Кристали Krugosvet енциклопедия
При охлаждане разтворът вещество частици (молекули, йони), които не могат да бъдат в разтворено състояние, се придържат заедно, образувайки малки кристали-ембриони. Ембрионите допринасят за образуването на примеси в разтвора, като например прах, минута нередности в контейнер стени (химици понякога специално втрива със стъклена пръчка на вътрешните стени на стъклото, за да помогнат кристализация агент). Ако разтворът се охлажда бавно, малко ембриони формира, а събира постепенно от всички страни, те се превръщат в красиви кристали с правилна форма. При бързото охлаждане произвежда много ядра, където частиците от разтвор ще бъдат "рушат" на повърхността на отглеждане кристали като грах разкъсани от торбата; Разбира се, подходящите кристали по този начин няма да работи, тъй като частиците в разтвора, просто не могат да имат време да се "да" на повърхността на кристала да се сложи го поставите. В допълнение, много бързо растящи кристали също влияят взаимно, няколко паркет, работещи в една и съща стая. Външни твърди частици в разтвора могат също да играят роля на активни центрове, така че по-чист разтвор, толкова по-вероятно, че зародиши е малко.
След охлаждане, наситен при 90 ° С стипца разтвор до стайна температура, вече получи в седимент 190 г, защото при 20 ° С в 100 г вода се разтваря 10 г стипца само. Ще го с един голям кристал правилна форма с тегло 190 гр? За съжаление, дори в малко вероятно е много чист разтвор да започне да расте единичен кристал: маса от кристали могат да образуват върху повърхността на охлаждащия разтвор, при който температурата е малко по-ниска, отколкото в по-голямата част, както и по стените и дъното на съда.
Методът на отглеждане кристали чрез постепенно охлаждане на наситен разтвор не може да се прилага за вещества, чиято разтворимост зависи малко от температурата. Такива вещества включват, например, хлориди на натрий и алуминиев, калциев ацетат.
Друг метод за получаване на кристали - постепенно отстраняване на водата от наситения разтвор. по този начин "излишък" вещество кристализира. В този случай, толкова по-бавно водата се изпарява, по-добре на кристалите.
Трети метод - отглеждане кристали от разтопен материал по време на бавно охлаждане течност. Чрез използването на всички възможни начини най-добри резултати се получават, когато се използва грунд - малък кристал на правилна форма, която се поставя в разтвор или стопилка. По този начин, например на рубин кристали. Отглеждане на камъни кристали прекарват много бавно, понякога в продължение на години. Ако, обаче, се ускори кристализацията, вместо единичен кристал, получен по-малко тегло.
Кристалите могат също да растат при кондензиране на парите - така получените снежинки и модели на студеното стъкло. Когато също се образуват изместване на метали от разтвори на техните соли с повече активни метални кристали. Например, когато меден сулфат разтвор е по-ниска желязо ноктите, тя е покрита с червен меден слой. Но образувани медни кристали са толкова малки, че те могат да се видят само под микроскоп. Медта на повърхността на нокътя се отделя много бързо и поради това, че е твърде малки кристали. Но ако процесът е бавен и кристалите ще получите повече. За тази Bluestone е необходимо да се напълни с дебел слой сол, поставена върху него кръг от филтърна хартия, и отгоре - желязна плоча с диаметър малко по-малък. Остава да се излива в съда с наситен разтвор на натриев хлорид. Меден сулфат бавно ще се разтвори в солев разтвор (разтворимост в него е по-малко, отколкото в чиста вода). Медните йони (под формата на сложни аниони CuCl4 2- зелен) са много бавно в продължение на много дни, за да дифундира нагоре; процесът може да се наблюдава от движението на боядисани граница.
Постигането на желязо плоча, медни йони се редуцират до неутрални атоми. Обаче, тъй като този процес е много бавно, медните атоми са подредени в приятни блестящи кристали от метална мед. Понякога тези кристали образуват разклонение - дендрити. Чрез вариране на експерименталните условия (температура, кристален размер сулфат, соли на дебелина на слоя, и т.н.) могат да се променят условията на кристализация на мед.
Преохлажда решения.
Понякога наситен разтвор при охлаждане не кристализира. Този разтвор, който съдържа определено количество разтворител голяма разтвореното вещество от "следва" при дадена температура, наречен свръхнаситен разтвор. На свръхнаситен разтвор не може да се получи дори много дълго смесване с кристали разтворител, може да се образува само чрез охлаждане горещ наситен разтвор. Ето защо, такива решения се наричат също преохлажда. Те нещо пречи начало на кристализация, например разтвор твърде вискозен за кристален растеж или изискват големи ембриони, които в разтвор не.
Лесно преохлажда разтвори на натриев тиосулфат Na2 S2 О3. 5H2 О. Ако е леко нагряват кристали от този материал до приблизително 56 ° С, те са "разтопи." В действителност не се топи и разтваряне на натриев тиосулфат в "собствен" вода от кристализация. С повишаване на температурата на разтворимостта на натриев тиосулфат, и повечето други вещества се увеличава, и при 56 ° С на неговата кристализация вода е достатъчно, за да се разтворят всички налични сол. Сега, ако внимателно, като се избягват резки тласъци, да се охлади съдът, кристалите не представляват и веществото ще остане течност. Но ако в преохлажда разтвор е готов да направи ембрион - малък кристал на едно и също вещество, бързото кристализацията започва. Интересното е, че причинява само един кристал на веществото и на чужд разтвор може да бъде напълно безразличен. Ето защо, ако тъч малък кристал на тиосулфат до повърхността, ще представи чудо серия от втвърдяване пред кристал, който бързо се достига до дъното на съда. Така след няколко секунди, течността се "втвърди". Корабът може дори да обърне - защото той няма да превеждам една капка! Твърди тиосулфат може да се стопяват повторно в горещата вода и повторете всичко отначало.
Ако преохлажда разтвор тръба тиосулфат поставя в ледена вода, кристалите ще растат по-бавно, и се бъде по-голям. Кристализация на свръхнаситен разтвор се придружава от загряване - тя изпъква топлинната енергия, получена в неговата кристална топене хидрат.
Натриев тиосулфат - не само вещество образуване на преохлажда разтвор, който може да доведе до бърза кристализация. Освен това той притежава за, например, и натриев ацетат, СН3 COONa (това е лесно да се получи действието на оцетна киселина на сода). Тъй като натриев ацетат опитни преподаватели проявяват "Чудо": малка купчина на чиния ацетат се излива бавно в свръхнаситен разтвор на сол, която е в контакт с кристалите веднага кристализира, образувайки колона на твърда сол!
Кристалите са широко използвани в областта на науката и техниката: полупроводници, призми и лещи за оптични инструменти, твърдотелен лазер, piezoelectrics, ferroelectrics и електро-оптичен кристали, и феромагнитни ферити, метали, висока чистота единични кристали.
Рентгенови дифракционни изследвания на кристали могат да установи структурата на много молекули, включително биологично активен - протеини, нуклеинови киселини.
Faceted кристали камъни, включително изкуствено отглеждани, използван като декорация.
Bunn, C. кристали. Тяхната роля в природата и науката. М. "Мир", 1970
Kitaygorodsky AI Поръчка и разстройство в света на атомите. М. "Наука" 1977
Shaskol'skaya ML Подробности относно свойствата на кристали. М. "Наука" 1978
Shaskol'skaya ML Кристали. М. "Наука" 1978
Hargittai I. Hargittai М. Symmetry очи химик. М. "Мир" 1989