Переволочнянська ЗОШ І-ІІІ ступенів

Хромокалієві галуни

Хімічна назва – пентагідрат купрум (ІІ) сульфат CuSO4·5H2O. Це кристалічна речовина яскраво-синього кольору, добре розчинна у воді. Водні розчини мідного купоросу при збільшенні концентрації  змінюють забарвлення від блакитного до синього кольору. При зберіганні на повітрі  CuSO4·5H2O частково зневоднюється і на поверхні утворюється тригідрат купрум (ІІ) сульфату CuSO4·3H2O – речовина синього кольору.

Найпростіше вирощувати кристали з водних розчинів, але не всі з них придатні для вирощування. Важко, наприклад, виростити великі кристали кухонної солі, так як її розчинність у воді практично не залежить від температури. Не менш важко отримати й великі кристали цукру. Тут інша причина: насичений розчин цукру (цукровий сироп) дуже в’язкий, а в’язкі рідини дуже тяжко кристалізуються. Але ж які доступні речовини можна використовувати для вирощування кристалів? В аптеках можна знайти алюмокалієві галуни. Галунами з давнини називають різноманітні солі сірчаної (сульфатної) кислоти, які мають два метали, один з яких зазвичай алюміній, хром або залізо, а другий калій, натрій та ін. Алюмокалієві  галуни застосовують при фарбуванні тканин, при проклеюванні паперу. В медицині галуни застосовують як засіб для зупинки кровотечі та поглинання вологи.

   Великі кристали можна отримати й з мідного купоросу – гарного синього порошку. Це речовина добре відома садівникам, як засіб для боротьби зі шкідниками рослин. Розчинні солі міді, до яких відноситься і мідний купорос, отруйні не тільки для шкідників, але й для людини. Тому при роботі з цією речовиною треба бути охайним, намагатись організувати роботу так, щоб повністю виключити можливість попадання піщинок синього порошку на шкіру та продукти харчування. Мідний купорос можна купити у магазині сільськогосподарських добрив.

Дуже цікаві досліди можна поставити з тіосульфатом натрію. Тіосульфат натрію використовують в якості закріплюючої речовини при проявленні фотоплівок та друкуванні чорно-білих фотографій.  Тіосульфат натрію не отруйний, але навіть працюючи з відносно нешкідливими речовинами, треба бути уважними й обережними. Крім того, кристали тіосульфату натрію дуже схожі ззовні на кристали цукру, тож будьте обережні! Тіосульфат натрію можна купити у магазині фототоварів.     

Для вирощування кристалів можна застосувати два методи. Попередньо  ознайомившись з тим, які речовини можна використовувати для вирощування кристалів, можна приступати до справи. Першим методом вирощують початковий кристалик, з якого буде вирощений один великий кристал, а для його росту слід скористатися другим методом. Для початку виростимо початковий кристалик. Для цього нам потрібно ідеально вимитий чистий посуд (посудина, склянка), але тільки та, яка не використовується не в харчових цілях, заздалегідь вибрана речовина для вирощування (мідний купорос, тіосульфат натрію або ін.) та гаряча кип’ячена вода. Суть цього методу полягає у тому, що кристали будуть рости при помірному охолодженні гарячого розчину. Кожна водорозчинна речовина має свою розчинність, і розчинність багатьох речовин залежить від зміни температури.  Якщо ми розчинили максимальну кількість даної речовини у воді (отримали насичений розчин), то при зменшенні кількості води буде й зменшуватись кількість розчиненої речовини. Тоді “зайва” речовина буде випадати в осад, тобто будуть випадати кристали. Отже, почнемо: закип’ятимо воду, виллємо в посудину. Якщо посудина скляна – обережно! Скло може тріснути при різкому перепаді температур. Тому вливаємо воду обережно! Потім починаємо розчиняти вибрану нами речовину, робимо насичений розчин. В залежності від розчинності вибраної речовини та кількості взятої води, нам може знадобитися різна кількість речовини. Якщо ми зробили насичений розчин кристалізаційної речовині у кип’яченій воді і чистому посуді, то ми зробили все те, що від нас залежить. Тепер залишилось тільки поставити дану посудину у недоступному місці, щоб не було спокус заглянути (це буде заважати процесу вирощенню правильного кристалу), та бажано накрити папером, для того, щоб охолодження розчину проходило не дуже швидко. Залишається тільки чекати… . Через який час випаде кристал, точно невідомо нікому. Можна чекати день, два, три, тиждень, два тижні. І ми можемо завершувати першу частину тоді, коли серед осаду, на дні посудини, ми знайдемо більш-менш непоганий кристал, тобто той, що сподобався. Цей кристал ми залишимо для подальшого вирощування, а решту кристаликів ні в якому разі не викидаємо. Їх можна використати повторно. Розчин, в якій вирощувався кристал, не треба виливати, бо в саме цій воді ми будемо продовжувати вирощувати кристал. Новий розчин краще не робити, бо можна не вгадати з кількістю взятої речовини, і в наслідок при продовженні вирощування, кристал може розчинитися. Отже, можемо приступати до другої частини.

Суть другого методу у повільному випаровуванні води з холодного розчину. У певній кількості води можна розчинити певну кількість речовини. Тоді зі зменшенням кількості води (при випаровуванні) буде випадати осад (у вигляді кристалів). Отже, візьмемо посудину, в якій до цього вирощувався кристалик, зіллємо воду і профільтруємо (пропустимо через фільтрувальний папір). Розчин знову виллємо у посудину. Візьмемо кристалик, що ми виростили до цього і звичайну нитку і підв’яжемо кристал на нитку. Прив’яжемо нитку з кристалом до “палички” (неважливо яка саме, тільки так, щоб її можна було закріпити над слянкою і кристал завжди знаходився у розчині). Занурюємо паличку з ниткою у воду, знову ставимо у недоступному місці і чекаємо. Як тільки нам набридне чекати, можна витягати готовий кристал. Насправді не важливо прив’язувати кристал до нитки, можна просто покласти на дно, але тоді кристал не вийде таким гарним і буде обростати нерівномірно.

         Більшість кристалів, які ми вирощуємо – кристалогідрати, тобто мають у своєму складі хімічно зв’язану (кристалізаційну) воду. Кристалізаційна вода в кристалі зв’язана не дуже міцно, осі чому кристали з часом вивітрюються. І великі гарні правильні монокристали втрачають свій яскравий вигляд вже через два тижні. Але якщо вам дорогі ваші кристали, можна захиститися від вивітрювання. Покриття кристалів прозорим лаком або поміщення у спеціальні бюкси захистить кристали від вивітрювання.