2. Экспериментальная часть.
2.1. Выращивание кристаллов из горячего насыщенного раствора солей.
Приготовление насыщенного раствора соли - в чистой профильтрованной, (желательно, дистиллированной) воде растворяем соль до тех пор, пока не появляется осадок. Затем раствор нагревается на водяной бане. В горячей воде соли растворяются намного лучше, поэтому необходимо довести раствор до насыщения, т.е. пока соль не перестанет растворяться. После этого раствор отфильтровываем.
Приготовление затравки – затравкой может быть пуговица на нитке (затравка не всегда необходима – в очень насыщенных растворах хорошо кристаллизующихся солей кристаллы растут сами на дне сосуда), которая помещается в горячий насыщенный раствор соли (рисунок 4).
Рисунок 4. Приготовление затравки и рост кристалла.
Рост кристаллов – осуществляется по мере охлаждения раствора, так как при понижении температуры уменьшается растворимость и соль выпадает в осадок в виде мелких кристаллов на дне и стенках сосуда или осаждается на затравке. Для предотвращения попадания в раствор инородных частиц, он накрывается салфеткой.
Своё исследование я проделала на разных кристаллах. Все кристаллы были выращены в одной технологии из горячего раствора (рисунок 5).
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
1.- поваренная соль, 2.- сульфат меди 2, 3.- сульфат никеля, 4.- сульфат железа, 5.- сульфат марганца, 6. – калий хлористый, 7.- йодид калия, 8.- лимонная кислота, 9. – сульфат цинка.
В ходе эксперимента я установила, что скорость нарастания кристаллов разных солей существенно отличается. Данные представлены в таблице 1.
Таблица 1.
Название вещества |
Скорость роста кристаллов |
Поваренная соль NaCl |
21 сутки |
Медный купорос (сульфат меди II) CuSO4 •5Н2О |
1-7 суток |
Сульфат меди-аммония |
1 сутки |
Сульфат меди, поваренная соль, сталь/железо |
7 суток |
Железный купорос (сульфат железа) FeSO4 |
1 сутки |
Сульфат железа-аммония |
1 сутки |
Сульфат никеля NiSO4 |
От 30 суток и дольше |
Лимонная кислота |
21 сутки |
Сульфат марганца MnSO4 |
14 суток |
Калий хлористый (хлорид калия) KCl |
До 14 суток |
Йодид калия |
Около 30 суток |
Цинковый купорос (сульфат цинка) ZnSO4 |
От 30 суток и дольше |
На основании данных таблицы 1 можно сделать вывод, наиболее быстро образуются следующие кристаллы: сульфат меди (II), сульфат меди-аммония, сульфат железа (II), сульфат железа-аммония.
В таблице 2 приведены данные об окраске выращенных мною кристаллов.
Таблица 2
Название вещества |
Цвет кристалла |
Поваренная соль NaCl |
Прозрачный бесцветный |
Медный купорос (сульфат меди2) CuSO4 |
Ярко синий, прозрачный |
Сульфат меди-аммония |
Голубой, матовый |
Сульфат меди, поваренная соль, сталь/железо |
Красный медный |
Железный купорос (сульфат железа) FeSO4 |
Светло зелёный прозрачный |
Сульфат железа-аммония |
Светло зелёный матовый |
Сульфат никеля NiSO4 |
Ярко зелёный, изумрудный |
Лимонная кислота |
Прозрачный бесцветный |
Сульфат марганца MnSO4 |
Светло розовый, прозрачный |
Калий хлористый (хлорид калия) KCl |
Прозрачный бесцветный |
Йодид калия |
Оранжево коричневый |
Цинковый купорос (сульфат цинка) ZnSO4 |
Прозрачный бесцветный |
Таким образом, окраска кристаллов достаточно разнообразна.
Следующим этапом моей работы было изучение формы полученных кристаллов.
В таблице 3 представлены результаты моих наблюдений.
Таблица 3.
Название |
Форма кристалла |
Поваренная соль NaCl |
Правильная кубическая |
Медный купорос (сульфат меди2) CuSO4 |
Шестигранная призма |
Сульфат меди-аммония |
Шестигранная призма |
Сульфат меди, поваренная соль, сталь/железо |
Игольчатые кристаллы, форма не выражена |
Железный купорос (сульфат железа) FeSO4 |
Слоистые кристаллы, форма не выражена |
Сульфат железа-аммония |
Слоистые, вытянутые кристаллы |
Сульфат никеля NiSO4 |
Вытянутые призмы и пентаэдры, гексагональная форма |
Лимонная кислота |
Ромбоэдры, ромбододекаэдры |
Сульфат марганца MnSO4 |
Плоские параллелограммы с острыми краями |
Калий хлористый (хлорид калия) KCl |
Игольчатые кристаллы, кубическая форма |
Йодид калия |
Прямоугольный кристалл, узкая квадратная призма |
Цинковый купорос (сульфат цинка) ZnSO4 |
Прямоугольная призма, кубическая форма |
В ходе своей работы я столкнулась с проблемой сохранения кристаллов. Оказалось, что не все они устойчивы длительное время. Таким образом, в работе мне удалось определить наиболее устойчивые и наоборот самые неустойчивые кристаллы из тех, которые удалось получить. (Таблица 4).
Таблица 4.
Название вещества |
Устойчивость кристалла |
Поваренная соль NaCl |
Наиболее устойчивые |
Медный купорос (сульфат меди2) CuSO4 |
Наиболее устойчивые |
Сульфат меди-аммония |
Устойчивые |
Сульфат меди, поваренная соль, сталь/железо |
Менее устойчивые |
Железный купорос (сульфат железа) FeSO4 |
Неустойчивые |
Сульфат железа-аммония |
Более устойчивые |
Сульфат никеля NiSO4 |
Устойчивые |
Лимонная кислота |
Менее устойчивые |
Сульфат марганца MnSO4 |
Неустойчивые |
Калий хлористый (хлорид калия) KCl |
Менее устойчивый |
Йодид калия |
Менее устойчивый |
Цинковый купорос (сульфат цинка) ZnSO4 |
Неустойчивые |
Данные таблицы 4 позволили мне определить наиболее устойчивые кристаллы – это кристаллы медного купороса и поваренной соли (хлорида натрия). Но кристаллы поваренной соли очень медленно образуются, поэтому для проведения последующих исследований, я остановила свой выбор на кристаллах медного купороса.