42
Современная промышленность не может обойтись без самых разнообразных кристаллов. Они используются в часах, трансисторных приемниках, вычислительных машинах, лазерах и много других. Великая laboratorия — природа — уже не может удовлетворить спрос развичайшейся техники, и вот на специальных фабриках выращивают искусственные кристаллы: маленькие, почти незаметные, и большие — весом в несколько kilogramмов.
Существуют различные способы выращивания кристаллов. Чasto этот процесс требует высоких температур и огромных давления (например, для получения искусственных-alмазов), но некоторые кристаллы можно выращивать даже в домашних условиях. Мы рассскажем вам о том, как это можно делать.
Проще всего дома выращивать кристаллы алюмокаливых квасцов — KAl(SO₄)₂·12H₂O. Вещество этого можно купить в любом магазинах химреактивов, и оно абсолотно безвредно (квасцы иногда даже добавляют в питьевую воду, чтобы очистить ее от мути). Но прежде, чем приступить к работе, давайте посмотрим, что представляется собой процесс выращивания кристаллов.
Если в воде при постоянной температуре расторять какое-нибудь вещество, то через некоторым, что представляется собой процесс расторения прекращается. Такой растор называется насыщенным, а максимальное количество вещества, которое можно расторить при данной температуре в 100 °С воды, называется его расторимостью. Obviously с повышением температуры расторимость увеличивается. Поэтому растор, насыщенный промышленность не может обойтись без самых разнообразных кристаллов. Они используются в часах, трансисторных приемниках, вычислительных машинах, лазерах и много других. Великая laboratorия — природа — уже не может удовлетворить спрос развичайшейся техники, и вот на специальных фабриках выращивают искусственные кристаллы: маленькие, почти незаметные, и большие — весом в несколько kilogramмов.
Существуют различные способы выращивания кристаллов. Чasto этот процесс требует высоких температур и огромных давления (например, для получения искусственных-alмазов), но некоторые кристаллы можно выращивать даже в домашних условиях. Мы рассскажем вам о том, как это можно делать.
Проще всего дома выращивать кристаллы алюмокаливых квасцов — KAl(SO₄)₂·12H₂O. Вещество этого можно купить в любом магазинах химреактивов, и оно абсолотно безвредно (квасцы иногда даже добавляют в питьевую воду, чтобы очистить ее от мути). Но прежде, чем приступить к работе, давайте посмотрим, что представляется собой процесс расторения прекращается. Такой растор называется насыщенным, а максимальное количество вещества, которое можно расторить при данной температуре в 100 °С воды, называется его расторимостью. Obviously с повышением температуры расторимость увеличивается. Поэтому растор, насыщенный промышленность не может обойтись без самых разнообразных кристаллов. Ониを使用ются в часах, трансисторных приемниках, вычислительных машинах, лазерах и много других. Великая laboratorия — природа — уже не может удовлетворить需求 развичайшейся техники, и вот на специальных фабриках выращивают искусственные кристаллы: маленькие, почти незаметные, и большие — весом в несколько kilogramмов.
Существуют различные способы выращивания кристаллов. Чasto этот процесс requires high temperatures and large amounts of water, which can cause damage to the crystal structure. Therefore, it is recommended to use a specialized laboratory for growing crystals.
43
шенный при одной температуре, становится недосыщенным при более высокой температуре. Если же насыщенный растор охладить, избыток вещества выпадает в осадок. На рисунке 1 показана зависимость расторимости алюмокаливных квасцов от температуры. Из графика видно, что, например, при охлаждении до 10°С 100 г раствора, который был насыщенным при 30°С, в осадок должен выпасть более 10 г вещества. Следовательно, один способ выращивания кристаллов заключится в том, что надо дать насыщенную растору охладиться.
Можно выращивать кристаллы и выпариванием. Ведь если насыщенный растор испаряется, объем его уменьшается, а количество расторенного вещества остается прежним. Иначе говоря, опять создается избыток вещества, который выпадает в осадок.
Рассмотрим теперь, как происходит выделение избытка вещества.
Возьем насыщенный растор и нагреем его. Сосуд с полученным недосыщенным растором накроем стеклом и даим растору спокойно охладиться до температуры более низкой, чем температура насыщения. При этом осадок может и не выпасть, и мы получим пересыщенный растор. Дело в том, что для образова-
ния кристалла необходимо «затравка». Его может служить маленький кристаллик того же вещества или простой пылинка. Иногда достаточно quickly сосуд с пересыщенным растором или снять прикрывающее его стекло, как начинается мгновенная кристаллизация. При этом обычно образуется множество мелких кристаллов. Для того чтобы вырастить крупный кристалл, необходимо ограничить число «затравок». Лучше всего внести искусственную «затравку», роль которой исполнять один из кристаллов, полученных ранее.
«Затравка» готовится следующим образом. Возьмите две стеклянные банки и тщательно их вымойте. В одну из них налейте теплую воду и насыщите квасцы. Помещая растор, следите за расторением. Когда вещество перестанет расторять, аккуратно слейте растор во вторую банку так, чтобы туда не попало нерасторившееся вещество. Затем накройте банку стеклом. Когда растор охладится, химите стекло. Через некоторое время вы увидите, как в банке образуется множество кристаллов. Дайте им подрасти и отберете самые крупные для «затравок».
Теперь можно приступать к выращиванию кристалла. Прежде всего нужно приготовить посуду. Чтобы уничтожить нежелательные загоды-
44
ши на стенках, пропарьте банки изнутри над носиком кипящero чайника. Затем сделайте снова теплый насыщенный раствор и слейте его в другую чистую банку.
Итак, у вас есть теплый насыщенный раствор квасцов. Нагрейте его еще немного, накройте банку стеклом и поставьте охладиться. Когда температура раствора приблизится к температуре насыщения, опустите в банку приготовленную ранее «заправку». Поскольку раствор еще недосыщен, «заправочный» кристаллик начинает растворяться. Но как только раствор охладится до температуры насыщения, растворение кристаллика прекратиется, а вскоре начинается его рост. (Если кристаллик растворится целиком, можно в раствор новую «заправку».))
Когда раствор перестанет охладаться, выращивание кристалла можно продолжить. Для этого приподнимите стекло так, чтобы вода испарилась, но пылини в раствор не попадали. Рост кристалла продолжается два-три дня.
Выращивая кристалл, стаяйтесь банку не тrorать и не передвигать. Когда кристалл будет готов, достаточно его из раствора и тщательно промакните бумажной салфеткой, иначе он быстро потускнет.
Кристаллы получаются разными по форме в зависимости от того, бросите ли вы «заправку» на дно соуса или подвесите ее на нитке (рис. 2). Таким способом можно, например, вырастить «бусы». Для этого надо «заправить» нитку, то есть провести его несколько раз по кристаллу, а затем опустить нитку в раствор.
На фото графики, помещенной вначале статы, показан кристалл, полученный из алюмокаливых квасцов вышепписанным способом.
Выращивание кристаллов — это искусство. Возможно, у вас не все сразу получится. Не огорчайте. Немного настоячивости, упорства, аккуратности, и вы станете обладателем красивых кристаллов.
На вопросы читателей
Подписка на «Квант» произволься всему почтовыми отделениями и агентствами Союзпечати с любого места. Наш индекс 70 465. О случае отказа просим сообщать в редакцию.