Выращивание кристаллов дома

Когда – то мы участвовали в пешеходном походе в Казахстане, на плато Устюрт. Там нам встретился кристалл странной формы, оказалось, что это кристалл гипса. Тогда мы еще и не представляли, что скоро сами будем выращивать подобную красоту. Спустя некоторое время мы отправились в другой поход, на приполярный Урал. Там нашли ёщё более интересную находку: кристаллы горного хрусталя, было это не далеко от станции «Желанная». Эта находка не только заинтересовала нас, но и привела к более тщательному изучению кристаллов.

«Кристалл-твёрдое вещество, в котором атомы расположены закономерно, образуя трёхмерно-периодическую пространственную укладку-кристалическую решётку. » Это определение, данное на сайте Випикедия, а вот, что по этому поводу говорится в большой советской энциклопедии: «КРИСТАЛЛЫ (от греч. krystallos - первонач. - лед), твердые тела, атомы или молекулы которых образуют упорядоченную периодическую структуру (кристаллическую решетку). Кристаллы обладают симметрией атомной структуры, соответствующей ей симметрией внешней формы» вот эта симметрия природных кристаллов и поразила меня своей красотой. «Кристаллы - равновесное состояние твердых тел: каждому веществу, находящемуся при данных температуре и давлении, в кристаллическом состоянии соответствует определенная атомная структура. При изменении внешних условий структура кристаллов может измениться. Большинство природных и технических твердых материалов являются поликристаллами, одиночные кристаллы называются монокристаллами. »Интересно происхождения слова «кристалл» (оно звучит почти одинаково во всех европейских языках). Много веков назад среди вечных снегов в Альпах, на территории современной Швейцарии, нашли очень красивые, совершенно бесцветные кристаллы, очень напоминающие чистый лед. Древние натуралисты так их и назвали – «кристаллос», по-гречески – лед; это слово происходит от греческого «криос» – холод, мороз. Полагали, что лед, находясь длительное время в горах, на сильном морозе, окаменевает и теряет способность таять. Один из самых авторитетных античных философов Аристотель писал, что «кристаллос рождается из воды, когда она полностью утрачивает теплоту». Аналогичный вывод сделали в древности в Китае и Японии – лед и горный хрусталь обозначали там одним и тем же словом. И даже в 19 в. поэты нередко соединяли воедино эти образы:

Едва прозрачный лед, над озером тускнея,

Кристаллом покрывал недвижные струи.

А. С. Пушкин. К Овидию

Особое место среди кристаллов занимают драгоценные камни, которые с древнейших времен привлекают внимание человека. Самые знаменитые из них — алмазы, которые после огранки превращаются в бриллианты.

Геологам всегда было интересно, как давно в недрах Земли образовались алмазы. Но как это определить? Недавно в руки геологов попали южноафриканские алмазы, содержавшие включения граната в виде красивых мелких кристалликов, в которых оказались небольшие примеси самария. Этот редкоземельный элемент имеет разновидность (изотоп), который очень медленно распадается (период полураспада составляет 106 миллиардов лет). При этом он превращается в другой редкоземельный элемент - неодим. По количеству этого неодима,зная скорость его образования, можно определить возраст алмаза, т. е. время, когда в него попал самарий. Как показали расчеты, самарий попал в гранат 3,2—3,4 миллиарда лет назад. И если возраст Земли оценивается примерно в 4,6 миллиарда лет, то этот кристалл алмаза ненамного моложе нашей планеты.

Наука о кристаллах началась с изучения горного хрусталя. Его блестящие бесцветные кристаллы впервые были найдены еще в древности среди вечных снегов в Швейцарских Альпах. Некоторые кристаллы были настолько большими, что их с трудом могли поднять несколько силачей.

Кроме того, есть специальные науки занимающиеся изучением кристаллов:

• Кристаллография изучает идеальные кристаллы с позиций законов симметрии и сопоставляет их с кристаллами реальными.

• Структура кристаллографии занимается определением внутренней структуры кристаллов и классификацией кристаллических решёток.

• Кристаллооптика изучает оптические свойства кристаллов.

• Кристаллохимия изучает закономерности образования кристаллов из различных веществ и в разных средах.

Многие видные ученые, внесшие большой вклад в развитие химии, минералогии, других наук, начинали свои первые опыты именно с выращивания кристаллов. Помимо чисто внешних эффектов, эти опыты заставляют задумываться над тем, как устроены кристаллы и как они образуются, почему разные вещества дают кристаллы разной формы, а некоторые вовсе не образуют кристаллов, что надо сделать, чтобы кристаллы получились большими и красивыми.

С учителем химии мы вырастили в лаборатории первые свои кристаллы – кристаллы медного купороса. Но нас не переставал мучить вопрос о возможном выращивании кристаллов в домашних условиях. Оказывается это возможно!!!

Наталья Алексеевна проинструктировала нас по вопросам техники безопасности раб оты в домашних условиях. Для себя мы решили, что будем выращивать кристаллы в виде каких либо фигур, тем более в преддверии Нового года, можно было чем-то удивить одноклассников.

Чистяков Александр: моя задача состояла в том, чтобы придумать фигуру и подготовить каркас для выращивания кристаллов. Я брал проволоку ( ту которая продается в магазине для рукоделия)и обматывал ее обычными катушечными нитками, после чего формировал каркас(какую-либо фигуру).

Петренко Николай: меня больше привлекала практическая сторона процесса, поэтому после ознакомления с соответствующей литературой, я решил, что буду выращивать кристаллы из алюмокалиевых и хромовокалиевых квасцов. Приобрести эти реактивы я смог в специализированном магазине, по относительно доступной цене.

Дома я готовил насыщенный раствор квасцов путем их растворения в горячей воде. После того, как растворение прекращалось, я фильтровал раствор уже в подготовленную банку через слой ваты в самодельной воронке (из пластиковой бутылки). Опускал заготовленный Сашей каркас, предварительно прикрепленный к толстой алюминиевой проволоки, в раствор и укутывал банку сначала слоем ваты, затем специально выделенным для этой цели старым одеялом. Буквально за одну ночь на каркасе вырастали кристаллы разной формы, в зависимости от раствора.

Затем по предложению Александра, мы начали экспериментировать: выращенный кристалл алюмокалиевых квасцов поместили в насыщенный раствор хромокалиевых квасцов. Наросшие за ночь кристаллы в точности повторяли фигуру первоначального. Чтобы подтвердить наше мнение о том, что первоначальный кристалл сохранился преподаватель посоветовала нам его распилить. Действительно на спиле ясно угадывался первоначальный монокристалл алюмокалиевых квасцов, обросший множеством кристалликов хромокалиевых квасцов.

Так как кристаллы хромокалиевых квасцов были очень темными, далее мы решили попробовать приготовить насыщенный раствор смеси квасцов, и продолжая экспериментировать, я опустил в полученный раствор каркас в виде сердечка, на котором до этого уже вырастил бесцветные кристаллы.

Вот что из этого получилось:

Кристаллы были уже не столь темными и изменили свою форму, больше напоминали по структуре своей алюмокалиевые квасцы.

Кроме того я так же наблюдал выветривание(самопроизвольное разрушение) кристаллов, и, чтобы этого не произошло с нашими фигурками, покрывал их слоем бесцветного клея «Момент».

Когда в школе мы показали выращенные нами кристаллы, ребята с восхищением, удивлением их рассматривали, каждому хотелось их потрогать, действительно ли они настоящие; многие заинтересовались вопросом выращивания кристаллов, и мы надеемся, что в будущем они вырастят и свои кристаллы.