Как вырастить кристалл в домашних условиях – пошаговое описание и рекомендации

Как вырастить кристалл? Этим вопросом сегодня задаются не только школьники, получившие соответствующее задание по предмету химия, но и некоторые взрослые, которые хотят приготовить оригинальное и вкусное лакомство, сахарный леденец. Обо всем этом будет рассказано в материале данной статьи.

Теоретическая основа

Как известно из уроков химии, кристаллизация – это процесс по изменению консистенции вещества. В результате нее жидкость постепенно превращается в твердое тело. Такое же преобразование может произойти и с газом, и даже с кристаллами, которые способны перерождаться (данное явление называется перекристаллизацией). Для того чтобы это произошло, необходимо соблюдение некоторых условий.

Во-первых, жидкость, из которой требуется получить кристаллы, должна быть не просто однородной субстанцией, а раствором, причем перенасыщенным. Что это значит?

Для того чтобы вырастить кристалл, как это требует задание по химии, нужно произвести раствор, который содержит столько кристаллического вещества, что оно уже не может быть полностью растворено.

Рецепт перенасыщенного раствора

Такую жидкость можно легко сделать следующим способом. В кипящую или в очень теплую воду следует постепенно добавлять определенное количество сахара, соли или другого растворимого вещества.

Когда ингредиент, который примешивается в жидкость, начнет оседать на дне, можно сказать, что цель достигнута. Как правило, для этого требуется на 100% растворяющего вещества 150-200 процентов растворимого.

Обычно процесс намного ускоряется, если воду нагреть до очень горячего состояния. Но следует помнить, что чаще всего при 80-90 градусах происходит замедление растворения, поэтому нужно учитывать этот фактор и не доводить жидкость до кипения.

Это интересно

Занимательным является то, что если подобрать соответствующий температурный режим для вещества, которое следует растворить, то можно добиться такого эффекта, когда даже в ненасыщенном растворе вещество не будет до конца исчезать. Сделать это можно, посмотрев специальную таблицу, которая, как правило, представлена в учебниках химии.

Как это происходит? Дело в том, что кристаллические вещества наподобие сахара не только растворяются в жидкостях, но и переходят обратно в твердое состояние. Для этого необходимы так называемые "приманки", то есть мелкие их частицы. Так, сахар, смешанный с водой, может немедленно перейти в твердое состояние, оседая на оставшихся кусочках.

Именно процесс перекристаллизации лежит в основе опытов по выращиванию небольших камешков из растворов сахара, соли, медного купороса и так далее.

Гигиенические требования

Лучше всего если на голове химика-любителя головной убор, а глаза защищены очками. Конечно же, сахар, поваренная соль или медный купорос вряд ли могут принести здоровью человека ощутимый ущерб. Все вышеизложенные меры предосторожности осуществляются скорее для защиты веществ, которые необходимы для того, чтобы вырастить кристалл из медного купороса в домашних условиях или из какого-либо другого вещества.

Данное обстоятельство объясняется тем, что частицы растворенных минералов оседают на каждой пылинке или волоске, которые по случайности оказались в жидкости.

Лучистые кристаллы

Как вырастить такие камни в домашних условиях? Для тех, кто заинтересовался подобным опытом, но сомневается в своих силах, существуют специальные наборы. Такие пособия называются "Лучистые кристаллы". Как вырастить их, в подробностях написано в инструкции к данной игре.

Если вкратце, то в коробке с предметами для юного химика содержатся:

• 2 кусочка картона,
• пластиковая подставка под них,
• бутылек с химическим реагентом.

Как вырастить кристалл с помощью такого набора? Нужно установить кусочки картона в специальную пластиковую подставку и полить раствором из бутылька. Производители обещают, что через несколько часов бумага превратится в скопление кристаллов причудливых форм.

В комментариях, которые встречаются на различных сайтах, говорится о том, что, используя данные принадлежности, действительно можно вырастить очень красивые камешки, однако они не покрывают всю поверхность бумажных заготовок, а занимают лишь часть их площади. Тем не менее вырастить кристалл с набором, подобным этому, довольно просто. Поэтому такое пособие можно с уверенностью рекомендовать школьникам как наглядный материал для уроков химии.

С помощью пищевой приправы

Более бюджетный вариант проведения научного опыта может быть осуществлен с использованием обыкновенной поваренной соли.

Есть два варианта того, как это можно сделать. Чтобы вырастить кристалл из соли в домашних условиях, необходимо приготовить следующие вещи:

• Обыкновенный столовый стакан.
• Пол-литровая банка.
• Кастрюля, лучше всего эмалированная.
• Нитка, предпочтительнее ворсистого типа.
• Граненый карандаш.
• Лист бумаги.
• Отрезок марлевой ткани.
• Поваренная соль – 0,5 кг.

Как уже говорилось ранее, приступая к данному эксперименту, нужно соблюдать гигиенические требования: вся посуда должна быть тщательно промыта, на руках у химиков-любителей должны быть резиновые перчатки, а на голове – какой-либо убор. В кастрюлю следует налить два стакана воды, лучше, если она будет дистиллированная, или, по крайней мере, кипяченая или фильтрованная.

Если в ней наблюдаются примеси или соринки, жидкость лучше всего процедить.

После того как кастрюля наполнена, ее нужно поставить на медленный огонь и довести содержимое до очень горячей температуры, но не кипения. Во время нагревания в воду следует постепенно добавлять соль: сначала 250 грамм, а когда она растворится, то еще такое же количество.

Не удивляйтесь, если на этом этапе попытки вырастить кристалл из соли в домашних условиях приправа не растворится в воде полностью. Именно этого и следует добиться. Напротив, если соль не осела на дне в небольшом количестве после того как в кастрюлю было насыпано полкило этого вещества, то нужно добавить еще несколько ложек, и так до получения желаемого результата. На дне должен появиться осадок. Когда это произойдет, то приготовление перенасыщенного раствора можно считать завершенным.

Необходимо снять кастрюлю с огня.

Фильтрация воды

Здесь и пригодится пол-литровая банка, которую требовалось приготовить заранее. Ее горлышко следует покрыть марлей, сложенной в несколько слоев. Через этот фильтр требуется процедить жидкость. На поверхности марли должны остаться кристаллики не растворенной соли. Когда это сделано, то получившийся раствор можно перелить в стандартный столовый стакан. После следует привязать нитку к карандашу. Узел должен находиться посередине канцелярской принадлежности.

Нужно сделать нитку такой длины, чтобы она занимала примерно половину стакана и ни в коем случае не казалась его дна. Далее следует опустить ее в воду, а карандаш положить поверх стакана. Именно поэтому требовалось заготовить граненый карандаш, а не круглый. Сосуд должен быть накрыт сверху листом бумаги во избежание попадания внутрь пыли. После этого его со всем содержимым лучше всего поставить в какое-либо место с достаточно высокой температурой воздуха. Если опыты проводятся зимой, то оптимальным его расположением будет территория у батареи.

Следует помнить, что нитка не должна касаться стенок стакана, а всегда пребывать в спокойном состоянии. Во избежание каких-либо ее колебаний сосуд не следует переставлять на другое место, поднимать его и так далее. Поэтому тщательно продумайте, где лучше всего расположить стакан. Такой опыт может занять до 2 месяцев, поэтому место его проведения не должно совпадать с проходной частью квартиры.

Сколько будет продолжаться процесс кристаллизации?

Как правило, он занимает от 2-3 недель до 1-2 месяцев. Сроки зависят от концентрации соли в воде (чем больше – тем лучше) и от точности выполнения всех указаний.

Какие могут быть допущены ошибки? Чтобы выращивать кристаллы для детей, нужно чтобы в воду не попадали никакие пыль, грязь и другие мелкие или крупные частицы. Это может замедлить рост кристаллов на нитке, так как любой волосок может являться "приманкой" для растворенной соли. Соответственно, если в воде окажутся такие предметы, то кристаллы будут расти не только на нитке, но и на них. А, поскольку количество растворенной соли в стакане ограничено, то лучше всего устранить возможность появления таких "конкурентов".

Еще одна ошибка

Также рост кристаллов может протекать медленнее, чем требуется, если охлаждение подогретой воды происходило быстрыми темпами. Поэтому и было сказано о том, что стакан нужно расположить в самом теплом уголке квартиры. Если же опыт происходит в то время года, когда система отопления не работает, то емкость с водой можно укутать какой-либо плотной материей.

Ускоренный вариант

Если же ученику дали задание провести этот опыт несколько недель или месяцев назад, но он забыл вовремя сделать все необходимое, то на этот случай есть совет о том, как вырастить кристалл из соли за 1 день. В такой ситуации потребуется тот же список необходимых вещей, что и в описанном выше варианте. Разница состоит лишь в том, что количество раствора стоит увеличить в два раза. Когда пройдет несколько часов, то соленую воду в стакане нужно обновить.

На этот раз кристалл будет образовываться не по всей длине нити, на "приманке". Под этим словом подразумевается большой кусочек соли, который нужно закрепить на конце нитки. Выбирайте такой кристалл, который возможно привязать. Не стоит ожидать чуда. За одни сутки вырастет лишь небольшой по величине камень. Однако это может спасти школьника от получения отрицательной отметки.

Есть другой вариант, как быстро вырастить кристалл. Для этого необходимо сначала приготовить не очень сильный раствор соли. Порядок действий таков: два стакана специи нужно залить четырьмя стаканами воды. Эту смесь доводят до кипения. В нее погружают нитку, заранее привязанную к карандашу таким способом, как было описано выше. После пребывания ее в жидкости в течение нескольких минут, нитку окунают в соль так, чтобы кристаллики плотным слоем налипли на нее. После этого заготовку кладут на батарею, для того, чтобы она как можно быстрее просохла. Когда пройдет 1 час, ее следует поднять за карандаш. Если кристаллы соли осыпались, то лучше всего повторить все сначала.

Если же попытка увенчалась успехом, то карандаш располагают поверх стакана и окунают заготовку в раствор, приготовленный по рецепту, изложенному при описании предыдущего способа. Через сутки на нитке появятся новые кристаллы, покрывающие те, которые на ней уже были. Здесь также не стоит ожидать сверхъестественных размеров камней.

Однако, применяя этот способ, можно успешно выполнить домашнее задание. Рассмотрев рекомендации о том, как вырастить кристалл из соли быстро, но в более скромных масштабах, чем это получается при обычном варианте опыта, можно переходить к описанию получения камней из других веществ. Именно об этом будет материал следующих глав данной статьи.

Оригинальные кондитерские изделия

Как вырастить кристалл? Это вопрос может волновать не только школьников, готовящихся к урокам химии, но и людей, увлеченных кулинарией. Конечно же, большие кристаллы, выращенные из соли, вряд ли могут пригодиться при приготовлении каких-либо оригинальных блюд, другое дело – камни из сахара.

Такие изделия способны служить не только наглядным пособием для школьных уроков, но и подойдут для употребления в пищу как оригинальные домашние сладости. Поэтому далее будет рассказано о том, как вырастить кристалл из сахара.

Приготовление лакомства

Для этой цели понадобится уже и не нитка, как этого требовал опыт с солью, а какая-либо деревянная палочка небольших размеров. Прекрасно подойдет шпажка для бутербродов. Можно также использовать палочки от мороженого. Вполне подойдут и маленькие ветки деревьев, тщательно промытые. Если использовать их, то леденцы, которые получатся методом кристаллизации, будут иметь форму, повторяющую очертания этого природного материала.

В рецепте, как вырастить кристалл из сахара в домашних условиях, будет дан список ингредиентов для этой цели в таком количестве, чтобы получить 5-6 самодельных леденцов.

Итак, для изготовления камней понадобится полкилограмма сахара, 2 стакана воды, эмалированная кастрюля, палочки (деревянное основание для леденцов), 5-6 рюмок или стаканов (для этой цели прекрасно подойдут банки небольших размеров, но без этикеток, поскольку необходимо следить за процессом через прозрачные стенки сосудов).

Еще пригодятся несколько листов бумаги для того, чтобы накрыть сосуды с выращиваемыми кристаллами.

Прежде всего, требуется сварить сахарный сироп. Для этого нужно засыпать в воду в количестве 2 стаканов, налитую в эмалированную кастрюлю, полкилограмма сахара. Нужно варить этот раствор, помешивая, в течение 20-25 минут. Не стоит держать на огне сироп слишком долго. В противном случае он может приобрести коричневый оттенок. Когда сироп готов, следует разлить его по маленьким стаканчикам, рюмкам или же небольшим банкам. Листы бумаги, нарезанные так, чтобы ими можно было закрывать емкости, протыкаются посередине деревянными палочками. Следует добиться того, чтобы эти заготовки из древесины плотно держались.

Рассматривая вопрос о том, как вырастить кристалл из сахара, стоит подчеркнуть следующую деталь: сироп перед его разлитием по емкостям не нужно фильтровать, так как он плохо поддается этому. Данная субстанция достаточно густа, для того чтобы легко просочиться через марлю. Когда сладкая вода разлита по сосудам, остается накрыть их сверху бумагой с закрепленными деревянными палочками. Ждать, когда же на заготовках из древесины появится слой из сахарных кристаллов, придется довольно долго.

Такой процесс занимает несколько недель. Однако результат, как правило, полностью оправдывает надежды. Получившиеся в итоге леденцы можно использовать как самостоятельное кондитерское изделие, а также легко придумать ему и другое применение. Например, при сервировке чаепития их иногда кладут рядом с чашкой. Они заменяет привычный сахар, насыпаемый ложками.

Как вырастить кристаллы в домашних условиях за день из сахара? Леденцов на палочке за столь короткий срок получить невозможно, однако можно попробовать вырастить камень на нитке, наподобие того, как это описано в рекомендациях по изготовлению похожих изделий из соли.

Для этого следует сварить сироп по тому рецепту, как это было указано в настоящей главе, привязать к карандашу посередине нитку такого размера, чтобы она не касалась дна стакана. После этого канцелярскую принадлежность нужно расположить на стенках сосуда, а нитку погрузить в сахарный сироп. Через пару суток опыт даст первые результаты. Тонкий слой кристаллов будет образован на поверхности нитки.

Разноцветные леденцы

Если вы хотите, чтобы сладости, изготовленные подобным способом, были различных цветов радуги, то имеет смысл приобрести набор из искусственных красителей. В сахарный сироп, разлитый по нескольким сосудам, нужно насыпать содержимое пакетиков: в каждый стакан – свой цвет.

Это один из способов того, как выращивать кристаллы дома, имеющие различные цветовые оттенки.

Натуральные лакомства

Если же читатель задастся целью приготовить такие сладости из натуральных продуктов, то сироп можно сварить на основе сока. В этом случае получающееся в результате кондитерское изделие имеет не только яркий цвет, но и насыщенный фруктовый или ягодный вкус.

Еще один быстрый способ

Можно также провести и такой вид данного опыта, как вырастить кристалл из купороса. Эти камни, как правило, растут гораздо быстрее, чем их соляные аналоги, и получаются более красивыми из-за своего ярко-синего или фиолетового цвета.

Для того чтобы изготовить подобное чудо, можно использовать приведенные выше рекомендации, касающиеся того, как вырастить кристалл из соли дома. Разница состоит лишь в том, что вместо кулинарной приправы нужно будет использовать медный купорос. Это вещество можно приобрести в любом магазине для садоводов и дачников, поскольку данный материал служит прекрасным удобрением.

При осуществлении этого способа, как вырастить кристалл в домашних условиях, нужно внимательно следить, чтобы дети, присутствующие при подобных опытах, соблюдали меры предосторожности, поскольку в данном случае они будут иметь дело с химическим веществом, не вполне пригодным для употребления в пищу.

Как правило, кристаллы, получающиеся из медного купороса, бывают причудливых форм, поскольку в этом случае обычно происходит не просто их образование, а сращивание нескольких камней друг с другом. Поэтому они обычно напоминают сталактиты и сталагмиты из горных пещер.

Заключение

В данной статье был рассмотрен вопрос о том, как вырастить кристалл дома из соли, медного купороса, сахара и с помощью специального набора. Продукт, получающийся в результате, иногда может использоваться как прекрасное кондитерское изделие, которое приятно удивит членов вашей семьи и гостей. Также такое получение кристаллов является традиционным школьным заданием по химии. Важной частью статьи является глава о том, за день как вырастить кристаллы в домашних условиях. При соблюдении всех рекомендаций ваши опыты непременно увенчаются успехом. Главное – запастись терпением.