Conceitos Chave
Cristais
Saturação
Evaporação
Introdução
Sabes que podes cultivar os teus próprios cristais em casa? Você pode – e é fácil! Os cristais têm um padrão geométrico definido e se tudo correr bem, os cristais que você cultiva serão bem definidos, com ângulos retos nítidos e faces lisas que variam em tamanho.
Fundo
O sal de mesa é feito de muitos cristais minúsculos. Quando você mistura estes cristais de sal com água, eles se dissolvem, perdendo a sua forma cristalina. Quando a água evapora, os cristais de sal voltam a formar-se. A ciência dos cristais, ou cristalografia, chama cristais com a forma destes “cristais cúbicos”. Esta forma é determinada pela forma como os átomos individuais em pacote de sal se juntam, tal como a forma de uma pilha de laranjas seria determinada pela forma como eles se empilham juntos. Os seus cristais de sal acabados devem ser impressionantemente bonitos. A chave para o crescimento destes incríveis cristais é a evaporação rápida – e algum fio.
Materiais
- Um quarto de chávena de sal de mesa
- Uma chávena de água
- Sobre um metro de fio de algodão
- Uma caçarola (Recrute a ajuda de um adulto ao trabalhar com objectos quentes e ao usar o fogão.)
- Colher para agitar uma solução quente
- Copo ou frasco pequeno (Deve ter lados de pelo menos cinco polegadas de altura e capaz de segurar água a ferver.)
- Coração de alimentos (opcional)
- Uma bandeja ou prato para segurar o copo
- Jornais ou toalha para colocar debaixo do objecto (opcional)
Preparação
- Cortar o cordel em pedaços de seis ou sete, cada um com cerca de cinco polegadas de comprimento, e amarrá-los juntos numa extremidade para que pareçam um ramo de corda.
- Coloque o copo ou frasco numa superfície segura, onde possa permanecer sem ser perturbado durante alguns dias. Use jornais ou uma toalha debaixo do recipiente para proteger a superfície, se necessário.
Procedimento
- Para preparar a solução de sal, leve a água a ferver na panela.
- Adicionar cerca de um quarto do sal (opcional: um par de gotas de corante alimentar). Misture com uma colher para ajudar a dissolver. O que acontece com a aparência da água fervente?
- Continuar a adicionar e misturar no sal até que não se dissolva mais na água. Quanto sal foi capaz de adicionar antes de deixar de se dissolver? Agora você deve ter uma solução “supersaturada”. Como é que a solução se parece agora? Poderá notar uma película de cristais de sal a formar-se numa camada na superfície da sua solução.
- Desligue o calor e despeje cuidadosamente a solução no seu copo.
- Cuidadosamente submerja a extremidade do nó das suas cordas na solução e disponha as cordas uniformemente de modo a que as extremidades fiquem penduradas sobre e à volta da borda do seu copo. Qual o propósito que você acha que as cordas servirão? Você notou que as cordas começam a absorver a solução de água salgada?
- Deixe o recipiente num lugar onde não seja perturbado.
- Espere e, ocasionalmente, verifique os seus cristais. O que você vê acontecendo depois de uma hora? Um dia? Dois dias?
- Extra: Quando a solução salina evaporar o suficiente para não cobrir mais o nó das cordas, você pode repetir os passos acima e fazer um novo lote de solução salina para adicionar. O que acontece no decorrer do dia seguinte ou dois?
- Extra: Repita a actividade, mas desta vez use diferentes comprimentos de cordas, penduradas sobre diferentes objectos – em ângulos diferentes. Como isso muda a forma como as suas cordas de sal crescem?
- Extra: Tente fazer os seus cristais com cores diferentes, adicionando corantes alimentares. Faça um primeiro lote de solução de sal com uma cor. Espere até que os cristais cresçam e a solução se tenha evaporado. Agora faça um segundo lote com uma cor diferente. Adicione isto ao mesmo recipiente sem remover as cordas. O que acontece quando esta segunda cor evapora e forma os cristais?
Observações e resultados
Quando se adiciona sal à água, os cristais dissolvem-se e o sal vai para a solução. Mas não se pode dissolver uma quantidade infinita de sal em um volume fixo de água. Quando se dissolve tanto sal numa solução quanto possível, a solução é “saturada”
Este ponto de saturação é diferente a diferentes temperaturas; quanto maior for a temperatura, mais sal pode ser retido na solução. Quando você ferve um lote de água salgada, você cozinha o sal e a água a uma temperatura extremamente alta, assim o excesso de sal permanece na solução. Mas quando a água salgada começa a arrefecer, há mais sal na solução do que é normalmente possível. A solução é portanto “supersaturada” com sal.
Supersaturação é um estado instável, e as moléculas de sal começarão a cristalizar de volta para um sólido. Isto começa em um local de “nucleação da cristalização” – como a ponta felpuda da cadeia. Agitar ou sacudir de qualquer tipo também pode fazer com que o sal supersaturado comece a cristalizar.
Em alguns dias você deve ser capaz de ver que suas cordas engordaram mais com o sal cristalizado. Se você continuar adicionando solução de sal quando ele se evaporar abaixo do nó, você deverá ser capaz de desenvolver longas estalactites de cristal de sal.
Mais para explorar
O que são cristais? From Science Kids at Home
Crystal Creations, from Exploratorium
Como fazer doces de pedra, from WikiHow
Quick Crystal Cup, from Home Science Tools
Esta actividade trazida até si em parceria com Exploratorium