Из всех химических соединений, которые применяют в каждом хозяйстве, наверно, наиболее популярным является вещество — медный купорос. Фактически – это кристаллогидрат сульфата меди или сернокислой меди. Медный купорос ядовит для человека и животных, однако не теряет своей популярности в промышленной и сельскохозяйственной отраслях. В этой статье мы рассмотрим, что такое медный купорос, применение его в различных целях, а также как сделать медный купорос дома. Состав медного купороса представлен 5-водным сульфатом 2-валентной меди CuSO4х5H2O. Это гигроскопичный кристаллический порошок голубого или синего оттенка. Продается он расфасованный по 50-100 г в пакетах или флаконах.
Что понадобится
Приобрести медный купорос можно в любом садово-хозяйственном магазине. Он продается пачками по 100 грамм. Голубой цвет хозяйственного купороса говорит о невысокой степени очистки. Кристаллы из него получаются светлее.
Сульфат меди можно приобрести и в специализированных лабораториях. Из такого купороса вырастет темно-синий кристалл, похожий на драгоценный камень.
Емкость для рабочего раствора
Посуду используют стеклянную, так как другие материалы вступают в химическую реакцию с раствором. Отлично подойдет поллитровая банка с широким горлышком. После опыта категорически запрещается использовать ее в пищевых целях.
Основа для кристаллизации
В качестве основы применяют тонкую шерстяную нитку синего или черного цвета. Взрослый кристалл полупрозрачен, и основа не должна испортить результат. Альтернативой может быть тонкая медная проволока, предварительно зачищенная наждачной бумагой.
Если в опыте вы используете медный купорос из хозяйственного магазина, воду нужно будет прокипятить. Для эксперимента с очищенным купоросом используют дистиллированную воду.
Купорос токсичен, и работать без перчаток с ним нельзя. На детей младшего школьного возраста желательно надеть медицинскую маску.
Карандаш или палочка для закрепления основы
На ней вы подвесите нитку, на которой будет расти кристалл.
Прозрачный лак для ногтей
Чтобы сохранить кристалл
Одноразовая пластиковая ложка
Важно! Работа проводится только под наблюдением взрослых. По окончании процесса руки необходимо тщательно вымыть под проточной водой. Нельзя пробовать кристалл или порошок на вкус. В случае попадания медного купороса в глаза их нужно промыть большим количеством воды.
Применение в гальванопластике.
Медь является наиболее востребованным металлом в гальванотехнике. Как известно покрытие из меди является мягким, достаточно пластичным, а также отлично паяется. Отметим еще, что медь отлично проводит электричество. Однако, несмотря на такие качества, как окончательное покрытие медь применяют крайне редко, поскольку она быстро окисляется под действием кислорода воздуха и тускнеет. Великолепные выравнивающие и кроющие качества меди сделали ее идеальным вариантом для применения в качестве подложки до нанесения других металлов. Кроме этого, вследствие повышенной мягкости и пластичности, медь легко отполировать до яркого блеска, что дает возможность получить на ней такой же яркий и блестящий слой любого другого металла. Медь может заполнить остроугольные углубления и сгладить ненужные шероховатости поверхности, следовательно, основной металл будет нанесен идеально гладким и равномерным слоем.
Как сделать кристалл: этапы работы
Рабочий раствор высокой концентрации
В воду, нагретую примерно до 80 градусов, по ложке добавляем медный купорос. Жидкость приходится постоянно помешивать, чтобы порошок полностью растворился. Важно поддерживать постоянную температуру воды, в этом может помочь водяная или песчаная баня. Если сульфат меди перестал растворяться и оседает на дне, значит, раствор готов. В среднем на 300 мл воды уйдет 200 грамм вещества.
Переставляем емкость с горячим раствором на охлаждающую поверхность и ждем, пока жидкость остынет до комнатной температуры. Это нужно, чтобы началось выпадение мелких кристалликов. Процедив раствор через марлю, рассмотрим кристаллики и выберем самый крупный и правильный по форме. Его мы используем в дальнейшем как затравку.
Среда для выращивания кристалла
Сцеженный раствор повторно нагреваем на водяной бане, вновь доводя его до перенасыщенного состояния. Если получаемый в результате осадок не растворился, повторим очистку. Привяжем затравку и поместим в банку так, чтобы нитка была расположена вертикально, не задевая дно и стенки емкости.Для этого привязываем нитку к карандашу, а сам карандаш фиксируем на горлышке, например, пластилином. Здесь вы найдете подробную инструкцию и научное описание этого эксперимента.
Извлечение золота из бедных руд
Вследствие непрекращающегося роста объемов добычи золота за последние несколько десятилетий, образовалось колоссальное количество отходов. Такие отходы представляют собой отвалы и хвостохранилища. Как известно, в них также находится определенное количество ценных минералов, относимых к категории неизбежных потерь, которые возникают по причине несовершенства техники и технологий. На сегодняшний день довольно популярной является технология процесса агломерационной флокуляции. Таким образом, отходы начинают приносить доходы. Реагенты для гидрофобизации включают в себя такие вещества:
- кристаллический медный купорос
- ксантоген
- каптакс.
Количество каждого из этих веществ подбирается на основании состава сырья. Расход составляет от 40 до 100 грамм медного купороса на тонну сырья. При количестве 0,3 г/т в техногенном сырье, после обработки медным купоросом концентрация составляет 7г/т. А с таким составом уже можно работать по традиционной технологической схеме и извлекать дополнительные объемы золота.
Опыт с медным купоросом и железным гвоздем
Все очень просто – в раствор купороса опускаете чистый (имеется ввиду без ржавчины и масла) железный гвоздь и ждете. Химическая реакция пройдет сама, без вашего дальнейшего участия. Первые результаты будут видны уже через несколько минут. Ну а самым терпеливым советую «забыть» про происходящее на пару недель. Будет очень интересно.
Подробнее читайте вот в этой статье.
Инструкция по выращиванию кристалла
Существует две технологии выращивания кристаллов из медного купороса.
- Если вы не хотите долго ждать, то можете воспользоваться быстрым способом. По времени это займёт около недели, а в результате вы получите множество небольших кристаллов, закреплённых один на другом, будто колония ракушек-мидий.
- Второй метод более продолжительный. Он поможет вам вырастить крупный цельный кристалл, похожий на драгоценный камень.
Но оба они основаны на работе с насыщенным раствором вещества.
Обратите внимание! Чем выше температура воды, тем быстрее в ней растворяется медный купорос. Но при достижении жидкостью +80С° последующее нагревание никак не влияет на растворимость солей.
Быстрый способ
- Возьмите стакан или банку объёмом 500 мл, добавьте 200 г сульфата меди и залейте их 300 мл воды. Поставьте ёмкость на песчаную баню и начинайте разогревать, постоянно помешивая. Кристаллы медного купороса должны полностью раствориться.
Тщательно растворите медный купорос в тёплой воде - Уберите посуду с песчаной бани, поставьте на плоскость с прохладной поверхностью, например, керамическую плитку. Раствор должен немного остыть. Теперь в него нужно поместить затравку. Ею послужит кристаллик сульфата меди, который нужно выбрать предварительно — самый крупный и ровный.
Поместите затравку в раствор - Проследите, чтобы затравка не соприкасалась с внутренними поверхностями стакана.
Даже если кристаллик растворится, не переживайте, — это не имеет значения. Охлаждаясь, насыщенный раствор отдаёт соли, которые оседают на нитке. Самое большое количество купороса сосредоточится на дне посуды, поскольку именно в этом месте стакан контактирует с прохладной поверхностью.Насыщенный раствор купороса начнёт образовывать кристаллы на поверхностях
- Извлеките нитку с образовавшимися кристаллами из ёмкости с раствором. Повторите процедуру: поставьте стакан на баню из песка и подогрейте так, чтобы осадок растворился. Отключите нагрев. Не снимая посуды с бани, накройте её подходящей по диаметру крышкой (например, чашкой петри) и дайте раствору немного остыть.
Нить с первыми кристаллами - Поместите нитку с кристаллами в раствор, закрепите её так, чтобы она не соприкасалась с дном и стенками.
Накройте ёмкость и оставьте на ночь. Утром вы обнаружите в стакане большую гроздь прекрасных кристаллов необычной формы.Такой кристалл у вас может получиться через сутки
- Вы можете попробовать придать скоплению кристаллов определённую форму. Для этого нужно вместо нити использовать проволоку . Согните её в виде квадрата, круга, сердечка или звезды. Проволока станет прочным устойчивым каркасом для будущего фигурного кристалла. Если при этом вам понадобится ограничить рост некоторых граней, смажьте их вазелином или жиром.
Выращивая кристаллы сульфата меди быстрым способом, вы можете не беспокоиться о затравке: можно и вовсе обойтись без неё. Осадок легко закрепится на нитке.
Второй способ
В этом случае вы сможете вырастить крупный кристалл сульфата меди, однако это займёт гораздо больше времени. Кроме того, в отличие от первого способа, выбор затравки принципиально важен. К тому же вам придётся следить, чтобы к ней не прилипали мелкие кристаллики.
Чем крупнее и ровнее будет выбранный из общей массы кристаллик медного купороса, тем красивее получится конечное изделие.
Вам понадобятся 200 г тёплой воды и около 110 г медного купороса.
Инструкция по изготовлению:
- смешайте купорос и воду в подходящей посуде (стакане или банке), оставьте на сутки. Периодически помешивайте: активное вещество должно полностью раствориться. После этого отфильтруйте раствор через вату или специальную фильтровальную бумагу. Оставшийся на поверхности фильтра осадок можно высушить и использовать снова при необходимости;
- полученный раствор залейте в чистую ёмкость;
- выберите кристаллик для затравки, привяжите его к нити (волосу). Второй конец нитки закрепите на палочке, положите её горизонтально на ёмкость. Затравка должна опуститься в раствор в строго вертикальном положении. Посуду накройте кусочком ткани, чтобы внутрь не попадала пыль;
Обязательно накройте ёмкость с раствором и затравкой кусочком ткани
Во время работы вы можете столкнуться с некоторыми трудностями. Их несложно преодолеть, придерживаясь простых правил.
При воздействии воздуха кристалл медного купороса теряет часть влаги, выветривается и со временем разрушается. Чтобы избежать этого, храните его в плотно закрытой ёмкости в прохладном месте. Специалисты советуют покрывать его бесцветным лаком, — это создаст надёжную защитную плёнку.
Опыты с яйцом
Денатурация (разрушение) белка
Берем сырое яйцо и отделяем белок от желтка. Белок помещаем в стакан, добавляем немного воды,перемешиваем и делим на две части, то есть на два эксперимента. К первой части приливаем немного медного купороса. После перемешивания получаем вот такую невразумительную массу:
Биуретовая реакция
Ко второй части белка добавляем немного гидроксида натрия, а потом – несколько капель купороса. Получаем ярко-фиолетовую окраску раствора.
Подробно об этих реакциях можно прочитать вот здесь.
Подготовительные мероприятия
Медный купорос можно приобрести практически в любом хозяйственном магазине. Он активно применяется в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями. Однако не следует забывать о том, что это вещество является токсичным. При работе с медным купоросом в домашних условиях обязательно используйте резиновые перчатки и не допускайте его попадания в пищевод и на слизистые оболочки. По окончании работ тщательно мойте руки в проточной воде.
Из медного купороса можно вырастить настоящее чудо, однако в процесе изготовления не забывайте о технике безопасности
Для того чтобы сделать кристалл, вам понадобятся:
- вода — если есть возможность, используйте дистиллированную или в крайнем случае кипячёную. Сырая вода из-под крана категорически не подходит из-за содержания в ней хлоридов, которые вступят в реакцию с раствором и ухудшат его качество ;
- медный купорос;
- стакан;
- проволока;
- нить из шерсти — проследите, чтобы она была тонкой. Можно использовать длинный волос. Кристаллы сульфата меди прозрачны, и нитка не должна просматриваться сквозь них.
Помещая затравку в ёмкость с раствором, следите, чтобы она не соприкасалась со стенками или дном сосуда. Это может нарушить процесс роста кристалла и его структуру.
Фотогалерея: варианты кристаллов, выращенных своими руками
Можно вырастить один крупный кристалл Экспериментируя с температурой и другимим параметрами, можно добиться разной формы и размеров Иногда получается много мелких кристалло С подсветкой кристалл выглядит особенно эффектно Кристаллы вытянутой формы хорошо использовать в составе композиций
Гигиенические требования
Прежде всего, стоит позаботиться о необходимой стерильности, в которой должен проходить опыт. В идеале волосы химика-любителя должны быть покрыты головным убором, а на руки лучше всего надеть резиновые перчатки. Медный купорос, если обращаться с ним аккуратно и разумно, не представляет никакой опасности для организма человека.
Все вышеизложенные меры предосторожности нужны в первую очередь для того, чтобы защитить раствор от попадания в него пыли и мелких частичек посторонних материалов. Это является крайне нежелательным, так как на подобных, случайно попавших в жидкость песчинках могут начать расти другие кристаллы, что замедлит развитие основного камня.
Полезные советы
На скорость процесса кристаллизации напрямую влияет насыщенность раствора. Через пару суток можно вынимать из приготовленного раствора кристалл, менять раствор на более насыщенный вариант.
Выращивание кристаллов — это увлекательный процесс, позволяющий формировать у подрастающего поколения познавательный интерес к предметам естественнонаучного цикла.
Если процесс идет слишком медленно, можно рассчитывать на получение одного большого кристалла. При высокой скорости кристаллизации среди продуктов будет множество небольших кристалликов.
Идея для бизнеса: как выращивать кристаллы рубина, сапфира и других искусственных камней?
Изготовление камней может стать неплохой идеей для бизнеса. Кристаллы не являются драгоценными, поэтому соответстующей лицензии не понадобится.
Для массового выращивания искусственных кристаллов нужен специальный аппарат, с помощью которого можно изготовить прочные камни различных цветов. Аппарат Вернейля, названный в честь своего изобретателя, поможет в выращивании кристаллов рубина, сапфира, изумруда, топаза, бриллианта до 30 каратов за считанные часы. Чтобы вырастить кристаллы различных оттенков, необходимо подбирать вид и состав солей – это приходит с опытом. Полученные камни отличаются прозрачностью, красивыми переливами. Они хорошо поддаются шлифовке и огранке. Аппарат для выращивания кристаллов состоит из:
- воронки, в которую помещается порошок с примесью Al₂O₃ и Cr₂O₃;
- кислородно-водородной горелки;
- железной подставки, на которой растет кристалл.
Бизнес по изготовлению самоцветов, в том числе рубинов, весьма прибыльный. Почему? Для производства рубина в 30 карат понадобится всего 3 часа времени, 9 кВт электроэнергии, 0,2 г окиси хрома и 6 г оксида алюминия. В общей сложности затраты на один большой камень составят около 3$. За пару месяцев работы можно окупить стартовые затраты на аппарат (36 тыс. руб.) и емкости (4 тыс. руб). Арендовать помещение необязательно, ведь выращивать кристаллы возможно в домашних условиях.
Важно найти постоянных покупателей, определить для себя рынок сбыта. Продавать свою продукцию можно ювелирным компаниям, специализированным магазинам и частным заказчикам. Сколько единиц товара нужно производить в сутки, предприниматель рассчитает после наработки клиентской базы.
Источники
- https://MoyKamen.com/interesnoe/kak-vyrastit-kristall-iz-soli.html
- https://legkovmeste.ru/poleznye-sovety/kak-vyrastit-kristall-iz-mednogo-kuporosa-v-domashnix-usloviyax.html
- https://ogorod-u-doma.ru/interesnoe/kak-vyrashhivat-mednyj-kuporos-v-domashnih-usloviyah.html
- https://agroklassiksnab.ru/prorashhivanie/kak-vyrashhivat-mednyj-kuporos-v-domashnih-usloviyah
- https://moon-flower.ru/doma/kak-vyrashhivat-mednyj-kuporos-v-domashnih-usloviyah.html
- https://lachat.ru/handmade/kak-vyrastit-kristall-v-domashnih-usloviyah
- https://mining-prom.ru/cvetmet/med/primenenie-mednogo-kuporosa-/
Различные способы
Предлагаем вашему вниманию еще несколько мастер-классов. Кристаллы из медного купороса можно вырастить и несколько иным образом.
Второй способ заключается в том, чтобы поместить сосуд с «приманкой» в термоизоляционный контейнер или закутать банку в одеяло или другую теплую вещь. Так можно добиться более медленного остывания перенасыщенного раствора. Этот вариант более сложный, чем описанный ранее, но в результате его применения получаются камешки очень правильной формы. Следующий способ, как вырастить кристалл из медного купороса, самый легкий.
Не нужно изготавливать «приманку». В емкость с перенасыщенным раствором помещается нитка. В этом случае лучше всего выбрать ту, которая сделана из наиболее ворсистого материала. Конец ее привязывается к граненому карандашу, который кладется сверху банки на ее стенки. Кристалл будет образовываться на самой нитке.
В зависимости от температурных условий, опыт по выращиванию может продлиться от одной недели до нескольких месяцев.
Использование поваренной соли (NaCl) в домашних условиях
Желательно брать обычную каменную соль, которую можно купить в любом продовольственном магазине. С добавками (хлорид калия или йод) не подходит.
- поваренная соль — 0,2 г;
- дистиллированная вода;
- стеклянная ёмкость;
- фильтровальная бумага.
Поваренная соль одинаково хорошо растворяется в тёплой и холодной воде. Проблема с хлоридом натрия в том, что он образует множество мелких кристаллов. Очень сложно вырастить большой экземпляр, так как он состоит из мелких структур, которые легко разрушаются.
Однако они по-своему красивы благодаря уникальной форме каждого кристалла. К тому же их можно окрасить в различные цвета. Для этих целей подходит краска для принтеров или раствор из содержимого фломастеров.
Принцип выращивания такой же, как с медным купоросом.
Красивые и цветные кристаллы
Как вырастить красивый кристалл? Для этого необходимо использовать алюминиевые квасцы. Это вещество реализуется через аптеки и продается по низкой цене.
Квасцы (6 ст. л.) нужно смешать с 0,5 л вскипяченной воды до их максимального растворения. После этого смесь нужно оставить на несколько суток. В это время нельзя встряхивать банку или перемешивать раствор: жидкость должна находиться в покое.
Спустя неделю на дне банки образуются кристаллики. Нужно отобрать наиболее крупный, сделать в нем отверстие и подвесить на ниточке. Кристаллик помещают в процеженный раствор, а емкость накрывают плотной бумагой. Через 2 недели камень красивой формы вырастет в несколько раз. Он выглядит весьма привлекательно и имеет ровные грани.
Для изготовления цветных кристаллов можно использовать не только пищевые красители и медный купорос. Чтобы создать красный камень, понадобится вещество под названием гексацианоферрат III (красная кровяная соль). На 100 г порошка надо взять 170 мл воды температурой 95°С и перемешать компоненты.
Для изготовления единичного камня нужно взять кристаллик поваренной соли, повешенный на ниточке, и отправить его в раствор. Чтобы вырастить сад из кристаллов-рубинов, надо положить в емкость гранитный камень. Созревание красного кристалла занимает около месяца. Когда его верхушка покажется над поверхностью воды, камешек извлекают.
Чтобы получить волшебный цветной кристалл из сахара, соли или иных компонентов, можно воспользоваться цветным маникюрным лаком. Также в раствор добавляют красители для пасхальных яиц.
