水晶 - 大大小小的。在家享受有趣的化学体验

晶体 - 大的和小的。化学实验

有趣的化学实验

关于生长晶体的文章已经有很多，而且这些实验非常有效且易于执行，您可能至少已经设置过一次并知道其原理是什么。实际上，这里没有什么棘手的：您需要准备任何盐（氯化钠，硫酸铜或硫酸铁，明矾，重铬酸钾等，名单很长）的热饱和溶液，小心冷却，以便多余的盐溶解的物质不会掉入沉淀物中（这种溶液称为过饱和溶液），最后引入种子 - 悬浮在线上的相同盐的晶体。之后，只需用一张纸盖住容器，将其放在僻静的地方，等待大晶体生长，这可能需要数周甚至数月的时间；偶尔需要做的唯一一件事是在蒸发时添加一点饱和溶液。

这一切都是众所周知的。但经验的选择有很多，我们不会选择最常见的，例如硝酸铅和碘化钾。将这些盐的 10% 溶液等体积混合，碘化铅将在容器中沉淀。小心地排出液体。在透明容器中将水煮沸，用醋酸化，在沸腾时通过摇动添加更多湿的碘化铅沉淀。当液体慢慢冷却时，里面就会生长出金色的晶体。

同一主题的变体：将硝酸铅和碘化钾溶液倒入试管中，将内容物与沉淀物一起煮沸，使其溶解，然后在水龙头下快速冷却。在这种情况下，会形成微小的金晶体，悬浮在液体中。

一般来说，晶体尺寸很大程度上取决于冷却速率。将 20 克硝酸钾分小份倒入盛有 25 毫升水的容器中。添加下一部分后，摇动混合物使盐溶解，然后倒入下一部分。当盐不再溶解时，稍微加热容器，倒入另一份，摇匀，再次加热。依此类推，直到所取的盐全部溶解。现在将溶液倒入两个容器中，让其中一个在空气中冷却（为了更慢地冷却，您可以用几层致密的织物覆盖它）。在这个容器中，形成了几个大晶体，并且在环境的成功组合下，形成了一个晶体。立即将另一个容器放入一盆冷水中，许多小晶体会在其中突出。这是一般规则。

接下来的两个实验令人印象深刻，当然，在仔细准备好一切之后，它们可以安全地展示给观众。第一个是 Peligo 体验。用热水清洗圆筒，距内部25-30厘米的高度，然后通过漏斗沿壁倒入热的、非常浓缩的次亚硫酸盐溶液，使其充满圆筒的1/3。该溶液制备如下：将450克连二亚硫酸盐加热溶解在45毫升水中。

第二种溶液 - 乙酸钠（300克/45毫升水）也通过同一漏斗热倒入量筒的另外1/3。小心倾倒，该溶液不应与之前倾倒的溶液混合。最后，小心地用热水填充量筒的顶部三分之一，这将防止饱和溶液过早结晶。

容器内有三层：水、乙酸钠过饱和溶液、次亚硫酸盐过饱和溶液。用玻璃盖住量筒，让它冷却至室温，然后就可以开始实验了。

用一块蜡将一个小的、不显眼的次亚硫酸盐晶体固定在玻璃棒的末端（通过在火焰上加热将蜡稍微熔化）。在观众面前，快速将魔杖放入底层。盐的浓度如此之高，以至于晶体周围立即会堆积出许多新的晶体，形成一种花。而在中间层，次亚硫酸盐晶体周围的“外来”物质不会结晶。

将另一根完全相同的蜡棒浸入中间层，但带有一小块醋酸钠晶体（观众应该不会注意到差异） - 这里也会长出一朵花，但完全不同！如果小心操作，气缸可以多次使用。

另一种类似恶作剧的体验是单独使用乙酸钠。将 100-150 克盐溶解在热水中（最好在搪瓷碗中）并缓慢蒸发，尝试准确捕捉需要停止蒸发的时刻：时不时地向热溶液表面吹气，尽快吹气当类似脂肪的薄膜开始出现时，这意味着盐浓度是形成组合物 CH 的结晶水合物所需的盐浓度₃库纳*3H₂O. 将液体倒入干净的薄玻璃杯中，关闭并冷却。在冷却的液体中添加微量的醋酸钠种子就足够了，使其立即结晶并变成类似冰的固体物质。如果液体稍微暴露在火上，并且里面有太多的水，那么在冻结的物质上方会有一点水，必须将其排出。如果没有足够的水，那么表面就会出现一层盐层。去掉它没有意义，加一点水更容易。

通过在水浴中熔化结晶水合物并冷却它，这个实验可以进行多次，包括在惊讶的观众面前进行——看到水在我们眼前结冰而没有冷却的情况，谁不会感到惊讶呢？相反，玻璃甚至会升温——这是结晶释放的热量。玻璃杯可以倒过来，一滴也不会溢出。

将这种体验视为一种技巧，尝试在不知不觉中甩掉一粒盐——比如，从“魔杖”的尖端甩掉一粒盐。并且一定要在实验之间紧紧关闭玻璃，否则即使是随机的一粒灰尘也可能导致意外的结晶。

本实验的试剂——乙酸钠可由乙酸和苏打得到。如果自己做饭，则用水将醋酸稀释约三倍，然后将苏打水分小份地逐渐倒入其中，等待前一份苏打水的泡沫停止。如果没有这个，反应将会非常剧烈，以至于液体可能会被扔出容器。

还有更不寻常的晶体 - 金属，我们将种植铜晶体。

当您将钉子放入硫酸铜溶液中时，您已经收到了小铜晶体。它们是如此之小，以至于表面上的铜膜看起来几乎是连续的。为了制备大晶体，需要以某种方式减慢反应速度，以便反应中释放的铜有时间沉淀在晶体上并完成它们。缓慢冷却是一种可能的方法，但在不发生化学反应的情况下……

盐将起到抑制反应的作用。将一些硫酸铜晶体放在容器（例如玻璃罐）底部，如果可能的话，用食盐覆盖它们。用吸墨纸或滤纸剪成的圆圈盖住它们；该圆圈应接触容器壁。从上面直接在纸上放一个直径稍小的铁圈。提前用砂纸擦拭并冲洗。

将饱和食盐溶液倒入罐子中，使其完全覆盖铁圈。没有你的参与，一切都会继续下去。不可能确切地说出需要等待多长时间——很大程度上取决于实验条件。无论如何，不是一两个小时，而是几天。

因此，几天后，您会在容器中发现美丽的红色铜晶体。通过改变容器的大小、硫酸铜晶体的大小、盐层的厚度和实验温度，可以获得各种形状的铜晶体，有时甚至是极其不寻常的。有时，树突会生长——发育中未完成的晶体，类似于树枝。

如果您将铜晶体留在收到它们的同一个容器中，那么它们将不会持续很长时间。取出，用水冲洗，转移至装有稀硫酸并塞住的试管中。现在晶体不会发生任何事情。

作者：奥尔金 O.M.

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