Зачастую в сообществе кроме познавательных статей, красивых фотографий и профессионального юмора люди выкладывают посты с просьбой о помощи/советом от химика по различным вопросам бытового плана. Конечно, химики имеют представления об основных понятиях, но у всех есть то или иное направление, которым конкретно они занимаются и в котором они более компетентны, тогда как в других областях знают лишь общие факты.
В связи с этим я подумал, было бы неплохо, если в комментариях к этому посту отпишутся люди, которые при случае смогут проконсультировать другого пользователя по теме, в которой сами хорошо разбираются.
Таким образом, начну с себя :)
@Mircenall - направление: аналитическая химия (в прошлом химическая технология редких и рассеянных элементов).
Области: химия вольфрама, молибдена, титана и меди, химический анализ питьевой воды, определение полифенолов и комплексонов, спектрофотометрия, химия минералов.
Так как вы будете использовать растворимые в воде вещества, то выбор падает на так называемое изотермическое испарение и метод медленного охлаждения раствора. Изотермическое испарение - это значит, что температура раствора не будет меняться (по крайней мере не сильно), а создание пересыщения будет достигаться путём естественного удаления растворителя из ёмкости (испарение).
Во второй методике пересыщение достигается охлаждением. а виду того, что большинство веществ в холодном растворителе растворяются хуже, чем в горячем, то в процессе охлаждения избыток вещества также будет выпадать в виде кристаллов.
В любом случае вам понадобится нечто вроде термостата. В идеале, конечно, сам термостат. Если захотите растить кристаллы наиболее эффективно, то скину в комментариях ссылку на водяную баню (цена вопроса 6к рублей).
Оптимальный путь - сделать самому. На вопрос - а зачем он нужен? - дело в том, что даже если в целом у вас в доме температура стабильна, то в частности всегда имеются такие осложнения как: сквозняки, конвекция от батарей, солнечный свет из окна в ясную погоду, проветривания комнаты и многое другое. Всё это приводит к перепадам температуры, и как следствие, кристаллы либо растут мутные, либо растут отрицательно (растворяются).
Начинаем делать термостат - путь будет от самого простого:
Картонная коробка
Не самый эффективный "прибор", но уже способный уберечь от сквозняков, а это, на самом деле, уже что-то. Короче, вместо того, чтобы ставить 3-литровую банку с маточным раствором с затравками на подоконнике, лучше поместить его в коробку и подальше от этого самого окна. Не недооценивайте сквозняки.
В любом случае, можно сделать апгрейд - сделать термоизоляцию с помощью утеплителя для бань :
Сначала дно, лучше в 2-3 слоя
Потом стенки
Далее углы, которые можно заполнить строительной пенной. И "кольцо" вокруг вашего основного сосуда.
Крышка №1
Крышка №2
"Термостат" готов. На самом деле, вы можете его и дальше модифицировать. Обклеить снаружи, например. Помимо выращивания медленным охлаждением, вы также будете делать в нём затравки. Да и летом он тоже пригодится - температуры в тёплое время колеблются значительно, а внутри него более менее стабильные (относительно).
Но как говорится - нет предела совершенству. Ещё парочка деталей и у вас будет термостат (но без кавычек). И в этом вам поможет 4 вещи: пластиковый короб, аквариумный насос и аквариумный нагреватель, а также пеноплекс (утеплитель).
Пластиковый короб с водой
Есть такой момент - чем выше тепловая инертность, тем менее выражены температурные колебания в течении дня. Если не хотите заморачиваться этими всеми "термостатами", то ваш выбор приобрести такой короб и заполнить водой. Летом это будет немного спасать от перепадов температур. Но можно сделать апгрейд:
Добавляем аквариумный нагреватель.
И аквариумный насос.
В итоге температура будет не самая точная, но мы получим главное - стабильность температуры. И чтобы не слишком сильно испарялась вода, накрываем плёнкой:
Плёнка с прорезями для банок. Банки накрыты фильтровальной бумагой.
Повышаем теплоизолирующие свойства:
Внешний короб из пеноплекса.
Буквально за 5 минут сделал, скрепив саморезами. Дно из более толстого слоя пеноплекса. Советую также пропенить стыки:
Пропенивать не так уж обязательно.
В итоге получаем вполне себе дешёвый, но сердитый термостат на несколько банок (кристаллизаторов, попрошу заметить!).
В следующей части расскажу о том, как приготовить маточный раствор, сделать затравки, контролировать скорость роста и всяческие хитрости.
П.С. помним, что плюсы=мотивация. Можете даже подписаться и посмотреть в профиле всяческие красивые штуки вроде кристаллов серебра.
Начинаю большую серию длиннопостов на тему выращивания кристаллов дома/на даче. В этом посте поговорим о подготовке.
Место. Вам понадобится стол, желательно не шатающийся, без доступа к нему усато-хвостатых. Так как вы будете иметь дело с жидкостями, то лучше стол накрыть плёнкой/клеёнкой, а сверху что-нибудь впитывающее (бумага).
Теперь инструменты. Ничего такого - подойдут домашне-бытовые:
пластиковый пинцет - понадобиться, чтобы осуществлять всякие манипуляции с кристаллами
пластиковая мешалка - вещества растворяются при перемешивании, мешалка будет точно в тему
кухонный термометр - контроль температуры не помешает
воронка - фильтрация обязательна (далее будет объяснение)
мерный стаканчик - отмерять объём на глаз...такое себе
кухонные весы - отмерять вес на глаз...тоже не очень
ёмкости - скорее всего у вас нет в доме/на даче химической посуды, подойдёт и 3-литровые и 1-литровые банки
леска для бисера - подвешивать затравки можно и на длинный волос, но леска имеет преимущества
фильтровальная бумага - так как фильтрация это обязательная операция, то и бумага обязательна к приобретению; можно обойтись медицинской ватой
клей-гель - для прикрепления затравки к леске
дистиллированная вода (расходник) - использовать только её! никаких кипячённых/питьевых вариантов!
перчатки - медицинские, одноразовые
мультиварка - для поддержания стабильной температуры, если поленитесь делать "термостат" (об этом позже)
пульверизатор - для промывки всего и вся, заполняется только дистиллированной водой
Для тех, кто ленится фильтровать, посмотрите сюда:
Налёт от одной фильтрации.
Как промыть банки. Скорее всего на банках осталось много всякого ненужного. Поэтому надо бы их хорошо почистить. Залейте их горячей водой, добавив стирального порошка. Через некоторое время хорошенько протрите губкой - не забудьте полностью удалить всё лишнее! И промойте проточной водой после. Для удаления остатков водопроводной воды сделайте так: ёмкость держите по-возможности вертикально, промывайте дистиллированной водой из пульверизатора.
Так промывать можно/нужно всегда, для улучшения результатов
Немного про вещества. Реактивы бывают по чистоте:
Ч (чистый) - вроде норм, но в последнее время бывает всякое
ЧДА (чистый для анализа) - оптимальное соотношение цена/качество
ХЧ (химически чистый) - идеальные (в бытовом смысле) кристаллы можно получить из такой марки
Остальные категории: технический и особо чистый. Первый слишком грязный, а второй слишком дорогой, да и не нужна такая чистота. Если примесей много:
Это неправильный кристалл. Слишком много примесей
Если всё сделано хорошо:
Двойной ацетат меди-кальция. На картинке ранее - он же.
В следующем посте расскажу о том, как сделать "термостат", какие методики хороши для новичка и какие нюансы выращивания кристаллов стоит знать.
П.С. Помните о прямой зависимости плюсов и мотивации.
В нашем регионе когда в чайнике воду кипятишь, то очень много белого налета на стенках чайника оседает, на известь похожа. Что это за субстанция и на сколько кипячение уменьшает концентрацию этого вещества в воде? И если поставить обычный фильтр для воды с тремя колбами, типа Аквафор или Гейзер (без обратного осмоса), то помогут ли они избавиться от этого вещества в воде?
Вкратце расскажу, почему это все получилось. Обратились ко мне с просьбой написать методику для подрастающего поколения по микрохимическому анализу золы. Не вопрос, методика уже давно существует и практикуется, по сути - допилить, адаптировать, апробировать и написать.
Суть метода проста - правильно сжечь в муфельной печи растительную навеску, золу развести водой и раствором соляной кислоты, потом провести качественные реакции на ионы: кальций, калий, магний, железо, хлор и т.д.
Качественные реакции проводят на чистых (обезжиренных) предметных стеклах, на которые помещают каплю исследуемого раствора и на расстоянии 4-5 мм от нее - каплю соответствующего реактива. Затем чистой стеклянной палочкой с заостренным концом обе капли соединяют мостиком. При медленной кристаллизации образуются крупные, правильно сформированные кристаллы. Стеклянные палочки после нанесения каждого реактива необходимо вымыть и вытереть фильтровальной бумагой.
Примерно так, только красивей
А проблема оказалась в том, что в наш прогрессивный век колесования я смог найти только рисунки кристаллов сомнительного качества, вместо фотографий и видео. Может быть, плохо искал. По итогу решил, что раз у меня есть реактивы и микроскоп с видеоокуляром, то чего бы мне самому не бахнуть. Ну вот, бахаю.
Это не зола, это просто качественные реакции для того, чтобы понять, что именно я потом буду искать в зольной вытяжке.
Поехали. Реакция 1. Определение ионов железа.
К остатку зольной вытяжки добавляют по каплям раствор желтой кровяной соли до появления синей окраски. Образуется берлинская лазурь
Я решил, что попробую это потом, а сначала попробую с роданидом калия. Чисто пристрелочный. Смешал хлорид железа (III) с роданидом калия, получили кровищщу роданид железа
Примерный вид роданистого железа.
Уравнение реакции
Нанес на предметное стекло, высушил, дальше смотрим в микроскоп.
Увеличение х200, нижняя подсветка
Крест, крест, гроб, кладбище
Красивое, но неопрятное. Тренировочное.
2. Определение ионов калия. Что нам говорит оригинал:
На предметное стекло наносят каплю вытяжки и высушивают ее. На сухой остаток золы приливают каплю комплексной соли Na2PbCu(NO2)6.При наличии калия в растворе в поле зрения видны черные и темно-коричневые кубической формы кристаллы.
Гексанитрокупрат (II) натрия-свинца я не нашел, зато нашел Гексанитрокобальтат(III) натрия, что тоже подойдет, там получается гексанитрокобальтат(III) натрия-дикалия, желтый осадок, нерастворимый в воде.
Уравнение реакции.
Намешал хлорид калия с гексантрокобальтатом, смотрим в микроскоп, видим очень мелкие кристаллы правильной кубической формы.
Увеличение х200, нижняя подсветка, раствор
Увеличение х800, нижняя подсветка, раствор
Увеличение х800, нижняя подсветка, раствор
3. Реакция на ионы магния.
Оригинал:
Для обнаружения магния капельку соляно-кислой вытяжки нейтрализуют аммиаком, а затем соединяют с каплей 1%-ного раствора фосфорно-кислого натрия (Na2НРО4).После подогревания выпадают кристаллы в виде прямоугольников, звездочек, крыльев, крестиков.
Так и сделаем.
Уравнение реакции
Фото и видео.
Увеличение х80. Раствор, нижняя подсветка
Увеличение х200. Раствор, нижняя и верхняя подсветка одновременно. Осадок белый, просто так сверху красиво падает свет
Увеличение х80. сухой, верхняя подсветка
Увеличение х200. сухой, верхняя подсветка
Чисто заценить 3D в растворе
4. Реакция на ионы кальция.
Оригинал.
Реактивом на кальций служит 1%-ный раствор серной кислоты(Н2SO4)смешивании капли соляно-кислой вытяжки золы с каплей Н2SO4 выпадают игольчатые кристаллы гипса.
С 1%-ным не вышло, получил какие-то одиночные кристаллы, возможно, слишком крепкий намешал раствор нитрата кальция. А вот 20%-ная кислота отлично показала себя.
Увеличение х80, раствор
Увеличение х80, раствор
Увеличение х200, раствор
И на сладкое - удалось снять видео формирования кристаллов гипса. Музыку, естессна поэпичней.
В общем, пока все, дальше меня ждет проверка на остальные ионы и потому уже золу проверить в итоге.
Надеюсь, вам было интересно. Данные кому интересно, раз дочитали: Микроскоп школьный Эврика 40х-1280х, видеоокуляр - ToupCam SCMOS00920KPA.
Микроскоп рабочий, эксперименты, фото и видео - мои.
P.S. Телеграма нет, донатов не прошу. Всем мир и интересных экспериментов!
