Tato série příspěvků se bude zabývat různými látkami vhodnými pro pěstování krystalů z nich. Metodě pěstování bylo věnováno více než tucet příspěvků, takže si myslím, že nemá smysl to znovu opakovat a pravděpodobně všechno víte sami.
měď – Samotná kovová měď může být také pěstována ve formě krystalů, ale pouze elektrolýzou jakéhokoli roztoku mědi. Potíž je v tom, že musíte mít instalaci pro elektrolýzu a nastavitelný zdroj proudu (s nízkým napětím a vysokým proudem). Ale přesto krystaly rostou na katodě ve shlucích a nejsou příliš velké
Octan měďnatý II (Cu(CH3COO)2·H2O) – měděná sůl kyseliny octové. Příprava roztoku není náročná, ale krystaly rostou velmi pomalu (velikost monokrystalu 1x1x0,5 cm se dosáhne po 70-80 dnech). Rozpustnost látky: 72 g/l (při 15C), 200 g/l (při 80C)
Měď II – octan vápenatý CuCa(CH3COO)4 6H2O je podvojná sůl mědi a vápenaté kyseliny octové. Na rozdíl od čistého octanu měďnatého má sytě modrou barvu a geometricky pravidelnější obrazec. Pěstování takového krystalu je také jednodušší a rychlejší (smícháním octanu měďnatého a octanu vápenatého v poměru 3,6:1) Rozpustnost soli: 330 g/l (při 15C), 350 g/l (při 80C)
Dusičnan měďnatý II Cu(NO3)2·6H2O – měděná sůl kyseliny dusičné. Látku lze připravit rozpuštěním nerozpustné soli mědi v kyselině dusičné nebo, pokud není přístup k chemickým činidlům, získat reakcí dihydrogenuhličitanu měďnatého, získaného ze síranu měďnatého a sody, a dusičnanu amonného. Dusičnan měďnatý je extrémně rozpustný: 1120 g/l (při 15 °C), 2077 g/l (při 80 °C) a pěstování monokrystalu se zdá být velmi obtížné, protože po vypuštění nádoby se vytvoří kůra velkého množství malých objeví se krystaly. Ilustrace ukazuje příklad skvělé práce dosažené po několika měsících a mnoha pokusech.
Síran měďnatý II CuSO4·5H2O je měděná sůl kyseliny sírové, známá také jako síran měďnatý. Nejjednodušší z hlediska pěstování krystalů je měděná sůl, kterou lze koupit v běžném zahradnictví. Má dobré ukazatele rozpustnosti: 302 g/l (při 15C), 838 g/l (při 80C), roste poměrně rychle – za měsíc vypěstujete monokrystal dlouhý 5 cm
Síran měďnatý II – amonný (NH4)2Cu(SO4)2 6H2O – směs měděných a amonných solí kyseliny sírové. Roztok se připraví smícháním mědi a síranu amonného v poměru 2:1. Rozpustnost látky: 172 g/l (při 15C) 967 g/l (při 80C), což usnadňuje růst krystalů při ochlazení roztoku ve srovnání s čistým síranem měďnatým. Tvar krystalů se také mění na geometricky pravidelnější s méně defekty
Vinan měďnatý II CuC4H4O6·3H2O – měděná sůl kyseliny vinné. Můžete si ho připravit smícháním roztoku vinného kamene s vysoce rozpustnou měďnatou solí, takže se vinan vysráží. Krystal roste dost pomalu a sůl má extrémně nízkou rozpustnost: 0,6 g/l (při 15C) 1,44 g/l (při 80C) (pro srovnání sádra má za normálních podmínek rozpustnost 2 g/l), takže v In obecně, pěstování monokrystalu je velmi obtížný úkol
Chlorid měďnatý II CuCl2·2H2O je měděná sůl kyseliny chlorovodíkové, získaná rozpuštěním méně rozpustné soli mědi v této kyselině. Vzhledem k jehličkovité struktuře krystalu není snadné jej vypěstovat do velkých velikostí, ale tato nevýhoda je kompenzována vysokou rychlostí růstu krystalu. Rozpustnost: (420 g/l (při 15C) 500 g/l (při 80C)
Tetraamin síran měďnatý II [Cu(NH3)4]SO4·H2O je čpavkový komplex měďnaté kyseliny sírové, jediný čpavkový komplex, jehož krystaly lze jen velmi obtížně pěstovat. Při vysokých teplotách se rozkládá, rozpustnost při nízké teplotě (20C) je 185 g/l, nerozpustný v alkoholu. Způsob přípravy pro pěstování krystalů je speciální: Nejprve se získá komplex smícháním síranu měďnatého a amoniaku. Dále se do roztoku přidá alkohol, takže se vysráží čistý komplex a v roztoku zůstanou nečistoty jako čpavek atd. Vysušená sraženina se rozpustí ve vodě na požadovanou koncentraci a vyrostou krystaly.
Dále se budeme zabývat pěstováním krystalů solí železa, niklu, kobaltu, manganu, chrómu a organických látek
Dobré odpoledne, vážení obyvatelé Chabrovska. Stává se, že jsem již nějakou dobu vyvíjel elektronická zařízení založená na mikrokontrolérech, mikroprocesorech a FPGA. Chci se s vámi podělit o jedno ze zařízení, které jsem vyvinul.
Nápad mě napadl při prohlížení článků na Wikipedii, konkrétně článku o síranu měďnatém (síran měďnatý), který obsahuje obrázek doma vypěstovaného krystalu.
V procesu přemýšlení jsem přišel s následujícím zařízením: vyrostlý krystal síranu měďnatého by měl být umístěn v průhledném skleněném válci spolu s LED pro osvětlení a malým elektronickým obvodem, který ovládá LED. Křišťál by se měl pomalu rozhořet, když ho člověk zvedne, zářit, když je v ruce, a zhasnout nějakou dobu poté, co se uvolní z ruky. Na závěr tak získáme krásný a originální suvenýr, který můžete věnovat své přítelkyni, přátelům, nebo si jej nechat na památku.
Výsledek implementace byl následující:
Video ukazuje samotný krystal, sestavené zařízení a zařízení s napájením již připojeným a blikajícím kódem. Můj fotoaparát bohužel nezvládl jasně modrou záři, naživo vypadá mnohem krásnější.
Nyní se pokusím stručně nastínit proces tvorby takového zařízení.
Krok 1: pěstování krystalu
Z našeho školního kurzu fyziky si pamatujeme, že vypěstovat krystaly soli z vodných roztoků není nic složitého. K tomu stačí připravit nasycený roztok zvolené soli (v tomto případě síranu měďnatého), přidat do něj zárodečný krystal a pár dní počkat. Samozřejmě okamžitě vyvstávají dvě otázky: kde získat síran měďnatý a kde získat zárodečný krystal. Síran měďnatý lze zakoupit v každém zahradnictví. Pokud se nepletu, nepoužívá se ani jako prostředek proti škůdcům, ani jako prostředek proti chorobám rostlin. Stojí to asi 100 rublů na 500 gramů. sklenice. Můžete si jej také zakoupit přímo od dodavatele chemikálií, při googlování jsem narazil na chemikálie. sklad v Moskvě, kde se prodává vitriol za cenu asi 120 rublů za kilogram.
Ať ho koupíte kdekoli, skončíte s pytlíkem modrého prášku.
500 gramů bude pro náš účel více než dostačující.
Další věc, o kterou se musíme postarat, je zárodečný krystal. Jedná se o malý krystal, na kterém se usadí síran měďnatý z roztoku a který následně naroste do docela působivých velikostí (mimochodem, pokud chcete, můžete vypěstovat mnohem větší krystal než ten, který jsem předvedl, proces nebude jinak, budete muset počkat o něco déle). Osivo získáme z nasyceného roztoku vitriolu.
Wikipedia opět přichází na pomoc s grafem rozpustnosti vitriolu v závislosti na teplotě:
Jak vidíme, se zvyšující se teplotou se rozpustnost výrazně zvyšuje, proto vezměte sklenici a půl vody, nalijte do kastrůlku a zapalte. Vodu není vůbec nutné přivádět k varu, stačí nám 70-80 stupňů. Když je voda dostatečně horká, začněte do ní za stálého míchání přilévat vitriol. Je nutné pokračovat v přidávání síranu měďnatého do vody, dokud se v ní již nerozpustí. Poté teplý roztok nalijte do jakékoli vhodné nádoby, k tomu jsem použil poměrně široký plastový obal od sýra Viola.
Teď nám nezbývá než čekat. Protože Neexistují žádná krystalizační centra kromě stěn, proces může trvat dlouho. V důsledku ochlazení a odpařování roztoku se na stěnách nádoby začnou usazovat malé krystalky síranu měďnatého.
Naším úkolem je v tuto chvíli vybrat ten nejkrásnější krystal dostatečné velikosti, aby se dal svázat nití. Typ krystalu je věcí vkusu, ale já osobně preferuji malé drúzy před monokrystaly a velkými nedbalými shluky. V procesu růstu se drúza 4-5 monokrystalů podle mého názoru stává mnohem krásnější než jeden velký monokrystal nebo nepochopitelný „ježek“ z tuctu, takže jsem nádobu kontroloval každé 1-2 hodiny při hledání z nejvhodnějších kandidátů.
Takže po 4-5 hodinách jsme měli malý zárodečný krystal. Je potřeba pečlivě svázat nití (neomotávejte kokon, stačí jedna smyčka, jinak budou nitě překážet v růstu krystalu). Druhý konec nitě namotáme kolem tužky a jdeme do kuchyně připravit nasycený roztok podruhé. Tentokrát si ho musíme připravit natolik, abychom ho nalili do vhodné dózy, ve které může náš semenný krystal viset, aniž by se dotýkal stěn a dna i po 4 dnech růstu. Jinak je technologie stejná – ohřejeme vodu a lijeme do ní vitriol, dokud se nepřestane rozpouštět. Poté roztok trochu ochlaďte a nalijte do připravené sklenice (kterou je vhodné před tím mírně zahřát teplou vodou, aby nedošlo k rychlé krystalizaci roztoku na stěnách) a semena do ní ponořte tužkou napříč. hrdlo nádoby a ujistěte se, že se krystal nedotýká stěn a dna. Sklenici postavíme na nějaké nepříliš teplé a ne příliš chladné místo, například na polici, a první krok je téměř hotový!
Musíme jen počkat pár dní, než krystal doroste do potřebné velikosti. Nedoporučuje se odstraňovat krystal z roztoku na dlouhou dobu, ale je docela možné jej vyjmout a zkontrolovat, jak proces růstu pokračuje. Také neuškodí nit očistit od malých krystalků, které se na něm usazují, aby nekazily tvar semínka.
Jedna věc, kterou je třeba vzít v úvahu, je, že vodní krystaly jsou nestabilní a náchylné k povětrnostním vlivům – voda se z nich odpařuje, což způsobí, že se krásný krystal postupně potáhne bílým povlakem a nakonec se rozpadne na prášek. Chcete-li uchovat krystal co nejdéle, můžete provést následující opatření:
1) Krystal přetřete lakem. Není to všelék, ale i tak prodlouží životnost krystalu o několik měsíců.
2) Krystal skladujte ve vzduchotěsné nádobě. Ani vás to nezachrání, ale v kombinaci s první metodou to dá krystalu rok života, nebo i víc.
3) Nejlepší způsob je naplnit krystal průhlednou organickou kapalinou, například nějakým průhledným olejem. V takové nádobě bude krystal zachován po velmi dlouhou dobu.
To je prozatím vše, další dva články budou hovořit o designu zařízení, vývoji jeho elektronických částí a firmwaru.
