0308-1 Разноцветные кристаллы Инструкция

Яковишин Л.А.

РАЗНОЦВЕТНЫЕ кристаллЫ Практическое руководство

Харьков Издательство «Ранок» 2009

Информация для родителей (учителей) и детей! Правила техники безопасности (обязательно прочитайте и запомните) Предлагаемые опыты предназначены для детей 10 и старше лет, интересующихся естественными науками. Опыты можно проводить в домашних или школьных условиях.

1. Все опыты необходимо проводить в присутствии взрослых! Проведению опытов ни в коем случае не должны мешать маленькие дети и домашние животные!

2. Вещества из набора нельзя употреблять в пищу. Оборудование для экспериментов не предназначено для приготовления, хранения и приема пищи, в том числе и используемые для опытов баночки из-под майонеза и кастрюлька.

3. Набор храните в месте, недоступном для маленьких детей и домашних животных, и вдали от пищевых продуктов. Эксперименты проводите в специально предназначенном для этого месте.

4. Перед проведением каждого опыта внимательно прочитайте инструкцию до конца и только потом начинайте эксперимент. Используйте только те количества веществ, которые указаны в инструкции. Не проводите экспериментов, не указанных в данном руководстве.

5. Во время проведения опытов категорически запрещается принимать пищу.

6. Избегайте попадания реактивов в рот и глаза. Если это все-таки произошло, промойте

рот и глаза большим количеством водопроводной воды. При необходимости обратитесь к врачу.

7. Для работы используйте защитный халат и перчатки. Берите горячие предметы рукавицами или используйте тряпочку. Будьте осторожны при обращении с горячей водой.

8. Для определения запаха вещества сосуд, в котором оно находится, нельзя подносить прямо к носу. Необходимо расположить его на расстоянии 15–20 см от носа и, помахивая рукой к носу, осторожно нюхать.

9. Остатки реактивов перелейте в баночки с этикетками. Этикетки сделайте из самоклейкой бумаги. Если вдруг вы забыли подписать сосуд и у вас возникли сомнения о том, что в нем находится, то содержимое необходимо вылить в канализацию.

10. Для экспериментов лучше использовать дистиллированную воду. Ее можно приобрести в аптеке или магазине хозтоваров. В противном случае используйте кипяченую воду.

11. При горении газовой плиты помещение нужно хорошо проветривать. Электроплита должна находиться на негорючей поверхности и вдали от легковоспламеняющихся предметов. После работы с электрической или газовой плитой не забудьте ее выключить.

12. После проведения опытов вымойте оборудование и посуду, уберите рабочее место и протрите поверхность стола. Затем тщательно вымойте руки с мылом.

Набор содержит необходимые химические вещества, материалы и оборудование для проведения опытов № п/п

Название вещества

Химическая формула

1

Алюмокалиевые квасцы 100 г

Al2(SO4)3⋅K2SO4⋅24H2O

2

Пищевой краситель

3

Медный купорос (сульфат меди(�������� II������ ) пентагидрат) 45 г

№ п/п

CuSO4⋅5� H2O

Примерное количество

Наименование

1

Мерный химический стакан

1

2

Пластмассовый шпатель для насыпания веществ и перемешивания

1

3

Термометр до 100 °С (не ртутный)

1

4

Медная проволока

2м

5

Самоклейкая бумага

Список дополнительного оборудования и материалов № п/п 1 2 3

4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14

Наименование Стеклянная баночка Бумажные салфетки Небольшая кастрюлька (небольшая жестяная консервная банка или жестяная банка изпод кофе без этикетки) для водяной бани Ножницы Карандаш Газета Марля (бинт) Канцелярская скрепка Капроновые нитки (их можно вытянуть из старого чулка или колгот), шерстяные нитки Прозрачный мебельный лак Кисточка для лака Небольшой камешек с трещинами или отверстиями Тряпка Защитные перчатки (рукавицы) для обращения с горячими предметами

Примерное количество несколько несколько 1

1 1 несколько несколько Примерно метр 1 банка 1 1 1 пара

Окончание таблицы № п/п 15 16 17 18

19

20

21 22 23 24

25

26

Наименование Универсальный водостойкий клей Скотч Лупа Емкость или коробочка для хранения покрытых лаком кристаллов квасцов Емкости для хранения обычного и подкрашенных растворов квасцов Емкость с хорошо закрывающейся крышкой для хранения кристаллов квасцов Дистиллированная (кипяченая) вода Пинцет Небольшая пилочка Емкость с хорошо закрывающейся крышкой для хранения кристаллов медного купороса Емкость или коробочка для хранения покрытых лаком кристаллов медного купороса Емкость для хранения раствора медного купороса

Примерное количество 1 1 1 1

несколько

1

1 1 1

1

1

Если реактив из набора израсходован, то его можно купить в магазинах химических реактивов.

Как устроены кристаллы Вы начинаете знакомство с кристаллами. Что же это такое? Загляните на кухню. Сахар и соль — это кристаллические вещества. Откройте холодильник. Там вы увидите замерзшую воду — лед. Это тоже кристаллы. Они окружают нас повсюду. Земная кора примерно на 95 % состоит из кристаллов. В переводе с греческого krystallos означает лед. Этот термин применяли по отношению к горному хрусталю — одной из разновидностей кварца. Раньше даже считали, что если лед очень долго находится при низкой температуре, то он становится каменным и уже не может растаять (см. приложение, фото 1, 2). Кварц — это один из самых распространенных минералов (см. приложение, фото 3–5). Он имеет состав ��� SiO2. Разновидностями кварца являются горный хрусталь, аметист, морион, цитрин, раухтопаз и другие минералы. Римский писатель и ученый Плиний Старший (23–79 гг.) в своем труде «Естественная история» утверждал, что

горный хрусталь получается при сильном холоде. Горный хрусталь считался камнем совершенства. По преданиям, боги на Олимпе пользовались кубками, сделанными из горного хрусталя.

Кристаллы — это твердые тела, обладающие особенной структурой и имеющие при определенных условиях форму правильных многогранников (правильную форму). Частицы, образующие кристалл (ионы, молекулы, атомы), располагаются в пространстве в определенном порядке (очередности), которая периодически повторяется. Расположение частиц представляют в виде кристаллической решетки. Это трехмерная (пространственная) модель. В кристаллической решетке выделяют наименьшую часть, называемую элементарной ячейкой. В кристалле она повторяется по трем направлениям пространства. Например, как видно на рисунке, в кристаллической решетке пищевой соли (хлорида натрия NaCl���������������������������� �������������������������������� ) элементарной ячейкой является куб. Если соединить такие кубики, состоящие из ионов натрия Na ��+ и хлора Cl ��–, то получится кристаллическая структура пищевой соли, в которой каждый ион натрия окружен шестью ионами хлора.

Элементарная ячейка Cl– Na+

Элементарная ячейка NaCl

Повторяя по трем направлениям пространства элементарную ячейку пищевой соли (хлорида натрия NaCl��� ), можно ������������������������� мысленно построить кристаллическую ���������������� структуру этого вещества

Если в узлах кристаллической решетки находятся атомы, то ее называют атомной, если ионы (заряженные частицы) — ионной, а если молекулы — молекулярной. Атомная решетка характерна, например, для алмаза, графита и кварца.

Молекулярная кристаллическая решетка у сахарозы, ионная решетка присуща пищевой соли, соде, квасцам, медному купоросу. Кристаллические вещества могут образовывать один монокристалл. Однако чаще всего кристаллические вещества состоят из множества небольших кристаллов, т. е. являются поликристаллическими (см. приложение, фото 6). Монокристаллы обычно получают искусственно. Монокристаллы образуют, например, алмаз (см. приложение, фото 7, 8) и кварц. Причем монокристаллы алмаза небольшие, а вот горный хрусталь (разновидность кварца) способен образовывать очень большие кристаллы. Он дает монокристаллы весом несколько тонн и высотой несколько метров. Хотя обычно в природе большие монокристаллы встречаются редко. Настоящим рекордсменом среди кристаллов по массе и размерам является сподумен (алюмосиликат лития ������� LiAl��� [�� Si2O6]). В Южной Дакоте (США) был найден его кристалл весом примерно 90 т и длиной 14 м! Если кристаллы срастаются на общем основании, то они образуют друзы (от нем. Druse, группа свободных кристаллов, наросших одним концом (гранью или ребром) на стенки трещин ). Образова10

ние друз характерно, например, для гипса, кварца, кальцита, аметиста и других минералов. Некоторые кристаллические вещества способны образовывать кристаллогидраты. Они содержат в своем составе воду. Вода в этом случае называется кристаллизационной. Например, кристаллогидратами являются медный купорос (���� CuSO4⋅5� H2O���������������������� ), глауберова соль (�� Na2SO4⋅10� H2O��� ), алюмокалиевые квасцы (�� Al2(�� SO4)3⋅K2SO4⋅24� H2O��� ). В определенных условиях кристаллогидраты по­ степенно теряют кристаллизационную воду. Этот процесс называют выветриванием. При нагревании кристаллогидраты разрушаются и образуются безводные вещества. Разные науки изучают кристаллы. Это кристаллография, химия, физика и другие.

Как получают кристаллы Кристаллы образуются в процессе кристаллизации из расплава, раствора или газа. В лабораторных условиях кристаллы обычно получают из растворов. При помещении твердого вещества в воду происходит проникновение молекул растворителя в кристаллическую решетку и ослабление связей между ее частицами. Кристал11

лическая структура разрушается (распад ионных кристаллов на отдельные ионы называют диссоциацией). При этом поглощается энергия. Образующиеся частицы соединяются с молекулами воды. Этот процесс химики называют гидратацией. Вокруг частиц разрушенной кристаллической решетки образуются гидратные оболочки. Они мешают частицам снова объединиться в кристаллическую структуру. Гидратация сопровождается выделением энергии. В зависимости от соотношения энергии, затраченной на разрушение кристаллической решетки, и энергии, выделившейся при гидратации, в общем процесс растворения может быть экзо- (с выделением тепла) или эндотермическим (с по­ глощением тепла).

Схема растворения ионного кристалла 12

Маленькие кристаллы растворяются лучше, чем большие. Чем теплее вода, тем интенсивнее ее молекулы проникают в кристаллическую решетку и разрушают ее, т. е. вещество растворяется быстрее. Существуют вещества, которые могут смешиваться с водой в любых соотношениях. Есть вещества с ограниченной растворимостью в воде. Для веществ с ограниченной растворимостью различают насыщенный, ненасыщенный и пересыщенный раствор. Насыщенный раствор — это раствор, содержащий при данной температуре максимально возможное количество растворенного вещества. Например, при 15 °С в насыщенном растворе будет находиться 197 г сахарозы в 100 г воды, а при повышении температуры до 100 °С в том же количестве воды может раствориться уже 487 г сахарозы. Обычно растворимость вещества при повышении температуры увеличивается. Хотя у некоторых веществ (например, гипса CaSO ����4⋅2� H2O������������� , гидроксида кальция Са(ОН)2) наблюдается обратная зависимость. Растворимость ряда веществ практически не зависит от температуры. Это, например, обыкновенная пищевая соль. При охлаждении насыщенного раствора из него начинают выпадать кристаллы растворенного вещества, т. к. с понижением температуры растворимость 13

уменьшается. При этом снова получается насыщенный раствор, но уже с меньшим содержанием растворенного вещества. Если при данной температуре в растворе содержится вещества меньше, чем может раствориться, то такой раствор считают ненасыщенным. В пересыщенном растворе содержание растворенного вещества оказывается больше, чем в насыщенном растворе при определенной температуре. Для получения кристаллов совсем необязательно охлаждать насыщенный раствор. Наоборот, его можно нагревать с целью упаривания. При этом количество растворителя постепенно уменьшается, и растворенное вещество начинает выпадать в осадок, т.е. выкристаллизовываться. Если горячий насыщенный раствор быстро охладить, то появятся мелкие кристаллы, а если медленно, то крупные кристаллы. При резком охлаждении образуется множество маленьких зародышей будущих кристаллов. Их называют центрами кристаллизации. Медленное охлаждение приводит к появлению небольшого количества центров кристаллизации, и вещество как бы нарастает на них, благодаря чему появляются кристаллы больших размеров. Это происходит подобно возведению дома из отдельных кирпичиков.

14

Растущий кристалл Рост кристаллов чем-то напоминает строительство дома

Опыты по выращиванию кристаллов Опыт № 1. Выращиваем большие и маленькие кристаллы квасцов Для опыта понадобятся: мерный химический стакан, две стеклянные баночки, небольшая кастрюля или жестяная консервная банка без этикетки, алюмокалиевые квасцы K 2SO 4·Al 2(SO 4) 3·24H 2O, кипяченая (дистиллированная) вода, пластмассовый шпатель, бинт 15

или марля, электрическая или газовая плита, бумажные салфетки, газета, термометр, емкости для хранения кристаллов и раствора квасцов, универсальный водостойкий клей, прозрачный мебельный лак, капроновые нитки, ножницы, пилочка, скотч, карандаш, канцелярская скрепка, лупа.

Сейчас мы будем получать кристаллы квасцов. Квасцы — это двойные соли серной кислоты, имеющие состав МеМе′(SO 4) 2⋅12H 2O или Ме2SO4⋅Ме2′(SO4)3⋅24H2O, где Ме — натрий Na������������������� ��������������������� , калий ����������� K���������� , рубидий �������������� Rb������������ , цезий ���� Cs��, аммоний �� NH4+ или другие однозарядные катионы, а Ме′ — алюминий Al, хром Cr, железо Fe или другие трехзарядные катионы. Мы будем использовать алюмокалиевые квасцы (кристаллогидрат сульфата алюминия-калия К����� Al��� (�� SO4)2⋅12� H2O����� или K2SO4⋅Al2(�� SO4)3⋅24� H2O���������������� ). Почему выбраны именно эти кристаллы? Дело в том, что алюмокалиевые квасцы нетоксичны, очень легко кристаллизуются и могут образовать достаточно большие кристаллы. Они хорошо растворяются в воде (особенно при нагревании). Например, при 20 °С в 100 мл воды растворяется 5,9 г квасцов, а при 60 °С — уже в 4 раза больше (в пересчете на безводную соль)!

16

Квасцы дают октаэдрические кристаллы (см. рисунок).

Октаэдр

Квасцы издавна использовали в качестве протравы при крашении тканей, о чем упоминал еще около 2000 лет назад римский писатель и ученый Плиний Старший в своем труде «Естественная история». Квасцы помогали и на войне. Так, во время войны с персами (начало нашей эры) римляне обрабатывали квасцами деревянные оборонительные башни. Древесина становилась огнестойкой, и ее нельзя было поджечь. Алюмокалиевые квасцы применяют для дубления кожи, для проклеивания бумаги, как кровоостанавливающее и прижигающее средство, а также в процессе водоочистки. Алюмокалиевые квасцы являются еще и пищевой добавкой (Е 522). Их применяют для регуляции кислотности пищевых продуктов 17

и в качестве стабилизатора. Алюмокалиевые квасцы встречаются в природе. Был получен кристалл квасцов массой более 200 кг. Шаг №1 1. Приготовьте насыщенный раствор квасцов. Для этого налейте 100 мл воды в небольшую стеклянную баночку (см. приложение, фо­ то 9).

2. Поместите ее в небольшую кастрюлю или подходящего размера жестяную консервную банку, в которую тоже налейте воду.

3. Кастрюлю поставьте на электрическую или газовую плиту на малый нагрев. При пользовании газом помните, что помещение должно проветриваться! Вы получили водяную баню, с помощью которой будете нагревать воду в баночке.

4. Помешивайте воду в баночке пластмассовым шпателем. Как только вода в ней нагреется до 50–60 °С (для определения температуры используйте термометр), плиту выключите. Не доводите воду до кипения!

5. Периодически включайте плиту, если раствор будет остывать. Поддерживайте его температуру примерно 50–60 °С.

18

6. Теперь в баночку начинайте добавлять небольшими порциями квасцы, помешивая смесь шпателем. Делайте это до тех пор, пока вновь добавленное количество вещества не перестанет растворяться. Насыщенный раствор квасцов готов.

7. Затем его необходимо быстро профильтровать (процедить) через несколько слоев бинта или марли в новую баночку (см. приложение, фото 9).

8. Перед фильтрованием баночку необходимо осторожно ополоснуть горячей водой. Будьте осторожны, пользуйтесь защитными перчатками! Если баночка будет холодной, то кристаллизация может произойти уже в процессе фильтрования при ее контакте с горячим раствором.

9. Поместите марлю (бинт) на баночку и осторожно профильтруйте через нее раствор. Чтобы не обжечься, баночку с насыщенным раствором держите перчатками или оберните тряпочкой.

10. После окончания эксперимента не забудьте выключить плиту!

11. Баночку с фильтратом накройте бумажной салфеткой, обверните газетой и оставьте охлаждаться (см. приложение, фото 10). Это необходимо проделать для того, чтобы раствор остывал как можно медленнее. Напомним, что 19

чем медленнее охлаждается раствор, тем более крупные кристаллы будут получены. Примерно через сутки вы обнаружите, что в баночке появились кристаллы квасцов (см. приложение, фото 11, 12). Шаг №2 1. Перелейте раствор из баночки в другой сосуд (этот раствор вам еще пригодится для последующих опытов) и сделайте на нем этикетку «Раствор квасцов».

2. Кристаллики перенесите на бумажную салфетку. Если они срослись, то аккуратно разъедините их.

3. Промокните кристаллы салфеткой и оставьте высыхать.

4. После этого поместите их в какой-либо сосуд и плотно его закройте. Сделать это необходимо, т. к. квасцы легко выветриваются на воздухе — теряют кристаллизационную воду и превращаются в порошок. На сосуде сделайте этикетку «Кристаллы квасцов». Эти кристаллы понадобятся для получения больших кристаллов и других опытов.

5. Выберите наиболее крупный из полученных кристаллов и обвяжите его капроновой ниткой (см. приложение, фото 13). Если нитка будет соскальзывать, то с помощью небольшой пи20

лочки (например, для ножовки) сделайте небольшие пазы по бокам кристалла. Кристалл при этом изменит свою форму. Но это не страшно. В процессе роста кристалл сам «залечит» полученные «раны». Ведь известно, что правильные грани растут быстрее. Если у вас нет пилочки, то нитку можно приклеить универсальным водостойким клеем. Работайте с клеем в хорошо проветриваемом помещении и вдали от огня. Шаг №3 1. Возьмите раствор квасцов, который у вас остался от предыдущего эксперимента, и перелейте в баночку.

2. Добавьте в баночку еще примерно 50–70 мл воды. Смесь перемешайте шпателем.

3. Баночку с полученным раствором нагрейте на водяной бане, как описано выше, до температуры 50–60 °С. Будьте осторожны! Чтобы не обжечься, пользуйтесь защитными перчатками или тряпкой.

4. Теперь раствор необходимо сделать насыщенным. Для этого насыпайте небольшими порциями порошок квасцов и помешивайте его шпателем.

5. Горячий насыщенный раствор профильтруйте. Вы это уже умеете делать.

21

6. В профильтрованный раствор поместите кристаллик квасцов на ниточке так, как это показано на рисунке. Нитку можно завязать на карандаше или раскрученной канцелярской скрепке и закрепить ее с помощью скотча. Учтите, что кристалл начнет расти, следовательно, увеличится в размерах. Поэтому расположите его в растворе примерно посередине между дном баночки и уровнем жидкости в ней.

Так можно вырастить большие кристаллы

7. Баночку накройте салфеткой и обверните газетой (вспомните, для чего это необходимо). Через 1–2 суток вы увидите, что кристалл увеличится в размерах. Если в процессе роста на нем появятся наросты других кристаллов, то их можно осторожно соскрести лезвием, а основной кристалл опять опустить в раствор.

• Теперь снова повторите все действия, но уже с этим подросшим кристаллом. Так вы сможете получить достаточно большой экземпляр. Выращенный кристалл внимательно рассмотрите под лупой (см. приложение, фото 13–15).

22

• Чтобы кристалл, который вы в итоге получили, со временем не рассыпался, покройте его прозрачным мебельным лаком. При работе с лаком помещение необходимо хорошо проветривать!

• Оставшийся раствор перелейте в сосуд с этикеткой «Раствор квасцов» и закройте крышкой. Выращенный кристалл квасцов поместите в подходящую емкость или коробочку и сделайте на ней надпись «Кристаллы квасцов, покрытые лаком».

Опыт № 2. Корона в «бриллиантах» Для опыта понадобятся: медная проволока, шерстяные нитки, капроновые нитки, алюмокалиевые квасцы, раствор квасцов, оставшийся после предыдущего опыта, две небольших баночки, небольшая кастрюля или жестяная консервная банка, кипяченая (дистиллированная) вода, бумажные салфетки, пластмассовый шпатель, бинт или марля, электрическая или газовая плита, термометр, газета, канцелярская скрепка или карандаш, скотч.

1. Сделайте из медной проволоки небольшой каркас короны и обмотайте его шерстяными нитками (см. приложение, фото 16). Основа будущей короны готова.

23

2. Подберите соответствующую баночку для роста кристаллов на каркасе. Учтите, что каркас должен легко помещаться в баночку и что он увеличится в объеме за счет наросших кристал­ лов. Иначе если корона получится слишком большая, то вы просто не сможете ее достать из банки. Каркас подвяжите капроновыми нитками для того, чтобы его можно было опустить в раствор (см. рисунок).

Каркас будущей короны, на котором вырастут кристаллы квасцов

3. В небольшой баночке приготовьте насыщенный раствор квасцов. Для этого используйте кипяченую (дистиллированную) воду или раствор квасцов, оставшийся у вас после проведения предыдущего опыта. При необходимости добавьте в него воду, чтобы объема раствора хватило для погружения каркаса короны, как показано на рисунке. В раствор, нагретый на водяной бане до 50–60 °С, добавьте квасцы до насыщения (см. предыдущий опыт).

24

4. Профильтруйте полученный раствор квасцов через бинт или марлю в подобранную вами баночку. Баночку необходимо предварительно ополоснуть горячей водой (вспомните, для чего это необходимо). Будьте осторожны! Пользуйтесь защитными перчатками или тряпочкой!

5. Опустите каркас короны в раствор квасцов и зафиксируйте его с помощью скрепки (карандаша) и скотча (см. рисунок).

6. Сосуд закройте бумажной салфеткой и обверните газетой. Через 1–2 суток корона обрастет кристаллами (см. приложение, фото 17, 18).

7. Выньте корону из раствора и аккуратно промокните кристаллики салфеткой. После того, как кристаллы на короне высохнут, покройте их лаком. При обращении с лаком работайте в хорошо проветриваемом помещении! Оставшийся после опыта раствор перелейте в сосуд с надписью «Раствор квасцов». Таким образом можно покрыть «драгоценными камнями» не только корону, но и другие изделия.

Опыт № 3. Как «раскрасить» кристаллы квасцов Для опыта понадобятся: небольшие выращенные кристаллики квасцов, алюмокалиевые квасцы, раствор квасцов, оставшийся после предыдущих 25

опытов, мерный химический стакан, несколько баночек из-под майонеза, небольшая кастрюля или жестяная консервная банка, кипяченая (дистиллированная) вода, пластмассовый шпатель, бинт или марля, бумажные салфетки, газета, капроновая нить, пищевой краситель, емкости для хранения подкрашенных растворов квасцов, лупа, электрическая или газовая плита, термометр, канцелярская скрепка или карандаш, пилочка.

Часто мы используем выражение «кристально чистый». Однако кристаллы очень часто содержат различные примеси, которые придают им особые свойства. Например, могут изменить их цвет. Так, примесь хрома в бесцветных кристаллах корунда �� Al2O3 придает ему красный цвет. Такой драгоценный камень называется рубином. Наличие примеси титана и железа превращает корунд в синий сапфир. Кристаллы квасцов, которые вы получили, бесцветные. Но их можно подкрасить обычными пищевыми красителями, которые используются для окраски кондитерских изделий и яиц (см. приложение, фото 17—21). В процессе роста кристалла краситель попадает в его структуру и придает ему цвет.

26

Пищевые красители, как и прочие пищевые добавки, обозначают буквой «Е» с цифрой. Некоторые из них приведены в таблице. Цветные кристаллы будем выращивать по той же методике, которую использовали для получения больших кристаллов квасцов (см. опыт № 1).

Некоторые пищевые красители Пищевой краситель

Название и цвет

Е 102

Тартразин (краситель желтого цвета)

Е 110

Желтый «солнечный закат» FCF��������������� ������������������ , оранжево-желтый S �

Е 122

Кармазин, азорубин (краситель красного цвета)

Е 124

Понсо 4������������������ R����������������� (краситель красного цвета)

Е 132

Индигокармин (краситель синего цвета)

Е 133

Бриллиантовый синий FCF

Смесь Е 102 и Е 133

Зеленый краситель

Смесь Е 102, Е 122 и Е 132

Коричневый краситель

27

1. Возьмите кристаллик квасцов и обвяжите его ниткой.

2. Приготовьте горячий насыщенный раствор квасцов (температурой 50– 60 °С) из раствора, оставшегося после предыдущих опытов. Добавьте в него 3–5 шпателей красителя.

3. Тщательно перемешайте смесь, а затем профильтруйте ее через марлю или бинт в банку, которую необходимо предварительно ополоснуть горячей водой. Для чего это делать, вам уже известно.

4. В подкрашенный раствор аккуратно опустите кристалл на нитке (см. рисунок в опыте № 1). Стакан закройте салфеткой, обверните газетой и оставьте примерно на сутки. Имея красители различных цветов, вы можете вырастить разноцветные кристаллы. Только оставшиеся подкрашенные растворы квасцов не выливайте. Перелейте их в подходящие сосуды и сделайте на них надпись «Раствор квасцов с красителем». Их можно использовать для дальнейших экспериментов (см. опыт № 4). Подкрашенные кристаллы высушите и покройте лаком. Рассмотрите кристаллы под лупой. Сложите их в коробочку, где у вас хранятся выращенные большие кристаллы квасцов, покрытые лаком.

28

Опыт № 4. друзы из квасцов Для опыта понадобятся: две небольшие баночки, кипяченая (дистиллированная) вода, пластмассовый шпатель, алюмокалиевые квасцы, кристаллы квасцов, выращенные в опыте № 1, бесцветный или подкрашенные растворы квасцов, оставшиеся после предыдущих опытов, небольшая кастрюля или жестяная консервная банка, бинт или марля, электрическая или газовая плита, термометр, камешек с отверстиями или трещинами, пинцет, бумажные салфетки.

Напомним, что друза — это сросшиеся кристаллы на общем основании. В природе они могут появиться в полостях или трещинах горных пород. Воспользуемся и мы этим условием. Можно вырастить бесцветные или окрашенные друзы квасцов (см. приложение, фото 22).

1. Найдите какой-нибудь небольшой камешек с отверстиями или трещинами. Поместите в трещину (отверстие) несколько кристалликов квасцов, полученных вами в опыте № 1.

2. Приготовьте горячий насыщенный раствор квасцов без красителя или используйте для этих целей подкрашенные растворы, оставши29

еся после выполнения опыта № 3. Приготовление насыщенного раствора описано в опыте № 1.

3. Профильтруйте горячий раствор квасцов в банку, которую предварительно ополосните горячей водой. Будьте осторожны! Пользуйтесь защитными перчатками или тряпочкой!

4. С помощью пинцета поместите камешек с кристаллами в банку. Осторожно налейте в нее раствор квасцов так, чтобы кристаллики на камешке располагались примерно посередине жидкости.

5. Закройте банку бумажной салфеткой и обверните газетой.

6. Через несколько дней вы обнаружите друзу. Достаньте ее, высушите и покройте бесцветным лаком.

Опыт № 5. Выращиваем большие кристаллы медного купороса Для опыта понадобятся: мерный химический стакан, две небольшие стеклянные баночки, небольшая кастрюля или жестяная консервная банка, медный купорос CuSO4·5H2O, кипяченая (дистиллированная) вода, пластмассовый шпатель, бинт или марля, электрическая или газовая плита, бу30

мажные салфетки, газета, термометр, емкости для хранения раствора CuSO4 и его кристаллов, универсальный водостойкий клей, капроновые нитки, ножницы, пилочка, лупа, скотч, карандаш, канцелярская скрепка.

Медный купорос ���� CuSO4⋅5� H2O���������������� образует красивые синие кристаллы. Как и кристаллы квасцов, их можно получить из насыщенного раствора (см. опыт № 1 и приложение, фото 23, 24).

1. Налейте в баночку 100 мл воды и нагрейте ее на водяной бане до 50– 60 °С.

2. В нагретую воду добавляйте медный купорос до получения насыщенного раствора так, как вы это делали с квасцами в опыте № 1.

3. После фильтрования раствора (см. опыт № 1) оставьте его на несколько суток. Вы увидите, что на дне баночки появились синие кристаллики.

4. Раствор перелейте в сосуд с надписью «Раствор сульфата меди CuSO ����4», а полученные кристаллы разложите для сушки на салфетке.

5. Рассмотрите кристаллы под лупой. Они отличаются по форме от кристаллов квасцов.

6. Сложите кристаллы медного купороса в подходящую емкость с хорошо закрывающейся крышкой и сделайте к ней этикетку с надписью «Кристаллы медного купороса».

31

Для получения крупных кристаллов медного купороса проделайте такие же действия, как и с квасцами (см. опыт № 1). Большие кристаллы медного купороса высушите. Чтобы они не выветривались, покройте их бесцветным лаком. Сложите кристаллы в специальную коробочку или баночку с надписью «кристаллы медного купороса, покрытые лаком». Медный купорос встречается в природе в виде минерала халькантита. Название этого минерала происходит от греческих слов, означающих в переводе «медь» и «цветок». Медный купорос применяют при ожогах белым фосфором, он входит в состав поливитаминных комплексов, его также используют при выделке кож, как протраву при крашении текстиля, как красящий пигмент и для других целей.

32