Kryštalizačná metóda

Teória a princíp kryštalizácie už vieme z triedy VI. Tiež priebeh experimentu. Tu je niekoľko textov z učebnice fyziky:

„Nalejte soľný a cukrový roztok z pohárov do samostatných tanierikov, dajte ich na azbestový tanier a zahrievajte malým plameňom tak dlho, kým na dne nezostane málo vody. Potom podšálky položte na radiátor alebo na iné teplé miesto a po niekoľkých hodinách (alebo nasledujúci deň) sleduj to, čo zostalo dole “.

Keď si zopakujeme túto školskú skúsenosť, „na dne” v každom tanieriku uvidíme kryštály. Budú to však veľmi jemné kryštály, často menšie ako tie, ktoré sa vylievajú z balíčka soli alebo cukru, ťažko pozorovateľné aj s lupou. Dôvod je jednoduchý – kryštalizácia odparením roztoku, pretože tak sa táto metóda kryštalizácie nazýva, je veľmi rýchly. Prirýchlo, aby vznikol jeden veľký kryštál. Táto metóda sa používa pri priemyselnej kryštalizácii soli a cukru, keď chceme prijímať tieto potraviny, a nerastú pekné kryštály. V našom experimente navrhujem inú metódu kryštalizácie z roztoku – metóda pomalého chladenia.

Pojem „riešenie“” samozrejmé. Cukrovým roztokom je sladký čaj, a akákoľvek polievka so soľným roztokom okrem polievok zo sladkého ovocia. Pre kryštalizáciu však potrebujeme presýtený roztok, t.j.. také riešenie, v ktorých sa nedá rozpustiť ani najmenšie dodatočné množstvo látky. Ale množstvo látky, ktoré sa môžu rozpúšťať v rozpúšťadle, závisí od teploty. Čím vyššia je teplota, čím viac napr.. cukor sa rozpustí v čaji. Keď také riešenie vychladne, rozpustnosť klesá, a nadbytočné množstvo látky sa musí oddeliť od roztoku. Je to tento fyzikálny jav, ktorý je základom procesu kryštalizácie z roztoku.

Trstinový cukor a kryštály soli (napravo).

Najjednoduchšou metódou kryštalizácie pomalým ochladzovaním je metóda uzavretých bublín, napr.. dóza s otočným vekom”. Pred pokračovaním k kryštalizácia v inej nádobe, najlepšie kov, vodu ohrejeme až po bod varu. Keď voda začne vrieť, nalejte do nej za stáleho miešania vo vode rozpustnej látky v takom množstve, čo sa dá rozpustiť vo vode. Keď dostaneme presýtené riešenie, to znamená, že časť látky zostáva napriek neustálemu miešaniu pevná, prestaneme ohrievať, čakáme, kým tekutina neprestane vrieť a mierne vychladne, a potom ju nalejte do nádoby cez filtračný papier a zatvorte ju pevným vekom. Predtým však musíme na spodok viečka prilepiť niť, napr.. hodváb (lepidlo, nerozpustné vo vode a odolné voči teplote, napr.. Epidián 5 alebo Distal), Na konci vlákna zaviažte malú niť, ale správne vytvorený kryštál rovnakej látky, ktoré sme rozpustili vo vode. Uzavretú bublinu umiestnite nad radiátor alebo na slnečný parapet a počkajte. Keď je ochladenie veľmi pomalé, je to na závesnom kryštáli, ktoré sa stáva jadrom kryštalizácie, vyrastie veľmi veľký a pravidelný kryštál: Namiesto nite nalepenej na dne veka môžeme použiť špeciálny stojan ohnutý z drôtu a zasunutý do dna nádoby.

Okrem dostatočne pomalého chladenia aj podmienka na získanie jednotlivých, jemných kryštálov je čistota roztoku a výber vhodného, ľahko kryštalizujúce látky. Získame čisté riešenie, keď na experiment použijeme destilovanú vodu (ľahko sa dá kúpiť na čerpacích staniciach a v drogériách), všetok riad bude čistý, niť alebo stojan, a pri dekantácii roztoku použijeme filtračný papier. Zadržiava nečistoty a čo je dôležitejšie, nerozpustené častice vo vode, ktoré by sa mohli stať ďalšími nukleačnými činidlami. Ako kryštalizujúcu látku môžeme použiť cukor, bežná domáca sóda bikarbóna, síran sodný Na2TAK4 alebo síran meďnatý CuSO4. Najtvrdší, a doma je takmer nemožné získať kryštály soli.