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现代工业离不开种类繁多的晶体。它们用于手表、晶体管接收器、计算机、激光器等。伟大的实验室——大自然——已经无法满足技术发展的需求,因此人造水晶在特殊的工厂中生长:小型的、几乎难以察觉的工厂和大型的工厂——重达数公斤。
生长晶体有不同的方法。通常这个过程需要高温和巨大的压力(例如,为了获得人造钻石),但有些晶体甚至可以在家里生长。我们将告诉您如何做到这一点。
在家中生长铝明矾晶体最简单的方法是 KAl(SO4)2·12H2O。这种物质可以在任何化学品商店购买,并且绝对无害(有时甚至将明矾添加到饮用水中以清除其浑浊度)。但在开始之前,我们先来看看晶体生长过程是怎样的。
如果您在恒定温度下将某种物质溶解在水中,那么一段时间后,溶解过程似乎会停止。这样的溶液称为饱和溶液,某种物质在给定温度下在100℃水中所能溶解的最大量称为其溶解度。显然,随着温度升高,溶解度增加。因此,一个饱和的行业离不开种类繁多的晶体。它们用于手表、晶体管接收器、计算机、激光器等。伟大的实验室——大自然——已经无法满足技术发展的需求,因此人造水晶在特殊的工厂中生长:小型的、几乎难以察觉的工厂和大型的工厂——重达数公斤。
生长晶体有不同的方法。通常这个过程需要高温和巨大的压力(例如,为了获得人造钻石),但有些晶体甚至可以在家里生长。我们将告诉您如何做到这一点。
在家中生长铝明矾晶体最简单的方法是 KAl(SO4)2·12H2O。这种物质可以在任何化学品商店购买,并且绝对无害(有时甚至将明矾添加到饮用水中以清除其浑浊度)。但在开始之前,让我们先看看溶解过程停止时是什么样子。这样的溶液称为饱和溶液,某种物质在给定温度下在100℃水中所能溶解的最大量称为其溶解度。显然,随着温度升高,溶解度增加。因此,一个饱和的行业离不开种类繁多的晶体。它们存在于手表、晶体管接收器、计算机、激光器和许多其他产品中。伟大的实验室——大自然——已经无法满足不断发展的技术,因此人造晶体是在特殊的工厂中生长的:小型的、几乎难以察觉的工厂和大型的工厂——重达几公斤。
生长晶体有不同的方法。通常这个过程需要高温和大量的水,这可能会对晶体结构造成损坏。因此,建议使用专门的实验室来生长晶体。
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在某一温度下饱和,在较高温度下变得不饱和。如果将饱和溶液冷却,过量的物质就会沉淀。 图1显示铝明矾的溶解度对温度的依赖性。该图显示,例如,当将 100 g 在 30°C 饱和的溶液冷却至 10°C 时,会沉淀出超过 10 g 的物质。因此,生长晶体的一种方法是让饱和溶液冷却。
晶体也可以通过蒸发生长。毕竟,如果饱和溶液蒸发,其体积会减少,但溶解物质的量保持不变。换句话说,再次产生过量的物质并沉淀。
现在让我们考虑过量物质的释放是如何发生的。
取饱和溶液并加热。用玻璃盖住所得不饱和溶液的容器,并让溶液安静地冷却至低于饱和温度的温度。在这种情况下,沉淀可能不会脱落,我们将得到过饱和溶液。事实是,对于教育来说
要形成晶体,需要“种子”。它可以是同一物质的小晶体,也可以是一粒简单的灰尘。有时,当瞬间结晶开始时,快速取出装有过饱和溶液的容器或除去覆盖其的玻璃就足够了。在这种情况下,通常会形成许多小晶体。为了生长大晶体,有必要限制“种子”的数量。最好引入人造“种子”,其作用将由之前获得的晶体之一来发挥。
“种子”的制备如下。拿两个玻璃罐,彻底清洗。将温水倒入其中之一,并用明矾浸透。放置溶液时,观察溶解情况。当物质停止溶解时,小心地将溶液倒入第二个罐子中,以免未溶解的物质进入其中。然后用玻璃盖住罐子。当溶液冷却后,对玻璃进行化学处理。过了一会儿,你会看到罐子里有许多晶体形成。让它们生长并选择最大的进行“播种”。
现在您可以开始生长晶体了。首先,您需要准备菜肴。销毁不需要的物品 -
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将乳木果放在墙上,在沸腾的水壶的壶嘴上蒸罐子的内部。然后再次制备温热的饱和溶液并将其倒入另一个干净的罐子中。
所以,你有一个温暖的饱和明矾溶液。再加热一点,用玻璃盖住罐子,然后冷却。当溶液温度接近饱和温度时,将之前准备好的“调料”放入罐中。由于溶液仍然不饱和,“引发”晶体开始溶解。但一旦溶液冷却到饱和温度,晶体的溶解就会停止,很快就会开始生长。 (如果晶体完全溶解,您可以向溶液中添加新的“填充物”。))
当溶液停止冷却时,晶体可以继续生长。为此,请抬起玻璃杯,使水蒸发,但灰尘颗粒不会落入溶液中。晶体生长持续两到三天。
培养晶体时,小心不要触摸或移动罐子。当晶体准备好后,只需将其从溶液中取出并用纸巾彻底吸干,否则它会很快褪色。
根据您将调料滴在酱汁底部还是挂在绳子上,晶体的形状会有所不同(图2)。例如,您可以通过这种方式种植“珠子”。为此,您需要“穿线”,即将线沿着晶体穿过几次,然后将线放入溶液中。
统计数据开头的图片照片显示了使用上述方法从钾明矾中获得的晶体。
种植晶体是一门艺术。你可能不会立即在所有事情上取得成功。别难过。一点点坚持、毅力、精准,你就会成为美丽水晶的拥有者。
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