Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2007 №4
Шрифт:
II. Получение кристалла-затравки:
Раствор аккуратно сливают с осадка кристаллов и в количестве 1 л помещают в термостойкую круглодонную колбу. Туда же помещают 1 чайную ложку (с горкой) химически чистого вещества (это могут быть те выпавшие кристаллы). Теперь колбу нагревают на водяной бане, добиваясь полного растворения, как правило, в окрашенных растворах окраска, из-за избытка вещества, становится интенсивнее. Полученный раствор греют ещё 5 мин на кипящей водяной бане, после чего его переливают в чистый, подогретый до температуры раствора термостойкий стакан (можно ополоснуть кипятком). Стакан обворачивают сухим полотенцем, накрывают фильтровальной
Спустя сутки, убирают полотенце, не стараясь колыхать стакан, чтобы не вызвать незапланированную кристаллизацию. Осматривают содержимое — на дне и на стенках должны образоваться небольшие плоские кристаллики-параллелограммы
— Если образовалось множество мелких сросшихся бесформенных кристалликов как после резкого охлаждения, то количество соли уменьшают и повторяют описанную стадию
— Если кристаллики не образовались, раствору следует постоять ещё сутки; иначе, следует увеличить количество растворяемого вещества, повторив этап заново.
Эта стадия эксперимента должна вас обучить правильно выращивать затравку, которая далее будет исходным кирпичиком для получения огромной конструкции. Отберите подходящие по структуре кристаллики (с длинной ребра от 0,3 см и более) и храните их отдельно в растворе соли в банке с притёртой пробкой вдали от источников высоких температур и света. С каким-то одним вы будете продолжать эксперимент.
Помните: чем меньше выбранная вами затравка, чем она правильнее, тем легче раствору (системе) подстроиться под неё (как перламутру к песчинке, попавшей в мантию моллюска).
III. Выращивание монокристалла:
Снова готовят насыщенный раствор на основе исходного маточного. Для этого готовый раствор ставят на водяную баню и добавляют 0,5 чайной ложки вещества. Чем меньше вы добавите на этом этапе, тем лучше (можно также просто нагреть насыщенный раствор, без добавления вещества). Греют и перемешивают. Как только вещество растворилось, колбу вынимают, и раствор переливают в заранее приготовленный нагретый стакан. Стакан с раствором ставят на выбранное место, и дают 20–30 сек постоять, чтобы жидкость немного успокоилась. Наш раствор не пересыщенный, поэтому "лишние градусы" могут вызвать растворение затравки, что нам не нужно. Если раствор тёплый, ему дают остыть до 30 °C или чуть меньше (проверить при отсутствии термометра — легко; температура нашего тела 36,6 °C, поэтому всё, что кажется теплее — выше её, наоборот — ниже). Следить за остыванием раствора следует очень внимательно, чтобы не допустить её понижения до комнатной (обычно, на остывание раствора выделяю около двух часов).
Далее следует сказать, что можно вырастить кристалл и без нити. Всё, что для этого требуется — стакан с плоским дном, так как для этой цели затравку аккуратно укладывают на середину дна (можно помочь ей лечь нагретой стеклянной палочкой), и она повторит его рельеф. Здесь рост кристалла будет ограничен стенками стакана, и преимущественно, он будет расти в стороны — это хорошо для медного купороса и для плоских кристаллов в принципе (жёлтая кровяная соль, гидрофталат калия).
В случае с квасцами лучше использовать нить, которой обматываю затравку, а остальную часть нити закрепляют на каркасе из двух пересечённых палочек. Кристалл при этом должен "висеть" в растворе в центре. Но здесь требуется следить за тем, чтобы не обрастала нить. Если такое произошло, то нить с кристаллом вынимают, счищают лишнее и заново готовят раствор* (греют, подготавливают к температуре кристалл и т. п.)
* Некоторые кристаллы (гидрофталат калия) можно выращивать, погрузив только один раз в раствор, в слегка тёплых
Рис. 4. Гидрофталат калия (С8H5O4K)
Помните: чтобы не было наростов на нити, нить должна быть тонкой без волосков, и должна быть опущена с затравкой в раствор на 5° теплее, чем для простой затравки. Такая нить успевает пропитаться раствором и "сливается" с системой в единое целое.
О.Ольгин советует смазать нить вазелином, но мне это не помогало, при этом часто загрязнялся раствор маслянистой плёнкой. Но я не спорю с идеей, в своей книге "Опыты без взрывов" он не преследует целей вырастить крупный однородный кристалл, а жаль…
Теперь следует следить за ростом кристалла каждый день, ни в коем случае не сотрясая раствор, иначе эта встряска породит в системе мгновенную кристаллизацию. Так многие авторы советую доливать раствор в систему по мере его испарения. Это очень сложная операция, поскольку возникшая сильная диффузия также может вызвать сбои в росте кристалла. Вначале вы увидите, как система будет "обживать" затравку, как они будут подстраиваться друг под друга. В итоге вы должны получить следующее:
Рис. 3.Полученные кристаллы медного купороса и алюмокалиевых квасцов**.
** Очень часто, вместо идеального октаэдра у квасцов получается усечённый октаэдр — кубоктаэдр. Поэтому обращайте внимание на выбор затравки (кристалл создаётся по подобию затравки), тупая грань повториться везде! Так устроена система: она влияет на рост кристалла и сам кристалл влияет на свой рост.
Как видите, у кристаллов есть своя особенность, они должны быть гладкими и прозрачными, как стекло. Однако, при частом прикасании к кристаллу, хранении на открытом воздухе, на свету, мы наблюдаем его помутнение: кристалл выветривается, т. е. теряет, всегда входящую в его состав воду. Есть несколько веществ, которые в моей практике превосходно сохранились и не потеряли вошедшую в их состав воду: гидрофталат калия, красная кровяная соль, хлорид натрия. Вода в кристалл входит в разных количествах и в красной кровяной соли, алюмокалиевых квасцах, к примеру, она удерживается лучше, чем в жёлтой, чем в хромокалиевых квасцах. Избежать этот процесс для кристаллов, выращенных из растворов, сложно. Поэтому хранить кристаллы следует в герметичных пакетах или баночках в холодильнике. Хромокалиевые квасцы лучше хранить в концентрированном сотрясённом растворе в банке с плотно прилегающей пробкой в месте, где температура может измениться максимум на 5°.
Выращивание кристаллов хромокалиевых квасцов сопряжено с трудностями: во-первых, раствор не прозрачен, во-вторых, полученные кристаллы можно хранить только под слоем раствора при постоянной температуре или под толстым слоем лака (бесцветный лак для ногтей) в холодильнике. Однако смеси полученные при смешении растворов алюмокалиевых и хромокалиевых квасцов дают растворы различного оттенка от нежно-розового до цвета граната, выращенные из них кристаллы, также имеют форму октаэдра, и хранятся намного дольше хромокалиевых без какой-либо защиты.