چگونه یک کریستال پرورش دهیم؟ این سوال امروزه نه تنها توسط دانش آموزان مدرسه ای که وظیفه مناسبی در موضوع شیمی دریافت کرده اند، بلکه توسط برخی از بزرگسالانی که می خواهند یک شیرینی اصیل و خوشمزه، شیرینی قندی، طبخ کنند، پرسیده می شود. همه اینها در مطالب این مقاله مورد بحث قرار خواهد گرفت.
پیشینه نظری
همانطور که از درس های شیمی می دانید، کریستالیزاسیون فرآیند تغییر قوام یک ماده است. در نتیجه مایع به تدریج به جامد تبدیل می شود. همین دگرگونی می تواند در مورد گاز و حتی در مورد کریستال هایی که قادر به بازسازی هستند رخ دهد (به این پدیده تبلور مجدد می گویند). برای اینکه این اتفاق بیفتد، باید شرایط خاصی رعایت شود.
اولاً، مایعی که برای بدست آوردن کریستال از آن لازم است، نه فقط یک ماده همگن، بلکه باید یک محلول و در عین حال یک ماده فوق اشباع باشد. این به چه معناست؟
برای رشد یک کریستال، همانطور که در انتساب شیمی لازم است، باید محلولی تولید کنید که حاوی مقدار زیادی ماده کریستالی باشد که در حال حاضر وجود دارد.نمی توان به طور کامل منحل شد.
دستورالعمل محلول فوق اشباع
این مایع را می توان به راحتی به روش زیر درست کرد. مقدار معینی شکر، نمک یا سایر مواد محلول باید به تدریج به آب جوش یا خیلی گرم اضافه شود.
وقتی ماده ای که در مایع مخلوط می شود شروع به ته نشین شدن در ته می کند، می توان گفت که هدف محقق شده است. به طور معمول، این نیاز به 100٪ حلال 150-200٪ محلول دارد.
معمولاً اگر آب تا حالت بسیار داغ گرم شود، این فرآیند بسیار سریعتر است. اما باید به خاطر داشت که اغلب در دمای 80-90 درجه، انحلال کند می شود، بنابراین باید این فاکتور را در نظر بگیرید و مایع را به جوش نیاورید.
این جالب است
جالب است که اگر رژیم دمایی مناسبی را برای حل شدن ماده انتخاب کنید، می توانید به چنان اثری دست پیدا کنید که حتی در محلول غیر اشباع نیز این ماده به طور کامل از بین نرود. شما می توانید این کار را با نگاه کردن به جدول خاصی انجام دهید که به طور معمول در کتاب های شیمی ارائه شده است.
چگونه اتفاق می افتد؟ واقعیت این است که مواد کریستالی مانند شکر نه تنها در مایعات حل می شوند، بلکه دوباره به حالت جامد تبدیل می شوند. این به اصطلاح "طعمه"، یعنی ذرات کوچک آنها نیاز دارد. به عنوان مثال، شکر مخلوط شده با آب می تواند بلافاصله به حالت جامد تبدیل شود و روی قطعات باقی مانده بنشیند.
این فرآیند تبلور مجدد است که زیربنای آزمایشات روی رشد است.سنگریزه های کوچک از محلول های شکر، نمک، ویتریول آبی و غیره.
شرایط بهداشتی
بهتر است یک شیمیدان آماتور روسری داشته باشد و چشمانش با عینک محافظت شود. البته شکر، نمک خوراکی یا ویتریول آبی به سختی می تواند آسیب قابل توجهی به سلامت انسان وارد کند. تمام اقدامات احتیاطی بالا بیشتر برای محافظت از موادی که برای رشد یک کریستال از ویتریول آبی در خانه یا مواد دیگر لازم است، انجام می شود.
این شرایط با این واقعیت توضیح داده می شود که ذرات مواد معدنی محلول روی هر ذره گرد و غبار یا مویی که به طور تصادفی به مایع ختم شده است، می نشیند.
کریستال های تابشی
چگونه چنین سنگهایی را در خانه پرورش دهیم؟ برای کسانی که به چنین تجربه ای علاقه دارند، اما به توانایی های خود شک دارند، کیت های ویژه ای وجود دارد. به چنین مزایایی "کریستال های تابشی" می گویند. نحوه رشد آنها در دستورالعمل های این بازی به تفصیل شرح داده شده است.
به طور خلاصه، جعبه آیتم Junior Chemist شامل:
- 2 تکه مقوا،
- پایه پلاستیکی برای آنها،
- بطری عامل شیمیایی.
چگونه با این کیت کریستال پرورش دهیم؟ شما باید تکه های مقوا را در یک پایه پلاستیکی مخصوص نصب کنید و محلول را از بطری بریزید. سازندگان قول می‌دهند که ظرف چند ساعت کاغذ به خوشه‌ای از کریستال‌هایی با اشکال عجیب و غریب تبدیل شود.
نظراتی که در سایت‌های مختلف یافت می‌شوند، می‌گویند که با استفاده از داده‌هالوازم جانبی، شما واقعا می توانید سنگریزه های بسیار زیبایی را پرورش دهید، اما آنها تمام سطح کاغذهای خالی را نمی پوشانند، بلکه تنها بخشی از منطقه آنها را اشغال می کنند. با این حال، رشد یک کریستال با کیت مانند این نسبتا آسان است. بنابراین، چنین کتابچه ای را می توان با اطمینان به دانش آموزان مدرسه به عنوان یک ماده بصری برای درس های شیمی توصیه کرد.
با چاشنی غذا
یک گزینه مقرون به صرفه تر برای انجام یک آزمایش علمی را می توان با استفاده از نمک معمولی انجام داد.
دو گزینه برای انجام این کار وجود دارد. برای پرورش کریستال از نمک در خانه، باید موارد زیر را تهیه کنید:
- لیوان رومیزی معمولی.
- قوطی نیم لیتری.
- تابه، بهترین میناکاری شده.
- موضوع ترجیح داده می شود.
- مداد وجهی.
- ورق کاغذ.
- یک تکه پارچه گازی.
- نمک سفره - 0.5 کیلوگرم.
همانطور که قبلاً ذکر شد، هنگام شروع این آزمایش، الزامات بهداشتی باید رعایت شود: همه ظروف باید کاملاً شسته شوند، شیمیدان‌های آماتور باید دستکش لاستیکی روی دستان خود داشته باشند و نوعی روسری داشته باشند. دو لیوان آب در قابلمه بریزید بهتر است مقطر باشد یا حداقل آب پز یا صاف شده باشد.
اگر ناخالصی یا لکه در آن وجود دارد، بهتر است مایع را صاف کنید.
بعد از پر شدن قابلمه باید آن را به آرامی قرار دهیدآتش بزنید و محتویات را به دمای خیلی گرم برسانید اما به جوش نیاید. در حین حرارت دادن باید به تدریج نمک به آب اضافه کرد: ابتدا 250 گرم و وقتی حل شد به همان مقدار.
تعجب نکنید اگر در این مرحله از تلاش برای رشد یک کریستال از نمک در خانه، چاشنی به طور کامل در آب حل نشود. این دقیقاً همان چیزی است که باید به دست آید. برعکس، اگر بعد از ریختن یک کیلو از این ماده در تابه، نمک به مقدار کم در ته ته نگرفت، باید چند قاشق دیگر اضافه کنید و به همین ترتیب تا نتیجه دلخواه به دست آید. در پایین باید رسوب وجود داشته باشد. هنگامی که این اتفاق می افتد، آماده سازی محلول فوق اشباع را می توان کامل در نظر گرفت.
لازم است قابلمه را از روی حرارت بردارید.
فیلتراسیون آب
این جایی است که یک شیشه نیم لیتری به کار می آید که باید از قبل آماده می شد. گردن آن را باید با گاز تا شده در چند لایه پوشاند. مایع باید از طریق این فیلتر فیلتر شود. کریستال های نمک حل نشده باید روی سطح گاز باقی بمانند. پس از انجام این کار، محلول به دست آمده را می توان در یک لیوان رومیزی استاندارد ریخت. پس از آن، نخ را به مداد ببندید. گره باید در وسط لوازم التحریر باشد.
باید نخی به اندازه ای بسازید که تقریباً نصف لیوان را بگیرد و به هیچ وجه به نظر ته آن نباشد. سپس باید آن را در آب فرو ببرید و مداد را روی لیوان قرار دهید. به همین دلیل لازم بود یک مداد روکش تهیه شود و نه یک مداد گرد. ظرف را باید با یک ورق کاغذ در بالا پوشانید تا از ورود گرد و غبار به داخل آن جلوگیری شود.پس از آن، بهتر است آن را با تمام محتویات آن در مکانی با دمای هوا به اندازه کافی بالا قرار دهید. اگر آزمایش ها در زمستان انجام شود، منطقه نزدیک باتری مکان بهینه آن خواهد بود.
باید به خاطر داشت که نخ نباید به دیواره های لیوان برخورد کند، بلکه همیشه در حالت آرام باشد. برای جلوگیری از هر گونه نوسان در آن، کشتی را نباید به جای دیگری منتقل کرد، بلند کرد و غیره. بنابراین، به دقت در نظر بگیرید که بهترین مکان برای قرار دادن لیوان است. این تجربه می تواند تا 2 ماه طول بکشد، بنابراین مکان تجربه نباید با ورودی آپارتمان منطبق باشد.
فرآیند کریستالیزاسیون چقدر طول می کشد؟
به عنوان یک قاعده، از 2-3 هفته تا 1-2 ماه طول می کشد. زمان بندی به غلظت نمک در آب (هرچه بیشتر، بهتر) و به دقت پیروی از همه دستورالعمل ها بستگی دارد.
چه اشتباهاتی می توان مرتکب شد؟ برای رشد کریستال برای کودکان، لازم است که گرد و غبار، خاک و سایر ذرات ریز یا درشت وارد آب نشوند. این می تواند رشد کریستال ها را روی نخ کند کند، زیرا هر مویی می تواند "طعمه ای" برای نمک حل شده باشد. بر این اساس، اگر چنین اشیایی در آب باشند، کریستال ها نه تنها روی نخ، بلکه روی آنها نیز رشد می کنند. و از آنجایی که مقدار نمک محلول در یک لیوان محدود است، بهتر است احتمال وجود چنین "رقبا" را از بین ببرید.
یک اشتباه دیگر
همچنین، اگر آب گرم شده به سرعت سرد شود، رشد کریستال ممکن است کندتر از حد لازم باشد. لذا گفته شد کهشیشه باید در گرمترین گوشه آپارتمان قرار گیرد. اگر آزمایش در زمانی از سال انجام شود که سیستم گرمایشی کار نمی کند، می توان ظرف آب را در نوعی پارچه متراکم پیچیده کرد.
میانبر
اگر چند هفته یا ماه پیش به دانش آموز این وظیفه داده شد که این آزمایش را انجام دهد، اما او فراموش کرد که همه کارهای لازم را به موقع انجام دهد، در این مورد توصیه هایی در مورد نحوه رشد کریستال از نمک در 1 وجود دارد. روز در چنین شرایطی، به همان لیستی از موارد ضروری که در گزینه توضیح داده شده در بالا نیاز دارید. تنها تفاوت این است که مقدار محلول باید دو برابر شود. بعد از چند ساعت، آب نمک داخل لیوان باید تجدید شود.
این بار کریستال در تمام طول نخ، روی "طعمه" تشکیل نمی شود. این کلمه به معنی یک تکه نمک بزرگ است که باید در انتهای نخ ثابت شود. کریستالی را انتخاب کنید که بتوان آن را گره زد. انتظار معجزه نداشته باش در یک روز، فقط یک سنگ کوچک رشد می کند. با این حال، این ممکن است دانش آموز را از گرفتن نمره منفی نجات دهد.
راه دیگری برای رشد سریع کریستال وجود دارد. برای این کار ابتدا باید محلول نمک نه چندان قوی تهیه کنید. روش کار به این صورت است: دو لیوان ادویه باید با چهار لیوان آب بریزید. این مخلوط به جوش می آید. یک نخ در آن فرو می‌رود، که قبلاً به روشی که در بالا توضیح داده شد به یک مداد بسته شده است. پس از چند دقیقه ماندن در مایع، نخ را در نمک آغشته می کنند تا کریستال ها در یک لایه متراکم به آن بچسبند. پس از آن، قطعه کار روی آن قرار می گیردباتری تا در اسرع وقت خشک شود. وقتی 1 ساعت گذشت، باید با مداد برداشته شود. اگر کریستال های نمک خرد می شوند، بهتر است همه چیز را از ابتدا تکرار کنید.
اگر تلاش موفقیت آمیز بود، مداد را روی لیوان قرار می دهیم و قطعه کار را در محلول آماده شده طبق دستور العمل شرح داده شده در توضیح روش قبلی فرو می بریم. در یک روز، کریستال‌های جدیدی روی نخ ظاهر می‌شوند و کریستال‌هایی را که قبلاً روی آن بودند، می‌پوشانند. در اینجا نیز نباید انتظار اندازه های فوق طبیعی از سنگ ها را داشت.
اما با استفاده از این روش می توانید تکالیف خود را با موفقیت انجام دهید. با در نظر گرفتن توصیه هایی در مورد چگونگی رشد سریع کریستال از نمک، اما در مقیاس متوسط تر از آنچه در نسخه معمول آزمایش به دست می آید، می توانیم به شرح به دست آوردن سنگ از مواد دیگر ادامه دهیم. این همان چیزی است که مطالب فصل های بعدی این مقاله در مورد آن خواهد بود.
شیرینی اصل
چگونه یک کریستال پرورش دهیم؟ این سوال ممکن است نه تنها برای دانش آموزان مدرسه ای که برای درس های شیمی آماده می شوند، بلکه افرادی را که به آشپزی علاقه مند هستند نیز نگران کند. البته بلورهای بزرگی که از نمک رشد می‌کنند بعید است در تهیه غذاهای اصلی مفید باشند، سنگ‌های قند موضوع دیگری است.
چنین محصولاتی می توانند نه تنها به عنوان کمک بصری برای درس های مدرسه، بلکه برای خوردن به عنوان شیرینی های خانگی اصلی نیز مفید باشند. بنابراین، در ادامه در مورد چگونگی رشد یک کریستال از شکر صحبت خواهد شد.
تهیه خوراکی
برای این منظور، به یک تاپیک مانند این نیاز نداریدنیاز به تجربه با نمک و مقداری چوب چوبی با اندازه کوچک است. مناسب برای سیخ ساندویچی. می توانید از چوب بستنی نیز استفاده کنید. شاخه های کوچک درختان که کاملاً شسته شده اند نیز کاملاً مناسب هستند. اگر از آنها استفاده کنید، آب نبات چوبی که از طریق کریستالیزاسیون به دست می آید، شکلی خواهد داشت که خطوط کلی این ماده طبیعی را تکرار می کند.
در دستور العمل نحوه پرورش کریستال از شکر در خانه، فهرستی از مواد لازم برای این منظور به مقداری ارائه می شود که 5-6 آب نبات خانگی تهیه می شود.
بنابراین برای ساختن سنگ به نیم کیلوگرم شکر، ۲ فنجان آب، یک ماهیتابه لعابی، چوب (پایه چوبی برای آبنبات چوبی)، ۵ تا ۶ لیوان یا لیوان (شیشه های کوچک مناسب هستند) نیاز دارید. برای این منظور، اما بدون برچسب، زیرا نظارت بر فرآیند از طریق دیواره‌های شفاف رگ‌ها ضروری است.
چند ورق کاغذ نیز برای پوشاندن ظروف با کریستال های رشد یافته مفید است.
اول از همه، باید شربت شکر را بپزید. برای این کار، نیم کیلوگرم شکر را به مقدار 2 لیوان در آب بریزید و در یک تابه لعابی بریزید. لازم است این محلول را با هم زدن به مدت 20-25 دقیقه بجوشانید. شربت را برای مدت طولانی روی آتش نگه ندارید. در غیر این صورت ممکن است قهوه ای شود. وقتی شربت آماده شد باید آن را در لیوان های کوچک، لیوان ها یا شیشه های کوچک بریزید. ورقه های کاغذی را که طوری برش می زنیم که در ظرف ها را ببندند با چوب های چوبی از وسط سوراخ می شوند. باید اطمینان حاصل شود که این موارد خالی ازچوب محکم نگه داشته شده است.
با توجه به این سوال که چگونه می توان یک کریستال را از شکر پرورش داد، باید بر جزئیات زیر تأکید کرد: شربت قبل از ریختن در ظروف نیازی به فیلتر کردن ندارد، زیرا به خوبی برای این کار مناسب نیست. این ماده به اندازه ای غلیظ است که به راحتی از گاز عبور می کند. هنگامی که آب شیرین در ظروف ریخته می شود، باقی می ماند که آنها را با کاغذ با چوب های چوبی ثابت در بالا بپوشانید. مدت زمان زیادی طول می کشد تا منتظر بمانید تا لایه ای از کریستال های شکر روی صفحات چوب ظاهر شود.
این فرآیند چندین هفته طول می کشد. با این حال، نتیجه، به عنوان یک قاعده، به طور کامل امیدها را توجیه می کند. آب نبات چوبی به دست آمده را می توان به عنوان یک محصول قنادی مستقل استفاده کرد و همچنین به راحتی می توان کاربردهای دیگری را برای آن در نظر گرفت. به عنوان مثال هنگام سرو چای، گاهی اوقات آنها را در کنار فنجان قرار می دهند. آنها جایگزین قاشق معمولی شکر می شوند.
چگونه از شکر در یک روز در خانه کریستال پرورش دهیم؟ آب نبات چوبی را نمی توان در این مدت کوتاه به دست آورد، اما می توانید سعی کنید یک سنگ را روی یک رشته رشد دهید، همانطور که در توصیه های مربوط به ساخت محصولات مشابه از نمک توضیح داده شده است.
برای این کار طبق دستور شربت را بجوشانید، همانطور که در این فصل گفته شد، یک نخ به این اندازه را به مداد وسط ببندید تا به کف لیوان برخورد نکند. پس از آن باید لوازم التحریر را روی دیواره ظرف گذاشته و نخ را در شربت شکر فرو کنید. بعد از چند روز، تجربه اولین نتایج را خواهد داد. لایه نازکی از کریستال ها روی سطح نخ تشکیل می شود.
آب نبات چوبی رنگارنگ
اگر می خواهید شیرینی هایی که به این شکل تهیه می شوند از رنگ های مختلف رنگین کمان باشند، خرید مجموعه ای از رنگ های مصنوعی منطقی است. در شربت شکر که در چندین ظرف ریخته شده است، باید محتویات کیسه ها را بریزید: هر لیوان رنگ خاص خود را دارد.
این یکی از راه های پرورش کریستال در خانه با سایه های رنگی مختلف است.
خوراکی های طبیعی
اگر خواننده بخواهد چنین شیرینی هایی را از محصولات طبیعی تهیه کند، می توان شربت را بر اساس شیره پخته کرد. در این حالت، شیرینی حاصل نه تنها رنگ روشنی دارد، بلکه طعمی غنی از میوه یا توت دارد.
یک راه سریع دیگر
همچنین می توانید این نوع آزمایش را انجام دهید، نحوه رشد یک کریستال از ویتریول. این سنگ‌ها خیلی سریعتر از همتایان نمکی خود رشد می‌کنند و به دلیل رنگ آبی روشن یا بنفش زیباتر هستند.
برای انجام چنین معجزه ای می توانید از توصیه های بالا در مورد نحوه پرورش کریستال از نمک در خانه استفاده کنید. تنها تفاوت این است که به جای چاشنی پخت و پز، باید از سولفات مس استفاده کنید. این ماده را می توان در هر فروشگاهی برای باغبانان و ساکنان تابستانی خریداری کرد، زیرا این ماده به عنوان یک کود عالی عمل می کند.
هنگام اجرای این روش، نحوه پرورش کریستال در خانه، باید به دقت نظارت کنید که کودکان،کسانی که در چنین آزمایشاتی حضور داشتند اقدامات احتیاطی انجام دادند، زیرا در این مورد با یک ماده شیمیایی که برای مصرف انسان کاملاً مناسب نیست سروکار دارند.
به عنوان یک قاعده، کریستال های به دست آمده از سولفات مس به شکل های عجیب و غریبی در می آیند، زیرا در این مورد معمولاً فقط شکل گیری آنها نیست، بلکه اتصال چندین سنگ با یکدیگر است. بنابراین، آنها معمولاً شبیه استالاکتیت ها و استالاگمیت های غارهای کوهستانی هستند.
نتیجه گیری
در این مقاله نحوه رشد کریستال در خانه از نمک، ویتریول آبی، شکر و استفاده از کیت مخصوص بحث شده است. محصول به دست آمده گاهی اوقات می تواند به عنوان یک شیرینی فوق العاده استفاده شود که اعضای خانواده و مهمانان شما را شگفت زده کند. همچنین، به دست آوردن چنین کریستال هایی یک کار سنتی مدرسه در شیمی است. بخش مهمی از مقاله، فصل نحوه رشد کریستال در یک روز در خانه است. اگر تمام توصیه ها را دنبال کنید، مطمئناً آزمایشات شما با موفقیت همراه خواهد بود. نکته اصلی این است که صبور باشید.
