Чудеса науки: как вырастить кристалл дома

В каждом из нас еще с детства живет экспериментатор. Кто-то интересуется психологией человека, кто-то животными, а кто-то по серьезному – физикой или химией, углубляясь в самые недра науки. Но чтобы понять, как вырастить кристалл, нужно хотя бы немножко разобраться в этом процессе.

Бытовая наука: как вырастить кристалл

Может показаться, что это жутко сложный процесс. Но на самом деле выращивать кристаллы очень просто, хотя и достаточно долго. Но все-таки нужно знать, что управляет ростом этого чуда природы, почему некоторые вещества могут образовывать кристаллические структуры, а остальные – нет, и что нужно сделать для того, чтобы они получились как можно большего размера и как можно красивее.

В процессе медленной кристаллизации образуется один кристалл, но крупный – так называемый монокристалл. Этот способ используют для выращивания искусственных аналогов драгоценных камней. А вот при быстрой кристаллизации получается много маленьких кристалликов - поликристаллов, что свойственно металлам.

Выращивать кристаллы дома можно несколькими способами:

• Так, при охлаждении насыщенного раствора можно спровоцировать кристаллизацию солей. Понижение температуры вещества уменьшает его растворимость. Это в первую очередь касается соли безводной, выпадающей в осадок. Поначалу в насыщенном растворе, а потом и на стеночках сосуда образуются мелкие зародыши кристаллов. Во время медленного, постепенного охлаждения раствора без твердых примесей, к примеру, пыли, зародыш образуется один или максимум - несколько, а потом постепенно превращается в красивый кристаллик правильно ограненной формы. В то же время быстрое охлаждение дает массу маленьких кристаллов неправильной формы, мешающих один другому.

• Чтобы вырастить красивый кристалл, можно использовать еще один популярный способ - постепенно удалять воду из насыщенного соляного раствора. В данном случае действует тот же принцип: при медленном удалении воды результат будет намного лучше. Для этого достаточно оставить сосуд с растворенной в нем солью открытым в помещении с комнатной температурой на продолжительный срок, прикрыв его листком бумаги. При этом вода будет постепенно, очень медленно испаряться, а пыль снаружи в жидкость не попадет. Растущий кристалл можно или подвесить на прочной тонкой нитке в густом растворе, или положить на дне сосуда. Если выбрать второй вариант, то кристаллик нужно будет временами поворачивать в разные стороны, чтобы он рос как можно равномернее. В зависимости от скорости испарения влаги в сосуд нужно доливать понемногу свежего раствора. Даже когда исходный кристалл неправильной формы, он постепенно сам исправит свой дефект и приобретет форму, которая свойственна этому веществу, например, октаэдра, если использовались хромокалиевые квасцы, или ромба, если применялся раствор соли медного купороса.

Выращивать кристаллы очень интересно.

Но этот занимательный процесс требует осторожного и бережного отношения. Теоретически размеры кристалла, выращенного в домашних условиях, просто не ограничены. Известно много случаев, когда энтузиастам удавалось получить кристаллы такого размера, что их могли поднять только несколько человек.

Но вырастить кристалл из соли в домашних условиях – это одно, а вот сохранить – совсем другое, более непростое дело. Ведь у каждой соли есть свои характерные особенности. Так, если кристаллики квасцов останутся на открытом воздухе в сухом помещении, то они постепенно потеряют содержащуюся в них воду и превратятся в невзрачное серое порошкообразное вещество. И чтобы уберечь их от разрушения, нужно покрыть каждый кристалл прозрачным лаком. А вот кристаллы поваренной соли и медного купороса более стойкие, и их смело можно выращивать и хранить в обычных условиях.

Как выращиваются кристаллы из разных веществ

Выращивать кристаллы можно из многих доступных нам веществ. Тот же сахар дает потрясающую кристаллическую структуру. При искусственном выращивании камней достаточно соблюдать строгие правила относительно температуры, давления и влажности, а также некоторых других важных факторов, тогда получаются вообще потрясающие экспонаты. Сегодня много предприятий, обладающих необходимыми ресурсами, занимается выращиванием искусственных камней:

• рубинов,
• аметистов,
• кварцев,
• цитринов,
• морионов.

В домашних условиях, конечно, далеко не все это пока получится. Но можно выращивать кристаллики соли.

У каждого дома есть обычная каменная соль, известная под химическим названием хлорид натрия или NaCl. Правда, подойдет и любой другой вид соли. Например, очень просто в домашних условиях вырастить красивый синий кристалл из медного или любого другого вида купороса, например, того же железного.

С этой же целью могут использоваться квасцы - так называемая удвоенная соль металла с серной кислотой, или же тиосульфат натрия, использовавшийся раньше во время печатания фотографий. Все эти соли не нуждаются в каких-либо особых условиях: сделать раствор, опустить в него кристаллик-зародыш, как описывалось раньше, и наблюдать, как он растет себе, прибавляя постепенно в росте.

Многие интересуются, как вырастить цветные кристаллы, что тоже вполне возможно в домашних условиях. И при этом вовсе не нужно раскрашивать воду раствора, где выращивается кристалл, красками, которые и раствор испортят, и кристалл не покрасят. Для получения цветного кристалла нужно подобрать соль желаемого оттенка. Но нужно быть внимательными, ведь, например, кристаллы соли кровной желтой - красно-оранжевого цвета, а получаемый раствор - желтого.

Как вырастить кристалл из соли

Самый простой и доступный способ получения такой структуры – растворить в воде поваренную соль NaCl. Ее кристалл – просто бесцветный прозрачный кубик. Для этого нужно развести соль, налив воды в емкость, например, стакан, и поставить ее в кастрюльку с теплой водой не горячее 50°С.

Конечно, в идеале вода не должна содержать растворенные в ней другие соли, то есть, должна быть дистиллированной. Однако в нашей ситуации можно взять и водопроводную. Надо насыпать пищевой соли в стакан и оставить на несколько минут, немного помешав раствор. Стакан постепенно нагреется и соль в нем растворится.

Важно, чтобы вода не охлаждалась. Потом нужно добавить еще соли и снова перемешать. Повторять эту процедуру нужно до той поры, пока соль совсем не растворится и перестанет выпадать на дно емкости как осадок. Получится насыщенный соляной раствор. Останется перелить его в пустую емкость того же объема и избавиться этим от излишней соли в стакане на дне. Если все эти подготовительные процедуры будут полностью выполнены, вы обязательно вырастите кристалл соли любого размера.

Дальше нужно взять понравившийся крупный кристалл каменной соли и положить его на дно посуды с насыщенным соляным раствором. Кристаллик можно привязать к нитке и подвесить так, чтобы не касался боков стакана. После этого нужно просто подождать. Пройдет несколько дней, и можно будет заметить, что кристаллик существенно увеличился. И каждый день он будет расти. А если повторить добавление раствора еще несколько раз по мере испарения, то размер кристалла будет увеличиваться намного быстрее.

Важно помнить, что раствор нужно делать насыщенным, чтобы во время его приготовления в стакане на дне всегда оставалась соль. Кстати: на 100 г воды комнатной температуры нужно около 35 г кухонной соли. А при повышении температуры соль растворяется намного быстрее.

От этого процесса не очень отличается технология, как вырастить кристалл из медного купороса. Сначала надо приготовить насыщенный соляной раствор, а затем в него опустить понравившийся кристаллик купороса.

Но всегда нужно помнить, что это химически активный элемент, который может произвести химическую реакцию. Особенно осторожно с ним работать нужно в присутствии детей.

Как видите, нет ничего сложного в изготовлении кристаллов. Возможно, скоро мы сможем в домашних условиях выращивать даже алмазы! А пока можно поупражняться на обычной соли.