Кристалізація

Експериментальна установка

Процес кристалізації описує зворотне розчинення речовин у рідині. Тверда речовина осідає з пересиченого розчину і, таким чином, з часом утворює кристал.

Попередні знання

Учні повинні бути знайомі з принципом утворення розчинів речовин. Щоб пояснити різні процеси кристалізації, їх слід обговорити в класі перед початком експерименту.

Принцип

У процесі кристалізації утворюються кристали з пересиченого розчину.

Мета навчання

Завдання

Кристали можна вирощувати з перенасичених розчинів солей або шляхом випаровування розчинника. Кристали мають однакову форму для одного й того самого типу речовини і відрізняються лише розміром. Кристали утворюються внаслідок зближення частинок солі через випаровування частини розчинника або зменшення розчинності при зниженні температури.

• Учні вирощують кристали солі з сольових розчинів.

• У великих концентраціях квасці калія шкідливі для здоров'я!
• Одягніть захисні окуляри!
• Правила роботи з небезпечними речовинами наведено у відповідних паспортах безпеки.

Кристали вбудовані в багато сучасних пристроїв

На Землі кристали зустрічаються повсюдно, чи то сіль для приготування їжі, чи то компоненти електроприладів, чи то дорогоцінне каміння. Хоча склад цих кристалів не однаковий, вони утворилися подібним чином. Перенасичення розплаву чи розчину спричиняє кристалізацію та утворення все більших кристалів.

• Вирощування кристалів солі із сольових розчинів.

• Зберіть штатив з основи штатива і штативного стрижня, як показано на рисунках.

• Прикріпіть кільце штатива до штативного стрижня і покладіть на нього дротяну сітку.
• Пронумеруйте дві маленькі мензурки 1 і 2.
• Помістіть мензурку, попередньо наполовину заповнену дистильованою водою, на дротяну сітку і нагрійте воду до температури близько 60 °C за допомогою пальника.

Увага: Ніколи не використовуйте пластикову мензурку для нагрівання води за допомогою пальника!

• Обережно зніміть мензурку (гаряча вода!), і перелийте нагріту воду у велику пластикову склянку до половини її об'єму. Скляною паличкою розмішайте квасці калію (калій натрій тартрат), поки сіль не розчиниться.

• У такий самий спосіб приготуйте гарячий розчин сегнетової солі (сульфат алюмінія калію).

• З осаду, що утворюється після охолодження, пінцетом витягніть якомога більші кристали квасців і сегнетової солі.

• Прив'яжіть нейлонову нитку до кожного з цих кристалів.

• Наповніть мензурку 1 наполовину дистильованою водою і розмішайте квасці калію, поки вони не розчиняться.

• Зробіть те саме із сегнетовою сіллю в мензурці 2.

• Прив'яжіть нейлонову нитку з кристалом квасців калію до скляної палички (нитка повинна бути короткою).

• Наповніть дві великі склянки теплою дистильованою водою і занурте кристал квасців калія на короткий час в одну із них.

• Вийміть кристал із води й опустіть його в розчин квасців калія у мензурці 1.

• Намотуйте нитку, повертаючи скляну паличку, поки кристал не плаватиме в нижній третині розчину.

• Зробіть те саме з кристалом сегнетової солі.

• Накрийте обидві мензурки фільтрувальним папером і поставте їх у безпечне місце (шафу) до початку наступного уроку.

• Обидва розчини солей можна використовувати повторно для подальших експериментів з кристалізації