Przepis na udaną hodowlę kryształów

Wśród wielu dobrze rozpuszczalnych w wodzie soli możemy spróbować otrzymać dorodne kryształy. Jedną z dostępniejszych, bo do kupienia tanio w sklepach ogrodniczych, jest uwodniony siarczan miedzi CuSO4*5H2O. W sklepach jest dostępny jako niebieski proszek, ale można z niego otrzymać spore kryształy. W szkole z kolei polecenie hodowli kryształów ogranicza się do chlorku sodu, z którego bardzo trudno jest uzyskać kryształy większe niż choć 5 mm. No, przynajmniej w domowych warunkach. Tymczasem okazałe kryształy można otrzymać z cukru (sacharozy), wspomnianego siarczanu miedzi (środek grzybobójczy), kwasu cytrynowego, ałunu (środek ściągający podczas zacięć, a także antyperspirant), azotanu amonu (nawóz, wymaga jednak oczyszczania), azotanu potasu (także nawóz), boraksu (topnik) i wielu rozpuszczalnych w wodzie substancji, jeśli są dostępne. Niestety, hodowla niektórych kryształów wymaga cierpliwości. Również do w miarę łatwego w hodowli siarczanu miedzi niektórzy tracą cierpliwość.

Bardziej szczegółowy od podanego poniżej opis hodowli znajduje się w numerze czwartym naszego czasopisma: https://biomist.pl/download/biuletyn-44-2016?wpdmdl=6623

Krystalizację warto zacząć od otrzymania zarodka krystalizacji. Ale do rzeczy: Z kilkunastu gramów uwodnionego siarczanu miedzi sporządzamy w zleweczce, parowniczce czy krystalizatorze na gorąco roztwór bliski nasycenia, nakrywamy gazą by nie dostał się kurz i odstawiamy na 1 dzień. Następnego dnia na dnie i na ściankach znajdziemy liczne kryształy. Inny sposób polega na sporządzeniu większej ilości roztworu, który po ochłodzeniu będzie lekko przesycony i zawieszeniu obciążonej nici jedwabnej lub bawełnianej, na których chętnie pojawiają się kryształki. Nitka powinna być wzięta ze sporym zapasem. Z kryształków narosłych na nici wybieramy najładniejszy i część nici pod nim odcinamy, a część na której będzie zawieszony w roztworze należy oczyścić z innych kryształków najpierw odrywając większe za pomocą paznokci, a następnie za pomocą mokrego pędzelka rozpuszczamy mniejsze – musimy się pozbyć konkurencji dla naszego kryształu. Jeśli nie chce nam się męczyć z hodowlą zarodka na nici, to możemy posłużyć się pierwszym sposobem. Wybieramy więc jeden kryształek otrzymany w zleweczce lub parowniczce i mocujemy go na nici za pomocą… gumy do żucia. Musi on być przylepiony tak, by nie odpadł w trakcie zanurzania w roztworze albo w trakcie wzrostu kryształów, w tym celu należy użyć odpowiedniej ilości gumy o oblepić kryształek tak, by co najmniej jedna strona pozostała niezalepiona. Jak łatwo się przekonać, guma nie przylega do kryształu, więc kryształek musi być oblepiony gumą i z góry i z dołu, bo inaczej po prostu odpadnie. No chyba że guma jest bardzo twarda i po prostu nie pozwoli by kryształek wypadł, ale lepiej na to nie liczyć. Jeśli posiadamy trochę zdolności manualnych, możemy spróbować nawlec zarodek na nić. Poniżej widzimy zarodek krystalizacji przed:

Zarodek

…i po nawinięciu na nić:

Nawleczony

Zarodki krystalizacji chętniej tworzą się na szkle niż na tworzywach sztucznych, z tego powodu lepiej zamiast naczynia szklanego użyć do hodowli naczynia z plastiku – ja użyłem pudełka po wybielaczu w proszku. Do tego musimy znaleźć lub zrobić samemu styropianowy pojemnik, w którym umieścimy nasz pojemnik – ja użyłem pojemnika po butelce z odczynnikiem, gdyż doskonale pasowało do pojemnika po wybielaczu:

Zestaw

Objętość roztworu w pojemniku musi być dopasowana do jego wielkości, najlepiej aby wynosiła 3/4 do 4/5 objętości pojemnika. Ze względu na wielkość pojemnika ja użyłem 500 g wody jako rozpuszczalnika. Rozpuszczalność uwodnionego siarczanu miedzi w 20 oC wynosi 32,38 g, natomiast w 60 oC  62,67 g. Aby nasycić 500 g wody o temperaturze 60 oC trzeba zatem 5×62,57g = 312,86 g soli. Zatem w czystej zlewce lub w słoiku o pojemności 1 dm3 umieszczamy 500 ml wody i dosypujemy 313 g siarczanu miedzi. Zaczynamy ogrzewać wodę i mieszamy aż do pełnego rozpuszczenia (co oznacza, że temperatura przekroczyła 60 oC). Jeśli pracujemy w słoiku – dobrze jest go ogrzewać za pomocą łaźni wodnej, by nie pękł – tak jak słoiki z przetworami podczas pasteryzacji. Po całkowitym rozpuszczeniu i upewnieniu się, że w roztworze nie ma żadnych paprochów pozwalamy mu ostygnąć do temperatury ok. 55 oC. Jeśli widoczne są jakieś zanieczyszczenia mechaniczne to roztwór należy przesączyć na gorąco. Pamiętajmy, że dopiero w lekko przesyconym roztworze możemy umieścić nasz zarodek! W przeciwnym przypadku, jeśli umieścimy go w zbyt gorącym roztworze, to się rozpuści i z hodowli okazałych kryształów nici. Może nawet dosłownie – nici. Dlatego należy się upewnić, że temperatura roztworu spadła poniżej 60 oC, a dla bezpieczeństwa wynosi ok. 55 oC. Teraz możemy przelać roztwór do pojemnika, i zamknąć go nakrętką wraz z zamocowaną nicią. Nici od góry lepiej nie przyklejać gumą do spodu wieczka, bo może odpaść pod wpływem rosnącego kryształu, w tym celu wieczko lepiej przebić i koniec nici zamocować od strony zewnętrznej. Kryształek zarodkowy nie może dotykać dna! Najlepiej aby wisiał w połowie wysokości r-ru.  Zamknięty pojemnik umieszczamy delikatnie w pudełku styropianowym i odstawiamy na 3 doby w spokojne miejsce.

gotowy zestaw

Nie tracimy cierpliwości i nie sprawdzamy jak szybko rośnie nasz kryształ! Nie wstrząsamy pudełkiem ani nie pozwalamy by inni zerkali i przeszkadzali kryształom. Po trzech dniach otwieramy delikatnie i podziwiamy co udało nam się wyhodować. I co? Warto było? Ocenicie sami. Ja uzyskałem taki okaz:

CuSO4

O masie 272 g. Czas hodowli to zaledwie kilkanaście godzin. Niestety, w tym przypadku sznurek się urwał i rosnący kryształ spadł na dno, efekt poniżej:

Kryształ

 

Kryształ umieszczamy na kilku arkuszach bibuły i pozwalamy na wchłonięcie roztworu, delikatnie owijamy go bibułą by go nie uszkodzić. Następnie przemywamy go małą ilością lodowatej wody z dodatkiem acetonu lub etanolu i ponownie osuszamy bibułą. Odstawiamy go do wyschnięcia na 1-2 godziny.  Kryształ możemy trzymać na pamiątkę zawinięty w bibułę i przechowywać w plastikowym pojemniku, pokazując naszą dumę zainteresowanym osobom. Jeśli chcemy go pozostawić na widoku, to nie może być w zimie blisko kaloryferów bo zacznie tracić wodę i pojawią się na nim białe plamy.

Jeśli nasz kryształ nie miał żadnej konkurencji, to jego masa powinna wynosić 151,45 g plus masa zarodka. Pamiętajmy, że kryształ można jeszcze “dokarmić” – w tym celu należy go ponownie umieścić w przesyconym roztworze, więc do naszego ługu pokrystalicznego (tak chemicy nazywają r-ry pozostałe po wykrystalizowaniu z nich substancji)  dosypujemy 150 g siarczanu i ponownie ogrzewamy do całkowitego rozpuszczenia i powtarzamy procedurę używając naszego kryształu jako zarodka 🙂

Powodzenia. A ja zabieram się za otrzymanie kryształów cukru 🙂

PS jeśli podczas manipulacji kryształem odłamie się jakiś fragment, mamy gotowy zarodek krystalizacji “na zaś”.

Print Friendly, PDF & Email

Kategorie: Chemia,Doświadczenia chemiczne

18s Komentarzy

  1. Śmieszne są te wasze "sposoby". mieliście piękny zarodek na monokryształ a tu zrobiliście taki syf?! Jak można?! Robienie kryształów na ilość (masę 🙂 ) jest dobre dla amatorów. Następnym razem proponuję pochwalić się umiejętnościami tworzenia monokryształu. Codzienne doglądanie, dbanie o stałą (niską) temperaturę, przelewanie, sączenie, uważne obserwowanie w poszukiwaniu wszelkich zdwojeń które przesądzają kształt naszego maleństwa. A tutaj? No panowie (i panie [równouprawnienie mamy]) nie popisaliście się jakimś kawałkiem…. a zresztą szkoda gadać. Do tego wybraliście sobie siarczan (VI) miedzi (II) buhahahaha. Bo mnie zaraz coś strzeli. Ale polecam dla was:
    Ałun glinowo- potasowy
    Ałun chromowo- potasowy
    CoCL2 z KCl
    (taka rada że jak już koniecznie chcielibyście mieszaniny to lepiej żeby aniony się zgadzały bo wtedy zazwyczaj w ogóle coś rośnie 🙂
    a co do sprzętu to lepiej robić na żyłce, która najpierw została nieco potarta ostrym nożem. Żyłka zawieszona na kawałku podtrzymującym całość (bagietka cokolwiek. Nawet ołówki będą w porządku)
    Jaką masę ma otrzymany przez was "kryształ brzydal" ? 🙂
    Czekam na odpowiedź.
    Adam.

  2. Witam,
    bardzo fajny kryształ Tobie wyszedł.
    Jest koniec wakacji i się nudzę z córką w domu, poleciałem do sklepu po siarczan miedzi i zapuściłem zarodek.
    Mam pytanie: czy zarodek mogę zamocować na drucie miedzianym? Mam pewien pomysł na zamocowanie gotowego kryształu, stąd te pytanie. Czy drut z innego metalu może być?
    Pozdrawiam,

    • Witam, siarczan miedzi jest szkodliwy podczas kontaktu roztworu ze skórą, w kontakcie z okiem oraz po połknięciu, ale ze względu na smak jest też środkiem wymiotnym. Nie należy się bać oparów znad ciepłego roztworu, a do pracy dobrze jest używać rękawiczek i okularów ochronnych.

  3. Piękny kryształ. Ja jednak do zabawy z małymi dziećmi w hodowlę odradzam siarczan(VI miedzi(II), gdyż jest dość toksyczny. Znacznie lepsze są o wiele mniej szkodliwe ałuny (najlepiej glinowo-potasowy) i boraks. Właśnie próbujemy różnych mieszanek siarczanów, dodatkowo barwiąc je różnymi wskaźnikami czy nawet barwnikiem z wyciętego pisaka fluorescencyjnego :-). Zamiast monokryształu, próbujemy stworzyć geodę ze skorupki jajka. Zabawa czasochłonna, ale fajna. Dzieciaki zachwycone. Polecam.

Pozostaw odpowiedź

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.