نیاز به کریستال کریستال ها به عنوان راهی برای تصفیه. نحوه رشد سریع کریستال از نمک

آیا تا به حال کلمه "کریستال" را شنیده اید؟ البته. اما از خود بپرسید که با چه کریستال هایی آشنا هستید؟ اولین چیزی که به ذهن می رسد به احتمال زیاد جواهرات درخشان هستند: زمرد، برخی از آمتیست بنفش را به یاد می آورند، برخی گارنت قرمز گیلاسی را به یاد می آورند و برخی کریستال سنگی - کوارتز بی رنگ را به یاد می آورند. بدون این سنگریزه های چند رنگ براق، زندگی کسل کننده می شد و از رنگ های آنها و رازهای کوچک آنها محروم می شد.

چیزی شگفت انگیز و مسحورکننده در مورد کریستال ها وجود دارد. آنها با وضوح خطوط و تقارن خود شگفت زده می شوند که زیبایی خارق العاده ای را پنهان می کند. من بلافاصله به موضوع "کریستال ها" علاقه مند شدم. کریستال های طبیعی همیشه کنجکاوی مردم را برانگیخته اند. چند وجهی های شگفت انگیز از دیرباز توجه مردم را به خود جلب کرده اند. کیمیاگران قرون وسطی فکر می کردند که کریستال های طبیعی یک بار برای همیشه توسط خدا خلق شده اند. رنگ، درخشش و شکل آنها حس زیبایی انسان را لمس می کرد و مردم خود و خانه هایشان را با آنها تزئین می کردند. برای مدت طولانی، خرافات با کریستال ها مرتبط بوده است. آنها قرار بود مانند طلسم نه تنها از صاحبان خود در برابر ارواح شیطانی محافظت کنند، بلکه آنها را با توانایی های ماوراء طبیعی نیز اعطا کنند.

کریستال ها آنقدر زیبا هستند که می توانید ساعت ها آنها را تحسین کنید. طبیعت چه اشکال بلوری ایجاد نکرده است! ستون ها، مکعب ها، اهرام، ستاره ها! تنوع شکل ها و رنگ های عجیب کریستال ها شگفت انگیز است.

زیبایی کریستال ها همیشه افراد را مجذوب خود کرده است. قبلاً اعتقاد بر این بود که کریستال سنگ (نوعی کوارتز) یخی سنگ شده است که هرگز ذوب نمی شود. در واقع، کریستال ها (از کلمه یونانی "Krios" - "سرد یخی") اجسام جامد با آرایش داخلی دقیق اتم ها هستند که مطابق با تقارن سطوح صاف بیرونی آنها - چهره ها است.

علمی که به مطالعه کریستال ها و خواص آنها می پردازد، کریستالوگرافی نامیده می شود.

کریستالوگرافی در دوران باستان سرچشمه گرفت و در ارتباط نزدیک با کانی شناسی به عنوان علمی که قوانین برش کریستال را ایجاد کرد، توسعه یافت.

مشاهده و اندازه گیری برش کریستال، ایجاد قوانین برش موضوع کریستالوگرافی هندسی است. بر اساس کریستالوگرافی هندسی، فرضیه ای در مورد آرایش تناوبی منظم و سه بعدی در کریستالی از ذرات تشکیل دهنده آن، به معنای امروزی - اتم ها و مولکول هایی که یک شبکه کریستالی را تشکیل می دهند، مطرح شد. کریستالوگرافی ساختاری ساختار اتمی-مولکولی کریستال ها را با استفاده از آنالیز پراش اشعه ایکس، پراش الکترونی، پراش نوترونی و میکروسکوپ الکترونی مطالعه می کند.

تقارن و الگوهای ساختاری مطالعه شده توسط کریستالوگرافی در در نظر گرفتن الگوهای کلی ساختار و خواص حالت متراکم ماده کاربرد پیدا می کند: اجسام و مایعات آمورف، پلیمرها، ماکرومولکول های بیولوژیکی، ساختارهای فوق مولکولی و غیره. این همان چیزی است که کریستالوگرافی تعمیم یافته به آن می پردازد. مطالعه کریستال ها به معنای مطالعه تقریبا تمام اجسام اطرافمان است. علومی مانند فیزیک و شیمی به مطالعه ساختار و خواص کریستال ها می پردازند.

کریستال ها جامداتی هستند که اتم ها یا مولکول های آنها موقعیت های مرتب و مشخصی را در فضا اشغال می کنند. بنابراین، کریستال ها دارای لبه های صاف هستند. کریستال ها با نیروهای برهمکنش بین مولکولی قابل توجهی مشخص می شوند.

آنها یک شکل هندسی منظم دارند که نتیجه آرایش منظم ذرات تشکیل دهنده کریستال است. چینش منظم ذرات با تکرار تناوبی در سه بعد را شبکه فضایی (کریستالی) می گویند. شکلی که یک کریستال زمانی که تمام عوامل تصادفی در طول رشد آن حذف می شوند به خود می گیرد، ایده آل نامیده می شود. شکل ایده آل کریستال یک چند وجهی است. چنین کریستالی توسط چهره های صاف، لبه های مستقیم محدود شده و دارای تقارن است.

همه کریستال ها یکسان نیستند. تک کریستال ها و پلی کریستال ها وجود دارد. جامدی که از تعداد زیادی کریستال کوچک تشکیل شده باشد، چند کریستالی نامیده می شود. تک بلورها را تک بلور می گویند.

یکی از ویژگی های تک بلورها وابستگی خواص فیزیکی (الاستیک، مکانیکی، حرارتی، الکترومغناطیسی، نوری و غیره) به جهت مشاهده، یعنی ناهمسانگردی است. یک پلی کریستال از بسیاری از تک بلورهای کوچک با جهت گیری تصادفی تشکیل شده است و بنابراین ناهمسانگردی ندارد.

ناهمسانگردی در سطح تک بلورهای کوچک باقی می ماند

بلورها دارای تقارن ساختار اتمی، تقارن متناظر شکل خارجی و همچنین ناهمسانگردی خواص فیزیکی هستند. هنگامی که شرایط خارجی تغییر می کند، ساختار کریستالی ممکن است تغییر کند. بیشتر مواد جامد طبیعی پلی کریستالی هستند.

1. 2 کریستال مایع و جامد

در طبیعت، اغلب می‌توانید بال‌های رنگین کمانی سوسک یا سنجاقک را ببینید یا اعداد ساعت دیجیتال که به سرعت در حال تغییر هستند را تماشا کنید. حدس زدن اینکه چه چیزی ممکن است این چیزهای به ظاهر نامرتبط را متحد کند دشوار است. به نظر می رسد که شرکت کنندگان مشترک آنها کریستال های مایع هستند.

موادی وجود دارند، چه طبیعی و چه مصنوعی، که در محدوده دمایی معینی مانند مایعات سیال هستند، اما نظم درونی ذرات-مولکول های سازنده خود را حفظ می کنند، که ذاتی جامدات است. هنگامی که دما کاهش می یابد به کریستال های جامد تبدیل می شوند و با حرارت دادن به مایعات معمولی تبدیل می شوند.

این مواد ترکیبی از خواص کریستال ها و مایعات هستند. آنها از زنجیره های آلی مشابه پلیمرها تشکیل می شوند. شکل کشیده این ذرات ریز مشخص کننده خواص غیرعادی کریستال های مایع است. چندین هزار ترکیب آلی برای تشکیل کریستال‌های مایع شناخته شده‌اند که مولکول‌های آن کشیده یا دیسکی شکل هستند.

با این حال، در دماهای کمتر از دمای بحرانی (که برای هر ماده متفاوت است)، یک جهت ترجیحی در مایع ظاهر می شود که در امتداد آن محورهای مولکول ها شروع به جهت گیری می کنند. در نتیجه، یک کریستال مایع با ناهمسانگردی مشخصه از خواص تشکیل می شود.

ذرات کریستال مایع می توانند فوراً جهت خود را بر اساس یک سیگنال خارجی تغییر دهند. هنگام مشاهده تغییر اعداد در صفحه نمایش یک ریزماشین حساب یا ساعت، فرآیند مشابهی در آنجا اتفاق می افتد - یک سیگنال الکتریکی به مناطق خاصی اعمال می شود و شفافیت خود را تغییر می دهند.

بیشتر و بیشتر با اصطلاح "کریستال های مایع" روبرو می شویم. همه ما اغلب با آنها ارتباط برقرار می کنیم و آنها نقش مهمی در زندگی ما دارند. بسیاری از دستگاه ها و دستگاه های مدرن روی آنها کار می کنند. اینها شامل ساعت ها، دماسنج ها، نمایشگرها، نمایشگرها و سایر دستگاه ها می شود. اینها چه نوع موادی با چنین نام متناقض "بلورهای مایع" هستند و چرا چنین علاقه قابل توجهی به آنها وجود دارد؟ در زمان ما علم به یک نیروی مولد تبدیل شده است و بنابراین، قاعدتاً افزایش علاقه علمی به یک پدیده یا شیء خاص به این معنی است که این پدیده یا شیء مورد توجه تولید مادی است. در این زمینه کریستال های مایع نیز از این قاعده مستثنی نیستند. علاقه به آنها در درجه اول به دلیل امکان استفاده مؤثر از آنها در تعدادی از صنایع است. معرفی کریستال های مایع به معنای مقرون به صرفه بودن، سادگی و راحتی است.

در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم، بسیاری از دانشمندان بسیار معتبر در مورد کشف راینیتزر و لمان بسیار بدبین بودند. واقعیت این است که نه تنها خواص متناقض توصیف شده کریستال های مایع برای بسیاری از مقامات بسیار مشکوک به نظر می رسید، بلکه همچنین مشخص شد که خواص مواد مختلف کریستالی مایع (ترکیباتی که فاز کریستالی مایع داشتند) به طور قابل توجهی متفاوت است. بنابراین، برخی از کریستال های مایع دارای ویسکوزیته بسیار بالا و برخی دیگر دارای ویسکوزیته پایین بودند. برخی از کریستال‌های مایع با تغییر دما، تغییر رنگ شدیدی را نشان می‌دهند، به طوری که رنگ آن‌ها در تمام رنگ‌های رنگین کمان عبور می‌کند، در حالی که سایر کریستال‌های مایع چنین تغییر رنگ شدیدی را نشان نمی‌دهند. در نهایت، ظاهر نمونه ها، یا، همانطور که می گویند، بافت، کریستال های مایع مختلف هنگام مشاهده زیر میکروسکوپ کاملاً متفاوت بود. در یک مورد، سازندهای شبیه به نخ ها را می توان در میدان میکروسکوپ پلاریزه مشاهده کرد، در مورد دیگر، تصاویری شبیه به نقش برجسته کوه مشاهده شد، و در مورد سوم، الگویی شبیه به اثر انگشت بود. همچنین یک سوال وجود داشت: چرا فاز کریستالی مایع در هنگام ذوب فقط برخی از مواد مشاهده می شود؟ کریستال های مایع با ناهمسانگردی خواص مرتبط با نظم در جهت گیری مولکول ها. به دلیل وابستگی شدید خواص کریستال های مایع به تأثیرات خارجی، آنها کاربردهای متنوعی در فناوری پیدا می کنند.

جامدات به دو دسته کریستالی و آمورف تقسیم می شوند.

اجسام کریستالی با وجود نظم دوربرد - تناوب فضایی در آرایش اتم ها مشخص می شوند. در اجسام آمورف، اتم ها در اطراف نقاطی که به طور تصادفی واقع شده اند ارتعاش می کنند، در این مورد آنها از وجود نظم کوتاه برد صحبت می کنند.

حالت کریستالی پایدار است، حالت آمورف ناپایدار است، اجسام بی شکل باید متبلور شوند.

حالت آمورف حالت جامد غیر کریستالی یک ماده است که با همسانگردی خواص فیزیکی و عدم وجود نقطه ذوب خاص مشخص می شود. با افزایش دما، یک ماده بی شکل (شیشه، بسیاری از پلاستیک ها) نرم شده و به تدریج به حالت مایع تبدیل می شود. با قرار گرفتن در معرض طولانی مدت با نیروی کم، اجسام آمورف، مانند مایعات، سیالیت از خود نشان می دهند.

بر اساس انواع اتصالات بین ذرات، جامدات به پنج دسته تقسیم می شوند:

1) کریستال های یونی که در آنها نیروهای اصلی جذب بین یون ها نیروهای الکترواستاتیکی هستند.

2) کریستال هایی با پیوند کووالانسی که در آن الکترون های ظرفیت کریستال های همسایه مشترک هستند. یک کریستال مانند یک مولکول بزرگ است.

3) فلزاتی که در آنها انرژی اتصال توسط برهمکنش جمعی الکترون های متحرک با جزیره یونی تعیین می شود - پیوند فلزی.

4) کریستال های مولکولی که در آنها مولکول ها توسط نیروهای الکترواستاتیک ضعیف (نیروهای واندروالس) ناشی از قطبش دینامیکی مولکول ها به هم متصل می شوند.

5) بلورهایی با پیوندهای هیدروژنی که در آنها هر اتم هیدروژن توسط نیروهای جاذبه به طور همزمان با دو اتم دیگر متصل می شود. این پیوند هیدروژنی همراه با جاذبه الکترواستاتیکی گشتاورهای دوقطبی مولکول های آب است که خواص آب و یخ را تعیین می کند.

1. 3 دانه برف

هر زمستان، میلیاردها کریستال برف روی زمین می ریزند. کمال سرد و تقارن مطلق آنها شگفت انگیز است. عجیب است که مردم به تازگی متوجه این "جواهرات ساخته شده از یخ" شده اند.

چه بسیار نویسندگان و فیلسوفانی که مجذوب این زیبایی کوتاه مدت شدند! اینگونه بود که قهرمان توماس مان دانه های برف را دید: "در ظاهر آنها خرده های بی شکل بودند ، اما او قبلاً بیش از یک بار از طریق ذره بین خود به آنها نگاه کرده بود و کاملاً می دانست که از چه جواهرات ظریف و واضح ساخته شده ای ساخته شده اند - از آویزها، ستاره های سفارش، نمودارهای الماس. ماهرترین جواهرساز نمی توانست مجلل تر و با دقت بیشتری از آنها کار کند.»

دانه های برف (برف)، بارش جامد متشکل از بلورهای یخ با اشکال مختلف.

بسیار جالب است که به دانه های برف نگاه کنید، اگر فقط به این دلیل که تا به حال دو دانه یکسان روی زمین نیفتاده است.

دانه های برف بیش از یک بار به موضوع تحقیقات علمی جدی تبدیل شده اند. اولین رساله در مورد دانه های برف در سال 1611 توسط جان کپلر نوشته شد. او در آن حدس می‌زند که چرا کریستال‌های برف شش ضلعی هستند.

از آن زمان تاکنون، دانشمندان زیادی تلاش کرده اند به این سوال پاسخ دهند. حتی فناوری اشعه ایکس به کمک آنها آمد، اما حتی امروز نیز توضیح دقیقی در این مورد وجود ندارد.

در ناامیدی، دانشمندان تصمیم گرفتند فرض کنند کپلر درست می‌گوید که دانه‌های برف، مانند گیاهان، ظاهری شبیه به روح دارند که شکل آنها را مدل‌سازی می‌کند.

در سال 1635، فیلسوف و ریاضیدان رنه دکارت برای اولین بار شروع به توصیف انواع دانه های برف با مشاهده آنها با چشم غیر مسلح کرد. او اولین کسی بود که یک دانه برف 12 پر نسبتا کمیاب را پیدا کرد و توصیف کرد.

در سال 1665، رابرت هوک دانه های برف را زیر میکروسکوپ بررسی کرد.

و اولین عکس از یک کریستال برف زیر میکروسکوپ در 15 ژانویه 1885 توسط ویلسون بنتلی جوان، پسر یک کشاورز از ورمونت گرفته شد. و او از نتیجه آن چنان شگفت زده شد که اسنو فلیک، همانطور که بنتلی ملقب بود، بقیه عمر خود را وقف برف کرد. بنتلی در طول 47 سال (او در سال 1931 درگذشت)، موفق شد از حدود 5600 کریستال برف عکس بگیرد.

این عکاس خودآموخته با مقایسه تصاویر متوجه شد که هیچ دو تا از آنها شبیه هم نیستند. و اتفاقاً قبل از او کسی متوجه این موضوع نشده بود! یک عکاس عاشق برف که با یک دوربین حجیم دست ساز از دانه های برف عکس می گرفت، اعتراف کرد: "هر بار نمی توانم کاملاً باور کنم که این همه زیبایی در یک لحظه ذوب می شود و بدون هیچ ردی ناپدید می شود."

اولین مطالعات سیستماتیک کریستال های برف در دهه 1930 توسط دانشمند ژاپنی Ukihiro Nakaya انجام شد. همه چیز از بی پولی شروع شد. آزمایشگاه استاد دانشگاه هوکایدو به شدت فاقد تجهیزات لازم بود. اما در اطراف برف فراوان بود. مانند بسیاری از ژاپنی ها، فیزیکدان ناکایا همیشه زیبایی آن را تحسین می کرد - در فرهنگ ژاپنی حتی یک مفهوم خاص "yukimi" وجود دارد که به معنای "تحسین برف" است.

در ژاپن موزه برف و یخ Ukihiro Nakaya وجود دارد که اولین عکس ها و ماشینی برای ساخت دانه های برف را در خود جای داده است.

دانشمند تصمیم گرفت نگاه دقیق تری به دانه های برف بیندازد. ناکایا با ساختن یک فریزر، شروع به مشاهده شکل بلورهای برف در شرایط مختلف زیر میکروسکوپ کرد. با وجود تنوع سرگیجه‌آور دانه‌های برف، ناکایا موفق شد چیزی مشترک در آنها ببیند. در نتیجه او 41 نوع دانه برف را شناسایی کرد و اولین طبقه بندی را تهیه کرد. علاوه بر این، ژاپنی های سخت کوش اولین دانه برف "مصنوعی" را پرورش دادند و متوجه شدند که اندازه و شکل کریستال های یخ حاصل به دما و رطوبت هوا بستگی دارد.

اگرچه هیچ دو دانه برفی شبیه هم نیستند، اما می توان آنها را به چند نوع تقسیم کرد:

استارکس

آنها معمولاً دارای شش پرتو متقارن هستند که از مرکز می آیند و مانند شاخه های درخت در انتها منشعب می شوند. قطر - 5 میلی متر و بیشتر، ضخامت 0.1 میلی متر.

بشقاب

ستاره های مسطح، به ظاهر مسطح، با تعداد لبه های مختلف و انواع خیره کننده از اشکال نوک.

ستون‌های توخالی - مرکز اکثر بارش‌های برف - مانند یک مداد چوبی با انتهای مخروطی و توخالی هستند. این اتفاق می افتد که به دلیل تغییر شدید دما، ستون به طور ناگهانی به عنوان یک قطعه صفحه ادامه می یابد.

سوزن

دانه های برف با انتهای بلند و نازک.

غیر استاندارد

به طور کلی، دانه های برف زندگی سختی دارند. بسیاری با یافتن خود در یک ابر متلاطم شکسته می شوند و زمانی برای به دست آوردن شکل صحیح ندارند. بارش برف "گرم" همراه با بادهای شدید غیر استانداردترین و معیوب ترین دانه های برف را به همراه دارد.

و گاهی مملو از برف می شوند و تبدیل به توپ می شوند.

آزمایش‌های آزمایشگاهی روی رشد دانه‌های برف نشان داده است که شکل دانه‌های برف مستقیماً به دما و رطوبت هوا بستگی دارد.

هر کریستال برف منحصر به فرد است. با این حال، همه دانه های برف یک ویژگی مشترک دارند - آنها دارای تقارن شش ضلعی هستند. بنابراین، "ستاره ها" همیشه سه، شش یا دوازده پرتو رشد می کنند.

سنگ های تگرگ از چند میلی متر تا 20 سانتی متر به طور متناوب بین لایه های شفاف و ابری یخ، گاهی ذرات گرد و غبار و حتی حشرات در آنها گیر می کنند.

تعداد کمی از مردم از تگرگ خوشحال می شوند، اما حتی چنین کریستال هایی جذابیت خاص خود را دارند: هرچه مسیر تگرگ پیچیده تر و غیرمعمول تر باشد، شکل آنها منحصر به فرد تر است. و این راز شگفت انگیزتر است. جای تعجب نیست که اوکیهیرو ناکایا یک بار گفت: "برف پیامی از بهشت ​​است که با هیروگلیف های مخفی نوشته شده است."

تقارن وجوه زیادی دارد. دارای خواصی است که در عین حال ساده هستند. و آنها پیچیده هستند و می توانند خود را یک بار و بی نهایت بارها نشان دهند.

«من معتقدم که گرمایی که تا آن زمان از ماده محافظت می کرد، با سرما غلبه کرد، و با رعایت نظم عمل کرد (پر از اصل تکوینی)، و بدون اینکه مزاحمتی برای آن ایجاد کند، جنگید و پرواز کرد، نظم خاصی را حفظ کرد، و عقب نشینی کرد. I. کپلر

II. تقارن در کریستال ها

با نگاهی به کریستال های مختلف، می بینیم که همه آنها از نظر شکل متفاوت هستند، اما هر یک از آنها یک جسم متقارن را نشان می دهند. در واقع، تقارن یکی از ویژگی های اصلی کریستال ها است. ما از کودکی به مفهوم تقارن عادت کرده ایم. اجسامی را متقارن می نامیم که از اجزای مساوی و یکسان تشکیل شده باشند.

اشکال کریستالی ایده آل متقارن هستند. به گفته بلورشناس مشهور روسی E. S. Fedorov (1853-1919)، "بلورها با تقارن می درخشند."

در کریستال ها می توانید عناصر مختلفی از تقارن را بیابید: محور تقارن، صفحه تقارن، مرکز تقارن.

به عنوان مثال، کریستال های مکعبی شکل (کلرید پتاسیم، نمک خوراکی و غیره) دارای 9 صفحه تقارن هستند که سه صفحه آن به موازات وجه های مکعب و شش صفحه در امتداد مورب قرار دارند. علاوه بر این، مکعب دارای سه محور تقارن مرتبه چهارم، چهار محور مرتبه سوم و شش محور مرتبه دوم است. مکعب یک مرکز تقارن نیز دارد. در مجموع 23 عنصر تقارن در مکعب وجود دارد.

بلورهای الماس و زاج پتاسیم به شکل هشت وجهی هستند. هشت ضلعی ها دارای عناصر تقارن مشابهی با مکعب هستند. شکل، محورهای چرخش هشت وجهی را نشان می دهد.

بلورهای منیزیم که شکل یک منشور شش ضلعی دارند (یعنی منشوری که بر روی یک شش ضلعی منظم قرار دارد) دارای 6 صفحه تقارن و یک محور تقارن مرتبه 6 هستند.

بلورهای سولفات مس تنها دارای یک مرکز تقارن هستند.

از این بررسی اجمالی از تقارن بلورهای مختلف، می توان نتیجه گرفت که کریستال های مختلف دارای تقارن های متفاوت هستند.

تقارن کریستال ها همواره توجه دانشمندان را به خود جلب کرده است. قبلاً در سال 79 از گاهشماری ما، پلینی بزرگتر به صافی و صاف بودن کریستال ها اشاره می کند. این نتیجه گیری را می توان اولین تعمیم کریستالوگرافی هندسی دانست. از آن زمان، در طی قرن‌های متمادی، مواد بسیار آهسته و تدریجی انباشته شده‌اند و در پایان قرن هجدهم امکان‌پذیر است. کشف مهم ترین قانون کریستالوگرافی هندسی - قانون ثبات زوایای دو وجهی. این قانون معمولاً با نام دانشمند فرانسوی روم د لیزل مرتبط است که در سال 1783م. یک تک نگاری حاوی مطالب فراوان در مورد اندازه گیری زوایای بلورهای طبیعی منتشر کرد. برای هر ماده (معدنی) که او مطالعه کرد، معلوم شد که زاویه بین وجوه متناظر در همه بلورهای یک ماده ثابت است.

نباید فکر کرد که قبل از Romé de Lisle، هیچ یک از دانشمندان با این مشکل برخورد نکرده بودند. تاریخ کشف قانون ثبات زوایا یک مسیر طولانی و تقریباً دو قرنی را پیش از این که این قانون به وضوح برای همه مواد کریستالی فرموله و تعمیم داده شود، طی کرده است. به عنوان مثال، I. Kepler قبلاً در سال 1615 به حفظ زوایای 60 درجه بین پرتوهای منفرد دانه های برف اشاره کرد. در سال 1669، N. Stenon قانون ثبات زاویه در بلورهای کوارتز و هماتیت را کشف کرد. استنون با بررسی دقیق کریستال های کوارتز واقعی، متوجه انحراف آنها از چند وجهی هندسی ایده آل با صورت های صاف و لبه های مستقیم شد. او در رساله خود برای اولین بار بلوری واقعی را با نقص و انحراف از طرح های آرمانی وارد علم کرد. با این حال، همه این انحرافات مانع از کشف قانون اساسی کریستالوگرافی هندسی بر روی همان بلورهای کوارتز نشد. با این حال، او در توضیحات مربوط به نقاشی های پیوست مقاله خود در این مورد بسیار کوتاه نوشت، بنابراین افتخار لقب نویسنده قانون نصیب لیلی شد. یک سال بعد، Stenon E. Bartolin همین نتیجه را در رابطه با بلورهای کلسیت انجام داد و در سال 1695م. Leeuwenhoek - به کریستال های گچ. او نشان داد که بلورهای گچ کوچک و بزرگ از نظر میکروسکوپی دارای زوایای یکسانی بین وجوه مربوطه هستند. در روسیه، قانون ثبات زاویه ها توسط M.V Lomonosov برای کریستال های نمکدان (1749)، پیریت، الماس و برخی مواد معدنی دیگر کشف شد.

با این حال، اجازه دهید به تعریف ارائه شده توسط لیل برگردیم. در نسخه او، قانون ثبات زوایا چنین می‌خواند: «وجه‌های یک کریستال می‌توانند در شکل و اندازه‌های نسبی خود تغییر کنند، اما تمایلات متقابل آنها برای هر نوع بلور ثابت و بدون تغییر است».

منظور از لبه های مربوطه چیست؟

در هندسه، وجه‌ها (چند ضلعی‌های مسطح) در صورتی مساوی در نظر گرفته می‌شوند که وقتی روی هم قرار می‌گیرند، با تمام نقاط خود منطبق باشند. در کریستالوگرافی، برابری چهره ها به معنای چیزی کاملا متفاوت است. صورت ها می توانند از نظر شکل با یکدیگر متفاوت باشند و در صورت داشتن ویژگی های فیزیکی و شیمیایی یکسان، همچنان برابر در نظر گرفته شوند. گاه می توان با بررسی بیرونی، تساوی چهره ها را به معنای بلوری ثابت کرد. در موارد مشکوک، سطح کریستال با اسید اچ می شود. در وجوه مساوی، الگوی به دست آمده توسط اچ کردن یکسان خواهد بود.

سه نوع لبه وجود دارد که می توان در کریستال کوارتز نصب کرد اگرچه لبه ها در کریستال های کوارتز مختلف دارای اندازه ها و شکل های متفاوتی هستند، اما یکسان در نظر گرفته می شوند.

قانون ثبات زوایا بیان می کند که زاویه دو وجهی تشکیل شده توسط وجه های a و b در کریستال های مختلف یک ماده معین یکسان خواهد بود. بر این اساس، در تمام بلورهای یک ماده معین، زوایای دو وجهی تشکیل شده توسط وجوه a و c، b و c برابر خواهند بود.

بنابراین، همه بلورها این خاصیت را دارند که زوایای بین وجوه مربوطه ثابت است. لبه‌های تک تک کریستال‌ها ممکن است به‌طور متفاوتی رشد کنند: لبه‌های مشاهده‌شده در برخی از نمونه‌ها ممکن است در برخی دیگر وجود نداشته باشد - اما اگر زوایای بین وجه‌های مربوطه را اندازه‌گیری کنیم، مقادیر این زاویه‌ها بدون توجه به شکل ثابت می‌مانند. کریستال

با این حال، با بهبود تکنیک و افزایش دقت اندازه‌گیری کریستال‌ها، مشخص شد که قانون زوایای ثابت فقط تقریباً توجیه شده است. در همان کریستال، زوایای بین وجوه از همان نوع کمی با یکدیگر متفاوت است. برای بسیاری از مواد، انحراف زوایای دو وجهی بین وجه های مربوطه به 10 تا 20 دقیقه و در برخی موارد حتی به یک درجه می رسد.

چهره های یک کریستال واقعی هرگز سطوح صاف کامل نیستند. آنها اغلب با حفره ها یا غده های رشد پوشیده شده اند، در برخی موارد، لبه ها دارای سطوح منحنی هستند، مانند کریستال های الماس.

III. مطالعات موردی

کریستال، بنابراین تجدید

گوشه آرامم را تزئین کن

عهد شعر مقدس،

و دوستی تضمینی شیرین است.

گرمای شفابخشی در درون شما نهفته است.

A. S. پوشکین

کریستال ها می توانند هم در طبیعت و هم در شرایط مصنوعی رشد کنند.

در طبیعت، کریستال ها در نزدیکی توده های آبی رشد می کنند.

در دریاچه های نمک، در آب های کم عمق، آب گرم شده و تبخیر می شود. نمک رسوب می کند و در پایین تجمع می یابد. اینگونه است که باتلاق های نمکی شکل می گیرند که نمایانگر کف دریاچه های خشک است.

رشد کریستال در شرایط مصنوعی:

در شرایط مصنوعی، کریستال ها از محلول یا از مذاب رشد می کنند.

توسعه علم و فناوری منجر به این واقعیت شده است که بسیاری از کریستال‌هایی که به ندرت در طبیعت یافت می‌شوند برای ساخت قطعات دستگاه‌ها، ماشین‌ها و تحقیقات علمی ضروری شده‌اند. تقاضا برای بسیاری از کریستال ها به حدی افزایش یافته است که برآوردن آن با استخراج قدیمی و جستجوی ذخایر طبیعی جدید غیرممکن شده است. وظیفه توسعه فناوری برای تولید مصنوعی کریستال ها مطرح شد

متداول ترین روش ها برای رشد کریستال ها، کریستالیزاسیون از مذاب و کریستالیزاسیون از محلول است. این فناوری ها بسیار پیچیده هستند.

با این حال، هر کسی می تواند با کریستال کردن یک ماده کریستالی از محلول آبی، برخی از کریستال ها را در خانه رشد دهد.

کریستال ها از محلول عمدتاً به دو روش رشد می کنند. یکی از آنها خنک کردن محلول اشباع یک ماده است. با کاهش دما، حلالیت اکثر مواد کاهش می یابد و گفته می شود که رسوب می کنند. ابتدا دانه های ریز کریستال در محلول ظاهر می شوند و به تدریج به کریستال های زیبا با شکل صحیح تبدیل می شوند.

روش دیگر برای رشد کریستال ها حذف تدریجی آب (تبخیر) از محلول اشباع شده است. در این حالت، هر چه آب کندتر حذف شود، کریستال های بهتری به دست می آیند. لازم است ظرف باز را با محلول در دمای اتاق بگذارید - آب به آرامی تبخیر می شود.

پرورش کریستال یک سرگرمی بیهوده نیست. در طبیعت، کریستال ها طی میلیون ها سال رشد می کنند. آیا می توان این روند را تسریع کرد؟ معلوم می شود امکان پذیر است.

ما نمی توانیم یاقوت، الماس یا سایر سنگ های قیمتی را در آزمایشگاه مدرسه پرورش دهیم.

اما آنچه ما از عهده آن برمی‌آییم نیز بسیار زیباست. ما تمام کریستال ها را از محلول های اشباع به دست آوردیم، یعنی از محلول هایی که در آنها مقدار زیادی ماده حل شده است که دیگر حل نمی شود. برای این منظور، آب باید گرم شود، سپس مواد بیشتری را در خود نگه می دارد.

ما محلول را به این صورت آماده کردیم: ماده را در قسمت هایی در آب داغ (اما نه در حال جوش) بریزید و با یک میله شیشه ای هم بزنید تا کاملا حل شود. به محض توقف حل شدن یک ماده، به این معنی است که در یک دمای معین محلول اشباع شده است.

ما شروع به رشد کریستال ها از مواد ساده - نمک خوراکی و شکر کردیم. محلول های اشباع داغ در دو لیوان نازک تهیه شد. یک چوب روی آن قرار داده شد که نخی دور آن پیچیده شده بود. یک وزنه کوچک، یک دکمه، به انتهای آزاد نخ آویزان شده بود. به طوری که نخ صاف شود و به صورت عمودی در محلول آویزان شود، بدون اینکه به پایین برسد.

لیوان را 2 تا 3 روز گذاشتیم.

ما دیدیم که نخ با کریستال ها رشد کرده است: در یک ظرف کریستال های قند و در دیگری - کریستال های نمک وجود دارد. پس از آزمایش با نمک خوراکی و شکر، به موضوع رشد کریستال از مواد دیگری که در آزمایشگاه ما موجود است علاقه مند شدیم.

ما تمام کریستال ها را با تبخیر یک محلول اشباع رشد دادیم.

IV. کریستال ها در دنیای مدرن

کریستال ها نقش مهمی در زندگی انسان داشته و دارند. آنها دارای خواص نوری و مکانیکی هستند، به همین دلیل اولین لنزها، از جمله عینک، از آنها ساخته شد. کریستال ها هنوز برای ساختن منشورها و عدسی های دستگاه های نوری استفاده می شوند. کریستال ها نقش مهمی در بسیاری از نوآوری های فنی قرن بیستم ایفا کردند. بر اساس قوانین اپتیک، دانشمندان به دنبال ماده معدنی شفاف، بی رنگ و بدون عیب بودند که بتوان از آن با سنگ زنی و پرداخت عدسی ها ساخت. کریستال های کوارتز بدون رنگ دارای خواص نوری و مکانیکی لازم هستند و اولین عدسی ها، از جمله عدسی های عینک، از آنها ساخته شده است.

حتی پس از ظهور شیشه های نوری مصنوعی، نیاز به کریستال ها به طور کامل از بین نرفت. کریستال های کوارتز، کلسیت و سایر مواد شفاف که پرتوهای فرابنفش و مادون قرمز را منتقل می کنند هنوز برای ساختن منشورها و عدسی های دستگاه های نوری استفاده می شوند.

اولین کاربرد مهم آنها ساخت نوسانگرهای فرکانس رادیویی تثبیت شده توسط کریستال های کوارتز بود. با وادار کردن صفحه کوارتز به ارتعاش در میدان الکتریکی مدار نوسانی فرکانس رادیویی، می توان فرکانس دریافت یا ارسال را تثبیت کرد. دستگاه های نیمه هادی، که انقلابی در الکترونیک ایجاد کردند، از مواد کریستالی، عمدتاً سیلیکون و ژرمانیوم ساخته شده اند. در این حالت ناخالصی های آلیاژی که وارد شبکه کریستالی می شوند نقش مهمی ایفا می کنند.

دیودهای نیمه هادی در رایانه ها و سیستم های ارتباطی استفاده می شوند، ترانزیستورها جایگزین لوله های خلاء در مهندسی رادیو شده اند و پانل های خورشیدی که در سطح بیرونی فضاپیما قرار می گیرند، انرژی خورشیدی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. نیمه هادی ها نیز به طور گسترده در مبدل های AC-DC استفاده می شوند.

اخیراً چندین میلیارد دلار در سال برای توسعه جدیدترین فناوری ها سرمایه گذاری شده است. امیدهای زیادی برای کریستال های مایع وجود دارد - بسیاری از دانشمندان سریع ترین رشد را در این زمینه در میکروالکترونیک در دهه آینده پیش بینی می کنند. کریستال های مایع به طور گسترده ای در تولید ساعت های مچی و ماشین حساب های کوچک استفاده می شود. تلویزیون های صفحه تخت با صفحه نمایش کریستال مایع نازک در حال ساخت هستند. نسبتاً اخیراً الیاف کربن و پلیمر بر اساس ماتریس های کریستال مایع به دست آمده است.

از کریستال های مایع در پزشکی نیز استفاده می شود. ایده جایگزینی تابش اشعه ایکس با اولتراسوند مدت ها پیش مطرح شد، زیرا اولتراسوند برای بدن انسان بی ضرر است. با این حال، مشکل در ثبت جریان اولتراسوند عبوری از بدن بیمار بود. و در اینجا کریستال های مایع کمک خود را ارائه کردند - معلوم شد که آنها به سونوگرافی حساس هستند. در این حالت بسته بندی مولکولی کریستال مایع مختل می شود و تصویر نوری این اختلالات به ما امکان می دهد وضعیت اندام های داخلی یک فرد را قضاوت کنیم.

علاوه بر این، اخیراً موضوع نقش کریستال های مایع در بروز برخی بیماری ها در بدن انسان مورد توجه جدی قرار گرفته است. شیوع کریستال های مایع در بافت های زنده تعجب آور نیست. فعالیت اصلی سلول متابولیسم است. کریستال های مایع تشکیل ایده آل برای این هستند. آنها می توانند مواد را از فاز گاز یا مایع جذب کنند و می توانند بسیاری از مواد را حل کنند، حتی آنهایی که ساختار مولکولی متفاوتی دارند. حالت کریستالی مایع نقش مهمی در سیستم هایی دارد که سطوح مختلف بدن را روانکاری می کنند. بر اساس بسیاری از مطالعات، سیستم های لیزری جدیدی ایجاد شده است که در دندانپزشکی برای درمان پوسیدگی استفاده می شود.

نتیجه گیری

انسان همه جا با کریستال ها روبرو می شود: نمک و شکر می خورد، برف درخشان را در هوای صاف زمستانی تحسین می کند و به طور کلی در دنیای کریستال ها زندگی می کند که با تنوع آن شگفت زده می شود. کریستال ها بسیار جالب و شگفت انگیز هستند.

انسان مدرن قادر به انجام بسیاری چیزها شده است: فناوری نانو، لقاح مصنوعی، مطالعه کهکشان های دور. پس در مورد رشد مواد معدنی در خانه چه می توانیم بگوییم؟ بله، بله، امروزه هر یک از ما بدون تجهیزات آزمایشگاهی و دانش علمی می توانیم یک کریستال واقعی در آشپزخانه خود پرورش دهیم. تنها چیزی که نیاز دارید نبوغ، صبر و چند ماده در دسترس است.

کریستال ها، صرف نظر از طبیعی یا مصنوعی بودنشان، با زیبایی، تطبیق پذیری و غیرعادی بودن خود شگفت زده می شوند. به همین دلیل است که علاقه به رشد کریستال در خانه در حال افزایش است. آنها در غیرمعمول ترین شکل ها و رنگ ها با استفاده از مواد ساده مانند نمک، سودا، اسید سیتریک، رنگ ها و غیره رشد می کنند.

شما می توانید با استفاده از روش های مختلف زیباترین و منحصر به فرد ترین کریستال را برای خود پرورش دهید و بهترین کریستال را انتخاب کنید. حتی کیت های ویژه ای در فروش برای طرفداران آزمایش های خانگی وجود دارد که با کمک آنها می توان کریستال هایی با اشکال ساده باورنکردنی به دست آورد.

در اینجا عکس هایی از کریستال های تمام شده است که شیمیدان های آماتور در اینترنت منتشر می کنند:

ویدئویی در مورد نحوه رشد کریستال های درخشان

برای درک ماهیت و به دست آوردن خارق العاده ترین کریستال، باید یک آموزش ویدیویی دقیق را تماشا کنید و تنها پس از آن روند غیر معمول رشد کریستال ها را شروع کنید.

دستورالعمل نحوه رشد کریستال

اگر از قبل قوانین آزمایش را مطالعه کرده و مواد لازم را تهیه کنید، پرورش کریستال های خانگی یک فرآیند ساده و هیجان انگیز است. تنها نکته منفی این است که رشد کریستال زمان زیادی طول می کشد، به طور متوسط ​​حداقل یک ماه طول می کشد.

تشکیل شبکه کریستالی، سرعت رشد، رنگ، تراکم آن - همه اینها به کیفیت محلول آماده شده، ظروف انتخاب شده و رطوبت محیط خارجی بستگی دارد. این جزئیات باید مسئولانه گرفته شود. اما اولین چیزی که باید با آن شروع کنید انتخاب تجهیزات است.

برای رشد یک کریستال زیبا نیاز دارید:

• ظرف برای کریستال. این یک نوع انکوباتور است که باید با قوانین مطابقت داشته باشد: نباید اکسید شود، رنگ بدهد یا بو را تخلیه کند. بهترین گزینه ظروف شیشه ای یا لعابی است. ما بلافاصله ظروف فلزی، گلی و پلاستیکی را حذف می کنیم. در مورد اندازه، هیچ محدودیتی وجود ندارد: مهم است که به چه اندازه کریستالی نیاز دارید.
• چوب برای هم زدن محلول. در اینجا دوباره تأکید بر مواد است - ما چوب یا شیشه را انتخاب می کنیم.
• کاغذ. در طول فرآیند رشد به پارچه های سفید با کیفیت خوب یا کاغذ صافی نیاز خواهید داشت.
• جزء اصلی برای راه حل. این می تواند نمک سفره، شکر، نوشابه یا چیز دیگری باشد. شما این محصول را مطابق با دستور پخت انتخاب شده انتخاب می کنید.

اگرچه محلول‌هایی از مواد مختلف برای رشد کریستال‌ها استفاده می‌شود، ماهیت خود فرآیند تقریباً در همه دستور العمل‌ها یکسان است.

الگوریتم اصلی رشد به شرح زیر است:

• نمک یا مواد دیگر در آب داغ حل می شود تا محلول غلیظی تشکیل شود.
• پایه بذر کریستال (این می تواند یک تکه نمک بزرگ باشد) در آب شسته شده و در محلول آماده شده غوطه ور می شود.
• ظرف حاوی محلول محکم بسته شده است. بعد از حدود 24 ساعت درب آن را بردارید. حدود 3-4 هفته یک کریستال بزرگ در حال حاضر قابل توجه خواهد بود.
• به محض بیرون آمدن بالای کریستال به سطح محلول، مایع تخلیه شده و کریستال با احتیاط از ظرف خارج می شود.
• سپس کریستال را خشک کرده و در مکانی محفوظ از آب نگهداری می کنند و زیبایی آن را تحسین می کنند.

نحوه رشد کریستال از ویتریول در خانه، دستورالعمل های گام به گام

اگر کسی را با یک کریستال بی رنگ غافلگیر نکنید، یک کریستال آبی روشن قطعا یک شگفتی واقعی خواهد بود. برای ایجاد چنین زیبایی، از یک ماده خاص استفاده می شود - سولفات مس. رنگ آبی روشن تر و طبیعی تر از رنگ خوراکی ایجاد می کند.

این ماده در فروشگاه های لوازم باغ به فروش می رسد. این یک ماده شیمیایی است، بنابراین برای خلاقیت با کودکان مناسب نیست.

اگر دستورالعمل های زیر را دنبال کنید، در عرض چند هفته یک کریستال آبی تیره زرق و برق دار رشد خواهید کرد:

• آب مقطر را در یک ظرف شیشه ای بریزید.
• پودر سولفات مس را در آن حل کنید تا زمانی که گرانول ها در آب حل نشوند.

• یک نخ ساده را در محلول فرو کنید و یک لبه آن را بالای ظرف ثابت کنید. چند ساعت صبر کنید تا کریستال های کوچک روی نخ تشکیل شود.
• یکی را که بیشتر دوست دارید انتخاب کنید و روی نخ بگذارید و بقیه را جدا کرده و کنار بگذارید.

• نخ را با کریستال دوباره داخل محلول پایین بیاورید، ساختار را طوری ثابت کنید که کف ظرف را لمس نکند. چند هفته به کریستال بدهید تا رشد کند و آبی شود.
• پس از خارج کردن کریستال از آب، آن را خشک کرده و با لاک شفاف بپوشانید تا از ایمنی آن اطمینان حاصل کنید.

نحوه رشد سریع کریستال از نمک

کریستال ها به زیبایی از نمک رشد می کنند، اما بیشتر دستور العمل ها استفاده از نمک معمولی را پیشنهاد می کنند. البته مناسب است، اما اگر صبور نیستید یا در اسرع وقت به کریستال نیاز دارید، به شما توصیه می کنیم از نمک دریا استفاده کنید. این نه تنها سرعت تشکیل آرایه کریستالی را افزایش می دهد، بلکه آن را بسیار قوی تر می کند. اما مهم نیست که چه نوع نمکی مصرف می کنید، ظاهر کریستال یکسان باقی می ماند - بزرگ، سفید، کمی شفاف و البته شبیه نمکی با شکل عجیب و غریب خواهد بود.

بیایید شروع به رشد یک کریستال نمک کنیم:

• آب جوشانده یا آب صاف شده را بردارید و در ظرف شیشه ای بریزید.
• مقدار زیادی نمک دریا را داخل آن بریزید و وقتی کریستال های آن حل نشدند، محلول را با پارچه پنیر صاف کنید.

• محلول را دوباره داخل شیشه بریزید، یک کریستال بزرگ نمک انتخاب کنید، یک نخ به آن ببندید و آن را در محلول پایین بیاورید. سپس محلول را به سرعت سرد کنید (این کار باعث تسریع تشکیل کریستال های کوچک روی پایه می شود).

• بسته به اندازه کریستالی که نیاز دارید از یک هفته تا یک ماه صبر کنید.
• آن را با یک دستمال خشک کنید و در صورت تمایل آن را درمان کنید.

نحوه رشد کریستال از شکر

کریستال های شکر نه تنها یک شاهکار خلاقیت خانگی هستند، بلکه یک ظرافت غیرمعمول نیز هستند. فقط تصور کنید که تبدیل به یک خالق کریستال خوراکی شوید! فقط به یاد داشته باشید که از با کیفیت ترین محصولات استفاده کنید.

بنابراین، بیایید شروع کنیم:

• شکر ساده تهیه کنید، در صورت تمایل می توانید رنگ خوراکی بگیرید، به چوب های چوبی، آب و چند دستمال هم نیاز دارید.

• 2 قاشق غذاخوری مصرف کنید. آب و 5 قاشق غذاخوری شکر، اما ما فوراً از آنها استفاده نمی کنیم. ¼ قاشق غذاخوری را در یک قابلمه گرم کنید. آب و 2 قاشق غذاخوری ل شکر - یک شربت شیرین دریافت خواهید کرد.
• یک مشت شکر را روی یک دستمال تمیز بریزید و چوب های آغشته به شربت را در آن بغلتانید. دقت کنید که شکر دور کل چوب محکم بچسبد، در غیر این صورت کریستال نامتقارن خواهد بود.

• اجازه دهید چوب های آماده شده کاملا خشک شوند تا شکر خرد نشود.
• در حالی که قطعات در حال خشک شدن هستند، یک تابه بردارید و 2.5 قاشق غذاخوری اضافه کنید. شکر و 2 قاشق غذاخوری آب، شربت بپزید. وقتی همه شکر حل شد، بقیه شکر را داخل آن بریزید و شربت را به مدت 15 دقیقه بجوشانید.
• چند ورق کاغذ را به شکل مربع بردارید. وسط آنها را با چاپستیک سوراخ کنید.

• سپس به سرعت شربت را در لیوان ها بریزید و چند قطره رنگ خوراکی چند رنگ داخل هر کدام بریزید و بلافاصله چوب ها را در آنها فرو کنید. قطعه کار نباید به پایین برسد یا با دیواره های شیشه تماس پیدا کند.
• به لطف ورق، چوب به طور ایمن بسته می شود و کاغذ نیز به عنوان سپری عمل می کند که از شربت در برابر نفوذ اره و رطوبت محافظت می کند.

کریستال های شما در عرض 7-14 روز رشد می کنند و حتی برای کودکان کاملاً خوراکی خواهند بود. درست است، به شرطی که از رنگ های طبیعی استفاده شود.

نحوه رشد کریستال از اسید سیتریک

برای رشد یک کریستال به ازای هر 100 گرم آب به حدود 180 گرم اسید سیتریک نیاز دارید. بیایید بلافاصله رزرو کنیم که فرآیند پیچیده تر از مورد استفاده از نمک یا شکر است.

فرآیند رشد:

• در آب (100 میلی لیتر) با دمای 20 درجه سانتیگراد، اسید سیتریک (130 گرم) را حل کنید. در حین کار، ظرف حاوی محلول باید کمی گرم شود تا دما به طور پایدار در 20 درجه سانتیگراد حفظ شود. برای این کار می توانید از ظرف دیگری با آب گرم استفاده کنید که می توانید یک لیوان اسید سیتریک را در آن فرو کنید. توصیه می شود فرآیند را با استفاده از دماسنج کنترل کنید.
• سپس، در طول یک هفته، باید اسید سیتریک را اضافه کنید تا زمانی که حل شود. برای این کار، 50 گرم اسید سیتریک باقی مانده برای شما کافی خواهد بود. محلول مانند ژله غلیظ می شود و کریستال های کوچکی در پایین ظاهر می شوند.
• در این مرحله محلول را صاف کنید. یک کریستال را با نخ ماهیگیری بپیچید و در محلول بذر فرو کنید.
• پس از 7-10 روز، قطر کریستال به 10-12 سانتی متر می رسد. می توانید آن را بیرون بکشید، خشک کنید و لاک بزنید یا به رشد آن ادامه دهید.

کریستال اسید سیتریک به تغییرات دما بسیار حساس است و می تواند ترک بخورد، بنابراین باید در شرایط آب و هوایی پایدار رشد کند.

چگونه یک کریستال رنگی پرورش دهیم

اگر رشد کریستال ها از غذا قبلاً با موفقیت تسلط یافته است، می توانید یک یاقوت خانگی را هدف بگیرید. البته، واقعی نخواهد بود، اما کمتر جذاب و روشن نخواهد بود. ماده شیمیایی پتاسیم هگزاسیانوفرات (III) که معمولاً نمک قرمز خون نامیده می شود، به شما کمک می کند تا چنین سنگریزه ای را بدست آورید. شما می توانید این ماده را بدون هیچ مشکلی از فروشگاه اینترنتی یا فروشگاه فروش کالاهای صنایع شیمیایی خریداری کنید. کریستال حدود سه هفته رشد می کند. به صلاحدید خود، می توانید یک کریستال یا یک باغ از کریستال های کوچک زیادی پرورش دهید.

مراحل پرورش یاقوت های سرخ خانگی:

• 175 میلی لیتر آب را بجوشانید، 100 گرم نمک قرمز خون را در آن حل کنید. دمای آب نباید کمتر از 90⁰С باشد.

• حالا اگر به تک کریستال نیاز دارید، یک کریستال کوچک نمک معمولی بردارید، دور آن نخ ماهیگیری بپیچید و با چوب یا مداد چوبی، نخ ماهیگیری را با کریستال روی لیوان محکم کنید تا در محلول غوطه ور شود. .
• اگر می خواهید باغچه ای از کریستال ها را پرورش دهید، یک سنگ صاف، ترجیحاً گرانیت، بردارید و آن را با محلول در ته یک کاسه قرار دهید.
• هر روز اندازه کریستال افزایش می یابد. پس از سه هفته، کریستال شروع به "نگاه کردن" از آب می کند. در این مرحله باید از ظرف خارج شود، خشک شود و با لاک ناخن پوشانده شود.
• مهم است که به یاد داشته باشید که کریستال های قرمز بسیار شکننده هستند، بنابراین باید تا حد امکان با آنها با دقت کار کنید.

چگونه یک کریستال زیبا پرورش دهیم

شما می توانید به سرعت یک کریستال زیبا و منظم از آلوم آلومینیوم رشد دهید. اگر نمی دانید چیست، توضیح خواهیم داد: این یک دارو (نمک های مضاعف) برای متوقف کردن خونریزی خارجی و تسکین روند التهابی است. در داروخانه فروخته می شود و چند روبل هزینه دارد.

روند کار بسیار ساده است:

• ابتدا داروی لازم را از داروخانه خریداری کنید. به نظر می رسد این است:

• 0.5 لیتر آب را بجوشانید، 6 قاشق غذاخوری را در آن حل کنید. ل زاج
• اکنون تنها چیزی که باقی می ماند صبر است. نکته اصلی این است که تا زمانی که کریستال ها رشد کنند، آنها را مزاحم نکنید: محلول را هم نزنید، ظرف را تکان ندهید.
• در یک هفته کریستال ها به طور قابل توجهی رشد می کنند:

• حالا یک کریستال بذر را انتخاب کنید، یک سوراخ در آن ایجاد کنید، نخی را که انتهای دیگر آن به چوب پیچیده شده است، ثابت کنید.

• کریستال پایه را در محلول فرو کنید و 1-2 هفته صبر کنید. شکل هشت وجهی آن ثابت می ماند، اما اندازه کریستال به طور قابل توجهی افزایش می یابد.
• شما این آویز اختصاصی را دریافت خواهید کرد:

چگونه یک کریستال را در دو روز رشد دهیم

رشد کریستال مناسب با لبه های زیبا از مواد ضایعاتی در 1-2 روز غیرممکن است. در بهترین حالت، کریستال های کوچک زیادی خواهید داشت که در یک شکل عجیب و غریب ترکیب شده اند. اما شما به راحتی می توانید این معضل را حل کنید - یک کیت آماده برای رشد کریستال در دو روز بخرید. می توانید آن را در هر فروشگاه صنایع دستی پیدا کنید. این فرآیند حتی برای کودکان نیز واضح و قابل دسترس است. این ویدئو به شما می گوید که چگونه یک کریستال درخشان را در 48 ساعت رشد دهید:

نحوه رشد کریستال روی رشته

برای رشد کریستال روی یک رشته به جوش شیرین نیاز دارید. قبل از شروع فرآیند، مطمئن شوید که تمام سطوح کار تمیز هستند، زیرا حتی کوچکترین لکه می تواند تمام تلاش شما را خراب کند. برای کار به دو لیوان، یک بسته نوشابه، نخ پشمی و آب جوش نیاز دارید.

کریستال های سودا روی یک رشته - در حال رشد:

• لیوان های آماده شده را تا نیمه با آب جوش پر کنید. برای هر کدام 6 قاشق چایخوری بفرستید. جوش شیرین
• وقتی نوشابه حل شد، 3 قاشق چایخوری دیگر اضافه کنید. پودر و غیره تا زمانی که حل شود.
• یک نخ به طول 35 سانتی متر بردارید و آن را با یک گیره در انتهای آن محکم کنید. لیوان ها را با محلول سودا در یک ردیف قرار دهید، یک نعلبکی بین آنها قرار دهید، انتهای نخ را در لیوان ها فرو کنید.

چگونه یک کریستال را در یک ساعت رشد دهیم

نحوه رشد کریستال از پرمنگنات پتاسیم

کریستال های الماس شکل با رنگ بنفش تیره زیبا از پرمنگنات پتاسیم رشد می کنند. روند رشد مانند استفاده از نمک یا شکر است. اما کریستال ها بسیار جالب تر هستند.

نحوه رشد:

• 100 میلی لیتر آب مصرف کنید. دمای آن نباید کمتر از 20⁰С باشد.
• 6-7 گرم پرمنگنات پتاسیم را در این مقدار حل کنید.
• هنگامی که محلول یکدست شد، یک کریستال نمک را که روی یک نخ ماهیگیری ثابت شده است در آن بریزید.
• حالا طبق معمول چند هفته صبر کنید و رشد کریستال بنفش را تماشا کنید.



نحوه رشد کریستال سبز

با دانستن اصول شیمی، رشد یک کریستال خانگی با رنگ سبز منحصر به فرد دشوار نیست. البته ساده ترین راه این است که یک ست خاص در فروشگاه بخرید، اما پیشنهاد می کنیم به سمت دیگری بروید و یک آزمایش واقعی انجام دهید.

در حال رشد:

• در فروشگاه باغ و شهر، کود آموفوس بر پایه آمونیوم دی هیدروژن فسفات را خریداری کنید. این ماده دانه ای برای رشد یک کریستال بزرگ خواهد بود.
• یک توپ کوچک فوم بردارید و مانند یک توپ آن را با نخ پشمی بپیچید.



• توپ را با پودر آموفوس بپاشید تا کریستال های بزرگ رشد کنند. توپ را در یک لیوان خالی بیندازید.



• 40 گرم آموفوس و 10 گرم رنگ خوراکی سبز را به یک لیوان دیگر اضافه کنید، 50 گرم آب جوش بریزید، همه چیز را مخلوط کنید و با یک گلوله در یک لیوان بریزید.
• مهم است که مایع را در امتداد لبه ظرف بریزید تا محلول Ammophos را از توپ خود پاک نکنید. باید لیوان را ¾ پر کنید زیرا توپ روی سطح شناور می شود (این یک شرط مهم است).
• حالا از یک ورق کاغذ A4 یک استوانه درست کنید، آن را روی یک لیوان قرار دهید و روی ساختار را با یک دستمال بپوشانید.
• در حال حاضر در روز پنجم شما یک کریستال عالی رشد خواهید کرد.



پرورش کریستال در خانه برای هر یک از شما چیز خاصی خواهد بود. برخی به یک سرگرمی غیرمعمول علاقه مند می شوند، جمع آوری مجموعه کریستال خود، برخی با فرزندان خود سرگرم می شوند و برخی دانش خود را در مورد شیمی بهبود می بخشند. اما در هر صورت شما یک زمان آموزشی خواهید داشت. آزمایش مبارک!

دستورالعمل ها

برای پرورش کریستال نمک در خانه باید وسایل، مواد و ابزار لازم را تهیه کنید.
1) جزء اصلی نمک است. هر چه تمیزتر باشد، نتیجه آزمایش موفقیت آمیزتر خواهد بود و لبه های کریستال شفاف تر می شود. با توجه به اینکه نمک سفره در بیشتر موارد حاوی مقدار زیادی زباله ریز است، بهتر است نمک دریایی بدون رنگ و انواع مواد افزودنی را ترجیح داد.
2) همچنین گرفتن آبی که از ناخالصی های مختلف حداکثر تصفیه شده باشد، یعنی. تقطیر شده اگر در دست ندارید، ابتدا آب معمولی را فیلتر کنید.
3) برای رشد کریستال ها از یک ظرف غیر فلزی کاملا شسته شده استفاده کنید که در مواجهه با نمک ها اکسید نشود. بهتر است ظروف شیشه ای بردارید. اگر حتی کوچکترین لکه ها در داخل کاسه وجود داشته باشد، مطمئناً رشد کریستال اصلی را کاهش می دهند و به نوعی پایه ای برای توسعه نمونه های کوچک تبدیل می شوند.
4) اساس یک کریستال بزرگ آینده می تواند یک کریستال کوچک نمک یا هر جسم دیگری باشد، به عنوان مثال، یک سیم، نخ یا یک تکه شاخه.
5) همچنین هنگام تشکیل کریستال از نمک یک چوب چوبی برای هم زدن محلول، دستمال کاغذی، فیلتر یا گاز و لاک برای پوشش کریستال نمک تمام شده مفید است.

مواد و ابزار لازم برای رشد یک کریستال را آماده کنید، صبور باشید و دست به کار شوید. این فرآیند به خودی خود نیازی به مشارکت زیادی از شما نخواهد داشت. در یک فنجان شیشه ای، یک محلول نمک اشباع از 100 میلی لیتر آب داغ و 40 گرم نمک آماده کنید، بگذارید مایع خنک شود و آن را از کاغذ صافی یا چند لایه گاز رول شده عبور دهید.

مرحله بعدی این است که جسمی را که متعاقباً کریستال در اطراف آن تشکیل می شود در ظرفی با محلول نمکی قرار دهید. اگر می خواهید نمونه ای به شکل سنتی داشته باشید، یک دانه نمک معمولی در کف فنجان قرار دهید. اگر می خواهید یک کریستال دراز پرورش دهید، یک دانه نمک را به نخ ببندید و آن را در ظرف محکم کنید تا به کف و دیواره های آن برخورد نکند. اگر قصد دارید یک شکل پیچیده و عجیب به دست آورید، اساس کریستال آینده باید یک شاخه کوچک منحنی یا سیم پیچ خورده باشد. به عنوان پایه ای برای کریستال، می توانید از هر جسمی که در معرض اکسیداسیون نمک نیست استفاده کنید.

اطمینان حاصل کنید که فنجان را با کریستال با یک درب، یک کاغذ یا یک دستمال بپوشانید تا از ورود زباله و گرد و غبار به داخل آن جلوگیری کنید. در مرحله بعد، ظرف را در مکانی تاریک، خنک و بدون پیش نویس نگهداری کنید و از آرامش کامل اطمینان حاصل کنید. در طول توسعه کریستال، اجازه ندهید رطوبت هوا و تغییرات ناگهانی دما در اتاقی که در آن قرار دارد، تغییر کند، از تکان دادن و جابجایی زیاد آن خودداری کنید. کریستال را نزدیک وسایل گرمایشی یا نزدیک اجاق گاز قرار ندهید.

با رشد کریستال، محتوای نمک در مایع اطراف کاهش می یابد. با در نظر گرفتن این موضوع، هفته ای یک بار آب نمک اشباع را به ظرف اضافه کنید. هنگامی که کریستال به اندازه لازم رشد کرد، آن را با احتیاط از مایع خارج کنید، آن را روی یک دستمال کاغذی تمیز قرار دهید و به آرامی با یک پارچه نرم آن را پاک کنید. برای اینکه کریستال شکننده قدرت پیدا کند، آن را با لاک مانیکور بی رنگ بپوشانید. اگر این کار انجام نشود، کاردستی از بین می رود. در یک محیط هوای خشک، کریستال به پودر تبدیل می شود و با رطوبت زیاد هوا به ماس تبدیل می شود.

کریستال های سفید از نمک سفره و دریا به دست می آیند. با استفاده از چندین روش ساده می توانید یک کاردستی با سایه متفاوت تهیه کنید.
1) اگر از نمک معمولی استفاده نکنید، بلکه مثلاً از سولفات مس استفاده کنید، می توان یک کریستال نمک رنگی به دست آورد که می تواند به نتیجه کار شما رنگ آبی پر رنگ بدهد.
۲) به جای لاک شفاف، می توانید از لاک رنگی برای درمان کریستال استفاده کنید.
3) در مرحله آماده سازی کریستال، رنگ خوراکی را به محلول نمک اضافه کنید، مثلاً برای رنگ کردن تخم مرغ های عید پاک.

اگر متوجه شدید که کریستال به شکلی که شما برنامه ریزی کرده بودید به خود نمی گیرد، با استفاده از یک چاقوی تیز یا سوهان ناخن، قسمت های اضافی را با دقت بتراشید. پس از آن، مناطقی از کریستال را که نمی خواهید اجازه دهید رشد کنند، با گلیسیرین یا هر ترکیب غلیظ و چرب دیگری درمان کنید. می توانید محصول اعمال شده را با الکل یا استون حذف کنید.

دلایل متعددی وجود دارد که باعث می شود نتوانید یک کریستال را از نمک رشد دهید. در مرحله اول، یک تکه نمک به عنوان پایه ممکن است حل شود. این معمولاً با محلول نمک اشباع ناکافی که برای رشد کاردستی استفاده کرده اید نشان داده می شود. در مرحله دوم، به جای یک کریستال بزرگ، می توانید چندین کریستال کوچک را به طور همزمان دریافت کنید. این می تواند به دلیل وجود ناخالصی های خارجی در محلول یا ورود زباله ها، ذرات گرد و غبار و سایر اجسام ناخواسته به داخل آن اتفاق بیفتد. ثالثاً، هنگام به دست آوردن نمونه های رنگی، رنگ کریستال های تمام شده ممکن است ناهموار باشد. دلیل اصلی این واکنش این است که رنگ پس از افزودن آن به محلول نمکی کاملاً هم زده نمی شود.

یک کریستال با اندازه کم و بیش مناسب، زودتر از 3-4 هفته پس از قرار دادن پایه آن در محلول نمکی تشکیل می شود، بنابراین صبور باشید و فراموش نکنید که توصیه های اساسی برای رشد کریستال ها از نمک در خانه را خودتان دنبال کنید.

پرورش یک کریستال واقعی بسیار ساده، جالب و آموزشی است. این مقاله در مورد نحوه انجام این کار در خانه صحبت می کند.

کریستال ها از هر ماده ای تشکیل می شوند که اتم ها و مولکول های آن در یک ساختار منظم گروه بندی شده اند. برای رشد آنها به آزمایشگاه یا تجهیزات خاصی نیاز ندارید. ساده ترین معرف هایی که همیشه در دسترس هستند این کار را می کنند.

پرورش کریستال یکی از ساده ترین و ایمن ترین آزمایشات شیمی موجود در خانه است. حتی یک کودک در سن دبستان می تواند آن را تحت نظارت بزرگسالان انجام دهد.

پاداش تلاش شما یک شیء فوق العاده زیبایی خواهد بود که با دستان خود ایجاد می کنید.

انواع کریستال

1. تک کریستال یک بلور بزرگ است، به عنوان مثال، یک سنگ مصنوعی. تحت شرایطی تشکیل می شود که فرآیندهای کریستالیزاسیون بسیار آهسته اتفاق می افتد.
2. یک پلی کریستال زمانی تشکیل می شود که کریستالیزاسیون سریع اتفاق می افتد. در این حالت کریستال های ریز زیادی تشکیل می شود. فلزات اینگونه رفتار می کنند.

روش های پرورش کریستال در خانه

یکی از ساده ترین راه ها برای رشد کریستال، خنک کردن محلول اشباع است. چه فرآیندهایی در این مورد رخ می دهد؟

1. در آب گرم، ماده انتخاب شده برای آزمایش (مثلاً نمک) کاملاً حل می شود.
2. دمای محلول کاهش می یابد: این امر حلالیت نمک را کاهش می دهد. نمک حل نشده تشکیل شده و رسوب می کند.
3. تشکیل رسوب با تشکیل دانه های ریز هم در خود محلول و هم در سطح ظرفی که در آن قرار می گیرد آغاز می شود.
4. اگر هیچ آخال خارجی در محلول وجود نداشته باشد (لکه های معمولی گرد و غبار، کرک و غیره)، و خنک شدن به تدریج اتفاق بیفتد، این دانه ها-کریستال ها با هم به کریستال های بزرگتر و منظم تر تبدیل می شوند.
5. سرد شدن سریع باعث تشکیل تعداد زیادی کریستال ریز با شکل نامنظم به یکباره می شود که به یکدیگر متصل نمی شوند و مانع از رشد یکدیگر می شوند.

اگر حلال (آب) به تدریج از محلول اشباع خارج شود، کریستال نیز رشد خواهد کرد. چگونه این کار را انجام دهیم و در کشتی چه اتفاقی خواهد افتاد؟

1. ظروف با محلول اشباع شده باید برای مدت طولانی در دمای ثابت نگهداری شوند.
2. ورود زباله و گرد و غبار و همچنین کاهش سرعت تبخیر آب ضروری است (برای این کار فقط ظرف را با کاغذ بپوشانید).
3. می توانید یک کریستال را روی نوعی سوسپانسیون در وسط ظرف (بعد شکل صحیح به خود بگیرد) یا در کف ظرف رشد دهید.
4. اگر کریستال در پایین رشد کند، باید به صورت دوره ای چرخانده شود تا به تقارن برسد.
5. به جای آب تبخیر شده باید محلولی به همان قوام ابتدای آزمایش اضافه شود.

اصل اساسی در این مورد یکسان باقی می ماند: هر چه فرآیندهای مؤثر بر کریستالیزاسیون کندتر باشد، بلورها زیباتر، بزرگتر و منظم تر خواهند بود. اگر کریستال اصلی که به عنوان پایه رشد عمل می‌کرد، شکلی نامنظم داشت، در حین رشد قسمت‌های از دست رفته را تکمیل می‌کند و پیکربندی معمولی از ماهیت ماده خود را به خود می‌گیرد. بنابراین سولفات مس در نهایت به یک لوزی تبدیل می شود و نمک های زاج کروم-پتاسیم یک هشت وجهی را تشکیل می دهند.

اعتقاد بر این است که فقط یک کریستال کوچک می تواند در خانه از وسایل بداهه رشد کند. این چنین نیست: با توجه کافی، هر شانسی برای رشد یک کریستال با هر اندازه و وزن در خانه وجود دارد. در واقع برای انجام این کار کافی است روند کریستالیزاسیون را تا حصول نتیجه مطلوب ادامه دهید. البته باید بلافاصله ظرفی را انتخاب کنید که اندازه مناسبی داشته باشد.

ایمنی کریستال ها

عدم رعایت شرایط نگهداری ممکن است منجر به تخریب کریستال شود. برای جلوگیری از ناامیدی در پایان چنین کار طولانی و پر زحمت، لازم است از قبل با ویژگی های ماده انتخابی آشنا شوید.

بنابراین، لبه های تراشیده شده یک کریستال آلوم تحت تأثیر هوای خشک معمولی به دلیل از دست دادن رطوبت محو می شوند و خرد می شوند و پودر خاکستری را تشکیل می دهند. همین امر در مورد سولفات سدیم و تیوسولفات، منگنز، روی، نمک های نیکل و نمک روشل نیز اتفاق خواهد افتاد. تنها راه خروج، قرار دادن کریستال ها در ظروف شفاف مهر و موم شده است. برخی توصیه می کنند که کریستال ها را با یک لاک شفاف بپوشانید، اما این فقط مرگ را به تاخیر می اندازد. همچنین لبه های لاک شده درخشش اولیه خود را از دست داده و مصنوعی به نظر می رسند.

دماهای بالا کریستال های رشد یافته از سولفات مس و آلوم پتاسیم را از بین می برد. طول عمر چنین کریستال هایی را می توان با نگهداری در یخچال خانگی افزایش داد. با این حال، حتی در اینجا آنها حدود 2 سال دوام خواهند داشت.

مشکل دیگر کریستال های مواد محلول در آب این است که در اثر تغییرات دما در اثر رطوبت که به مقدار کم در داخل آنها باقی می ماند از بین می روند. به همین دلیل، لکه‌ها ظاهر می‌شوند، براده‌ها ظاهر می‌شوند، لبه‌ها ذوب می‌شوند و درخشندگی از بین می‌رود.

شاید پایدارترین ماده محبوب برای رشد کریستال ها نمک سفره باشد.

از چه چیزی می توان کریستال را پرورش داد؟

علاوه بر مواد فوق، کریستال ها را می توان در خانه از شکر پرورش داد.

رشد سنگ های مصنوعی (آمتیست، کوارتزیت، یاقوت و غیره) بسیار دشوارتر، اما در عین حال جالب تر است. این یک فرآیند نسبتاً کار فشرده است که به تجهیزات ویژه ای برای حفظ دما، فشار، رطوبت و سایر شاخص های مهم برای موفقیت آزمایش نیاز دارد. به عبارت دیگر، برای به دست آوردن یک سنگ مصنوعی، به یک آزمایشگاه واقعی نیاز دارید.

برای پرورش کریستال در خانه چه ماده ای باید باشد؟

1. ایمن، غیر سمی همه مواد با ساختار کریستالی این نیاز را برآورده نمی کنند. به عنوان مثال، سیانید پتاسیم KCN (یا سولفید سدیم Na2S) نیز کریستال هایی با شکل مشخص خود را تشکیل می دهد. اما انجام آزمایش با آن در خانه غیرممکن است، زیرا با اکسیژن موجود در هوا وارد واکنش اکسیداسیون می شود و مواد سمی را آزاد می کند که برای انسان خطرناک است.
2. دومین کیفیت مهم ثبات است. یعنی ماده انتخاب شده باید با آب وارد یک واکنش برگشت پذیر شود. علاوه بر این، مقاومت در برابر نوسانات دما مهم است. برخی از مواد آلی می توانند به طور برگشت ناپذیری در معرض آب داغ از بین بروند (واکنش هیدرولیز).
3. هزینه معرف ها همانطور که می دانید، آزمایش اول (یا چندین مورد) ممکن است چندان موفقیت آمیز نباشد، بنابراین برای شروع بهتر است مواد ارزان قیمت و در دسترس را انتخاب کنید.
4. بله، رشد کریستال ها به آب تصفیه شده زیادی نیاز دارد - این نیز باید از قبل مراقبت شود.
5. قابلیت حل شدن در آب قبل از شروع آزمایش، باید دریابید که برای حجم معینی از آب، چه مصرفی از ماده انتخاب شده لازم است. برای رشد یک کریستال قند، به عنوان مثال، باید حداقل 2 کیلوگرم شکر را در 1 لیتر آب حل کنید. پس بهتر است ابتدا نموداری از حلالیت ماده اولیه ترسیم کنیم. برای این کار باید جرم همان حجم محلول صاف شده را پس از اتمام انحلال و تثبیت دما از جرم یک لیوان آب کم کنید. این به شما کمک می کند تا در مورد مقدار ماده تبلور برای یک حجم معین آب ایده بگیرید.

نحوه پرورش کریستال نمک خوراکی

ساده ترین راه برای تمرین استفاده از نمک معمولی است. سپس به مواد شیمیایی خاصی نیاز نخواهید داشت، فقط به نمک و آب تصفیه شده نیاز دارید.

مرحله 1. یک کریستال نمک را با گره زدن آن با یک نخ نازک در وسط یک چوب کوچک (مداد، خودکار) آماده کنید.

کریستال نمک

هدف: کریستال را طوری قرار دهید که در محلول غوطه ور شود، اما با سطح ظرف تماس نداشته باشد.

کریستال نمک را به نخ ببندید و در لیوان قرار دهید

مرحله 2. آب گرم را در یک ظرف (شفاف تا بتوانید رشد کریستال را مشاهده کنید) بریزید و نمک اضافه کنید. هم بزنید تا نمک کاملا حل شود. سپس نمک را اضافه کرده و تکرار کنید. باید آب را نمک زد تا نمک از انحلال خارج شود. این با ظاهر شدن رسوب در کف ظرف قابل توجه است.

مرحله 3. محلول باید به تدریج با قرار دادن آن در ظرفی با قطر بزرگتر با آب داغ گرم شود. در نهایت رسوب حل می شود. اگر ته آن چیزی باقی مانده است، بهتر است محلول را در ظرف تمیزی بریزید.

مرحله 4. ظرف را با محلول به دست آمده در مکانی با دمای پایدار قرار دهید. کریستال هسته را روی یک رشته در محلول فرو کنید. بالای ظرف با محلول باید با کاغذ پوشانده شود.

کریستال جنین را روی یک نخ در محلول فرو می کنیم

مرحله 5. فرآیند کریستالیزاسیون آغاز شده است. در مرحله بعد، هنگامی که آب تبخیر می شود، لازم است محلولی با همان محتوای نمکی که در ابتدای آزمایش بود به ظرف اضافه شود. بعد از مدتی مشخص می شود که کریستال اصلی بزرگ شده است. تا زمانی که اندازه ظرف و حوصله کافی داشته باشید، می توانید آن را تا جایی که دوست دارید رشد دهید. کریستال به دست آمده کاملا بادوام خواهد بود.

نحوه رشد کریستال قند

کریستال های شکر را می توان به عنوان تزیین میز یا آب نبات برای کودکان استفاده کرد. اما به دلیل مصرف بالای شکر بسیار گران هستند. برای 2 لیوان آب در مجموع به 5 لیوان شکر گرانول نیاز دارید.

کریستال های قند

فرآیند تهیه محلول مشابه روشی است که برای کریستال های نمک انجام می شود. ساده ترین راه برای رشد کریستال های شکر روی خلال دندان یا سیخ های چوبی است. برای پر کردن، کافی است یک سیخ را در شربت آغشته کنید و در شکر فرو کنید تا به طور یکنواخت به سطح بچسبد. باید صبر کنید تا شکر خوب بچسبد و خشک شود.

برای تشکیل کریستال های رنگی، باید رنگ خوراکی را به شربت اضافه کنید (بهترین گزینه آب میوه است).

1 هفته طول می کشد تا یک کریستال قند از مقدار مشخصی از مواد تشکیل شود.

کریستال های قند روی چوب (فیلم)

این ویدئو نحوه رشد کریستال های خوراکی از شکر را توضیح می دهد که نه تنها زیبا هستند، بلکه بسیار خوشمزه نیز هستند.

نحوه رشد کریستال سولفات مس

کریستال های نمک سفید شفاف می شوند و سولفات مس رنگ آبی غنی می دهد.

کریستال سولفات مس

رشد چنین کریستالی دشوارتر از یک کریستال نمک نیست: شما به یک محلول اشباع شده و یک جنین کریستالی روی یک رشته نیاز خواهید داشت.

کریستال سولفات مس معلق روی یک نخ

دانه ها را در محلول اشباع سولفات مس روی یک نخ فرو می کنیم.

محلول در یک ظرف شفاف باید در مکانی سایه دار با دمای پایدار قرار داده شود، کریستال را مانند نمک آویزان کنید و منتظر بمانید و به طور دوره ای محلول را برای جایگزینی محلول تبخیر شده اضافه کنید.

روز 42 آزمایش

شما نمی توانید کریستال را از محلول کاری خارج کنید تا زمانی که فرآیند تشکیل آن کامل شود!

ملاحضات امنیتی

از ظروف غذا نباید برای رشد کریستال ها استفاده کرد (به استثنای آزمایشات نمک و شکر). شما نباید غذا را در نزدیکی خود رها کنید: اولاً به دلیل سمی بودن معرف ها و ثانیاً به دلیل مواد زائد و خرده نان که اگر وارد محلول شوند آزمایش را خراب می کنند.

هنگام دستکاری معرف های شیمیایی، باید کاملاً از تمام قوانین مندرج در بسته بندی پیروی کنید. پس از اتمام کار، باید دستان خود را بشویید.

پرورش کریستال در خانه بسیار ساده، جالب و آموزشی است. ابتدا بهتر است روی مواد موجود تمرین کنید. اگر مشکلی پیش بیاید، باید بررسی کنید که تمام شرایط لازم برای تشکیل یک کریستال برآورده شده است. با تسلط بر ساده ترین کریستال ها، می توانید با سایر معرف ها شروع به کار کنید. هرگز خسته کننده نمی شود زیرا مواد مختلف کریستال هایی با اشکال و رنگ های مختلف تولید می کنند. علاوه بر این، هیچ دو کریستالی دقیقاً شبیه هم نیستند و پیکربندی و اندازه آنها را می توان به دلخواه تنظیم کرد.

پرورش کریستال در خانه فرآیندی بسیار طولانی، پر زحمت و پر زحمت است، اما بسیار هیجان انگیز است و قطعا ارزش زمان صرف شده را دارد. کودکان واقعا از این تجربه لذت می برند و اکثر روش های زیر کاملا بی خطر هستند. بنابراین، بیایید به روش های اصلی رشد کریستال در خانه نگاه کنیم.

نحوه رشد کریستال از شکر در خانه

بهتر است آزمایشات خود را در زمینه رشد کریستال در خانه با جالب ترین و لذت بخش ترین آنها شروع کنید. ساده ترین راه برای رشد یک کریستال از شکر است و اگر این آزمایش را با کودکان انجام دهید، آنها می توانند میوه های خلاقیت خود را در پایان کار بچشند.

برای رشد یک کریستال از شکر به موارد زیر نیاز داریم:

• 2 لیوان آب؛
• 5 لیوان شکر گرانول؛
• سیخ چوبی؛
• کاغذ؛
• قابلمه کوچک؛
• چندین لیوان شفاف

فرآیند کریستال سازی با ساخت شربت شکر آغاز می شود. برای این کار، 1/4 فنجان آب و دو قاشق غذاخوری شکر میل کنید. مخلوط کنید و حرارت دهید تا شربت به دست آید. یک سیخ چوبی را در شربت آغشته کنید و کمی شکر بپاشید. هرچه سیخ یکنواخت‌تر پاشیده شود، کریستال کامل‌تر و زیباتر می‌شود. به همین ترتیب به تعداد مورد نیاز جا خالی درست می کنیم و می گذاریم تا مثلاً یک شب کاملاً خشک شوند.

مدتی گذشت، سیخ هایمان خشک شد و حالا می توانیم به قسمت بعدی آزمایش برویم. 2 لیوان آب در قابلمه بریزید و 2.5 پیمانه شکر به آن اضافه کنید. روی حرارت ملایم و مدام هم زدن مخلوطمون رو به شربت شکر تبدیل میکنیم. باید کاملاً هم بزنید تا شکر کاملاً حل شود! 2.5 فنجان شکر باقیمانده را اضافه کنید و شربت را نیز بپزید تا کاملا حل شود. بعد از این، شربت را بگذارید تا کمی خنک شود، تقریباً 15-20 دقیقه طول می کشد. در طول این مدت، ما به آماده سازی قسمت های خالی از سیخ ها ادامه می دهیم، که اساس کریستال آینده ما است. لیوان های کاغذی را کمی بزرگتر از قطر لیوان هایمان می بریم و لیوان های به دست آمده را با چاپستیک سوراخ می کنیم. نکته اصلی این است که کاغذ محکم روی سیخ ثابت شود. کاغذ به عنوان نگهدارنده و درب برای لیوان عمل می کند.

شربت سرد شده اما هنوز داغ را در لیوان ها بریزید. در این مرحله می توانید کمی رنگ خوراکی به شربت اضافه کنید سپس کریستال در نهایت رنگی می شود. آماده سازی خود (یک چوب با یک دایره کاغذ) را در لیوان پایین می آوریم و آن را به حال خود می گذاریم تا کریستال برسد. مهم این است که به دیوارها و پایین دست نزنید! خوب، ما همین کار را با تمام خالی های باقی مانده انجام می دهیم.

تقریباً یک هفته طول می کشد تا کریستال رشد کند. این یک روند بسیار جالب و هیجان انگیز است که بچه ها واقعا آن را دوست دارند. هر روز کریستال بزرگتر می شود و شکل خاص خود را به خود می گیرد. برخی از کریستال‌ها سریع‌تر رشد می‌کنند، برخی کندتر، اما بخش عمده آن تنها در 7 روز بالغ می‌شود. کریستال به دست آمده از شکر برای استفاده با تمام خانواده در یک مهمانی چای خانگی بسیار خوب است، یا فقط آن را در لحظاتی از بلوز بخورید! همین است، شیمی سرگرم کننده نه تنها جالب، بلکه خوشمزه است؛).

نحوه رشد کریستال از نمک در خانه

پرورش کریستال از نمک در خانه یک فرآیند نسبتا ساده است، اما نیاز به صبر و مراقبت دارد. با این حال، نتیجه آزمایش فراتر از همه انتظارات است. ما نیاز خواهیم داشت:

• آب خالص؛
• گلدان;
• 2 شیشه شیشه ای؛
• نمک؛
• نخ قوی

ما آب را در یک قابلمه گرم می کنیم، آن را به شدت گرم می کنیم و آن را به جوش نمی آوریم. پس از گرم شدن آب، به تدریج شروع به ریختن نمک در آن کنید و مدام هم بزنید تا قسمت نمک کاملا حل شود. بعد از این مدت نمک بیشتری اضافه کنید و هم بزنید تا حل شود. و به همین ترتیب تا زمانی که نمک متوقف شود. محلول نمک اشباع حاصل را در یک شیشه بریزید و بگذارید به مدت 24 ساعت کاملا بماند. روز بعد شاهد کریستال های کوچک نمک ته نشین شده در شیشه خواهیم بود. ما زیباترین و بزرگترین آنها را انتخاب می کنیم، آنها را با احتیاط بیرون می آوریم و روی یک نخ می بندیم. محلول را با دقت در یک شیشه خالی بریزید و مطمئن شوید که کریستال های ته نشین شده در ظرف جدید نیفتند. سپس کریستال را روی یک رشته در محلول نمکی صاف شده پایین می آوریم و صبور باشیم. بعد از 2-3 روز متوجه افزایش کریستال خواهید شد، این رشد مدتی تا پایان رشد ادامه خواهد داشت. بعد از اینکه متوجه شدید که رشد کریستال متوقف شده است، در صورت رضایت از نتیجه، می توانید آزمایش را به پایان برسانید یا محلول نمک اشباع دیگری را درست مانند آنچه در بالا انجام دادیم تهیه کنید و کریستال خود را در آنجا پایین بیاورید. به هر حال، اگر به طور مکرر محلول نمک را تغییر دهید، کریستال سریعتر رشد می کند.

بسیار مهم است که محلول را عمداً خنک نکنید یا آن را تکان ندهید، زیرا باعث ایجاد کریستال های ناقص می شود. همچنین، شما نباید هیچ رنگی اضافه کنید، کریستال رنگ نمی شود و آزمایش خراب می شود.

نحوه رشد کریستال از سولفات مس در خانه

رشد کریستال از سولفات مس در خانه سطح بعدی پیچیدگی است که در آن رعایت الزامات ایمنی ضروری است و کودکان فقط می توانند این کار را تحت نظارت بزرگسالان انجام دهند.

برای انجام آزمایش به موارد زیر نیاز داریم:

• آب، ترجیحا مقطر؛
• ظرف شیشه ای؛
• نمک مس (سولفات مس یا سولفات مس، که می توان آن را در فروشگاه باغبانی خریداری کرد).

قبل از خرید، حتماً ماده را بررسی کنید که باید یک پودر همگن و آبی روشن باشد. در صورت وجود توده ها و اجزاء سبز، بهتر است از خرید خودداری کنید. این برای ساکنان تابستانی در مزرعه مفید خواهد بود، اما نه برای ما، شیمیدانان تازه کار.

بنابراین، ویتریول صحیح خریداری شده است. حدود 100 گرم پودر را در یک ظرف شیشه ای بریزید و کمی آب داغ به آن اضافه کنید و مدام هم بزنید. باید محلولی اشباع به دست آوریم که نمک مس دیگر در آن حل نشود. محلول را صاف کرده و در یخچال قرار دهید. روز بعد ما کریستال های زیادی را در پایین خواهیم یافت. یکی از بزرگترین و زیباترین آنها را انتخاب می کنیم و آنها را در ظرفی با محلول فیلتر شده قرار می دهیم. قبل از این، کریستال ها را مانند آزمایش قبلی با نمک خوراکی درمان می کنیم، یعنی آنها را روی یک نخ محکم می کنیم و در یک شیشه فرو می کنیم. ظرف را با کاغذ نازک بپوشانید و صبور باشید. رشد یک کریستال از سولفات مس چندین هفته طول می کشد. پس از تکمیل شکل گیری کریستال، باید با دقت برداشته شود، با آب جاری سرد شسته شود و با لاک ناخن بی رنگ پوشانده شود.

کریستال های سنگی طبیعی

• نحوه رشد کریستال از نمک
• نحوه رشد کریستال از شکر
• نحوه رشد کریستال سولفات مس
• نحوه رشد کریستال از زاج پتاسیم

کریستال های معدنی در همه جای طبیعت یافت می شوند. شکل گیری آنها نیازمند شرایط خاصی است. مثلا راک سنگ گرانیتشامل بلورهای کوارتز، فلدسپات و میکاکه با سرد شدن ماگما یکی پس از دیگری متبلور شدند.

کریستال های سنگی شش ضلعی زیبا از محلول های آبی داغ اشباع شده با سیلیس SiO2 رشد کردند.

کریستال های گوگرد طبیعی

کریستال های زرد لوزی شکل گوگرداز آب های سولفید هیدروژن چشمه های آب گرم و آبفشان ها رشد کرده است.

در سواحل دریاچه های نمک و دریاها می توانید کریستال های مکعبی سنگ نمک - هالیت را ببینید. کریستال های سفید، قرمز، زرد و حتی آبی از کارنالیت و میرابیلیت.

الماسسخت ترین کریستال ها تحت فشار بسیار زیاد در لوله های انفجاری (لوله های کیمبرلیت) به وجود آمدند.

بنابراین طبیعت کریستال های معدنی را خلق کرده و می کند. آیا می توانیم رمز و راز رشد کریستال را ببینیم؟ آیا خودمان می توانیم آنها را پرورش دهیم؟ بله البته ما می توانیم. و اکنون به شما خواهم گفت که چگونه این کار را در خانه انجام دهید.

چگونه یک کریستال را از نمک رشد دهیم

بلورهای نمک رشد کرده

برای رشد بلورهای نمک سفره (سنگ) (هالیت - NaCl)، باید ظرفی از آب را روی اجاق گاز قرار دهید و آب را به جوش آورید. سپس ظرف را از روی اجاق گاز بردارید و نمک معمولی بسته را در آن حل کنید. مدام محلول را هم بزنید، نمک اضافه کنید تا متوجه شوید که دیگر حل نمی شود.

محلول نمکی به دست آمده باید فیلتر شود و در یک ظرف صاف، به عنوان مثال، یک نعلبکی ریخته شود. آب سرد می شود و شروع به تبخیر می کند و در لبه های بشقاب و کف آن مکعب های شفافی با شکل منظم خواهید دید - اینها کریستال هایی از نمک سنگ، هالیت هستند.

می توانید یک کریستال بزرگ یا چندین کریستال مکعبی بزرگ پرورش دهید. برای این کار در ظرفی که نمک را در آن حل کرده اید، یک نخ پشمی قرار دهید. با سرد شدن محلول، با مکعب های نمک پوشیده می شود. هر چه محلول کندتر سرد شود، کریستال ها منظم تر خواهند بود. پس از مدتی رشد متوقف می شود.

برای رشد یک کریستال بزرگ، باید از بین کریستال های زیادی که در پایین تشکیل شده، یکی را انتخاب کنید، درست ترین آن را، آن را در کف یک لیوان تمیز قرار دهید و محلول ظرف قبلی را روی آن بریزید.

برای رشد کریستال های مناسب، آنها به آرامش نیاز دارند. میز یا قفسه ای را که ظرف کریستال های در حال رشد روی آن قرار دارد تکان ندهید یا حرکت ندهید.

چگونه یک کریستال را از شکر رشد دهیم

شما می توانید کریستال های قند را به همان روشی که کریستال های نمک رشد می کنند، پرورش دهید. کریستال های شکر را می توان روی چوب های چوبی نیز پرورش داد. رنگ خوراکی اضافه شده به محلول، شکر را در تمام رنگ های رنگین کمان رنگ می کند.

کریستال های قند

در زیر دستورالعمل کامل وجود دارد، نحوه رشد کریستال های قند روی چوب.

چگونه می توان یک کریستال را از سولفات مس رشد داد

سولفات مس در فروشگاه های باغبانی فروخته می شود و آهک خشک شده، "مایع بوردو" برای محافظت از گیاهان در برابر قارچ ها و بیماری های مختلف تهیه می شود.

برای رشد کریستالی از سولفات مس (Cu SO4 * 5H2O) به شکل صحیح، پودر سولفات مس باید در آب با دمای 80 درجه سانتیگراد حل شود. در دماهای بالاتر، حلالیت سولفات مس کاهش می یابد. پودر را تا زمانی که انحلال متوقف شود حل کنید. در انتهای یک سیم یا نخ پشمی یک دانه - یک کریستال کوچک از همان سولفات مس را می بندیم. کجا می توانم آن را بدست بیاورم؟ می توانید در همان کیسه ای که ویتریول را از آن داخل آب ریخته اید، به دنبال کریستال بزرگتر بگردید. اگر یکی از آنها را پیدا نکردید، محلول خود را بگذارید تا خنک شود و بعد از مدتی کریستال های کوچکی را در پایین مشاهده خواهید کرد.

یکی را انتخاب کنید و آن را به سیم یا نخ ببندید (یا بچسبانید). محلول را فیلتر کنید. سپس دانه آماده شده (کریستال روی نخ) را در آن فرو کنید. هرگز دانه را در محلول داغ قرار ندهید! دانه ممکن است به سادگی حل شود. یک کریستال بزرگ از سولفات مس برای چند هفته رشد می کند. کریستالی که به اندازه لازم رشد کرده است باید لاک زده شود، زیرا رطوبت موجود در هوا در نهایت منجر به ذوب و تخریب آن می شود.

شما می توانید آن را به روشی آسان رشد دهید کریستال های مس زیبا. شرح مفصلی از این فرآیند را می توان در مقاله مفصل "نحوه رشد کریستال های مس" یافت.

کریستال های سولفات آهن به روشی مشابه رشد می کنند.

چگونه می توان یک کریستال را از آلوم پتاسیم آلومینیوم رشد داد

بلورهای رشد یافته زاج پتاسیم

آلوم پتاسیم (KAI 2*12H2O - معدنی آلونیت) در داروخانه ها به صورت پودر فروخته می شوند. این محصول خوبی است که "پوست را خشک می کند" و عوامل بیماری زا را از بین می برد، این ماده آلرژی ایجاد نمی کند و سمی نیست. کریستال های خوب را می توان از پودر آلوم پتاسیم پرورش داد. زاج باید در آب گرم حل شود تا زمانی که اشباع شود و محلول صاف شود. پس از چند روز قرار گرفتن در مکانی ساکت و در دمای اتاق، کریستال های کوچکی در کف ظرف ظاهر می شود.

زاج پتاسیم (زاج سوخته) را می توان در داروخانه خریداری کرد

از بین این کریستال ها باید چندین تکه به شکل صحیح انتخاب کنید و آنها را در ظرف دیگری قرار دهید. سپس آنها را با همان محلول پر می کنند. می توانید دانه ها را روی نخ های نازک آویزان کنید (می توان آنها را با چسب ضد آب قوی به نخ چسباند). هر دو یا سه روز یک بار، کریستال ها باید به یک لیوان جدید منتقل شوند، محلول باید صاف شود و دوباره کریستال های در حال رشد در آن ریخته شود. کریستال های آلوم که به اندازه لازم رشد کرده اند باید لاک زده شوند تا در اثر رطوبت هوا ذوب نشوند و شکل خود را از دست ندهند.

تهیه محلول برای رشد کریستال ها با استفاده از آب مقطر توصیه می شود.

در خانه می توانید مصنوعی تهیه کنید مالاکیتبا استفاده از سولفات مس و سودا، اما اینها کریستال های زیبا یا سنگ طرح دار نیستند، بلکه رسوب سبز رنگ یا کثیف در ته ظرف (پودر) خواهند بود. مالاکیت زیبا که عملاً از طبیعی قابل تشخیص نیست، فقط با استفاده از تجهیزات صنعتی به دست می آید.

شرکت ها همچنین کریستال های بسیاری از مواد معدنی را پرورش می دهند. اما این کار را نمی توان در خانه تکرار کرد. اکثر کریستال ها (کوارتز، آمتیست، یاقوت، زمرد، الماس، مالاکیت، گارنت و غیره) در اتوکلاوهای چدنی تحت فشار بالا رشد می کنند. دما به 500-1000 درجه و فشار - 3000 اتمسفر می رسد.

کیت های رشد کریستال

کیت رشد کریستال

اکنون در فروشگاه های اسباب بازی در شهرهای بزرگ، کیت هایی برای رشد کریستال ها برای فروش ظاهر شده است. از پودرها آمونیوم و پتاسیم دی هیدروژن فسفات،که به آن رنگ اضافه می شود، می توان کریستال های منشوری و سوزنی شکل جالبی را پرورش داد. برای اینکه کریستال ها به اندازه کافی بزرگ و زیبا شوند، باید دستورالعمل های پیوست شده را به شدت دنبال کنید.

عجیب است، دستورالعمل هایی که در جعبه تصویر آمده است، نشان نمی دهد که از چه ماده شیمیایی برای رشد کریستال ها استفاده شده است یا از چه رنگی استفاده شده است. در غیر این صورت کاملاً مفصل است.

بسیاری از فرآیندهای جالب در طبیعت اتفاق می افتد. یکی از آنها ایجاد کریستال های سنگی است. اما این فرآیند شگفت انگیز که در هاله ای از رمز و راز است، می تواند در خانه بازتولید شود، با مشاهده اینکه چگونه مواد معدنی زیبا به تدریج از مواد آشنا رشد می کنند.

مطمئن ترین ماده شکر است. ارزش شروع را دارد، به خصوص که چنین کریستال هایی نه تنها زیبا، بلکه خوراکی نیز هستند. شما باید مصرف کنید:

• 2 لیوان آب؛
• 3 فنجان شکر بیشتر؛
• چوب ها;
• کاغذ یا گیره لباس؛
• ظرفیت؛
• عینک؛
• رنگ خوراکی.

از 1/4 فنجان آب و 2 قاشق غذاخوری شکر شربت درست کنید. سپس چوب ها را در آن فرو کرده و در مقدار کمی شکر که روی یک دستمال می پاشید، بغلتانید. وقتی کاملا خشک شدند یک ظرف بردارید و 2 لیوان آب داخل آن بریزید و نصف مقدار شکر را اضافه کنید. حرارت را کم کنید، ظرف را روی اجاق بگذارید و در حین هم زدن صبر کنید تا تمام شکر حل شود. بقیه ماسه را اضافه کرده و حل کنید. شعله را خاموش کنید و اجازه دهید محلول حدود 20 دقیقه بماند و شربت داغ را در لیوان ها بریزید و به هر کدام رنگ خوراکی اضافه کنید. نگهدارنده ها را روی چوب ها قرار می دهیم. وقتی این چوب ها را در شربت داغ فرو می کنیم، محدود کننده از تماس با دیواره و ته ظرف جلوگیری می کند. در حدود 7 روز یک معجزه رخ خواهد داد.

یکی دیگر از مواد موجود نمک طعام نمک خوراکی است. بیا شروع کنیم:

• 200 میلی لیتر آب گرم را در یک لیوان بریزید.
• نمک را در قسمت هایی اضافه کنید و همیشه هم بزنید. این کار را تا زمانی انجام می دهیم که کریستال های نمک از بین بروند. تقریباً 70 گرم طول می کشد. مهم است که نمک خالص باشد، در غیر این صورت آزمایش ممکن است به نتیجه منفی ختم شود.
• یک ظرف آب بردارید و روی آتش بگذارید. لیوان را همانجا می گذاریم و می گذاریم همان جا بماند تا محلول داخل آن گرم شود. فراموش نکنید که کف ظرف را یک پارچه یا نوعی پایه قرار دهید، در غیر این صورت شیشه ترک می خورد.
• یک وسیله ساده متشکل از یک مداد با نخ بسته شده آماده می کنیم که در انتهای آن بزرگترین کریستال نمک وصل شده است. اگر به جای کریستال یک سنگریزه یا یک مجسمه ساخته شده از سیم مسی ببندید، در نهایت یک نمونه بسیار زیبا خواهید داشت.
• لیوان را بیرون آورده و محلول را از کاغذ صافی عبور دهید. دستگاه را روی لبه های لیوان قرار می دهیم. نخ با کریستال به محلول اشباع می افتد. یک مکان تاریک برای ظروف در نظر بگیرید.
• ما مشاهده می کنیم که کریستال چگونه رشد می کند. وقتی به این نتیجه رسیدید که به اندازه کافی رشد کرده است، آن را بردارید، خشک کنید و با لاک بپوشانید. با دقت به آن رسیدگی کنید - بسیار شکننده است.

کریستال های آبی بسیار زیبا از سولفات مس رشد می کنند. این ماده به اندازه شکر یا نمک ایمن نیست، بنابراین دستکش بپوشید. فناوری تقریباً یکسان است:

• یک ظرف شیشه ای بردارید و آب بریزید - 300 میلی لیتر.
• به تدریج سولفات مس را وارد می کنیم تا محلول فوق اشباع شود.
• یک تابه آب را روی اجاق قرار دهید، یک شیشه را در آن قرار دهید و آن را گرم کنید.
• یک مهره یا دکمه را روی یک نخ آویزان می کنیم. آن را به چوب چوبی می بندیم.
• شیشه را بردارید و بگذارید محلول خنک شود.
• یک چوب با نخ در سوراخ شیشه قرار دهید. ما مطمئن می شویم که بار به کف و دیواره کشتی برخورد نکند.
• صبر می کنیم تا کریستال رشد کند، سپس آن را بیرون می آوریم.
• پوشش را با استفاده از لاک ناخن بی رنگ بمالید.

کریستال های خوب از زاج پتاسیم (آلونیت) رشد می کنند. آنها را در داروخانه بخرید. سپس:

• در آب گرم حل کنید؛
• فیلتر؛
• قرار دادن در یک مکان آرام، درجه حرارت - اتاق؛
• کریستال ها پس از چند روز در ته ظرف ظاهر می شوند.
• بهترین ها را انتخاب کنید، آنها را به ظرف دیگری منتقل کنید و آنها را با محلول فیلتر شده قدیمی پر کنید.
• این عمل را بعد از 2-3 روز تکرار کنید تا اندازه مورد نیاز مواد معدنی به دست آید.
• بیرون بیاورید، با دستمال و لاک پاک کنید.

در فروشگاه هایی که اسباب بازی می فروشند، گاهی اوقات کیت هایی با مواد برای رشد کریستال ظاهر می شود. آنها حاوی سولفات های آلومینیوم و پتاسیم و همچنین فسفات آمونیوم و رنگ هستند.

بیایید این را خلاصه کنیم: رشد کریستال ها یک فرآیند خلاقانه و هیجان انگیز است. اگر این کار را با یک کودک انجام دهید، پس چه کسی می داند، شاید او بزرگ شود تا یک کاشف معروف شود؟

زمان ها همین چند سال پیش تئوریزه شدند و اخیرا تایید شدند. مقالاتی که این را گزارش می کنند، نمی گویند برای چه چیزی می توان از آنها استفاده کرد. البته، هر شاخه ای از فیزیک می تواند به ما در درک بهتر جهان کمک کند، اما آیا پیشنهادی برای کاربردهای عملی کریستال های زمان وجود دارد؟

رویدادهایی وجود دارد و بوده است، به ویژه در فیزیک هسته ای، که در آن کاربرد عملی چیزی قبل از اینکه برای اولین بار اثبات یا سنتز شود، تصور می شود. در مورد به اصطلاح "کریستال های زمان" چطور؟ در مواردی که ابررساناهای معمولی کافی نیستند از آنها برای چه چیزی می توان استفاده کرد؟

پاسخ ها

آنا وی

درباره وضعیت تحقیق تا تابستان 2017. نتیجه گیری را کپی می کنم:

در این مقاله، ما وضعیت فعلی تحقیقات در مورد کریستال‌های زمان را که در اصل توسط Wilczek (2012) پیشنهاد شده بود، بررسی کردیم، یعنی پدیده‌های مرتبط با خود سازمان‌دهی سیستم‌های کوانتومی چند بدنه در زمان. این نوع خودسازماندهی واقعاً یک اثر کوانتومی است و باید از پدیده های کلاسیک خودسازماندهی متمایز شود، جایی که نوسانگرهای غیرخطی حرکت خود را همزمان می کنند اگر جفت بین آنها به اندازه کافی قوی باشد. شکل گیری کریستال های موقت کاملا شبیه به شکل گیری کریستال های کیهانی است.

در حالی که اجرای طرح کریستال زمان اولیه غیرممکن بود، چشم انداز Wilczek حوزه جدیدی از تحقیقات را باز کرد و الهام بخش دانشمندان دیگر شد.

به تشریح آخرین جملات و پایان ها ادامه می دهد:

ما بر این باوریم که فعالیت قوی کنونی در زمینه بلورهای زمان، پدیده‌های جدیدی را آشکار می‌کند که تشخیص آن‌ها در سیستم‌های ماده متراکم دشوار است یا تا کنون به سادگی مورد توجه قرار نگرفته‌اند. با توجه به اینکه درجه زمانی آزادی بعد اضافی می‌افزاید، فرصت‌های بیشتری برای اکتشافات جدید باز می‌شود.

در هیچ کجای این بررسی لیستی از "کاربردهای عملی" وجود ندارد.

در جستجوهای کلی می‌توانید پیشنهادهای مبهمی پیدا کنید که کریستال‌های زمان برای محاسبات کوانتومی مفید هستند:

در حالی که تصور استفاده از کریستال زمان برای یائو دشوار است، سایر فازهای ماده غیرتعادلی پیشنهادی از نظر تئوری نوید حافظه‌های تقریباً کامل را می‌دهند و می‌توانند در رایانه‌های کوانتومی مفید باشند.

بنابراین به نظر من هنوز در سطح پژوهشی، تجربی و نظری است و برای ارزیابی کاربردهای احتمالی خیلی زود است. از این گذشته، هنگامی که ماکسول معادلات خود را که امواج الکترومغناطیسی را پیش‌بینی می‌کرد، ارائه کرد، هرتز در سال 1860 آنها را در سال 1887 اندازه‌گیری کرد، تقریباً سی سال بعد، و اولین کاربرد عملی در ارتباطات در دهه 1890 رخ داد. در روزگار امواج الکترومغناطیسی، پیشنهاداتی برای ارتباطات بی سیم بی سابقه بود.

با افزایش زمان ما (5 سال بین پیشنهاد Wilczek و آزمایش ها، و بسیاری از محققان در حال کار)، برنامه ها نباید دور باشند.

گرت کلربن

کریستال های زمان می توانند در محاسبات کوانتومی و احتمالاً همجوشی به همین دلایل بسیار مفید باشند. اساساً، کریستال‌های زمان محیط کوانتومی پایدارتری نسبت به پرتوهای ذره‌ای معمولی فراهم می‌کنند.

از آنجایی که کریستال های موقت تا حدی حالت خود را حفظ می کنند، حتی بدون تأثیر خارجی موقت، آنها همچنین مقاومت بیشتری در برابر تمام تصادفی بودن آنتروپی حرارتی و ارتعاشات خارجی دارند. این آنها را برای برخی از طراحی های رم ایده آل می کند.

همچنین از نظر تئوری باید امکان ایجاد شبکه زمانی و فضایی در فشارها و دماهای بالا وجود داشته باشد، اما من نمی‌دانم این به چه سطحی از فناوری نیاز دارد. من فکر می کنم ولتاژ تشدید در مواد بسیار بالا خواهد بود.

البته موارد استفاده دیگری نیز وجود دارد. یکی دیگر از کاربردهای محاسبات کوانتومی تایمر است.

روکوکو

چه انتظاری داشته باشیم؟ من اصلا ربطی به پرتوهای همجوشی یا ذرات نمی بینم...

روکوکو

یا چرا تایمر بهتری نسبت به هر ژنراتور دیگری خواهد بود...

گرت کلربن

@روکوکو اوه باشه. شما در نهایت. با توجه به پرتوها، برخی از اجراهای بلورهای زمان قبلاً به شکل پرتو ذرات بودند. با توجه به تلاقی، این یک بحث کاملا پیچیده است. اغلب یک هدف در یک راکتور همجوشی تزریق فشار/گرما/انرژی به یک منطقه کوچک محلی با زمان بندی دقیق و منظم است. کریستال‌های زمان توانایی تنظیم دقیق واکنش‌ها در بالا یا پایین‌تر از آستانه لازم برای حفظ ذوب را فراهم می‌کنند، در حالی که در عین حال مشخصات گرمایی را که دیواره‌های راکتور باید تحمل کنند، ارائه می‌کنند.

گرت کلربن

@Rococo، با توجه به استفاده به عنوان تایمر، هیچ کس به "بهتر" اشاره نکرد، اما آنها بهتر از یک ژنراتور استاندارد هستند زیرا کریستال های زمان کمتر تحت تأثیر نویز سیستم قرار می گیرند.

روکوکو

"با توجه به پرتوها، برخی از پیاده‌سازی‌های کریستال‌های زمان قبلاً به شکل پرتو ذرات بودند،" می‌توانید نقل قول یا پیوندی ارائه دهید که منظورتان را توضیح دهد؟ متشکرم.