Медный купорос: формула. Как вырастить кристаллы медного купороса в домашних условиях?

Особенности процесса

Формула медного купороса в химии — CuSO4. Если взять его в качестве исходного сырья, можно вырастить красивый синий кристалл, не добавляя в раствор красителей. Суть кристаллизации данной соли не отличается от процесса, характерного для иных органических и неорганических веществ. Медный купорос, химическая формула которого представлена выше, продается в хозяйственных магазинах.

Вам будет интересно:Пополняем словарный запас: почести — это…

Меры предосторожности

Средства защиты

Медный купорос действительно невероятно полезное вещество. Однако использовать его нужно с умом, чтобы не навредить растениям, земле и даже людям, которые находятся в непосредственной близости во время его применения.

• Обработка растений проводится обычно рано утром или вечером, после захода солнца, иначе на листиках появятся ожоги.
• Использовать растворы можно только в безветренную погоду.
• Проку от опрыскивания после дождя или сразу перед ним никакого нет.
• Всегда нужно придерживаться правильной концентрации медного купороса! Растворы с концентрацией более 5% убивают любых вредителей, но и сами растения будут обожжены – не стоит об этом забывать.
• Сразу после применения средства необходимо вымыть садовый инвентарь.
• Медный купорос можно использовать только в спецодежде, перчатках, маске, чтобы не вдыхать пары и не допускать попадания вещества на кожу, в глаза.
• Опрыскивание допустимо до распускания почек и после листопада. Ни в коем случае нельзя распылять медный купорос во время цветения культур – это приведет к отравлению любых опылителей, включая пчел.
• Обработка медным купоросом проводится не позже чем за месяц до сбора урожая!

Не стоит забывать, что медный купорос ядовит для человека. Смертельная доза всего 50 мл. При этом он может всасываться через пот, усваиваться при попадании на любые слизистые оболочки. Поэтому при работе с CuSO4 нужно соблюдать меры индивидуальной защиты и аккуратно обращаться с раствором.

Последовательность действий

Вам будет интересно:Бригантина — это парусник мечты

Как вырастить медный купорос в домашних условиях? Предлагаем инструкцию для любителей домашних экспериментов. До того как приступать к практическим действиям, необходимо надеть перчатки.

Первый этап предполагает приготовление перенасыщенного раствора. Чтобы приготовить такой раствор медного купороса, необходимо в банку налить около 300 мл воды. Затем всыпают сульфат меди, аккуратно помешивая раствор столовой ложкой. Процесс растворения протекает достаточно быстро. Медный купорос, формула которого описывается CuSO4, необходимо добавлять до тех пор, пока соль не начнет оседать на дно банки (стакана). Подобные признаки свидетельствуют о том, что перенасыщенный раствор готов.

Далее банка помещается в кастрюлю с водой (на водяную баню), ставится на огонь. Важно добиться, чтобы полностью в воде растворился медный купорос. Формула этой соли свидетельствует о том, что вещество принадлежит к средним (нормальным солям).

Как приготовить раствор медного купороса?

Наиболее распространен в употреблении – однопроцентный раствор, для его приготовления берется 100 грамм порошка на десять литров воды.

Сухая смесь высыпается в тару и разбавляется пока что малым количеством теплой воды, 3-4 стакана или 500 мл. Температура воды для лучшего растворения – приблизительно 45-50 градусов по Цельсию.

Растворяем не спеша и даем этой смеси настояться минут 20-30. Оставшуюся воду (9,5 литров) нагреваем до горячего, но не кипящего, состояния и смешиваем с приготовленным раствором в ведре. Подогревать раствор в процессе приготовления нельзя, ни на каких тепловых устройствах!

Если вам нужен 2%-й раствор, то соответственно берется в 2 раза больше купороса на то же количество воды, то есть 200 граммов на 10 литров воды. Для 3% раствора – 300 граммов, для 5% – 500 граммов на ведро или 10 литров воды.

Следующий этап

Пока раствор охлаждается, необходимо приготовить специальную «затравку». В качестве нее может выступать сам медный купорос. Формула такой «затравки» аналогична самому химическому соединению, отличия есть только в размерах кристалла, его форме. Ее фиксируют на нити. Также с ролью «затравки» прекрасно справится пуговица или бусина. Она помещается внутрь банки с приготовленным пересыщенным раствором сульфата меди. Чтобы «затравка» выполняла свое функциональное предназначение, она должна касаться дна либо стенок сосуда.

После того, как конструкция будет приготовлена, необходимо набраться терпения. Как быстро появится кристаллический медный купорос? Формула данного соединения, указанная выше, свидетельствует о том, что в составе есть катионы меди и анионы сульфата.

Опытным путем установлено, что кристаллы данной средней соли образуются быстрее, чем у поваренной соли (хлорида натрия).

Когда он станет желаемого размера, его извлекают из раствора, нить обрезают. Чтобы готовый кристалл имел оригинальный внешний вид, можно дополнительно его покрыть бесцветным лаком.

Виды готовых пропиток для дерева

Готовые антисептики продаются практически в любом магазине стройматериалов. Они отличаются по назначению, консистенции, отсутствию или наличием запаха, цвету и степени проникновения вглубь древесины.

Пропитки делаются на разных основах:

• Водная. Такие антисептики не имеют неприятного запаха, подходят как для наружных, так и внутренних работ
• Акриловая. У акриловых также нет запаха, они экологически безопасны и могут использоваться для обработки дерева как внутри, так и снаружи дома.
• Солевая. Растворами на солевой основе чаще всего пропитываются стропильные системы, чтобы в них не заводился грибок, вредители и плесень. Они также защищают деревянные элементы от легкого воспламенения. Как правило, в такой антисептик погружают древесину, а не обрабатывают кистью. Поэтому в частных хозяйствах используется он редко.
• Масляная. С помощью масляных растворов обрабатывают садовую мебель,

постоянно подверженную воздействию ультафиолета, влаги и других внешних факторов.

• На основе алкидных смол. В состав включены антисептические добавки, воск и масло. Такая пропитка хорошо подчеркивает красоту текстуры дерева, хорошо защищает от негативных природных факторов. Недостаток – длительное высыхание.
• Битумная. Выглядит как густая, черная масса. Имеет резкий запах и в основном используется для внешних работ. Отлично защищает от влаги, но легко воспламеняется.
• Силиконовая. Служит защитным экраном от солнца, воды и биологического разрушения. Дополнительный бонус – силиконовый слой позволяет древесине дышать.

Существуют антисептики специального назначения. Узконаправленные составы делают упор на решение конкретной задачи – защиту от мороза, водоотталкивающий эффект, антисептическое действие, формирование стойкости к огню. Есть и комплексные пропитки, в которых сочетаются несколько перечисленных свойств или все сразу.

Полезные советы

На скорость процесса кристаллизации напрямую влияет насыщенность раствора. Через пару суток можно вынимать из приготовленного раствора кристалл, менять раствор на более насыщенный вариант.

Выращивание кристаллов — это увлекательный процесс, позволяющий формировать у подрастающего поколения познавательный интерес к предметам естественнонаучного цикла.

Если процесс идет слишком медленно, можно рассчитывать на получение одного большого кристалла. При высокой скорости кристаллизации среди продуктов будет множество небольших кристалликов.

Выращивание кристаллов из разных типов воды

Далее мы проведем эксперимент и пронаблюдаем за процессом роста кристаллов из разных типов воды. Для опыта возьмем:

1. Фильтрованную через бытовой фильтр водопроводную воду;
2. Нефильтрованную водопроводную воду;
3. Минеральную воду.

Кристалл из фильтрованной воды

Через 11 часов после приготовления раствора на дне банки образовалось множество мелких кристалликов различных форм. Выбрав самый подходящий по форме и размеру (0,5 см), я продолжила выращивание.

Измерения размера кристалла:

• день 1 – 0,5 см;
• день 2 – 2 см (Рисунок 6);
• день 3 – 3 см;
• день 4 – 4 см (Рисунок 7);
• день 7 – 5 см;
• день 10 – 6 см (Рисунок 8);
• день 12 – размер остался прежним, но кристалл значительно вырос в ширину и стал намного массивнее (Рисунок 9);
• день 17 – 6,5 см, кристалл по-прежнему растет в ширину;
• день 21 – 8 см.

Кристалл из водопроводной воды

В отличие от первого эксперимента, кристалл из водопроводной воды у меня не получилось вырастить с первого раза. Вместо кристалликов-затравок на дне банки образовалась кашица.

На второй раз, я накрыла сосуд с кристаллом плотной темной тканью и убрала его в неосвещенное место.

На следующее утро на дне банки находились крупные, красивые кристаллики-затравки правильной формы. Причем, намного крупнее, чем из фильтрованной воды (Рисунок 10).

Измерения размера кристалла:

• день 1 – 1 см;
• день 2 – 1,8 см (Рисунок 11);
• день 5 – 2,3 см;
• день 8 – 3,5 см (Рисунок 12);
• день 10 – 4 см;
• день 15 – 5,5 см.

Кристалл из минеральной воды

Кристалла из минеральной воды у меня так и не получилось вырастить, несмотря на множество попыток.

На дне банки не образовалось ни кристалликов, ни кашицы, получилась просто жижа (Рисунок 13). После того, как я попробовала сделать так же, как и с кристаллом из водопроводной воды и подержать все это подольше, ничего не изменилось.

Рисунок 13. Шуга из мелких кристаллов на минеральной воде

Когда спустя неделю абсолютно ничего не изменилось, я сделала новый перенасыщенный раствор в соотношении минеральной и фильтрованной воды 1:1. За ночь, в кашице сформировались маленькие образования неправильной формы (Рисунок 14). Кристалликами их назвать нельзя, так как они разваливаются в руках в первые же секунды, соответственно подвесить хоть один из них на леску невозможно.

Рисунок 14. Шуга из мелких кристаллов на минеральной воде, разведенной 1:1

Тогда я сделала новый перенасыщенный раствор в соотношении минеральной и фильтрованной воды 1:3, а затем и 1:6 (Рисунок 15). В итоге, получилась кашица из мелких кристалликов-образований. Из которой также невозможно было выбрать ни один нормальный кристаллик-затравку.

Рисунок 15. Шуга из мелких кристаллов на минеральной воде, разведенной 1:6

Для выращивания была взята минеральная вода «НАРЗАН» (Рисунок 16).

Рисунок 16. Этикетка с составом минеральной воды

Исходя из состава воды и приведенных примеров, можно предположить, что ионы минералов и углекислый газ (CO2), содержащиеся в минеральной воде, мешают образованию кристаллической решетки кристаллов.

Способы проведения эксперимента

Существует несколько вариантов выращивания кристаллов медного купороса. К примеру, можно добиться желаемого результата путем охлаждения раствора. При понижении температуры наблюдается уменьшение растворимости. На первом этапе небольшие «зародыши» можно увидеть на стенках сосуда, затем они превращаются в красивые крупные кристаллы.

Присутствие в растворе твердых примесей (пыли, сажи) приводит к искажению формы, поэтому образующиеся кристаллы имеют некоторые искажения в своей форме.

Вторым способом кристаллизации, провести которую можно в домашних условиях, является постепенное удаление из насыщенного раствора воды. Чем медленнее протекает данный процесс, тем крупнее образуются кристаллы.

Как добиться желаемого результата? Можно оставить при комнатной температуре сосуд открытым на продолжительный период, накрыв его обычной бумагой. Скорость испарения воды снизится, а в приготовленный раствор медного купороса не будет попадать пыль.

По мере уменьшения объема раствора, необходимо своевременно подливать новую его порцию.

Выращиваем химический сад

Еще один очень простой опыт. Единственное, что от вас потребуется, это, как и в случае с гвоздем, терпение. Ну и немного обычного канцелярского силикатного клея. Подробности в статье «Химические водоросли».

Воздействие разных типов воды на рост кристаллов

После того, как я закончила выращивание кристаллов из фильтрованной и водопроводной воды, я решила провести небольшой эксперимент.

Я смешала перенасыщенный раствор из фильтрованной воды и перенасыщенный раствор из водопроводной воды в отношении 1:1. После этого я разлила равное количество раствора в две одинаковые емкости и погрузила в одну из них кристалл из фильтрованной воды, а в другую кристалл из водопроводной воды. Через 14 часов оба кристалла полностью растворились.

Спустя две недели я повторила эксперимент, вырастив по одному кристаллу из водопроводной и фильтрованной воды. Результат оказался тем же.