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 при-сутствии 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 предна-значено для приготовления, хранения и при-ема пищи, в том числе и используемые для опы-тов баночки из-под майонеза и кастрюлька.

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

4. Перед проведением каждого опыта вниматель-но прочитайте инструкцию до конца и только потом начинайте эксперимент. Используйте только те количества веществ, которые ука-заны в инструкции. Не проводите экспери-ментов, не указанных в данном руководстве.

5. Во время проведения опытов категорически запрещается принимать пищу.

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

�

рот и глаза большим количеством водопро-водной воды. При необходимости обратитесь к врачу.

7. Для работы используйте защитный халат и перчатки. Берите горячие предметы рука-вицами 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 само-клейкой бумаги. Если вдруг вы забыли под-писать сосуд и у вас возникли сомнения о том, что в нем находится, то содержимое необхо-димо вылить в канализацию.

10. Для экспериментов лучше использовать дистиллированную воду. Ее можно приобрес-ти в аптеке или магазине хозтоваров. В про-тивном случае используйте кипяченую воду.

11. При горении газовой плиты помещение нужно хорошо проветривать. Электроплита должна находиться на негорючей поверхнос-ти и вдали от легковоспламеняющихся пред-метов. После работы с электрической или га-зовой плитой не забудьте ее выключить.

12. После проведения опытов вымойте оборудо-вание и посуду, уберите рабочее место и про-трите поверхность стола. Затем тщательно вымойте руки с мылом.

�

Набор содержит необходимые химические вещества, материалы

и оборудование для проведения опытов

№ п/п

Название веществаХимическая

формула

1Алюмокалиевые квас-цы 100 г

Al2(SO

4)

3⋅K

2SO

4⋅24H

2O

2 Пищевой краситель

3Медный купорос (сульфат меди(��) пен-��) пен-) пен-тагидрат) 45 г

CuSO4⋅5HH

2O

№ п/п

НаименованиеПримерное количество

1Мерный химический ста-кан

1

2Пластмассовый шпатель для насыпания веществ и перемешивания

1

3Термометр до 100 °С (не ртутный)

1

4 Медная проволока 2 м

5 Самоклейкая бумага

�

список дополнительного оборудования и материалов

№ п/п

НаименованиеПримерное количество

1 Стеклянная баночка несколько

2 Бумажные салфетки несколько

3 Небольшая кастрюлька (не-большая жестяная консервная банка или жестяная банка из-под кофе без этикетки) для во-дяной бани

1

4 Ножницы 1

5 Карандаш 1

6 Газета несколько

7 Марля (бинт)

8 Канцелярская скрепка несколько

9 Капроновые нитки (их можно вытянуть из старого чулка или колгот), шерстяные нитки

Примерно метр

10 Прозрачный мебельный лак 1 банка

11 Кисточка для лака 1

12 Небольшой камешек с трещи-нами или отверстиями

1

13 Тряпка 1

14 Защитные перчатки (рукави-цы) для обращения с горячими предметами

пара

�

№ п/п

НаименованиеПримерное количество

15 Универсальный водостойкий клей

1

16 Скотч 1

17 Лупа 1

18 Емкость или коробочка для хранения покрытых лаком кристаллов квасцов

1

19 Емкости для хранения обыч-ного и подкрашенных раство-ров квасцов

несколько

20 Емкость с хорошо закрываю-щейся крышкой для хранения кристаллов квасцов

1

21 Дистиллированная (кипяче-ная) вода

22 Пинцет 1

23 Небольшая пилочка 1

24 Емкость с хорошо закрываю-щейся крышкой для хранения кристаллов медного купороса

1

25 Емкость или коробочка для хранения покрытых лаком кристаллов медного купороса

1

26 Емкость для хранения раство-ра медного купороса

1

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

Окончание таблицы

�

кАк усТРОЕНЫ кРисТАЛЛЫ

Вы начинаете знакомство с крис-таллами. Что же это такое? Загляни-те на кухню. Сахар и соль — это крис-таллические вещества. Откройте холо-дильник. Там вы увидите замерзшую воду — лед. Это тоже кристаллы. Они окружают нас повсюду. Земная кора примерно на 95 % состоит из кристал-лов. В переводе с греческого krystallos означает лед. Этот термин применяли по отношению к горному хрусталю — одной из разновидностей кварца. Рань-ше даже считали, что если лед очень долго находится при низкой темпера-туре, то он становится каменным и уже не может растаять (см. приложение, фото 1, 2).

Кварц — это один из самых распростра-ненных минералов (см. приложение, фото 3–5). Он имеет состав ������

2. Разновиднос-

тями кварца являются горный хрусталь, аметист, морион, цитрин, раухтопаз и дру-гие 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 Олим-пе пользовались кубками, сделанными из гор-ного хрусталя.

Кристаллы — это твердые тела, обладаю-щие особенной структурой и имеющие при оп-ределенных условиях форму правильных мно-гогранников (правильную форму). Частицы, об-разующие 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 кристалличес-кой решетке выделяют наименьшую часть, на-зываемую элементарной ячейкой. В кристал-ле она повторяется по трем направлениям про-странства. Например, как видно на рисунке, в кристаллической решетке пищевой соли (хло-рида натрия ��Cl) элементарной ячейкой явля-��Cl) элементарной ячейкой явля-) элементарной ячейкой явля-ется куб. Если соединить такие кубики, состоя-щие из ионов натрия ����+ и хлора ClCl–, то получит-ся кристаллическая структура пищевой соли, в которой каждый ион натрия окружен шестью ионами хлора.

�

Элементарная ячейка

Cl–

Na+

NaCl

Элементарная ячейка

Повторяя по трем направлениям пространства

элементарную ячейку пищевой соли (хлорида натрия

NaCl��� мо�но м�сленно построит�� кристаллическую��� мо�но м�сленно построит�� кристаллическую

структуру этого вещества

Если в узлах кристаллической решетки нахо-дятся атомы, то ее называют атомной, если ионы (заряженные частицы) — ионной, а если моле-кулы — молекулярной. Атомная решетка харак-терна, например, для алмаза, графита и кварца.

10

Молекулярная кристаллическая решетка у саха-розы, ионная решетка присуща пищевой соли, соде, квасцам, медному купоросу.

Кристаллические вещества могут образовывать один монокристалл. Однако чаще всего кристал-лические вещества состоят из множества неболь-ших кристаллов, т. е. являются поликристалли-ческими (см. приложение, фото 6). Монокристал-лы обычно получают искусственно. Монокристал-лы образуют, например, алмаз (см. приложение, фото 7, 8) и кварц. Причем монокристаллы ал-маза небольшие, а вот горный хрусталь (разно-видность кварца) способен образовывать очень большие кристаллы. Он дает монокристаллы ве-сом несколько тонн и высотой несколько метров. Хотя обычно в природе большие монокристаллы встречаются редко.

Настоящим рекордсменом среди крис-таллов по массе и размерам является спо-думен (алюмосиликат лития ���l������l��������

2�

6]).

В Южной Дакоте (США) был найден его кристалл весом примерно 90 т и длиной 14 м!

Если кристаллы срастаются на общем основа-нии, то они образуют друзы (от нем. Druse, группа свободных кристаллов, наросших одним концом (гранью или ребром) на стенки трещин ). Образова-

11

ние друз характерно, например, для гипса, квар-ца, кальцита, аметиста и других минералов.

Некоторые кристаллические вещества спо-собны образовывать кристаллогидраты. Они содержат в своем составе воду. Вода в этом слу-чае называется кристаллизационной. Например, кристаллогидратами являются медный купорос (CuSOCuSO

4⋅5HH

2O), глауберова соль (��), глауберова соль (����

2SO

4⋅10HH

2O),),

алюмокалиевые квасцы (AlAl2(SOSO

4)

3⋅K

2SO

4⋅24HH

2O).).

В определенных условиях кристаллогидраты по-степенно теряют кристаллизационную воду. Этот процесс называют выветриванием. При нагрева-нии кристаллогидраты разрушаются и образуют-ся безводные вещества.

Разные науки изучают кристаллы. Это крис-таллография, химия, физика и другие.

кАк ПОЛучАюТ кРисТАЛЛЫ

Кристаллы образуются в процессе кристаллизации из расплава, раство-ра или газа. В лабораторных услови-ях кристаллы обычно получают из рас-творов.

При помещении твердого вещества в воду происходит проникновение молекул раство-рителя в кристаллическую решетку и ослаб-ление связей между ее частицами. Кристал-

1�

лическая структура разрушается (распад ионных кристаллов на отдельные ионы назы-вают диссоциацией). При этом поглощается энергия. Образующиеся частицы соединяют-ся с молекулами воды. Этот процесс хими-ки называют гидратацией. Вокруг частиц разрушенной кристаллической решетки об-разуются гидратные оболочки. Они мешают частицам снова объединиться в кристалли-ческую структуру. Гидратация сопровожда-ется выделением энергии. В зависимости от соотношения энергии, затраченной на разру-шение кристаллической решетки, и энергии, выделившейся при гидратации, в общем про-цесс растворения может быть экзо- (с выде-лением тепла) или эндотермическим (с по-глощением тепла).

Схема растворения ионного кристалла

1�

Маленькие кристаллы растворяются луч-ше, чем большие. Чем теплее вода, тем интен-сивнее ее молекулы проникают в кристалли-ческую решетку и разрушают ее, т. е. вещес-тво растворяется быстрее.

Существуют вещества, которые могут смеши-ваться с водой в любых соотношениях. Есть ве-щества с ограниченной растворимостью в воде. Для веществ с ограниченной растворимостью различают насыщенный, ненасыщенный и пе-ресыщенный раствор. Насыщенный раствор — это раствор, содержащий при данной темпе-ратуре максимально возможное количество растворенного вещества. Например, при 15 °С в насыщенном растворе будет находиться 197 г сахарозы в 100 г воды, а при повышении темпе-ратуры до 100 °С в том же количестве воды мо-жет раствориться уже 487 г сахарозы. Обычно растворимость вещества при повышении тем-пературы увеличивается. Хотя у некоторых ве-ществ (например, гипса C�SOC�SO

4⋅2HH

2O, гидроксида, гидроксида

кальция Са(ОН)2) наблюдается обратная зави-

симость. Растворимость ряда веществ практи-чески не зависит от температуры. Это, напри-мер, обыкновенная пищевая соль. При охлаж-дении насыщенного раствора из него начинают выпадать кристаллы растворенного вещества, т. к. с понижением температуры растворимость

1�

уменьшается. При этом снова получается насы-щенный раствор, но уже с меньшим содержани-ем растворенного вещества.

Если при данной температуре в растворе со-держится вещества меньше, чем может раство-риться, то такой раствор считают ненасыщен-ным. В пересыщенном растворе содержание рас-творенного вещества оказывается больше, чем в насыщенном растворе при определенной тем-пературе.

Для получения кристаллов совсем необяза-тельно охлаждать насыщенный раствор. Наобо-рот, его можно нагревать с целью упаривания. При этом количество растворителя постепенно уменьшается, и растворенное вещество начи-нает выпадать в осадок, т.е. выкристаллизовы-ваться.

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 охлаж-дение приводит к появлению небольшого коли-чества центров кристаллизации, и вещество как бы нарастает на них, благодаря чему появляются кристаллы больших размеров. Это происходит подобно возведению дома из отдельных кирпи-чиков.

1�

Растущий кристалл

Рост кристаллов чем-то напоминает

строител��ство дома

ОПЫТЫ ПО ВЫРАщиВАНию кРисТАЛЛОВ

Опыт № 1. Выращиваем большие и маленькие кристаллы квасцов

Для опыта понадобятся: мерн�й химичес-кий стакан�� две стеклянн�е баночки�� небол��-шая кастрюля или �естяная консервная бан-ка без этикетки�� алюмокалиев�е квасц� K

�SO

�·Al

�(SO

��

�·��H

�O�� кипяченая (дистилли-

рованная� вода�� пластмассов�й шпател���� бинт

1�

или марля�� электрическая или газовая плита�� бума�н�е салфетки�� газета�� термометр�� емкос-ти для хранения кристаллов и раствора квасцов�� универсал��н�й водостойкий клей�� прозрачн�й мебел��н�й лак�� капронов�е нитки�� но�ниц��� пи-лочка�� скотч�� карандаш�� канцелярская скрепка�� лупа.

Сейчас мы будем получать крис-таллы квасцов. Квасцы — это двой-ные соли серной кислоты, имею-щие состав МеМе′(SO

4)

2⋅12H

2O или

Ме2SO

4⋅Ме

2′(SO

4)

3⋅24H

2O, где Ме — на-

трий ��, калий K, рубидий ��, цезий C�,��, калий K, рубидий ��, цезий C�,, калий K, рубидий ��, цезий C�,K, рубидий ��, цезий C�,, рубидий ��, цезий C�,��, цезий C�,, цезий C�,C�,, аммоний �H�H

4+ или другие однозарядные

катионы, а Ме′ — алюминий Al, хром Cr, железо Fe или другие трехзарядные ка-тионы. Мы будем использовать алюмока-лиевые квасцы (кристаллогидрат сульфа-та алюминия-калия КAl(SOAl(SO(SOSO

4)

2⋅12HH

2O или или

K2SO

4⋅Al

2(SOSO

4)

3⋅24HH

2O). Почему выбра-). Почему выбра-

ны именно эти кристаллы? Дело в том, что алюмокалиевые квасцы нетоксичны, очень легко кристаллизуются и могут об-разовать достаточно большие кристаллы. Они хорошо растворяются в воде (особен-но 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 пе-ресчете на безводную соль)!

1�

Квасцы дают октаэдрические кристаллы (см. рисунок).

Октаэдр

Квасцы издавна использовали в качестве протравы при крашении тканей, о чем упоми-нал еще около 2000 лет назад римский писа-тель и ученый Плиний Старший в своем тру-де «Естественная история». Квасцы помога-ли и на войне. Так, во время войны с персами (начало нашей эры) римляне обрабатывали квасцами деревянные оборонительные башни. Древесина становилась огнестойкой, и ее не-льзя 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 пи-щевой добавкой (Е 522). Их применяют для регуляции кислотности пищевых продуктов

1�

и в качестве стабилизатора. Алюмокалие-вые квасцы встречаются в природе.

Был получен кристалл квасцов массой бо-лее 200 кг.

Шаг №1

1. Приготовьте насыщенный рас-твор квасцов. Для этого налейте 100 мл воды в небольшую стеклян-ную баночку (см. приложение, фо-то 9).

2. Поместите ее в небольшую кастрюлю или под-ходящего размера жестяную консервную бан-ку, в которую тоже налейте воду.

3. Кастрюлю поставьте на электрическую или га-зовую плиту на малый нагрев. При пользова-нии газом помните, что помещение должно проветриваться! Вы получили водяную баню, с помощью которой будете нагревать воду в ба-ночке.

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

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

1�

6. Теперь в баночку начинайте добавлять неболь-шими порциями квасцы, помешивая смесь шпателем. Делайте это до тех пор, пока вновь добавленное количество вещества не переста-нет растворяться. Насыщенный раствор квас-цов готов.

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

8. Перед фильтрованием баночку необходимо ос-торожно ополоснуть горячей водой. Будьте осторожны, пользуйтесь защитными перчатками!Если баночка будет холодной, то кристаллиза-ция может произойти уже в процессе фильтро-вания при ее контакте с горячим раствором.

9. Поместите марлю (бинт) на баночку и осторож-но профильтруйте через нее раствор.Чтобы не обжечься, баночку с насыщенным раствором держите перчатками или оберни-те тряпочкой.

10. После окончания эксперимента не забудьте выключить плиту!

11. Баночку с фильтратом накройте бумажной салфеткой, обверните газетой и оставьте ох-лаждаться (см. приложение, фото 10). Это не-обходимо проделать для того, чтобы раствор остывал как можно медленнее. Напомним, что

�0

чем медленнее охлаждается раствор, тем более крупные кристаллы будут получены.

Примерно через сутки вы обнаружите, что в баночке появились кристаллы квасцов (см. при-ложение, фото 11, 12).

Шаг №2

1. Перелейте раствор из баночки в дру-гой сосуд (этот раствор вам еще при-годится для последующих опытов) и сделайте на нем этикетку «Раствор квасцов».

2. Кристаллики перенесите на бумажную салфет-ку. Если они срослись, то аккуратно разъеди-ните их.

3. Промокните кристаллы салфеткой и оставьте высыхать.

4. После этого поместите их в какой-либо сосуд и плотно его закройте. Сделать это необхо-димо, т. к. квасцы легко выветриваются на воздухе — теряют кристаллизационную воду и превращаются в порошок. На сосуде сделайте этикетку «Кристаллы квасцов». Эти кристал-лы понадобятся для получения больших крис-таллов 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 пи-

�1

лочки (например, для ножовки) сделайте не-большие пазы по бокам кристалла. Кристалл при этом изменит свою форму. Но это не страш-но. В процессе роста кристалл сам «залечит» полученные «раны». Ведь известно, что пра-вильные грани растут быстрее. Если у вас нет пилочки, то нитку можно приклеить универ-сальным 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 экспери-мента, 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 темпера-туры 50–60 °С. Будьте осторожны! Чтобы не обжечься, пользуйтесь защитными перчатка-ми или тряпкой.

4. Теперь раствор необходимо сделать насыщен-ным. Для этого насыпайте небольшими пор-циями порошок квасцов и помешивайте его шпателем.

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

��

6. В профильтрованный раствор поместите крис-таллик квасцов на ниточке так, как это показа-но на рисунке. Нитку можно завязать на каран-даше или раскрученной канцелярской скрепке и закрепить ее с помощью скотча. Учтите, что кристалл начнет расти, следовательно, увели-чится в размерах. Поэтому расположите его в растворе примерно посередине между дном баночки и уровнем жидкости в ней.

Так мо�но в�растит�� бол��шие кристалл�

7. Баночку накройте салфеткой и обверните газе-той (вспомните, для чего это необходимо). Че-рез 1–2 суток вы увидите, что кристалл увели-чится в размерах. Если в процессе роста на нем появятся наросты других кристаллов, то их можно осторожно соскрести лезвием, а основ-ной кристалл опять опустить в раствор.

• Теперь снова повторите все дейс-твия, но уже с этим подросшим кристал-лом. Так вы сможете получить достаточ-но большой экземпляр. Выращенный кристалл внимательно рассмотрите под лупой (см. приложение, фото 13–15).

��

• Чтобы кристалл, который вы в итоге полу-чили, со временем не рассыпался, покройте его прозрачным мебельным лаком.

При работе с лаком помещение необходимо хо-рошо проветривать!

• Оставшийся раствор перелейте в сосуд с эти-кеткой «Раствор квасцов» и закройте крышкой. Выращенный кристалл квасцов поместите в под-ходящую емкость или коробочку и сделайте на ней надпись «Кристаллы квасцов, покрытые ла-ком».

Опыт № 2. корона в «бриллиантах»

Для опыта понадобятся: медная проволока�� шер-стян�е нитки�� капронов�е нитки�� алюмокалие-в�е квасц��� раствор квасцов�� оставшийся пос-ле пред�дущего оп�та�� две небол��ших баноч-ки�� небол��шая кастрюля или �естяная консерв-ная банка�� кипяченая (дистиллированная� вода�� бума�н�е салфетки�� пластмассов�й шпател���� бинт или марля�� электрическая или газовая пли-та�� термометр�� газета�� канцелярская скрепка или карандаш�� скотч.

1. Сделайте из медной проволоки не-большой каркас короны и обмотайте его шерстяными нитками (см. при-ложение, фото 16). Основа будущей короны готова.

��

2. Подберите соответствующую баночку для рос-та 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 нитка-ми для того, чтобы его можно было опустить в раствор (см. рисунок).

Каркас будущей корон��� на котором в�растут

кристалл� квасцов

3. В небольшой баночке приготовьте насыщен-ный раствор квасцов. Для этого используйте кипяченую (дистиллированную) воду или рас-твор квасцов, оставшийся у вас после проведе-ния 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).

��

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

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

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

7. Выньте корону из раствора и аккуратно про-мокните 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: небол��шие в�ращенн�е кристаллики квасцов�� алюмокалиев�е квасц��� раствор квасцов�� оставшийся после пред�дущих

��

оп�тов�� мерн�й химический стакан�� нескол��ко баночек из-под майонеза�� небол��шая кастрю-ля или �естяная консервная банка�� кипяченая (дистиллированная� вода�� пластмассов�й шпа-тел���� бинт или марля�� бума�н�е салфетки�� га-зета�� капроновая нит���� пищевой красител���� ем-кости для хранения подкрашенн�х растворов квасцов�� лупа�� электрическая или газовая пли-та�� термометр�� канцелярская скрепка или каран-даш�� пилочка.

Часто мы используем выражение «кристально чистый». Однако кристал-лы очень часто содержат различные при-меси, которые придают им особые свойс-тва. Например, могут изменить их цвет. Так, примесь хрома в бесцветных крис-таллах корунда AlAl

2O

3 придает ему крас-

ный цвет. Такой драгоценный камень называется рубином. Наличие приме-си титана и железа превращает корунд в синий сапфир.

Кристаллы квасцов, которые вы получили, бес-цветные. Но их можно подкрасить обычными пи-щевыми красителями, которые используются для окраски кондитерских изделий и яиц (см. прило-жение, фото 17—21). В процессе роста кристал-ла краситель попадает в его структуру и придает ему цвет.

��

Пищевые красители, как и прочие пищевые добавки, обозначают буквой «Е» с цифрой. Неко-торые из них приведены в таблице.

Цветные кристаллы будем выращивать по той же методике, которую использовали для получе-ния больших кристаллов квасцов (см. опыт № 1).

Некоторые пищевые красителиПищевой краситель Название и цвет

Е 102Тартразин (краситель желтого цвета)

Е 110Желтый «солнечный за-кат» FCF, оранжево-жел-FCF, оранжево-жел-, оранжево-жел-тый SS

Е 122Кармазин, азорубин (кра-ситель красного цвета)

Е 124Понсо 4� (краситель крас-� (краситель крас- (краситель крас-ного цвета)

Е 132Индигокармин (краситель синего цвета)

Е 133Бриллиантовый синий FCF

Смесь Е 102 и Е 133 Зеленый краситель

Смесь Е 102, Е 122 и Е 132

Коричневый краситель

��

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 про-фильтруйте ее через марлю или бинт в банку, которую необходимо предварительно ополос-нуть 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 може-те вырастить разноцветные кристаллы. Только оставшиеся подкрашенные растворы квасцов не выливайте. Перелейте их в подходящие со-суды и сделайте на них надпись «Раствор квас-цов с красителем». Их можно использовать для дальнейших экспериментов (см. опыт № 4). Под-крашенные кристаллы высушите и покройте лаком. Рассмотрите кристаллы под лупой. Сло-жите их в коробочку, где у вас хранятся выра-щенные большие кристаллы квасцов, покры-тые лаком.

��

Опыт № 4. друзы из квасцов

Для опыта понадобятся: две небол��шие баночки�� кипяченая (дистиллированная� вода�� пластмас-сов�й шпател���� алюмокалиев�е квасц��� крис-талл� квасцов�� в�ращенн�е в оп�те № 1�� бес-цветн�й или подкрашенн�е раствор� квасцов�� оставшиеся после пред�дущих оп�тов�� небол��-шая кастрюля или �естяная консервная банка�� бинт или марля�� электрическая или газовая пли-та�� термометр�� камешек с отверстиями или тре-щинами�� пинцет�� бума�н�е салфетки.

Напомним, что друза — это срос-шиеся кристаллы на общем основании. В природе они могут появиться в полос-тях или трещинах горных пород. Вос-пользуемся и мы этим условием. Мож-но вырастить бесцветные или окрашен-ные друзы квасцов (см. приложение, фото 22).

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

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

�0

еся после выполнения опыта № 3. Приготов-ление насыщенного раствора описано в опы-те № 1.

3. Профильтруйте горячий раствор квасцов в бан-ку, которую предварительно ополосните го-рячей водой.Будьте осторожны! Пользуйтесь защитны-

ми перчатками или тряпочкой!4. С помощью пинцета поместите камешек с крис-

таллами в банку. Осторожно налейте в нее рас-твор квасцов так, чтобы кристаллики на ка-мешке располагались примерно посередине жидкости.

5. Закройте банку бумажной салфеткой и обвер-ните газетой.

6. Через несколько дней вы обнаружите друзу. Достаньте ее, высушите и покройте бесцвет-ным лаком.

Опыт № 5. Выращиваем большие кристаллы медного купороса

Для опыта понадобятся: мерн�й химический ста-кан�� две небол��шие стеклянн�е баночки�� небол��-шая кастрюля или �естяная консервная банка�� медн�й купорос CuSO

�·�H

�O�� кипяченая (дистил-

лированная� вода�� пластмассов�й шпател���� бинт или марля�� электрическая или газовая плита�� бу-

�1

ма�н�е салфетки�� газета�� термометр�� емкости для хранения раствора CuSO

� и его кристаллов��

универсал��н�й водостойкий клей�� капронов�е нитки�� но�ниц��� пилочка�� лупа�� скотч�� карандаш�� канцелярская скрепка.

Медный купорос CuSOCuSO4⋅5HH

2O образует краси- образует краси-

вые 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 мед-ный купорос до получения насыщен-ного раствора так, как вы это делали с квасцами в опыте № 1.

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

4. Раствор перелейте в сосуд с надписью «Раствор сульфата меди CuSOCuSO

4», а полученные кристал-

лы разложите для сушки на салфетке.5. Рассмотрите кристаллы под лупой. Они отлича-

ются по форме от кристаллов квасцов.6. Сложите кристаллы медного купороса в под-

ходящую емкость с хорошо закрывающейся крышкой и сделайте к ней этикетку с надпи-сью «Кристаллы медного купороса».

��

Для получения крупных кристаллов медно-го купороса проделайте такие же действия, как и с квасцами (см. опыт № 1). Большие кристал-лы медного купороса высушите. Чтобы они не выветривались, покройте их бесцветным лаком. Сложите кристаллы в специальную коробочку или баночку с надписью «кристаллы медного ку-пороса, покрытые лаком».

Медный купорос встречается в природе в виде минерала халькантита. Название это-го минерала происходит от греческих слов, означающих в переводе «медь» и «цветок». Медный купорос применяют при ожогах бе-лым фосфором, он входит в состав поливита-минных комплексов, его также используют при выделке кож, как протраву при краше-нии текстиля, как красящий пигмент и для других целей.