Теперь следует следить за ростом кристалла каждый день, ни в коем случае не сотрясая раствор, иначе эта встряска породит в системе мгновенную кристаллизацию. Так многие авторы советую доливать раствор в систему по мере его испарения. Это очень сложная операция, поскольку возникшая сильная диффузия также может вызвать сбои в росте кристалла. Вначале вы увидите, как система будет "обживать" затравку, как они будут подстраиваться друг под друга. В итоге вы должны получить следующее:
Рис. 3. Полученные кристаллы медного купороса и алюмокалиевых квасцов**.
** Очень часто, вместо идеального октаэдра у квасцов получается усечённый октаэдр — кубоктаэдр. Поэтому обращайте внимание на выбор затравки (кристалл создаётся по подобию затравки), тупая грань повториться везде! Так устроена система: она влияет на рост кристалла и сам кристалл влияет на свой рост.
Как видите, у кристаллов есть своя особенность, они должны быть гладкими и прозрачными, как стекло. Однако, при частом прикасании к кристаллу, хранении на открытом воздухе, на свету, мы наблюдаем его помутнение: кристалл выветривается, т. е. теряет, всегда входящую в его состав воду. Есть несколько веществ, которые в моей практике превосходно сохранились и не потеряли вошедшую в их состав воду: гидрофталат калия, красная кровяная соль, хлорид натрия. Вода в кристалл входит в разных количествах и в красной кровяной соли, алюмокалиевых квасцах, к примеру, она удерживается лучше, чем в жёлтой, чем в хромокалиевых квасцах. Избежать этот процесс для кристаллов, выращенных из растворов, сложно. Поэтому хранить кристаллы следует в герметичных пакетах или баночках в холодильнике. Хромокалиевые квасцы лучше хранить в концентрированном сотрясённом растворе в банке с плотно прилегающей пробкой в месте, где температура может измениться максимум на 5°.
Выращивание кристаллов хромокалиевых квасцов сопряжено с трудностями: во-первых, раствор не прозрачен, во-вторых, полученные кристаллы можно хранить только под слоем раствора при постоянной температуре или под толстым слоем лака (бесцветный лак для ногтей) в холодильнике. Однако смеси полученные при смешении растворов алюмокалиевых и хромокалиевых квасцов дают растворы различного оттенка от нежно-розового до цвета граната, выращенные из них кристаллы, также имеют форму октаэдра, и хранятся намного дольше хромокалиевых без какой-либо защиты.
При выращивании кристаллов бихромата калия, в раствор добавляют немного хромового ангидрида СгОЗ (количество его приходится угадывать на практике), полученные кристаллы не совсем отвечают формуле К2Сr207, скорее формуле К2Сr3O10 (трихромат калия), и имеют вид ярко-красных параллелепипедов.
Очень дорогая сегнетова соль может дать кристаллы-цилиндры до 30 см длины, но раствор для этих целей должен быть очень чистым (прозрачным и бесцветным, не жёлтым!). Если раствор имеет желтизну, обусловленную органическими примесями, его подвергают очистке: перекристаллизации. Каждый раз выпадающие чистые без включений кристаллы отделяют от раствора, пока не останется осадок ("грязь"), обуславливающий желтизну, который удаляют. Очистка активированным углём не помогает.
Ромбические призмы, подобные медному купоросу дают тиосульфат натрия (фиксаж) и сульфит натрия, полученные кристаллы похожи на лёд, однако не стабильны и на воздухе рассыпаются в белый порошок спустя несколько часов. Хранение подобно хромокалиевым квасцам, но под лаком кристалл также мутнее.
У хлорида натрия можно вырастить небольшие кубики, для получения крупных кристаллов используют большие сосуды с затравками, поскольку растворимость его меняется слабо. Более другой, эффективный способ — выращивание из концентрированного раствора хлорида меди (II) СuСl2, который, испаряясь, высаливает в первую очередь хлорид натрия. Однако полученные кристаллы имеют зелёный оттенок. И второй вариант — добавление к раствору соли мочевины (на 200 мл насыщенного раствора 3 ч/ложки карбамида) — эту методику предлагали в своей книге Кантор Б. 3.; "Минерал рассказывает о себе", М.: Недра, 1985 г., но для поучения октаэдрических кристаллов NaCl, мне получить их не удалось (есть какой-то авторский секрет, очевидно, заключённый в добавке чего-то ещё). При выращивании NaCl из растворов КСl, RbCl получаются смешанные соли.
Вы также можете вырастить свои "сталагмиты" и "сталактиты" (Л. Г. Катаева, г. Сосенский, Калужская обл.). Для этих целей готовят очень пересыщенные растворы тиосульфата натрия Na2S2O3*5H20 или ацетата натрия CH3COONa. Их наливают в заранее приготовленные стаканы (рис. 5) со стеклянными трубками разной длины (трубки д.б. тонкими, чтобы раствор через них капал!), заливают парафином (слой 0,5 см). Трубки заклеивают кусочками пластыря, и растворы ставят остывать при комнатной температуре. Стакан укрепляют в штативе (высота около 30 см), перевернув трубками вниз. Под стакан ставят кристаллизационную чашку, в которую насыпают ту же соль, из которой приготовлен раствор (тонкий слой). Открывают отверстия трубок, удалив пластырь, следует потереть их концы влажной чистой марлей. Раствор капает на соль, образуя искусственный сталагмит. Чем медленнее капает раствор, тем лучше получается кристалл. За пять учебных занятий можно получить "сталагмит" высотой 62 см.
Рис. 5. Стакан для выращивания "сталагмитов".
Игольчатые, пушистые кристаллы камфары или салициловой кислоты длиной 0,3–0,8 см можно получить, оставив испаряться их спиртовые медицинские растворы (1–2 %), разумеется, вдали от огня (поэтому работа с органическими растворителями крайне не удобна: они горючи и имеют запах).
Если приготовить раствор хлорида аммония NH4Cl небольшой концентрации (40–50 %) и кистью нанести на чистую стеклянную пластину, то при высыхании получится "морозный узор", такие узоры могут дать и любые другие вещества, если работать с их разбавленными растворами.
Если из нержавеющей проволоки сделать буквы, их плотно обмотать ниткой и поместить в раствор для выращивания кристаллов, то можно получить красивые буквы для оформления стендов. Их вынимают из раствора, сушат и покрывают бесцветным лаком или клеем для склеивания пластмасс.
Самый простой пример таких солей — это готовый иодид свинца, растворимость которого (ПР = 8,7∙10-9; s = 0,0013 г/мл) возрастает с нагреванием. Однако пытаться приготовить насыщенные растворы нерастворимых соединений для получения огромных кристаллов — бесполезно.
Но вы спросите: "Ну, как-то же они растут в природе, например, кальцит СаСО3, барит BaSO4". Вот именно, что "в природе", а там свои лабораторные условия, свои давление и температура. Попрошу вас приготовить раствор угольной кислоты, — удастся вам это сделать? А представьте себе, что происходит с СO2, СаСО3 на глубине 20–30 м, где они испытывают на себе давление тысяч тон породы, здесь речи и быть не может о каких-то творожистых осадках: кристаллы растут, как стекло, прозрачные. Правда, при смене давления (выход растворов в пещеры) идёт быстрая кристаллизация, так растут "пещерные сосульки". Попала угольная кислота в залежи известняка — вот вам и карстовые пещеры.
Вот мы и попробуем максимально приблизиться к природным условиям выращивания но при наших t°C и Р, атм. Но кристаллы, подобные медному купоросу, здесь никто не обещает.
Для опыта нам потребуется большой стеклянный стакан (около 1 литра) или аквариум (объём 3–5 л). Выберите одну из ниже перечисленных реакций и подготовьте исходные вещества (сухие вещества и концентрированные растворы):