Үй шартында кристалл өстүрсө болобу? Келгиле, бул суроого жооп табууга, бул экспериментти өткөрүүнүн ыкмаларын сунуштоого бирге аракет кылалы.
Биз жаратылышта ар кандай формадагы жана өлчөмдөгү кристаллдарды кездештирүүгө болоорун жакшы билебиз. Кышында кар бүртүкчөлөрү терезелерди, дарактын бутактарын кооздойт. Кристаллдардын айрымдары белгилүү бир организмдердин калдыктары.
Интро
Мисалы, кристаллдардын өсүшү кабыкчага түшкөн моллюскаларга мүнөздүү. 5-10 жылдан кийин анда сырткы көрүнүшү жана кайталангыс жаркыраган кооз бермет пайда болот.
Сапфирлерди, рубиндерди, бриллианттарды жана башка асыл таштарды кристалл катары кароого болот. Табигый кристаллдардын өнөр жай, илим, электроника, оптикадагы мааниси чоң.
Үйдө кристаллдарды өстүрүү - изилдөөчү химиктер үчүн кызыктуу иш. Бул коопсуз, андыктан ал башталгыч класстын окуучуларына да ылайыктуу.
Тик даярдануу, кылдат аткаруу аркылууэксперимент, эксперименттерди орнотуу көндүмдөрүн калыптандыруу жана өнүктүрүү ишке ашат.
Материянын агрегаттык абалы, кристаллдын өсүү процессин башкаруунун жолдору жөнүндөгү идеялардан кийин кристаллдарды өстүрүүнү баштоо маанилүү.
Эгер кристаллдашуу төмөн ылдамдыкта жүрсө, сиз чоң кристалл алууга ишенсеңиз болот. Процесстин ылдамдыгын жогорулатуу менен поликристалдуу майда кристаллдарды алууга болот.
Маанилүү маалымат
Кристалл өстүрүү долбоорун теориялык терминдер жана түшүнүктөр менен баштаса болот. Кристаллдар заттын катуу абалы. Ал белгилүү бир форма, атомдордун жайгашуу өзгөчөлүгү менен байланышкан жүздөрдүн саны менен мүнөздөлөт. Бир эле заттын кристаллдары дайыма бирдей формада болот, бирок өлчөмү боюнча айырмачылыктарга жол берилет.
Кристалдардын өсүүсү эритменин термодинамикалык параметрлеринин өзгөрүшү, эритменин агрегациянын катуу абалына өтүшү менен байланыштуу.
Жаратылышта кристаллдарды пайда кыла турган көптөгөн түрдүү заттар бар.
Мисалы, суу кристаллдарын өстүрүү температураны төмөндөтүүнү камтыйт. Суу тоңгондо кар бүртүкчөлөрүн же муз кристаллдарын пайда кылат. Ушундай эле схема боюнча, минералдык кристаллдардын пайда болушу белгилүү бир тоо тек пайда кылуу процессинде ишке ашат.
Жердин ички бөлүгүндө эриген жана ысык тектердин олуттуу көлөмү минералдык эритмелер болуп саналат.
Аларды жер бетине түрткөндөжер катуу формага өтүүгө алып келген жай муздатуу пайда болот.
Мисалы, тоо гранитинде минералдардын кристаллдары бар: талаа шпаты, кварц, слюда. Миллиондогон жылдар мурун гранит минералдардын эриген массасы катары болгон. Биздин доордо жер кыртышында ар кандай эриген тоо тектери бар, алардын акырындык менен муздашы менен ар кандай типтеги кристаллдар пайда болот.
Кристаллдарды өстүрүү ыкмалары ар түрдүү жана заттын химиялык түзүлүшүнө, температурага, кошумча компоненттердин колдонулушуна жараша болот.
Процесстин өзгөчөлүктөрү
Процессти бир нече өзүнчө пунктка бөлүүгө болот:
- табигый, жаратылыштагы билим менен байланышкан;
- жасалма.
Экинчи вариант төмөнкү учурларда талап кылынат:
- илимий-техникалык максаттар үчүн;
- класстан тышкаркы, практикалык, эксперименталдык иштерди жүргүзүүдө;
- кокустук кристалл пайда болушу.
Акыркы учурда кристаллдын өсүшү кантип болушу мүмкүн? Химия кристаллдаштыруунун бул вариантын эксперименттин күтүлбөгөн натыйжасы катары карайт, мында изилдөөчү тарабынан эч кандай көзөмөл болгон эмес. Спонтандык кристаллдашуу кошумча физикалык же химиялык процесстер болгондо байкалат: эриткичтин бууланышы, эритменин компоненттеринин кычкылданышы.
Физикалык жана химиялык мүнөздөмөлөр
Өсүп жаткан кристаллдартуздан кристаллдык түзүлүштүн бузулушу менен коштолгон эриткичтерде заттын эригичтиги менен түшүндүрүлөт. Мындай процесс үчүн керектүү жылуулук айлана-чөйрөдөн алынат. Мисалы, аммоний тиоцианаты NH4SCN жана калий йодид эриген учурда, температуранын өзгөрүшүн пробиркага тике тийгенде сезүүгө болот.
Ошондой эле үйдө туздан кристаллдарды өстүрүү диффузия менен байланыштуу. Мисалы, калий перманганатынын (калий перманганатынын) бир нече кристаллдарын алып, аларды сууда эритүү менен цилиндрдин көлөмүнүн үстүндө кызгылт түстөгү айланмалардын пайда болушун байкоого болот. Күчтүү аралаштыруу менен, бүт эритме бирдиктүү кызгылт түскө ээ болот. Эгер ал тоңуп калса, калий перманганатынын кооз кристаллдарын аласыз деп ишенсеңиз болот.
Балдар үчүн кристаллдарды өстүрүү эң жакшы натрий хлоридинде, жез сульфатында (2) каралат.
Маанилүү аспектилер
Эксперименталдык иш үчүн материалды тандоодо кээ бир фактыларды эске алуу зарыл:
- Баштапкы материал уулуу болбошу керек. Мисалы, балдар үчүн "Үйдө кристаллдарды өстүрүү" долбоору калий цианидинин, натрий сульфатын колдонууга жол бербейт, анткени мындай туздардын гидролизинде ууланууга алып келиши мүмкүн болгон уулуу бирикмелер бөлүнүп чыгат.
- Тандалган заттар туруктуу натыйжаларды бериши керек. Мисалы, натрий сульфатынын кристаллдары, темир-аммоний жана хром-калий алюминии, марганец туздары нымдуулукту жоготуу менен сыпатсыз порошокторго айланат, демек, аларкристалл өстүрүү комплектине кирбейт.
- Алгылыктуу наркы жана тандалган реагенттердин болушу. Кристаллдарды кантип өстүрсө болот? Балдар үчүн топтомдор жеткиликтүү компоненттерди, ошондой эле практикалык иштерди аткаруу үчүн толук нускамаларды камтыйт.
- Туруктуу заттарды колдонуу. Реверсивдүү гидролизге дуушар болгон заттарды тандоо сунушталбайт. Ошентип, өтө гигроскопиялык аммоний туздары суу менен реакцияга кирет, мунун натыйжасында каалаган натыйжаны алуу кыйын болот.
Жаш алхимик дагы эмнени билиши керек? Кристаллдарды өстүрүү белгилүү бир ырааттуулукту камтыйт (алгоритм). Иштин бардык талаптары жана этаптары аткарылса гана, сиз каалаган натыйжага ишене аласыз.
Кристалдарды жок кылбаш үчүн муздаткычта сактаңыз. Бир топ убакыт бою туруктуу кристаллдык формада боло турган кээ бир заттар бар.
Мисалы, мектеп окуучулары үчүн эң жакшы вариант бул жез сульфатынан, туздан кристаллдарды өстүрүү. Бул компоненттер химиялык-физикалык жана биологиялык мүнөздөмөлөрүнө ылайыктуу баа диапазонунда жеткиликтүү.
Алынган кристаллдарды түссүз лак менен кошумча каптоо менен алардын "өмүр мөөнөтүн" кыйла узарта аласыз.
Керектүү жабдуулар
Кристалдарды кантип өстүрүү керек? Балдар үчүн комплекттер химиялык айнек идиштерди камтыйт: ысыкка чыдамдуу көз айнек,чыпка кагазы, воронка, айнек таякча, реагенттер.
Эгер эксперимент үйдө жүргүзүлсө, фильтр кагазынын ордуна даарат кагазын (салфетка) колдонсо болот, ал эми электр плитасына коюлган эски казан суу мончосунун ролун аткарышы мүмкүн.
Чыныгы химиялык воронкага альтернатива - эски желим бөтөлкөнүн моюну.
Кристалл өстүрүү экспериментин жүргүзүүдө дагы эмнени эске алуу керек? Түздөн-түз өстүрүүдөн тышкары, эксперименталдык иш-аракеттердин натыйжасын сактап калуу көндүмдөргө ээ болуу маанилүү.
Билим берүү параметрлери
Кристалл түзүү үчүн үч түрдүү вариант бар:
- эритинден;
- чечимден;
- газ фазасынан.
Эриген абалдан кристаллдашуу мисалы катары суудан муздун пайда болушун, ошондой эле жанар тоо тектеринин пайда болушун белгилей алабыз.
Витриолдон кристаллдарды өстүрүү суюк фазадан агрегациянын катуу абалына өтүүнүн типтүү мисалы болуп саналат.
Бууну же газды муздатууда электрдик тартылуу күчтөрүнүн натыйжасында атомдордун же молекулалардын кристаллдык абалга биригиши байкалат. Башталгыч класстын окуучулары ишке ашыра турган монокристаллдарды жасалма жол менен өндүрүүнүн кеңири таралган варианттарынын ичинен биз жез сульфатынан кристаллдарды өстүрүүнү бөлүп атабыз. Процесстин татаалдыгы анын агымынын анча чоң эмес ылдамдыгында.
Студенттик долбоордун ишинин мисалы
Теманын актуалдуулугу берилгендигиндекристаллдарды өстүрүү боюнча толук нускамалар, ошондой эле конкреттүү натыйжалар.
Долбоордун гипотезасы: кооз жана уникалдуу кристаллдарды үйдө өстүрсө болот.
Долбоордун максаты: туз кристаллдарын өз алдынча өстүрүү.
Долбоордун максаттары:
- изилдөө суроосу боюнча теориялык маалыматты талдоо;
- туздун адам өмүрү үчүн баалуулугун ачып берет;
- өз колуңуз менен туз кристаллдарын өстүрүңүз;
- кристаллдардын пайда болуу шарттарын тактоо;
- практикалык иш-аракеттердин жүрүшүндө алынган натыйжаларга баа берүү.
Тарыхый маалымат
Натрий хлориди кеңири таралган тамак-аш продуктусу. Жаратылышта бул кошулма галит минералы катары кездешет, аны "таш тузу" деп да аташат. Натрий хлориди деңиз суусунда көп санда болот. Бул кошулма жердин түбүндө, дарыялардын жээгинде, тоолордо табылган.
Белгилүү өлчөмдөгү аш тузу жок болсо, көптөгөн тирүү организмдер туз ачкачылыгын башташат. Жырткычтар натрий хлоридинин жетишсиздигин жырткычтын эти жана каны менен толуктайт, чөп жегичтер туздуу жерди жалайт.
Бир суткага 10-15 грамм туз жетиштүү (1 аш кашыктан ашпайт), бул химиялык заттын ашыкча болушу бөйрөк ооруларына алып келет. Байыркы убакта туз тыйын жасоо үчүн колдонулган, 5 плитка тузга кул сатып алсаңыз болот.
Байыркы Римде жалданма аскерлерге акча эмес, туз менен маяна берилчү. Британдыктар натрий хлоридинин эритмеси деп эсептешкен.бир нерсеге чачылган, кырсыктан сактайт. Бул достуктун жана меймандостуктун символу катары эсептелген туз эле. Элдик белги бар, ага ылайык, ал чачылганда, ийгиликсиздикке, чырга даярдануу керек.
Киев Русинде зат Азов менен Кара деңиздин туздуу көлдөрүнөн келген. Бул кымбат баалуу буюм болгондуктан, ал асыл конокторго гана берилген.
Натрий хлориди казылган жерлерде пайда болгон шаарлар бар:
- Соликамск.
- Солвычегодск.
- Бурсол.
- Соликамск.
- Солигалич.
- Соль-Илецк.
Кристаллдар жөнүндө кызыктуу
Сөз грекче "муз" дегенди билдирет. Алардын ар кандай формалары, структуралары, өлчөмдөрү бар. Мисалы, гигант үлгүлөрү бир нече тонна массага жетет. Байыркы адамдар кристаллды муздан, алмазды кристаллдан алууга болот деп ишенишкен. Алар сыйкырдуу касиеттерге ээ болгон, алар кристаллдар өлүмгө дуушар болгон оорулардан айыктырат, адамдын тагдырына жана жашоосуна таасир этет деп ишенишкен.
Кристалдардын өзгөчө формалары бар: бутактары, жүнү, ийнелери, дарактары, гүлдөрү. Мисал кышында терезелердеги оймо-чиймелер. Адамдар рубинди жасалма жол менен өстүрүүнү үйрөнүшкөн. Таштар зергерчилик өнөр жайы үчүн, ошондой эле сааттын так кыймылдарын жасоо үчүн керек.
Практика
Туз кристаллдарын өстүрүү атайын химиялык заттарды талап кылбайт. Ар бир үйдө тамак үчүн туз болот. Бул химиялык кошулма кристаллдары болуп саналаттунук түссүз кубиктер. Туз кристаллдарын өстүрүү процедурасы бир нече этаптарга бөлүнгөн:
- Тузду жылуу сууда эритүү. Процесс ушундай учур келгенге чейин, зат эрибей калганга чейин уланган (каныккан эритме).
- Даярдалган аралашма акыркы кристаллдарды өстүрө турган башка идишке куюлат. Майлар кристаллдашуу процессине тоскоол болбошу үчүн, эритме адегенде салфетка же даарат кагазы аркылуу чыпкаланат.
- Кичинекей шагыл жипке байланып, ал даярдалган эритмеге түшүрүлөт.
- Ичке таштанды жана чаң кирбеши үчүн контейнер металлдашкан фольга менен жабылган.
Маанилүү пункттар
Чоң жана кооз кристаллдарды алуу үчүн, өзгөчө муктаждыксыз шагылды жулуп алуу керек эмес.
Кандылар каныккан эритмеге кирбеши керек, анткени бул кристаллдашуу ылдамдыгынын төмөндөшүнө алып келет жана пайда болгон бөлүкчөлөрдүн өлчөмүнө терс таасирин тийгизет.
Кристалдарды өстүрүүдө боёкторду колдонбоңуз, анткени бул эритменин өзүн эле бузуп тим болбостон, акыркы натыйжага терс таасирин тийгизет.
Сын-пикирлерге караганда жиптеги биринчи кристаллдар эксперимент башталгандан 2-3 күндөн кийин пайда болот. Акырындык менен алар чоңоёт, бири-биринин үстүнө өсөт. Акыр-аягы, натрий хлоридинин бир кыйла чоң тунук кристалл түзүлөт.
Жез сульфатынын кристаллдарын өстүрүү
Сульфаттын кооз бөлүкчөлөрүн алуу үчүнжезди аппараттык дүкөндөн жез сульфаты порошокунан сатып алса болот. Бул зат айыл чарбасында жашылча-жемиш өсүмдүктөрүн жок кылган зыяндуу микроорганизмдер менен күрөшүү үчүн колдонулат.
Жез сульфаты активдүү химиялык кошулма экенин эстен чыгарбоо керек. Бул уулуу! Порошокту эритүү процессинен кийин, ошондой эле жез сульфатынын кристаллдары менен иштегенде колду жуу керек.
Адегенде бул туздун каныккан эритмесин даярдоо керек. Бул үчүн порошок эрүү процесси токтогонго чейин ысык сууда эрийт. Андан кийин, жипке кичинекей шагыл (урук) бекитилет, ал түбүнө тийбеши үчүн жез сульфатынын эритмеси менен идишке илинет. Идиш көпкө ачык калтырылат, бөлмө температурасы сакталат. Таштанды жана чаңдын ичине кирбеши үчүн, идишти тамак-аш фольгасы менен жаап койсо болот.
Буулануу процессинде эритменин бетинде акырындык менен көк түстөгү жалтырак кристаллдарга айланат. 3-4 күн өткөндөн кийин, "тукум" кымбат баалуу таштарга окшош көк кристаллдар менен өсүп жатат. Үч жумадан кийин жез сульфатынын чоң кристалын ала аласыз.
Кааласаңыз, жаш химиктин ар кандай кристаллдарды өстүрүүгө арналган даяр топтому менен куралдансаңыз болот.
Аммоний дигидроген фосфаты зат катары колдонулат, ага порошок түрүндөгү тамак-аш боегу кошулат. Ошондой эле топтомдо "үрөн үчүн" керектүү шагыл таштар, капкагы бар желим идиш жана өстүрүү үчүн өлчөнгөн бөлүмдөр, кычкачтар,лупа, аралаштыргыч калак.
Тажрыйба үчүн 40 мл ысык суу ченелет, андан кийин аралашма куюлат, шпатель менен аралаштырып сууда эритет. Негизги таш контейнердин түбүн бойлой чачылат, эритме идишке куюлат. Ал жаркыраган жерге, мисалы, терезеге коюлат. Суу бууланганда идиште ийне сымал туз кристаллдары пайда болот. 2-3 жумадан кийин суу толугу менен бууланып кетет, аммоний тузунун чоң кристаллдарын көрө аласыз.
Жабууда
Илимий-изилдөө иштерин мурда сунушталган алгоритм боюнча жүргүзүүдө тапшырманын аткарылышына ишенүүгө болот. Үйдө өстүрүлгөн кристаллдар абдан чоң.
Көз карандысыз эксперименттердин жүрүшүндө жаш химик төмөнкү жыйынтыктарды чыгара алат:
- ар кандай химиялык заттардын кристаллдык өсүү процессин салыштырыңыз;
- өсүлгөн кристаллдардын түсү, өлчөмү, формасы боюнча айырмачылыктарды талдоо;
- бөлүкчөлөр отоо чөптөрдү жок кылууда, керексиз өсүүлөрдөн арылууда чоңоюшу мүмкүн;
- кристаллдын өсүү процесси суу бууланганда ишке ашат;
- алардын формасына жана өлчөмүнө температура таасир этет.
Сын-пикирлерге караганда, кристаллдар абдан каприздуу, аларга этияттык менен мамиле кылуу, температура режимин толук сактоо, иш-аракеттердин ырааттуулугу, "үрөндү" колдонуу керек. Сабырдуу болсоңуз, бул долбоорго кылдаттык менен жана кылдат мамиле кылсаңыз, адаттан тыш формадагы, түстөгү, өлчөмдөгү кристаллдарды үйдө өз алдынча өстүрүү толук мүмкүн.
Кристалдык заттар адамга станок жасоого, үй курууга, тиричилик муктаждыктарына керек экенин унутпашыбыз керек.
Жер түбүндө ушундай идеалдуу формадагы таштар бар, аларды кимдир бирөө жылмалап, жылмалап, сапаттуу кесип салгандай.
Ар бирибиз кемчиликсиз кар бүртүкчөлөрүн, дарыянын жээгиндеги майда кум бүртүкчөлөрүн таң калуу менен карап, асыл жана жарым асыл таштарга суктандык.
Бул кристаллдык заттарды адамдын кийлигишүүсүз эле жаратылыш жаратканына ишенүү кыйын.
Практикалык иш процессинде студенттер теориялык материалдар менен таанышып, эксперименталдык иштердин көндүмдөрүн алышат, коопсуздуктун негизги эрежелерин үйрөнүшөт.
