Nøglebegreber
Krystaller
Saturation
Mætning
Endampning
Indledning
Vidste du, at du kan dyrke dine egne krystaller derhjemme? Det kan du – og det er nemt! Krystaller har et bestemt geometrisk mønster, og hvis alt går godt, vil de krystaller, du dyrker, være skarpt defineret med skarpe rette vinkler og glatte flader, der varierer i størrelse.
Baggrund
Bordssalt er lavet af mange små krystaller. Når du blander disse saltkrystaller med vand, opløses de og mister deres krystallinske form. Når vandet fordamper, dannes saltkrystallerne igen. Krystalvidenskaben, eller krystallografien, kalder krystaller, der har denne form, for “kubiske”. Denne form er bestemt af den måde, hvorpå de enkelte atomer i saltet pakker sig sammen, ligesom formen på en bunke appelsiner ville være bestemt af den måde, hvorpå de er stablet sammen. Dine færdige saltkrystaller skal være slående smukke. Nøglen til at dyrke disse fantastiske krystaller er hurtig fordampning – og noget snor.
Materialer
- En kvart kop bordsalt
- En kop vand
- Omkring en meter bomuldssnor
- En gryde (Få hjælp fra en voksen, når du arbejder med varme genstande og bruger komfuret.)
- Ske til at omrøre en varm opløsning
- Kop eller lille krukke (Den skal have mindst fem tommer høje sider og kunne holde til kogende vand.)
- Fødevarefarve (valgfrit)
- En bakke eller tallerken til at holde koppen
- Avispapir eller håndklæde til at lægge under genstanden (valgfrit)
Forberedelse
- Klip snoren i seks eller syv stykker, hver ca. fem tommer lange, og bind dem sammen i den ene ende, så de ligner en snorbuket.
- Sæt koppen eller krukken på en sikker overflade, hvor den kan stå uforstyrret i et par dage. Brug aviser eller et håndklæde under beholderen for at beskytte overfladen, hvis det er nødvendigt.
Procedure
- For at forberede saltopløsningen bringes vandet i kog i gryden.
- Og tilsæt ca. en fjerdedel af saltet (valgfrit: et par dråber madfarve). Bland med en ske for at hjælpe med opløsningen. Hvad sker der med det kogende vands udseende?
- Fortsæt med at tilsætte og blande salt, indtil der ikke er mere, der kan opløses i vandet. Hvor meget salt var du i stand til at tilsætte, før det holdt op med at opløses? Du skulle nu have en “overmættet” opløsning. Hvordan ser opløsningen ud nu? Du vil måske bemærke, at der dannes en film af saltkrystaller i et lag på overfladen af din opløsning.
- Sluk for varmen, og hæld forsigtigt opløsningen i din kop.
- Sænk forsigtigt den knyttede ende af dine snore ned i opløsningen, og anbring snorene jævnt, så enderne dingler over og omkring kanten af din kop. Hvilket formål tror du, at snorene vil tjene? Lagde du mærke til, at snorene begyndte at suge saltvandsopløsningen op?
- Lad beholderen stå et sted, hvor den ikke bliver forstyrret.
- Venter og se af og til til efter dine krystaller. Hvad kan du se, der sker efter en time? Efter en dag? To dage?
- Ekstra: Når saltopløsningen er fordampet nok til, at den ikke længere dækker snorernes knude, kan du gentage ovenstående trin og lave en ny portion saltopløsning til at tilsætte. Hvad sker der i løbet af den næste dag eller de næste to dage?
- Ekstra: Gentag aktiviteten, men brug denne gang forskellige længder af snore, der hænger over forskellige genstande – i forskellige vinkler. Hvordan ændrer dette den måde, som dine saltsnore vokser på?
- Ekstra: Prøv at give dine krystaller forskellige farver ved at tilsætte madfarve. Lav en første portion saltopløsning med én farve. Vent, indtil krystallerne er vokset, og opløsningen er fordampet. Lav nu en anden batch med en anden farve. Tilsæt dette til den samme beholder uden at fjerne snorene. Hvad sker der, når denne anden farve fordamper og danner krystaller?
Observationer og resultater
Når man tilsætter salt til vand, opløses krystallerne, og saltet går i opløsning. Men man kan ikke opløse en uendelig mængde salt i et fast volumen vand. Når der er opløst så meget salt som muligt i en opløsning, er opløsningen “mættet.”
Dette mætningspunkt er forskelligt ved forskellige temperaturer; jo højere temperatur, jo mere salt kan der holdes i opløsningen. Når man koger en portion saltvand, koger man saltet og vandet til en ekstremt høj temperatur, så det overskydende salt forbliver i opløsningen. Men når saltvandet begynder at køle af, er der mere salt i opløsningen, end det normalt er muligt. Opløsningen er derfor “overmættet” med salt.
Overmætning er en ustabil tilstand, og saltmolekylerne vil begynde at krystallisere tilbage til et fast stof. Dette begynder på et “krystallisationsknudepunkt” – som f.eks. den uklare ende af strengen. Omrøring eller rystelser af enhver art kan også få det overmættede salt til at begynde at krystallisere.
I løbet af et par dage skulle du kunne se, at dine strenge er blevet tykkere af det krystalliserende salt. Hvis du fortsætter med at tilsætte saltopløsning, når den er fordampet under knuden, skulle du være i stand til at dyrke lange saltkrystal-stalaktitter.
Mere at udforske
Hvad er krystaller? Fra Science Kids at Home
Crystal Creations, fra Exploratorium
How to Make Rock Candy, fra WikiHow
Quick Crystal Cup, fra Home Science Tools
Denne aktivitet er bragt til dig i samarbejde med Exploratorium