Как вырастить кристалл из купороса?

Если вы хотите привить своему чаду интерес к естественным наукам и попутно ознакомить его с основами химии, предложите ребенку поставить какой-нибудь занимательный опыт, например, заняться выращиванием кристаллов из насыщенного раствора соли. Вырастить из медного купороса красивый ярко-синий кристалл - дело совсем несложное, однако весьма долгое. Запаситесь терпением, изучите нашу инструкцию, приобретите необходимые реактивы и смело беритесь за дело.

Как вырастить крупный кристалл медного купороса

Необходимые материалы и оборудование

• Полукилограммовая упаковка медного купороса. Медный купорос используют для защиты растений от вредителей, в качестве удобрения и для обработки стен от плесени. Поэтому найти его можно в строительных или хозяйственных магазинах либо в магазинах «Все для сада и огорода».
• Дистиллированная вода - литровая бутылка. Медный купорос (в химии он называется сульфат меди) - соединение весьма активное, поэтому растворять его следует в дистиллированной воде. Водопроводная вода для этого малопригодна, так как содержащиеся в ней примеси могут вступать в реакцию с медным купоросом. Дистиллированную воду вы можете приобрести в любом магазине, торгующем автомобильными запчастями.
• Две стеклянные банки: литровая и пол-литровая.
• Стеклянная палочка.
• Резиновые печатки.
• Лейка и фильтровальная бумага.
• Катушка прочных белых х/б ниток и очень маленькая плоская пуговичка.

Порядок работы

1. Следует надеть резиновые перчатки и приготовить насыщенный раствор медного купороса. В принципе, можно точно рассчитать количество сульфата серы, которое нужно растворить в данном объеме воды для получения такого раствора. Для этого надо знать растворимость купороса (при t 20*С она равняется 36 г/100 мл) и умножить этот показатель на объем используемой воды. Но так как у вас в хозяйстве вряд ли найдутся лабораторные весы, вы можете поступить значительно проще - налейте в литровую банку примерно 300 мл теплой воды и насыпьте в нее стакан купороса. Тщательно стеклянной палочкой перемешайте раствор и отложите банку в сторону на сутки. За это время еще несколько раз перемешивайте раствор.
2. На следующий день на пол-литровую банку установите лейку, вложите в нее фильтровальную бумагу (или кусочек ваты) и потихоньку пропустите через фильтр вчерашний раствор. Сливайте раствор из литровой банки медленно и осторожно - на дне ее останутся нерастворившиеся излишки купороса.
3. Уберите лейку, выбросьте фильтровальную бумагу. Из приготовленного таким способом насыщенного раствора мелкие кристаллики купороса будут выпадать естественным образом - достаточно опустить в банку кончик нитки, и через несколько часов на ней появятся первые маленькие синие кристаллы. Но вы же хотите вырастить настоящий большой красивый кристалл, поэтому для его получения вам придется применить одну маленькую хитрость. Как жемчужина в раковине вырастает вокруг попавшей в нее песчинки, так и кристалл в растворе должен расти вокруг некой основы. В качестве такой основы вы можете использовать мелкий кристалл купороса (выращенный предварительно) или же обычную маленькую пуговичку.
4. Привяжите к концу нитки пуговку или кристалл, положите поперек горла банки стеклянную палочку (или карандаш). Опустите пуговку (или кристаллик) в банку таким образом, чтобы она оказалась в центре раствора и не касалась дна и стенок банки. Зафиксируйте второй свободный конец нити - просто привяжите его к палочке - перекладине. Накройте всю эту конструкцию марлевой салфеткой, чтобы в банку не попадала пыль, и поставьте ее подальше от пищевых продуктов, домашних животных и маленьких детей.
5. Время от времени снимайте банку, любуйтесь на растущий кристалл и фильтруйте раствор.
6. Через месяц, когда кристалл станет довольно большим, извлеките его из раствора, обрежьте ниточку, промойте и просушите. При желании можете покрыть кристалл бесцветным лаком.

О том, как вырастить кристалл из обычной кухонной соли, читайте в нашей статье

В домашних условиях можно вырастить кристаллы самых разнообразных форм, размеров и даже цветов. Если в качестве материала для кристаллизации вы используете соль или сахар, то для получения цветного кристалла вам придется использовать красители. А вот выращивание кристалла из медного купороса в домашних условиях позволяет получить сразу кристалл красивого синего цвета.

Суть кристаллизации медного купороса не отличается от кристаллизации сахара или соли. Медный купорос имеет широкое применение в сельском хозяйстве, используется в качестве удобрения и продается в магазинах товаров для дачи.

Чтобы вырастить кристалл из медного купороса дома вам потребуется:

• Медный купорос;
• Вода. Лучше использовать дистиллированную воду (ее можно купить в магазине автотоваров) или использовать обычную кипяченую воду.
• ​ Стеклянный стакан или банка;
• ​ Нитка.
• ​ Палочка или обычный карандаш;
• ​ Бесцветный лак для ногтей.
• ​ Резиновые перчатки.

Инструкция, как вырастить кристалл из медного купороса в домашних условиях

Внимание! При работе с медным купоросом лучше надеть перчатки!

1. На начальном этапе готовим перенасыщенный раствор. Наливаем в банку или стакан примерно 300 мл воды. Начинаем добавлять медный купорос. Насыпаем столовую ложку, размешиваем. Купорос очень быстро растворится. Добавляем еще ложку, снова размешиваем. Делаем так до тех пор, пока соль не начнет оседать на дне. Раствор получился перенасыщенным. Поместим банку в кастрюлю с водой и поставим кастрюлю на огонь. Необходимо добиться полного растворения купороса в воде.
2. Пока раствор остывает, приготовим «затравку». Затравкой может быть крупный кристалл медного купороса или бусина или пуговица. Закрепляем затравку на нитке.
3. Затравку на нитке можно нужно поместить внутрь банки с раствором. При этом затравка не должна касаться стенок сосуда или его дна. Поэтому привяжем нитку к палочке или карандашу по середине. Положим карандаш поперек горлышка банки.
4. Оставляем конструкцию в покое и ждем, пока начнут образовываться кристаллы. Кристаллы медного купороса растут несколько быстрее, чем соляные или сахарные. Когда кристалл достигнет желаемого размера, извлекаем его из раствора, обрезаем нитку.
5. Для того чтобы придать кристаллу еще более привлекательный вид, покроем его бесцветным лаком для ногтей.

Что необходимо помнить:

Чем насыщеннее раствор, тем быстрее пойдет кристаллизация. Через сутки-двое можно аккуратно вынуть кристалл из раствора, а сам раствор заменить на новый, более насыщенный.

Храните кристалл вдали от маленьких детей. Ведь кристаллы из медного купороса настолько красивы, что детям обязательно захочется проверить их на вкус.

А еще своими руками можно вырастить кристаллы из сахара, медного купороса и окрашенной соли

Кристалл… От этого слова прямо-таки веет магией. Не знаю как насчет магических свойств кристаллов, а вот разнообразными полезными физическими свойствами они точно обладают. Кристаллы широко применяются в современной электронике, оптике и других областях техники. Ну и, конечно же, кристаллы просто красивы. Они притягивают взор своей правильной формой и природной симметрией. Причем это касается не только драгоценных кристаллов, но и кристаллов, выращенных из подручных средств.

Мы уже кое-что знаем о кристаллическом состоянии вещества из статьи о . Настало время перейти к практическим занятиям 🙂

Эксперимент по выращиванию кристаллов имеет ряд особенностей. Одной из таких особенностей является длительность проведения опыта. Дело все в том, что хороший и красивый, а, главное, большой кристалл нельзя вырастить быстро. На это нужно время. Именно поэтому опыт по выращиванию кристаллов в течение девяти дней развивался в рубрике , где вы могли наблюдать за ходом процесса и, даже может быть, вести параллельно свой эксперимент. Эта статья является обобщением полученных в ходе опыта сведений. Итак, инструкция для тех, кто хочет сам вырастить кристалл.

Для этого нам понадобятся:

• Емкость, в которой будет расти кристалл. Лучше всего, если емкость будет прозрачной, например, стеклянная банка. В этом случае будет удобно наблюдать за течением процесса.
• Небольшой кусочек картона, чтобы вырезать крышечку для емкости
• Воронка
• Фильтровальная бумага или любой материал, с помощью которого можно будет профильтровать раствор. Можно использовать салфетку.
• Нитка. Лучше взять нитку потоньше и более гладкую, например, шелковую.
• Ну и, конечно же, то вещество, из которого мы будем выращивать кристалл. В опыте используется медный купорос. Кристалл из него должен получиться красивого голубого цвета. К тому же достать медный купорос довольно просто – обычно он продается в любом садово-огородном магазине. Если же вам не удалось найти медный купорос или просто лень идти в магазин, то можно использовать любое кристаллическое вещество, например, обычную поваренную соль или сахар.

Перед началом опыта я вас должен предупредить на случай, если вы захотите повторить его, о мерах личной безопасности. Вы будете работать с химическими веществами, которые могут принести вам вред. Не используйте для своего опыта пищевые емкости, пользуйтесь защитными средствами (перчатки, очки), тщательно мойте свою лабораторную посуду. При попадании химических веществ на кожу или в глаза, тщательно промойте их водой. При попадании внутрь – обратитесь к врачу.

Ну вот, с формальностями покончено, приступим.

День 1.

Как я уже говорил, выращивание кристаллов – это процедура, имеющая некоторые особенности. Еще одна особенность этого опыта помимо длительности – это необходимость выращивания так называемой затравки, т.е. небольшого кристаллика, на основе которого будет расти большой кристалл. Можно обойтись и без затравки, но в таком случае сложно вырастить красивый монокристалл. Поэтому лучше все-таки затравку вырастить, тем более, что в этом нет ничего сложного.

Приготовим насыщенный раствор.

Насыпем в стеклянную емкость немного медного купороса (здесь и далее я буду говорить о медном купоросе, поскольку именно он участвует в опыте, вы же используйте то вещество, которое удалось найти).

Заливаем соль (а медный купорос является серно-медной солью) небольшим количеством горячей воды. Использование горячей воды обязательно, т.к. при повышенной температуре увеличивается растворимость солей.

Лучше поместить емкость на водяную баню, чтобы раствор не охлаждался раньше времени.

Размешиваем соль до растворения, а затем добавляем еще соли и снова размешиваем. Так повторяем до тех пор, пока соль не перестанет растворяться в воде.

Таким образом, мы получили насыщенный раствор соли.

Теперь полученный раствор нужно профильтровать. Сделать это нужно для того, чтобы в растворе не осталось посторонних частиц, например, пыли или примесей. Посторонние частицы могут служить дополнительными центрами кристаллизации, т.е. вокруг них начнут образовываться другие кристаллики, а нам этого не нужно. На данной стадии эксперимента это не очень критично, но позднее чистота раствора будет очень важна.

После того как профильтровали, в раствор нужно кинуть несколько кристалликов соли – на них и начнут образовываться затравки.

Теперь емкость нужно поместить в такое место, где будет обеспечен более-менее постоянный температурный режим (подоконник для этого замечательно подходит), и чем-нибудь прикрыть, чтобы не допустить попадания посторонних примесей.

Раствор начнет охлаждаться и пересыщаться, т.е. соли начнет становиться в растворе больше, чем она может раствориться при данной температуре. Соль начнет кристаллизоваться, а центрами кристаллизации станут те крупинки соли, которые мы добавили в насыщенный раствор. Ждать нужно будет дня 2-3. После этого приступим к следующей стадии эксперимента.

День 2.

Видно, что на дне сосуда стали образовываться кристаллики.

День 3.

Кристаллики подросли. В принципе, их размера достаточно для использования в качестве затравки, но я попробую выдержать их еще один день.

День 4.

Ну что ж, прошло уже достаточно времени, и у нас сформировался неплохой материал для затравки. Осталось выбрать подходящего кандидата.

Уже довольно красиво, не правда ли? Но мы на достигнутом останавливаться не будем и продолжим наш эксперимент.

На вид кажется, что образовавшаяся масса кристалликов представляет собой монолит, но на самом деле разделить кристаллики не представляет особого труда.

Постарайтесь выбрать кристаллик наиболее правильной формы. Я выбрал далеко не самый большой из имеющихся, но его форма мне понравилась больше всего. Чем правильнее будет форма затравки, тем правильнее в дальнейшем будет форма кристалла. Чтобы были более понятны размеры затравки, я рядышком положил спичку.

Теперь нужно к затравке привязать нитку. Как я писал в начале статьи, лучше взять нитку менее ворсистую, чтобы на ее торчащих ворсинках не образовывались побочные кристаллы. Не используйте в качестве подвеса проволоку.

Теперь нитку с затравкой нужно продеть через крышку емкости и закрепить на обратной стороне. Закрепить нужно так, чтобы в любой момент была возможность отрегулировать высоту подвеса. К примеру, можно с обратной стороны намотать излишек нитки на спичку или закрепить нитку скрепкой.

Теперь нам нужно приготовить свежий раствор соли. Делается он таким же способом как и для затравки: растворение в горячей воде соли, пока она не перестанет растворяться, фильтрация раствора. В этот свежий раствор мы и помещаем нашу затравку. Проследите, чтобы затравка не касалась дна и стенок емкости, иначе кристалл начнет расти неправильной формы.

И вот теперь у нас есть два пути. Первый — более сложный. Он требует больше внимания и усилий. Дело в том, что наиболее красивые и правильные по форме кристаллы получаются, когда процесс кристаллизации идет медленно. Следовательно, нам нужно обеспечить плавное охлаждение раствора соли. Для этого нужно нашу емкость с затравкой помещать в термососуды, постоянно контролировать температуру раствора. Говоря простым языком, возни довольно много. Но и награда за такие усилия стоящая — кристалл получится максимально чистый и правильной формы.

Второй путь гораздо проще. Вы поместили затравку в горячий раствор и можете на какое-то время про него забыть, предоставив процесс кристаллизации на волю случая. При этом способе растущий кристалл может не быть идеальной формы, но процесс роста будет быстрее.

Я выбрал второй путь. В конце-концов, пройдя по более простому пути и получив некоторый опыт, я всегда могу проделать и более сложный вариант эксперимента. К тому же нужно иметь ввиду, что быстрый вариант опыта – это вовсе не означает, что его можно провести за пару часов. Даже при ускоренном опыте кристалл будет расти несколько дней. В случае же длительного варианта эксперимент может растянуться на 1 – 2 месяца.

Но и в том и другом случает нужно следить за ростом кристалла. Лишний раз доставать кристалл и трогать его не нужно — это может сказаться на его форме. Если на кристалле или нитке стали образовываться побочные кристаллики, их нужно аккуратно снимать, чтобы они также не портили форму основного кристалла.

И еще один момент. Если вы опустили в раствор затравку, а она не стала увеличиваться, а совсем наоборот, растворяется, то это означает, что вы приготовили ненасыщенный раствор. Процедуру приготовления раствора придется повторить.

Итак продолжаем следить за ростом кристалла. Если у вас возникли вопросы, можете обратиться ко мне в комментариях или через форму .

День 5.

За сутки кристалл значительно вырос. На фото кристалл в сравнении со спичкой и кристалликом — дублером затравки, который я вчера оставил на всякий случай.

Однако, как видите, форма кристалла не идеальна, имеется множество дефектов. Это результат быстрого роста кристалла. Но он мне все равно нравится 🙂

Я обновил раствор так, как это делал раньше, и снова опустил туда кристалл. Так как размеры кристалла значительно увеличились по сравнению с предыдущим днем, потребовалась корректировка высоты подвеса затравки. Эксперимент продолжается.

День 6.

Кристалл подрос. Снова обновил раствор медного купороса.

День 7.

Кристалл уже еле влезает в мой стакан! Не забываем очищать нить от наростающих маленьких кристалликов.

День 8.

День 9.

Ну, вот и наступил, я считаю, последний день эксперимента. Последний не потому, что далее кристалл расти не сможет, а потому, что в моей лабораторной посуде ему стало тесновато. Достаем кристалл, обрезаем ему под самый корень ниточку и промакиваем салфетками. От любования своим произведением искусства нас отделяет один шаг. Дело в том, что если оставить кристалл как есть, он довольно скоро разрушится. Чтобы этого не произошло, его нужно «одеть» в защитную оболочку. Самый лучший вариант, это покрыть его прозрачным лаком. Можно и поместить его в герметично закрывающуюся посуду, например, в банку. Но мне кажется, что наилучший вариант — это все же покрыть его лаком. Это придаст ему дополнительный блеск, да и наблюдать его можно будет, что называется, вживую, а не через стекло.

А вот теперь можно и хорошенько рассмотреть кристалл. Конечно, его форма не получилась идеальной. Но я нарочно выбрал быстрый путь роста кристалла вместо качественного. В любом случае, я остался доволен полученным результатом. За девять дней кристалл вырос более чем на семь сантиметров в длину — довольно неплохой результат!

Я даже захотел дать ему название. Дают же крупным и уникальным драгоценным камням имена. Например, как знаменитому бриллианту дали название «Граф Орлов». Мой кристалл, конечно, далеко не бриллиант, но мне он по-своему дорог 🙂 Поэтому не без доли юмора, я решил назвать получившийся семисантиметровый камушек Малышом.

Удачных вам экспериментов!

©Киреева Елена Станиславовна, 2018 год

Тема: «Выращивание кристаллов из медного купороса»

Медный купорос - вещество, которое благодаря красивому ярко-синему цвету идеально подходит для выращивания кристаллов. Их можно подарить своим близким или использовать в качестве элемента декора. В любом случае они никого не оставят равнодушным, а процесс изготовления может стать по-настоящему увлекательным. Итак, как же вырастить кристалл из медного купороса?

Подготовительные мероприятия:

Медный купорос можно приобрести практически в любом хозяйственном магазине. Он активно применяется в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями. Однако не следует забывать о том, что это вещество является токсичным. При работе с медным купоросом обязательно используйте резиновые перчатки и не допускайте его попадания в пищевод и на слизистые оболочки. По окончании работ тщательно мойте руки в проточной воде.

Из медного купороса можно вырастить настоящее чудо, однако в процессе изготовления не забывайте о технике безопасности.

Для того чтобы сделать кристалл, вам понадобятся:

вода - если есть возможность, используйте дистиллированную или в крайнем случае кипячёную. Сырая вода из-под крана категорически не подходит из-за содержания в ней хлоридов, которые вступят в реакцию с раствором и ухудшат его качество;

медный купорос;

стакан пластиковый;

банка 500мл;

фильтровальная бумага;

леска - помните кристаллы сульфата меди прозрачны, и нитка не должна просматриваться сквозь них.

Помещая затравку в ёмкость с раствором, следите, чтобы она не соприкасалась со стенками или дном сосуда. Это может нарушить процесс роста кристалла и его структуру.

Инструкция по выращиванию кристалла:

1.смешайте купорос и горячую воду в подходящей посуде (стакане или банке). Помешивайте: активное вещество должно полностью раствориться. После этого отфильтруйте раствор через вату или фильтровальную бумагу. Оставшийся на поверхности фильтра осадок можно высушить и использовать снова при необходимости. Оставьте на сутки;

2.на следующий день слейте весь оставшийся раствор в чистую ёмкость;

3.выберите кристаллик для затравки, привяжите его к леске (нити). Второй конец нитки закрепите на карандаш, положите её горизонтально на ёмкость. Затравка должна опуститься в раствор в строго вертикальном положении. Посуду накройте кусочком ткани или диском, чтобы внутрь не попадала пыль;

4.спустя несколько дней вы заметите, что кристалл растёт. Через неделю он достигнет 1 см, а со временем увеличится ещё больше; (это наш следующий этап)

Обязательно накройте ёмкость с раствором и затравкой кусочком ткани или диском. Во время работы вы можете столкнуться с некоторыми трудностями. Их несложно преодолеть, придерживаясь простых правил.

Крупный кристалл, полученный путём длительного выращивания.

При воздействии воздуха кристалл медного купороса теряет часть влаги, выветривается и со временем разрушается. Чтобы избежать этого, храните его в плотно закрытой ёмкости в прохладном месте. Специалисты советуют покрывать его бесцветным лаком, - это создаст надёжную защитную плёнку.

Как вырастить кристалл медного купороса?

Мы уже рассказывали, как быстро вырастить кристаллы медного купороса

Для этого нужно растворить медный купорос в горячей воде,
охладить раствор, опустить в него нитку с затравкой (или просто нитку) и
подождать несколько часов. На нитке вырастут кристаллы медного купороса
размером до сантиметра, которые будут образовывать большие сростки,
словно мидии.

Если вы хотите вырастить большой кристалл, придется поступить
совсем по-другому. Сначала нужно приготовить насыщенный раствор соли, в
нашем случае – медного купороса. Насыщенным называется раствор, который
находится в равновесии с нерастворенным веществом (твердым, жидким или
газообразным). Следовательно, насыщенный раствор содержит максимальное
количество вещества, которое может раствориться при данной температуре.
Чтобы приготовить насыщенный раствор медного купороса, сначала
рассчитаем, сколько нужно взять соли.

Растворимость медного купороса при 20°С составляет 35.6 г в 100 г
воды. Например, если вы взяли 200 мл воды, значит необходимо
35.6·200/100= 71.2 г CuSO4 · 5H2O. А как быть при других температурах? С
ростом температуры растворимость сульфата меди сначала увеличивается,
потом почти перестает зависеть от температуры. Поэтому, чтобы исключить
влияние колебаний температуры в лаборатории, точности взвешивания и
других факторов возьмите количество медного купороса, раза в полтора
большее расчетного. Например, в нашем случае это 71.2·1.5 = 107 г.
Залейте соль водой и оставьте примерно на сутки, время от времени
перемешивая. Когда растворение медного купороса прекратится, и наступит
равновесие, профильтруйте раствор через неплотную фильтровальную бумагу
или вату. Избыток соли останется на фильтре – его можно снова высушить и
использовать повторно. Налейте полученный раствор в стакан или банку.
Теперь выберите крупный и хорошо сформированный кристаллик и привяжите
его к нитке. Кристаллик послужит затравкой. Привяжите второй конец нитки
к карандашу или стеклянной палочке и опустите затравку в раствор.
Накройте стакан марлей – для защиты от пыли. Все, что остается – ждать.
Через несколько дней рост кристалла будет виден визуально, за неделю
может вырасти кристалл длинной в 1 см, за три-пять недель – 5 см. Если в
стакане образуется осадок мелких кристалликов – перелейте раствор в
чистый стакан и перенесите в него наш кристалл. В ходе нашего
эксперимента такую процедуру пришлось проделать несколько раз. Со
временем на нитке тоже образуются мелкие кристаллики, которые начинают
расти. Избежать этого сложно, можно разве что поднять кристалл повыше,
чтобы меньший отрезок нитки контактировал с раствором. Во время
эксперимента возникла идея использовать вместо хлопчатобумажной нитки
тонкую медную проволочку или капроновую нитку, однако на них затравка
росла значительно хуже. Эксперимент длится от нескольких недель до
одного-двух месяцев.

К сожалению, на воздухе кристаллы медного купороса теряют часть
своей воды, при этом происходит их выветривание (разрушение). Чтобы
кристаллы медного купороса сохранились дольше, поместите их в плотно
закрытую банку и храните в прохладном помещении.

Если в начальной стадии эксперимента у вас растворилась
затравка, значит, раствор не был насыщенным. Причин может быть
несколько. Во-первых, исходный раствор мог недостаточно долго
контактировать с кристаллами и не успел стать насыщенным. Во-вторых,
растворимость медного купороса растет с температурой. Если вы
приготовите насыщенный раствор и опустите в него кристаллик, а потом в
комнате потеплеет, растворимость возрастет, и затравка может
раствориться. В любом случае, добавьте в раствор еще несколько ложек
купороса, перемешайте его, и дайте постоять (а потом снова
профильтруйте).

Выращивание кристаллов требует труда и много терпения, но результат может очень приятно вас удивить.

Начало

8 дней

11 дней

12 дней

22 дня

42 дня

58 дней