Про вирощування кристалів написано так багато, і ці досліди настільки ефектні і нескладні у виконанні, що, напевно, ви їх ставили хоча б раз і знаєте, в чому принцип. Власне, нічого складного тут немає: треба приготувати гарячий насичений розчин будь-якої солі (хлориду натрію, сульфату міді або заліза, квасцов, біхромату калію і т. д. - перелік дуже великий), обережно охолодити його, щоб надлишок розчиненого речовини не випав в осад (такий розчин називається пересиченим), і, нарешті, ввести затравку-кристалик тієї ж солі, підвішений на нитці. Після цього залишається тільки прикрити посудину листком паперу, поставити в затишне місце і чекати, поки не виросте великий кристал, на що можуть піти тижні або навіть місяці; єдине, що доведеться зрідка робити - це підливати потроху насичений розчин по мірі випаровування.
Це Все відомо. Але варіантів досвіду дуже багато, і ми виберемо не найпоширеніші, наприклад, з нітратом свинцю і иодидом калію. Змішайте однакові об'єми 10%-них розчинів цих солей, і в посудині випаде осад иодида свинцю. Акуратно злийте з нього рідину. Закип'ятіть воду в якомусь прозорому посуді, подкислите її оцтом і, поки вона кипить, додайте ще вологий осад иодида свинцю, збовтавши його. При повільному охолодженні рідини в ній виростуть золотисті кристали.
Варіація на ту ж тему: злийте в пробірку розчини нітрату свинцю і иодида калію, закип'ятіть вміст разом з осадом, щоб він розчинився, а потім швидко охолодити під краном. В цьому випадку утворюються найдрібніші золоті кристалики, завислі в рідині.
Взагалі розмір кристалів сильно залежить від швидкості охолодження. Всипте 20 г нітрату калію невеликими порціями в посудину з 25 мл води. Після додавання чергової порції збовтуйте суміш, щоб сіль розчинилася, а потім насипайте наступну порцію. Коли сіль перестане розчинятися, трохи нагрійте посудину, всипте ще порцію, збовтайте, знову нагрійте. І так до тих пір, поки вся взята сіль не розчиниться. Тепер розлийте розчин у дві посудини, і один залиште охолоджуватися на повітрі (для ще більш повільного остигання можна накрити його декількома шарами щільної тканини). У цій посудині утворюється кілька великих кристалів, а при вдалому збігу обставин - і один кристал. Іншу посудину відразу ж поставте в каструлю з холодною водою, і в ньому виділиться безліч дрібних кристаликів. Це загальне правило.
Наступні два досвіду настільки вражаючі, що їх сміливо можна показувати глядачам, звичайно, все ретельно підготувавши. Перший з них - досвід Пелиго. Циліндр висотою 25-30 см вимийте зсередини гарячою водою і через лійку по стінці налийте в нього дуже гарячий концентрований розчин гіпосульфіту, щоб він заповнив циліндр на 1/3. Цей розчин готують так: 450 г гіпосульфіту розчиняють при нагріванні в 45 мл води.
Другий розчин ацетату натрію (300 г на 45 мл води) також гарячим влийте через ту ж воронку ще на 1/3 циліндра. Лейте дуже акуратно, цей розчин не повинен змішуватися з раніше налитим розчином. Нарешті, верхню третину циліндра настільки ж обережно залийте гарячою водою, яка охоронить насичений розчин від передчасної кристалізації.
В посудині три шари: вода, пересичений розчин ацетату натрію, пересичений розчин гіпосульфіту. Накрийте циліндр склом, дайте охолонути до кімнатної температури, а після цього можна приступати до досвіду.
До кінця скляної палички прикріпіть шматочком воску маленький, непомітний кристалик гіпосульфіту (віск злегка розплавте, нагрів його над полум'ям). На очах у глядачів швидко опустіть паличку в нижній шар. Концентрація солі настільки висока, що зараз навколо кришталика нагромоздится безліч нових кристалів, утворюючи подобу квітки. А в середньому шарі «чуже» речовина навколо кристала гіпосульфіту кристалізуватися не буде.
Іншу, точно таку ж чарівну паличку з воском, але вже з маленьким кристалом ацетату натрію (глядачі не повинні помітити різниці) опустіть у середній шар-тут теж виросте квітка, але зовсім інший! Циліндр, якщо поводитися з ним обережно, вдається використовувати кілька разів.
Інший досвід, нагадує фокус, - з одним лише ацетатом натрію. Розчиніть 100-150 г солі в гарячій воді (краще в емальованому посуді) і повільно випаровуйте, намагаючись точно вловити момент, коли треба припинити випарювання: дуйте час від часу на поверхню гарячого розчину, і як тільки стане з'являтися плівка, що нагадує жирову, це означає, що концентрація солі та, що потрібна для утворення кристалогідрату складу CH3COONa*3H2O. Вилийте рідину в чистий тонкий стакан, закрийте і поставте остигати. В охолоджену рідину достатньо внести незначна кількість затравки - ацетату натрію, щоб вона миттєво закристаллизовалась і перетворилася в тверду масу, що нагадує лід. Якщо ви трохи недодержали рідина на вогні і води в ній забагато, то над застиглої масою буде трохи води, яку треба злити. Якщо ж води не вистачає, то на поверхні виявиться наліт солі. Знімати його немає сенсу, простіше додати трохи води.
Розплавляючи кристалогідрат на водяній бані і охолоджуючи його, досвід можна проробляти безліч разів, в тому числі і на очах здивованої публіки,- а хто не здивується, побачивши, як вода на очах застигає без охолодження? Навпаки, стакан навіть розігрівається-це виділяється теплота кристалізації. Стакан можна перевернути, і з нього не виллється ні єдиної краплі.
Показуючи досвід як фокус, постарайтеся скинути крупинку солі непомітно - скажімо, з кінчика «чарівної палички». І обов'язково щільно закривайте склянку між дослідами, інакше навіть випадкова порошинка зможе викликати незаплановану кристалізацію.
Реагент для цього досвіду - ацетат натрію можна отримати з оцтової кислоти і соди. Якщо ви будете готувати його самостійно, то оцтову кислоту розбавте водою приблизно втричі і всипайте в неї соду невеликими порціями, поступово, дочекавшись, коли припиниться спінювання від попередньої порції соди. Без цього реакція піде так бурхливо, що рідина може викинути з посудини.
І ще незвичайні кристали - металеві. Будемо вирощувати кристали міді.
Дрібні мідні кристали ви вже отримували, коли опускали цвях в розчин мідного купоросу. Вони настільки малі, що плівка міді на поверхні здається майже суцільною. А щоб приготувати великі кристали, треба якось уповільнити реакцію, що-б виділяється в реакції мідь встигала осісти на кристали і завершували їх. Повільне охолодження - можливий спосіб, але в тому випадку, коли не йде хімічна реакція...
Гальмом для реакції буде служити кухонна сіль. Покладіть на дно посудини (наприклад, скляної банки) трохи кристалів мідного купоросу і засипте їх кухонною сіллю, по можливості дрібної. Прикрийте їх колом, вирізаним з промокальним або фільтрувального паперу; цей круг не повинен торкатися стінок посудини. Зверху, прямо на папір, покладіть залізний гурток трохи меншого діаметру. Заздалегідь протріть його наждачним папером і промийте.
Налийте в банку насичений розчин кухонної солі, щоб він повністю закрив залізний гурток. Далі все піде без вашої участі. Скільки часу доведеться чекати, точно сказати не можна - багато що залежить від умов досвіду. У всякому разі, не годину і не дві, а кілька днів.
Отже, через кілька днів ви виявите в посудині красиві червоні кристали міді. Змінюючи розміри посудини, розміри кристалів мідного купоросу, товщину шару кухонної солі і температуру досвіду, м.ожно отримати мідні кристали різноманітної форми, деколи на рідкість незвичайною. А іноді виростають дендрити - незавершені в розвитку кристали, схожі на гілки дерев.
Якщо залишити мідні кристали в тому ж посуді, у якому вони були отримані, то довго вони не збережуться. Вийміть їх, промийте водою, перенесіть у пробірку з розбавленою сірчаною кислотою і закрийте пробкою. Ось тепер з кристалами нічого не трапиться.
О. Ольгин. "Досліди без вибухів"
М., "Хімія", 1986
