Как вырастить кристалл. Что лучше кристаллы или мука
Сахар - FOUNDATION
2. Сахар
Сахар известен также под названием сахароза – это водорастворимое вещество, которое получается из обработки сахарного тростника, сахарной свеклы и сорго. Он также является большой частью кленового сиропа. Хотя сахар в основном происходит из тростника и свеклы, он также может быть в других формах, например, дектрозы (кукурузный и виноградный сироп), фруктозы (левулоза), мальтозы (мальтозный сахар) и лактозы (молочный сахар).
Сахар не только делает изделия слаще, но он также сохраняет еду, карамелизирует поверхность приготовленных и испеченных продуктов, уменьшает коагуляцию в яичных смесях и делает тесто стабильным, пластичным. Но избыток сахара делает тесто расплывчатым и липким. В присутствии сахара (песка) уменьшается способность белков муки к набуханию. Количество сахара в тесте может колебаться от 3% до 35% массы муки. Тесто с небольшим количеством жира и большим количеством сахара приобретает твердость и стекловидность.
2.1. Белый сахар.
Белый сахар, или сахароза, высоко очищен с помощью фосфорной кислоты или других фильтрующих агентов, обесцвечен, чтобы получить белые кристаллы или гранулы.
Обычный сахар (regular sugar) | Гранулированный сахар, который предназначен для домашнего использования. |
Фруктовый сахар(fruit sugar) | Используется в смесях, таких как десерты на желатине и пудинги. Является чуть мельче обычного сахара. Этот сахар имеет одинаковые кристаллические размеры, которые предотвращают разделение и не позволяют маленьким кристаллам оседать на дно смеси. Не предназначен для домашнего использования. |
Специальный пекарский сахар(bakers special) | Мельче по размеру, чем фруктовый сахар. Нужен для покрытия пончиков, печений, а также тортов, чтобы обеспечить хрустящую текстуру. Не предназначен для домашнего использования |
Сверхмелкий сахар(superfine, ultrafine or bar sugar) | Самый мелкий гранулированный сахар, который быстро растворяется. Используется для тортов, меренг, а также для фруктов и ледяных напитков. |
Сахарная пудра( congectioner’s or powdered sugar) | Перемолотый обычный сахар в пудру, просеянный и смешанный с 3% крахмала, чтобы предотвратить образование комков. 10Х – обычно называется powdered sugar - сахар в порошке, а 12Х – icing sugar – сахар для айсинга (самая мелкая сахарная пудра). Обычно в магазинах продается 10Х. Часто используется для глазурей, конфет, подслащения кремов. |
Кристаллический сахар(coarse or crystal sugar) | Кристаллы больше, чем у обычного сахара. Этот сахар обычно образуется из сахарного ликера. Он не меняет цвет и не может быть инвертирован (процесс перехода сахарозы в глюкозу и фруктозу) при высоких температурах. Он используется как подсластитель для фонданов, конфет, ликеров. Также используется для украшений печений и других испеченных изделий. |
Сахар для глазирования(glazing sugar) | 12Х сахар, смешанный с мальтодекстрином для стабилизации и впитывании влаги. |
Песочный сахар(sanding sugar) | Используется в коммерческих пекарнях, для посыпки на выпечку и конфет. Большие кристаллы отражают красиво свет и придают мерцающую поверхность. |
Сахар-рафинад (cube sugar) | Обычный сахар, который был намочен и прессован в формы и нарезать на специфические формы, обычно, в виде куба. |
2.2. Коричневый сахар
Коричневый сахар – это гранулированный белый сахар, который соединен с мелассой (патокой), для достижения, богатого вкуса и легкой текстуры. Чаще продается как светлый и темный. Светлый коричневый сахар имеет более деликатный вкус.
Коричневый сахар (светлый и темный) (brown sugar) | Так как он содержит больше влаги, чем обычный гранулированный, то коричневый сахар склонен образовать комки и твердеть на воздухе. Темный коричневый сахар имеет более темный цвет и сильный вкус патоки, чем светлый варианты. Богатый вкус темного коричневого сахара используется в имбирных печеньях, сливовых пудингах, в соусах с сильным вкусом. Светлый сахар используется в выпечке и изготовлении ирисок, конфет и глазирования. |
Мусковадо или барбадоский сахар (Muskovado) | Это нерафинированный тростниковый сахар с сильным ароматом. Также известен, как влажный сахар. Хотя имеет сильный запах патоки, но не является результатом добавления патоки. Это естественный продукт переработки сахара. Темный мусковадо содержит 13% патоки и обладает очень насыщенным вкусом и ароматом. Светлый мусковадо содержит 6% патоки, более светлого цвета и мягче на вкус. |
Сыпучий коричневый сахар или суканат (free-flowingbrown sugar, Sucanat). Sucanat (SUgar CAne NATural). | Содержит 13% патоки. поверхности. Несмотря на содержание патоки, сходное с содержанием в сахаре муководоЭтот сахар медленно перемешивают при сушке, поэтому он больше формирует гранулы, чем кристаллы. Этот сахар не образует комков и может рассыпаться, как обычный сахар. |
Турбинадо (Turbinado) | Менее рафинированный тип гранулированного сахара, с меньшим содержанием патоки в кристаллах и на поверхности. Имеет светло-коричневый цвет и нежный аромат патоки. Это частично рафинированный сахар. В начале сахар-сырец очищают на пару, потом его промывают и центрифугируют, чтобы убрать патоку, пока он не успел закристаллизоваться и подсохнуть. Турбинадо содержит 2% патоки. Название произошло от использования центрифуги или турбины. |
Демерара (Demerara) | Этот вид тростникового сахара имеет крупные золотистые кристаллы. Это разновидность сахара турбинадо. Часто используется для добавления в кофе. Так как имеет крупные кристаллы, то используется для украшения. |
В Древней Индии сахар добывают из соцветий сахарной или финиковой пальмы. Посредством выпаривания из него получают сладкое вещество бурого цвета. Пальмовый сахар получил название «джаггери» («ягре», «ягери»). Джаггери на вкус подобен тягучему густому меду или карамели. Изделия из джаггери приобретают тонкий сладковатый вкус. Пальмовый сахар содержит много минералов: калий, цинк, фосфор и кальций. В нем содержится глюкоза, пектин и ряд витаминов.Часто пальмовый сахар добавляют к кисло-сладкому соусу или соусу карри.
Функции сахаров
Как и другие важные ингредиенты в выпечке, подсластители обладают множеством функций. Некоторые свойства подсластителей связаны с гидроскопическими свойствами – их способностью притягивать и задерживать воду.
Основные функции | |
Сладость | Все сахара и сиропы сладкие, но не в одинаковой мере. Фруктоза обычно слаще, чем сахароза. Другие обычные сахара являются менее сладкими. Хотя следующее сравнение является только приблизительным (относительная сила сладости зависит от концентрации, рН и др. факторов), она указывает на то, как замена одного сахара может изменить сладость конечного продукта. Фруктоза> сахароза > глюкоза > мальтоза > лактоза Клеверный мед > инвертный сахар> глюкозный сироп средней конвертации. |
Смягчение | Растворенный сахар препятствует образованию глютена, коагуляции белков и желатинизации крахмала. Другими словами, сахар замедляет образование структуры и смягчает ее. Чем больше сахар положить в тесто, тем мягче оно будет. Если положить слишком много сахара, то тесто плохо будет держать форму, не поднимется или поднимется, но тут же осядет при остывании. |
Сохраняет влажность и продливает срок годности | Гидроскопическая природа сахаров увеличивает мягкость и влажность в свежих изделиях. Также продливает срок годности, предотвращая продукты от высыхания. Фруктоза являет самым гидроскопичным сахаром, который обеспечивает больше влажности и более длительный срок хранения, чем другие сахара. Сиропы, содержащие большое количество фруктозы, такие как инвертный сахар, мед, кукурузный сироп с большим содержанием фруктозы и сироп агавы обеспечивают больше влажности, чем другие сиропы или гранулированные сахара. Разница ощутима через несколько дней хранения. |
Обеспечивают коричневый цвет и карамелизацию или вкус | Хотя некоторые подсластители имеют коричневый цвет, но большинство других подсластителей обеспечивают этот коричневый цвет с помощью процесса карамелизации и реакции Майяра. Так как карамелизация и реакция Майяра имеют один и тот же конечный результат, их часто путают. Если говорить строго, то карамелизация – это процесс, при котором сахар изменяется при нагревании на высоких температурах. Реакция Майяра – это похожий процесс, но с белками и сахарами. Реакция Майяра может наступить и при комнатной температуре, если достаточно времени. Например, сахароза должна быть нагрето до 160-170С, чтобы начать карамелизоваться, но сухое молоко подвергается реакции Майяра через год хранения при комнатной температуре. Коричневый цвет сахара усиливается в присутствии соли и определенных минералов, включая медь, железо. Они нужны в очень маленьких количествах. Кислоты также влияют на образование коричневого цвета сахара. Маленькие количества соды, которые увеличивают рН, которая часто добавляется в выпечку, увеличивает образование коричневого цвета. Цельное молоко, которое уменьшает рН, уменьшает образование коричневого цвета, также уменьшает крем тартар. |
Разрыхление | Между кристаллами сахара есть воздух. Когда сухой сахар добавляется в масло и тесто, воздух тоже добавляется. Поэтому жиры взбиваются в крем с сахаром. Только сухой сахар, но не сироп, помогает разрыхлению таким образом. |
Обеспечивает массу и субстрат для помадки и сахарных конфет | Помадка состоит из 90% кристаллизованного сахара. Без этих твердых сахарных кристаллов помадка будет консистенции сиропа. |
Стабилизация взбитых белков | Добавление сахара стабилизирует взбитые белки. Сахар также стабилизирует взбитые цельные яйца и желтки в таких бисквитах, как женуаз и шифон. |
Является питательной средой для дрожжей | Почти все сахара, кроме лактозы, ферментируются дрожжами. При этом образуется углекислый газ для разрыхления теста. Сахароза, фруктоза и глюкоза ферментируются быстро, мальтоза –довольно медленно. |
Дополнительные функции | |
Добавляет вкус | Коричневый сахар, мед, кленовый сироп, мальтозный сироп, рисовый сироп, темный сироп агавы, меласса и темная глюкоза придают определенный вкус. Другие подсластители довольно нейтральны по вкусу, обеспечивающие только сладость. |
Уменьшают образование льда в замороженных десертах | Сахара понижают точку замерзания замороженных десертов, содержащих воду, и тем самым, предотвращая образование льда. Фруктоза, глюкоза, глюкозный сироп низкой конвертации предотвращают образование льда. |
Источник кислоты для разрыхления | Многие сиропы содержат кислоты, тогда как сухие сахара их не содержат. Кислота в сиропе, когда соединяется с содой в выпечке, приводит к образованию углекислого газа, способствуя разрыхлению. Например рН меда 3.5-4.5, что делает мед кислотой. Рекомендуют использовать 0.5 ч.л. соды, чтобы нейтрализовать кислоту в 340 г меда. Это приводит к образованию такого же количества углекислого газа, как от 1 ч.л. разрыхлителя. |
Предотвращает развитие микробов | Высокое количество сахара действует как консервант, предотвращая рост микроорганизмов. |
Придает блеск мороженому и конфетам | Сиропы добавляют блеск мороженому и конфетам. Они формируют гладкую поверхность, похожую на зеркало, сахарных кристаллов. |
Придает хрустящесть | Делают корочку у изделий хрустящей. Это происходит из-за того, что жидкость испаряется, а сахар кристаллизуется. Гидроскопичные сиропы, наоборот, делают выпечку мягкой, влажной и не дают хрустящей корочки. |
Позволяет печенью растекаться | Когда сахар растворяется, то происходит растекание печений. Сахар защищает белки и крахмал от поглощения воды и конкурирует с ними за формирование структуры. Только растворенный сахар смягчает тесто и делает его тоньше. Если взять сахарную пудру, когда она соприкасается с крахмалом, то она предотвращает растекание печений. |
Обеспечение энергии организму | Сахара являются углеводами. Их потребление пополняет запасы внутренней энергии организма. |
Источники:
Paula Figoni How baking works. – John Wiley & Sons.Inc, New-York, 2008.
The fundamental Techniques of classic pastry arts – the French Culinary Institute
bakecook-base.livejournal.com
Выращивание кристаллов в домашних условиях
Введение
1. Теория кристаллов.Кристаллы — это твердые тела, атомы или молекулы которых занимают определенные, упорядоченные положения в пространстве. Поэтому кристаллы имеют плоские грани. Например, крупинка обычной поваренной соли имеет плоские грани, составляющие друг с другом прямые углы. Кристаллическую структуру имеют металлы. Если взять сравнительно большой кусок металла, то на первый взгляд его кристаллическое строение никак не проявляется ни во внешнем виде куска, ни в его физических свойствах. Металлы в обычном состоянии не обнаруживают анизотропии. Дело здесь в том, что обычно металл состоит из огромного количества сросшихся друг с другом маленьких кристалликов. Свойства каждого кристаллика зависят от направления, но кристаллики ориентированы по отношению друг к другу беспорядочно. В результате в объеме, значительно превышающем объем отдельных кристалликов, все направления внутри металлов равноправны и свойства металлов одинаковы по всем направлениям. Твердое тело, состоящее из большого числа одиночных кристалликов, называют поликристаллическим. Одиночные кристаллы называют монокристаллами. К поликристаллам относятся не только металлы. Большинство кристаллических тел — поликристаллы, так как они состоят из множества сросшихся кристаллов. Одиночные кристаллы — монокристаллы имеют правильную геометрическую форму, и их свойства различны по разным направлениям.
Жидкие кристаллы — вещества, которые ведут себя одновременно как жидкости и как твёрдые тела. Молекулы в жидких кристаллах, с одной стороны, довольно подвижны, с другой — расположены регулярно, образуя подобие кристаллической структуры (одномерной или двумерной). Часто уже при небольшом нагревании правильное расположение молекул нарушается, и жидкий кристалл становится обычной жидкостью. Напротив, при достаточно низких температурах жидкие кристаллы замерзают, превращаясь в твёрдые тела. Регулярное расположение молекул в жидких кристаллах обусловливает их особые оптические свойства. Свойствами жидких кристаллов можно управлять, подвергая их действию магнитного или электрического поля. Это используется в жидкокристаллических индикаторах часов, калькуляторов, компьютеров и последних моделей телевизоров. Соблюдая большие предосторожности, можно вырастить кристалл больших размеров — монокристалл.
В обычных условиях поликристаллическое тело образуется в результате того, что начавшийся рост многих кристаллов продолжается до тех пор, пока они не приходят в соприкосновение друг с другом, образуя единое тело — поликристалл (рис. 1).
Рисунок 1. Поликристалл меди Чтобы вырастить кристалл, полезно знать, какие процессы управляют его ростом; почему разные вещества дают кристаллы различной формы, а некоторые вовсе не образуют кристаллов; что надо сделать, чтобы кристаллы получились большими и красивыми.
Если кристаллизация идёт очень медленно, то получается один большой кристалл, если быстро — множество мелких кристаллов Выращивание кристаллов производят разными способами:
1. Охлаждение насыщенного раствора.
С понижением температуры растворимость большинства веществ уменьшается, и они, как говорят, выпадают в осадок. Сначала в растворе и на стенках сосуда появляются крошечные кристаллы-зародыши. Когда охлаждение медленное, а в растворе нет твёрдых примесей (скажем, пыли), зародышей образуется немного, и постепенно они превращаются в красивые кристаллы правильной формы. При быстром охлаждении центров кристаллизации возникает много, сам процесс идёт активнее, и правильных кристаллов при этом не получится (см. рис. 2)
Рисунок 2. На стенках сосуда образовались множество различных мелких кристалликов 2.Постепенное удаление воды из насыщенного раствора
В этом случае, чем медленнее удаляется вода, тем лучше получаются кристаллы. Можно оставить открытый сосуд с раствором при комнатной температуре на длительный срок — вода при этом будет испаряться медленно (особенно если сверху положить лист бумаги или прикрыть марлей). Растущий кристалл можно либо подвесить в насыщенном растворе на тонкой прочной нитке, либо положить на дно сосуда. В последнем случае кристалл периодически надо поворачивать на другой бок. По мере испарения воды в сосуд следует подливать свежий раствор (см. рис. 3).
Рисунок 3. Кристалл, полученный на дне сосуда из раствора медного купороса с добавлением соли и железных опилок
3. Быстрое удаление воды из насыщенного раствора
В этом случае кристаллы получаются правильной формы, с острыми гранями, но мелкими (раствор находился в широком сосуде рядом с нагревателем) (см. рис. 4)
Рисунок 4. Монокристаллы, полученные при быстром испарении раствора Выращивание кристаллов — процесс интересный, занимательный, но требующий бережного и осторожного отношения к своей работе. Время от времени кристаллизатор необходимо чистить: сливать раствор и удалять мелкие кристаллики, наросшие на основном, а также на стенках и дне сосуда. Теоретически размер кристалла, который можно вырастить таким способом, неограничен. Если выращенный кристалл оставить открытым в сухом воздухе, он, постепенно теряя содержащуюся в нём воду, превратится в невзрачный серый порошок. Чтобы предохранить кристалл от разрушения, его можно покрыть бесцветным лаком.
Методы выращивания кристаллов
В исследовательских лабораториях и промышленности выращивают кристаллы из паров, расплавов и растворов, из твердой фазы, синтезируют путем химических реакций, осуществляют электролитическую кристаллизацию, кристаллизацию из гелей и другие. В настоящее время для получения совершенных кристаллов большого диаметра чаще всего применяют следующие методы выращивания:- из газовой (паровой) фазы при градиенте давления, - из расплавов при температурном градиенте,- из растворов при градиенте концентрации на границе раздела кристалл-раствор.
Кристаллизация из паровой (газовой) фазы широко используется для выращивания как массивных кристаллов, так и эпитаксиальных пленок, тонких (поликристаллических или аморфных) покрытий, нитевидных и пластинчатых кристаллов. Конкретный метод выращивания выбирают в зависимости от материала. В методах выращивания, основанных на физической конденсации кристаллизуемого вещества, вещество поступает к растущему кристаллу в виде собственного пара, состоящего из молекул их ассоциаций – димеров, триммеров и так далее. В методе синтеза в паровой фазе кристаллизуемое соединение образуется в результате реакции между газообразными компонентами непосредственно в зоне кристаллизации.
Кристаллизация из расплава – это наиболее распространенный способ выращивания монокристаллов. В настоящее время более половины технически важных кристаллов выращивают из расплава. Веществами, наиболее подходящими для выращивания из расплава, являются те, которые плавятся без разложения, не имеют полиморфных переходов и характеризуются низкой химической активностью [1]. Методами кристаллизации из расплава выращивают элементарные полупроводники и металлы, оксиды, галогениды, халькогениды, вольфраматы, ванадаты, ниобаты и другие вещества. В ряде случаев из расплава выращиваются монокристаллы, в состав которых входит пять и более компонентов. При кристаллизации из расплава важно учитывать процессы, влияющие на состав расплава (термическая диссоциация, испарение, взаимодействие расплава с окружающей средой), процессы на фронте кристаллизации, процессы теплопереноса в кристалле и расплаве, процессы массопереноса (перенос примесей, обусловленный конвекцией и диффузией в расплаве) [2].
Кристаллизацию из растворов применяют при выращивании веществ, разлагающихся при температурах ниже температуры плавления. Рост кристаллов осуществляется при температурах ниже температуры плавления, поэтому в выращенных такими методами кристаллах отсутствуют дефекты, характерные для кристаллов, выращенных из расплава. При выращивании кристаллов из растворов движущей силой процесса является пересыщение. Методом температурного перепада выращивают, например, кристаллы дигидрофосфата калия и дигидрофосфата аммония. Скорость роста кристаллов в таких условиях составляет около 1 мм/сут. Кристаллы весом 400 г. растут в течение 1,5-2 месяцев [2].
Кристаллы и их применение.
Живя на Земле, сложенной кристаллическими породами, мы, безусловно, никак не можем отвлечься от проблемы кристалличности: мы ходим по кристаллам, строим из кристаллов, обрабатываем кристаллы на заводах, выращиваем их в лабораториях, широко применяем в технике и науке, едим кристаллы, лечимся ими... Изучением многообразия кристаллов занимается наука кристаллография. Она всесторонне рассматривает кристаллические вещества, исследует их свойства и строение. В давние времена считалось, что кристаллы представляют собой редкость. Действительно, нахождение в природе крупных однородных кристаллов – явление нечастое. Однако мелкокристаллические вещества встречаются весьма часто. Так, например, почти все горные породы: гранит, песчаники, известняк–кристалличны. По мере совершенствования методов исследования кристалличными оказались вещества, до этого считавшиеся аморфными. Сейчас мы знаем, что даже некоторые части организма кристалличны, например, роговица глаза, витамины, миелиновая оболочка нервов – это кристаллы. Долгий путь поисков и открытий, от измерения внешней формы кристаллов в глубь, в тонкости их атомного строения еще не завершен. Но теперь исследователи довольно хорошо изучили его структуру и учатся управлять свойствами кристаллов.
Кристаллы – это красиво, можно сказать, чудо какое-то, они притягивают к себе, являются промежуточным звеном между живой и неживой материей. Кристаллы могут зарождаться, стареть, разрушаться. Кристалл, когда растет на затравке (на зародыше), наследует дефекты этого самого зародыша.
Кристалл чудодейственен своими свойствами, он выполняет самые разные функции. Эти свойства заложены в его строении, которое имеет решетчатую трехмерную структуру. Как пример использования кристаллов можно взять кристалл кварца, который используется в телефонных трубках. Если на пластинку из кварца воздействовать механически, то в ней в соответствующем направлении возникнет электрический заряд. В трубке микрофона кварц преобразует механические колебания воздуха, вызванные говорящим, в электрические. Электрические колебания в трубке абонента преобразуются в колебательные, и, соответственно, он слышит речь. Будучи решетчатым, кристалл ограняется и каждая грань, как личность, своеобразна. Если грань плотно упакована в решетке материальными частицами(атомами или молекулами), то это очень медленно растущая грань. Например, алмаз. У него грани имеют форму октаэдра, они очень плотно упакованы атомами углерода, и отличаются в силу этого и блеском, и прочностью.
Практическая часть
Название работы: Выращивание кристаллов поваренной соли, медного купороса и сахара в домашних условиях
Цель: Вырастить кристаллы из насыщенных растворов соли, медного купороса, сахара и убедиться на опыте в том, что кристаллы данных веществ имеют правильную форму.
Актуальность выбранной темы.
Окружающий нас мир состоит из кристаллов, можно сказать, что мы живем в мире кристаллов. Жилые здания и промышленные сооружения, самолеты и ракеты, теплоходы и тепловозы, горные породы и минералы слагаются из кристаллов. Мы едим кристаллы, лечимся ими и частично состоим из кристаллов. Кристаллы – это вещества, в которых мельчайшие частицы “упакованы” в определенном порядке. В результате при росте кристаллов на их поверхности самопроизвольно возникают плоские грани, а сами кристаллы принимают разнообразную геометрическую форму. Интересно происхождение слова “кристалл”. Много веков назад в снегах Альп на территории современной Швейцарии нашли очень красивые бесцветные кристаллы, напоминающие чистый лед. Древние натуралисты так их и назвали – “кристаллос”, по-гречески лед. Полагали, что лед, находясь длительное время в горах, на сильном морозе, окаменевает и теряет способность таять. Аристотель писал, что “кристаллос рождается из воды, когда она полностью утрачивает теплоту”. Еще в средних веках этот термин “кристалл” применялся исключительно к кварцу. Вместе с тем большая часть природных минералов обладает кристаллическим строением. Первые минералоги интересовались прежде всего, именно формой кристаллов, разнообразие которой поражает. Знаменитый русский кристаллограф Е.С. Федоров, который теоретически вывел законы построения кристаллов, говорил: “Кристаллы блещут симметрией”. Кристаллы действительно так хороши собой, что ими можно любоваться часами. Многие ученые, внесшие большой вклад в развитие химии и минералогии, начинали свои первые опыты с выращивания кристаллов, пытаясь понять, как они образуются.
И я решил начать свою исследовательскую работу, поставив цель: получить кристаллы различных веществ в домашних условиях.
Цель исследования: исследование зависимости формы и размеров кристаллов от температуры
Задачи исследования:1. Вырастить монокристалл.2. Вырастить поликристалл.
Объект исследования:1. раствор медного купороса2. раствор поваренной соли3. раствор сахара
Предмет исследования: кристаллы соли и сахара
Эксперимент № 1.Выращивание кристаллов поваренной соли
Этот процесс не требует наличия каких-то особых химических препаратов. Кристаллы поваренной соли NaCl представляют собой бесцветные прозрачные кубики. Насыпал пищевую соль в стакан с водой при температуре 20°С и оставил на несколько минут, предварительно помешав. За это время соль растворилась. Затем добавил ещё соль и снова перемешал. Повторял этот этап до тех пор, пока соль уже не будет растворяться и будет оседать на дно стакана. Так я получил насыщенный раствор соли. Перелил его в чистый стакан такого же объёма, избавившись при этом от излишек соли на дне. Выбрал один более крупный кристаллик поваренной соли и положил его на дно стакана с насыщенным раствором. Уже через 3 дня было заметно значительный для кристаллика рост. С каждым днём он увеличивался. Затем проделал всё то же ещё раз (приготовил насыщенный раствор соли и опустил в него этот кристаллик), он стал расти гораздо быстрее — от размеров 0,3 до 0,9 см за следующие 3 дня (см. рис. 5)
Рисунок 5. Бесцветные прозрачные кубики поваренной соли
Эксперимент № 2. Выращивание кристаллов медного купороса
Раствор медного купороса приготовил следующим образом: налил воды в стакан (200 г) и поставил его в кастрюлю с тёплой водой при 50°С и начал растворять 100 г порошка медного купороса. Также, как и раствор поваренной соли, оставил на несколько дней. Сначала способом быстрого испарения в открытом сосуде на стенках получил монокристалл медного купороса (см. рис. 6)
Рисунок 6. Монокристалл, зародыш для поликристалла
Затем поместил его в новый раствор для дальнейшего наращивания при комнатной температуре и закрытом сосуде. Через 2 недели получил поликристалл размером 2,8 см (см рис. 7).
Рисунок 7. Поликристалл размером 2,8 см Эксперимент №3. Выращивание кристаллов сахара
Для того, чтобы вырастить кристалл из сахара, нужно вскипятить воду и налить кипяток в стакан. Затем начать насыпать в воду сахар и постоянно помешивать. Продолжать делать это до тех пор, пока сахар не перестанет растворяться, т.е. пока раствор не станет перенасыщенным.
Возьмите не слишком длинную тонкую нитку. Один конец нитки привяжите к карандашу прямо по центру, а ко второму концу привяжите маленький кристаллик сахара (рис.8).
Рисунок 8. Затравка на карандаше
Положите карандаш на стакан с сахарным раствором, а нитку опустите. Дальше вам остается только ждать. В лучшем случае небольшой кристалл сахара сможет вырасти за 2-3 дня, а в худшем – вам придется ждать заметного результата полтора-два месяца (рис. 9).
Рисунок 9. Выращенный кристалл сахара
Заключение
Процесс выращивания кристаллов в домашних условиях – это очень интересное и увлекательное занятие, позволяющее сознательно отнестись к закономерностям природы. Работа по выращиванию кристаллов сделала меня более наблюдательным, расширила мой кругозор, приобщила к науке, позволила удивляться. Переживание “чуда” выращивания принесло мне много положительных эмоций и ярких впечатлений. Исследовательская работа приоткрыла мне дверь в загадочную страну кристаллов и минералов.
Полученные мною кристаллы можно использовать на уроках химии и физики как демонстрационный материал.
Литературные источники:
1. Энциклопедический словарь2. МЕГАЭНЦИКЛОПЕДИЯ КИРИЛЛА И МЕФОДИЯ http://www.megabook.ru3. Зоркий П. М. Симметрия молекул и кристаллических структур. М.: изд-во МГУ, 1986. – 232 с.4. Лихачёв В. А., Малинин В. Г. Структурно-аналитическая теория прочности. — СПб: Наука. — 471 с.5. Шаскольская М. П.. Кристаллы. М.: Наука, 1985. 208 с.6. Материалы Интернета.Работу выполнил: Смоленников Павел Сергеевичученик 11 «Б» класса
Научный руководитель: Крестьянникова Елена Валериевнаучитель химии, 1-ой категории
КГУ «Средняя школа №12 поселка Осакаровка»акимата Осакаровского районаКарагандинской областиРеспублика Казахстан
livescience.ru
Как вырастить кристалл - Мир минералов
природные кристаллы горного хрусталя
СОДЕРЖАНИЕ
Кристаллы минералов встречаются в природе повсеместно. Для их образования нужны специальные условия. Например, горная порода гранит состоит из кристаллов кварца, полевого шпата и слюды, которые раскристаллизовались друг за другом при остывании магмы.
Красивые шестигранные кристаллы горного хрусталя выросли из горячих водных растворов, насыщенных кремнеземом SiO2.
природные кристаллы серы
Ромбические желтые кристаллы серы выросли из сероводородных вод горячих источников и гейзеров.
На берегах соленых озер и морей можно увидеть кубические кристаллы каменной соли — галита; белые, красные, желтые и даже синие кристаллы карналлита и мирабилита.
Алмазы, самые твердые кристаллы, образовались при гигантском давлении в так называемых трубках взрыва (кимберлитовых трубках).
Итак, природа создала и продолжает создавать кристаллы минералов. Можем ли мы увидеть таинство роста кристаллов? Можем ли вырастить их сами? Да, конечно можем. И сейчас я расскажу, как это сделать в домашних условиях.
КАК ВЫРАСТИТЬ КРИСТАЛЛ ИЗ СОЛИ
Выращенные кристаллы поваренной соли
Для того, чтобы вырастить кристаллы поваренной (каменной) соли (галита — NaCl), нужно поставить на плиту емкость с водой и довести воду до кипения. Затем снять емкость с плиты и растворить в ней обычную соль из пачки. Постоянно помешивая раствор, досыпайте соль до тех пор, пока не заметите, что она больше не растворяется.
Полученный соленый раствор нужно отфильтровать и налить в плоскую посуду, например, в блюдце. Вода остынет и начнет испаряться, а на краях блюдца и на его дне вы увидите прозрачные кубики правильной формы – это и есть кристаллы каменной соли, галита.
Можно вырастить большой кристалл, или несколько больших кубических кристаллов. Для этого в емкость, в которой вы растворили соль, следует опустить шерстяную нитку. При остывании раствора она покроется кубиками соли. Чем медленнее остывает раствор – тем более правильную форму будут иметь кристаллы. Через некоторое время рост прекратится.
Чтобы вырастить один большой кристалл, нужно из множества образовавшихся на дне кристаллов выбрать один, самый правильный, положить на дно чистого стакана, а сверху налить раствор из прежней посуды.
Для роста правильных кристаллов нужен покой. Нельзя трясти или передвигать стол или полку, на которой стоит емкость с растущими кристаллами.
КАК ВЫРАСТИТЬ КРИСТАЛЛ ИЗ САХАРА
Вырастить кристаллы сахара можно точно также, как и кристаллы соли. Кристаллы сахара можно вырастить также на деревянных палочках, это может быть красивым дополнением к какому-либо праздничному сладкому блюду. Пищевые красители, добавленные в раствор, окрасят сахар во все цвета радуги.
Кристаллы сахара
Ниже приводится полная инструкция, как вырастить кристаллы сахара на палочках.
КАК ВЫРАСТИТЬ КРИСТАЛЛ ИЗ МЕДНОГО КУПОРОСА
Медный купорос продается в магазинах для огородников, из него, и из гашеной извести, готовят «бордоскую жидкость» для защиты растений от грибков и различных заболеваний.
Для того, чтобы вырастить кристалл медного купороса (Cu SO4 * 5h3O) правильной формы, следует растворить порошковый медный купорос в воде при температуре 80 градусов Цельсия. При более высокой температуре растворимость медного купороса падает. Растворяем порошок до тех пор, пока растворение не прекратится. На конец проволочки или шерстяной нити привязываем затравку – мелкий кристаллик того же медного купороса. Где его взять? Можно поискать в том же пакете, из которого вы сыпали купорос в воду, кристаллик побольше. Если такой не нашелся – оставьте ваш раствор остывать, и через некоторое время вы увидите на дне мелкие кристаллы.
Выберите один и привяжите его (или приклейте) к проволоке или нити. Раствор отфильтруйте. Затем опустите в него приготовленную затравку (кристалл на нити). Ни в коем случае не опускайте затравку в горячий раствор! Затравка может попросту раствориться. Большой кристалл медного купороса растет несколько недель. Кристалл, выращенный до нужных размеров, нужно покрыть лаком, так как влага, содержащаяся в воздухе, со временем приведет к его оплавлению и разрушению.
Не сложным способом можно вырастить красивые кристаллы меди. Детальное описание процесса найти в подробной статье «Как вырастить кристаллы меди«.
Кристаллы железного купороса выращивают аналогичным образом, подробную статью об этом можно прочитать, пройдя по ссылке в этом предложении.
КАК ВЫРАСТИТЬ КРИСТАЛЛ ИЗ АЛЮМОКАЛИЕВЫХ КВАСЦОВ
выращенные кристаллы алюмокалиевых квасцов
Алюмокалиевые квасцы (KAI [SO4]2*12h3O — минерал алунит) продаются в аптеке в виде порошка. Это хорошее средство, которое «сушит кожу» и убивает болезнетворные микроорганизмы, это вещество не вызывает аллергии и оно не токсично. Из порошка алюмокалиевых квасцов можно вырастить хорошие кристаллы. Квасцы следует растворить в теплой воде до насыщения и раствор отфильтровать. Через несколько дней нахождения в спокойном месте, при комнатной температуре, на дне емкости появятся маленькие кристаллы.
алюмокалиевые квасцы (квасцы жженые) можно купить в аптеке
Из этих кристалликов нужно выбрать несколько штук, правильной формы и поместить в другую емкость. Затем их заливают тем же раствором. Можно подвесить затравки на тонких ниточках (к нити их можно приклеить прочным водостойким клеем). Раз в два-три дня кристаллы нужно переносить в новый стакан, а раствор фильтровать и снова заливать им растущие кристаллы. Кристаллы квасцов, выращенные до нужных размеров, следует покрыть лаком, чтобы они не оплавились от влаги воздуха и не потеряли форму.
Растворы для выращивания кристаллов желательно готовить на дистиллированной воде.
В домашних условиях можно получить искусственный малахит, используя медный купорос и стиральную соду, но это будут не красивые кристаллы или ажурный рисунчатый камень, а зеленый или грязно-зеленый осадок на дне сосуда (порошок). Красивый малахит, практически не отличающийся от натурального, можно получить только на промышленном оборудовании.
На предприятиях тоже выращивают кристаллы многих минералов. Но дома это повторить невозможно, для этого нужно специальное оборудование. Большинство кристаллов (кварц, аметист, рубин, изумруд, алмазы, малахит, гранаты и др.) выращивают в чугунных автоклавах под высоким давлением. Температуры достигают 500-1000 градусов, а давление – 3000 атмосфер.
Наборы для выращивания кристаллов
набор для выращивания кристаллов
Сейчас в магазинах игрушек, в крупных городах, появились в продаже наборы для выращивания кристаллов. Из порошков дигидрофосфата аммония и калия, в которые добавлены красители, можно вырастить интересные призматические и игольчатые кристаллы. Для того, чтобы кристаллы получились достаточно большими и красивыми, надо строго следовать прилагаемой инструкции.
Странно, но в инструкции, которая находится в изображенной на фотографии коробке, не указано, какое именно химическое вещество используется для выращивания кристаллов и какой краситель используется. В остальном она достаточно подробная.
mineralys.ru
 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
 Пример видео 3 |  Пример видео 2 |  Пример видео 6 |  Пример видео 1 |  Пример видео 5 |  Пример видео 4 |
Администрация муниципального образования «Городское поселение – г.Осташков»