Studi tentang proses transformasi garam meja, dinyatakan dalam pembubaran dan kristalisasi. Konsep larutan jenuh dan tak jenuh. Pembuatan larutan garam, pengamatan proses kristalisasi, informasi tentang struktur kristal.
Ringkasan singkat materi:

Diposting pada

Diposting pada

Kristalisasi larutan menggunakan contoh penumbuhan kristal garam meja

Selesai:

Smorodnikov Denis Viktorovich

Neryungri

• Perkenalan
• 1. Bagian utama
• 1.2 Proses pembubaran. Kaya dan tidak larutan jenuh S. Kristalisasi. Penguapan
• 1.4 Tentang struktur kristal
• 2. Kesimpulan
• 3. Referensi
• Perkenalan
• Ada zat dan produk di alam yang tanpanya kehidupan manusia tidak mungkin terjadi. Ini termasuk garam. Perannya sulit untuk ditaksir terlalu tinggi. Kami menggunakannya setiap hari bersama dengan makanan. Ini adalah obatnya. Itu adalah bagian dari air, termasuk air laut. Dan sebagainya. Kita mungkin melihatnya atau tidak. Saat kita mengambil garam untuk menambahkan garam pada sesuatu, kita melihatnya. Ketika garam masuk ke dalam air, ia menghilang. Apa yang terjadi? Saya memutuskan untuk mempelajari beberapa transformasi garam, yang menurut saya disebut proses pelarutan dan kristalisasi. Saya sangat tertarik dengan pertanyaan tentang kristalisasi. Saya mengajukan hipotesis
• Hipotesa: jika Anda menciptakan kondisi yang menjamin kristalisasi, Anda bisa mendapatkan kristal garam meja di rumah.
• Tujuan pekerjaan:
• 1.Tumbuhkan kristal garam meja.
• 2. Mengenal syarat-syarat kristalisasi garam meja.
• Sesuai dengan tujuan yang ditetapkan, tugas-tugas berikut diidentifikasi.
• Tujuan penelitian:

1. Melakukan penelitian terhadap larutan garam meja.

2. Mengenal proses kristalisasi, konsep larutan jenuh dan tak jenuh.

3. Mengamati proses pertumbuhan kristal garam meja.

4. Meringkas informasi yang diperoleh tentang struktur kristal.

Subjek penelitian: proses kristalisasi.

Untuk mengatasi masalah tersebut, kami menggunakan metode berikut riset.

Metode: eksperimen, observasi, studi ilmiah - sastra populer pada topik, generalisasi, pemrosesan informasi.

Arah utama pekerjaan.

1. Pengumpulan informasi.

2. Menyiapkan eksperimen

3. Pengamatan.

4. Pengolahan hasil.

5. Deskripsi pekerjaan yang dilakukan, kesimpulan.

Pekerjaan saya akan membantu Anda mempelajari cara menumbuhkan kristal di rumah dan di laboratorium.

1. Bagian utama

larutan kristalisasi garam meja

1.1 Percobaan melarutkan garam meja

Pengalaman 1.

Tujuan: mempelajari struktur garam dengan memeriksanya di bawah kaca pembesar.

Peralatan: kaca pembesar, sejumput garam.

Kemajuan pekerjaan:

Saya menuangkan sejumput garam ke atas piring, mendekatkan kaca pembesar ke garam dan melihat kristal-kristal kecil.

Kesimpulan: garam meja terdiri dari kristal.

Pengalaman 2.

Tujuan: untuk memeriksa apa yang terjadi pada kristal garam di dalam air?

Perlengkapan: kaca pembesar, sejumput garam, segelas air.

Kemajuan pekerjaan:

Saya menaruh sejumput garam ke dalam segelas air, mengaduknya, menaruh kaca pembesar di atasnya, dan melihat kristal garam menyusut dan menghilang di depan mata saya.

Kesimpulan: ketika kristal garam bersentuhan dengan air, mereka larut.

1.2 Proses pembubaran. Solusi jenuh dan tak jenuh. Kristalisasi. Penguapan

Pelarutan adalah proses fisika dan kimia yang terjadi antara fase padat dan cair dan ditandai dengan transisi padat ke dalam solusi.

Larutan jenuh adalah larutan yang zat terlarutnya, pada kondisi tertentu, telah mencapai konsentrasi maksimumnya dan tidak lagi larut.

Tak jenuh solusi-solusi, yang konsentrasi zat terlarutnya lebih kecil dibandingkan dalam larutan jenuh, dan yang, dalam kondisi tertentu, lebih banyak zat yang dapat larut.

Kristalisasi adalah proses transisi benda dari cair ke padat, dan mengambil bentuk geometris kristal yang kurang lebih teratur.

Penguapan - proses fisik peralihan suatu zat dari wujud cair ke wujud gas (uap) dari permukaan zat cair.

1.3 Percobaan menumbuhkan kristal

Pengalaman No.3.

Tujuan: memperoleh larutan garam meja jenuh.

Peralatan: garam, air, gelas.

Kemajuan pekerjaan:

Saya menyiapkan wadah kaca dan mengukur dua bagian air dan satu bagian garam meja. Saya meminta orang dewasa untuk memanaskan dua bagian air untuk saya. Dipenuhi air panas satu bagian garam meja ke dalam gelas kaca dan diaduk hingga berhenti larut. Hanya sebagian garam yang larut dalam gelas. Garam yang ditambahkan selanjutnya tidak larut dan jatuh ke dasar gelas dalam bentuk sedimen. Ketika garam benar-benar berhenti larut, saya menuangkan larutan yang dihasilkan ke gelas lain sehingga tidak ada satu butir pun yang jatuh ke dasar gelas yang berisi larutan tersebut.

Kesimpulan: Saya menerima solusi jenuh untuk percobaan ini.

Pengalaman No.4.

Tujuan: menumbuhkan kristal.

Peralatan: dua gelas: gelas No. 1 dengan larutan garam meja jenuh, gelas No. 2 dengan larutan garam meja lemah (tak jenuh), dua helai dengan kristal “benih”.

Kemajuan pekerjaan:

Kami menempatkan benang dengan kristal biji di setiap gelas dan mulai mengamati.

Buku harian observasi:

1. Masih sulit untuk menentukan apa yang terjadi pada kaca No.1.

2. Dalam gelas No. 2, proses pelarutan kristal—yang disebut “benih”—terjadi, karena gelas tersebut mengandung larutan garam tak jenuh.

1. Pada kaca no 1 sedang berlangsung proses kristalisasi.

2. Dalam gelas No. 2, kristal “benih” telah larut, yaitu proses pelarutan telah berakhir.

3. Menurunnya kadar larutan dalam gelas disebabkan adanya penguapan air.

Kesimpulan : 1. Pada kaca no 1 sedang berlangsung proses kristalisasi.

1. Penguapan air terus berlanjut.

File lainnya:

Jenis kristal utama. Pertumbuhan kristal alami dan buatan. Menumbuhkan kristal sebagai proses fisika dan kimia memerlukan peralatan....

Kata Pengantar Teori pertumbuhan kristal homogen berkecepatan tinggi Pertumbuhan kristal berkecepatan tinggi menggunakan metode A.A.

Buku ini merangkum dalam bentuk yang jelas dan ringkas materi teoritis dan eksperimental di bidang kristalisasi suhu tinggi dari lelehan.

Studi tentang sumber dan area penerapan garam batuan (natrium) - mineral golongan klorida dan sedimen batu, sebagian besar terdiri...

Buku pendidikan tentang yang paling umum, sering kali luput dari perhatian, tetapi penting untuk setiap produk - garam meja. Suatu ketika, seseorang dijual seharga segenggam garam...

Institusi pendidikan kota "Shakhun Gymnasium dinamai A.S. pushkin"

Makalah Penelitian Fisika

dengan topik "Kristal Menakjubkan"

Diselesaikan oleh siswa kelas 8a

Astafieva Angelina

Kepala: guru fisika

Platova Tatyana Aleksandrovna

Shakhunya

2011

Pendahuluan…………………………………………………………………………………..3

Kristal yang menakjubkan………………………………………………….5

Kisi kristal………………………………………………….8

Penerapan kristal…………………………………………………...12

Bab 2. Eksperimen

Bagaimana kristal tumbuh dan metode menumbuhkannya…………………………….14

Kesimpulan…………………………………………………………………………………..16

Sastra…………………………………………………………………………………...17

Perkenalan

Kadang-kadang batu ditemukan di dalam tanah dalam bentuk seperti seseorang telah dengan hati-hati memotongnya, menggilingnya, dan memolesnya. Ini adalah polihedra dengan permukaan datar dan tepi lurus. Batu-batu yang bentuknya alami, yaitu bukan buatan tangan manusia, teratur dan simetris ini disebut kristal. Kristal yang ditemukan di bumi sangat bervariasi. Ukuran polihedra alami terkadang mencapai tinggi manusia atau lebih. Ada kristal - kelopak, lebih tipis dari selembar kertas buku catatan, dan kristal - lapisan setebal beberapa meter. Ada kristal yang kecil, sempit dan tajam, seperti jarum, dan ada yang besar, seperti kolom. Di beberapa wilayah Spanyol, kolom kristal seperti itu digunakan sebagai tiang gerbang. Museum Institut Pertambangan di St. Petersburg berisi kristal batu (kuarsa) setinggi sekitar satu meter dan berat lebih dari satu ton, yang selama bertahun-tahun berfungsi sebagai gerbang berdiri salah satu rumah di Yekaterinburg. Banyak kristal yang sangat murni dan transparan seperti air. Pantas saja mereka bilang: (transparan, seperti kristal), (bening kristal).

Semua kristal yang mengelilingi kita tidak terbentuk secara permanen, tetapi tumbuh secara bertahap. Kristal tidak hanya alami, tetapi juga buatan, yang ditanam oleh manusia. Mengapa mereka juga menciptakan kristal buatan, jika hampir semua benda padat di sekitar kita sudah memiliki struktur kristal? Ketika ditanam secara artifisial, kristal yang lebih besar dan lebih murni dapat diperoleh daripada di alam. Ada juga kristal yang langka dan bernilai tinggi di alam, namun sangat diperlukan dalam teknologi. Oleh karena itu, metode laboratorium dan pabrik telah dikembangkan untuk menumbuhkan kristal berlian, kuarsa, safir, dll. Kristal besar yang diperlukan untuk teknologi dan sains ditanam di laboratorium. permata, bahan kristal untuk instrumen presisi, mereka juga menciptakan kristal yang dipelajari oleh ahli kristalografi, fisikawan, ahli kimia, ahli metalurgi, dan ahli mineralogi, menemukan fenomena dan sifat baru yang luar biasa di dalamnya. Di alam, di laboratorium, di pabrik, kristal tumbuh dari larutan, dari lelehan, dari uap, dari padatan. Oleh karena itu, nampaknya penting dan menarik untuk mempelajari proses pembentukan kristal, mengetahui kondisi pembentukannya, dan menumbuhkan kristal tanpa menggunakan alat khusus. Ini menentukan topik penelitian.

Tujuan penelitian – studi tentang pengaruh berbagai faktor dan kondisi terhadap proses pertumbuhan kristal dari larutan dan garam cair.

Untuk mencapai tujuan ini, perlu dilakukan penyelesaian sebagai berikut tugas :

1) belajar sastra khusus dan sumber daya Internet yang membahas topik ini;

2) memilih zat yang memungkinkan untuk menumbuhkan kristal;

3) memantau pertumbuhan kristal menggunakan mikroskop;

4) menumbuhkan kristal besar tembaga sulfat dan garam meja dengan menguapkan pelarut, dengan menurunkan suhu larutan secara bertahap;

5) mempelajari ketergantungan bentuk kristal pada kondisi kristalisasi.

Hipotesa:

Kristalisasi di alam – proses yang panjang, kristal murni, tanpa inklusi - jarang; Dalam kondisi laboratorium, kristal dari banyak zat dapat ditumbuhkan dalam waktu yang relatif singkat.

Signifikansi praktis:

Hasil penelitian dapat digunakan oleh para guru untuk memberikan pelajaran tentang topik “Kristal” dan hanya oleh orang-orang yang penasaran untuk memperluas wawasan mereka.

Metode:

Eksperimen kimia menumbuhkan kristal di rumah.

Mengambil foto.

Mempelajari sastra.

BAB1

Kristal yang menakjubkan

Sebagian besar zat di bumi yang beriklim sedang berada dalam keadaan padat. Berbeda dengan zat cair, zat padat tidak hanya mempertahankan volumenya, tetapi juga bentuknya, karena posisi partikel-partikel penyusun benda dalam ruang stabil. Karena kekuatan interaksi antarmolekul yang signifikan, partikel tidak dapat menjauh satu sama lain pada jarak yang cukup jauh.

Berdasarkan sifat susunan relatif partikelnya, padatan dibedakan menjadi tiga jenis: kristal, amorf, dan komposit. Afiliasi padatan salah satu dari ketiga jenis tersebut ditentukan oleh komposisi kimianya. Konfigurasi spasial yang berbeda dari masing-masing molekul menentukan perbedaan struktur spasial yang timbul ketika mereka digabungkan menjadi padatan.

Jika terdapat periodisitas susunan atom (urutan jangka panjang), maka padatan tersebut berbentuk kristal.

Kata " kristal" berasal dari bahasa Yunani krystallos yang berarti es. Pada zaman kuno, kemiripan antara kristal es dan kristal batu diketahui: “pensil” heksagonal transparan tidak berwarna dengan piramida tajam di ujungnya. Diyakini bahwa es itu ada waktu yang lama di pegunungan, aktif embun beku yang parah, membatu dan kehilangan kemampuan untuk meleleh. Banyak pengamatan berharga terhadap kristal dilakukan oleh apoteker kuno dalam proses menyiapkan obat-obatan. Dan ini dapat dimengerti, karena dalam kasus seperti itu mereka biasanya menggunakan prosedur yang sekarang kita sebut kristalisasi. Kristal diberkahi dengan banyak sifat misterius: untuk menyembuhkan penyakit, melindungi dari racun, mempengaruhi nasib seseorang...

Kristal memiliki bentuk geometris yang teratur, yang merupakan hasil susunan partikel-partikel penyusun kristal yang teratur.

Padatan kristal dapat dibagi menjadi dua kelompok: kristal tunggal dan polikristal.

Monokristal - Ini adalah padatan yang partikelnya membentuk kisi kristal tunggal. Struktur kristal kristal tunggal terlihat dari bentuk luarnya.

Polikristal unit dari jumlah besar kristal kecil yang berorientasi acak relatif satu sama lain. Kebanyakan bahan rekayasa padat bersifat polikristalin.

Polikristal Monokristal

Tepi kristal yang mengkilat dan halus tampak seperti dikerjakan oleh penggiling yang terampil (Gbr. 1). Masing-masing bagian kristal berulang satu sama lain, membentuk bentuk yang indah dan teratur (Gbr. 2).

Beras. 1 Gambar. 2

Variasi bentuk kristal sangat besar. Kristal dapat memiliki empat hingga beberapa ratus segi. Tapi pada saat yang sama mereka punya properti yang luar biasa, - tidak peduli berapa pun ukuran, bentuk, dan jumlah permukaan kristal yang sama, semua permukaan datar berpotongan satu sama lain di bawah sudut tertentu. Sudut antara sisi-sisi yang bersesuaian selalu sama.

Mari kita lihat gula pasir melalui kaca pembesar: kita akan melihat bahwa ini adalah kristal kecil tetapi sangat teratur, mengkilat, transparan, dengan sisi - tepi rata (Gbr. 3).

Jika kita perhatikan lebih dekat, misalnya, pada kristal garam yang tumbuh, kita melihat bahwa kristal tersebut dibangun dari “batu bata” yang melekat erat satu sama lain. Setelah memecahkan sebuah kristal, kita dapat mengamati bahwa kristal tersebut akan terbang berkeping-keping dengan ukuran berbeda. Setelah memeriksanya dengan cermat, kami menemukan bahwa potongan-potongan ini memiliki bentuk yang teratur, sangat mirip dengan bentuk kristal besar – induknya. Untuk kristal garam meja, bentuk tipikalnya adalah kubus (Gbr. 4), untuk tembaga sulfat - belah ketupat (Gbr. 5), untuk timbal iodida - segi enam genap (Gbr. 6).

Gambar.4 Gambar.5 Gambar.6

Ada bentuk kristal khusus: jarum, bulu, cabang, bunga, pohon, dll. Contoh kristal aneh tersebut adalah pola es yang terkenal di jendela dan pola dari larutan amonium klorida (Gbr. 7). Setiap zat mempunyai bentuk kristal yang khas sehingga dapat dikenali.

Gambar.7

Kisi kristal

Susunan partikel yang teratur dengan pengulangan periodik dalam tiga dimensi disebut kisi spasial (kristal).

Dalam padatan kristal, tidak seperti cairan dan gas, partikel tersusun secara teratur, berosilasi di dekat simpul kisi kristal. Prinsip pembuatan kisi kristal dapat direpresentasikan sebagai berikut. Atom-atom individu dikelompokkan menjadi blok-blok dasar yang identik menurut prinsip pengepakan yang rapat. Blok-blok yang dihasilkan digabungkan untuk membentuk satu kesatuan desain geometris– kisi kristal.

Hanya ada tujuh blok dasar yang dapat mengisi ruang tiga dimensi (tanpa celah) dan dari mana semua kristal dapat dibangun (Tabel 1).

Elemen dasar (sel) kisi kristal kisi Brahm

Kubik

Tetragonal

heksagonal

belah ketupat

Berbentuk belah ketupat

Monoklinik

Triklinik

Tabel 1

Blok penyusun paling sederhana (kubus) memungkinkan tiga cara menempatkan atom: di sudut (kisi kubik sederhana), di tengah kubus (kisi berpusat kubik) dan di tengah wajah (kisi berpusat muka). Kisi kubik sederhana merupakan ciri garam NaCl (Gbr. 8, a). Kerang elektronik Atom-atom yang membentuk kisi tersebut saling bersentuhan, hanya mengisi 52% ruang. Karakteristik kisi berpusat kubik dari Fe Dan Tidak;

mengisi 68% ruang (Gbr. 8, B). Pengepakan paling padat (74% ruang) dicapai dengan kisi berpusat muka, yang merupakan karakteristik Ag, Au, Ni, Cu, Al, Sn (Gbr. 8, V). Pengisian ruang paling padat yang sama dimungkinkan dengan kisi heksagonal, karakteristik Zn dan gas inert (Gbr. 8,

G). Tidak ada yang eksotik dalam kisi-kisi ini: beginilah susunan buah plum, jeruk, dan bola meriam. :

Jenis

kisi kristal

a) kubik;

b) berpusat pada kubik;

c) berpusat pada wajah;

d) heksagonal.

Beberapa zat yang memiliki komposisi kimia yang sama berbeda sifat fisiknya karena perbedaan struktur kisi kristalnya.

Polimorfisme adalah adanya struktur kristal berbeda dari zat yang sama.

Intan, grafit, dan fullerene adalah tiga jenis karbon yang memiliki struktur kristal berbeda (Gbr. 9).

Gambar.9 Akibat pemanasan dalam ruang hampa pada suhu sekitar 150 °C, berlian berubah menjadi grafit.

Massa jenis partikel dalam kisi kristal tidak sama pada arah yang berbeda. Hal ini menyebabkan ketergantungan sifat-sifat kristal tunggal pada arah - anisotropi.

Sifat fisik polikristal tidak bergantung pada arah; mereka isotropik.

Isotropi - kemandirian sifat fisik zat dari arah .

Kristal dapat memiliki ukuran yang berbeda. Beberapa mineral membentuk kristal yang hanya dapat dilihat dengan mikroskop. Yang lainnya membentuk kristal yang beratnya beberapa ratus pon.

Studi tentang bentuk luar kristal dimulai sebelum studi tentang simetri, tetapi hanya setelah penurunan 32 jenis simetri barulah muncul dasar yang dapat diandalkan untuk penciptaan doktrin geometris tentang bentuk luar kristal. Konsep utamanya adalah konsep bentuk sederhana (Gbr. 10).

“Bentuk sederhana adalah polihedron yang dapat diperoleh dari satu permukaan dengan menggunakan unsur simetri (sumbu, bidang, dan pusat simetri).”

Beras. 10. Bentuk kristal sederhana dan beberapa kombinasinya

Bentuk sederhana dapat bersifat umum atau khusus, tergantung bagaimana letak muka aslinya dalam kaitannya dengan unsur simetri. Jika letaknya miring, maka bentuk sederhana, yang diperoleh darinya akan bersifat umum. Jika bentuk aslinya terletak sejajar atau tegak lurus terhadap unsur simetri, maka diperoleh bentuk sederhana tertentu.

Bentuk sederhana juga bisa tertutup atau terbuka.

Bentuk tertutup saja dapat membentuk polihedron kristal, sedangkan bentuk sederhana terbuka saja tidak dapat membentuk polihedron tertutup.

Setiap permukaan kristal adalah bidang tempat atom berada. Ketika kristal tumbuh, semua permukaannya bergerak sejajar dengan dirinya sendiri, karena semakin banyak lapisan atom yang diendapkan pada kristal tersebut. Oleh karena itu, terdapat struktur kristal yang sejajar dengan setiap permukaan jumlah yang sangat besar bidang atom, yang dulunya juga terletak di permukaan kristal pada tahap awal pertumbuhan, tetapi selama proses pertumbuhan berakhir di dalamnya.

Tepi kristal adalah garis lurus di mana atom-atomnya tersusun berjajar.

Ada juga sejumlah besar baris seperti itu di dalam kristal dan letaknya sejajar dengan tepi kristal sebenarnya. Kristal benar jarang ditemukan di alam. Aksi gabungan dari faktor-faktor yang tidak menguntungkan seperti fluktuasi suhu dan lingkungan yang dekat dengan padatan di sekitarnya tidak memungkinkan kristal yang sedang tumbuh memperoleh bentuk karakteristiknya.

1. Selain itu, sebagian besar kristal yang pernah terpotong sempurna di masa lalu berhasil kehilangannya karena pengaruh air, angin, dan gesekan dengan benda padat lainnya. Jadi, banyak butiran bulat transparan yang ditemukan di pasir pantai merupakan kristal kuarsa yang kehilangan tepinya akibat gesekan yang berkepanjangan satu sama lain.

Aplikasi kristal Kristal alami selalu membangkitkan rasa penasaran masyarakat. Warna, kilau dan bentuknya terpengaruh perasaan manusia
indah, dan orang-orang menghiasi diri dan rumah mereka dengan itu. Sejak lama, takhayul telah dikaitkan dengan kristal; sebagai jimat, mereka tidak hanya melindungi pemiliknya dari roh jahat, tetapi juga memberi mereka kekuatan gaib. Belakangan, ketika mineral yang sama mulai dipotong dan dipoles seperti batu berharga, banyak takhayul yang tersimpan dalam jimat “keberuntungan” dan “batu milik sendiri” yang sesuai dengan bulan kelahiran. Semua batu permata alami kecuali opal berbentuk kristal, dan banyak di antaranya, seperti berlian, rubi, safir, dan zamrud, ditemukan dalam bentuk kristal yang dipotong dengan indah. Perhiasan kristal sekarang sama populernya dengan periode Neolitikum. Berdasarkan hukum optik, para ilmuwan mencari mineral transparan, tidak berwarna, dan bebas cacat yang dapat digunakan untuk membuat lensa dengan cara menggiling dan memoles. Optik yang diperlukan dan sifat mekanik memiliki kristal kuarsa yang tidak berwarna, dan lensa pertama, termasuk kacamata, dibuat darinya. Bahkan setelah munculnya kaca optik buatan, kebutuhan akan kristal tidak sepenuhnya hilang; kristal kuarsa, kalsit dan lain-lain zat transparan

, mentransmisikan ultraviolet dan
Mineral alami yang paling keras dan langka adalah intan. Sepanjang sejarah umat manusia, hanya sekitar 150 ton yang telah ditambang, meskipun industri pertambangan berlian global kini mempekerjakan hampir satu juta orang. Saat ini, berlian pada dasarnya adalah batu kerja, bukan batu hiasan. Sekitar 80% dari semua berlian alami ditambang dan semuanya

berlian buatan

digunakan dalam industri. Sekitar 80% berlian yang digunakan dalam teknologi digunakan untuk mengasah perkakas dan pemotong “paduan superkeras”. Berlian berfungsi sebagai batu pendukung (bantalan) dalam kronometer kelas atas untuk kapal laut dan instrumen navigasi presisi tinggi lainnya. Bantalan berlian tidak menunjukkan tanda-tanda keausan bahkan setelah 25.000.000 putaran. Sedikit lebih rendah dari berlian dalam hal kekerasan, rubi bersaing dengannya dalam berbagai aplikasi teknis - korundum mulia, aluminium oksida Al 2 O 3 dengan campuran pewarna kromium oksida. Produksi batu rubi buatan dunia melebihi 100 g per tahun. Dari 1 kg batu rubi sintetis dapat dihasilkan sekitar 40.000 batu penyangga jam tangan. Batang rubi ternyata tidak tergantikan di pabrik-pabrik yang memproduksi kain dari serat kimia. Untuk menghasilkan 1 m kain serat buatan dibutuhkan ratusan ribu meter serat. Pemandu benang yang terbuat dari kaca yang paling keras akan aus dalam beberapa hari jika serat buatan ditarik melaluinya, pemandu benang batu akik bisa bertahan hingga dua bulan, pemandu benang rubi ternyata hampir abadi. Area baru untuk penggunaan batu rubi secara luas
riset ilmiah dan dalam teknologi dibuka dengan penemuan laser rubi - perangkat di mana batang rubi berfungsi sebagai sumber cahaya yang kuat, dipancarkan dalam bentuk seberkas cahaya tipis. Peran luar biasa dimainkan oleh kristal dalam elektronik modern. Kebanyakan semikonduktor

perangkat elektronik

terbuat dari kristal germanium atau silikon.

BAB 2 Percobaan. Bagaimana kristal tumbuh dan metode menumbuhkannya. Hampir semua zat dapat menghasilkan kristal dalam kondisi tertentu. Kristal paling sering terbentuk dari fase cair- larutan atau lelehan; Kristal dapat diperoleh dari fase gas atau selama transformasi fase menjadi fase padat.

Banyak orang mengetahui bahwa kelarutan suatu zat bergantung pada suhu. Biasanya, kelarutan meningkat dengan meningkatnya suhu dan menurun dengan penurunan suhu. Kita tahu bahwa beberapa zat larut dengan baik, sementara yang lain buruk. Ketika zat dilarutkan, larutan jenuh dan tak jenuh terbentuk. Larutan jenuh adalah larutan yang mengandung

kuantitas maksimum zat terlarut pada suhu tertentu. Larutan tak jenuh adalah larutan yang kandungan zat terlarutnya lebih sedikit dibandingkan larutan jenuh pada suhu tertentu. Saya menggunakan metode paling sederhana untuk menumbuhkan kristal tembaga sulfat dan garam batu dari suatu larutan. Pertama, Anda perlu menyiapkan larutan jenuh. Untuk melakukan ini, tuangkan air (panas, tetapi tidak mendidih) ke dalam gelas dan tuangkan bahan (bubuk tembaga sulfat atau

garam batu

) dan aduk dengan gelas atau tongkat kayu hingga larut sempurna. Segera setelah suatu zat berhenti larut, ini berarti bahwa pada suhu tertentu larutan sudah jenuh. Kemudian akan mendingin, ketika air mulai menguap sedikit demi sedikit, zat “berlebih” tersebut keluar dalam bentuk kristal. Di atas kaca Anda perlu meletakkan pensil (tongkat) dengan benang melilitnya. Semacam pemberat diikatkan pada ujung benang yang bebas sehingga benang menjadi lurus dan menggantung secara vertikal di dalam larutan, tidak mencapai sedikit bagian bawah. Biarkan gelas selama 2-3 hari. Setelah beberapa saat, Anda akan menemukan bahwa benang tersebut ditumbuhi kristal. Hasil pembentukan kristal dengan metode pendinginan disajikan pada foto.

Kesimpulan

Setelah mempelajari literatur tentang kristal dan melakukan percobaan menumbuhkan kristal, kami sampai pada kesimpulan berikut: kristal mengelilingi kita di mana-mana, “hampir seluruh dunia berbentuk kristal”; kristal

berbagai zat

berbeda satu sama lain dalam keseluruhan bentuknya;

Kristal-kristal di sekitar kita tidak terbentuk dalam keadaan jadi, tetapi tumbuh secara bertahap: di alam, di laboratorium, di pabrik. Dan kami yakin akan hal ini dengan menumbuhkan kristal menggunakan larutan tembaga sulfat, kalium nitrat, kobalt klorida, amonium klorida, dll.

proses kristalisasi dalam larutan dan lelehan zat berlangsung dengan cara yang sama; bentuk kristal bergantung pada kondisi kristalisasi - laju pendinginan, kemurnian sediaan, bentuk dan bahan benih; menumbuhkan kristal tembaga sulfat dan kalium nitrat dengan menggunakan pendinginan

Kristal buatan sangat diperlukan. Dengan menumbuhkan kristal di laboratorium, seseorang dapat mempelajari bagaimana kristal dilahirkan dan hidup di dalamnya kondisi alam, pelajari sifat-sifat kristal. Selain itu, proses menumbuhkan kristal sangat indah dan mengasyikkan.

LITERATUR:

“Kristal.

Peran mereka dalam alam dan ilmu pengetahuan" Bann Ch. - M.: "Mir", 1977. “Kristalografi” M.L. Shaskolskaya M., " sekolah pascasarjana

", 1976.

"Kristal" M.L. Shaskolskaya M., “Ilmu Pengetahuan”, 1987.

“Ensiklopedia Besar Cyril dan Methodius 2003” (versi elektronik).

Jurnal “Ilmu Pengetahuan dan Kehidupan”, edisi 2, 1987.

Kristal.

Pertumbuhan, struktur, properti. - M.: “Ilmu Pengetahuan”, 1993.

Kristalografi modern, jilid 1-4, M., 1979-81

1. Garam yang kita makan disebut garam meja. Garam digunakan untuk mengawetkan daging, sayuran, jamur dan produk lainnya, serta digunakan untuk membuat soda dan sabun.

Garam terdiri dari butiran padat individu. Pilih yang terbesar di antara mereka dan periksa melalui kaca pembesar. Anda akan melihat butirannya berbentuk seperti kubus dengan permukaan halus mengkilat.

Ini adalah kristal, garam. Mereka tidak berwarna dan transparan, seperti kaca. Tetapi jika Anda menaruh banyak kristal dalam satu tumpukan, garamnya menjadi putih. Rasakan garamnya. Itu asin. Garam meja diperoleh dari danau garam, dari

air laut




, dari perut bumi.

Dalam gambar Anda dapat melihat bagaimana garam ditambang di masa lalu dan di zaman kita.

2. Ada banyak danau garam di Rusia. Danau terbesar - Elton dan Baskunchak - terletak di utara Laut Kaspia.

Danau Baskunchak adalah salah satu danau garam terbesar di dunia. Panjangnya mencapai 20 km, dan lebarnya sekitar 10 km. Di dasar danau terdapat cadangan garam yang sangat besar. Air di dalamnya sangat asin. Ekstraksi garam dari danau garam sebelum revolusi sulit dilakukan. Para pekerja berdiri dengan telanjang kaki di dalam air dan menyekop garam.

Air garam

menimbulkan korosi pada kulit. Saat ini garam diambil dari danau dengan mesin.

3. Garam juga ditemukan di dalam tanah, yang letaknya berlapis-lapis tebal. Ini adalah garam batu.

Garam batu murni berwarna bening, tidak berwarna, dan menyerupai balok es. Namun seringkali diwarnai dengan berbagai kotoran dengan warna berbeda.

Saat tumbukan, garam batu terpecah menjadi kristal – kubus dengan permukaan halus mengkilat.

Beginilah cara seorang pelancong menggambarkan ekstraksi garam batu di Donbass.

“Kami masuk ke mesin pengangkat. Ia turun dengan cepat, dan kami terbang turun hingga kedalaman sekitar 120 meter. Di sini mobil berhenti.

Saya keluar dan melihat sekeliling. Di depanku ada koridor yang terang benderang, sangat panjang hingga ujungnya tidak terlihat. Koridornya dilapisi garam batu.



Dinding koridor berwarna keabu-abuan. Tempat penambangan garam diterangi lampu listrik yang terang benderang. Ada mesin yang berjalan di sini. Motor listrik memutar tabung baja dengan gigi yang kuat dan tajam. Dengan menabrak dinding garam, pipa tersebut dengan cepat memotong sepotong garam sepanjang satu meter. Potongan ini dipecah menjadi potongan-potongan kecil dan dibawa ke mesin pengangkat.

Garam yang diangkat ke permukaan bumi diumpankan ke pabrik. Di sini garam digiling menjadi bubuk. Garam halus dimasukkan ke dalam gerobak kereta api dan dikirim ke berbagai kota.





Berguna di web

Diketahui bahwa Anda dapat membuat perhiasan dan produk luar biasa dan sangat indah lainnya dari manik-manik dengan tangan Anda sendiri. Anda dapat membeli manik-manik di toko online http://greenbird.ru, di mana Anda dapat membeli bahan manik-manik berkualitas tinggi: manik-manik Jepang, manik-manik kaca dari Republik Ceko, mutiara kristal Swarovski, dan produk lainnya.

Lihatlah gambar. 1. Ini menunjukkan kisi kristal garam meja.

Ion natrium dan klorin yang menyusun garam meja ditempatkan seolah-olah di sudut-sudut kubus, permukaannya bersentuhan. Delapan kubus tersebut membentuk sel satuan garam meja. Himpunan sel-sel dasar bersama-sama menghasilkan kisi kristal.

Satu dan sama unsur kimia dapat membentuk zat yang berbeda dengan berbagai bentuk kisi kristal. Zat-zat tersebut, mempunyai sifat yang sama komposisi kimia, sering kali sudah sepenuhnya sifat yang berlawanan. Misalnya intan dan grafit terdiri dari atom karbon, tetapi sifat susunan atom pada zat tersebut berbeda. Oleh karena itu, dalam sifat fisiknya, mereka sangat berbeda satu sama lain. Grafit lembut dan memiliki warna hitam matte. Berlian bersifat transparan dan sangat keras sehingga dapat digunakan untuk memotong kaca.

Ada dua jenis badan kristal. Beberapa di antaranya, yang secara alami berbentuk seperti polihedra - kubus, piramida, dll. - disebut kristal tunggal (atau sekadar kristal). Lainnya badan kristal Bentuknya tidak beraneka ragam, tetapi jika Anda memeriksanya di bawah mikroskop, Anda akan melihat bahwa mereka terdiri dari banyak kristal tunggal kecil yang menyatu. Badan seperti itu disebut polikristalin.

Kebanyakan batuan, dan juga semua logam, adalah benda polikristalin.

Ukuran kristal tunggal bervariasi. Garam meja dan gula pasir memiliki kristal yang tidak lebih besar dari kepala peniti; kristal kuarsa terkadang mencapai ukuran manusia (Gbr. 2).

Ada banyak zat kristal berbeda di alam. Zamrud yang berharga dan mika biasa, balok es besar dan kepingan salju kecil - semuanya milik dunia kristal. Sangat sedikit padatan yang memiliki struktur amorf, tetapi struktur ini biasanya mulai mengkristal seiring berjalannya waktu. Jadi, Anda bisa mengamati kekeruhan pada kaca. Hal ini terjadi akibat terbentuknya kristal pada kaca.

Jika Anda membandingkan kristal dari zat yang berbeda satu sama lain, mudah untuk melihat bahwa bentuknya berbeda. Misalnya, kristal garam meja berbentuk kubus (Gbr. 3, a). Kuarsa mengkristal dalam bentuk prisma heksagonal yang ujungnya runcing (Gbr. 3, b). Sebagai perbandingan, pada Gambar. Gambar 3 juga menunjukkan kristal berbagai mineral*).

Bentuk luar kristal bergantung pada bentuk luarnya struktur internal- tentang bentuk kisi kristal dan sifat-sifat lingkungan di mana ia terbentuk.

Bentuk kristal alami seringkali tidak beraturan. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa kristal biasanya berkembang tidak merata, dan beberapa permukaan tumbuh lebih cepat daripada

F

Dan yang lainnya lebih lambat. Namun, semua kristal dari zat yang sama mempunyai ciri-ciri milik umum: Terlepas dari bentuknya, sudut antara permukaan yang sama pada kristal tersebut adalah konstan. Sifat kristal ini disebut hukum keteguhan sudut. Hukum keteguhan sudut adalah salah satunya hukum yang paling penting ilmu tentang kristal - kristalografi, yang pendirinya adalah ilmuwan Rusia E. S. Fedorov.

Bagaimana kristal muncul dan berkembang? Mari kita perhatikan pembentukan kisi kristal garam meja. Dari Gambar. 1 terlihat bahwa ion natrium dan klor dalam kisi kristal terletak di sudut-sudut kubus tidak sembarangan, tetapi bergantian melalui satu, dalam pola kotak-kotak yang ketat. Pola susunan ion ini bukanlah suatu kebetulan. Dalam kondisi alami, memasak
garam mengkristal dari apa yang disebut air garam induk dari danau garam. DI DALAM larutan berair partikel natrium dan klorin ada baik dalam bentuk ion terisolasi maupun sebagai bagian dari molekul garam meja. Setiap molekul tersebut terdiri dari ion positif natrium dan ion klor negatif. Ada tiga kemungkinan kasus posisi relatif dua molekul garam meja (Gbr. 4).

Diketahui bahwa di bawah pengaruh kekuatan listrik Benda yang bermuatan berlawanan akan tarik menarik, dan benda yang bermuatan serupa akan tolak menolak. Oleh karena itu, dalam satu kasus (Gbr. 4, a) molekul-molekulnya tolak-menolak,

Beras. 4. Mungkin ketentuan bersama dua molekul garam meja.

Di sisi lain (Gbr. 4, b) mereka tertarik dan di sisi ketiga (Gbr. 4, c) mereka berusaha berputar untuk mengambil posisi stabil (Gbr. 4, b).

Itulah sebabnya molekul garam meja, serta ion klor dan natrium yang tersebar, dikelompokkan bersama selama kristalisasi, diposisikan sedemikian rupa sehingga jarak antar ion dengan nama yang sama sebesar mungkin, dan di antara nama yang berlawanan - sekecil mungkin, yaitu dalam pola kotak-kotak.

Beginilah penampakan benih kristal. Secara bertahap, kisi kristalnya, yang dibentuk oleh ion natrium dan klorin secara bergantian, diisi kembali dengan lebih banyak partikel baru dari zat tersebut. Kristalnya semakin membesar.

Untuk membayangkan bagaimana pertumbuhan kristal terjadi, bayangkan sebuah sarang lebah. Saat membangunnya, lebah membangun sel demi sel, lapis demi lapis, seperti ditunjukkan pada Gambar. 5. Sebuah kristal tumbuh dengan cara yang kira-kira sama. Lapisan materi baru diendapkan pada permukaan embrio sehingga permukaan tersebut bergerak sejajar dengan dirinya sendiri (Gbr. 6). Jika embrio berbentuk kubus, maka ini
Kristal yang tumbuh akan memiliki bentuk yang sama, asalkan permukaannya berkembang secara merata.

Kristal dapat terbentuk dari cairan, padat dan keadaan gas zat. Jadi, kepingan salju adalah kristal es yang terbentuk dari uap air. Kristalisasi kaca merupakan contoh pembentukan kristal dari wujud padat.

Namun cara termudah untuk mendapatkan kristal adalah dari larutan.

Beras. 6. Beginilah cara permukaan kristal bergerak seiring pertumbuhannya.

Saat melarutkan zat terlarut apa pun, misalnya garam meja, ke dalam segelas air, mudah untuk melihat bahwa mula-mula garam larut dengan mudah dan cepat, kemudian semakin lambat dan, akhirnya, berhenti larut. Akibatnya, dalam volume air yang terbatas - dalam gelas, ember, tong, dll. - hanya garam dalam jumlah tertentu yang dapat dilarutkan. Bagaimana lebih banyak volume air, jadi lagi garam bisa larut di dalamnya. Semua sisa garam, tidak peduli berapa banyak yang ditambahkan ke dalam larutan, tanpa larut, akan jatuh ke dasar wadah dalam bentuk sedimen. Larutan yang mengandung zat terlarut sebanyak mungkin disebut larutan jenuh. Kelarutan garam bergantung pada suhu. Banyak yang bisa dilarutkan dalam air panas lebih banyak substansi daripada di cuaca dingin.

Cobalah eksperimen ini. Larutkan 200 gram tawas putih (aluminium) dalam jumlah tersebut air panas agar sedikit endapan yang tertinggal di dasar bejana. Kemudian dinginkan larutan hingga suhu kamar. Karena kelarutan tawas dengan penurunan suhu
suhu menurun, jumlah sedimen meningkat. Tuang larutan jenuh yang dihasilkan ke dalam wadah dengan dasar lebar dan dinding rendah, misalnya piring. Bentuk bejana ini diperlukan agar larutan dapat menguap dengan leluasa. Saat menguap, jumlah air di dalam bejana secara bertahap akan berkurang, sehingga keesokan harinya sedimen berupa kristal-kristal kecil dapat ditemukan di dasar lempeng. Pilih beberapa yang terbesar di antara mereka, lalu tuangkan larutan ke dalam gelas, bilas piring sampai bersih, isi dengan larutan yang sama dan letakkan kristal yang dipilih di bagian bawah.

Seiring waktu, kristal tawas akan mencapai ukuran besar; Anda hanya perlu mencuci piring setiap hari dan membuat larutan baru setiap lima hingga enam hari.

Percobaan yang sama dapat dilakukan dengan tawas krom, tembaga sulfat dan garam lainnya.

Cobalah untuk mengganggu bentuk kristal yang tumbuh, misalnya mematahkan sudutnya, dan memasukkan pecahan kristal ke dalam larutan. Beberapa waktu akan berlalu, dan area yang rusak akan sembuh dengan sendirinya. dirimu sendiri, - kristal akan kembali ke bentuk aslinya. Sifat kristal ini disebut regenerasi, atau penyembuhan diri.

Namun, seperti yang telah disebutkan, kristal yang tumbuh dalam kondisi alami sering kali memilikinya bentuknya tidak beraturan. Terkadang kristal dari dua zat atau lebih tumbuh bersama. Pada ketebalan kristal alami Anda dapat melihat retakan, kotoran dan gelembung udara. Semua cacat ini dijelaskan oleh fakta bahwa hal ini tidak pernah terjadi di alam kondisi yang menguntungkan yang diperlukan untuk pengembangan yang tepat kristal.

Jika Anda melihat melalui kaca pembesar pada sepotong batuan yang tertanam dalam, misalnya granit, yang terdiri dari feldspar, kuarsa, dan mika, Anda dapat melihat bahwa butiran zat ini adalah kristal-kristal kecil yang menyatu menjadi satu kesatuan. Hampir semuanya berbentuk tidak beraturan dengan garis lengkung. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa kristal-kristal tersebut berkembang secara bersamaan dalam volume yang terbatas dan tidak memungkinkan satu sama lain menempati ruang yang dapat mereka tempati jika mereka tumbuh dalam kebebasan.

Tujuan pekerjaan:pengamatan proses pertumbuhan kristal natrium klorida dan perbandingan kristal yang dihasilkan dengan model kisi kristal, pemeriksaan kekuatan anisotropi dengan cara pembelahan.

Kemajuan pekerjaan:

Untuk menumbuhkan kristal di rumah, Anda perlu menyiapkan larutan garam jenuh As bahan awal Kami memilih garam yang sering digunakan orang, yaitu garam meja.

Dia menuangkan air panas ke dalam gelas dan menaburkan garam meja ke dalamnya sambil terus diaduk. Dia menuangkannya sampai garam berhenti larut dan terbentuk endapan di bagian bawah, yang tidak hilang saat diaduk membungkusnya dengan benang wol. Di atas kaca saya meletakkan tongkat di atasnya dan menggantungkan kawat yang dibungkus pada seutas benang. Air garamnya perlahan-lahan mendingin, kemudian air darinya mulai menguap setelah tiga hari (selama mungkin). , saya mencabut kawatnya. Garam menempel di rambut dalam bentuk kubus kecil biasa.

Penting untuk mengukur ukuran beberapa permukaan secara berkala. Permukaan kristal berubah ukurannya, bertambah, sudut antara permukaan yang bersesuaian tetap konstan.

Bentuk kristal yang diperoleh dibandingkan dengan bentuk model kisi kristal. Garam meja NaCl harus memiliki permukaan berbentuk persegi dan kristal berbentuk kubus

Kesimpulan

Saya memilih metode yang paling nyaman dan dapat diterima untuk menanam kristal di rumah dan menumbuhkan kristal garam meja seiring pertumbuhan kristal, saya mengamati. Saya membandingkan bentuk kristal yang dihasilkan dengan bentuk kisi kristalnya; bentuknya sesuai dengan bentuk kristal kubus.

Gaya tarik menarik yang timbul antar bidang yang hanya terdiri dari satu jenis ion Na+ atau Cl- (yang membentuk permukaan segi delapan) lima kali lebih besar dibandingkan antara bidang yang sejajar dengan permukaan kubus yang masing-masing berisi kedua ion, baik Na+ maupun ion Cl-. Cl-.Itulah mengapa kristal NaCl jauh lebih mudah dipecah sepanjang bidang kubus daripada sepanjang bidang segi delapan.Itulah sebabnya ia mengkristal, membentuk kubus.

garam batu

Kristal tunggal adalah padatan yang partikelnya membentuk kisi kristal tunggal.

Bentuk luar kristal tunggal dari jenis yang sama mungkin berbeda, tetapi sudutnya berbeda

wajah-wajah mereka yang bersesuaian tetap konstan. Hukum keteguhan sudut ini dirumuskan oleh naturalis Perancis J.B. Romé de Lisle kesimpulan penting: bentuk yang benar kristal dikaitkan dengan susunan partikel yang teratur yang membentuk kristal. Sebagian besar mineral adalah kristal tunggal. Namun, kristal tunggal alami berukuran besar cukup langka. Saat ini, banyak kristal tunggal yang ditanam secara artifisial.

Kristal dicirikan oleh adanya kekuatan yang signifikan interaksi antarmolekul.. Gaya interaksi antar atom dalam kristal yang arahnya berbeda tidaklah sama. Gaya tarik menarik yang timbul antara bidang-bidang yang membentuk permukaan segi delapan pada kristal garam meja yang terdiri dari ion-ion sejenis adalah lima kali lebih besar. daripada gaya antara bidang-bidang yang sejajar dengan permukaan kubus, yang pada masing-masing bidang terdapat ion, Na+, dan Cl-. Dalam hal ini kita dapat menelusuri aksi hukum anisotropi. Esensinya adalah bahwa banyak sifat benda padat bergantung pada arah pengukuran sifat-sifat ini. Kami mempelajari anisotropi kekuatan pada garam meja. Jika kristal garam meja berbentuk kubus dipecah, maka pecahan kecilnya akan memiliki bentuk yang dominan paralelepiped persegi panjang. Ini berarti bahwa pada arah yang sejajar dengan permukaan, kekuatan kristal garam meja jauh lebih kecil dibandingkan pada arah diagonal dan arah lainnya. Kami tidak dapat mempelajari sifat fisik lainnya karena keterbatasan instrumen dan bahan. Misalnya, konduktivitas termal kristal yang diukur dalam arah berbeda mungkin tidak sama hanya dalam arah paralel dan simetris. Hal yang sama dapat dikatakan tentang konduktivitas listrik, kekerasan, dan sifat-sifat lainnya. Dengan kata lain, simetri bentuk luar disertai dengan simetri sifat fisik kristal.