Бруно Донат - Физика в играх

Если поставить охлаждаться жидкость в совершенно спокойном состоянии, можно проследить результаты понижения температуры.

Удивительно тонко и точно работает мороз, преображая частицы воды, содержащиеся в воздухе. Вдруг на каком-нибудь месте стекла на нашем окне появляется едва заметная игла. Она растет и утолщается. Затем появляются вторая, третья, четвертая… Они толкают друг друга и соединяются в симметричные группы. Они украшают друг друга так нежно и тонко, что глаз никогда не устает следить за этой работой. Кристаллизация продолжается, все новые и новые кристаллы заполняют свободное пространство.

Примерно то же самое повторяется при образовании твердых тел из растворов. При этом кристаллизация видна даже лучше.

Все вещества кристаллизуются по-своему, каждое имеет свою особую, только ему присущую форму кристалла, частицы сами сцепляются и вырастают, образуя твердое тело.

Чтобы проникнуть в тайну кристаллизации, прибегали к сильнейшим микроскопам, проникали при помощи их в глубину кристаллов при их формировании, прибегали к помощи фотографии, но до сих пор безуспешно, потому что едва появляется первый след ничтожнейшего кристаллика, как он оказывается уже вполне сформированным, со всеми поверхностями и гранями настоящего кристалла.

Если вы хотите заняться наблюдением над кристаллизацией, вы можете на первый раз проделать очень простой опыт.

Налейте в большую банку теплой воды и всыпьте в нее полную горсть медного купороса. Если весь купорос растворится, подсыпьте еще и проделывайте это до тех пор, пока на дне не останутся нерастворившиеся кристаллы. Этот насыщенный раствор является таковым только для известной температуры. Нагрейте его — и все кристаллы растворятся. Остудите раствор до температуры ниже той, при которой вы его насыщали, и на дне сейчас же появится большое количество кристаллов. Значит, для образования кристаллов всякий раствор должен быть охлажден до температуры ниже той, при которой он насыщался.

Наблюдая за кристаллизацией, можно заметить несколько случаев:

1. После охлаждения до комнатной температуры в растворе не образуется кристаллов. Это значит, что он не был насыщенным.

2. Медленно появляются хорошо сформированные кристаллы при комнатной температуре раствора. Это значит, что раствор был вполне насыщен.

3. При первом же незначительном понижении температуры образуются кристаллы и быстро громоздятся в беспорядочную кучу. Это значит, что раствор был насыщен при высокой температуре.

Теперь вы знаете, что надо делать, чтобы вызвать кристаллизацию. Но если вы хотите получить отдельные хорошие кристаллы или группы кристаллов, надо предпринять еще кое-что.

Растворите побольше квасцов в теплой воде. Квасцы хорошо растворяются и быстро кристаллизуются. Из насыщенного раствора вы уже на другой день получите хорошие кристаллы. Слейте с них раствор и отставьте его куда-нибудь в теплое место. По мере того как из него будет испаряться вода, он все время будет кристаллизоваться.

Из первых кристаллов выберите лучшие и опустите их в отставленный раствор; они мало-помалу вырастут в прекрасные кристаллы правильной формы. Их нужно только изредка поворачивать в разные стороны.

Хромовые квасцы тоже дают чудные кристаллы темно-красного цвета. Получить их можно точно таким же способом.

Можно небольшой кристалл хромовых квасцов опустить в раствор простых квасцов; он будет продолжать расти, и получится наконец красный кристалл внутри и прозрачный снаружи.

Очень хорошо кристаллизуются щавелевокислый аммоний, сода, селитра, двухромовокислый калий и медный купорос. Только ни один из них не дает таких чудных кристаллов, как квасцы.

Интересно, что кристаллы, как и капельки влаги в воздухе, ищут, на чем бы им осесть. Неровные, шероховатые поверхности лучше всего способствуют образованию кристаллов. В этом легко убедиться, если в насыщенный раствор опустить шерстяную нитку и стеклянную трубку. Нитка быстро начнет покрываться кристаллами, а трубка так и останется чистой.

Светящаяся кристаллизация.Некоторые вещества при кристаллизации светятся. Но они очень ядовиты, и для нашего опыта можно воспользоваться только сернокислым калием. Сернокислый калий и поташ, которые нужны нам для этого опыта, должны быть совершенно чистыми.

Оба вещества растворите отдельно в больших количествах воды. Профильтруйте раствор поташа и осторожно влейте в него раствор калия, постепенно размешивая. Вливайте его до тех пор, пока не прекратится шипение.