Theorie und Prinzip der Kristallisation kennen wir schon aus der Klasse VI. Auch der Versuchsverlauf. Hier sind einige Texte aus einem Physik-Lehrbuch:
„Gießen Sie die Salz- und Zuckerlösung aus den Gläsern in separate Untertassen, auf eine Asbestplatte legen und bei kleiner Flamme so lange erhitzen, bis unten wenig Wasser übrig ist. Dann die Untertassen auf eine Heizung oder einen anderen warmen Ort stellen und nach ein paar Stunden (oder am nächsten tag) schau es dir an, was bleibt unten übrig".
Wenn wir diese Schulerfahrung wiederholen, "auf der Unterseite” wir werden in jeder Untertasse Kristalle sehen. Es werden jedoch sehr feine Kristalle sein, oft kleiner als aus einem Salz- oder Zuckerpäckchen gegossen, selbst mit einer Lupe schwer zu beobachten. Der Grund ist einfach – Kristallisation durch Eindampfen der Lösung, denn so heißt diese Kristallisationsmethode, ist sehr schnell. Zu schnell, so dass ein großer Kristall entsteht. Dieses Verfahren wird bei der industriellen Kristallisation von Salz und Zucker verwendet, wenn wir diese Lebensmittel erhalten möchten, und keine schönen Kristalle wachsen. In unserem Experiment schlage ich eine andere Methode der Kristallisation aus Lösung vor – langsame Abkühlmethode.
Der Begriff "Lösung"” selbsterklärend. Die Zuckerlösung ist süßer Tee, und jede Suppe mit Salzlösung außer süßen Fruchtsuppen. Zur Kristallisation benötigen wir jedoch eine übersättigte Lösung, d.h.. so eine lösung, in denen auch die kleinste zusätzliche Substanzmenge nicht gelöst werden kann. Aber die Menge der Substanz, die sich im Lösungsmittel lösen können, hängt von der Temperatur ab. Je höher die Temperatur, je mehr z.B.. Zucker löst sich im Tee auf. Wenn eine solche Lösung abkühlt, die Löslichkeit nimmt ab, und eine überschüssige Menge der Substanz muss sich von der Lösung trennen. Es ist dieses physikalische Phänomen, das dem Prozess der Kristallisation aus Lösung zugrunde liegt.
Rohrzucker und Salzkristalle (auf der rechten Seite).
Die einfachste Kristallisationsmethode durch langsames Abkühlen ist die Closed-Bubble-Methode, z.B.. Glas mit Drehdeckel”. Bevor Sie fortfahren Kristallisation in einem anderen Gefäß, vorzugsweise Metall, Wir erhitzen das Wasser bis zum Siedepunkt. Wenn das Wasser zu kochen beginnt, gießen Sie die wasserlösliche Substanz in einer solchen Menge ständig um, was kann man in wasser auflösen. Wenn wir eine übersättigte Lösung erhalten, d.h. ein Teil der Substanz bleibt trotz ständigem Rühren fest, wir hören auf zu heizen, wir warten, bis die Flüssigkeit aufhört zu sieden und etwas abgekühlt ist, und dann durch ein Filterpapier in das Glas gießen und mit einem festen Deckel verschließen. Vorher müssen wir jedoch noch einen Faden unten auf den Deckel kleben, z.B.. die Seide (Kleber, wasserunlöslich und temperaturbeständig, z.B.. Epidian 5 oder Distal), Am Ende des Fadens einen kleinen Faden binden thread, aber ein richtig geformter Kristall derselben Substanz, die wir in Wasser aufgelöst haben. Legen Sie die geschlossene Blase über den Heizkörper oder auf die sonnige Fensterbank und warten Sie. Wenn die Abkühlung sehr langsam ist, es ist an einem hängenden Kristall, der zum Kristallisationskeim wird, ein sehr großer und regelmäßiger Kristall wird wachsen: Anstelle eines auf den Boden des Deckels geklebten Fadens können wir ein spezielles Gestell verwenden, das aus einem Draht gebogen und in den Boden des Gefäßes eingesetzt wird.
Neben einer ausreichend langsamen Abkühlung eine Bedingung für die Erlangung einzelner individual, feinen Kristallen ist die Reinheit der Lösung und die Auswahl der geeigneten, leicht kristallisierende Stoffe. Wir bekommen eine saubere Lösung, wenn wir destilliertes Wasser für das Experiment verwenden (es ist einfach an Tankstellen und Drogerien zu kaufen), alle Utensilien werden sauber, Faden oder Ständer, und wir werden beim Dekantieren der Lösung Filterpapier verwenden. Es hält Verunreinigungen und vor allem nicht gelöste Partikel im Wasser zurück, die zu zusätzlichen Nukleierungsmitteln werden könnten. Wir können Zucker als kristallisierende Substanz verwenden, normales Natron für zu Hause, Natriumsulfat Na2SO4 oder CuSO Kupfersulfat4. Das härteste, und zu Hause ist es fast unmöglich, Salzkristalle zu erhalten.