Większość ludzi zajmujących sie chemią zaczynała od prostych doświadczeń, takich jak np. hodowla kryształówsoli łatwo rozpuszczalnych w wodzie (np. siarczan miedzi (II)). Takie kryształy, choć często efektowne bywają niezbyt trwałe. Każdy z nas też pewnie wie, że bardzo trudno jest otrzymać pokaźnej wielkości kryształy soli nierozpuszczalnych lub trudno rozpuszczalnychw wodzie (np.CaCO₃) ponieważ od razu tworzą osady-które często nie wyglądają atrakcyjnie dla "młodego chemika". Tym artykułem chciałbym zachęcić do hodowli kryształów tych właśnie trudno rozpuszczalnychw wodzie soli. Do tego celu użyjemy techniki zwanej "krystalizacją w ośrodku żelowym" która umożliwi nam nie tylko hodowle kryształów soli ale także kryształów metali!

Wykonanie doświadczenia

Kryształy CaCO₃, CaF₂, BaSO₄, CaSO₄

Sprzęt

• U-rurka

Odczynniki:

• Szkło wodne Na2SiO3
• Kwas octowy 6-10% (ocet) CH₃COOH
• Chlorek wapnia CaCl₂
• Węglan sodu Na₂CO₃

Rozcieńczamy szkło wodne wodą destylowaną, i mieszamy rózne objętości rozcieńczonego szkła wodnego z roztworem kwasu octowego [nadmiar szkła wodnego] po czym wlać to do U-rurki. Na drugi dzień żel sie zestali. Zamiast silikażelu (który powstaje w tej reakcji) możemy użyć agar bądź żelatynę - ale wtedy kryształy tworzą sie dłużej i często powstają ze skazami. Robimy stężone, wodne roztwory obydwu soli (Na₂CO₃,CaCl₂), jeden roztwór wlewamy do jednego ramienia a drugi do drugiego ramienia U-rurki (równe objętości). Po pewnym czasie, na dnie naczynia utwożą sie przeźroczyste kryształy kalcytu, które mogą osiągnąć naprade pokaźne rozmiary (należy uzupełniać ramiona u-rurki roztworami soli).

Podobnie wygląda otrzymywanie: fluorku wapnia CaF₂ (fluorytu) używając roztworów fluorku sodu NaF oraz chlorku wapnia CaCl₂; siarczanu baru (barytu) BaSO₄ używając roztworów chlorku baru BaCl₂ oraz siarczanu sodu; siarczanu wapnia (gipsu) używając roztworów chlorku wapnia CaCl₂ oraz siarczanu sodu.

Kryształy metali Pb, Ag, Cu

Kryształy Pb

Sprzęt

• Duża probówka
• Drut żelazny

Odczynniki

• Szkło wodne Na₂SiO₃
• Octan ołowiu (II) Pb(CH₃COO)₂
• Kwas octowy 6-10% CH₃COOH

Do dużej probówki nalać 15 cm³ rozcieńczonego szkła wodnego, 15 cm³ 6% kwasu octowego i 1 cm³ roztworu octanu ołowiu o stężeniu około 1 mol/l. Następnego dnia do żelu wsadzić (1 cm) oczyszczony i odtłuszczony drut żelazny.

Pb²⁺ + Fe -> Pb + Fe²⁺

Kryształy Ag

Sprzęt

• Zlewka 50ml
• Blaszka miedziana

Odczynniki

• Szkło wodne Na₂SiO₃
• Kwas octowy 6-10% CH₃COOH
• Azotan (V) srebra (I) AgNO₃

Na dnie zlewki położyć oczyszczoną i odtłuszczoną blaszkę miedzianą, utworzyć w zlewce roztwór żelujący (jak wyżej), po zestaleniu się żelu nalać na powierzchnię 1 cm warstwę 0,1 molowego roztworu azotanu srebra.

2 Ag⁺ + Cu -> 2 Ag + Cu²⁺

Kryształy Cu

Sprzęt

• Duża probówka

Odczynniki

• szkło wodne Na₂SiO₃
• siarczan miedzi CuSO₄

Do probówki wlać rozcieńczony roztwór szkła wodnego (15 cm³), rozpuścić w nim 0,2 g krystalicznego siarczanu miedzi, dolać do probówki 15 cm³ 6% kwasu octowego, po zestaleniu się żelu, nalać na żel kilka cm warstwę 1% roztworu hydroksyloaminy.

Cu²⁺ + 2 NH₂OH = Cu + N₂ + 2 H₃O⁺

Bezpieczeństwo

Doświadczenia są w miarę bezpieczne. Część substancji w nich używanych jest trująca więc należy się z nimi odpowiednio obchodzić.

Artykuł napisał:
Uodygin

Źródła:

• A.F. Wells: Strukturalna chemia nieorganiczna. WNT, Warszawa1993