Як виростити мідний купорос? Це питання часто задають своєму наставнику допитливі школярі. Можна поза лабораторії отримати красиві кристали різної форми, розмірів, кольору?
Особливості процесу
Формула мідного купоросу в хімії — CuSO4. Якщо взяти його в якості вихідної сировини, можна виростити красивий синій кристал, не додаючи в розчин барвників. Суть кристалізації даної солі не відрізняється від процесу, характерного для інших органічних і неорганічних речовин. Мідний купорос, хімічна формула якого представлена вище, продається в господарських магазинах.
Що потрібно
Для роботи знадобляться наступні матеріали та реагенти:
- сульфат міді;
- дистильована вода (при її відсутності можна використовувати звичайну кип’ячену воду);
- банку або скляний стакан;
- щільна нитка;
- гумові рукавички;
- олівець або паличка;
- безбарвний лак для нігтів
Послідовність дій
Як виростити мідний купорос в домашніх умовах? Пропонуємо інструкцію для любителів домашніх експериментів. До того як приступати до практичних дій, необхідно надіти рукавички.
Перший етап передбачає приготування перенасиченого розчину. Щоб приготувати такий розчин мідного купоросу, необхідно в банку налити близько 300 мл води. Потім всипають сульфат міді, акуратно помішуючи розчин столовою ложкою. Процес розчинення протікає досить швидко. Мідний купорос, формула якого описується CuSO4, необхідно додавати до тих пір, поки сіль не почне осідати на дно банки (склянки). Подібні ознаки свідчать про те, що перенасичений розчин готовий.
Далі банку поміщається в каструлю з водою (на водяну баню), ставиться на вогонь. Важливо домогтися, щоб повністю у воді розчинився мідний купорос. Формула цієї солі свідчить про те, що речовина належить до середнім (нормальним солей).
Наступний етап
Поки розчин охолоджується, необхідно приготувати спеціальну «затравку». В якості неї може виступати сам мідний купорос. Формула такий «затравки» аналогічна самому хімічному з’єднанню, відмінності є тільки в розмірах кристала, його формі. Її фіксують на нитки. Також з роллю «затравки» чудово впорається гудзик або намистина. Вона поміщається всередину банки з приготованим пересиченим розчином сульфату міді. Щоб «затравка» виконувала своє функціональне призначення, вона повинна стосуватися дна або стінок посудини.
Після того, як конструкція буде приготована, необхідно набратися терпіння. Як швидко з’явиться кристалічний мідний купорос? Формула даного з’єднання, зазначена вище, свідчить про те, що в складі є катіони міді і аніони сульфату.
Дослідним шляхом встановлено, що кристали даної середньої солі утворюються швидше, ніж у кухонної солі (хлориду натрію).
Коли він стане бажаного розміру, його виймають з розчину, нитка обрізають. Щоб готовий кристал мав оригінальний зовнішній вигляд, можна додатково його покрити безбарвним лаком.
Корисні поради
На швидкість процесу кристалізації безпосередньо впливає насиченість розчину. Через пару діб можна виймати з приготованого розчину кристал, міняти розчин на більш насичений варіант.
Вирощування кристалів — це захоплюючий процес, що дозволяє формувати у підростаючого покоління пізнавальний інтерес до предметів природничого циклу.
Якщо процес йде дуже повільно, можна розраховувати на отримання великого кристала. При високій швидкості кристалізації серед продуктів буде безліч невеликих кристалів.
Способи проведення експерименту
Існує кілька варіантів вирощування кристалів мідного купоросу. Наприклад, можна домогтися бажаного результату шляхом охолодження розчину. При зниженні температури спостерігається зменшення розчинності. На першому етапі невеликі «зародки» можна побачити на стінках посудини, потім вони перетворюються в красиві великі кристали.
Присутність у розчині твердих домішок (пилу, сажі) призводить до спотворення форми, тому що утворюються кристали мають деякі спотворення у своїй формі.
Другим способом кристалізації, провести яку можна в домашніх умовах, є поступове вилучення з насиченого розчину води. Чим повільніше протікає цей процес, тим крупніше утворюються кристали.
Як домогтися бажаного результату? Можна залишити при кімнатній температурі посудину відкритим на тривалий період, накривши його звичайним папером. Швидкість випаровування води знизиться, а у приготовлений розчин мідного купоросу не буде потрапляти пил.
По мірі зменшення об’єму розчину, необхідно своєчасно підливати його нову порцію.
Підіб’ємо підсумки
Експерименти, пов’язані з вирощуванням кристалів мідного купоросу, кухонної солі, цукру, ідеально підходять для учнів молодших класів. Цей захоплюючий процес зацікавить і хлопців з середньої ланки. При бажанні можна отримати величезні кристали, які стануть предметом гордості юного дослідника.
Як захистити вирощений кристал від руйнування? Найбільш доступним способом вважається покриття його поверхні шаром безбарвного лаку.
Крім мідного купоросу (сульфату міді) також можна використовувати для власного експерименту інші хімічні речовини, наприклад, йодид калію.
Щоб домогтися бажаного результату в промислових масштабах, необхідно дотримуватися певні умови:
- температура;
- тиск;
- вологість
Для домашнього експерименту можна обмежитися тільки контролем вологості і температури повітря. Необхідно пам’ятати про те, що мідний купорос є хімічно активним з’єднанням. Саме тому рекомендується вибирати для її розчинення дистильовану воду, в якій відсутні домішки інших неорганічних солей.
Можна вирощувати кристали не тільки з розчинів, але і з розплавів. Наприклад, подібний досвід можна провести з жовтими прозорими кристалами сірки, які мають форму ромба або витягнутої призми. Для домашніх експериментів ця речовина краще не вибирати, так як при випаровуванні утворюється сірчистий газ, небезпечний для здоров’я.
Якщо метою експерименту є вирощування кристалів з оригінальними гранями, в такому разі на частину граней «затравки» наноситься жир або вазелін.
Враховуючи, що в даний час у загальноосвітніх програмах з біології, хімії, фізиці є обов’язковим проектна та дослідницька діяльність, досліди, що стосуються вирощування різних кристалів, представляють особливий інтерес не тільки для самих школярів, але і для їх наставників. Вирощені кристали школярі можуть продемонструвати однокласникам, оформивши творчий проект по проведеним їм домашнім дослідам.
