Cristalli: grandi e piccoli. Esperienza di chimica divertente a casa

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Cristalli: grandi e piccoli. Esperimenti chimici

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È stato scritto così tanto sulla crescita dei cristalli, e questi esperimenti sono così spettacolari e facili da eseguire, che probabilmente li hai impostati almeno una volta e sai qual è il principio. In realtà, non c'è niente di complicato qui: è necessario preparare una soluzione satura calda di qualsiasi sale (cloruro di sodio, solfato di rame o ferro, allume, dicromato di potassio, ecc., L'elenco è molto lungo), raffreddarlo accuratamente in modo che l'eccesso della sostanza disciolta non precipiti (tale soluzione è chiamata sovrasatura) e, infine, introdurre un seme - un cristallo dello stesso sale sospeso su un filo. Dopodiché, non resta che coprire il vaso con un pezzo di carta, metterlo in un luogo appartato e attendere che cresca un grande cristallo, cosa che può richiedere settimane o addirittura mesi; l'unica cosa che ogni tanto dovrà essere fatta è aggiungere un po' di soluzione satura man mano che evapora.

Tutto questo è veramente noto. Ma ci sono molte opzioni per l'esperienza e non sceglieremo quelle più comuni, ad esempio con nitrato di piombo e ioduro di potassio. Mescola volumi uguali di soluzioni al 10% di questi sali e lo ioduro di piombo precipiterà nel recipiente. Scolare il liquido con cura. Bollire l'acqua in un recipiente trasparente, acidificarla con l'aceto e, mentre bolle, aggiungere altro precipitato umido di ioduro di piombo agitandolo. Quando il liquido si raffredda lentamente, al suo interno cresceranno cristalli dorati.

Una variazione sullo stesso tema: versare soluzioni di nitrato di piombo e ioduro di potassio in una provetta, far bollire il contenuto insieme al precipitato in modo che si dissolva, quindi raffreddare rapidamente sotto un rubinetto. In questo caso si formano minuscoli cristalli d'oro sospesi nel liquido.

In generale, la dimensione del cristallo dipende fortemente dalla velocità di raffreddamento. Versare 20 g di nitrato di potassio in piccole porzioni in un recipiente con 25 ml di acqua. Dopo aver aggiunto la porzione successiva, agitare il composto in modo che il sale si dissolva, quindi versare la porzione successiva. Quando il sale smette di dissolversi, scalda un po 'il recipiente, versa un'altra porzione, agita, scalda di nuovo. E così via fino a quando tutto il sale preso non si è sciolto. Ora versa la soluzione in due recipienti e lasciane uno a raffreddare all'aria (per un raffreddamento ancora più lento, puoi coprirlo con diversi strati di tessuto denso). In questa nave si formano diversi grandi cristalli e, con una riuscita combinazione di circostanze, un cristallo. Metti immediatamente un altro vaso in una pentola di acqua fredda e molti piccoli cristalli risalteranno in esso. Questa è una regola generale.

I prossimi due esperimenti sono così impressionanti che possono essere tranquillamente mostrati al pubblico, ovviamente, dopo aver preparato tutto con cura. La prima di queste è l'esperienza Peligo. Lavare il cilindro con un'altezza di 25-30 cm dall'interno con acqua calda e versarvi una soluzione calda e molto concentrata di iposolfito attraverso un imbuto lungo la parete in modo che riempia il cilindro per 1/3. Questa soluzione viene preparata come segue: 450 g di iposolfito vengono sciolti per riscaldamento in 45 ml di acqua.

Anche la seconda soluzione - acetato di sodio (300 g per 45 ml di acqua) viene versata calda attraverso lo stesso imbuto per un altro 1/3 del cilindro. Versare con molta attenzione, questa soluzione non deve mescolarsi con la soluzione precedentemente versata. Infine, altrettanto accuratamente riempire il terzo superiore del cilindro con acqua calda, che proteggerà la soluzione satura dalla cristallizzazione prematura.

Ci sono tre strati nel recipiente: acqua, una soluzione sovrasatura di acetato di sodio, una soluzione sovrasatura di iposolfito. Copri il cilindro con il vetro, lascialo raffreddare a temperatura ambiente, quindi puoi iniziare l'esperimento.

Attacca un piccolo cristallo poco appariscente di iposolfito all'estremità di una bacchetta di vetro con un pezzo di cera (sciogli leggermente la cera scaldandola su una fiamma). Di fronte al pubblico, abbassa rapidamente la bacchetta nello strato inferiore. La concentrazione di sale è così alta che immediatamente molti nuovi cristalli si accumuleranno attorno al cristallo, formando una specie di fiore. E nello strato intermedio, la sostanza "aliena" attorno al cristallo di iposolfito non si cristallizza.

Immergi un altro, esattamente lo stesso bastoncino con la cera, ma con un piccolo cristallo di acetato di sodio (il pubblico non dovrebbe notare la differenza) nello strato intermedio: qui crescerà anche un fiore, ma completamente diverso! La bombola, se maneggiata con cura, può essere utilizzata più volte.

Un'altra esperienza simile a un trucco è con il solo acetato di sodio. Sciogliere 100-150 g di sale in acqua calda (preferibilmente in vasellame smaltato) ed evaporare lentamente, cercando di cogliere il momento esatto in cui è necessario fermare l'evaporazione: soffiare di tanto in tanto sulla superficie della soluzione calda, e non appena compare una pellicola simile al grasso, significa che la concentrazione di sale è quella necessaria per formare un idrato cristallino di composizione CH₃COONa*3H₂O. Versare il liquido in un bicchiere sottile e pulito, chiuderlo e lasciarlo raffreddare. È sufficiente aggiungere una quantità insignificante di semi di acetato di sodio al liquido raffreddato in modo che si cristallizzi istantaneamente e si trasformi in una massa solida simile al ghiaccio. Se hai leggermente sottoesposto il liquido sul fuoco e c'è troppa acqua, ci sarà un po 'd'acqua sopra la massa congelata, che deve essere drenata. Se non c'è abbastanza acqua, sulla superficie apparirà un rivestimento di sale. Non ha senso rimuoverlo, è più facile aggiungere un po 'd'acqua.

Sciogliendo l'idrato cristallino a bagnomaria e raffreddandolo, l'esperimento può essere ripetuto molte volte, anche davanti a un pubblico attonito - e chi non si stupisce di vedere come l'acqua si congela davanti ai nostri occhi senza raffreddarsi? Al contrario, il vetro si riscalda addirittura: questo è il calore rilasciato dalla cristallizzazione. Il bicchiere può essere capovolto e non ne uscirà una sola goccia.

Mostrando l'esperienza come un trucco, prova a scrollarti di dosso impercettibilmente un granello di sale - diciamo, dalla punta di una "bacchetta magica". E assicurati di chiudere bene il vetro tra un esperimento e l'altro, altrimenti anche un granello di polvere casuale può causare una cristallizzazione non pianificata.

Il reagente per questo esperimento - l'acetato di sodio può essere ottenuto da acido acetico e soda. Se lo cucini da solo, diluisci l'acido acetico con acqua circa tre volte e versa la soda in piccole porzioni, gradualmente, aspettando che la schiuma della porzione precedente di soda si fermi. Senza questo, la reazione andrà così violentemente che il liquido può essere espulso dal recipiente.

E cristalli più insoliti: metallo, coltiveremo cristalli di rame.

Hai già ricevuto piccoli cristalli di rame quando hai abbassato un chiodo in una soluzione di solfato di rame. Sono così piccoli che la pellicola di rame sulla superficie sembra quasi continua. E per preparare grandi cristalli, è necessario rallentare in qualche modo la reazione in modo che il rame rilasciato nella reazione abbia il tempo di depositarsi sui cristalli e completarli. Il raffreddamento lento è un modo possibile, ma nel caso in cui non ci sia alcuna reazione chimica...

Il sale fungerà da freno alla reazione. Mettete dei cristalli di solfato di rame sul fondo di un recipiente (per esempio un barattolo di vetro) e copriteli con sale comune, se possibile fino. Coprili con un cerchio ritagliato di carta assorbente o da filtro; questo cerchio dovrebbe toccare le pareti della nave. Dall'alto, direttamente sulla carta, metti un cerchio di ferro di diametro leggermente più piccolo. Pulirlo in anticipo con carta vetrata e risciacquare.

Versare una soluzione satura di sale da cucina nel barattolo in modo che copra completamente il cerchio di ferro. Tutto andrà avanti senza la tua partecipazione. È impossibile dire esattamente quanto tempo si dovrà aspettare - molto dipende dalle condizioni dell'esperimento. In ogni caso, non un'ora o due, ma diversi giorni.

Quindi, dopo alcuni giorni troverai bellissimi cristalli rossi di rame nel vaso. Modificando la dimensione del recipiente, la dimensione dei cristalli di solfato di rame, lo spessore dello strato di sale e la temperatura dell'esperimento, è possibile ottenere cristalli di rame di varie forme, a volte estremamente insolite. E a volte crescono i dendriti: cristalli non finiti in fase di sviluppo, simili ai rami degli alberi.

Se lasci i cristalli di rame nello stesso recipiente in cui sono stati ricevuti, non dureranno a lungo. Rimuoverli, sciacquare con acqua, trasferire in una provetta con acido solforico diluito e tappare. Ora non succederà nulla ai cristalli.

Autore: Olgin O.M.

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