Глава 6.
Факты о снежинках
Снежинки образуют — снежный покров, который отражает в космос до 90% солнечного света. В одном кубическом метре снега находится 350 миллионов снежинок, а по всей Земле — 1024.
Вес самой снежинки всего около миллиграмма, редко — 2…3. Тем не менее к концу зимы масса снежного покрова северного полушария планеты достигает 13 500 млрд тонн.
Снег бывает не только белым. В арктических и горных регионах розовый или даже красный снег — обычное явление. Виной тому водоросли, живущие между кристаллов. Но известны случаи, когда снег падал с неба уже окрашенный. Так, на Рождество 1969 года на территории Швеции выпал черный снег. Скорее всего, это впитанная из атмосферы копоть и промышленные загрязнения. В 1955 году около Даны, штат Калифорния, выпал фосфоресцирующий зеленый снег, унесший несколько жизней и причинивший тяжкий вред здоровью жителям, рискнувшим попробовать его на язык. Возникали разные версии этого феномена, даже атомные испытания в штате Невада. Однако, все они были отвергнуты и происхождение зеленого снега осталось тайной.
Глава 7.
Выращивание кристаллов
Словно волшебный скульптор,
Светлые грани кристаллов
Лепит бесцветный раствор.
Н.А.Морозов
Все кристаллические соединения можно разделить на моно- и поликристаллические. Монокристалл представляет собой монолит с единой ненарушенной кристаллической решеткой. Таковы кристаллы минералов, например громадные (до сотен кг) кристаллы кварца (горного хрусталя), флюорита, кальцита, полевого шпата или относительно мелкие кристаллы берилла, алмаза и др. Природные монокристаллы больших размеров встречаются очень редко. Большинство кристаллических тел являются поликристаллическими, то есть состоят из множества мелких кристалликов.
Можно изготовить красивые изделия из поликристаллов. Например, новогоднюю елочку, украшенную шапкой из белых кристаллов, составить экибану, вырастить монокристалл.
Существует несколько способов выращивания кристаллов.
Охлаждение насыщенного горячего раствора;
Постепенное удаление воды из насыщенного раствора;
Выращивание кристаллов из расплавленных веществ при медленном охлаждении жидкости;
Конденсация паров.
Заключение.
Итак, в данной работе была рассказана лишь малая часть того, что известно о кристаллах в настоящее время, однако и эта информация показала, насколько неординарны и загадочны кристаллы по своей сущности. В облаках, в глубинах Земли, на вершинах гор, в песчаных пустынях, в морях и океанах, в научных лабораториях, в клеточках растений, в живых и мертвых организмах – везде встретим мы кристаллы. Но может кристаллизация вещества совершается только на нашей планете? Нет, и на других планетах и далеких звездах все время непрерывно возникают, растут и разрушаются кристаллы. Метеориты, космические посланцы, тоже состоят из кристаллов, причем иногда в их состав входят кристаллические вещества, на Земле не встречающиеся. Кристаллы везде. Люди привыкли использовать кристаллы, делать из них украшения, любоваться ими. Теперь, когда изучены методы искусственного выращивания кристаллов, область их применение расширилась, и, возможно, будущее новейших технологий принадлежит кристаллам и кристаллическим агрегатам.
Многие видные ученые, внесшие большой вклад в развитие химии, минералогии, других наук, начинали свои первые опыты именно с выращивания кристаллов. Помимо чисто внешних эффектов, эти опыты заставляют задумываться над тем, как устроены кристаллы и как они образуются, почему разные вещества дают кристаллы разной формы, а некоторые вовсе не образуют кристаллов, что надо сделать, чтобы кристаллы получились большими и красивыми.
ПРИЛОЖЕНИЕ.
Выращивание кристаллов из растворимых солей - это метод получения монокристаллов. Рассмотрим самые простые способы выращивания кристаллов.
Опыт 1.
Для выращивания кристаллов возьмем два химических стакана, 200 г медного купороса (продаётся в цветочных магазинах), чистую ситцевую тряпочку в качестве фильтра, карандаш и стеклянную палочку для размешивания.
Чтобы вырастить кристалл медного купороса, сделаем перенасыщенный раствор: размешаем в горячей воде такое количество медного купороса, которое потребуется, чтобы больше «не помещалось» этого вещества. Потом через тряпочку, сложенную вдвое, профильтруем раствор в другой стакан. На следующий день на дне стакана с раствором образуются маленькие кристаллы вещества – затравки. Выберем затравку правильной формы и привяжем её ниточкой к карандашу. Раствор разогреем еще раз и снова добавим в него, размешивая, медный купорос до тех пор, пока раствор опять не станет насыщенным. Раствор снова профильтруем в чистый стакан и повесить туда затравку. Время от времени стакан и нитку очищаем от других кристалликов и доливаем насыщенный раствор.
Пронаблюдаем рост одиночного кристалла. Чтобы одиночный кристалл не обрастал мелкими кристалликами-паразитами их каждый раз надо убирать. Когда кристалл достигнет больших размеров, его нужно вынуть из стакана, отрезать нитку и протереть маслом.
В результате получили кристаллы:
Поликристалл Монокристалл
Опыт 2.
Проведём эксперимент по выращиванию кристаллов из пересыщенного раствора поваренной соли путём охлаждения.
1. Нагреем 1 литр воды до кипения, выльем ее в ёмкость, растворив в ней 2 кг соли.
2. Отфильтруем раствор.
3. Остудим раствор до комнатной температуры (16°С), где после остывания будет находиться около 100 г избыточного количества соли.
4. Из соли выберем самый большой и прозрачный кристалл, прикрепим к ветке искусственной ёлки.
5. Опустим эту ёлочку в раствор.
6. Проведем наблюдения, записав результаты в таблицу:
Дни |
Температура °С |
Кол-во воды в л. |
Наблюдения |
1 день 16 0,9 Появились кристаллики на верхушке елки.
2 день 16 0,8 Кристаллики появляются ещё в некоторых местах.
3 день 13 0,8 Кристаллизация почти прекратилась.
4 день 12 0,75 Кристаллизация почти не наблюдается
5 день 11 0,7 Кристаллизация началась с верхушки.
6 день 17 0,6 Интенсивно началась кристаллизация.
7 день 17 0,65 Кристаллизация началась сверху вниз.
8 день 19 0,55 Начал кристаллизоваться низ елки.
9 день 19 0,45 Отчетливо видны кристаллики.
10 день 19 0,3 Вся елка была в кристаллах.
11 день 20 0,2 Кристаллики стали увеличиваться.
12 день 17 0,2 Кристаллизация почти не наблюдается.
13 день 15 0,15 Кристаллики начали увеличиваться, но не сильно.
14 день 15 0,1 Кристаллизация почти прекратилась.
15 день 15 - Кристаллизация прекратилась.
Опыт 3.
Изготовление узора из кристаллов нашатыря - хлорида аммония.
Всыпаем хлорид аммония в теплую воду и тщательно перемешиваем, приготовив насыщенный раствор.
Берем стеклянную пластинку, тщательно моем ее поверхность.
Кисточкой наносим на нее приготовленный раствор.
Пластинку с раствором медленно охлаждаем на воздухе.
За результатом наблюдаем на следующий день. Вода испарилась, на стекле образовался узор, он напоминает узор на зимнем окне.
Список литературы.
1. «Кристаллы», М.П. Шаскольская, Москва «Наука», 1978г.
2. «Очерки о свойствах кристаллов», М. П. Шаскольская, Москва «Наука», 1978г.
3. «Симметрия в природе», И.И. Шафрановский, Ленинград «Недра», 1985г.
4. «Кристаллохимия», Г. Б. Бокий, Москва «Наука», 1971г.
5. «Живой кристалл», Я. Е. Гегузин, Москва «Наука», 1981г.
6. «Очерки о диффузии в кристаллах», Я. Е. Гегузин, Москва «Наука», 1974г.
7. И. Кеплер, Новогодний подарок, или О шестиугольных снежинках. – Москва, «Наука», 1983 г.
8. Ефремов И. А. Рассказы о необыкновенном. - Новый Мир, 1945,
9. Мишкевич Г. И. Его величество Алмаз. Л., 1972
10. Орлов Ю. Л. Минералогия алмаза. М., 1973
11. Ферсман А. Е. Очерки по истории камня. М., 1954
12. Шафрановский И. И. Алмазы. М. - Л., 1953.
13. Сайты Интернет.
