Evdə kristal yetişdirmək mümkündürmü? Gəlin birlikdə bu suala cavab tapmağa, bu eksperimentin aparılması üsullarını təklif etməyə çalışaq.
Biz çox yaxşı bilirik ki, təbiətdə müxtəlif formalı və ölçülü kristallara rast gəlmək olar. Qışda qar dənələri pəncərələri, ağac budaqlarını bəzəyir. Kristalların bəziləri müəyyən orqanizmlərin tullantı məhsullarıdır.
Giriş
Məsələn, qabığa düşən mollyuskalar üçün kristalların böyüməsi xarakterikdir. 5-10 ildən sonra onda gözəl mirvari əmələ gəlir, görünüşü və bənzərsiz parıltısı ilə unikaldır.
Safir, yaqut, almaz və digər qiymətli daşlar kristallar hesab edilə bilər. Təbii kristalların sənaye, elm, elektronika, optikada əhəmiyyəti böyükdür.
Evdə kristalların yetişdirilməsi tədqiqata başlayan kimyaçılar üçün əyləncəli bir fəaliyyətdir. Təhlükəsizdir, ona görə də hətta ibtidai sinif şagirdləri üçün də uyğundur.
Vətiyyətli hazırlıq, dəqiq icra yolu ilətəcrübə, eksperimentlərin qurulması bacarıqlarının formalaşması və inkişafı baş verir.
Maddənin məcmu vəziyyətləri, kristal böyümə prosesini idarə etmək yolları haqqında fikirlərdən sonra kristalların böyüməsinə başlamaq vacibdir.
Kristallaşma aşağı sürətlə davam edərsə, böyük bir kristal əldə edəcəyinizə arxalana bilərsiniz. Prosesin sürətini artırmaqla polikristal kiçik kristallar əldə etmək olar.
Vacib məlumat
Kristal yetişdirmə layihəsi nəzəri terminlər və anlayışlarla başlana bilər. Kristallar maddənin bərk halıdır. Müəyyən bir forma, atomların yerləşməsinin xüsusiyyətləri ilə əlaqəli üzlərin sayı ilə xarakterizə olunur. Eyni maddənin kristalları həmişə eyni formaya malikdir, lakin ölçü fərqlərinə icazə verilir.
Kristalların böyüməsi məhlulun termodinamik parametrlərinin dəyişməsi, məhlulun bərk birləşmə vəziyyətinə keçməsi ilə əlaqədardır.
Təbiətdə kristallar əmələ gətirə bilən çoxlu müxtəlif maddələr var.
Məsələn, su kristallarının böyüməsi temperaturun aşağı salınmasını nəzərdə tutur. Su donduqca qar dənəcikləri və ya buz kristalları əmələ gətirir. Oxşar sxemə əsasən, mineral kristalların əmələ gəlməsi müəyyən qaya əmələ gətirmə prosesləri zamanı həyata keçirilir.
Yerin daxili hissəsindəki əhəmiyyətli miqdarda ərimiş və isti süxurlar mineral məhlullardır.
Onları səthə itələyərkəntorpaqda yavaş soyutma baş verir, bu da bərk formaya keçidə səbəb olur.
Məsələn, dağ qranitində mineralların kristalları var: feldispat, kvars, mika. Milyonlarla il əvvəl qranit mineralların ərimiş kütləsi kimi mövcud idi. Bizim dövrümüzdə yer qabığında müxtəlif ərimiş süxurlar var ki, onların tədricən soyuması ilə müxtəlif növ kristallar əmələ gəlir.
Kristalların yetişdirilməsi üsulları dəyişir və maddənin kimyəvi quruluşundan, temperaturdan, əlavə komponentlərin istifadəsindən asılıdır.
Prosesin xüsusiyyətləri
Proses bir neçə ayrı nöqtəyə bölünə bilər:
- təbii, təbiətdəki təhsillə əlaqəli;
- süni.
İkinci seçim aşağıdakı hallarda tələb olunur:
- elmi və texniki məqsədlər üçün;
- sınıfdankənar, praktiki, eksperimental işlər apararkən;
- təsadüfi kristal əmələ gəlməsi.
Sonuncu halda kristal böyüməsi necə baş verə bilər? Kimya kristallaşmanın bu variantını eksperimentin gözlənilməz nəticəsi hesab edir, bu halda tədqiqatçı tərəfindən heç bir nəzarət yox idi. Spontan kristallaşma əlavə fiziki və ya kimyəvi proseslərin iştirakı ilə müşahidə olunur: həlledicinin buxarlanması, məhlulun komponentlərinin oksidləşməsi.
Fiziki və kimyəvi xüsusiyyətlər
Böyüyən kristallarduzdan kristal quruluşun məhv edilməsi ilə müşayiət olunan maddənin həlledicilərdə həll olması ilə izah olunur. Belə bir proses üçün tələb olunan istilik ətraf mühitdən alınır. Məsələn, ammonium tiosiyanat NH4SCN və kalium yodidin həll edilməsi halında temperaturun dəyişməsi sınaq borusu ilə birbaşa təmasda hiss oluna bilər.
Həmçinin evdə duzdan kristalların yetişdirilməsi diffuziya ilə əlaqələndirilir. Məsələn, kalium permanganatın (kalium permanganatın) bir neçə kristalını götürüb suda həll etdikdə, silindrin həcmi üzərində çəhrayı qıvrımların necə əmələ gəldiyini müşahidə etmək olar. Güclü qarışdırmaqla bütün məhlul vahid çəhrayı rəng əldə edir. Əgər dondurulubsa, siz gözəl kalium permanqanat kristallarını alacağınıza ümid edə bilərsiniz.
Uşaqlar üçün kristalların yetişdirilməsi ən yaxşı şəkildə natrium xlorid, mis sulfat (2) üzərində düşünülür.
Vacib aspektlər
Eksperimental iş üçün material seçərkən müəyyən faktları nəzərə almaq vacibdir:
- Başlanğıc material zəhərli olmamalıdır. Məsələn, uşaqlar üçün "Evdə kristalların yetişdirilməsi" layihəsi kalium siyanidin, natrium sulfatın istifadəsinə icazə vermir, çünki belə duzların hidrolizi zəhərli birləşmələr buraxır və zəhərlənməyə səbəb ola bilər.
- Seçilmiş maddələr sabit nəticələr verməlidir. Məsələn, natrium sulfat kristalları, dəmir-ammonium və xrom-kalium alum, manqan duzları nəm itkisi ilə qeyri-adi tozlara çevrilir və buna görə də onlarkristal yetişdirmə dəstinə daxil deyil.
- Məqbul qiymət və seçilmiş reagentlərin mövcudluğu. Kristalları necə böyütmək olar? Uşaqlar üçün dəstlərə əlçatan komponentlər və praktiki işlərin görülməsi üçün ətraflı təlimatlar daxildir.
- Sabit maddələrin istifadəsi. Geri dönən hidrolizə məruz qalan maddələrin seçilməsi tövsiyə edilmir. Beləliklə, yüksək hiqroskopik olan ammonium duzları su ilə reaksiyaya girəcək və bunun nəticəsində istənilən nəticəni əldə etməyi gözləmək çətin olacaq.
Gənc kimyagər başqa nə bilməlidir? Kristalların yetişdirilməsi müəyyən bir hərəkət ardıcıllığını (alqoritmi) əhatə edir. Yalnız bütün tələblər və iş mərhələləri yerinə yetirildikdə, istədiyiniz nəticəni əldə etməyə arxalana bilərsiniz.
Kristalların məhv olmasına səbəb olmamaq üçün onları soyuducuda saxlayın. Bəzi maddələr var ki, onlar kifayət qədər uzun müddət stabil kristal şəklində mövcud ola bilirlər.
Məsələn, məktəblilər üçün ən yaxşı variant mis sulfatdan, duzdan kristal yetişdirməkdir. Bu komponentlər kimyəvi-fiziki, bioloji xüsusiyyətlərinə uyğun qiymət intervalında mövcuddur.
Nəticədə kristalların əlavə rəngsiz lak ilə örtülməsi ilə siz onların "ömrünü" əhəmiyyətli dərəcədə uzada bilərsiniz.
Tələb olunan avadanlıq
Kristalları necə böyütmək olar? Uşaqlar üçün dəstlərə kimyəvi şüşə qablar daxildir: istiliyədavamlı eynəklər,filtr kağızı, huni, şüşə çubuq, reagentlər.
Təcrübə evdə aparılırsa, filtr kağızı əvəzinə tualet kağızı (salfetlər) istifadə oluna bilər və elektrik sobasının üzərinə qoyulmuş köhnə qazan su hamamı rolunu oynaya bilər.
Əsl kimyəvi huniyə alternativ köhnə plastik butulkanın boynudur.
Kristal yetişdirmə təcrübəsini həyata keçirərkən başqa nələri nəzərə almaq vacibdir? Birbaşa becərmə ilə yanaşı, eksperimental fəaliyyətlərin nəticəsini qorumaq üçün bacarıqlar əldə etmək vacibdir.
Təhsil seçimləri
Kristal əmələ gəlməsi üçün üç fərqli seçim var:
- eriyikden;
- həlldən;
- qaz fazasından.
Ərimiş vəziyyətdə olan kristallaşmaya misal olaraq sudan buzun görünməsini, həmçinin vulkanik süxurların əmələ gəlməsini qeyd edə bilərik.
Vitrioldan kristalların yetişdirilməsi maye fazadan bərk birləşmə vəziyyətinə keçidin tipik nümunəsidir.
Buxarın və ya qazın soyuması halında, elektrik cazibə qüvvələrinin təsiri ilə atomların və ya molekulların kristal vəziyyətinə assosiasiyası müşahidə olunur. İbtidai sinif şagirdləri tərəfindən həyata keçirilə bilən monokristalların süni istehsalının ən çox yayılmış variantları arasında mis sulfatdan kristalların yetişdirilməsini ayırırıq. Prosesin mürəkkəbliyi onun axınının əhəmiyyətsiz sürətindədir.
Tələbə layihəsi işinə nümunə
Mövzunun aktuallığı ondan ibarətdir ki, verilmişdirartan kristallar üçün ətraflı təlimatlar, eləcə də xüsusi nəticələr.
Layihənin fərziyyəsi: gözəl və unikal kristallar evdə yetişdirilə bilər.
Layihənin məqsədi: özbaşına duz kristallarının yetişdirilməsi.
Layihənin Məqsədləri:
- tədqiqat sualı üzrə nəzəri məlumatları təhlil edin;
- duzun insan həyatı üçün dəyərini açır;
- öz əlinizlə duz kristalları yetişdirin;
- kristalların əmələ gəlməsi şərtlərini aydınlaşdırmaq;
- praktiki fəaliyyətlər zamanı əldə edilən nəticələri qiymətləndirin.
Tarixi məlumat
Natrium xlorid ümumi qida məhsuludur. Təbiətdə bu birləşmə "daş duzu" olaraq da adlandırılan halit mineralı kimi baş verir. Natrium xlorid dəniz suyunda əhəmiyyətli miqdarda olur. Bu birləşmə yerin dərinliklərində, çayların sahillərində, dağlarda tapıldı.
Müəyyən miqdarda xörək duzu olmadıqda, bir çox canlı orqanizmlər duz aclığına başlayır. Yırtıcılar natrium xlorid çatışmazlığını yırtıcıların əti və qanı ilə tamamlayır, ot yeyənlər duzlu torpaqları yalayırlar.
Bir insana gündə 10-15 qram duz kifayətdir (1 xörək qaşığından çox deyil), bu kimyəvi maddənin artıqlığı böyrək xəstəliklərinə səbəb olur. Qədim dövrlərdə duz sikkələr hazırlamaq üçün istifadə olunurdu, 5 kirəmit duza bir qul almaq olardı.
Qədim Romada muzdlu əsgərlərə pul deyil, duz verilirdi. İngilislər hesab edirdilər ki, natrium xlorid məhlulu,bir şeyin üzərinə sıçrayan, bədbəxtliyin qarşısını alır. Dostluq və qonaqpərvərlik simvolu hesab edilən duz idi. Məşhur bir işarə var, ona görə səpələnəndə uğursuzluğa, mübahisəyə hazırlaşmalısan.
Kiyev Rusunda maddə Azov və Qara dənizlərin duz göllərindən gəlirdi. Bu, o qədər bahalı bir mal idi ki, onu yalnız zadəgan qonaqlara təqdim edirdilər.
Elə şəhərlər var ki, natrium xlorid hasil edilən yerlərdə peyda olub:
- Solikamsk.
- Solvychegodsk.
- Bursol.
- Solikamsk.
- Soliqalich.
- Sol-Iletsk.
Kristallar haqqında maraqlı
Söz yunanca "buz" deməkdir. Onların müxtəlif formaları, quruluşları, ölçüləri var. Məsələn, nəhəng nümunələr bir neçə ton kütləyə çatır. Qədim insanlar büllurun buzdan, almazın isə kristaldan alına biləcəyinə inanırdılar. Onlar sehrli xüsusiyyətlərə sahib idilər, kristalların ölümcül xəstəliklərdən sağaldığına, insanın taleyinə və həyatına təsir etdiyinə inanırdılar.
Kristalların xüsusi formaları var: budaqlar, lələklər, iynələr, ağaclar, çiçəklər. Buna misal olaraq qışda pəncərələrdəki naxışları göstərmək olar. İnsanlar yaqutları süni şəkildə yetişdirməyi öyrəniblər. Daşlar zərgərlik sənayesi, eləcə də dəqiq saat mexanizmlərinin istehsalı üçün lazımdır.
Təcrübə
Duz kristallarının yetişdirilməsi xüsusi kimyəvi maddələrdən istifadə etmir. Hər evdə yemək üçün duz var. Bu kimyəvi birləşmənin kristalları bunlardırşəffaf rəngsiz kublar. Duz kristallarının yetişdirilməsi proseduru bir neçə mərhələyə bölündü:
- Duzun isti suda həll edilməsi. Proses belə bir an gələnə qədər, maddənin həllini dayandırana qədər davam etdi (doymuş məhlul).
- Hazırlanan qarışıq, son kristalların yetişdirilə biləcəyi başqa bir qaba tökülür. Tozların kristallaşma prosesinə mane olmaması üçün məhlul əvvəlcə salfet və ya tualet kağızından süzülür.
- Hazırlanmış məhlulun içinə endirilən ipə kiçik bir çınqıl bağlanır.
- Qabın və tozun içəri daxil olmasının qarşısını almaq üçün konteyner metallaşdırılmış folqa ilə örtülmüşdür.
Vacib nöqtələr
Böyük və gözəl kristallar əldə etmək üçün xüsusi ehtiyac olmadan çınqıl çıxarmaq arzuolunmazdır.
Qırıntılar doymuş məhlulun içinə düşməməlidir, çünki bu, kristallaşma sürətinin azalmasına səbəb olacaq və əmələ gələn hissəciklərin ölçüsünə mənfi təsir göstərəcək.
Kristal yetişdirərkən boyalardan istifadə etməyin, çünki bu, nəinki məhlulun özünü korlayacaq, həm də son nəticəyə mənfi təsir göstərəcək.
Rəylərə əsasən, ipdəki ilk kristallar təcrübənin başlamasından 2-3 gün sonra əmələ gəlir. Tədricən, ölçüsü artır, bir-birinin üstündə böyüyürlər. Nəhayət, kifayət qədər böyük şəffaf natrium xlorid kristalı əmələ gəlir.
Mis sulfat kristallarının becərilməsi
Gözəl sulfat hissəcikləri əldə etmək üçünmis hardware mağazasında əldə edilə bilər mis sulfat tozu. Bu maddə kənd təsərrüfatında tərəvəz və meyvə bitkilərini məhv edən zərərli mikroorqanizmlərlə mübarizə üçün istifadə olunur.
Mis sulfatın aktiv kimyəvi birləşmə olduğunu xatırlamaq lazımdır. Bu zəhərlidir! Tozun həlli prosesindən sonra, həmçinin mis sulfat kristalları ilə işləyərkən əlləri yumaq lazımdır.
İlk olaraq bu duzun doymuş məhlulunu hazırlamalısınız. Bunun üçün toz həll prosesi dayanana qədər qaynar suda həll edilir. Sonra ipə kiçik bir çınqıl (toxum) yapışdırılır, dibinə toxunmaması üçün mis sulfat məhlulu ilə bir konteynerə asılır. Gəmi uzun müddət açıq qalır, otaq temperaturu saxlanılır. Zibil və tozun içəri daxil olmasının qarşısını almaq üçün qabı qida folqa ilə örtmək olar.
Buxarlanma zamanı məhlulun səthində tədricən mavi rəngli parlaq kristallara çevrilən qabıq əmələ gələcək. 3-4 gündən sonra "toxum" qiymətli daşlara bənzəyən mavi kristallarla böyüyür. Üç həftədən sonra böyük bir mis sulfat kristalı əldə edə bilərsiniz.
İstəsəniz, müxtəlif kristalların yetişdirilməsi üçün nəzərdə tutulmuş gənc kimyaçının hazır dəsti ilə özünüzü silahlandıra bilərsiniz.
Ammonium dihidrogen fosfat bir maddə kimi istifadə olunur, ona toz halında qida boyası əlavə edilir. Dəstdə "toxum" üçün lazım olan çınqıllar, qapaqlı plastik qab və böyümək üçün ölçülmüş bölmələr, cımbızlar,böyüdücü şüşə, qarışdırıcı avar.
Təcrübə üçün 40 ml qaynar su ölçülür, sonra qarışıq tökülür, spatula ilə qarışdırılaraq suda həll edilir. Əsas qaya qabın dibi boyunca səpələnir, məhlul konteynerə tökülür. Parlaq bir yerə, məsələn, bir pəncərəyə qoyulur. Su buxarlandıqca qabda iynəşəkilli duz kristalları əmələ gəlir. 2-3 həftədən sonra su tamamilə buxarlanacaq, ammonium duzunun iri kristallarını görə bilərsiniz.
Bağlanır
Əvvəllər təklif olunan alqoritmə uyğun olaraq tədqiqat işləri apararkən tapşırığın yerinə yetirilməsinə ümid etmək olar. Evdə yetişdirilən kristallar olduqca böyükdür.
Müstəqil təcrübələr zamanı gənc kimyaçı aşağıdakı nəticələr çıxara bilər:
- müxtəlif kimyəvi maddələrin kristal böyümə prosesini müqayisə edin;
- yetişmiş kristalların rəng, ölçü, forma fərqlərini təhlil edin;
- hissəciklər alaq otlarını təmizləyərkən, arzuolunmaz böyümələrdən xilas olarkən böyüyə bilər;
- kristalın böyüməsi prosesi suyun buxarlanması ilə həyata keçirilir;
- onların forma və ölçüsü temperaturdan təsirlənir.
Rəylərə əsasən, kristallar olduqca şıltaqdır, onlara qayğı ilə yanaşmaq, temperatur rejiminə tam riayət etmək, hərəkətlərin ardıcıllığı, "toxum" istifadə etmək lazımdır. Səbriniz varsa, bu layihəyə diqqətlə və diqqətlə yanaşınsa, evdə özbaşına qeyri-adi formada, rəngdə, ölçüdə kristalları yetişdirmək olduqca mümkündür.
Unutmamalıyıq ki, kristal maddələr insana dəzgahların istehsalı, evlərin tikintisi, məişət məqsədləri üçün lazımdır.
Yerin dibinde bele ideal formada daşlar var ki, sanki kimsə onları yüksək keyfiyyətlə cilalayıb, cilalayıb, kəsib.
Hər birimiz təəccüblə qüsursuz qar dənəciklərinə, çay sahilindəki kiçik qum dənələrinə, qiymətli və yarı qiymətli daşlara heyranlıqla baxırdıq.
Bu kristal maddələri heç bir insanın müdaxiləsi olmadan təbiətin yaratdığına inanmaq çətindir.
Təcrübəli fəaliyyət prosesində tələbələr nəzəri materiallarla, eksperimental fəaliyyətin bacarıqları ilə tanış olur, əsas təhlükəsizlik qaydalarını öyrənirlər.
