Comment faire pousser du quartz à la maison ?

cristaux de strass naturels

CONTENU

• Comment faire pousser un cristal à partir de sel
• Comment faire pousser un cristal à partir de sucre
• Comment faire pousser un cristal de sulfate de cuivre
• Comment faire pousser un cristal d'alun de potassium

Les cristaux de minéraux se trouvent partout dans la nature. Des conditions spéciales sont nécessaires pour leur éducation. Par exemple, un rocher granit consiste en cristaux de quartz, feldspath et mica, qui se sont cristallisés les uns après les autres lorsque le magma s'est refroidi.

De beaux cristaux hexagonaux de cristal de roche se sont développés à partir de solutions aqueuses chaudes saturées de silice SiO2.

cristaux de soufre naturel

Cristaux jaunes rhombiques soufre s'est développé à partir des eaux de sulfure d'hydrogène des sources chaudes et des geysers.

Sur les rives des lacs salés et des mers, on peut voir des cristaux cubiques de sel gemme - halite; cristaux blancs, rouges, jaunes et même bleus de carnallite et de mirabilite.

Diamants, les cristaux les plus durs, se sont formés sous une pression énorme dans les tubes dits d'explosion (tubes de kimberlite).

Ainsi, la nature a créé et continue de créer des cristaux de minéraux. Pouvons-nous voir le mystère de la croissance cristalline ? Pouvons-nous les cultiver nous-mêmes ? Oui bien sûr que nous pouvons. Et maintenant, je vais vous dire comment le faire à la maison.

COMMENT CULTIVER UN CRISTAL DE SEL

Cristaux de sel cultivés

Afin de faire pousser des cristaux de sel de table (rocher) (halite - NaCl), vous devez mettre un récipient d'eau sur la cuisinière et porter l'eau à ébullition. Retirez ensuite le récipient du poêle et dissolvez le sel habituel du paquet qu'il contient. En remuant continuellement la solution, ajoutez du sel jusqu'à ce que vous remarquiez qu'il ne se dissout plus.

La solution salée résultante doit être filtrée et versée dans un plat plat, par exemple dans une soucoupe. L'eau se refroidira et commencera à s'évaporer, et sur les bords de la soucoupe et à son fond, vous verrez des cubes transparents de la forme correcte - ce sont des cristaux de sel gemme, de halite.

Vous pouvez faire pousser un gros cristal ou plusieurs gros cristaux cubiques. Pour ce faire, un fil de laine doit être descendu dans le récipient dans lequel vous avez dissous le sel. Lorsque la solution refroidit, elle sera recouverte de cubes de sel. Plus la solution refroidit lentement, plus les cristaux seront réguliers. Après un certain temps, la croissance s'arrêtera.

Pour faire pousser un gros cristal, vous devez choisir le plus correct parmi les nombreux cristaux formés au fond, le mettre au fond d'un verre propre et verser la solution du plat précédent sur le dessus.

Le repos est nécessaire à la croissance des bons cristaux. Ne secouez pas et ne déplacez pas une table ou une étagère sur laquelle se trouve un récipient contenant des cristaux en croissance.

COMMENT CULTIVER UN CRISTAL DE SUCRE

Vous pouvez faire pousser des cristaux de sucre de la même manière que des cristaux de sel. Les cristaux de sucre peuvent également être cultivés sur des bâtons en bois et peuvent être un bel ajout à tout plat sucré festif. Les colorants alimentaires ajoutés à la solution coloreront le sucre de toutes les couleurs de l'arc-en-ciel.

Cristaux de sucre

Ci-dessous est l'instruction complète, comment faire pousser des cristaux de sucre sur des bâtons.

COMMENT CULTIVER UN CRISTAL À PARTIR D'UN CUR DE CUIVRE

Le sulfate de cuivre est vendu dans les magasins pour les jardiniers, à partir de celui-ci, et à partir de la chaux éteinte, ils préparent du "Bordeaux liquide" pour protéger les plantes des champignons et de diverses maladies.

Faire croître un cristal de sulfate de cuivre (Cu SO4 * 5H2O)  la forme correcte, vous devez dissoudre le sulfate de cuivre en poudre dans de l'eau à une température de 80 degrés Celsius. À des températures plus élevées, la solubilité du sulfate de cuivre diminue. Dissoudre la poudre jusqu'à ce que la dissolution s'arrête. Au bout du fil ou du fil de laine, nous attachons une graine - un petit cristal du même sulfate de cuivre. Où peux-je le recevoir? Vous pouvez chercher un cristal plus gros dans le même sac à partir duquel vous avez versé du vitriol dans l'eau. Si ce n'est pas le cas, laissez refroidir votre solution et au bout d'un moment, vous verrez de petits cristaux au fond.

Choisissez-en un et attachez-le (ou collez-le) à un fil ou à un fil. Filtrez la solution. Trempez-y ensuite la graine préparée (cristal sur fil). Ne plongez jamais la graine dans la solution chaude ! La graine peut simplement se dissoudre. Un gros cristal de sulfate de cuivre se développe pendant plusieurs semaines. Le cristal, cultivé à la taille requise, doit être verni, car l'humidité contenue dans l'air entraînera éventuellement sa fusion et sa destruction.

Vous pouvez grandir facilement beaux cristaux de cuivre... Une description détaillée du processus peut être trouvée dans l'article détaillé "Comment faire pousser des cristaux de cuivre".

Les cristaux de sulfate de fer sont cultivés de la même manière, un article détaillé à ce sujet peut être lu en suivant le lien dans cette proposition.

COMMENT CULTIVER UN CRISTAL À PARTIR D'ALUN DE POTASSIUM

cristaux d'alun de potassium cultivés

Alun de potassium (KAI 2 * 12H2O - minéral alunit) sont vendus en pharmacie sous forme de poudre. C'est un bon remède qui "sèche la peau" et tue les agents pathogènes, cette substance ne provoque pas d'allergies et elle n'est pas toxique. De bons cristaux peuvent être cultivés à partir de poudre d'alun de potassium. Dissoudre l'alun dans de l'eau tiède jusqu'à saturation et filtrer la solution. Après quelques jours dans un endroit calme à température ambiante, de petits cristaux apparaîtront au fond du récipient.

l'alun de potassium (alun brûlé) peut être acheté à la pharmacie

À partir de ces cristaux, vous devez choisir plusieurs morceaux de la bonne forme et les placer dans un autre récipient. Ensuite, ils sont versés avec la même solution. Vous pouvez accrocher les graines sur des fils minces (elles peuvent être collées au fil avec une colle imperméable durable). Une fois tous les deux à trois jours, les cristaux doivent être transférés dans un nouveau verre, la solution doit être filtrée et les cristaux en croissance doivent être à nouveau versés. Les cristaux d'alun cultivés à la taille requise doivent être vernis afin qu'ils ne fondent pas à cause de l'humidité de l'air et ne perdent pas leur forme.

Il est souhaitable de préparer des solutions pour la croissance des cristaux avec de l'eau distillée.

À la maison, vous pouvez obtenir un artificiel malachiteen utilisant du sulfate de cuivre et de la lessive de soude, mais ce ne sera pas de beaux cristaux ou une pierre à motifs ajourés, mais un sédiment vert ou sale au fond du récipient (poudre). La belle malachite, qui ne diffère pratiquement pas de la nature, ne peut être obtenue que sur des équipements industriels.

Les usines produisent également des cristaux de nombreux minéraux. Mais à la maison, il est impossible de répéter cela, pour cela, vous avez besoin d'un équipement spécial. La plupart des cristaux (quartz, améthyste, rubis, émeraude, diamants, malachite, grenats, etc.) sont cultivés dans des autoclaves en fonte sous haute pression. Les températures atteignent 500-1000 degrés et la pression - 3000 atmosphères.

Kits de culture de cristal

kit de culture de cristal

Maintenant, dans les magasins de jouets, dans les grandes villes, des kits pour la culture de cristaux sont apparus en vente. De poudres phosphate dihydrogène d'ammonium et de potassium, auxquels des colorants sont ajoutés, des cristaux prismatiques et en aiguilles intéressants peuvent être cultivés. Pour que les cristaux soient assez gros et beaux, vous devez suivre strictement les instructions ci-jointes.

Étrange, mais les instructions dans la boîte montrée sur la photo n'indiquent pas quel produit chimique est utilisé pour faire croître les cristaux et quel colorant est utilisé. Sinon, c'est assez détaillé.

La culture de cristaux de rubis à la maison est accessible à tous.Le travail ne nécessite pas de laboratoire équipé, d'acquisition de connaissances théoriques et pratiques dans le domaine de la minéralogie, ni d'achat de réactifs chimiques spéciaux. Tout ce dont vous avez besoin se trouve dans la cuisine.

Expérimentation à domicile

Il est conseillé de commencer à cultiver des rubis avec de petits volumes. Tout d'abord, l'expérience est acquise, l'ensemble du processus est compris, puis le travail systématique direct commence. La création synthétique de vos propres mains ne sera pas inférieure en beauté et en attrait aux minéraux naturels. Les pierres précieuses sont en demande chez les bijoutiers, donc une expérience réussie peut apporter des revenus supplémentaires si vous trouvez un marché.

Il existe plusieurs façons de grandir. Ils vous conseillent d'essayer toutes les options, puis de vous arrêter à celle que vous aimez.

Les roches précieuses artificielles, créées par l'homme, ne diffèrent pas des roches naturelles par leur contenu chimique et leurs propriétés physiques. L'avantage de la technologie domestique est qu'elle permet de créer des races parfaitement propres. Dans la nature, cela arrive extrêmement rarement. La qualité des gemmes des échantillons de laboratoire est assez bonne. Un autre avantage du minéral est son coût. Les pierres sont moins chères que leurs originales, qui proviennent de mines profondes.

Sels organiques

Il est facile de faire pousser un cristal de rubis à partir de divers sels :

• sulfate de cuivre;
• alun de potassium;
• sel ordinaire.

Le plus long procédé à base de sel, les plus beaux spécimens sont obtenus à partir du vitriol. La production de cristaux de rubis repose sur les étapes suivantes :

1. Préparation du contenant. Il doit contenir du sel et une solution saline saturée. Prenez de l'eau chaude. Le processus est progressif. Diluer deux cuillères à soupe avec de l'eau, bien mélanger. Ajoutez ensuite du sel et mélangez. vous devez saupoudrer jusqu'à ce que le sel cesse de se dissoudre. Pour respecter les proportions, ils prennent un indice : un tableau de la solubilité de différents sels dans 100 ml d'eau, leur relation avec la température du liquide.
2. Filtration de la solution. La solution doit être propre. Les impuretés de la saleté vont gâcher la structure de la pierre. Des défauts y seront visibles. La solution reste pendant 24 heures. Pendant cette période, des cristaux se forment au fond du réservoir. Ils formeront la base du rubis.
3. Croissance minérale artificielle. Une ligne de pêche est attachée à la pierre formée au fond du verre. Il est enroulé autour d'un crayon ou d'un bâton en bois. L'appareil est installé sur le conteneur. Le cristal est suspendu en solution. L'eau a tendance à s'évaporer, une solution saline saturée libère un excès qui se fixe sur l'échantillon obtenu.
4. Ajout d'une solution saline. L'eau a toujours besoin d'une certaine quantité, si elle devient trop petite, le cristal cessera de croître. A température ambiante normale, de l'eau est ajoutée toutes les 2 semaines.

Pour obtenir des rubis à la maison, vous devrez attendre environ 3 mois. Ensuite, la pierre est libérée de la solution saline, séchée avec une serviette douce. L'échantillon est recouvert de vernis à ongles incolore en plusieurs couches.

Conseils de cristalliers expérimentés. La solution saline doit être à la même température que l'eau du récipient. Le cristal se développe même à une température légèrement inférieure, mais des élévations élevées des solutions se gâtent et arrêtent la croissance.

Appareil pour le travail à la maison

Pour créer des rubis à la maison, vous avez besoin d'un appareil nommé d'après son créateur, Verneuil. La technique de l'inventeur permet de faire pousser un rubis pesant 30 carats en 3 heures. La technologie a permis de créer le matériau précieux dans la bonne quantité. Les installations industrielles commencent à mettre activement en œuvre le développement de Verneuil. Le temps a fait ses propres ajustements et aujourd'hui, un tel appareil est facilement assemblé à la maison. Composants de l'appareil :

• cathétomètre;
• mécanisme de secousses;
• bunker;
• brûleur;
• étouffer;
• cristal en croissance;
• porte-cristal;
• mécanisme d'abaissement du cristal.

L'appareil est utilisé pour faire pousser non seulement des rubis. Souvent, des topazes bleues, des émeraudes et des pierres avec une structure transparente translucide sont créées dans l'appareil.

Processus de production à domicile :

1. La poudre est versée dans la trémie à travers un entonnoir. La composition de la poudre est Al2O3, le composant supplémentaire est Cr2O3.
2. Le brûleur alimente la flamme au fond de la trémie.
3. La poudre commence à fondre.
4. Les couches de poudre fondue sont un cristal de rubis en croissance.

Grâce au mécanisme d'abaissement, le minéral artificiel se déplace vers le bas. Différentes nuances peuvent être obtenues dans l'appareil. Le taux de formation de cristaux est plus élevé que dans le récipient. Il ne faut que 3 heures pour admirer le rubis. Un échantillon nécessite les volumes de composants suivants :

• 6 g d'Al2O3 ;
• 0,2 g de Cr2O.

Les formations cristallines non traitées ont une forme extraordinaire. Ils sont à l'origine similaires aux naturels, mais en même temps, ils sont toujours uniques.

À première vue, travailler avec l'appareil est difficile et laborieux. En effet, un appareil inventé par un inventeur français il y a plus de 100 ans ne posera pas de problèmes particuliers. Il est assemblé à partir de pièces que les gens pratiques ont à la ferme. La fabrication d'un appareil et l'achat de poudre sont les principales étapes de la préparation.

2>Calculs économiques

La technologie domestique est toujours moins chère. Vous pouvez calculer le coût de tous les composants, les coûts et déterminer le coût approximatif des échantillons résultants. Qu'est-ce que ruby ​​​​est pris en compte:

• le coût des pièces de l'appareil ;
• frais d'électricité;
• le prix d'achat des poudres pour la base du cristal.

Même des calculs approximatifs montreront les avantages. Le coût de tous les composants ne sera même pas de 500 roubles. Pour ce genre d'argent, il est difficile d'acheter un bijou en rubis d'un bel aspect et d'une excellente qualité. Le processus ne doit pas intimider les expérimentateurs nationaux avec légitimité. Les minéraux naturels sont réglementés par l'État, les synthétiques ne sont pas soumis à des documents. Si une décision est prise d'ouvrir une petite production, elle doit être enregistrée conformément à la procédure établie. L'âme sera en place, le travail n'apportera que satisfaction.

> Un bijou que vous créez vous-même deviendra une fierté. L'artisan apprendra progressivement à changer les nuances des rubis. La prochaine étape consistera à travailler de manière créative sur les échantillons résultants, en les transformant en objets de design d'intérieur et en décorations originales.

introduction

1. Théorie des cristaux.
Les cristaux sont des solides dont les atomes ou les molécules occupent des positions définies et ordonnées dans l'espace. Par conséquent, les cristaux ont des faces planes. Par exemple, un grain de sel de table ordinaire a des bords plats qui forment des angles droits les uns par rapport aux autres. Les métaux ont une structure cristalline. Si nous prenons un morceau de métal relativement gros, alors à première vue sa structure cristalline ne se manifeste en aucune façon dans l'apparence du morceau ou dans ses propriétés physiques. Les métaux dans leur état normal ne présentent pas d'anisotropie. Le point ici est que généralement le métal se compose d'un grand nombre de petits cristaux cultivés ensemble. Les propriétés de chaque cristal dépendent de la direction, mais les cristaux sont orientés aléatoirement les uns par rapport aux autres. En conséquence, dans un volume dépassant de manière significative le volume des cristaux individuels, toutes les directions à l'intérieur des métaux sont égales et les propriétés des métaux sont les mêmes dans toutes les directions. Un solide, constitué d'un grand nombre de monocristaux, est appelé polycristallin... Les monocristaux sont appelés monocristaux... Les polycristaux ne se limitent pas aux métaux. La plupart des corps cristallins sont des polycristaux, car ils sont constitués de nombreux cristaux imbriqués. Monocristaux - les monocristaux ont la forme géométrique correcte et leurs propriétés sont différentes dans différentes directions.

Cristaux liquides - les substances qui se comportent à la fois comme des liquides et comme des solides. Les molécules dans les cristaux liquides, d'une part, sont assez mobiles, d'autre part, elles sont disposées régulièrement, formant un semblant de structure cristalline (unidimensionnelle ou bidimensionnelle). Souvent, même avec un léger chauffage, l'arrangement correct des molécules est perturbé et le cristal liquide devient un liquide ordinaire.Au contraire, à des températures suffisamment basses, les cristaux liquides gèlent et se transforment en solides. L'arrangement régulier des molécules dans les cristaux liquides détermine leurs propriétés optiques particulières. Les propriétés des cristaux liquides peuvent être manipulées en les exposant à un champ magnétique ou électrique. Il est utilisé dans les écrans LCD pour les montres, les calculatrices, les ordinateurs et les derniers téléviseurs. En prenant de grandes précautions, vous pouvez faire pousser un gros cristal - un seul cristal.

Dans des conditions normales, un corps polycristallin se forme du fait que la croissance de nombreux cristaux qui a commencé se poursuit jusqu'à ce qu'ils entrent en contact les uns avec les autres, formant un seul corps - un polycristal (Fig. 1).

 
Figure 1. Cuivre polycristallin

Pour faire croître un cristal, il est utile de savoir quels processus régissent sa croissance ; pourquoi différentes substances donnent des cristaux de formes différentes, et certaines ne forment pas du tout des cristaux ; ce qui doit être fait pour rendre les cristaux grands et beaux.

Si la cristallisation se déroule très lentement, alors un grand cristal est obtenu, si rapidement - de nombreux petits cristaux.Les cristaux poussent de différentes manières :

1. Refroidissement d'une solution saturée.

Lorsque la température diminue, la solubilité de la plupart des substances diminue et on dit qu'elles précipitent. Tout d'abord, de minuscules cristaux nucléés apparaissent dans la solution et sur les parois du récipient. Lorsque le refroidissement est lent et qu'il n'y a pas d'impuretés solides (par exemple, de la poussière) dans la solution, peu de noyaux se forment et progressivement ils se transforment en beaux cristaux de forme régulière. Avec un refroidissement rapide, de nombreux centres de cristallisation apparaissent, le processus lui-même est plus actif et les bons cristaux ne fonctionneront pas (voir Fig. 2)

 
Figure 2. De nombreux petits cristaux différents se sont formés sur les parois du récipient

2. Élimination progressive de l'eau d'une solution saturée

Dans ce cas, plus l'élimination de l'eau est lente, meilleurs sont les cristaux obtenus. Vous pouvez laisser un récipient ouvert avec une solution à température ambiante pendant une longue période - l'eau s'évapore lentement (surtout si vous mettez une feuille de papier dessus ou la recouvrez de gaze). Le cristal en croissance peut être soit suspendu dans une solution saturée sur un fil mince et résistant, soit placé au fond d'un récipient. Dans ce dernier cas, le cristal doit être périodiquement tourné de l'autre côté. Au fur et à mesure que l'eau s'évapore, ajoutez une solution fraîche dans le récipient (voir Fig. 3).

Figure 3. Cristal obtenu au fond du récipient à partir d'une solution de sulfate de cuivre additionnée de sel et de limaille de fer

3. Élimination rapide de l'eau d'une solution saturée

Dans ce cas, les cristaux sont obtenus avec une forme régulière, avec des arêtes vives, mais de petite taille (la solution était dans un large récipient à côté du réchauffeur) (voir Fig. 4)

  
Figure 4. Monocristaux obtenus par évaporation rapide de la solution

Faire pousser des cristaux est un processus intéressant et divertissant, mais il nécessite une attitude prudente et prudente dans votre travail. De temps en temps, le cristallisoir doit être nettoyé : égoutter la solution et éliminer les petits cristaux qui se sont développés sur le cristallisateur principal, ainsi que sur les parois et le fond de la cuve. En théorie, la taille d'un cristal qui peut être cultivé de cette manière est illimitée. Si un cristal cultivé est laissé ouvert dans l'air sec, il perd progressivement sa teneur en eau et se transforme en une poudre grise indescriptible. Pour protéger le cristal de la destruction, il peut être recouvert d'un vernis incolore.

Méthodes de culture du cristal

Dans les laboratoires de recherche et l'industrie, les cristaux sont cultivés à partir de vapeurs, de masses fondues et de solutions, à partir de la phase solide, synthétisés par des réactions chimiques, une cristallisation électrolytique, une cristallisation à partir de gels et autres sont effectuées. Actuellement, les méthodes de croissance suivantes sont le plus souvent utilisées pour obtenir des cristaux parfaits de grand diamètre :
- de la phase gazeuse (vapeur) à gradient de pression,
- à partir de fontes à gradient de température,
- à partir de solutions à gradient de concentration à l'interface cristal-solution.

La cristallisation à partir de la phase vapeur (gaz) est largement utilisée pour la croissance à la fois de cristaux en vrac et de films épitaxiaux, de revêtements minces (polycristallins ou amorphes), de trichites et de cristaux lamellaires. La méthode de culture spécifique est choisie en fonction du matériau. Dans les méthodes de croissance basées sur la condensation physique de la substance cristallisée, la substance pénètre dans le cristal en croissance sous la forme de sa propre vapeur, constituée de molécules de leurs associations - dimères, trimmers, etc. Dans le procédé de synthèse en phase vapeur, le composé cristallisable est formé à la suite de la réaction entre les composants gazeux directement dans la zone de cristallisation.

La cristallisation à l'état fondu est la méthode la plus courante pour la croissance de monocristaux. Actuellement, plus de la moitié des cristaux techniquement importants sont issus de la fonte. Les substances les plus adaptées à la croissance à l'état fondu sont celles qui fondent sans décomposition, n'ont pas de transitions polymorphes et ont une faible réactivité. Les semi-conducteurs et les métaux élémentaires, les oxydes, les halogénures, les chalcogénures, les tungstates, les vanadates, les niobates et d'autres substances sont développés par cristallisation à partir d'une masse fondue. Dans certains cas, des monocristaux sont développés à partir de la masse fondue, qui comprennent cinq composants ou plus. Lors de la cristallisation à partir d'un bain, il est important de prendre en compte les processus affectant la composition du bain (dissociation thermique, évaporation, interaction du bain avec l'environnement), les processus au niveau du front de cristallisation, les processus de transfert de chaleur dans le cristal et le bain , procédés de transfert de masse (transfert d'impuretés dues à la convection et à la diffusion dans le bain)...

La cristallisation à partir de solutions est utilisée dans la croissance de substances qui se décomposent à des températures inférieures au point de fusion. La croissance des cristaux est effectuée à des températures inférieures au point de fusion ; par conséquent, les cristaux cultivés par de telles méthodes ne contiennent pas de défauts caractéristiques des cristaux issus d'une masse fondue. Lorsque des cristaux sont cultivés à partir de solutions, la force motrice du processus est la sursaturation. Par le procédé de différence de température, par exemple, des cristaux de dihydrogénophosphate de potassium et de dihydrogénophosphate d'ammonium sont développés. La vitesse de croissance des cristaux dans de telles conditions est d'environ 1 mm/jour. Les cristaux pesant 400 g se développent en 1,5 à 2 mois.

Cristaux et leurs applications.

Vivant sur une Terre composée de roches cristallines, nous ne pouvons certainement pas échapper au problème de la cristallinité : nous marchons sur des cristaux, construisons à partir de cristaux, traitons des cristaux dans des usines, les cultivons dans des laboratoires, les utilisons largement dans la technologie et la science, mangeons des cristaux, les guérir... L'étude de la variété des cristaux est engagée dans la science de la cristallographie. Elle examine de manière approfondie les substances cristallines, examine leurs propriétés et leur structure. Dans les temps anciens, on croyait que les cristaux étaient rares. En effet, la présence de gros cristaux homogènes dans la nature est un phénomène peu fréquent. Cependant, les substances à cristaux fins sont très courantes. Ainsi, par exemple, presque toutes les roches : granit, grès, calcaire sont cristallines. Au fur et à mesure que les méthodes de recherche se sont améliorées, des substances qui étaient auparavant considérées comme amorphes se sont révélées cristallines. Maintenant, nous savons que même certaines parties du corps sont cristallines, par exemple la cornée de l'œil, les vitamines, la gaine de myéline des nerfs sont des cristaux. Le long chemin des recherches et des découvertes, depuis la mesure de la forme extérieure des cristaux en profondeur, jusqu'aux subtilités de leur structure atomique, n'est pas encore achevé. Mais maintenant, les chercheurs ont assez bien étudié sa structure et apprennent à manipuler les propriétés des cristaux.

Les cristaux sont beaux, pourrait-on dire, une sorte de miracle, ils attirent à eux-mêmes, ils sont un lien intermédiaire entre la matière vivante et inanimée.Les cristaux peuvent naître, vieillir, être détruits. Un cristal, lorsqu'il pousse sur une graine (sur un embryon), hérite des défauts de cet embryon même.

Le cristal est miraculeux dans ses propriétés, il remplit une variété de fonctions. Ces propriétés sont inhérentes à sa structure, qui a une structure tridimensionnelle en réseau. Comme exemple d'utilisation des cristaux, vous pouvez prendre le cristal de quartz, qui est utilisé dans les combinés téléphoniques. Si une plaque de quartz est sollicitée mécaniquement, une charge électrique s'y produira dans la direction correspondante. Dans le tube du microphone, le quartz convertit les vibrations mécaniques dans l'air causées par le haut-parleur en vibrations électriques. Les vibrations électriques dans le tube de l'abonné sont converties en vibrations et, par conséquent, il entend la parole. Étant en treillis, le cristal est facetté et chaque facette, en tant que personne, est unique. Si un visage est densément emballé dans un réseau avec des particules matérielles (atomes ou molécules), alors il s'agit d'un visage à croissance très lente. Par exemple, un diamant. Ses faces ont la forme d'un octaèdre, elles sont très denses en atomes de carbone et diffèrent donc à la fois par la brillance et la force.

Partie pratique

Titre d'emploi: Faire pousser des cristaux de sel de table, de sulfate de cuivre et de sucre à la maison

Cibler: Faites pousser des cristaux à partir de solutions saturées de sel, de sulfate de cuivre, de sucre et assurez-vous par expérience que les cristaux de ces substances ont la forme correcte.

Pertinence du sujet choisi.

Le monde qui nous entoure est constitué de cristaux, on peut dire que nous vivons dans le monde des cristaux. Les bâtiments résidentiels et les structures industrielles, les avions et les fusées, les bateaux à moteur et les locomotives diesel, les roches et les minéraux sont composés de cristaux. Nous mangeons des cristaux, nous guérissons avec eux et sommes partiellement constitués de cristaux.
Les cristaux sont des substances dans lesquelles les plus petites particules sont « emballées » dans un ordre précis. En conséquence, lors de la croissance des cristaux, des faces planes apparaissent spontanément à leur surface et les cristaux eux-mêmes prennent diverses formes géométriques. L'origine du mot "cristal" est intéressante. Il y a plusieurs siècles, dans les neiges des Alpes sur le territoire de la Suisse moderne, de très beaux cristaux incolores ont été trouvés, ressemblant à de la glace pure. Les anciens naturalistes les appelaient ainsi - "crystallos", en glace grecque. On croyait que la glace, étant dans les montagnes depuis longtemps, en cas de gel sévère, se transformait en pierre et perdait sa capacité à fondre. Aristote a écrit que « les cristaux naissent de l'eau lorsqu'elle perd complètement sa chaleur ». Au Moyen Âge, ce terme « cristal » s'appliquait exclusivement au quartz. Dans le même temps, la plupart des minéraux naturels ont une structure cristalline. Les premiers minéralogistes s'intéressaient surtout à la forme des cristaux, dont la variété est saisissante. Le célèbre cristallographe russe E.S. Fedorov, qui a théoriquement dérivé les lois de la construction du cristal, a déclaré: "Les cristaux brillent avec symétrie." Les cristaux sont vraiment si jolis que vous pouvez les admirer pendant des heures. De nombreux scientifiques qui ont grandement contribué au développement de la chimie et de la minéralogie ont commencé leurs premières expériences avec la croissance de cristaux, essayant de comprendre comment ils se forment.

Et j'ai décidé de commencer mon travail de recherche avec un objectif : obtenir des cristaux de diverses substances à la maison.

But de l'étude: étude de la dépendance de la forme et de la taille des cristaux à la température

Objectifs de recherche:
1. Faites pousser un seul cristal.
2. Cultivez un polycristal.

Objet d'étude :
1.solution de sulfate de cuivre
2.solution de sel de table
3.solution de sucre

Sujet d'étude: cristaux de sel et de sucre

Expérience n°1 : faire pousser des cristaux de sel

Ce processus ne nécessite aucun produit chimique spécial. Les cristaux de chlorure de sodium NaCl sont des cubes transparents incolores.
J'ai versé du sel comestible dans un verre d'eau à une température de 20°C et laissé reposer quelques minutes en remuant au préalable. Pendant ce temps, le sel s'est dissous. Puis il a ajouté plus de sel et mélangé à nouveau.J'ai répété cette étape jusqu'à ce que le sel se dissolve et se dépose au fond du verre. C'est ainsi que j'ai obtenu une solution saline saturée. Je l'ai versé dans un verre propre du même volume, tout en me débarrassant de l'excès de sel au fond. J'ai pris un plus gros cristal de sel de table et je l'ai placé au fond du verre avec une solution saturée. Déjà après 3 jours, une croissance significative du cristal était perceptible. Il augmentait chaque jour. Ensuite, j'ai refait la même chose (j'ai préparé une solution saline saturée et y ai plongé ce cristal), il a commencé à croître beaucoup plus rapidement - de 0,3 à 0,9 cm au cours des 3 jours suivants (voir Fig. 5)

Figure 5. Cubes de chlorure de sodium transparents incolores

Expérience n° 2. Culture de cristaux de sulfate de cuivre

J'ai préparé une solution de sulfate de cuivre comme suit : j'ai versé de l'eau dans un verre (200 g) et l'ai mis dans une casserole avec de l'eau tiède à 50 ° C et j'ai commencé à dissoudre 100 g de poudre de sulfate de cuivre. Aussi, comme une solution de chlorure de sodium, laissé pendant plusieurs jours. Tout d'abord, par évaporation rapide dans un récipient ouvert sur les parois, j'ai obtenu monocristal sulfate de cuivre (voir Fig. 6)

Figure 6. Monocristal, noyau pour polycristal

Ensuite, je l'ai placé dans une nouvelle solution pour une croissance ultérieure à température ambiante et dans un récipient fermé. Après 2 semaines, un polycristal d'une taille de 2,8 cm a été obtenu (voir Fig. 7).

 
Figure 7. Polycristal 2,8 cm

Expérience n°3. Faire pousser des cristaux de sucre

Pour faire pousser un cristal à partir de sucre, vous devez faire bouillir de l'eau et verser de l'eau bouillante dans un verre. Puis commencez à verser le sucre dans l'eau et remuez constamment. Continuez ainsi jusqu'à ce que le sucre cesse de se dissoudre, c'est-à-dire jusqu'à ce que la solution devienne sursaturée.

Prenez un fil fin pas trop long. Attachez une extrémité de la ficelle au crayon directement au centre, et attachez un petit cristal de sucre à l'autre extrémité (fig. 8).

Figure 8. Graine de crayon

Placez le crayon sur un verre de solution sucrée et abaissez le fil. Ensuite, vous n'avez plus qu'à attendre. Au mieux, un petit cristal de sucre peut pousser en 2-3 jours, et au pire, vous devrez attendre un résultat perceptible pendant un mois et demi à deux (Fig. 9).

Figure 9. Cristal de sucre cultivé

Conclusion

Le processus de croissance des cristaux à la maison est une activité très intéressante et passionnante qui vous permet de vous relier consciemment aux lois de la nature. Le travail sur la croissance des cristaux m'a rendu plus observateur, a élargi mes horizons, m'a fait découvrir la science, m'a permis d'être surpris. L'expérience du « miracle » de la cultivation m'a apporté beaucoup d'émotions positives et d'impressions vives. Les travaux de recherche m'ont ouvert la porte du mystérieux pays des cristaux et des minéraux.

Les cristaux que j'ai reçus peuvent être utilisés dans les cours de chimie et de physique comme matériel de démonstration.

Sources littéraires :

1. Dictionnaire encyclopédique
2. MÉGAENCYCLOPÉDIE DE KIRILL ET METHODIA /> 3. Zorky PM Symétrie des molécules et des structures cristallines. Moscou : Maison d'édition de l'Université d'État de Moscou, 1986 .-- 232 p.
4. Likhachev VA, Malinin VG Théorie structurale-analytique de la force. - SPb : Sciences. - 471 p.
5. Shaskolskaya M.P. Cristaux. Moscou : Nauka, 1985.208 p.
6. Matériaux de l'Internet.

J'ai fait le travail : Smolennikov Pavel Sergueïevitch
élève de 11 grade "B"

Superviseur: Krestyannikova Elena Valerievna
professeur de chimie, 1ère catégorie

MSI "L'école secondaire n°12 du village d'Osakarovka"
akimat du district d'Osakarovski
région de Karaganda
La République du Kazakhstan

Cristaux en croissance - ce que vous devez savoir!

Cristaux en croissance - le processus est très intéressant, mais il peut être assez long. Il est utile de savoir quels processus sont à l'origine de sa croissance ; pourquoi différentes substances forment des cristaux de formes différentes, et certaines ne les forment pas du tout ; ce qui doit être fait pour les rendre grands et beaux.
Si la cristallisation se déroule très lentement, un grand cristal est obtenu (ou un monocristal, par exemple, lors de la croissance de pierres artificielles), si rapidement, alors beaucoup de petits (ou un polycristal, par exemple, des métaux).

Faire pousser des cristaux à la maison produit de différentes manières. Par exemple, en refroidissant une solution saturée. Avec température décroissante solubilité des substances diminue (principalement du sel anhydre) et on dit qu'ils précipitent. Tout d'abord, de minuscules cristaux nucléés apparaissent dans la solution et sur les parois du récipient. Lorsque le refroidissement est lent et qu'il n'y a pas d'impuretés solides (par exemple, de la poussière) dans la solution, peu de noyaux se forment et progressivement ils se transforment en beaux cristaux de forme régulière. Avec un refroidissement rapide, de nombreux petits cristaux apparaissent, presque aucun d'entre eux n'a la forme correcte, car beaucoup d'entre eux se développent et interfèrent les uns avec les autres.

Cristal de sucre

Cristaux en croissance peut être fait d'une autre manière - l'élimination progressive de l'eau d'une solution saturée. Et dans ce cas, plus l'élimination de l'eau est lente, meilleur sera le résultat. Laissez le récipient avec la solution ouvert à température ambiante pendant longtemps, en le recouvrant d'une feuille de papier - l'eau s'évapore lentement et la poussière ne pénètre pas dans la solution. Le cristal en croissance peut être soit suspendu dans une solution saturée sur un fil mince et résistant, soit placé au fond d'un récipient. Dans ce dernier cas, le cristal doit être périodiquement tourné de l'autre côté. Au fur et à mesure que l'eau s'évapore, une solution fraîche doit être versée dans le récipient. Même si notre cristal d'origine avait une forme irrégulière, tôt ou tard il rectifiera tous ses défauts et prendra la forme caractéristique de cette substance, par exemple, il se transformera en octaèdre si vous utilisez un sel d'alun potassium chrome, un losange si vous utilisez du sulfate de cuivre.

Cristaux
potassium aluminium alun

Cristaux en croissance - un processus divertissant, mais nécessitant une attitude prudente et prudente dans votre travail. En théorie, la taille d'un cristal qui peut être cultivé à la maison de cette manière est illimitée. Il y a des cas où des passionnés ont reçu des cristaux d'une taille telle qu'ils ne pouvaient être soulevés qu'avec l'aide de camarades.

Mais, il y a quelques particularités de leur stockage (bien sûr, chaque sel et substance a ses propres caractéristiques). Par exemple, si un cristal d'alun est laissé ouvert à l'air sec, il perd progressivement l'eau qu'il contient et se transforme en une poudre grise indescriptible. Pour le protéger de la destruction, vous pouvez le recouvrir d'un vernis incolore. Le sulfate de cuivre et le sel de table sont plus résistants et vous pouvez travailler avec eux en toute sécurité.

Comment faire pousser un cristal

Cristal d'iodure de potassium
(KI)

Faire pousser un cristal peut être fabriqué à partir de différentes substances: par exemple, à partir de sucre, voire de pierre - culture artificielle de pierres, dans le respect de règles strictes de température, de pression, d'humidité et d'autres facteurs (rubis artificiels, améthystes, quartz, citrines, morions).
À la maison, bien sûr, nous ne pourrons pas faire tout cela, nous agirons donc différemment. nous grandirons cristaux de sel... Nous avons tous du sel de table ordinaire à la maison (comme vous le savez probablement que son nom chimique est le chlorure de sodium NaCl). Tout autre sel convient également (sel - d'un point de vue chimique), par exemple, vous pouvez obtenir de beaux cristaux bleus à partir de sulfate de cuivre ou de tout autre sulfate (par exemple, le fer). Vous pouvez utiliser de l'alun (sels métalliques doubles de l'acide sulfurique), du thiosulfate de sodium (utilisé auparavant pour faire des photographies). Pour tous ces sels (et en général pour le sel), aucune condition particulière n'est requise : ils ont fait une solution, y ont mis "l'embryon" (tout cela est décrit en détail ci-dessous) et il grandit pour lui-même, ajoutant de la croissance chaque jour.
Oui, vous ne devriez pas peindre la solution où votre cristal pousse, par exemple, avec des peintures ou quelque chose de similaire - cela ne fera que gâcher la solution elle-même, mais le cristal ne peindra toujours pas ! La meilleure façon d'obtenir des cristaux colorés est de faire correspondre la couleur de votre sel ! Mais attention: par exemple, les cristaux de sel sanguin jaune ont une couleur rouge-orange - et la solution s'avère jaune.
Maintenant, nous pouvons commencer!

Faire pousser des cristaux de sel de table

Cristaux de sel de table
(NaCl)

Cristaux de sel de table - le processus de croissance ne nécessite aucun produit chimique spécial. Nous avons tous du sel de table (ou sel de table) que nous mangeons. On peut aussi l'appeler pierre - tout est pareil. Cristaux de chlorure de sodium NaCl sont des cubes transparents incolores. Commençons. Diluez la solution de chlorure de sodium comme suit : versez de l'eau dans un récipient (par exemple un verre) et mettez-la dans une casserole avec de l'eau tiède (pas plus de 50°C - 60°C). Bien sûr, idéalement, si l'eau ne contient pas de sels dissous (c'est-à-dire distillée), mais dans notre cas, vous pouvez utiliser de l'eau du robinet. Verser le sel comestible dans un verre et laisser reposer 5 minutes en remuant d'abord. Pendant ce temps, le verre d'eau va chauffer et le sel va se dissoudre. Il est conseillé que la température de l'eau ne baisse pas encore. Ajoutez ensuite plus de sel et remuez à nouveau. Répétez cette étape jusqu'à ce que le sel se dissolve et se dépose au fond du verre. Nous avons une solution saline saturée. Versez-le dans un récipient propre de même volume, en vous débarrassant de l'excès de sel au fond. Choisissez n'importe quel plus gros cristal de sel de table que vous aimez et placez-le au fond d'un verre avec une solution saturée. Vous pouvez attacher le cristal par une ficelle et l'accrocher pour qu'il ne touche pas les parois du verre. Maintenant, vous devez attendre. En quelques jours, vous pouvez remarquer une croissance significative du cristal. Il augmentera chaque jour. Et si vous refaites la même chose (préparez une solution saline saturée et plongez-y ce cristal), alors il poussera beaucoup plus vite (retirez le cristal et utilisez la solution déjà préparée, en y ajoutant de l'eau et la portion nécessaire de sel comestible ). N'oubliez pas que la solution doit être saturée, c'est-à-dire que lors de la préparation de la solution, le sel doit toujours rester au fond du verre (juste au cas où). Pour information : environ 35 g de sel de table peuvent se dissoudre dans 100 g d'eau à une température de 20°C. Lorsque la température augmente, la solubilité du sel augmente.
C'est ainsi que poussent les cristaux de sel (ou cristaux de sel, dont vous préférez la forme et la couleur)

Faire pousser des cristaux de sulfate de cuivre

Cristaux de sulfate de cuivre - ils sont cultivés de la même manière que le sel de table : d'abord, une solution saline saturée est préparée, puis un petit cristal de sel de sulfate de cuivre est versé dans cette solution.

Attention! sulfate de cuivre - - sel chimiquement actif ! Par conséquent, pour que l'expérience réussisse dans ce cas, l'eau doit être prise distillée, c'est-à-dire ne contenant pas d'autres sels dissous dedans. Il est également préférable de ne pas prendre l'eau du robinet, car elle contient d'une part des sels dissous et d'autre part, elle peut être fortement chlorée. Les impuretés (en particulier les carbonates dans un dur) entrent dans des réactions chimiques avec le sulfate de cuivre, à cause desquelles la solution se détériore considérablement Si tout est en ordre, nous continuerons. Si vous décidez de ne pas verser la solution du récipient dans lequel le petit cristal a poussé à l'origine, suspendez le cristal pour qu'il ne touche pas les autres cristaux restant au fond !

Les cristaux sont cultivés non seulement à partir de solutions, mais aussi à partir de sels fondus. Un exemple frappant est celui des cristaux jaunes opaques de soufre, en forme de diamant ou de prismes allongés. Mais je ne vous conseille pas de travailler surtout le soufre. Le gaz généré par son évaporation est nocif pour la santé.
La croissance de faces cristallines individuelles peut être évitée. Pour ce faire, ces bords doivent être appliqués avec une solution de vaseline ou de graisse.

Faire pousser des cristaux de cuivre

:

Cristaux de cuivre (Cu)

Maintenant grandissons cristaux de cuivre rouge... Nous avons besoin de sulfate de cuivre, de sel de table, d'une plaque d'acier en forme de section de récipient (périmètre un peu plus petit. Vous pouvez utiliser des copeaux d'acier ou des boutons), où pousseront des cristaux de cuivre et un cercle de papier buvard en forme de section. . Alors, mettez du sulfate de cuivre au fond de la bulle (de préférence uniformément sur la zone). Saupoudrer de sel de table et recouvrir le tout d'un cercle de papier découpé. Posez-y une plaque de fer (ou recouvrez-la de copeaux d'acier). Tout cela ensemble doit être versé avec une solution saturée de sel de table (nous avons préparé une telle solution à partir de sel de table). Laissez le récipient pendant environ une semaine. Pendant ce temps, des cristaux rouges aciculaires de cuivre se développeront. Lorsque le processus de croissance est en cours, essayez de ne pas transporter le récipient, et il est également très indésirable d'éliminer les cristaux de la solution.

Vous pouvez faire pousser un cristal multicolore et multicouche. Ils sont obtenus en préparant des solutions d'alun (sels doubles d'acide sulfurique) et en transférant des cristaux cultivés en alternance d'une solution à une autre.

Si vous mélangez des solutions concentrées chaudes de sulfates d'aluminium Al2 (SO4) 3 et de potassium K2 (SO4) et que la solution résultante est refroidie, l'alun commencera à en cristalliser - double sulfate de potassium et d'aluminium 2KAl (SO4) 2 • 12H2O . L'alun se dissout dans l'eau comme suit : 5,9 g pour 100 g d'eau à 20°C, mais déjà 109 g à 90°C en termes de sel anhydre. Lorsqu'il est stocké dans l'air, l'alun s'érode. A une température de 92,5°C, ils fondent dans leur eau de cristallisation, et lorsqu'ils sont chauffés à 120°C, ils se déshydratent, se transformant en alun brûlé, qui ne se décompose qu'à des températures supérieures à 700°C. Les molécules d'eau qui composent l'alun sont liées chimiquement avec des ions potassium et aluminium, de sorte que les sels d'alun ont une formule qui s'écrit plus correctement sous la forme d'un sel complexe (SO4) 2.

Quelque chose sur les cristaux liquides

Cristaux liquides Sont des substances qui se comportent à la fois comme des liquides et des solides. Les molécules dans les cristaux liquides, d'une part, sont assez mobiles, d'autre part, elles sont disposées régulièrement, formant un semblant de structure cristalline (unidimensionnelle ou bidimensionnelle). Souvent, même avec un léger chauffage, l'arrangement correct des molécules est perturbé et le cristal liquide devient un liquide ordinaire. Au contraire, à des températures suffisamment basses, ils gèlent et se transforment en solides. L'arrangement régulier des molécules dans les cristaux liquides détermine leurs propriétés optiques particulières. Leurs propriétés peuvent être contrôlées en les soumettant à un champ magnétique ou électrique. Il est utilisé dans les écrans LCD pour les montres, les calculatrices, les ordinateurs et les derniers téléviseurs.

Donc le processus faire pousser des cristaux à la maison divisée en étapes principales :

Étape 1 : Dissoudre le sel à partir duquel le cristal va pousser dans de l'eau chauffée (il faut le chauffer pour que le sel se dissolve un peu plus qu'il ne peut se dissoudre à température ambiante). Dissolvez le sel jusqu'à ce que vous soyez sûr qu'il ne se dissout plus (la solution est saturée !). Je recommande d'utiliser de l'eau distillée (c'est-à-dire exempte d'impuretés d'autres sels)
Étape 2 : Versez la solution saturée dans un autre récipient, où les cristaux peuvent pousser (en tenant compte du fait qu'elle augmentera). A ce stade, assurez-vous que la solution ne refroidit pas trop.
Étape 3 : Attachez un cristal de sel sur une ficelle, attachez la ficelle, par exemple, à une allumette et placez l'allumette sur les bords du verre (récipient) où la solution saturée est versée (étape 3). Trempez le cristal dans une solution saturée.
Étape 4: Transférez le récipient avec la solution saturée et le cristal dans un endroit exempt de courants d'air, de vibrations et de forte lumière (la croissance des cristaux nécessite le respect de ces conditions).
Étape 5 : Couvrez le dessus du récipient avec un cristal (par exemple du papier) avec quelque chose de poussière et de débris. Laissez la solution pendant quelques jours.

Important à retenir !

1.Le cristal ne peut pas être retiré de la solution pendant la croissance sans raison particulière
2. Ne laissez pas les débris pénétrer dans la solution saturée, il est préférable d'utiliser de l'eau distillée
3. surveiller le niveau de la solution saturée, périodiquement (une ou deux fois par semaine) renouveler la solution lors de l'évaporation

Graphiques de solubilité dans l'eau salée

Cristaux en croissance. QUE SOUHAITEZ-VOUS SAVOIR!