Apakah mungkin menanam kristal di rumah? Mari kita coba bersama-sama untuk menemukan jawaban atas pertanyaan ini, untuk mengusulkan metode untuk melakukan percobaan ini.
Kita tahu betul bahwa kristal dengan berbagai bentuk dan ukuran dapat ditemukan di alam. Di musim dingin, kepingan salju menghiasi jendela, cabang pohon. Beberapa kristal adalah produk limbah dari organisme tertentu.
Intro
Misalnya, pertumbuhan kristal khas untuk moluska yang jatuh ke dalam cangkang. Setelah 5-10 tahun, mutiara yang indah terbentuk di dalamnya, unik dalam penampilan dan kecemerlangan yang unik.
Safir, rubi, berlian, dan batu berharga lainnya dapat dianggap sebagai kristal. Pentingnya kristal alami dalam industri, sains, elektronik, optik sangat besar.
Menumbuhkan kristal di rumah adalah kegiatan yang menyenangkan bagi ahli kimia penelitian pemula. Aman, jadi cocok untuk anak SD sekalipun.
Melalui persiapan yang cermat, pelaksanaan yang cermateksperimen, pembentukan dan pengembangan keterampilan menyiapkan eksperimen terjadi.
Penting untuk mulai menumbuhkan kristal setelah gagasan tentang keadaan agregat materi, cara untuk mengontrol proses pertumbuhan kristal.
Jika kristalisasi berlangsung dengan kecepatan rendah, Anda dapat mengandalkan kristal besar. Dengan meningkatkan kecepatan proses, seseorang dapat mengharapkan untuk mendapatkan kristal kecil polikristalin.
Informasi penting
Proyek Pertumbuhan Kristal dapat dimulai dengan istilah dan konsep teoretis. Kristal adalah benda padat. Hal ini ditandai dengan bentuk tertentu, jumlah wajah yang terkait dengan kekhususan susunan atom. Kristal dari zat yang sama selalu memiliki bentuk yang sama, tetapi perbedaan ukuran diperbolehkan.
Kristal yang tumbuh dikaitkan dengan perubahan parameter termodinamika larutan, transisi larutan menjadi keadaan agregasi padat.
Di alam, ada banyak zat berbeda yang dapat membentuk kristal.
Misalnya, menumbuhkan kristal air melibatkan penurunan suhu. Saat air membeku, ia membentuk kepingan salju atau kristal es. Menurut skema serupa, pembentukan kristal mineral dilakukan selama proses pembentukan batuan tertentu.
Batu cair dan panas dalam jumlah signifikan di bagian dalam bumi adalah larutan mineral.
Saat mendorong mereka ke permukaanbumi, pendinginan lambat terjadi, yang mengarah ke transisi ke bentuk padat.
Misalnya, granit gunung mengandung kristal mineral: feldspar, kuarsa, mika. Jutaan tahun yang lalu, granit ada sebagai massa mineral cair. Di zaman kita, ada berbagai batuan cair di kerak bumi, dengan pendinginan bertahap yang membentuk berbagai jenis kristal.
Cara menumbuhkan kristal bervariasi dan tergantung pada struktur kimia zat, suhu, penggunaan komponen tambahan.
Proses spesifik
Proses dapat dibagi menjadi beberapa poin terpisah:
- alami, terkait dengan pendidikan di alam;
- buatan.
Opsi kedua diminati dalam kasus berikut:
- untuk tujuan ilmiah dan teknis;
- saat melakukan ekstrakurikuler, praktik, kerja eksperimental;
- pembentukan kristal acak.
Bagaimana pertumbuhan kristal dapat terjadi dalam kasus terakhir? Kimia menganggap varian kristalisasi ini sebagai hasil eksperimen yang tidak diinginkan, di mana dalam hal ini tidak ada kontrol dari pihak peneliti. Kristalisasi spontan diamati dengan adanya proses fisik atau kimia tambahan: penguapan pelarut, oksidasi komponen larutan.
Karakteristik fisik dan kimia
Menumbuhkan kristaldari garam dijelaskan oleh kelarutan zat dalam pelarut, disertai dengan penghancuran struktur kristal. Panas yang dibutuhkan untuk proses semacam itu diambil dari lingkungan. Misalnya, dalam kasus melarutkan amonium tiosianat NH4SCN dan kalium iodida, perubahan suhu dapat dirasakan dengan kontak langsung dengan tabung reaksi.
Juga, menumbuhkan kristal dari garam di rumah dikaitkan dengan difusi. Misalnya, dengan mengambil beberapa kristal kalium permanganat (kalium permanganat) dan melarutkannya dalam air, orang dapat mengamati bagaimana pusaran merah muda terbentuk di atas volume silinder. Dengan pengadukan yang kuat, seluruh larutan memperoleh warna merah muda yang seragam. Jika dibekukan, Anda dapat mengandalkan kristal kalium permanganat yang indah.
Menumbuhkan kristal untuk anak-anak paling baik dipertimbangkan pada natrium klorida, tembaga sulfat (2).
Aspek penting
Saat memilih bahan untuk pekerjaan eksperimental, penting untuk mempertimbangkan fakta-fakta tertentu:
- Bahan awal tidak boleh beracun. Misalnya, proyek "Menumbuhkan kristal di rumah" untuk anak-anak tidak mengizinkan penggunaan kalium sianida, natrium sulfat, karena hidrolisis garam tersebut melepaskan senyawa beracun yang dapat menyebabkan keracunan.
- Zat yang dipilih harus memberikan hasil yang stabil. Misalnya, kristal natrium sulfat, besi-amonium dan tawas kromium-kalium, garam mangan, dengan hilangnya kelembaban, berubah menjadi bubuk yang tidak mencolok, dan oleh karena itu, merekatidak termasuk dalam kit penumbuh kristal.
- Biaya yang dapat diterima dan ketersediaan reagen terpilih. Bagaimana kristal bisa tumbuh? Kit untuk anak-anak mencakup komponen yang dapat diakses serta instruksi terperinci untuk melakukan kerja praktek.
- Penggunaan zat stabil. Pilihan zat yang mengalami hidrolisis reversibel tidak dianjurkan. Dengan demikian, garam amonium, yang sangat higroskopis, akan bereaksi dengan air, sehingga sulit untuk mengharapkan hasil yang diinginkan.
Apa lagi yang harus diketahui oleh seorang alkemis muda? Tumbuh kristal melibatkan urutan tindakan tertentu (algoritma). Hanya jika semua persyaratan dan tahapan pekerjaan terpenuhi, Anda dapat mengandalkan untuk mendapatkan hasil yang diinginkan.
Simpan kristal lebih baik di lemari es, agar tidak memicu kehancurannya. Ada beberapa zat yang dapat bertahan dalam bentuk kristal yang stabil dalam jangka waktu yang cukup lama.
Misalnya, pilihan terbaik untuk anak sekolah adalah menanam kristal dari tembaga sulfat, garam. Komponen-komponen ini tersedia dalam kisaran harga, sesuai dengan karakteristik kimia-fisika, biologisnya.
Dengan lapisan tambahan dari kristal yang dihasilkan dengan pernis tidak berwarna, Anda dapat memperpanjang "masa pakai" mereka secara signifikan.
Peralatan yang dibutuhkan
Bagaimana cara menumbuhkan kristal? Set untuk anak-anak termasuk gelas kimia: gelas tahan panas,kertas saring, corong, batang kaca, reagen.
Jika percobaan dilakukan di rumah, kertas toilet (serbet) dapat digunakan sebagai pengganti kertas saring, dan panci tua yang diletakkan di atas kompor listrik dapat berfungsi sebagai penangas air.
Alternatif dari corong kimia asli adalah leher botol plastik bekas.
Apa lagi yang penting untuk dipertimbangkan saat melakukan percobaan Menanam Kristal? Selain budidaya langsung, penting untuk memperoleh keterampilan untuk melestarikan hasil kegiatan percobaan.
Pilihan pendidikan
Ada tiga opsi berbeda untuk pembentukan kristal:
- dari lelehan;
- dari solusi;
- dari fase gas.
Sebagai contoh kristalisasi dari keadaan cair, kita dapat mencatat munculnya es dari air, serta pembentukan batuan vulkanik.
Menumbuhkan kristal dari vitriol adalah contoh khas transisi dari fase cair ke keadaan agregasi padat.
Dalam kasus pendinginan uap atau gas, karena gaya tarik listrik, asosiasi atom atau molekul menjadi bentuk kristal diamati. Di antara opsi paling umum untuk produksi kristal tunggal buatan, yang dapat dilakukan oleh siswa sekolah dasar, kami memilih budidaya kristal dari tembaga sulfat. Kompleksitas prosesnya terletak pada kecepatan alirannya yang tidak signifikan.
Contoh tugas proyek siswa
Relevansi topik itu diberikaninstruksi terperinci untuk menumbuhkan kristal, serta hasil spesifik.
Hipotesis proyek: kristal yang indah dan unik dapat ditanam di rumah.
Tujuan proyek: menumbuhkan kristal garam sendiri.
Tujuan Proyek:
- menganalisis informasi teoritis tentang pertanyaan penelitian;
- mengungkapkan nilai garam bagi kehidupan manusia;
- menumbuhkan kristal garam dengan tangan Anda sendiri;
- klarifikasi kondisi pembentukan kristal;
- mengevaluasi hasil yang diperoleh selama kegiatan praktikum.
Latar belakang sejarah
Natrium klorida adalah produk makanan umum. Di alam, senyawa ini muncul sebagai mineral halit, juga disebut sebagai "garam batu". Natrium klorida ditemukan dalam jumlah yang signifikan dalam air laut. Senyawa ini ditemukan di perut bumi, di tepi sungai, di pegunungan.
Tanpa garam meja dalam jumlah tertentu, banyak organisme hidup mulai kekurangan garam. Predator menutupi kekurangan natrium klorida dengan daging dan darah mangsa, herbivora menjilat tanah asin.
10-15 gram garam per hari sudah cukup untuk seseorang (tidak lebih dari 1 sendok makan), kelebihan bahan kimia ini menyebabkan penyakit ginjal. Pada zaman kuno, garam digunakan untuk membuat koin, untuk 5 ubin garam Anda dapat membeli seorang budak.
Di Roma kuno, tentara bayaran dibayar dengan garam, bukan uang. Orang Inggris percaya bahwa larutan natrium klorida,terciprat pada sesuatu, mencegah kemalangan. Itu adalah garam yang dianggap sebagai simbol persahabatan dan keramahan. Ada tanda populer, yang menurutnya, ketika tersebar, Anda harus bersiap untuk kegagalan, pertengkaran.
Di Kievan Rus, zat tersebut berasal dari danau garam Azov dan Laut Hitam. Itu adalah komoditas yang sangat mahal sehingga hanya disajikan untuk tamu bangsawan.
Ada kota yang muncul di tempat penambangan natrium klorida:
- Solikamsk.
- Solvychegodsk.
- Bursol.
- Solikamsk.
- Soligalich.
- Sol-Iletsk.
Menarik tentang kristal
Kata itu berarti "es" dalam bahasa Yunani. Mereka memiliki berbagai bentuk, struktur, ukuran. Misalnya, sampel raksasa mencapai massa beberapa ton. Orang kuno percaya bahwa kristal dapat diperoleh dari es, dan berlian dapat diperoleh dari kristal. Mereka diberkahi dengan sifat magis, mereka percaya bahwa kristal menyembuhkan penyakit mematikan, mempengaruhi nasib dan kehidupan seseorang.
Ada bentuk khusus dari kristal: cabang, bulu, jarum, pohon, bunga. Contohnya adalah pola pada jendela di musim dingin. Orang-orang telah belajar menanam rubi secara artifisial. Batu dibutuhkan untuk industri perhiasan, juga untuk pembuatan jam tangan yang presisi.
Latihan
Menumbuhkan kristal garam tidak melibatkan bahan kimia khusus. Setiap rumah memiliki garam untuk makanan. Kristal dari senyawa kimia ini adalahkubus tidak berwarna transparan. Prosedur untuk menumbuhkan kristal garam dibagi menjadi beberapa tahap:
- Melarutkan garam dalam air hangat. Proses itu berlangsung terus sampai saat itu tiba, sampai zat itu berhenti larut (larutan jenuh).
- Campuran yang sudah disiapkan dituangkan ke dalam wadah lain, di mana kristal akhir dapat ditumbuhkan. Agar motes tidak mengganggu proses kristalisasi, larutan disaring terlebih dahulu melalui serbet atau tisu toilet.
- Sebuah kerikil kecil diikatkan pada seutas benang, yang diturunkan ke dalam larutan yang telah disiapkan.
- Wadah ditutup dengan foil logam untuk mencegah serpihan dan debu masuk ke dalam.
Poin penting
Untuk mendapatkan kristal yang besar dan indah, tidak perlu mengeluarkan kerikil tanpa kebutuhan khusus.
Debris tidak boleh masuk ke dalam larutan jenuh, karena ini akan menyebabkan penurunan laju kristalisasi, dan akan berdampak negatif pada ukuran partikel yang terbentuk.
Jangan gunakan pewarna saat menumbuhkan kristal, karena ini tidak hanya akan merusak larutan itu sendiri, tetapi juga berdampak negatif pada hasil akhir.
Dilihat dari ulasannya, kristal pertama pada utas terbentuk 2-3 hari setelah dimulainya percobaan. Secara bertahap, mereka bertambah besar, tumbuh di atas satu sama lain. Akhirnya, kristal natrium klorida transparan yang cukup besar terbentuk.
Budidaya Kristal Tembaga Sulfat
Untuk mendapatkan partikel sulfat yang indahtembaga dapat dibeli di toko perangkat keras bubuk tembaga sulfat. Zat ini digunakan dalam pertanian untuk memerangi mikroorganisme berbahaya yang merusak tanaman sayuran dan buah-buahan.
Harus diingat bahwa tembaga sulfat adalah senyawa kimia aktif. Ini beracun! Penting untuk mencuci tangan setelah proses melarutkan bedak, serta saat bekerja dengan kristal tembaga sulfat.
Pertama, Anda perlu menyiapkan larutan jenuh garam ini. Untuk melakukan ini, bubuk dilarutkan dalam air panas sampai proses pembubaran berhenti. Selanjutnya, kerikil kecil (biji) melekat pada benang, digantung dalam wadah dengan larutan tembaga sulfat sehingga tidak menyentuh bagian bawah. Bejana dibiarkan terbuka untuk waktu yang lama, suhu kamar dipertahankan. Untuk mencegah kotoran dan debu masuk, wadah dapat ditutup dengan kertas makanan.
Dalam proses penguapan, kerak akan muncul di permukaan larutan, secara bertahap berubah menjadi kristal biru mengkilap. Setelah 3-4 hari, "benih" tersebut ditumbuhi kristal biru menyerupai batu mulia. Setelah tiga minggu, Anda bisa mendapatkan kristal besar tembaga sulfat.
Jika mau, Anda dapat mempersenjatai diri dengan satu set ahli kimia muda siap pakai, yang dirancang untuk menumbuhkan berbagai kristal.
Ammonium dihydrogen phosphate digunakan sebagai zat yang ditambahkan pewarna makanan bubuk. Juga di set ada kerikil yang diperlukan untuk "benih", wadah plastik dengan penutup dan pembagian terukur untuk tumbuh, pinset,kaca pembesar, mengaduk dayung.
Untuk percobaan, air panas diukur 40 ml, kemudian campuran dituang, dilarutkan dalam air sambil diaduk dengan spatula. Batu utama tersebar di sepanjang bagian bawah wadah, larutan dituangkan ke dalam wadah. Itu ditempatkan di tempat yang terang, misalnya, di ambang jendela. Saat air menguap, kristal garam berbentuk jarum muncul di wadah. Setelah 2-3 minggu, air akan benar-benar menguap, Anda dapat melihat kristal besar garam amonium.
Penutup
Saat melakukan pekerjaan penelitian sesuai dengan algoritma yang diusulkan sebelumnya, seseorang dapat mengandalkan pelaksanaan tugas. Kristal yang ditanam di rumah cukup besar.
Selama percobaan independen, seorang ahli kimia muda dapat menarik kesimpulan berikut:
- bandingkan proses pertumbuhan kristal berbagai bahan kimia;
- menganalisis perbedaan warna, ukuran, bentuk kristal tumbuh;
- partikel dapat tumbuh saat menghilangkan gulma, menyingkirkan pertumbuhan yang tidak diinginkan;
- proses pertumbuhan kristal dilakukan saat air menguap;
- bentuk dan ukurannya dipengaruhi oleh suhu.
Dilihat dari ulasannya, kristalnya cukup berubah-ubah, mereka perlu dirawat dengan hati-hati, kepatuhan penuh terhadap rezim suhu, urutan tindakan, penggunaan "benih". Jika Anda memiliki kesabaran, perawatan dengan hati-hati dan hati-hati proyek ini, sangat mungkin untuk menumbuhkan kristal dengan bentuk, warna, ukuran yang tidak biasa di rumah Anda sendiri.
Kita tidak boleh lupa bahwa zat kristal dibutuhkan oleh seseorang untuk pembuatan peralatan mesin, pembangunan rumah, keperluan rumah tangga.
Di perut bumi terdapat batu-batu dengan bentuk yang ideal, seolah-olah seseorang telah dipoles, dipoles, dipotong dengan kualitas tinggi.
Masing-masing dari kita terkejut melihat kepingan salju tanpa cacat, butiran kecil pasir di tepi sungai, mengagumi batu mulia dan semimulia.
Sulit dipercaya bahwa alam, tanpa campur tangan manusia, yang menciptakan zat kristal ini.
Dalam proses kegiatan praktik, siswa berkenalan dengan materi teori, keterampilan kegiatan eksperimental, mempelajari aturan keselamatan dasar.
