде матеріал наступних глав даній статті.
Оригінальні кондитерські вироби
Як виростити кристал? Це питання може хвилювати не лише школярів, які готуються до уроків хімії, але і людей, захоплених кулінарією. Звичайно ж, великі кристали, вирощені з солі, навряд чи можуть стати в нагоді при приготуванні яких-небудь оригінальних страв, інша справа – камені з цукру.
Такі вироби здатні служити не тільки наочним посібником для шкільних уроків, але і підійдуть для вживання в їжу як оригінальні домашні солодощі. Тому далі буде розказано про те, як виростити кристал з цукру.
Приготування ласощів
Для цієї мети знадобиться вже і не нитка, як цього вимагав досвід з сіллю, а якась дерев’яна паличка невеликих розмірів. Прекрасно підійде шпажка для бутербродів. Можна також використовувати палички від морозива. Цілком підійдуть і маленькі гілки дерев, ретельно промиті. Якщо використовувати їх, то льодяники, які вийдуть методом кристалізації, будуть мати форму, що повторює обриси цього природного матеріалу.
В рецепті, як виростити кристал цукру в домашніх умовах, буде дано список інгредієнтів для цієї мети в такій кількості, щоб отримати 5-6 саморобних льодяників.
Отже, для виготовлення каменів знадобиться півкілограма цукру, 2 склянки води, емальована каструля, палички (дерев’яне підставу для льодяників), 5-6 чарок або стаканів (для цієї мети чудово підійдуть банки невеликих розмірів, але без етикеток, оскільки необхідно стежити за процесом через прозорі стінки судин).
Ще знадобляться кілька аркушів паперу для того, щоб накрити судини з вирощуваними кристалами.
Перш за все, потрібно зварити цукровий сироп. Для цього потрібно засипати у воду в кількості 2 склянок, налиту в емальовану каструлю, півкілограма цукру. Потрібно варити цей розчин, помішуючи, протягом 20-25 хвилин. Не варто тримати на вогні сироп занадто довго. В іншому випадку він може придбати коричневий відтінок. Коли сироп готовий, слід розлити його по маленьких стаканчиках, чарках або ж невеликим банкам. Аркуші паперу, нарізані так, щоб ними можна було закривати ємності, протыкаются посередині дерев’яними паличками. Слід домогтися того, щоб ці заготовки з деревини щільно трималися.
Розглядаючи питання про те, як виростити кристал з цукру, варто підкреслити наступну деталь: сироп перед його розлиттям по ємностей не потрібно фільтрувати, так як він погано піддається. Дана субстанція досить густа, для того щоб легко просочитися через марлю. Коли солодка вода розлита по судинах, залишається накрити зверху папером з закріпленими дерев’яними паличками. Чекати, коли ж на заготовках із деревини з’явиться шар з цукрових кристалів, доведеться досить довго.
Такий процес займає кілька тижнів. Однак результат, як правило, повністю виправдовує надії. Отримані в результаті льодяники можна використовувати як самостійне кондитерський виріб, а також легко придумати йому й інше застосування. Наприклад, при сервіровці чаювання їх іноді кладуть поруч з чашкою. Вони замінює звичний цукор, насыпаемый ложками.
Як виростити кристали в домашніх умовах за день з цукру? Льодяників на паличці за такий короткий термін отримати неможливо, однак можна спробувати виростити камінь на нитці, на зразок того, як це описано в рекомендаціях з виготовлення подібних виробів з солі.
Для цього слід зварити сироп по тому рецепту, як це було зазначено в цій главі, прив’язати до олівця посередині нитку такого розміру, щоб вона не торкалася дна склянки. Після цього канцелярське приладдя потрібно розташувати на стінках посудини, а нитку занурити в цукровий сироп. Через пару діб досвід дасть перші результати. Тонкий шар кристалів буде утворений на поверхні нитки.
Різнобарвні льодяники
Якщо ви хочете, щоб солодощі, виготовлені таким способом, були різних кольорів веселки, то має сенс придбати набір із штучних барвників. У цукровий сироп, розлитий по кільком судинах, потрібно насипати вміст пакетиків: в кожен стакан – свій колір.
Це один із способів того, як вирощувати кристали будинку, що мають різні колірні відтінки.
Натуральні ласощі
Якщо ж читач задасться метою приготувати такі солодощі з натуральних продуктів, то можна зварити сироп на основі соку. У цьому випадку получающееся в результаті кондитерський виріб має не тільки яскравий колір, але і насичений фруктовий або ягідний смак.
Ще один швидкий спосіб
Можна також провести і такий вигляд даного досвіду, як виростити кристал купоросу. Ці камені, як правило, ростуть набагато швидше, ніж їх соляні аналоги, і виходять більш красивими із-за свого яскраво-синього або фіолетового кольору.
Для того щоб виготовити подібне диво, можна використовувати приведені вище рекомендації, що стосуються того, як виростити кристал солі будинку. Різниця полягає лише в тому, що замість кулінарної приправи потрібно буде використовувати мідний купорос. Це речовина можна придбати в будь-якому магазині для садівників і дачників, оскільки даний матеріал служить прекрасним добривом.
При здійсненні цього способу, як виростити кристал в домашніх умовах, треба уважно стежити, щоб діти, присутні при подібних дослідах, дотримувалися заходи обережності, оскільки в даному випадку вони будуть мати справу з хімічною речовиною, не цілком придатним для вживання в їжу.
Як правило, кристали, виходять з мідного купоросу, бувають химерних форм, оскільки в цьому випадку зазвичай відбувається не просто їх утворення, а зрощування декількох каменів один з одним. Тому вони зазвичай нагадують сталактити і сталагміти з гірських печер.
Висновок
В даній статті було розглянуто питання про те, як виростити кристал будинку з солі, мідного купоросу, цукру і з допомогою спеціального набору. Продукт, що виходить у результаті, іноді може використовуватися як прекрасне кондитерський виріб, яке приємно здивує членів вашої родини та гостей. Також таке отримання кристалів є традиційним шкільним завданням з хімії. Важливою частиною статті є глава про те, за день як виростити кристали в домашніх умовах. При дотриманні всіх рекомендацій ваші досліди неодмінно увінчаються успіхом. Головне – запастися терпінням.
