المحتوى
تظهر البلورات عندما تنتقل المادة من أي حالة تجمّع إلى حالة صلبة. الشرط الرئيسي لتشكيل البلورات هو انخفاض درجة الحرارة إلى مستوى معين ، تحته الجسيمات (الذرات والأيونات) ، بعد أن فقدت حركتها الحرارية الزائدة ، تظهر خصائصها الكيميائية الكامنة ويتم تجميعها في شبكة مكانية.
طرق وعوامل التنوي البلوري
عند درجات حرارة تُقاس بآلاف الدرجات ، لا يمكن لأي مادة معروفة في الطبيعة أن توجد في الحالة البلورية. الشرط الثاني المهم هو الضغط. درجة الحرارة والضغط هي شروط الديناميكا الحرارية لوجود مادة بلورية. يمكن للمادة شديدة التسخين ، عند تبريدها ، أن تمر عبر مراحل الخليط الغازي ، السائل ، الذوبان ، الحالة الصلبة. لذلك ، هناك ثلاث طرق ممكنة لتشكيل البلورات.
- التبلور بالتسامي - الانتقال مباشرة من الحالة الغازية إلى الحالة الصلبة. في هذه الحالة ، تتشكل البلورات مباشرة من البخار متجاوزة المرحلة السائلة. مثال على ذلك هو التسامي وإعادة بلورة اليود. في الطبيعة ، تحدث هذه العملية في الحفر والشقوق البركانية (رواسب الأمونيا والكبريت وما إلى ذلك). في الشتاء ، مع الطقس الفاتر الصافي ، تتشكل رقاقات الثلج في الهواء.
- تبلور الحالة الصلبة - الانتقال من الحالة الصلبة إلى الحالة الصلبة. عمليتان ممكنتان هنا. أولا - يمكن تكوين مادة بلورية من مادة غير متبلورة. وهكذا ، تتبلور الصخور البركانية المحتوية على الزجاج والزجاج بمرور الوقت. العملية الثانية - إعادة التبلور: يتم تدمير بنية بعض المواد وتشكيل بلورات جديدة ذات بنية مختلفة. تنتشر ظاهرة إعادة التبلور في الطبيعة وتؤدي إلى تكوين معادن وصخور وخامات جديدة. يتم إعادة بلورة جميع الصخور المتحولة بدرجة أو بأخرى. تحت تأثير درجة الحرارة والضغط وعوامل أخرى ، يتحول الحجر الجيري ، على سبيل المثال ، إلى رخام وصخور طينية - إلى فيليت وصخور بلورية ، وأحجار رملية كوارتز - إلى كوارتزيت.
- التبلور من الذوبان والمحاليل - الطريقة الرئيسية لتشكيل البلورات في الطبيعة. هذه هي الطريقة التي تتشكل بها الصخور البلورية الضخمة - الجرانيت - من ذوبان السيليكات الناري (الصهارة). تترسب بلورات الملح في قاع البحيرات والخلجان وفي البحر. تزرع البلورات الاصطناعية من الذوبان والمحاليل (على سبيل المثال ، الأحجار التقنية والثمينة: بيزو كوارتز ، كربورندم ، ياقوت ، ماس ، ياقوت ، إلخ).
وبالتالي ، فإن الشرط الرئيسي لعملية التنوي هو انخفاض حرارة الجسم أو فرط التشبع. تنوي البلورات هو انخفاض حرارة الجسم أو فرط التشبع. يمكن أن يستمر تنوي البلورات من تلقاء نفسه. لكن في بعض الأحيان بالنسبة لنمو البلورات ، يكفي وجود أصغر بلورات من المادة المتبلورة نفسها أو جزيئات المواد الصلبة الأخرى القريبة منها في البنية. تكون عملية تكوين البلورات مفاجئة ، مع إطلاق الطاقة ، مع إعادة ترتيب الجسيمات ، مع تغيير حاد في الخصائص الأولية. قدرة التبلور للمواد المختلفة ليست هي نفسها ، يتم تحديدها من خلال عدد مراكز التبلور المتكونة لكل وحدة زمنية لكل وحدة حجم ، ومعدل نمو البلورات.عند معدل عالٍ من تكوين مراكز التبلور ، تظهر العديد من البلورات الصغيرة ؛ في عدد قليل من المراكز ، تظهر بلورات كبيرة.
كيفية زراعة بلورات الملح في المنزل
يمكنك إجراء تجارب على البلورات النامية بشكل مستقل. يتم تحضير جزء موزون من هذا الملح أو ذاك (الشب ، كبريتات النحاس ، إلخ) بشكل أولي. صب الجزء الموزون في دورق زجاجي أو خزفي كيميائيًا واسكب الكمية المطلوبة من الماء باستخدام دورق مدرج. قم بتغطية الزجاج بزجاج دائري (ساعة) ، قم بتسخين محتوياته لتسريع إذابة الملح في الماء. ثم قم بتصفية المحلول الناتج.
الجدول 1 - ذوبان الأملاح (بالجرام) في 100 سم 3 من الماء.
|
درجة الحرارة ، ⁰С |
شب ألومنيوم البوتاسيوم KAl 12H2O | نترات الصوديوم
NaNO3 |
كبريتات الماغنيسيوم
MgSO4 7H2O |
كبريتات النحاس
CuSO4 · 5H2O |
| 0 | 3,9 | 73 | 76,9 | 31,6 |
| 10 | 9,5 | 80,6 | 93,8 | 37 |
| 20 | 15,1 | 88,5 | 115,9 | 42,3 |
| 30 | 22 | 96,6 | 146,3 | 48,8 |
| 40 | 30,9 | 104,9 | 179,3 | 56,9 |
ضع السائل المصفى في كأس خاص ذو قاع عريض وجدران منخفضة. في الزجاج ، يبرد المحلول ويتبخر بشكل مكثف ، وهو ما يسهله الشكل المميز للزجاج ، مما ينتج عنه سطح تبخر كبير. نتيجة للتبريد والتبخر ، يتم أولاً الحصول على محلول مشبع ثم محلول مفرط التشبع (يحتوي على فائض من المذاب). في الوقت نفسه ، تبدأ البلورات في التساقط في المبلور. في اليوم التالي (بعد تحضير المحلول) ، تحتاج إلى اختيار عدة بلورات أو واحدة من البلورات المتساقطة ، وصرف المحلول بعناية في بلورة نظيفة ووضع البلورات المختارة - "وجبات الإفطار" هناك. "الإفطار" عبارة عن جزيئات يمكن أن تحفز التبلور. للحصول على بلورة (متساوية القياس) جيدة الأوجه ، يجب أن تزرع على شعرة أو خيط حريري. البلورات التي تنمو في قاع الوعاء ، والتي تكون مقيدة بالنمو ، ستكتسب شكلاً غير منتظم (مفلطح ، ممدود). بعد فترة زمنية معينة ، عندما يصبح المحلول صغيرًا ، يجب تحضير محلول جديد ونقل البلورة إليه. قائمة معدات زراعة البلورات: الكواشف ، الملاط (البورسلين) ، الموازين ذات الأوزان (الصيدلانية) ، زجاجان (كيميائي أو بورسلين) ، دورق ، موقد ، شبكة أسبستوس ، زجاج ساعة دائري ، قضيب زجاجي لوضع المحلول ، قمع ، مرشح ورق ، حامل قمع ، زجاج بقاعدة عريضة ، ملاقط ، ميزان حرارة. مادة مناسبة لإنتاج بلورات جيدة التشكيل هي الشب. إن قابلية ذوبان الشب في الماء الساخن أكبر بكثير من ذوبانها في الماء البارد ، لذلك يمكننا تسريع العملية عن طريق تبريد المحلول المشبع. يذوب الشب في الماء الساخن إلى حدود الذوبان ؛ تحصل على محلول مشبع. تظهر التجربة أنه يمكن إذابة 25 جم من الشب في 200 جم من الماء الساخن. بلورات ذات الشكل العادي المميز للشبة - ثماني السطوح - تنمو على خيوط حريرية مغموسة في محلول. قم بإزالة البلورات الصغيرة وغير المنتظمة من الخيط واترك واحدة أفضل ، والتي سوف تتراكم تدريجياً. تترسب مادة الشب بالتساوي على حواف بلورة تنمو بحرية. عندما يتم تبريد محلول مشبع (75 جم من شب الكروم لكل 20 جم من الماء) إلى درجة حرارة 11 درجة مئوية ، تسقط قشور البلورات دقيقة الحبيبات على قاع الإناء. تنمو بلورات منتظمة من شب الكروم على شكل ثماني السطوح البنفسجي على خيوط مغموسة في المحلول. يمكن أن تنمو بلورات الألومنيوم في محلول الكروم والعكس صحيح ، حيث أن كلاهما لهما نفس النوع من الشبكة المكانية. ضع بلورة شب أرجوانية كروم تنمو على خيط في محلول مشبع من شب الألومنيوم - ستحصل على بلورة من طبقتين مع ثماني السطوح الداخلية أرجوانية وخارجه عديم اللون.
يتم الحصول على النتيجة الأكثر نجاحًا عند زراعة بلورات كبريتات النحاس من محلول بتركيز 29.2٪ عند تبريده إلى 13.5 درجة مئوية. قم بإذابة 82.5 جم من مسحوق كبريتات النحاس في 200 جم من الماء أثناء التسخين. مرر المحلول من خلال مرشح ورقي. بعد 14-15 ساعة ، سوف تترسب بلورات جيدة التكوين يصل طولها إلى 1.5 سم.بالإضافة إلى الشب وكبريتات النحاس ، يتبلور ثنائي كرومات البوتاسيوم جيدًا. تجربة ذاتية الوجوه: قم بتشكيل بلورة الشب المزروعة (المودعة) في شكل كرة ، ثم اغمسها مرة أخرى في الخمور الأم المشبعة وشاهدها وهي تنمو. بعد يوم أو يومين ، ستلاحظ ظهور الوجوه على الكرة ، وبعد أسبوع ، بدلاً من الكرة ، يتم تشكيل ثماني وجوه منتظمة مرة أخرى.
تعد البلورات المتنامية هواية ممتعة للغاية ، خاصة وأن البلورات جميلة جدًا ، وربما يمكن استخدامها في السحر أيضًا. المقالة أدناه مكتوبة بواسطتي ، ولكنها تستخدم المعرفة المكتسبة في الكتب حول زراعة البلورات - أي أن هذه المقالة هي إعادة سرد لها وتجربتي الخاصة (خلال سنوات دراستي كانت الذكرى السنوية لدراستها ، ربما سأعود الى هذا).
تحتوي المادة على عدة حالات تجميع ، من بينها نعلم جميعًا - صلبة وسائلة وغازية. الكريستال
الحالة الصلبة للمادة. يتميز بحقيقة أن الجزيئات الموجودة فيه مرتبة بطريقة معينة.
تعتبر البلورات ظاهرة طبيعية ساحرة وجميلة للغاية - أعتقد أن الكثيرين سيوافقون على ذلك.
في الطبيعة ، توجد أحجار كريمة جميلة أو أحجار غير كريمة لها الشكل الصحيح.
لقد تعلم الناس زراعة الأحجار الكريمة الاصطناعية. هذا يتطلب أجهزة قوية. ولكن يمكن زراعة بعض البلورات في المنزل مباشرةً ، بدون أي معدات. لن تكون هذه ، بالطبع ، ماسًا صناعيًا وياقوت ، لكن بلورات الملح أو كبريتات النحاس جميلة جدًا أيضًا.
أدناه سوف أقدم عدة طرق لتنميتها.
تشكيل الكريستال. ذوبان المادة.هنا وأدناه ، سنتحدث عن تلك البلورات التي تتكون من مواد قابلة للذوبان في الماء وسوف تزرع في الماء.
تشكيل البلورة هو "التصاق" تدريجي لجزيئات مادة ما بلورة صغيرة أو بشيء آخر -
بذرة
... لذلك خلال هذا الالتصاق ، تنمو البلورة. مهمة مزارعي الكريستال هي جعل هذه المادة تلتصق. أسهل طريقة هي استخدام الحلول.
كما تعلم ، تذوب كمية معينة من مادة في الماء. إذا قمت ، على سبيل المثال ، بإذابة الملح في الماء ، ثم أضفت المزيد والمزيد من الملح تدريجيًا ، فسترى أنه لم يعد يذوب. يسمى هذا الحل (الذي يتم فيه إذابة المواد إلى الحد الأقصى) بالمركز. لزراعة بلورة ، تحتاج إلى محلول مركز ، وبعد ذلك تحتاج إلى إزالة الحد الأقصى من المادة التي يمكن إذابتها في الماء تدريجيًا. ثم لن يكون هناك مكان تذهب إليه المادة الزائدة وستستقر على البذرة.
هناك طريقتان للقيام بذلك. الأول هو إزالة الماء ، ولكن ليس المادة نفسها - أي التبخر. يتبخر الماء ، ولكن تبقى المادة. وبالتالي ، هناك كمية أقل من الماء ، ونفس كمية المادة. ونظرًا لتركيز المحلول ، تبدأ كميته في تجاوز الحد الأقصى الذي يمكن أن يحتويه الماء ويستقر جزء من المادة.
الطريقة الثانية هي ببساطة تقليل قابلية المادة للذوبان (أي كمية المادة التي يمكن إذابتها في حجم الماء).
قابلية ذوبان المادة ليست ثابتة ، فهي تعتمد على درجة حرارة الماء. كلما زادت سخونة الماء ، زادت قابلية ذوبان المادة الصلبة. لذلك ، من خلال صنع محلول مركز في الماء الساخن ، ثم تبريد الماء - ستحصل على نفس التأثير - سيتوقف جزء كبير من المادة عن "التوافق" في الماء ويستقر.
أصبح من الواضح الآن كيفية زراعة البلورات - ما عليك سوى تناول محلول مركّز من مادة ما ، ثم صبها في وعاء ، ثم ضع بذرة هناك وقم بتبريد الماء أو تبخره (يمكنك فعل الأمرين معًا).
ومع ذلك ، هناك بعض النقاط الأكثر أهمية.
معدل تكوين البلورات - إذا تبخرت الماء بسرعة كبيرة جدًا ، فلن يكون أمام البلورة وقت للنمو ، وسيكون لديك الكثير من البلورات الصغيرة أو حتى "الطحالب" البلورية. المادة تحتاج إلى وقت "للعجن" على شكل بلورة.
والثاني هو البذرة. لقد كتبت بالفعل عن ذلك أعلاه.بشكل عام ، تميل المادة إلى الاستقرار والتبلور في بعض المخالفات
أو مادة مماثلة. ستنمو العديد من البلورات الصغيرة إذا أخذت إناءً ناعمًا وضبطته على أن ينمو بدون بذور.
ولكن إذا كنت ترغب في زراعة بلورة صلبة ، فعليك التأكد من وجود عدد أقل من العناصر في البرطمان. على سبيل المثال ، إذا كنت تزرعه على خيط ، فمن الأفضل استخدام خيط أو سلك أملس ، بدلاً من خيط رقيق ، وإلا فإنه من المرجح أن يتضخم
بلورات كثيرة. على الرغم من أنه من الجيد استخدام خيط رقيق لتكوين "قلادة" من الكريستال.
كما أن أحد الخصائص المثيرة للاهتمام للبلور هو شكله. هناك العديد من الأشكال البلورية الأساسية. لذلك ، على سبيل المثال ، ستنمو البلورات المكعبة دائمًا من ملح الطعام. بالطبع ، هذا لا يعني أن مكعبًا مثاليًا سينمو منه. عادة ، مع ذلك ، بلورات
مثالية. لكن شكله سوف يعتمد على المكعب. أي أن المخالفات والبلورات "الإضافية" ستكون مكعبًا. ولن يكون معينيًا بأي شكل من الأشكال ، على سبيل المثال.
هناك شيء آخر ، واضح تمامًا ، لكنني سأكتبه على أي حال. يجب أن تكون المادة التي ينمو منها البلور متجانسة وبلورية. أي أنه يمكن زراعة الكريستال من الملح ، لكن ملح البحر لن يعمل من أجل ذلك (لأنه غير متجانس) ، تمامًا مثل العديد من المواد العضوية القابلة للذوبان.
أول بلورة. حسنًا ، لقد وصفت نظرية معينة. الآن سوف أصف القليل من الممارسة. هناك العديد من البلورات والبلورات الأحادية. الكريستالات هي مجموعة من العديد من البلورات الصغيرة. لذا فإن "السمنة" البلورية هي عبارة عن بلورات متعددة. البلورة الواحدة هي بلورة واحدة كبيرة. إذا أخذنا في الاعتبار ملح الطعام ، فهذا في الواقع كثير من البلورات الصغيرة المفردة. وإذا نمت العديد من البلورات معًا ، مكونة نوعًا من "القنفذ" أو شيء مشابه ، فسيكون متعدد البلورات.
سوف أصف تقنية زراعة بلورة واحدة - إنها أكثر صعوبة. لكن بمعرفة مبدأ زراعة بلورة واحدة ، ستكون قادرًا على تنمية البلورات المتعددة. بالطبع ، من الصعب الحصول على بلورة واحدة مثالية ، لكن يمكنك تحقيق شيء قريب من ذلك. لذلك ، سوف أصف التعليمات على أنها
تنمو "جوهرة" كبيرة. المهمة هي أن تنمو بقدر الإمكان وبشكل صحيح قدر الإمكان.
غالبًا ما يُنصح بالبدء بملح الطعام. لكنها صعبة للغاية ، في الواقع ، ولفترة طويلة جدًا. نظرًا لأن أسرع طريقة لتنمية البلورات هي التبريد ، كما أن قابلية ذوبان ملح الطعام تعتمد بشكل ضعيف جدًا على درجة الحرارة. يمكن أن يذوب الملح تقريبًا في الماء المغلي كما هو الحال في الماء المثلج تقريبًا. وطريقة التبخير طويلة جدًا.
لذلك ، أقترح البدء بكبريتات النحاس - يمكنك شرائها من متجر لاجهزة الكمبيوتر. إنها مادة زرقاء. احترس ، إنه سام! لذلك ، تعامل معها بحذر ، وحاول ألا تلامس بشرتك (خاصة عند الخدوش) ولا تسكبها على الإطلاق.
ينتج بلورات زرقاء جميلة جدا. وفي الزجاج ، تتغير قابلية الذوبان بشكل كبير اعتمادًا على درجة الحرارة ، وبالتالي فهي ملائمة جدًا لتنمية البلورات منه.
مبدأ الزراعة على النحو التالي.
1. جهز بذورك (بلورة صغيرة أو بلورة كبيرة تريد تكبيرها). سوف أصف مكان الحصول عليه أدناه.
علقها في جرة حيث ستنمو بلورتك. من المهم تعليقها حتى تنمو بشكل شامل. للتعليق - خذ خيطًا أو سلكًا وقم بلف بلورة به من جانب ، وقلم رصاص أو عصا على الجانب الآخر ، والتي سيتم وضعها
الجزء العلوي من الجرة (بحيث يتدلى الكريستال لأسفل ويكون أسفل مركز الجرة مباشرة). خذ السلك بهامش - لأن البلورة ستزيد ، وبالتالي ، قد تزداد أبعاد العلبة ، وبالتالي الارتفاع. أي لف بعض الدوائر حول القلم الرصاص. خذ خيطًا أو سلكًا بحيث يكون سلسًا قدر الإمكان. بالطبع ، إذا لم يكن هناك أي شيء على الإطلاق ، فهذا ليس بالغ الأهمية (في الفقرة الأخيرة سأشرح السبب).
2. خذ الماء الدافئ (ولكن ليس الماء المغلي ، سوف يبرد بسرعة كبيرة). اصنع محلولًا مركزًا.للقيام بذلك ، صب الزجاج في وعاء من الماء وحركه. أضف الكوبرو حتى يتوقف عن الذوبان. ثم قم بتصريف الماء في البرطمان حيث يتم تعليق الكريستال الخاص بك (بحيث لا توجد بلورات إضافية). نعم ، يجب أن تكون الأطباق نظيفة - كلما كانت النظافة أفضل. وإلا فإن الأوساخ ستشكل العديد من البذور ، وتذوب في الماء ، ستقلل من سلامة المادة. بالطبع ، من الصعب تحقيق التصميم ، لكن يجب ألا تتناول الأطباق المتسخة.
3.ضع البرطمان في مكان دافئ. دافئ حتى لا يبرد الماء بسرعة كبيرة. يمكنك حتى تغطية شيء ما. كل هذا يتوقف على درجة حرارة البداية. إذا لم يكن مرتفعًا جدًا ، فيمكنك فقط في الغرفة. انتظر حتى يبرد الماء إلى درجة حرارة المكان الذي وضعت فيه البرطمان. ثم انقل البرطمان إلى مكان أكثر برودة ، مثل النافذة. وهكذا حتى تصل درجة الحرارة إلى الحد الأدنى (على الرغم من أنني لا أوصي بوضع الزجاج اللاصق في الثلاجة ، وبالتالي فإن الحد الأدنى هو درجة حرارة النافذة). بشكل عام ، بارد بينما تستطيع. الشيء الرئيسي هو عدم وضع الماء المغلي على النافذة على الفور.
4. عندما يبرد المحلول ، اسكبه في مرطبان آخر. ماذا ستفعل به ، لا أدري. يمكنك أن تتبخر حتى لا يختفي الصالح (أي اللاذع المتبقي فيه) ، يمكنك سكبه (إن لم تكن آسفًا) ، يمكنك تسخينه وإذابة لاذع جديد فيه وتكرار الإجراء. الشيء الرئيسي الذي تحتاجه هو تحضير الكريستال للجلسة التالية. عادة ، على ذلك (وكذلك على الخيط) ، على الرغم من كل شيء ، تنمو بلورات إضافية. هذا أمر لا مفر منه - خاصة بهذه الطريقة (لا تزال ليست الطريقة الأكثر دقة). لكن هذا ليس مخيفًا - ما عليك سوى تنظيف البلورات الزائدة بعناية. افعل هذا بعناية ، حاول ألا تتلف الرئيسي. ثم كرر النقاط السابقة.
تتطلب هذه الطريقة مشاركتك حيث أن معدل النمو مذهل. عادة ما يتحدثون عن عدة أيام ، ولكن هنا يمكن أن تكون النتائج المرئية أقل من ساعة! بهذا المعدل ، يمكنك أن تنمو بلورات ضخمة. سمعت أن المعجبين قاموا بتربية النوع الذي لا يستطيع سوى قلة من الناس رفعه! لذلك ، كل نصف ساعة يجب إعادة ترتيب العلبة ، ثم تغيير الحل.
بالطبع ، لا يمكنك أن تكون في العمل على مدار الساعة ، لذلك أثناء انشغالك ، يمكنك ببساطة ترك البرطمان في مكانه - على الرغم من أن درجة الحرارة لن تتغير ، إلا أن الماء يتبخر. هنا يقول المثل: "الجندي نائم ، والخدمة مستمرة".
يمكنك أيضًا زراعة البلورات المتعددة ، وهو أيضًا شيء جميل جدًا. إذا وضعت خيطًا صوفيًا في محلول دافئ وعلقته في قوس ، فستحصل على عقد ممتاز (على الرغم من أنني لا أوصي بارتدائه كزينة).
البذر.ستحتاج إلى بذرة قبل أن تتمكن من إنتاج البلورة الرئيسية. لنأخذ بلورة صغيرة كما هي. بالطبع ، يمكنك أن تأخذ بلورات صغيرة موجودة في الجرة مع الزجاج. لكنها صغيرة جدا. لذلك ، يمكنك ببساطة سكبه في وعاء صغير ونظيف ، مثل الصحن أو أي شيء مشابه لمحلول زجاجي دافئ مركز. بعد حوالي نصف ساعة ، ستظهر العديد من البلورات الصغيرة في الأسفل. اختر الأكبر والصحيح.
في البداية ، أنصح باستخدام حاويات صغيرة لنمو البلورات (أصغر جرة) ، وأخذ درجة حرارة الماء الأساسي ليست عالية جدًا ، أكثر بقليل من درجة حرارة الغرفة. الحقيقة هي أنك إذا بدأت فورًا في زراعة بلورة صغيرة بنفس معدل بلورة كبيرة ، فقد تنمو هناك بلورات إضافية بحجم مماثل أو حتى أكبر من البذرة نفسها. لذا ، حتى تصبح البلورة أقوى ، يجدر التحلي بالصبر قليلاً.
تخزين البلورات.حسنًا ، ها أنت هنا وقد نمت بلورتك. كبير ، صحيح ، جميل! أعتقد أنك لن تفاجأ بسرور شديد عندما تجد أنها مغطاة بقشرة نبات الطحالب الزرقاء ، مستلقية بهدوء على الرف الخاص بك. هناك العديد من الأسباب لذلك - التآكل والرطوبة وما إلى ذلك. يجب حماية البلور. استخدم ورنيشًا واقيًا ، وقم بتغطيته جيدًا وفي كل مكان.يمكنك أيضًا تخزينه في أماكن مغلقة ومحمية ، على الرغم من أن هذا ليس الحل الأفضل إذا كنت ترغب في وضعه على الرف. وإلى جانب ذلك ، فإن الطلاء بالورنيش سوف يحمي من مادة اللاذع السام. هذا لا يعني أنه بعد لمسها ، يجب ألا تغسل يديك ، لكن الخطر سيكون أقل بكثير. تذكر أيضًا أن البلورات اللاصقة هشة. لا تهزمهم أو تسحقهم ، وإلا ستفقد معجزة.
بلورات نحاسية!في الواقع ، ليس فقط بلورات المواد القابلة للذوبان التي يمكن زراعتها. يمكنك زراعة بلورة نحاسية حقيقية! لا ، لست بحاجة إلى معمل ومعدات قوية! من السهل القيام به في المنزل. تحتاج فقط إلى معرفة الكيمياء قليلاً ، وهذا كل شيء. ونتيجة لذلك ، تحصل على بلورة نحاسية حقيقية. نعم ، المعادن من حيث المبدأ بلورية ، ولكن سيكون هناك بلورة معدنية صلبة.
كيف تكون هذه المعجزة ممكنة؟
انه سهل. ضع في اعتبارك ماهية الملح. الملح هو مزيج من معدن مع حمض. الطهي (الذي نأكله) هو نتيجة تفاعل الصوديوم وحمض الهيدروكلوريك. كبريتات النحاس هي نتيجة تفاعل حامض الكبريتيك والنحاس. بمعنى ، يمكن القول أن الملح يحتوي على مكونين - معدني وحمضي.
تتمتع الأملاح بخاصية رائعة - فهي تميل إلى أن تكون لها المكون المعدني "الأقوى". لذلك ، إذا دخل الملح في تفاعل مع معدن له نشاط أكبر من المكون المعدني للملح ، فإنه سيدفع معدنه من نفسه ويأخذ المعدن الأكثر نشاطًا. وللحصول على مثل هذا التفاعل ، يكفي إذابة الملح في الماء ووضع معدن نشط في هذا الماء.
ربما لم ترَ هذا التفاعل مع ملح الطعام ، وذلك ببساطة لأن مكونه المعدني ، الصوديوم ، شديد التفاعل. قليل من المعادن أكثر نشاطًا من الصوديوم (مثل البوتاسيوم). وتتفاعل المعادن ذات النشاط المماثل مع كل ما في وسعها - إذا قمت بإلقاء البوتاسيوم في الماء ، فسوف تتفاعل معه بشكل أسرع - وهذا هو السبب في أنها لا تحدث عمليًا في شكلها النقي.
لكن النحاس معدن سلبي تمامًا (حتى أكثر سلبية - نبيلة ، مثل الذهب).
السر هو وضع معدن أكثر نشاطًا - على سبيل المثال ، الحديد - في محلول كبريتات النحاس. ثم يبدأ النحاس في الدفع إلى الخارج وبلورته ، وسيصبح الجيوزو هو المكون المعدني للملح - وستحصل على كبريتات الحديدوز. أيضًا ، الألومنيوم أكثر نشاطًا - فهو نشط بشكل عام بشكل رهيب ، ولكن بسبب غلافه الواقي (الأكسدة) فإنه لا يتفاعل تقريبًا مع أي شيء. ولكن إذا استخدمت محفزًا ، فسيبدأ في التفاعل. سيتم استخدام ملح الطعام كمحفز - إذا تناولت محلول ملح الطعام وكبريتات النحاس ورميت قطعًا من الألومنيوم هناك ، فسيغلي الماء تقريبًا - سيكون مثل هذا التفاعل العنيف.
هذا جيد للتجارب الكيميائية ، ولكنه سيء لمهمة نمو البلورات - لأنه بدلاً من البلورات ، سيتم تشكيل "تينا" - أي عدد لا يحصى من البلورات المجهرية بالكامل. يستغرق نمو البلورات المعدنية وقتًا طويلاً للغاية. بشكل عام ، قمت بذلك مرة واحدة فقط ، ثم كان البلور حوالي ملليمتر.
من أجل أن يتوفر للنحاس الوقت الكافي للتبلور ، من الضروري إبطاء العملية قدر الإمكان. سوف تنمو البلورة لأشهر.
أنا أكتب التقنية نفسها ، وسأقدم الأساس النظري لها.
أولاً ، قم بزراعة عدد قليل من بلورات كبريتات النحاس (صغيرة ، مثل البذور). هذا ضروري لأن البلورات تذوب بسهولة أقل من المسحوق. الكبيرة اختيارية.
ثم خذ جرة طويلة - طولها مهم. ضعي البلورات لأسفل ، واسكبي ملح الطعام في الأعلى تقريبًا. في الجزء العلوي ، ضع معدنًا نشطًا - الحديد أو الألومنيوم. املأه بالماء البارد وانسى أمر الكريستال النحاسي لعدة أشهر. أوصي بوضع الكثير من هذه البلورات دفعة واحدة - وبهذه الطريقة يكون احتمال النجاح أكبر.
سترى كيف يرتفع الحل تدريجياً. سيكون لونه أخضر ، لأن محلول كبريتات النحاس الممزوج بمحلول كلوريد الصوديوم يكون أخضر. سيصل تدريجياً إلى أعلى العلبة وسيبدأ رد الفعل.ثم ، من اللون الأخضر الجميل ، يتحول لون الماء إلى لون صدئ متسخ - وهذا يعني أن التفاعل قد بدأ بالفعل. ستكون جاهزة في حالة عدم وجود بلورات عمليا في الأسفل (ستراها من خلال الزجاج). عند وضع بلورة نحاسية ، يمكنك تجربة علب ذات ارتفاعات مختلفة ومعاملات أخرى (بما في ذلك المعدن).
يعتبر الحديد بشكل عام مناسبًا بشكل أفضل لنمو بلورات النحاس ، ولكن الألومنيوم ممكن أيضًا (هنا سيكون الملح محفزًا ومعدلًا).
كما يمكنك أن تتخيل ، يمكنك زراعة بلورات من معادن أخرى ، على سبيل المثال ، الحديد من كبريتات الحديدوز.
عند إخراج الكريستال ، اسكب محتويات البرطمان بحرص وصبها في وعاء. قد لا تكون البلورة في الجزء العلوي (حيث قد تكون ، من الناحية النظرية) - قد تضيع في الملح - على الطريق أو في القاع. بالإضافة إلى ذلك ، سيكون على الأرجح صغيرًا ، لذا ابحث عن كل شيء.
سأقدم لاحقًا جداول الذوبان (حسب درجة الحرارة) والنشاط المعدني.
من SurWiki
كوفاتوفا نسيمة
عمل بحثي: ملف: Crystals.rar
عرض: ملف: Crystals.ppt
مصادر): تزايد البلورات وتطبيقها
الأهداف: اكتشف وأظهر أن البلورة ، بغض النظر عن كيفية الحصول عليها ، تخضع لقانون التناظر. تحديد المجالات الرئيسية لتطبيق البلورات.
مهام: اكتساب الطلاب:
- المهارات التعليمية العامة: العمل مع الأدبيات العلمية ، وإجراء الملاحظات ، وممارسة ضبط النفس والاستبطان.
- المعرفة والمهارات الخاصة حول موضوع المشروع هذا ، والقدرة على التنقل في مساحة المعلومات ، لتصميم معارفهم بشكل مستقل.
- المعرفة والمهارات البحثية: صياغة الفرضيات ، وإبراز المشاكل ، والتخطيط لتجربة وفقًا للفرضية ، واستخلاص النتائج.
المعدات والكواشف: موازين زجاجية كيميائية (أكواب ، قمع ، قوارير) ، حوامل ، أسلاك ، فلاتر ، ماء ، أملاح (شب البوتاسيوم ، كبريتات النيكل ، ثاني كرومات البوتاسيوم ، كبريتات النحاس ، نترات الألومنيوم).
جيلنا المختنق بالرقم X الذي قاس الساعة على المقاييس العالمية للكون ... جيل من الذين يعرفون أبعاد الصفحات المجنونة ولا يؤمنون بالعقائد والحروم والتنبؤات ... الحروف والأرقام والرؤى والأحلام تتطاير. - أساسيات الأساسيات تنهار مع شظايا من الوهج والحبر المبتهج ولكن ، مثل الذئب ، الذوق ، نحن بعضنا البعض ... "من خلال الصوت" و "في مقطع لفظي". .. ك "بالرائحة - الطيران في" ... و .. رجل القبيلة الجريح جاهز .. وفي الصباح: "وداعا! تعال .. هؤلاء هم الآلهة ، هذه هي العتبة ... - لا تنسى الكريستال! .. - عن الميزان ... - أنا في انتظار القطع ... "/ D. بلوشينسكي /
التحديث
لقد جذبت الكريستال ، باعتبارها جزءًا غامضًا وجميلًا من الطبيعة ، انتباه الناس منذ العصور القديمة.
تعمل البلورة عادة كرمز للطبيعة غير الحية. ومع ذلك ، من الصعب للغاية تحديد الخط الفاصل بين الأحياء وغير الحية ، ومفهوم "الكريستال" و "الحياة" لا يستبعد أحدهما الآخر.
لطالما أثارت البلورات الطبيعية فضول الناس. أثر لونها وتألقها وشكلها على إحساس الإنسان بالجمال ، وزين الناس أنفسهم وبيوتهم بها. لطالما ارتبطت الخرافات بالبلورات. كتمائم ، كان من المفترض ألا يقتصر الأمر على حماية أصحابها من الأرواح الشريرة ، ولكن أيضًا لمنحهم قوى خارقة للطبيعة.
في وقت لاحق ، عندما بدأ قطع المعادن نفسها وصقلها مثل الأحجار الكريمة ، تم الحفاظ على العديد من الخرافات في التعويذات "لحسن الحظ" و "أحجارها" المقابلة لشهر الميلاد. جميع الأحجار الكريمة الطبيعية ، باستثناء العقيق ، بلورية ، والعديد منها ، مثل الألماس والياقوت والياقوت والزمرد ، تأتي على شكل بلورات مقطوعة بشكل جميل.
أشهر الأمثلة على البلورات هي الجليد ، الماس ، الكوارتز ، الملح الصخري.لا تحتوي معظم المواد الصلبة على الشكل الهندسي المنتظم لمتعدد السطوح ذي الوجوه المسطحة والحواف الحادة المميزة للبلورات. تأتي كلمة "كريستال" من اليونانية - "جليد".
الماء مذيب "عالمي"
الماء هو المذيب الأكثر شيوعًا للمواد الصلبة والسائلة والغازية. من المعروف جيدًا من الحياة اليومية أنه إذا ذابت بعض المواد في الماء ، تتشكل المحاليل.
تسمى الأنظمة المتجانسة التي تحتوي على مادتين أو أكثر بالحلول. لا يمكن أن تكون الحلول سائلة فحسب ، بل صلبة أيضًا ، على سبيل المثال ، الزجاج ، وسبائك الفضة والذهب. المحاليل الغازية مثل الهواء معروفة أيضًا. المحاليل المائية هي الأكثر أهمية والأكثر شيوعًا.
وفقًا للمفاهيم الحديثة ، فإن الذوبان هو نتيجة التفاعل الكيميائي للمذيب والمذاب ، مع تكوين المركبات الجزيئية. في المحاليل المائية ، تسمى هذه المركبات هيدرات ، وفي المحاليل غير المائية تسمى المذيبات.
المحلول المشبع هو محلول في حالة توازن مع وجود فائض من المذاب. يحتوي على أكبر قدر ممكن من المذاب. يجب التمييز بين مفهوم "الحلول المشبعة" ومفهوم "الحلول المركزة". المحلول المركز هو محلول يحتوي على نسبة عالية من الذائبة. إذا لم يصل تركيز المحلول إلى تركيز التشبع في ظل هذه الظروف ، فإن المحلول يسمى غير مشبع. عن طريق تبريد محلول مشبع ساخن بعناية (على سبيل المثال ، كبريتات النحاس أو ملح جلوبر) ، يمكن الحصول على ما يسمى بالمحلول المفرط التشبع.
بلورات في الطبيعة
بلورات الجليد والثلج
بلورات المياه المجمدة ، أي الجليد والثلج معروفان للجميع. تغطي هذه البلورات مساحات شاسعة من الأرض لمدة ستة أشهر تقريبًا (وفي المناطق القطبية طوال العام) ، وتقع على قمم الجبال وتنزلق عليها مع الأنهار الجليدية ، وتطفو كجبال جليدية في المحيطات.
إن الغطاء الجليدي لنهر أو كتلة جليدية أو جبل جليدي ليس بالطبع بلورة واحدة كبيرة. عادة ما تكون الكتلة الكثيفة من الجليد متعددة البلورات ، أي يتكون من العديد من البلورات الفردية. لا يمكنك دائمًا التمييز بينهما ، لأنهما صغيران ونما جميعًا معًا. في بعض الأحيان يمكن تمييز هذه البلورات في ذوبان الجليد ، على سبيل المثال ، في الجليد الطافي للجليد الربيعي المنجرف على النهر. ثم يمكن ملاحظة أن الجليد يتكون ، كما كان ، من "أقلام رصاص" مدمجة معًا ، كما هو الحال في حزمة مطوية من أقلام الرصاص: الأعمدة السداسية متوازية مع بعضها البعض وتقف منتصبة على سطح الماء ؛ هذه "أقلام الرصاص" عبارة عن بلورات ثلجية.
من المعروف مدى خطورة صقيع الربيع أو الخريف على النباتات. تنخفض درجة حرارة التربة والهواء إلى ما دون الصفر ، وتتجمد المياه الجوفية وعصائر النبات ، وتشكل إبرًا من بلورات الجليد. هذه الإبر الحادة تمزق الأنسجة الرقيقة للنباتات ، وتذبل الأوراق ، وتتحول إلى اللون الأسود ، وتتلف السيقان والجذور. بعد ليالي الصقيع في الصباح في الغابة وفي الحقل ، يمكنك في كثير من الأحيان ملاحظة كيف ينمو "عشب الجليد" على الأرض. كل ساق من هذه العشبة عبارة عن بلورة ثلجية شفافة سداسية الجوانب. يصل طول إبر الجليد إلى 1-2 سم ، وأحيانًا تصل إلى 10-12 سم. يحدث أن الأرض مغطاة بصفائح من الجليد منتصبة. تنمو هذه البلورات الجليدية من الأرض ، فترفع الرمال والحصى والحصى التي يصل وزنها إلى 50-100 جم على رؤوسها. يتم دفع الجليد الطافي من الأرض وتحمله النباتات الصغيرة. في بعض الأحيان تغلف قشرة جليدية النبات ويضيء الجذر من خلال الجليد. يحدث أيضًا أن فرشاة من إبر الجليد ترفع معًا حجرًا ثقيلًا لا يمكن تحريكه بواسطة بلورة واحدة. يتلألأ "العشب الجليدي" البلوري ويحترق مع لمعان قزحي الألوان ، ولكن بمجرد أن ترتفع درجة حرارة أشعة الشمس ، تنحني البلورات باتجاه الشمس ، وتسقط وتذوب بسرعة.
في صباح ربيعي أو خريفي فاتر ، عندما لا يكون للشمس وقت لتدمير آثار الصقيع الليلي ، تُغطى الأشجار والشجيرات بالصقيع.علقت قطرات من الجليد على الأغصان. انظر عن كثب: داخل قطرات الجليد ، يمكنك رؤية حزم من الإبر الرفيعة ذات الجوانب الستة - بلورات الجليد. تبدو الأوراق المغطاة بالصقيع مثل الفرشاة: مثل الشعيرات ، تقف عليها أعمدة سداسية لامعة من بلورات الثلج. تم تزيين الغابة بثروة رائعة من الكريستال واللباس الكريستالي.
كل بلورة جليدية ، كل ندفة ثلجية هشة وصغيرة. على رقاقات الثلج ، من الأسهل التأكد من أن شكل البلورات صحيح ومتناسق. تتنوع أشكال نجوم ندفة الثلج بشكل مدهش ، لكن تناسقها هو نفسه دائمًا: ستة أشعة فقط. لماذا ا؟ هذا هو تناظر التركيب الذري لبلورات الثلج. هذا لا ينطبق فقط على الثلج. يمكن أن تكون أشكال البلورات متنوعة للغاية ، لكن تناسق هذه الأشكال لكل مادة هو نفسه ، يتم تحديده من خلال تناظر وانتظام التركيب الذري لمادة معينة. يمكن أن تكون ندفة الثلج ستة أشعة فقط - وهذا هو تناظر هيكل بلورات الثلج.
بلورات في السحب
بلورات الجليد ، الأنماط الغريبة التي نعجب بها في رقاقات الثلج ، يمكن أن تدمر طائرة في بضع دقائق. الجليد - وهو عدو رهيب للطائرات - هو أيضًا نتيجة نمو البلورات.
نحن هنا نتعامل مع نمو بلورات من أبخرة فائقة التبريد. في الغلاف الجوي العلوي ، يمكن أن يستمر بخار الماء أو قطرات الماء لفترة طويلة في حالة التبريد الفائق. تصل درجة حرارة الجسم في السحب إلى -30 درجة مئوية. ولكن بمجرد أن تنفجر طائرة تحلق في هذه السحب فائقة التبريد ، يبدأ التبلور العنيف على الفور. على الفور ، تُغطى الطائرة بكومة من بلورات الجليد سريعة النمو.
بلورات في الكهوف
جميع المياه الطبيعية - في المحيطات والبحار والبحيرات والجداول والينابيع الجوفية - هي حلول طبيعية ، وكلها تعمل على إذابة الصخور التي تلتقي بها ، وتحدث ظواهر التبلور المعقدة في كل هذه الحلول.
إن تبلور المياه الجوفية في الكهوف مثير للاهتمام بشكل خاص. تتسرب قطرات الماء المتساقطة إلى الداخل وتسقط من أقبية الكهف. في الوقت نفسه ، تتبخر كل قطرة جزئيًا وتبقى المادة المذابة فيها على سقف الكهف. هذه هي الطريقة التي تتشكل بها درنة صغيرة تدريجيًا على سقف الكهف ، والتي تنمو بعد ذلك لتصبح جليدًا. هذه الرقائق الجليدية مصنوعة من بلورات. قطرة واحدة تلو الأخرى تتساقط بثبات يومًا بعد يوم ، وعامًا بعد عام ، وقرنًا بعد قرن. صوت سقوطهم مكتوم تحت الأقواس. تمتد جميع جليد الثلج وتمتد ، وفي اتجاههم تبدأ نفس الأعمدة الطويلة من رقاقات الثلج من قاع الكهف في النمو لأعلى. في بعض الأحيان ، تلتقي رقاقات الثلج التي تنمو من الأعلى (الهوابط) ومن الأسفل (الصواعد) وتنمو معًا وتشكل أعمدة. هذه هي الطريقة التي تظهر بها أكاليل الزهور الملتوية المنقوشة والأعمدة الغريبة في الكهوف الموجودة تحت الأرض. القاعات الموجودة تحت الأرض رائعة الجمال بشكل غير عادي ومزينة بأكوام رائعة من الهوابط والصواعد ، مقسمة إلى أقواس بواسطة حواجز شبكية. في الطبيعة ، تم العثور على بلورات ذات شكل غير منتظم أكثر بما لا يضاهى من متعدد السطوح العادية. في مجاري الأنهار ، بسبب احتكاك البلورات بالرمل والحجارة ، تمحى زوايا البلورات ، وتتحول البلورات متعددة الأوجه إلى حصى مستديرة ؛ من عمل الماء والرياح والصقيع والبلورات تتشقق وتنهار ؛ في الصخور ، تمنع حبيبات الكريستال بعضها البعض من النمو واكتساب أشكال غير منتظمة.
صور بلورات طبيعية في المواد الغذائية.
Azishskaya في إقليم كراسنودار (جمهورية أديغيا).
بلورات تنمو من الأسفل
بلورات تنمو من الأعلى
نمت قاعة العمود من بلورات
طرق زراعة البلورات من المحاليل
التبلور بواسطة "البذور"
ليس من الصعب إعادة إنتاج ظاهرة تبلور الملح تجريبيًا. قم بإذابة قليل من ملح الطعام العادي في الماء واسكب الماء المالح في الصحن. عندما يتبخر الماء ، انظر من خلال عدسة مكبرة ، وسترى أن المكعبات البيضاء الصحيحة من البلورات مع خطوط من الحواف تبقى على الصحن. بلورات من الملح الصخري (طاولة) تكونت من المحلول أمام عينيك.لذلك ، في الصورة المصغرة ، يمكنك ملاحظة ظاهرة تبلور المحلول ، والتي تحدث في الطبيعة ، في البحيرات المالحة وفي المياه الجوفية ، على نطاق هائل.
لماذا تبرز البلورات من المحلول؟ لفهم هذا ، يجب التعرف على بعض خصائص الحلول.
حاول إذابة ملح الطعام في الماء: سوف يذوب 70 جرامًا من الملح في كوب ماء ذي أوجه ، وإذا صببت الملح أكثر ، فسوف يتوقف عن الذوبان وسيستقر في القاع. سترى نفس الشيء مع السكر: حوالي عشرين ملعقة صغيرة من السكر المحبب ستذوب في كوب من الماء البارد ، ثم يستقر السكر أيضًا في القاع دون أن يذوب. فقط كمية محددة جدًا من السكر (194 جرامًا) أو ملح الطعام (35 جرامًا) أو أي مادة أخرى يمكن أن تذوب في 100 جرام من الماء البارد. كمية المادة التي يمكن أن تذوب في 100 جرام من الماء تسمى قابلية ذوبان هذه المادة في الماء ؛ على سبيل المثال ، قابلية ذوبان كلوريد الصوديوم في الماء عند درجة حرارة الغرفة هي 35 جرامًا. الذوبان يعتمد على درجة الحرارة. حاول إذابة السكر ليس في الماء البارد ، ولكن في الماء الساخن ، وسترى أنه مع ارتفاع درجة الحرارة ، تزداد قابلية ذوبان السكر. بالنسبة للمواد المختلفة ، تعتمد القابلية للذوبان على درجة الحرارة بطرق مختلفة.
لذلك ، عند كل درجة حرارة معينة ، يمكن فقط لكمية محدودة للغاية من مادة ما ، والتي تحددها قابليتها للذوبان ، أن تذوب في الماء.
خذ كوبًا من الماء الساخن وأضف أي مادة بلورية قابلة للذوبان في الماء: هيبوسلفيت ، الصودا ، حمض البوريك ، الشب. إذا حصلت على بلورات كبيرة ، اسحقها إلى مسحوق أولاً. اسكب أكبر قدر ممكن من المسحوق في كوب من الماء الساخن بقدر ما يمكن أن يذوب. عندما يتوقف المسحوق تمامًا عن الذوبان ويبدأ في الاستقرار في القاع ، اسكب المحلول الناتج في كوب آخر حتى لا تسقط حبة مسحوق واحدة على قاع الزجاج بالمحلول. للقيام بذلك ، قم بتصفية المحلول من خلال ورق الترشيح أو قطعة قماش نظيفة. في المحلول الناتج ، تتوافق كمية المادة فقط مع قابليتها للذوبان عند درجة حرارة معينة ؛ المحلول "مشبع" ، ولم يعد قادرًا على امتصاص حبة واحدة من المادة. هذا الحل يسمى مشبع. الآن اترك الزجاج بالمحلول واتركه يبرد. مع التبريد ، تقل قابلية الذوبان لجميع المواد تقريبًا ؛ بينما كان محلولنا ساخنًا ، في كوب من الماء ، على سبيل المثال ، تم إذابة 12 ملعقة كبيرة من المادة ، بينما في درجة حرارة الغرفة يمكن فقط 10 ملاعق كبيرة من هذه المادة تذوب فيه. وبالتالي ، سيكون هناك الآن مادة زائدة في المحلول. بمعنى آخر ، عند درجة حرارة عالية ، يكون المحلول مشبعًا ، وعندما يبرد ، يصبح مفرط التشبع. لا يمكن أن يوجد مثل هذا المحلول المفرط التشبع لفترة طويلة ، لذلك يتم إطلاق المادة الزائدة من المحلول وتستقر في قاع الزجاج. افحص من خلال عدسة مكبرة وسترى أن هذا الراسب يتكون من بلورات.
تتبلور المادة المذابة من المحاليل المفرطة التشبع لأن هناك الكثير منها في المحلول - أكثر مما يمكن أن يحمله المحلول في حد ذاته.
نمت بلورات شفافة من شب البوتاسيوم من المحلول المائي في غضون ساعات قليلة. لتحضير محلول مائي من شب البوتاسيوم ، من الضروري إذابة 48 جم من شب البوتاسيوم ، مطحون إلى مسحوق ، في 400 سم 3 من الماء الساخن. إذا قمت بإذابة 60 جم من الشب ، تحصل على محلول مشبع بدرجة حرارة 15 درجة مئوية بمقدار 12 جم. لذلك ، من الضروري تناول الماء الساخن: أكثر من 48 جم لن يذوب في الماء البارد. سيبدأ المحلول المفرط التشبع في التبلور إذا دخلت فيه أي "بذرة". للقيام بذلك ، يكفي فتح غطاء العلبة قليلاً لمدة ثانية أو ثانيتين: ستدخل جزيئات غبار الشب من الهواء إلى المحلول. يمكنك أيضًا إضافة بضع حبات من الشب إلى المحلول بإبرة.بمجرد دخول محلول فائق التشبع ، تبدأ جزيئات غبار الشبة في النمو فورًا ، وإذا بدأ التبلور في المحلول ، فلن يتوقف حتى يتم تحرير فائض المذاب بالكامل.
يمكنك أيضًا زراعة بلورة واحدة كبيرة. للقيام بذلك ، يجب وضع "بذرة" بلورية صغيرة في المحلول غير المبرد أو إحضارها على خيط. في البداية سوف يذوب قليلاً ، ثم يبدأ في النمو.
إذا تم وضع جسم يحتوي على الكثير من البذور في وعاء به محلول ، فسيتم نموه بالبلورات. اغمس خيطًا يحتوي على جزيئات غبار بلورية في المحلول - ستبدأ البلورات في الاستقرار عليها ، ونتيجة لذلك ، تنمو "سلسلة من الخرزات" من البلورات متعددة الأوجه. يمكن أن تتنافس هذه الخيوط في الجمال مع الخرز المصطنع ، ولكن ، للأسف ، عادة ما تتلاشى البلورات المزروعة من المحاليل المائية بسرعة كبيرة وتتحلل بسهولة. هذه هي صعوبة استخدامها في التكنولوجيا.
يمكنك عمل التماثيل من البلورات.
للقيام بذلك ، تحتاج إلى إعداد إطار من الأسلاك ملفوف بخيوط عادية أو صوف قطني ، ثم غمسه في محلول مشبع ، ثم قم بإزالته على الفور وتجفيفه في درجة حرارة الغرفة. يتم تشريب الخيوط بالمحلول وعندما تجف ، تتشكل بلورات صغيرة عليها ، والتي ستعمل لاحقًا كـ "بذور". ثم قم بتخفيض هذا الإطار إلى المحلول وازرع بلورات عليه. إذا وضعت شجرة عيد الميلاد الاصطناعية القابلة للطي في المحلول ، بعد أن قمت بلف جذعها وفروعها بالخيوط مسبقًا ، يمكنك زراعة شجرة عيد الميلاد "المغطاة بالثلج". للقيام بذلك ، من الأفضل عدم تناول الشب ، ولكن تناول فوسفات هيدروجين البوتاسيوم (KH2PO4) أو فوسفات ثنائي هيدروجين الأمونيوم (NH4H2PO4) - بلورات رائعة تنمو للأجهزة التي تتحكم في شعاع Lazarus. قابليتها للذوبان لكل 100 جرام من الماء:
| عند درجة حرارة | 20 درجة مئوية | 40 درجة مئوية |
| KH2PO4 | 22.5 جرام | 33 جرام |
| NH4H2PO4 | 36.5 جرام | 56.6 جرام |
التطبيقات الرئيسية للبلورات
العيش على الأرض المكونة من الصخور البلورية ، لا يمكننا بالتأكيد الابتعاد عن مشكلة التبلور: نسير على البلورات ، ونبني من البلورات ، ونعالج البلورات في المصانع ، ونزرعها في المختبرات ، ونستخدمها على نطاق واسع في التكنولوجيا والعلوم ، ونأكل البلورات ، شفاءهم ... يتعامل علم علم البلورات مع دراسة مجموعة متنوعة من البلورات. إنها تفحص المواد البلورية بشكل شامل ، وتفحص خصائصها وبنيتها. في العصور القديمة ، كان يعتقد أن البلورات نادرة. في الواقع ، يعد وجود بلورات كبيرة متجانسة في الطبيعة ظاهرة نادرة. ومع ذلك ، فإن المواد البلورية الدقيقة شائعة جدًا. لذلك ، على سبيل المثال ، جميع الصخور تقريبًا: الجرانيت والحجر الرملي والحجر الجيري بلورية. مع تحسن طرق البحث ، تحولت المواد التي كانت تعتبر في السابق غير متبلورة إلى مواد بلورية. نحن نعلم الآن أنه حتى بعض أجزاء الجسم بلورية ، على سبيل المثال ، قرنية العين ، والفيتامينات ، وغشاء الميلامين للأعصاب عبارة عن بلورات. إن المسار الطويل لعمليات البحث والاكتشافات ، من قياس الشكل الخارجي للبلورات في العمق ، إلى التفاصيل الدقيقة لبنيتها الذرية ، لم يكتمل بعد. لكن الباحثين الآن درسوا هيكلها جيدًا ويتعلمون التلاعب بخصائص البلورات.
البلورات جميلة ، يمكن للمرء أن يقول نوعًا من المعجزة ، إنها تجذب نفسها ؛ يقولون "رجل الروح البلورية" عن من له نفس نقية. الكريستال يعني السطوع بالضوء مثل الماس ... وإذا تحدثنا عن البلورات بموقف فلسفي ، فيمكننا القول إن هذه مادة هي رابط وسيط بين المادة الحية وغير الحية. يمكن أن تولد البلورات ، وتتقدم في العمر ، وتتلف. البلورة ، عندما تنمو على بذرة (على جنين) ، ترث عيوب هذا الجنين بالذات. بشكل عام ، يمكن الاستشهاد بالعديد من الأمثلة التي تتناغم مع هذا المزاج الفلسفي ، على الرغم من وجود الكثير من الشر هنا بالطبع ... على سبيل المثال ، على التلفزيون يمكنك الآن أن تسمع عن الارتباط المباشر لدرجة ترتيب جزيئات الماء بالكلمات ، مع الموسيقى ، وهذا الماء يتغير حسب الأفكار ، من الحالة الصحية للمراقب. وجدت البلورات تطبيقها في مختلف المجالات: لتصنيع المجوهرات ، في التكنولوجيا ، على سبيل المثال ، ليزر الياقوت ، شاشات الكريستال السائل ، إلخ.
الماس
يتم استخدام حوالي 80 ٪ من جميع الماس الطبيعي المستخرج وجميع الماس الاصطناعي في الصناعة.تُستخدم الأدوات الماسية لأجزاء الماكينة المصنوعة من أصعب المواد ، ولحفر الآبار في التنقيب والتعدين ، وتكون بمثابة أحجار مرجعية في أجهزة الكرونومتر البحرية من الدرجة الأولى وغيرها من الأدوات عالية الدقة. لا تظهر محامل الماس أي تآكل حتى بعد 25 مليون دورة. تسمح الموصلية الحرارية العالية للماس باستخدامه كركيزة بالوعة الحرارة في الدوائر الإلكترونية الدقيقة لأشباه الموصلات. بالطبع ، يتم استخدام الماس أيضًا في المجوهرات - هذه هي الماس.
روبي
أدت الصلابة العالية للياقوت ، أو اكسيد الالمونيوم ، إلى انتشار استخدامه في الصناعة. من 1 كجم من الياقوت الصناعي ، يتم الحصول على حوالي 40.000 حجر ساعة. لا غنى عن قضبان توجيه خيوط الياقوت في مصانع الألياف الاصطناعية. إنها لا تبلى عمليًا ، في حين أن أدلة الغزل المصنوعة من الزجاج الأكثر صلابة تبلى في غضون أيام قليلة عندما يتم سحب الألياف الاصطناعية من خلالها.
تم فتح آفاق جديدة لاستخدام الياقوت على نطاق واسع في البحث العلمي والتكنولوجيا مع اختراع ليزر الياقوت ، حيث يعمل قضيب الياقوت كمصدر قوي للضوء المنبعث على شكل شعاع رفيع.
بلورات سائلة
هذه مواد غير عادية تجمع بين خصائص المادة الصلبة والسائلة. مثل السوائل ، فهي سائلة ، مثل البلورات ، لها تباين الخواص. يتسم هيكل الجزيئات البلورية السائلة بأن نهايات الجزيئات تتفاعل بشكل ضعيف للغاية مع بعضها البعض ، بينما تتفاعل الأسطح الجانبية بقوة كبيرة ويمكنها أن تمسك الجزيئات بثبات في مجموعة واحدة. تستخدم البلورات السائلة في أنواع مختلفة من الشاشات التي يتم التحكم فيها والمصاريع البصرية وشاشات التلفزيون المسطحة.
الليزر
الجزء العملي. مراحل العمل في المشروع.
| محتوى العمل في المرحلة | نشاط المعلم | الأنشطة الطلابية |
| إجراء تجربة | ||
|
يراقب وينصح ويدير الأنشطة بشكل غير مباشر وينظم وينسق ، إذا لزم الأمر ، المراحل الفردية للمشروع. |
|
| تحليل البيانات التي تم الحصول عليها وتلخيصها | ||
| تحليل البيانات التي تم الحصول عليها وتلخيصها | تصحيح استنتاجات المشاركين في المشروع أثناء تحليل البيانات التي تم الحصول عليها. |
|
طلب
نمت البلورات في سياق العمل البحثي.
نمت هذه البلورات من قبلنا في يناير - مايو 2010.
نواصل بحثنا.
فهرس:
- كتاب الكيمياء للمتقدمين للجامعة. إد. جامعة موسكو ، 1985
- شاسكولسكايا إم بي. بلورات. - م: العلوم. الطبعة الرئيسية للأدب الفيزيائي والرياضي ، 1985. -208 ثانية.
- تجارب في معمل منزلي. - م: علم. الطبعة الرئيسية للأدب الفيزيائي والرياضي ، 1980 ، 144 ص.
- مياكيشيف ج. الفيزياء: الفيزياء الجزيئية. الديناميكا الحرارية. الصف العاشر: كتاب دراسي للدراسات المتقدمة للفيزياء. - الطبعة الخامسة. - م: بوستارد ، 2002. - 352 ص: إلينوي.
- Kvant: مجلة الفيزياء العلمية والرياضيات الشعبية. م: العلوم. عام 1974
- أنشطة المشروع للطلاب. المؤلف. N.V. شيرشينا. - فولجوجراد: مدرس ، 2007. - 184 ص.
- محاضرات في الكيمياء العامة. إل. جوزي: موسكو "أول سبتمبر"
- عالم الكيمياء. قصص مسلية عن الكيمياء. سان بطرسبرج. "ميم اكسبريس"
بلورات متزايدة
في ظروف المنزل
لقد جذبت الكريستال ، باعتبارها جزءًا غامضًا وجميلًا من الطبيعة ، انتباه الناس منذ العصور القديمة.
تعمل البلورة عادة كرمز للطبيعة غير الحية. ومع ذلك ، من الصعب للغاية تحديد الخط الفاصل بين الأحياء وغير الحية ، ومفهوم "الكريستال" و "الحياة" لا يستبعد أحدهما الآخر.
لطالما أثارت البلورات الطبيعية فضول الناس. أثر لونها وتألقها وشكلها على إحساس الإنسان بالجمال ، وزين الناس أنفسهم وبيوتهم بها. لطالما ارتبطت الخرافات بالبلورات. كتميمة ، كان من المفترض ألا تحمي أصحابها من الأرواح الشريرة فحسب ، بل أن تمنحهم أيضًا قوى خارقة للطبيعة.
في وقت لاحق ، عندما بدأ قطع المعادن نفسها وصقلها مثل الأحجار الكريمة ، تم الحفاظ على العديد من الخرافات في التعويذات "لحسن الحظ" و "أحجارها" المقابلة لشهر الميلاد. جميع الأحجار الكريمة الطبيعية ، باستثناء العقيق ، بلورية ، والعديد منها ، مثل الألماس والياقوت والياقوت والزمرد ، تأتي على شكل بلورات مقطوعة بشكل جميل.
أشهر الأمثلة على البلورات هي الجليد ، الماس ، الكوارتز ، الملح الصخري. لا تحتوي معظم المواد الصلبة على الشكل الهندسي المنتظم لمتعدد السطوح ذي الوجوه المسطحة والحواف الحادة المميزة للبلورات. تأتي كلمة "كريستال" من اليونانية - "جليد".
طبيعة البلورات
المواد البلورية هي مواد صلبة تتكرر فيها الجسيمات (الذرات والجزيئات والأيونات) بشكل دوري بشكل صحيح في ثلاثة أبعاد ، وتشكل بنية لا نهائية. تشكل الجسيمات المرتبة في الفضاء بترتيب معين شبكة بلورية.
LATTICE البلوري هو ترتيب منتظم للذرات في الفضاء ، والذي يحدد خصائص حالة مادة تسمى المادة الصلبة.
التناظر والنظام هما الخصائص المميزة للبلورات. تسمى الأجسام المتماثلة أجسامًا تتكون من أجزاء متساوية ومتطابقة يمكن دمجها مع بعضها البعض. هناك العديد من عناصر التناظر المختلفة: المستوى ، والمحور ، ومركز التناظر ، والترجمة ، وغيرها.
جميع البلورات متناظرة. هذا يعني أنه يمكن العثور على عناصر مختلفة من التناظر فيها. يمكن دمج عناصر التناظر مع بعضها فقط وفقًا لقوانين رياضية صارمة. يمكن أن يكون هناك 230 مجموعة من هذا القبيل للهياكل البلورية إجمالاً ، وتسمى "مجموعات فيدوروف الفضائية" تكريماً لعالم البلورات فيدوروف ، الذي قام بالتزامن مع عالم الرياضيات الألماني شوينفليس في نهاية القرن التاسع عشر. استنتج هذه القوانين.
في الشبكة البلورية ، يمكن تمييز أصغر خط متوازي ، عند إزاحة (ترجمة) سيتم الحصول على البلورة بأكملها في ثلاثة أبعاد. تسمى هذه الوحدة الهيكلية خلية الوحدة. في المجموع ، هناك 14 خلية هندسية أولية ثلاثية الأبعاد ، أو مشابك ، سميت على اسم العالم الفرنسي الذي أنشأها ، Bravais.
وفقًا لأنواع الروابط الكيميائية ، تنقسم البلورات إلى أيوني (ملح الطعام الشائع) ، وبلورات تساهمية (الماس ، والسيليكون) ، والمعادن ، والبلورات الجزيئية (النفثالين). تؤدي الأنواع المختلفة من الروابط في البلورات إلى اختلافات في خصائص المواد الصلبة.
كيف تنمو البلورات.
البلورة هي مادة صلبة لها شكل طبيعي متعدد السطوح. الروابط الكيميائية للبلورات مرتبة ومتناظرة للغاية. تأتي البلورات في مجموعة متنوعة من الأشكال. تعتبر البلورات المفردة الكبيرة ذات الشكل العادي نادرة جدًا في الطبيعة. ولكن يمكن زراعة مثل هذه البلورة في ظروف اصطناعية. يمكن أن يحدث التبلور من المحلول ، والذوبان ، وكذلك من الحالة الغازية للمادة. ضع في اعتبارك التبلور من المحلول.
في حجم معين من السائل عند درجة حرارة وضغط ثابتين ، لا يمكن أن تذوب أكثر من كمية معينة من مادة بلورية معينة.المحلول الناتج يسمى مشبع ، بلور يوضع في محلول مشبع لا ينمو فيه ولا يذوب. إذا قمت بزيادة درجة حرارة السائل ، ثم قابليته للذوبان
يزداد ، وبالتالي فإن الكمية المتوفرة من المذاب لن تشبع المحلول بعد الآن. ستبدأ البلورة الموضوعة في محلول غير مشبع
تذوب فيه. إذا تم تبريد المحلول المشبع ، فإنه يصبح مفرط التشبع. يمكن تخزين المحاليل المفرطة التشبع في أوعية مغلقة لفترة طويلة دون تبلور. ومع ذلك ، يكفي الدخول في الحل
أدنى جسيم من البلور ، مثل المحلول ، سيبدأ على الفور في التبلور. وبالتالي ، يعد التشبع الفائق للمحلول شرطًا ضروريًا ولكنه كافٍ للتبلور. لبدء التبلور
تحتاج إلى زرع المحلول - بلورة صغيرة من المذاب. من المحلول ، عادة ما تزرع البلورة بهذه الطريقة. أولاً ، يتم إذابة كمية كافية من المادة البلورية في الماء. في هذه الحالة ، يتم تسخين المحلول حتى تذوب المادة تمامًا. ثم يتم تبريد المحلول ببطء ، وبالتالي نقله إلى حالة مفرطة التشبع. تضاف بذرة إلى محلول مفرط التشبع. إذا تم الحفاظ على درجة حرارة وكثافة المحلول طوال فترة التبلور كما هي في جميع أنحاء الحجم ، فإن البلورة ستتخذ الشكل الصحيح أثناء عملية النمو.
تاريخ الإضافة: 2016-09-06؛ وجهات النظر: 1456؛
مقالات مماثلة:
