40
В этой статье расссказывается о работе, проделанной в Киевском Доме пionеров Андреем Варламовым и Дмитрием Казаковцевым, когда они учились в 9 классе школы № 145 г. Киева.
Предлагаем вам самостоятельную проделать описание опыты. Тем, кто занимается выращивание кристаллов, может порекомендовать прочитать статью М. О. Клия «Как вырастить кристалл» («Квант» № 5, 1970).
На рисунке 1 вы видите фотографию кристалла, выросшего в естественных условиях. Этот кристалл состоит из мелких кристалликов пирита и кальцида. Многие кристаллы имеют довольно причудливую форму. В природае кристаллы растут на протяжении миллионов лет. А нельзя лиускорить этот процесс? Оказывается, можно. Промышленность уже давно снабжает технически искусственными кристаллами. Тем интереснее получить их самостояльно. Именно такую задачу мы и поставили перед собой.
Теорию роста кристаллов мы излагать не будем, с ней можно ознакомиться по статье Р. Фуллама «Рост кристаллов» («Квант № 6, 1971). Перейдем сразу к обзору методов выращивания монокристаллов.
Самый простой, но очень важный метод — выращивание кристаллов из расторов. К нему относится, в первую очередь, выращивание кристаллов путем постепенного снижения температуры растора. Этот метод основан на свойстве многих кристаллических веществ изменять свою расторимость с изменением температуры. Он хорошо тем, что не требуется сложной аппаратуры и позволяет выращивать кристаллы очень многохвостive. Однако он пригоден только для хорошего расторимых соединений. При выращивание кристаллов малорастворимых веществ нужно громоздкая установка, чтобы вместе достагоное количество растора.
Другой способ — испарение расторителя. При этом создается небольшое пересыщение растора, за счет которого и идет кristализации. Одним из недостатков этого способа является появление кристаллов-паразитов там, где стены сосуда граничат с поверхностью испарующего растора. Но этот способ очень прост и потому ширококо используется. Подливая по мере испарения новые порции насыщенного растора, можно вырастить и кристаллы малорастворимых соединений.
Интересен способ, предназначенный для выращивания кристаллов труднорасторимых соединений в том случае, если существует два хорошего расторимых компонента, дающих в результате реакции интерсулюсе насвещество: Оба компонента расторятот в отдельных сосудах. Затем при неперивном размещении расторого из них при помощи биоретки вводится по каплям в растороговорого. Образующегся при реакции пересыщения достагоно для кристаллизации нужного нам вещества.
41
Мы выбрали самый простой способ — испарение растворителя. Установка представлена собой сосуд из организаческого стекла emkoctью около 750 мл. В него налито примерно 600 мл насыщенного растворителя. По мере испарения в сосуд подливались новые порции растворора. Верхнюю часть стенок мы смазали тонким слоем взелинового масла. Поэтому стенки не смачивались раствором, и кристаллы-паразиты на них почти не появлялись.
Первоначально из поликристаллической массы медного купорса мы отбрали семь кристалликов более или менее правильной формы. Каждый был опущен на тонкой (0,15 мм) лесе в сосуд с насыщенным раствором медного купорса. По мере роста удалялись неудачные кристаллы, образшие паразитами и потеряшие типичную для монокристаллов медного купорса форму. Через две недели осталось только три лучших кристалла, а через месяц — всего один. Он был уже довольно велик, поэтому линейный рост его замедлился из-за большой поверхности кристаллизации. Вместо обичного в таких случаях перемешивания растворора мы решили врашать сам кристалл. Для этого подвесили его на лесе (длиной около 0,7 м), конец которого укрепили на оси микродвигателя. За 10—12 секунд работы дивигателя леса закручиваясь настолько, что после закрепления оси обеспечивала медленное врашение монокристалла в течение примерного получса. Пожалуйста, проще было бы просто перемешивать раствор врашающейся от микрозлектровигаателя мешалкой. В течение всего времени эксперимента сосуд был прикрыт целлюфаном, чтобы в него не попадала пыль.
Несоклько необучно мы получили второй кристалл. Во время более интенсивного испарения (при пожженении относительной влажности и повышении температуры) возникало большое пересыщение. Пока сам кристалл был мал, его рост не мог скомпенсировать испарение. Поэтому на