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Les cristaux apparaissent lorsqu'une substance passe de n'importe quel état d'agrégation à un état solide. La condition principale pour la formation de cristaux est une diminution de la température jusqu'à un certain niveau, en dessous duquel les particules (atomes, ions), ayant perdu leur excès de mouvement thermique, présentent leurs propriétés chimiques inhérentes et sont regroupées dans un réseau spatial.
Méthodes et facteurs de nucléation cristalline
À des températures mesurées en milliers de degrés, aucune des substances connues dans la nature ne peut exister à l'état cristallin. La deuxième condition importante est la pression. La température et la pression sont les conditions thermodynamiques de l'existence d'une substance cristalline. Une substance fortement chauffée, lorsqu'elle est refroidie, peut passer par les étapes d'un mélange gazeux, liquide, fondu, solide. Par conséquent, trois voies de formation de cristaux sont possibles.
- Cristallisation par sublimation - le passage direct de l'état gazeux au solide. Dans ce cas, des cristaux se forment directement à partir de la vapeur, en contournant la phase liquide. Un exemple est la sublimation et la recristallisation de l'iode. Dans la nature, ce processus se produit dans les cratères, les fissures volcaniques (dépôts d'ammoniac, de soufre, etc.). En hiver, par temps clair et glacial, des flocons de neige se forment dans l'air.
- Cristallisation à l'état solide - passage de l'état solide à l'état solide. Deux procédés sont ici possibles. Première - une substance cristalline peut être formée à partir d'une substance amorphe. Ainsi, le verre et les roches volcaniques contenant du verre cristallisent avec le temps. Deuxième processus - recristallisation : la structure de certaines substances est détruite et de nouveaux cristaux de structure différente se forment. Les phénomènes de recristallisation sont répandus dans la nature et conduisent à la formation de nouveaux minéraux, roches et minerais. Toutes les roches métamorphiques sont recristallisées à un degré ou à un autre. Sous l'influence de la température, de la pression et d'autres facteurs, le calcaire, par exemple, se transforme en marbre, les roches argileuses - en phyllites et schistes cristallins, grès quartzeux - en quartzites.
- Cristallisation à partir de masses fondues et de solutions - la principale méthode de formation des cristaux dans la nature. C'est ainsi que les roches cristallines massives - les granites - se forment à partir de la fonte de silicate liquide ardent (magma). Les cristaux de sel se déposent au fond des lacs, des baies et dans la mer. Les cristaux artificiels sont cultivés à partir de fontes et de solutions (par exemple, pierres techniques et précieuses : piézoquartz, carborundum, rubis, diamant, saphir, etc.).
Ainsi, la condition principale de la nucléation est l'hypothermie ou la sursaturation. La nucléation des cristaux est une hypothermie ou une sursaturation. La nucléation des cristaux peut se dérouler d'elle-même. Mais parfois, pour la croissance des cristaux, la présence des plus petits cristaux de la substance cristallisée elle-même ou de particules d'autres substances solides proches de sa structure est suffisante. Le processus de formation des cristaux est brutal, avec libération d'énergie, avec réarrangement des particules, avec un changement brutal des propriétés initiales. La capacité de cristallisation de différentes substances n'est pas la même, elle est déterminée par le nombre de centres de cristallisation formés par unité de temps par unité de volume et par la vitesse de croissance cristalline.À un taux élevé de formation de centres de cristallisation, de nombreux petits cristaux apparaissent ; à un petit nombre de centres, de gros cristaux apparaissent.
Comment faire pousser du cristal de sel à la maison
Vous pouvez mener indépendamment des expériences sur la croissance des cristaux. Une portion pesée de l'un ou l'autre sel (alun, sulfate de cuivre, etc.) est préalablement préparée. Verser la portion pesée dans un bécher chimiquement en verre ou en porcelaine et verser la quantité d'eau requise à l'aide d'un bécher gradué. Couvrir le verre d'un verre rond (de montre), chauffer son contenu pour accélérer la dissolution du sel dans l'eau. Filtrez ensuite la solution obtenue.
Tableau 1 - Solubilité des sels (en grammes) dans 100 cm3 d'eau.
|
Température, |
Potassium aluminium alun KAl 12H2O | Nitrate de sodium
NaNO3 |
Sulfate de magnésium
MgSO4 7H2O |
Sulfate de cuivre
CuSO4 5H2O |
| 0 | 3,9 | 73 | 76,9 | 31,6 |
| 10 | 9,5 | 80,6 | 93,8 | 37 |
| 20 | 15,1 | 88,5 | 115,9 | 42,3 |
| 30 | 22 | 96,6 | 146,3 | 48,8 |
| 40 | 30,9 | 104,9 | 179,3 | 56,9 |
Placez le liquide filtré dans un verre spécial avec un fond large et des parois basses. Dans le verre, la solution se refroidit et s'évapore intensément, ce qui est facilité par la forme caractéristique du verre, qui crée une grande surface d'évaporation. À la suite du refroidissement et de l'évaporation, on obtient d'abord une solution saturée, puis une solution sursaturée (elle contient un excès de soluté). Dans le même temps, des cristaux commencent à tomber dans le cristallisoir. Le lendemain (après avoir préparé la solution), vous devez sélectionner plusieurs ou un des cristaux tombés, égoutter soigneusement la solution dans un cristallisoir propre et y placer les cristaux sélectionnés - "petits déjeuners". Les "petits déjeuners" sont des particules qui peuvent provoquer une cristallisation. Pour obtenir un cristal bien facetté (isométrique), il faut le faire pousser sur un cheveu ou un fil de soie. Les cristaux cultivés au fond du récipient, étant contraints dans leur croissance, acquerront une forme irrégulière (aplatie, allongée). Après un certain temps, lorsque la solution devient petite, une nouvelle solution doit être préparée et le cristal doit y être transféré. Liste du matériel pour la croissance des cristaux : réactifs, mortier (porcelaine), balances avec poids (pharmaceutiques), deux verres (chimiques ou porcelaine), bécher, brûleur, maille d'amiante, verre de montre rond, tige de verre pour placer la solution, entonnoir, filtre papier, support d'entonnoir, verre à fond large, pince à épiler, thermomètre. Un matériau pratique pour produire des cristaux bien formés est l'alun. La solubilité de l'alun dans l'eau chaude est beaucoup plus grande que dans l'eau froide, nous pouvons donc accélérer le processus en refroidissant la solution saturée. Dissoudre l'alun dans l'eau chaude jusqu'aux limites de solubilité ; vous obtenez une solution saturée. L'expérience montre que 25 g d'alun peuvent être dissous dans 200 g d'eau chaude. Des cristaux de forme régulière caractéristique de l'alun - octaèdres - se développent sur des fils de soie trempés dans une solution. Retirez les petits cristaux irréguliers du fil et laissez-en un meilleur, qui s'accumulera progressivement. La substance d'alun se dépose uniformément sur les bords du cristal à croissance libre. Lorsqu'une solution saturée (75 g d'alun de chrome pour 20 g d'eau) est refroidie à une température de 11°C, des croûtes de cristaux à grains fins tombent au fond de la cuve. Des cristaux réguliers d'alun de chrome sous forme d'octaèdres violets se développent sur des fils trempés dans une solution. Les cristaux d'alun d'aluminium peuvent croître dans une solution de chrome et vice versa, car les deux ont le même type de réseau spatial. Placez un cristal d'alun chrome violet poussant sur une ficelle dans une solution saturée d'alun d'aluminium - vous obtenez un cristal à deux couches avec un octaèdre intérieur violet et un extérieur incolore.
Le résultat le plus réussi est obtenu lors de la croissance de cristaux de sulfate de cuivre à partir d'une solution avec une concentration de 29,2% lorsqu'elle est refroidie à 13,5 ° C. Dissoudre 82,5 g de sulfate de cuivre en poudre dans 200 g d'eau en chauffant. Passer la solution à travers un filtre en papier. Après 14-15 heures, des cristaux bien formés jusqu'à 1,5 cm de longueur précipiteront.En plus de l'alun et du sulfate de cuivre, le dichromate de potassium cristallise bien. Expérience d'auto-facette: façonnez le cristal d'alun cultivé (limé) en forme de boule, plongez-le dans la liqueur mère saturée et regardez-le grandir. Après 1-2 jours, vous remarquerez que des visages apparaissent sur la balle, et après une semaine, au lieu de la balle, un octaèdre régulier se forme à nouveau.
Faire pousser des cristaux est un passe-temps très intéressant, d'autant plus que les cristaux sont très beaux et qu'ils peuvent peut-être aussi être utilisés en magie. L'article ci-dessous est écrit par moi, mais utilise les connaissances acquises dans les livres sur la croissance des cristaux - c'est-à-dire que cet article est un récit d'eux et de ma propre expérience (pendant mes années d'école, c'était mon anniversaire pour l'étudier, peut-être que je reviendrai pour ça).
La substance a plusieurs états d'agrégation, parmi lesquels nous connaissons tous - solide, liquide et gazeux. Le cristal est
état solide de la matière. Il se caractérise par le fait que les molécules qu'il contient sont disposées d'une certaine manière.
Les cristaux sont un phénomène naturel très beau et fascinant - je pense que beaucoup seront d'accord avec cela.
Dans la nature, il existe de belles pierres précieuses ou des pierres non précieuses qui ont la bonne forme.
Les gens ont appris à cultiver des gemmes artificielles. Cela nécessite un matériel puissant. Mais certains cristaux peuvent être cultivés directement à la maison, sans aucun équipement. Ce ne seront bien sûr pas des diamants et des rubis artificiels, mais les cristaux de sel ou de sulfate de cuivre sont également très beaux.
Ci-dessous, je vais fournir plusieurs façons de les cultiver.
Formation de cristal. Solubilité de la substance.Ici et ci-dessous, nous parlerons de ces cristaux qui sont constitués de substances solubles dans l'eau et qui se développeront dans l'eau.
La formation d'un cristal est un "collage" progressif des molécules d'une substance à un petit cristal ou à autre chose -
la graine
... Ainsi, lors de cette adhésion, le cristal grandit. La tâche des producteurs de cristaux est de faire adhérer cette substance. Le moyen le plus simple est d'utiliser des solutions.
Comme vous le savez, une certaine quantité d'une substance se dissout dans l'eau. Si, disons, vous dissolvez du sel dans l'eau, puis ajoutez progressivement de plus en plus de sel, vous verrez qu'il ne se dissout plus. Une telle solution (dans laquelle les substances sont dissoutes à la limite) est appelée concentrée. Pour faire croître un cristal, vous avez besoin d'une solution concentrée, puis vous devez éliminer progressivement le maximum de substance pouvant être dissoute dans l'eau. Ensuite, l'excès de substance n'aura nulle part où aller et il se déposera sur la graine.
Il y a deux façons de faire ça. La première consiste à éliminer l'eau, mais pas la substance elle-même, c'est-à-dire l'évaporation. L'eau s'évapore, mais la substance reste. Ainsi, il y a moins d'eau, et la même quantité de substance. Et comme la solution est concentrée, sa quantité commence à dépasser le maximum que l'eau peut contenir et une partie de la substance se dépose.
La deuxième façon consiste simplement à réduire la solubilité de la substance (c'est-à-dire la quantité de substance qui peut être dissoute dans le volume d'eau).
La solubilité d'une substance n'est pas une constante, elle dépend de la température de l'eau. Plus l'eau est chaude, plus la solubilité du solide est grande. Par conséquent, en préparant une solution concentrée dans de l'eau chaude, puis en refroidissant l'eau, vous obtiendrez le même effet - une partie importante de la substance cessera de "s'intégrer" dans l'eau et se déposera.
Maintenant, il devient clair comment faire pousser des cristaux - il suffit de prendre une solution concentrée d'une substance, de la verser dans un bocal, d'y mettre une graine et de refroidir l'eau ou de l'évaporer (vous pouvez faire les deux).
Cependant, il y a quelques points plus importants.
Le taux de formation des cristaux - si vous évaporez l'eau trop rapidement, le cristal n'aura pas le temps de se développer et vous aurez beaucoup de petits cristaux ou même de "mousse" cristalline. La substance a besoin de temps pour « pétrir » sous la forme d'un cristal.
Et la seconde est la graine. J'ai déjà écrit à ce sujet ci-dessus.En général, la matière a tendance à se déposer et à cristalliser sur certaines irrégularités
ou une substance similaire. Si vous prenez un pot lisse et que vous le réglez pour qu'il pousse sans graines, de nombreux petits cristaux se développeront.
Mais si vous voulez faire pousser un cristal solide, vous devez vous assurer qu'il y a moins d'articles dans le pot. Par exemple, si vous le faites pousser sur un fil, il est préférable d'utiliser un fil ou un fil lisse plutôt qu'un fil duveteux, sinon il risque fort de proliférer.
beaucoup de cristaux. Bien qu'il soit bon d'utiliser un fil duveteux pour faire pousser un "collier" en cristal.
L'une des propriétés intéressantes d'un cristal est également sa forme. Il existe plusieurs formes de cristal de base. Ainsi, par exemple, des cristaux cubiques pousseront toujours à partir de sel de table. Bien sûr, cela ne signifie pas qu'un cube parfait en sortira. Habituellement, néanmoins, les cristaux
sont parfaits. Mais sa forme sera basée sur un cube. C'est-à-dire que les irrégularités et les cristaux "supplémentaires" seront cubiques. Et ce ne sera en aucun cas rhomboïde, par exemple.
Encore une chose, assez évidente, mais je vais l'écrire quand même. La substance à partir de laquelle le cristal est développé doit être homogène et cristalline. C'est-à-dire qu'un cristal peut être cultivé à partir de sel, mais le sel de mer ne fonctionnera pas pour cela (car il est hétérogène), tout comme de nombreuses substances organiques solubles.
Le premier cristal. Eh bien, j'ai décrit une certaine théorie. Maintenant, je vais décrire un peu de pratique. Il existe des polycristaux et des monocristaux. Les polycristaux sont un groupe de nombreux petits cristaux. L'« obésité » cristalline est donc un polycristal. Un monocristal est un grand cristal. Si l'on considère le sel de table, il s'agit en fait d'un grand nombre de petits monocristaux. Et si de nombreux cristaux poussent ensemble, formant une sorte de "hérisson" ou quelque chose de similaire, ce sera un polycristal.
Je vais décrire la technique de croissance d'un monocristal - c'est plus difficile. Mais connaissant le principe de la croissance d'un monocristal, vous serez capable de faire croître des polycristaux. Bien sûr, il est difficile d'obtenir un monocristal idéal, mais vous pouvez obtenir quelque chose de proche. Donc, je vais décrire l'instruction comme
faire pousser un gros "joyau". La tâche est de grandir autant que possible et aussi correctement que possible.
Il est souvent conseillé de commencer par le sel de table. Mais c'est assez difficile, en fait, et pour très longtemps. Étant donné que le moyen le plus rapide de faire pousser des cristaux est le refroidissement et que la solubilité du sel de table dépend très faiblement de la température. Presque autant de sel peut se dissoudre dans l'eau bouillante que dans presque l'eau glacée. Et la méthode d'évaporation est très longue.
Par conséquent, je suggère de commencer par le sulfate de cuivre - vous pouvez l'acheter à la quincaillerie. C'est une substance tellement bleue. Attention, c'est toxique ! Par conséquent, manipulez-le avec précaution, essayez de ne pas le mettre sur votre peau (surtout sur les égratignures) et ne le renversez pas du tout.
Il produit de très beaux cristaux bleus. Et dans le vitriol, la solubilité change considérablement en fonction de la température, il est donc très pratique pour en faire pousser des cristaux.
Le principe de la culture est le suivant.
1. Préparez votre graine (un petit cristal, ou un grand que vous souhaitez agrandir). Je vais décrire où l'obtenir ci-dessous.
Accrochez-le dans un bocal où votre cristal poussera. Il est important de l'accrocher pour qu'il puisse grandir de manière globale. Pour accrocher - prenez un fil ou un fil et enveloppez un cristal d'un côté et de l'autre - un crayon ou un bâton, qui sera placé sur
le haut du pot (de sorte que le cristal pende et se trouve juste en dessous du centre du pot). Prenez le fil avec une marge - puisque le cristal augmentera, par conséquent, les dimensions de la boîte, et donc la hauteur, peuvent également augmenter. C'est-à-dire, enroulez quelques cercles autour du crayon. Prenez un fil ou un fil pour qu'il soit le plus lisse possible. Bien sûr, s'il n'y en a pas du tout, alors ce n'est pas critique (dans le dernier paragraphe, je décrirai pourquoi).
2. Prenez de l'eau tiède (mais pas de l'eau bouillante, elle refroidira trop vite). Faire une solution concentrée.Pour ce faire, versez du vitriol dans un bocal d'eau et remuez. Ajouter cupros jusqu'à ce qu'il cesse de se dissoudre. Videz ensuite l'eau dans le bocal où est suspendu votre cristal (afin qu'il n'y ait pas de cristaux supplémentaires). Oui, la vaisselle doit être propre - plus c'est propre, mieux c'est. Sinon, la saleté formera beaucoup de graines et sa dissolution dans l'eau réduira l'intégrité de la substance. Bien sûr, le style est difficile à réaliser, mais vous ne devez pas emporter de vaisselle sale.
3.Placez le pot dans un endroit chaud. Réchauffer pour que l'eau ne refroidisse pas trop vite. Vous pouvez même couvrir avec quelque chose. Tout dépend de ta température de départ. Si ce n'est pas trop haut, alors vous pouvez juste dans la pièce. Attendez que l'eau refroidisse à la température de l'endroit où vous avez mis le pot. Déplacez ensuite le pot dans un endroit plus frais, comme une fenêtre. Et ainsi de suite jusqu'à ce que la température devienne minimale (bien que je ne recommande pas de mettre du vitriol au réfrigérateur, donc le minimum est la température de la fenêtre). En général, cool pendant que vous le pouvez. L'essentiel est de ne pas mettre tout de suite de l'eau bouillante sur la fenêtre.
4. Lorsque la solution a refroidi, versez-la dans un autre pot. Que ferez-vous de lui, je ne sais pas. Vous pouvez évaporer pour que le bon (c'est-à-dire le vitriol qui y reste) ne disparaisse pas, vous pouvez le verser (sinon désolé), vous pouvez le réchauffer et y dissoudre un nouveau vitriol et répéter la procédure. La principale chose dont vous avez besoin est de préparer le cristal pour la prochaine session. Habituellement, dessus (ainsi que sur le fil), malgré tout, des cristaux supplémentaires se développent. C'est inévitable - surtout de cette manière (ce n'est toujours pas la manière la plus précise). Mais ce n'est pas effrayant - il vous suffit de nettoyer soigneusement les cristaux en excès. Faites-le avec précaution, essayez de ne pas endommager le principal. Répétez ensuite les points précédents.
Cette méthode nécessite votre participation, car le taux de croissance est incroyable. Habituellement, ils parlent de plusieurs jours, mais ici les résultats visibles peuvent être inférieurs à une heure ! À ce rythme, vous pouvez faire pousser d'énormes cristaux. J'ai entendu dire que les fans élevaient le genre que peu de gens pouvaient les soulever ! Par conséquent, toutes les demi-heures, vous devez réorganiser la boîte, puis changer la solution.
Bien sûr, vous pouvez difficilement être de garde 24 heures sur 24, car pendant que vous êtes occupé, vous pouvez simplement laisser le pot en place - bien que la température ne change pas, mais l'eau s'évapore. Ici dit le dicton : « Le soldat dort, le service est en cours.
Vous pouvez aussi faire pousser des polycristaux, ce qui est aussi une très belle chose. Si vous mettez un fil de laine dans une solution chaude et que vous l'accrochez en arc de cercle, vous obtiendrez un excellent collier (bien que je ne recommande pas de le porter comme parure).
Ensemencement.Vous aurez besoin d'une graine avant de pouvoir reproduire le cristal principal. Prenons un petit cristal comme ça. Bien sûr, vous pouvez prendre des petits cristaux qui se trouvent dans le pot avec du vitriol. Mais ils sont trop petits. Par conséquent, vous pouvez simplement le verser dans un petit récipient propre, comme une soucoupe ou quelque chose de similaire à une solution chaude concentrée de vitriol. Environ une demi-heure plus tard, de nombreux petits cristaux apparaîtront au fond. Choisissez le plus grand et le plus correct.
Dans un premier temps, je conseille d'utiliser de petits récipients pour la croissance des cristaux (le plus petit pot qui soit), et de prendre la température de l'eau de base pas trop élevée, un peu plus que la température ambiante. Le fait est que si vous commencez immédiatement à faire pousser un petit cristal au même rythme qu'un grand, des cristaux supplémentaires d'une taille similaire ou même plus grande que la graine elle-même peuvent y pousser. Donc, jusqu'à ce que le cristal devienne plus fort, cela vaut la peine de faire preuve d'un peu plus de patience.
Stockage des cristaux.Eh bien, eh bien, vous voilà et avez fait pousser votre cristal. Grand, correct, beau ! Je pense que vous ne serez pas très agréablement surpris lorsque vous constaterez qu'il est recouvert d'une croûte de bryophyte bleue, posé tranquillement sur votre étagère. Il y a plusieurs raisons à cela - corrosion, humidité, etc. Le cristal doit être protégé. Utilisez un vernis protecteur, enduisez-le soigneusement et partout.Vous pouvez également le stocker dans des endroits fermés et protégés, même si ce n'est pas la meilleure solution si vous souhaitez l'avoir en rayon. De plus, le vernissage protégera contre le vitriol toxique. Cela ne signifie pas qu'après l'avoir touché, vous ne devez pas vous laver les mains, mais le danger sera quand même beaucoup moins important. N'oubliez pas non plus que les cristaux de vitriol sont fragiles. Ne les battez pas et ne les écrasez pas, sinon vous perdrez votre miracle.
Cristaux de cuivre !En fait, ce ne sont pas seulement des cristaux de substances solubles qui peuvent être cultivés. Vous pouvez faire pousser un vrai cristal de cuivre ! Non, vous n'avez pas besoin d'un laboratoire et d'un équipement puissant ! C'est facile à faire à la maison. Vous avez juste besoin de connaître un peu la chimie, et c'est tout. Et en conséquence, vous obtenez un véritable cristal de cuivre. Oui, les métaux sont en principe cristallins, mais il y aura un cristal de métal solide.
Comment un tel miracle est-il possible ?
C'est simple. Considérez ce qu'est le sel. Le sel est une combinaison d'un métal avec un acide. La cuisson de l'ol (celui que l'on mange) est le résultat de la réaction du sodium et de l'acide chlorhydrique. Le sulfate de cuivre est le résultat de la réaction de l'acide sulfurique et du cuivre. Autrement dit, on peut dire que le sel a deux composants - métallique et acide.
Les sels ont une propriété remarquable - ils ont tendance à avoir le composant métallique "le plus fort". Par conséquent, si le sel réagit avec un métal qui a une plus grande activité que le composant métallique du sel, alors il poussera son métal hors de lui-même et prendra le plus actif. Et pour obtenir une telle réaction, il suffit de dissoudre le sel dans l'eau et de mettre un métal actif dans cette eau.
Vous n'avez probablement pas vu cette réaction avec le sel de table, simplement parce que son composant métallique, le sodium, est extrêmement réactif. Peu de métaux sont plus actifs que le sodium (comme le potassium). Et les métaux d'activité similaire réagissent avec tout ce qu'ils peuvent - si vous jetez du potassium dans l'eau, il réagira plus rapidement avec lui - c'est pourquoi ils n'apparaissent pratiquement pas sous forme pure.
Mais le cuivre est un métal complètement passif (encore plus passif - noble, comme l'or).
Le secret est de mettre un métal plus actif - par exemple, le fer - dans la solution de sulfate de cuivre. Ensuite, le cuivre commencera à être expulsé et cristallisé, et le géoezo deviendra le composant métallique du sel - et vous obtiendrez du sulfate ferreux. De plus, l'aluminium est plus actif - il est généralement terriblement actif, mais en raison de sa coque protectrice (oxydation), il ne réagit presque pas avec quoi que ce soit. Mais si vous utilisez un catalyseur, il commencera à réagir. Le sel de table sera utilisé comme catalyseur - si vous prenez une solution de sel de table et de sulfate de cuivre et y jetez des morceaux d'aluminium, l'eau bouillira presque - une réaction aussi violente sera.
C'est bon pour les expériences chimiques, mais mauvais pour la tâche de croissance des cristaux - car au lieu de cristaux, "tina" sera formé - c'est-à-dire des myriades de cristaux complètement microscopiques. Il faut beaucoup de temps pour faire pousser des cristaux de métal. En général, je ne l'ai fait qu'une seule fois, puis le cristal mesurait environ un millimètre.
Pour que le cuivre ait le temps de cristalliser, il est nécessaire de ralentir au maximum le processus. Le cristal va croître pendant des mois.
J'écris la technique elle-même, et je vais lui fournir une base théorique.
Tout d'abord, faites pousser quelques cristaux de sulfate de cuivre (petits, comme une graine). Cela est nécessaire car les cristaux se dissolvent moins facilement que la poudre. Les grands sont facultatifs.
Ensuite, prenez un long pot - sa longueur est importante. Posez les cristaux, versez du sel de table presque jusqu'au sommet. Tout en haut, placez un métal actif - fer ou aluminium. Remplissez d'eau froide et oubliez le cristal de cuivre pendant plusieurs mois. Je recommanderais de placer beaucoup de ces cristaux à la fois - de cette façon, la probabilité de succès est plus grande.
Vous verrez comment la solution monte progressivement. Il sera vert, car une solution de sulfate de cuivre mélangée à une solution de chlorure de sodium est verte. Il arrivera progressivement au sommet de la boîte et la réaction commencera.Ensuite, d'un beau vert, l'eau est peinte dans une couleur rouille sale - cela signifie que la réaction a déjà commencé. Il sera prêt lorsqu'il n'y aura pratiquement plus de cristaux au fond (vous le verrez à travers le verre). Lorsque vous placez un cristal de cuivre, vous pouvez expérimenter avec des boîtes de différentes hauteurs et avec d'autres paramètres (y compris le métal).
Le fer est généralement mieux adapté à la croissance des cristaux de cuivre, mais l'aluminium est également possible (ici le sel sera à la fois un catalyseur et un modérateur).
Comme vous pouvez l'imaginer, vous pouvez faire pousser des cristaux d'autres métaux, par exemple du fer à partir de sulfate ferreux.
Lorsque vous sortez le cristal, versez soigneusement et versez le contenu du pot dans un bol. Le cristal peut ne pas être tout en haut (où, en théorie, il pourrait être) - il peut se perdre dans le sel - sur la route ou tout en bas. De plus, il sera très probablement petit, alors recherchez tout.
Plus tard, je donnerai des tableaux de solubilité (en fonction de la température) et d'activité des métaux.
De SurWiki
Kuvatova Nasima
Travail de recherche: Fichier : Crystals.rar
Présentation: Fichier : Crystals.ppt
Sources): Cristaux en croissance et leur application
Buts: découvrir et montrer qu'un cristal, peu importe comment il est obtenu, obéit à la loi de symétrie. Déterminer les principaux domaines d'application des cristaux.
Tâches: Acquisition par les étudiants :
- compétences pédagogiques générales : travailler avec la littérature scientifique, effectuer des observations, exercer la maîtrise de soi et l'introspection.
- des connaissances et des compétences particulières sur ce sujet de projet, la capacité de naviguer dans l'espace d'information, de concevoir de manière indépendante leurs connaissances.
- savoir et savoir-faire en recherche : formuler des hypothèses, mettre en évidence des problèmes, planifier une expérience en fonction d'une hypothèse, tirer des conclusions.
Matériel et réactifs : balances, verrerie chimique (tasses, entonnoirs, flacons), supports, fils, filtres, eau, sels (alun de potassium, sulfate de nickel, dichromate de potassium, sulfate de cuivre, nitrate d'aluminium).
La génération d'entre nous, étouffée par le nombre X, qui a mesuré l'horloge à l'échelle universelle de l'univers... Une génération de ceux qui connaissent la dimensionnalité des pages folles Et ne croient pas aux dogmes, anathèmes et prédictions... Tempêtes de des lettres et des chiffres, des visions et des rêves volent en eux. . Comme "par l'odorat - envolez-vous" ... et ... le membre de la tribu blessé est prêt ... Et le matin: "Bye! Viens !.. Ce sont les Dieux, c'est le seuil... - N'oublie pas le CRISTAL !.. - A propos de la BALANCE... - J'attends la COUPE..."/D. Bloschchinsky /
Mise à jour
Le cristal, en tant que partie mystérieuse et magnifique de la nature, a attiré l'attention des gens depuis l'Antiquité.
Le cristal sert généralement de symbole de la nature inanimée. Cependant, la frontière entre vivant et non vivant est très difficile à établir, et les concepts de « cristal » et de « vie » ne s'excluent pas mutuellement.
Les cristaux naturels ont toujours piqué la curiosité des gens. Leur couleur, leur brillance et leur forme affectaient le sens humain de la beauté, et les gens s'en décoraient ainsi que leurs maisons. La superstition a longtemps été associée aux cristaux ; en tant qu'amulettes, elles étaient censées non seulement protéger leurs propriétaires des mauvais esprits, mais aussi les doter de pouvoirs surnaturels.
Plus tard, lorsque les mêmes minéraux ont commencé à être taillés et polis comme des pierres précieuses, de nombreuses superstitions ont été conservées dans les talismans "pour la chance" et "leurs pierres" correspondant au mois de naissance. Toutes les pierres précieuses naturelles, à l'exception de l'opale, sont cristallines et beaucoup d'entre elles, comme le diamant, le rubis, le saphir et l'émeraude, se présentent sous la forme de cristaux magnifiquement taillés.
Les exemples les plus célèbres de cristaux sont la glace, le diamant, le quartz, le sel gemme.La plupart des solides n'ont pas la forme géométrique régulière d'un polyèdre avec des faces planes et des arêtes vives caractéristiques des cristaux. Le mot "cristal" vient du grec - "glace".
L'eau est un solvant "universel"
L'eau est le solvant le plus courant pour les substances solides, liquides et gazeuses. Il est bien connu de la vie quotidienne que si certaines substances se dissolvent dans l'eau, des solutions se forment.
Les systèmes homogènes homogènes contenant deux substances ou plus sont appelés solutions. Les solutions peuvent être non seulement liquides, mais aussi solides, par exemple le verre, un alliage d'argent et d'or. Des solutions gazeuses telles que l'air sont également connues. Les solutions aqueuses sont les plus importantes et les plus courantes.
Selon les concepts modernes, la dissolution est le résultat de l'interaction chimique d'un solvant et d'un soluté, avec formation de composés moléculaires. Dans les solutions aqueuses, ces composés sont appelés hydrates et dans les solutions non aqueuses, ils sont appelés solvates.
Une solution saturée est une solution en équilibre avec un excès de soluté. Il contient la quantité maximale possible de soluté. La notion de "solutions saturées" doit être distinguée de la notion de "solutions concentrées". Une solution concentrée est une solution à haute teneur en soluté. Si la concentration de la solution n'atteint pas la concentration de saturation dans ces conditions, alors la solution est dite insaturée. En refroidissant soigneusement une solution saturée chaude (par exemple, du sulfate de cuivre ou du sel de Glauber), des solutions dites sursaturées peuvent être obtenues.
Cristaux dans la nature
Cristaux de glace et de neige
Cristaux d'eau gelée, c'est-à-dire la glace et la neige sont connues de tous. Ces cristaux couvrent les vastes étendues de la Terre pendant près de six mois (et dans les régions polaires toute l'année), reposent au sommet des montagnes et glissent avec les glaciers, flottent comme des icebergs dans les océans.
La calotte glaciaire d'une rivière, le massif d'un glacier ou d'un iceberg n'est bien sûr pas un gros cristal. La masse dense de glace est généralement polycristalline, c'est-à-dire se compose de nombreux cristaux individuels. Vous ne pouvez pas toujours les distinguer, car ils sont petits et ont tous grandi ensemble. Parfois, ces cristaux peuvent être discernés dans la fonte des glaces, par exemple dans les banquises de la dérive de glace printanière sur la rivière. On voit alors que la glace est pour ainsi dire constituée de « crayons » fusionnés, comme dans un paquet de crayons pliés : les colonnes hexagonales sont parallèles les unes aux autres et dressées à la surface de l'eau ; ces "crayons" sont des cristaux de glace.
On sait à quel point les gelées printanières ou automnales sont dangereuses pour les plantes. La température du sol et de l'air descend en dessous de zéro, l'eau du sous-sol et les sucs végétaux gèlent, formant des aiguilles de cristaux de glace. Ces aiguilles acérées déchirent les tissus délicats des plantes, les feuilles se ratatinent, noircissent, les tiges et les racines sont détruites. Après des nuits glaciales, le matin dans la forêt et dans les champs, on peut souvent observer comment "l'herbe de glace" pousse sur le sol. Chaque tige de cette plante est un cristal de glace hexagonal transparent. Les aiguilles de glace atteignent une longueur de 1-2 cm et atteignent parfois 10-12 cm. Il arrive que le sol soit recouvert de plaques de glace debout. Poussant hors du sol, ces cristaux de glace soulèvent du sable, des cailloux, des cailloux pesant jusqu'à 50-100g sur leurs têtes. Les banquises sont même poussées hors du sol et portées par de petites plantes. Parfois, une croûte de glace enveloppe la plante et la racine brille à travers la glace. Il arrive aussi qu'un pinceau d'aiguilles de glace soulève ensemble une pierre lourde, qui ne peut être déplacée par un seul cristal. Le cristal "l'herbe de glace" scintille et brûle avec un éclat irisé, mais dès que les rayons du soleil se réchauffent, les cristaux se plient vers le soleil, tombent et fondent rapidement.
Par un matin glacial de printemps ou d'automne, alors que le soleil n'a pas encore eu le temps de détruire les traces des gelées nocturnes, les arbres et les buissons se couvrent de givre.Des gouttes de glace pendaient aux branches. Regardez attentivement : à l'intérieur des gouttes de glace, vous pouvez voir des faisceaux de fines aiguilles à six faces - des cristaux de glace. Les feuilles couvertes de givre ressemblent à des brosses : comme des poils, des colonnes hexagonales brillantes de cristaux de glace se dressent dessus. La forêt est ornée d'une fabuleuse richesse de cristaux, robe de cristal.
Chaque cristal de glace, chaque flocon de neige est fragile et petit. Sur les flocons de neige, il est plus facile de s'assurer que la forme des cristaux est correcte et symétrique. Les formes des étoiles-flocons sont étonnamment diverses, mais leur symétrie est toujours la même : seulement six rayons. Pourquoi? C'est la symétrie de la structure atomique des cristaux de neige. Cela ne s'applique pas seulement à la neige. Les formes des cristaux peuvent être très diverses, mais la symétrie de ces formes pour chaque substance est la même, elle est déterminée par la symétrie et la régularité de la structure atomique d'une substance donnée. Un flocon de neige ne peut avoir que six rayons - c'est la symétrie de la structure des cristaux de neige.
Cristaux dans les nuages
Les cristaux de glace, dont nous admirons les motifs bizarres dans les flocons de neige, peuvent détruire un avion en quelques minutes. Le givrage - un terrible ennemi des avions - est aussi le résultat de la croissance cristalline.
Ici, nous avons affaire à la croissance de cristaux à partir de vapeurs surfondues. Dans la haute atmosphère, la vapeur d'eau ou les gouttelettes d'eau peuvent persister longtemps à l'état de surfusion. L'hypothermie dans les nuages atteint -30˚C. Mais dès qu'un avion volant fait irruption dans ces nuages surfondus, une violente cristallisation commence immédiatement. Instantanément, l'avion est recouvert d'un tas de cristaux de glace à croissance rapide.
Cristaux dans les grottes
Toutes les eaux naturelles - dans les océans, les mers, les lacs, les ruisseaux et les sources souterraines - sont des solutions naturelles, elles dissolvent toutes les roches qu'elles rencontrent et des phénomènes de cristallisation complexes se produisent dans toutes ces solutions.
La cristallisation des eaux souterraines dans les grottes est particulièrement intéressante. Goutte à goutte, l'eau s'infiltre et tombe des voûtes de la grotte. Dans le même temps, chaque goutte s'évapore partiellement et la substance qui y était dissoute reste au plafond de la grotte. C'est ainsi qu'un petit tubercule se forme progressivement au plafond de la grotte, qui se transforme ensuite en glaçon. Ces glaçons sont faits de cristaux. Une goutte après l'autre tombe régulièrement jour après jour, année après année, siècle après siècle. Le bruit de leur chute est étouffé sous les arches. Les glaçons s'étirent et s'étirent tous, et vers eux, les mêmes longues colonnes de glaçons du fond de la grotte commencent à pousser vers le haut. Parfois, des glaçons poussant d'en haut (stalactites) et d'en bas (stalagmites) se rencontrent, grandissent ensemble et forment des colonnes. C'est ainsi que des guirlandes à motifs et torsadées et des colonnades bizarres apparaissent dans les grottes souterraines. Les salles souterraines sont fabuleusement, exceptionnellement belles, décorées de fantastiques piles de stalactites et de stalagmites, divisées en arches par des grilles de stalactites. Dans la nature, les cristaux de forme irrégulière se trouvent incomparablement plus souvent que les polyèdres réguliers. Dans les lits des rivières, du fait du frottement des cristaux contre le sable et les pierres, les coins des cristaux s'effacent, les cristaux aux multiples facettes se transforment en galets arrondis ; sous l'action de l'eau, du vent, du gel, les cristaux se fissurent, s'effritent ; dans les roches, les grains de cristal s'empêchent de croître et d'acquérir des formes irrégulières.
Photographies de cristaux naturels dans les denrées alimentaires.
Azishskaya dans le territoire de Krasnodar (République d'Adyguée).
Cristaux qui poussent d'en bas
Cristaux qui poussent d'en haut
Salle à colonnes faite de cristaux
Méthodes de croissance de cristaux à partir de solutions
Cristallisation au moyen de "graines"
Le phénomène de cristallisation du sel n'est pas difficile à reproduire expérimentalement. Dissoudre une pincée de sel de table ordinaire dans l'eau et verser l'eau salée sur une soucoupe. Lorsque l'eau s'évapore, regardez à travers une loupe et vous verrez que les bons cubes blancs de cristaux avec des rayures de bords restent sur la soucoupe. Des cristaux de sel gemme (de table) se sont formés à partir de la solution sous vos yeux.Ainsi, en miniature, vous pouvez observer le phénomène de cristallisation d'une solution qui, dans la nature, dans les lacs salés et dans les eaux souterraines, se produit à une échelle gigantesque.
Pourquoi les cristaux se démarquent-ils de la solution ? Pour comprendre cela, vous devez vous familiariser avec certaines des propriétés des solutions.
Essayez de dissoudre le sel de table dans l'eau : 70 grammes de sel se dissoudront dans un verre d'eau à facettes, et si vous versez davantage de sel, il cessera de se dissoudre et se déposera au fond. Vous verrez la même chose avec le sucre : une vingtaine de cuillères à café de sucre cristallisé vont se dissoudre dans un verre d'eau froide, puis le sucre va aussi se déposer au fond sans se dissoudre. Seule une quantité bien précise de sucre (194 grammes), de sel de table (35 grammes) ou de toute autre substance peut se dissoudre dans 100 grammes d'eau froide. La quantité d'une substance qui peut se dissoudre dans 100 grammes d'eau s'appelle la solubilité de cette substance dans l'eau ; par exemple, la solubilité du sel de table dans l'eau à température ambiante est de 35 grammes. La solubilité dépend de la température. Essayez de dissoudre le sucre non pas dans de l'eau froide, mais dans de l'eau chaude, et vous verrez qu'à mesure que la température augmente, la solubilité du sucre augmente. Pour différentes substances, la solubilité dépend de la température de différentes manières.
Ainsi, à une température donnée, seule une quantité strictement limitée d'une substance, déterminée par sa solubilité, peut se dissoudre dans l'eau.
Prenez un verre d'eau chaude et ajoutez toute substance cristalline soluble dans l'eau : hyposulfite, soude, acide borique, alun. Si vous obtenez de gros cristaux, écrasez-les d'abord en poudre. Versez autant de poudre dans un verre d'eau chaude qu'elle peut se dissoudre. Lorsque la poudre cesse complètement de se dissoudre et commence à se déposer au fond, versez la solution résultante dans un autre verre afin qu'aucun grain de poudre ne tombe au fond du verre avec la solution. Pour ce faire, filtrez la solution à travers du papier filtre ou un chiffon propre. Dans la solution résultante, la quantité de substance correspond juste à sa solubilité à une température donnée ; la solution est « saturée », et elle ne peut plus absorber un seul grain de la substance. Cette solution est dite saturée. Laissez maintenant le verre avec la solution et laissez-le refroidir. Avec le refroidissement, la solubilité de presque toutes les substances diminue; tandis que notre solution était chaude, dans un verre d'eau, disons, 12 cuillères à soupe de la substance ont été dissoutes, alors qu'à température ambiante, seules 10 cuillères à soupe de cette substance pouvaient s'y dissoudre. Ainsi, il y aura maintenant un excès de substance dans la solution. En d'autres termes, à haute température, la solution était saturée et lorsqu'elle se refroidissait, elle devenait sursaturée. Une telle solution sursaturée ne peut pas exister pendant longtemps, de sorte que l'excès de substance est libéré de la solution et se dépose au fond du verre. Examinez à la loupe et vous verrez que ce précipité est composé de cristaux.
Une substance dissoute cristallise à partir de solutions sursaturées parce qu'il y en a trop dans la solution - plus que la solution ne peut en contenir en elle-même.
Des cristaux transparents d'alun de potassium se sont développés hors de la solution aqueuse en quelques heures. Pour préparer une solution aqueuse d'alun de potassium, il faut dissoudre 48 g d'alun de potassium, broyés en poudre, dans 400 cm3 d'eau chaude. Si vous dissolvez 60 g d'alun, vous obtenez une solution sursaturée à 15˚C de 12 g. Il faut donc prendre de l'eau chaude : plus de 48g ne se dissoudraient pas dans l'eau froide. Une solution sursaturée commencera à cristalliser si une "graine" y pénètre. Pour ce faire, il suffit d'ouvrir légèrement le couvercle de la boîte pendant une ou deux secondes : des particules de poussière d'alun de l'air vont pénétrer dans la solution. Vous pouvez également ajouter quelques grains d'alun à la solution avec une aiguille.Une fois dans une solution sursaturée, les particules de poussière d'alun qu'elle contient commenceront immédiatement à se développer et si la cristallisation a commencé dans la solution, elle ne s'arrêtera pas tant que tout l'excès de soluté n'aura pas été libéré.
Vous pouvez également faire pousser un gros cristal. Pour ce faire, un petit cristal - "graine" doit être placé dans la solution non refroidie ou amené sur un fil. Au début, il se dissoudra un peu, puis il commencera à croître.
Si un objet contenant beaucoup de graines est placé dans un récipient avec une solution, il sera envahi par des cristaux. Trempez un fil contenant des particules de poussière cristallines dans la solution - des cristaux commenceront à se déposer dessus et, par conséquent, une "chaîne de perles" de cristaux aux multiples facettes se développera. De tels fils peuvent rivaliser en beauté avec des perles coupées artificiellement, mais, malheureusement, les cristaux issus de solutions aqueuses se fanent généralement très rapidement et se décomposent facilement. C'est la difficulté de les utiliser dans la technologie.
Vous pouvez faire des figurines à partir de cristaux.
Pour ce faire, vous devez préparer un cadre de fil de fer enveloppé de fils ordinaires ou de coton, le tremper dans une solution saturée, le retirer immédiatement et le sécher à température ambiante. Les fils sont imprégnés de la solution et une fois secs, de minuscules cristaux se forment dessus, qui serviront plus tard de "graines". Et puis abaissez ce cadre dans la solution et faites pousser des cristaux dessus. Si vous mettez un sapin de Noël synthétique pliable dans la solution, après avoir préalablement enveloppé son tronc et ses branches avec des fils, vous pouvez faire pousser un sapin de Noël "couvert de neige". Pour ce faire, il est préférable de ne pas prendre d'alun, mais de dihydrogénophosphate de potassium (KH2PO4) ou de dihydrogénophosphate d'ammonium (NH4H2PO4) - de merveilleux cristaux qui poussent pour les appareils contrôlant le faisceau Lazarus. Leur solubilité pour 100 g d'eau :
| A une température | 20˚C | 40˚C |
| KH2PO4 | 22,5 g | 33g |
| NH4H2PO4 | 36,5 g | 56,6 g |
Principales applications des cristaux
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 mélamine 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, on pourrait dire une sorte de miracle, ils s'attirent à eux-mêmes ; ils disent "l'homme à l'âme de cristal" à propos de qui a une âme pure. Cristal signifie briller de lumière comme un diamant... Et si on parle de cristaux avec une attitude philosophique, alors on peut dire qu'il s'agit d'un matériau qui est 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. En général, de nombreux exemples peuvent être cités qui s'accordent avec une telle humeur philosophique, bien qu'il y ait bien sûr beaucoup de mal ici ... Par exemple, à la télévision, vous pouvez maintenant entendre parler du lien direct du degré d'ordre des molécules d'eau avec des mots, avec de la musique, et que l'eau change en fonction des pensées, de l'état de santé de l'observateur. Les cristaux ont trouvé leur application dans divers domaines : pour la fabrication de bijoux, en technologie, par exemple, un laser rubis, des écrans à cristaux liquides, etc.
diamant
Environ 80% de tous les diamants naturels extraits et tous les diamants artificiels sont utilisés dans l'industrie.Les outils diamantés sont utilisés pour usiner des pièces fabriquées à partir des matériaux les plus durs, pour forer des puits dans l'exploration et l'exploitation minière, servent de pierres de référence dans les chronomètres de marine haut de gamme et autres instruments de haute précision. Les roulements diamantés ne présentent aucune usure même après 25 millions de tours. La conductivité thermique élevée du diamant lui permet d'être utilisé comme substrat de dissipation thermique dans les microcircuits électroniques à semi-conducteurs. Bien sûr, les diamants sont également utilisés dans les bijoux - ce sont des diamants.
Rubis
La dureté élevée des rubis, ou corindons, a conduit à leur utilisation généralisée dans l'industrie. A partir de 1 kg de rubis synthétique, environ 40 000 pierres de montre sont obtenues. Les guides de fil rubis dans les usines de production de fibres chimiques se sont avérés indispensables. Ils ne s'usent pratiquement pas, tandis que les guide-fils en verre le plus dur s'usent en quelques jours lorsque des fibres artificielles sont tirées à travers eux.
De nouvelles perspectives pour l'utilisation généralisée des rubis dans la recherche scientifique et la technologie ont été ouvertes avec l'invention du laser rubis, dans lequel une tige de rubis sert de puissante source de lumière émise sous la forme d'un faisceau mince.
Cristaux liquides
Ce sont des substances inhabituelles qui combinent les propriétés d'un solide cristallin et d'un liquide. Comme les liquides, ils sont fluides, comme les cristaux, ils ont une anisotropie. La structure des molécules de cristaux liquides est telle que les extrémités des molécules interagissent très faiblement les unes avec les autres, tandis que les surfaces latérales interagissent très fortement et peuvent maintenir fermement les molécules dans un seul ensemble. Les cristaux liquides sont utilisés dans divers types d'écrans contrôlés, d'obturateurs optiques, d'écrans de télévision à écran plat.
Laser
La partie pratique. Étapes de travail sur le projet.
| Le contenu de l'œuvre au stade | Activité de l'enseignant | Activités étudiantes |
| Expérimenter | ||
|
Observe, conseille, gère indirectement les activités, organise et coordonne, si nécessaire, les différentes étapes du projet. |
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| Analyse des données obtenues et synthèse | ||
| Analyse des données obtenues et synthèse | Correction des conclusions des participants au projet lors de l'analyse des données obtenues. |
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Application
Cristaux cultivés au cours de travaux de recherche.
Ces cristaux ont été cultivés par nos soins de janvier à mai 2010.
Nous poursuivons nos recherches.
Bibliographie:
- Manuel de chimie pour les candidats universitaires.-ed. Université de Moscou, 1985
- Le député Shaskolskaya Cristaux .- M. : Science. Édition principale de littérature physique et mathématique, 1985.-208s.
- Expériences dans un laboratoire à domicile.- M.: Science. Édition principale de littérature physique et mathématique, 1980, 144p.
- Myakishev G. Ya. Physique : Physique Moléculaire. Thermodynamique. 10e année : Un manuel pour l'étude avancée de la physique. - 5e éd. - M. : Outarde, 2002.-- 352 p. : Ill.
- Kvant : revue populaire de physique scientifique et de mathématiques. M. : Sciences. 1974 année
- Activités du projet des étudiants. Auth.-Comp. N.V. Shirshina. - Volgograd : professeur, 2007 .-- 184 p.
- Cours de chimie générale. L.S. Guzei : Moscou « Premier septembre »
- Le monde de la chimie. Histoires amusantes sur la chimie. Saint-Pétersbourg. "Mim-Express"
CRISTAUX EN CROISSANCE
DANS DES CONDITIONS À DOMICILE
Le cristal, en tant que partie mystérieuse et magnifique de la nature, a attiré l'attention des gens depuis l'Antiquité.
Le cristal sert généralement de symbole de la nature inanimée. Cependant, la frontière entre vivant et non vivant est très difficile à établir, et les concepts de « cristal » et de « vie » ne s'excluent pas mutuellement.
Les cristaux naturels ont toujours piqué la curiosité des gens. Leur couleur, leur brillance et leur forme affectaient le sens humain de la beauté, et les gens s'en décoraient ainsi que leurs maisons. La superstition a longtemps été associée aux cristaux ; en tant qu'amulettes, elles étaient censées non seulement protéger leurs propriétaires des mauvais esprits, mais aussi les doter de pouvoirs surnaturels.
Plus tard, lorsque les mêmes minéraux ont commencé à être taillés et polis comme des pierres précieuses, de nombreuses superstitions ont été conservées dans les talismans "pour la chance" et "leurs pierres" correspondant au mois de naissance. Toutes les pierres précieuses naturelles, à l'exception de l'opale, sont cristallines et beaucoup d'entre elles, comme le diamant, le rubis, le saphir et l'émeraude, se présentent sous la forme de cristaux magnifiquement taillés.
Les exemples les plus célèbres de cristaux sont la glace, le diamant, le quartz, le sel gemme. La plupart des solides n'ont pas la forme géométrique régulière d'un polyèdre avec des faces planes et des arêtes vives caractéristiques des cristaux. Le mot "cristal" vient du grec - "glace".
La nature des cristaux
Les substances cristallines sont des solides dans lesquels des particules (atomes, molécules et ions) se répètent périodiquement et correctement en trois dimensions, formant une structure infinie. Les particules disposées dans l'espace dans un certain ordre forment un réseau cristallin.
CRYSTAL LATTICE est un arrangement régulier d'atomes dans l'espace, qui détermine les spécificités de l'état d'une substance appelée solide.
La symétrie et l'ordre sont les caractéristiques distinctives des cristaux. Les corps symétriques sont des corps constitués de parties égales et identiques qui peuvent être combinées les unes avec les autres. Il existe de nombreux éléments de symétrie différents : plan, axe, centre de symétrie, translation et autres.
Tous les cristaux sont symétriques. Cela signifie que divers éléments de symétrie peuvent y être trouvés. Les éléments de symétrie ne peuvent être combinés entre eux que selon des lois mathématiques strictes. Il peut y avoir au total 230 de ces combinaisons pour les structures cristallines. Elles sont appelées "groupes spatiaux de Fedorov" en l'honneur du cristallographe Fedorov, qui, simultanément avec le mathématicien allemand Schoenflis à la fin du 19ème siècle. déduit ces lois.
Dans le réseau cristallin, on distingue le plus petit parallélépipède, lorsqu'il est déplacé (traduit) dont l'ensemble du cristal sera obtenu en trois dimensions. Une telle unité structurelle est appelée cellule unitaire. Au total, il existe 14 cellules géométriques tridimensionnelles élémentaires, ou réseaux, du nom du scientifique français qui les a établies, Bravais.
Selon les types de liaisons chimiques, les cristaux sont subdivisés en cristaux ioniques (sel de table commun), cristaux covalents (diamant, silicium), métal, cristaux moléculaires (naphtalène). Différents types de liaisons dans les cristaux entraînent des différences dans les propriétés des solides.
Comment les cristaux se développent.
Un cristal est un solide qui a une forme naturelle de polyèdre. Les liaisons chimiques des cristaux sont très ordonnées et symétriques. Les cristaux se présentent sous différentes formes. Les gros monocristaux de forme régulière sont très rares dans la nature. Mais un tel cristal peut être cultivé dans des conditions artificielles. La cristallisation peut se produire à partir d'une solution, d'une fusion, ainsi que de l'état gazeux d'une substance. Considérez la cristallisation à partir de la solution.
Dans un volume donné d'un liquide particulier à une température et une pression constantes, pas plus d'une certaine quantité d'une substance cristalline particulière ne peut se dissoudre.La solution résultante est dite saturée.Un cristal placé dans une solution saturée ne croîtra ni ne se dissoudra dedans. Si vous augmentez la température du liquide, sa solubilité
augmente, de sorte que la quantité de soluté disponible ne saturera plus la solution. Un cristal placé dans une solution insaturée commencera
dissoudre dedans. Si la solution saturée est refroidie, elle devient sursaturée. Les solutions sursaturées peuvent être conservées longtemps dans des récipients fermés sans cristalliser. Cependant, il suffit d'entrer dans la solution
la moindre particule de cristal, comme une solution, commencera immédiatement à se cristalliser. Ainsi, la sursaturation de la solution est une condition nécessaire mais suffisante pour la cristallisation. Pour que la cristallisation commence
vous devez ensemencer la solution - un petit cristal de soluté. À partir d'une solution, un cristal est généralement développé de cette manière. Tout d'abord, une quantité suffisante de substance cristalline est dissoute dans l'eau. Dans ce cas, la solution est chauffée jusqu'à ce que la substance soit complètement dissoute. Ensuite, la solution est lentement refroidie, la transférant ainsi à un état sursaturé. Une graine est ajoutée à la solution sursaturée. Si, pendant tout le temps de cristallisation, la température et la densité de la solution sont maintenues les mêmes dans tout le volume, alors pendant le processus de croissance, le cristal prendra la forme correcte.
Date d'ajout : 2016-09-06 ; vues : 1456 ;
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