Как вырастить медный купорос? Этот вопрос часто задают своему наставнику любознательные школьники. Можно ли вне лаборатории получить красивые кристаллы разной формы, размеров, цвета?
Особенности процесса
Формула медного купороса в химии — CuSO4. Если взять его в качестве исходного сырья, можно вырастить красивый синий кристалл, не добавляя в раствор красителей. Суть кристаллизации данной соли не отличается от процесса, характерного для иных органических и неорганических веществ. Медный купорос, химическая формула которого представлена выше, продается в хозяйственных магазинах.
Что потребуется
Для работы потребуются следующие материалы и реагенты:
- сульфат меди;
- дистиллированная вода (при ее отсутствии можно использовать обычную кипяченную воду);
- банка либо стеклянный стакан;
- плотная нить;
- резиновые перчатки;
- карандаш либо палочка;
- бесцветный лак для ногтей
Последовательность действий
Как вырастить медный купорос в домашних условиях? Предлагаем инструкцию для любителей домашних экспериментов. До того как приступать к практическим действиям, необходимо надеть перчатки.
Первый этап предполагает приготовление перенасыщенного раствора. Чтобы приготовить такой раствор медного купороса, необходимо в банку налить около 300 мл воды. Затем всыпают сульфат меди, аккуратно помешивая раствор столовой ложкой. Процесс растворения протекает достаточно быстро. Медный купорос, формула которого описывается CuSO4, необходимо добавлять до тех пор, пока соль не начнет оседать на дно банки (стакана). Подобные признаки свидетельствуют о том, что перенасыщенный раствор готов.
Далее банка помещается в кастрюлю с водой (на водяную баню), ставится на огонь. Важно добиться, чтобы полностью в воде растворился медный купорос. Формула этой соли свидетельствует о том, что вещество принадлежит к средним (нормальным солям).
Следующий этап
Пока раствор охлаждается, необходимо приготовить специальную «затравку». В качестве нее может выступать сам медный купорос. Формула такой «затравки» аналогична самому химическому соединению, отличия есть только в размерах кристалла, его форме. Ее фиксируют на нити. Также с ролью «затравки» прекрасно справится пуговица или бусина. Она помещается внутрь банки с приготовленным пересыщенным раствором сульфата меди. Чтобы «затравка» выполняла свое функциональное предназначение, она должна касаться дна либо стенок сосуда.
После того, как конструкция будет приготовлена, необходимо набраться терпения. Как быстро появится кристаллический медный купорос? Формула данного соединения, указанная выше, свидетельствует о том, что в составе есть катионы меди и анионы сульфата.
Опытным путем установлено, что кристаллы данной средней соли образуются быстрее, чем у поваренной соли (хлорида натрия).
Когда он станет желаемого размера, его извлекают из раствора, нить обрезают. Чтобы готовый кристалл имел оригинальный внешний вид, можно дополнительно его покрыть бесцветным лаком.
Полезные советы
На скорость процесса кристаллизации напрямую влияет насыщенность раствора. Через пару суток можно вынимать из приготовленного раствора кристалл, менять раствор на более насыщенный вариант.
Выращивание кристаллов — это увлекательный процесс, позволяющий формировать у подрастающего поколения познавательный интерес к предметам естественнонаучного цикла.
Если процесс идет слишком медленно, можно рассчитывать на получение одного большого кристалла. При высокой скорости кристаллизации среди продуктов будет множество небольших кристалликов.
Способы проведения эксперимента
Существует несколько вариантов выращивания кристаллов медного купороса. К примеру, можно добиться желаемого результата путем охлаждения раствора. При понижении температуры наблюдается уменьшение растворимости. На первом этапе небольшие «зародыши» можно увидеть на стенках сосуда, затем они превращаются в красивые крупные кристаллы.
Присутствие в растворе твердых примесей (пыли, сажи) приводит к искажению формы, поэтому образующиеся кристаллы имеют некоторые искажения в своей форме.
Вторым способом кристаллизации, провести которую можно в домашних условиях, является постепенное удаление из насыщенного раствора воды. Чем медленнее протекает данный процесс, тем крупнее образуются кристаллы.
Как добиться желаемого результата? Можно оставить при комнатной температуре сосуд открытым на продолжительный период, накрыв его обычной бумагой. Скорость испарения воды снизится, а в приготовленный раствор медного купороса не будет попадать пыль.
По мере уменьшения объема раствора, необходимо своевременно подливать новую его порцию.
Подведем итоги
Эксперименты, связанные с выращиванием кристаллов медного купороса, поваренной соли, сахара, идеально подходят для учеников младших классов. Этот увлекательный процесс заинтересует и ребят из среднего звена. При желании можно получить огромные кристаллы, которые станут предметом гордости юного исследователя.
Как защитить выращенный кристалл от разрушения? Наиболее доступным способом считается покрытие его поверхности слоем бесцветного лака.
Помимо медного купороса (сульфата меди) также можно использовать для собственного эксперимента иные химические вещества, например, йодид калия.
Чтобы добиться желаемого результата в промышленных масштабах, необходимо соблюдать определенные условия:
- температура;
- давление;
- влажность
Для домашнего эксперимента можно ограничиться только контролем влажности и температуры воздуха. Необходимо помнить о том, что медный купорос является химически активным соединением. Именно поэтому рекомендуется выбирать для ее растворения дистиллированную воду, в которой отсутствуют примеси иных неорганических солей.
Можно выращивать кристаллы не только из растворов, но и из расплавов. К примеру, подобный опыт можно провести с желтыми непрозрачными кристаллами серы, которые обладают формой ромба либо вытянутой призмы. Для домашних экспериментов это вещество лучше не выбирать, так как при испарении образуется сернистый газ, опасный для здоровья.
Если целью эксперимента является выращивание кристаллов с оригинальными гранями, в таком случае на часть граней «затравки» наносится жир либо вазелин.
Учитывая, что в настоящее время в общеобразовательных программах по биологии, химии, физике является обязательным проектная и исследовательская деятельность, опыты, касающиеся выращивания различных кристаллов, представляют особый интерес не только для самих школьников, но и для их наставников. Выращенные кристаллы школьники могут продемонстрировать одноклассникам, оформив творческий проект по проведенным им домашним опытам.
