Főbb fogalmak
Kristályok
Telítettség
Epárolgás
Bevezetés
Tudta, hogy otthon is termeszthet saját kristályokat? Megteheted – és ez nagyon egyszerű! A kristályoknak határozott geometriai mintázata van, és ha minden jól megy, az általad növesztett kristályok élesen meghatározottak lesznek, éles derékszögekkel és sima, különböző méretű felületekkel.
Háttér
A konyhasó sok apró kristályból áll. Amikor ezeket a sókristályokat vízzel kevered, feloldódnak, elveszítve kristályos formájukat. Amikor a víz elpárolog, a sókristályok újra kialakulnak. A kristályok tudománya, a kristallográfia az ilyen alakú kristályokat “köbösnek” nevezi. Ezt az alakot az határozza meg, ahogyan a só egyes atomjai egymás mellé rakódnak, hasonlóan ahhoz, ahogyan egy halom narancs alakját az határozza meg, ahogyan egymásra rakódnak. A kész sókristályoknak feltűnően szépnek kell lenniük. E lenyűgöző kristályok növesztésének kulcsa a gyors párolgás – és némi zsinór.
Műszerek
- Egy negyed csésze konyhasó
- Egy csésze víz
- Kábé egy méter pamutzsinór
- Egy lábas (Forró tárgyakkal való munka és a tűzhely használata esetén kérd felnőtt segítségét.)
- Kanál a forró oldat keveréséhez
- Csésze vagy kis befőttesüveg (Legalább öt hüvelyk magas oldallal kell rendelkeznie, és képesnek kell lennie a forró víz befogadására.)
- Élelmiszerfesték (nem kötelező)
- Tálca vagy tányér a csésze tartásához
- Újságpapír vagy törölköző, amit a tárgy alá tehetsz (nem kötelező)
Előkészítés
- Vágd a zsinórt hat vagy hét, egyenként körülbelül öt hüvelyk hosszú darabra, és kösd össze az egyik végén, hogy úgy nézzen ki, mint egy zsinórcsokor.
- Tegyük a csészét vagy az üveget egy biztonságos felületre, ahol néhány napig háborítatlanul maradhat. Szükség esetén használjunk újságpapírt vagy törölközőt az edény alá, hogy megvédjük a felületet.
Eljárás
- A sóoldat elkészítéséhez forraljuk fel a vizet a lábasban.
- Adjuk hozzá a só körülbelül negyedét (opcionális: néhány csepp ételfesték). Keverjük meg egy kanállal, hogy segítsük az oldódást. Mi történik a forrásban lévő víz megjelenésével?
- Folytassuk a só hozzáadását és keverését addig, amíg már nem oldódik fel a vízben. Mennyi sót tudtál hozzáadni, mielőtt megszűnt volna feloldódni? Most már “túltelített” oldatodnak kell lennie. Hogy néz ki most az oldat? Észreveheted, hogy az oldatod felszínén egy rétegben sókristályok rétege képződik.
- Kikapcsolod a hőfokot, és óvatosan beleöntöd az oldatot a csészédbe.
- Óvatosan merítsd a zsinórok csomós végét az oldatba, és rendezd el a zsinórokat egyenletesen úgy, hogy a végük a csésze pereme fölött és körül lógjon. Mit gondolsz, milyen célt szolgálnak majd a zsinórok? Észrevetted, hogy a zsinórok kezdik felszívni a sós vizes oldatot?
- Hagyd az edényt olyan helyen, ahol nem zavarják meg.
- Várj, és időnként ellenőrizd a kristályaidat. Mit látsz, mi történik egy óra elteltével? Egy nap után? Két nap után?
- Extra: Ha a sóoldat elpárolgott annyira, hogy már nem fedi a zsinórok csomóját, megismételheted a fenti lépéseket, és készíthetsz egy új adag sóoldatot, amit hozzáadhatsz. Mi történik a következő egy-két nap során?
- Extra: Ismételjük meg a tevékenységet, de ezúttal különböző hosszúságú zsinórokat használjunk, különböző tárgyak fölé lógva – különböző szögben. Hogyan változik ezáltal a sószálak növekedése?
- Extra: Próbáljátok meg különböző színűvé tenni a kristályaitokat ételfesték hozzáadásával. Készíts egy első adag sóoldatot egy színnel. Várd meg, amíg a kristályok megnőnek és az oldat elpárolog. Most készíts egy második adagot egy másik színnel. Adja ezt ugyanabba a tartályba anélkül, hogy a zsinórokat eltávolítaná. Mi történik, ahogy ez a második szín elpárolog és kristályokat képez?
Megfigyelések és eredmények
Ha sót adunk vízhez, a kristályok feloldódnak, és a só oldatba megy. De nem tudsz végtelen mennyiségű sót feloldani egy meghatározott mennyiségű vízben. Amikor annyi só oldódott fel egy oldatban, amennyi csak lehetséges, az oldat “telített.”
Ez a telítési pont különböző hőmérsékleteken eltérő; minél magasabb a hőmérséklet, annál több só tartható az oldatban. Amikor egy adag sós vizet forralunk, a sót és a vizet rendkívül magas hőmérsékletre főzzük, így a felesleges só az oldatban marad. Amikor azonban a sós víz hűlni kezd, több só marad az oldatban, mint amennyi normál esetben lehetséges. Az oldat tehát “túltelített” sóval.
A túltelítettség instabil állapot, és a sómolekulák elkezdenek visszakristályosodni szilárd anyaggá. Ez egy “kristályosodási magképződés” helyén kezdődik – például a húr fuzáriumának végén. Bármilyen jellegű keverés vagy lökdösődés is okozhatja, hogy a túltelített só elkezd kristályosodni.
Pár nap múlva látni fogod, hogy a húrjaid a kristályosodó sótól kövérebbek lettek. Ha folytattad a sóoldat hozzáadását, amikor az a csomó alatt elpárolgott, akkor hosszú sókristály cseppköveket kell növesztened.
Még több felfedeznivaló
Mi a kristály? From Science Kids at Home
Crystal Creations, from Exploratorium
How to Make Rock Candy, from WikiHow
Quick Crystal Cup, from Home Science Tools
This activity brought to you in partnership with Exploratorium