举办晶体生长比赛
成功竞争的情景
之前要决定的事情。。。
谁可以参加(年龄限制?不同类别?地区或国家) 如何注册 结晶材料(赞助?如何交付?安全) 时间段(取决于学年) 仅根据单晶质量进行评判,或与其他物品(海报、日志等)一起进行评判,谁来评判?
理想的时间表
尽早开始注册,最好由老师使用电子注册模块完成。 提供两周时间装运和交付产品。 在开始实验工作之前,老师应该为学生提供一些额外的背景知识(关于晶体、对称性、溶解度、晶体生长等) 理想情况下,需要4-5周才能生长出漂亮的晶体。 要求参与者将金属丝的一部分放在水晶上,并贴上标签,标签上注明参与者的姓名、年龄、学校和水晶的重量。 给每个水晶一个唯一的编号进行评分。 在中心位置组织颁奖仪式。
其他一些提示
宣布您的竞争对手
个人工作还是小组工作?
当地协调员
颁奖典礼
教师组建
成本。。。?
如何生长晶体
你需要什么。。。
待结晶物质 蒸馏水或软化水 一根小木棍、冰棒或棉球棒 浅盘子( 例如 培养皿) 温度计 余额 塑料或玻璃容器 加热板 容量为2至4升的烧杯 钓鱼线(1至2公斤强度) 超级胶水 泡沫塑料盒或野餐冷却器 放大镜
需要提前了解的重要事项!
你需要处理多少物质,你可以通过在天平上称重来确定。 该物质在室温下在水中的溶解度,可从化学参考书中获得。 了解该物质在高温下的溶解度也很有用,这些信息也可以在参考书中获得,例如 化学和物理手册 图1显示了明矾的溶解度与温度的关系。
检查随任何化学品提供的安全数据表; 确保儿童意识到热板或超级胶水等安装材料的危险; 使用安全玻璃器皿和其他适当的实验室设备; 提供适当的实验室外套、手套和护目镜。
协议!
第一阶段:培育晶种
在玻璃容器中加热约50 mL水。 溶解一定量的物质,在高温下形成饱和溶液。 将温热的溶液倒入浅盘中。 让溶液冷却至室温。 大约一天后,小晶体应该开始形成,如图2所示。 去掉一些晶体。 用放大镜选择一个美丽透明的小水晶。 这将是你的种子晶体。 称一下水晶。
第二阶段:生长大单晶
用强力胶把籽晶粘在钓鱼线的末端(小心不要把手指粘在一起!)。 用放大镜检查籽晶是否与线固定良好。
将通常在室温下溶于一定体积水中的物质的两倍量放入该体积的水中。 (例如,如果30克X在室温下溶于100毫升水中,则将60克X放入100毫升水中。)根据你的材料量调整比例。 使用干净的玻璃器皿。 搅拌混合物,直到不再溶解。 继续搅拌混合物,同时轻轻加热溶液。 所有物质溶解后,将容器从炉中取出。 让溶液冷却至室温。 现在有一个过饱和溶液。 冷却至室温。
小心地将种子晶体从棒上悬挂到装有过饱和溶液的容器中间的冷过饱和溶液中(图3)。 用塑料薄膜、铝箔或纸板盖住晶体生长的容器,以防尘,并减少温度波动。
观察晶体生长情况。 根据物质、过饱和度和温度的不同,这可能需要几天的时间才能减缓生长并停止。 使溶液重新过饱和。 这可能需要每天进行,尤其是当晶体变大时。 但首先,去掉水晶。
每次溶液饱和时,最好通过以下方式“清洁”单晶表面 -
确保晶体干燥; 不要用手指触摸水晶(如果可能的话,只握住吊线); 去除表面因额外生长而产生的任何“凹凸”; 清除管线上的任何小晶体。
将晶体重新悬浮回新的过饱和溶液中。 根据需要重复上述步骤。
一些常见问题。。。
为什么晶体停止生长?
为什么我的水晶收缩/消失了?
如何重新开始晶体生长?
救命,我的水晶失去了透明度!
欠饱和溶液、饱和溶液和过饱和溶液之间有什么区别?
我可以用不同的方法制备过饱和溶液吗?
选择合适的水量。 将水加热至室温以上约15-20度。 在温水中加入一些物质,搅拌混合物使其完全溶解。 继续添加物质并搅拌,直到有一点材料不会溶解。 将混合物再加热一点,直到剩下的材料溶解。 所有物质溶解后,将容器从炉中取出。 让溶液冷却至室温。 现在有一个过饱和溶液。
我是一个完美主义者,我还能做什么?
生长缓慢或快速,什么是最好的?
杂质的影响是什么?
这种方法也适用于蛋白质吗?
如何判断单晶?
判定标准
对晶体进行称重 M(M) 记录。 可能需要最小质量, 例如 晶体必须至少为0.5g才能进行判断。 水晶的质量是根据1到10的等级来判断的,10代表一个完美的水晶。 判断质量时将考虑以下因素:
与晶体类型匹配/不匹配(共2种) 有/无闭塞(共2例) 完整/破损边缘(共2个) 成型良好/变形错误的面(共2个) 清晰度/浑浊度(共2个) 观察到的总质量 问 =x.xx(共10个)
总分确定如下: 总分=[log( M(M) +1) ]x个 问 选择质量的对数是为了使质量较差的大晶体不会淹没质量较好的小晶体。
将值1加到质量上,使重量小于1 g的晶体得到正分数。
总分
要结晶的化合物
硫酸钾铝
四硼酸二钠
五水硫酸铜(II)
磷酸一钾
六水合硫酸镁铵
酒石酸钾钠
六水硫酸铁铵(II)
铁氰化钾
一水合醋酸铜
六水醋酸铜钙
氯化钠
蔗糖
果糖
硫酸铬钾
生长溶液由铬明矾溶液与普通明矾液混合而成。 将60 g硫酸铬钾与100 ml水中混合,制成铬明矾溶液。 在一个单独的容器中,通过将明矾搅拌到温水中直到其不再溶解,制备普通明矾的饱和溶液。 将这两种溶液按任意比例混合。 颜色较深的溶液会产生较深的晶体,但监测晶体生长也会更加困难。 用这种溶液培养出一个种子晶体,然后把它绑在绳子上,把晶体悬浮在剩下的混合物中。 用咖啡过滤器或纸巾松散地覆盖容器。 在室温(~25°C)下,通过缓慢蒸发,晶体可以生长几天或几个月。 要在这种或任何其他有色明矾的有色核心上生长透明晶体,只需将晶体从生长溶液中取出,让其干燥,然后将其重新浸入普通明矾饱和溶液中。 根据需要持续增长。
晶体-学校教师手册
伊丽莎白·伍德(Elizabeth A.Wood),1972年
翻译
英语 阿拉伯语,Karimat El-Sayed和Boshra Awid翻译[ 阿拉伯语窗口-1256 ] 捷克语,李达·多比亚索娃译[ 西方ISO-8859-1 ]
荷兰语,Luc Van Meervelt翻译[ 西方ISO-8859-1 ] 波兰语,Zofia Kosturkiewicz翻译[ 西方ISO-8859-1 或Unicode UTF-8 ] 俄文,Elena Boldyreva翻译[ 西里尔文窗口-1281 ]
西班牙语,由胡安·范德梅伦·尤里亚(Juan F.Van der Maelen Uria)与卡门·阿尔瓦雷兹·鲁阿·阿尔瓦雷斯(Carmen Alvarez-Rua Alvare)、哈维尔·博尔热(Javier Borge)和圣地亚哥·加西亚-格兰达(Santia[ 西方ISO-8859-1 ]