Как вырастить кристалл висмута в домашних

Гоник М.А., Гоник М.М., Томсон А.С. Влияние усло вий кристаллизации на однородность состава мо нокристаллов CdZnTe // Неорган. материалы. 2009. Т. 45. № 10. С. 1182-1191.

Как выращивать кристаллы висмута

Висмут – один из самых простых и красивых металлических кристаллов, который вы можете выращивать самостоятельно. Кристаллы имеют сложную и увлекательную геометрическую форму воронки и окрашены в цвет радуги из-за быстро образующегося на них оксидного слоя. Следуйте этим пошаговым инструкциям, чтобы вырастить собственные кристаллы висмута.

• Висмут
• 2 мерных стакана из нержавеющей стали или алюминиевые банки, которые вы разрезали пополам, чтобы сделать мелкие чаши
• Плита, плита или пропановая горелка

У вас есть несколько вариантов получения висмута. Вы можете использовать несвинцовые грузила для рыбной ловли (например, Eagle Claw делает несвинцовые грузила из висмута), вы можете использовать несвинцовые боеприпасы (на этикетке будет указано, что они сделаны из висмута), или вы можете купить висмут металл. Висмут легко приобрести в интернет-магазинах, например на Amazon.

Хотя висмут гораздо менее токсичен, чем другие тяжелые металлы, его не стоит есть. Если вы используете стальные мерные стаканчики, было бы лучше, если бы вы использовали их только для висмута, а не для еды. Если у вас нет алюминиевых банок или вы беспокоитесь о пластиковом покрытии, которое часто встречается на банках, вы можете сделать миску из алюминиевой фольги.

Качество получаемых кристаллов частично зависит от чистоты металла, поэтому убедитесь, что вы используете висмут, а не сплав. Один из способов убедиться в чистоте – переплавить кристалл висмута. Его можно использовать снова и снова. В противном случае вам следует прочитать отзывы о продукте от поставщика, чтобы узнать, является ли продукт достаточно чистым для кристаллизации.

Выращивайте кристаллы висмута

Висмут имеет низкую температуру плавления (271 ° C или 520 ° F), поэтому его легко расплавить при сильном нагревании. Вы собираетесь вырастить кристаллы, расплавив висмут в металлической «тарелке» (температура плавления у которого будет выше, чем у висмута), отделить чистый висмут от его примесей, дать висмуту кристаллизоваться и слить оставшуюся жидкость. висмут из кристаллов, прежде чем он замерзнет вокруг кристаллов. Ничего из этого не сложно, но требуется некоторая практика, чтобы время охлаждения было правильным. Не волнуйтесь — если висмут замерзнет, ​​его можно переплавить и попробовать еще раз. Вот подробные шаги:

• Поместите висмут в одну из металлических тарелок и нагрейте на сильном огне, пока он не расплавится. Рекомендуется надеть перчатки, так как вы производите расплавленный металл, который не принесет вам никакой пользы, если он попадет на вашу кожу. Вы увидите кожицу на поверхности висмута, это нормально.
• Разогрейте вторую металлическую емкость. Аккуратно перелейте расплавленный висмут в нагретую чистую емкость. Вы хотите вылить чистый висмут из-под серой корки, содержащей примеси, которые могут негативно повлиять на ваши кристаллы.
• Установите чистый висмут в новый контейнер на теплоизолированной поверхности (например, поставьте контейнер обратно на горелку, но выключите питание). Скорость охлаждения висмута влияет на размер и структуру получаемых кристаллов, поэтому вы можете поиграть с этим фактором. Обычно при более медленном охлаждении образуются кристаллы большего размера. Ты сделаешь не хочу охладить висмут до твердого состояния!
• Когда висмут начал затвердевать, вы хотите слить оставшийся жидкий висмут подальше от твердых кристаллов. Это происходит примерно через 30 секунд охлаждения. Когда висмут застыл, вы можете сказать, что настало подходящее время для того, чтобы слить жидкость с ваших кристаллов, но при сотрясении он лишь слегка покачивается. Звучит научно, правда?
• Когда кристаллы остынут, их можно вытащить из металлического контейнера. Если вас не устраивает внешний вид кристаллов, переплавьте и остудите металл, пока он не станет подходящим.
  сли у вас возникли проблемы с извлечением кристалла висмута из контейнера, вы можете попробовать переплавить мета и перелить его в гибкий контейнер из силиконовой резины. Имейте в виду, что силикон хорош только до 300 ° C, что чуть выше точки плавления висмута. Вам нужно расплавить металл в одной емкости и убедиться, что он достаточно остыл, чтобы начать затвердевать, прежде чем переносить его на силикон.

Металл в природе

Элемент относится к редкоземельным металлам.

Тонна земной коры содержит 2 г висмута.

В природе самородки большая редкость, чаще представлены другие виды:

• Как примесь в рудах – свинцовых, вольфрамовых, медных, цинковых, оловянных.
• Как компонент минералов – висмутина, козалита, бисмутина, бисмита, других.

В центре внимания оказался изотоп металла. До начала XXI века он считался стабильным, но позже обнаружилось, что висмут радиоактивен. Это не опасно.

Период полураспада висмута на порядки превышает возраст Вселенной (14,5 млрд. лет).

masterok

До XVIII века этот элемент часто ошибочно принимали за олово или свинец. Его в два раза больше, чем золота, и он входит в состав популярного препарата против расстройств пищеварения Пепто-Бисмол.

Давайте я вам расскажу подробнее про висмут и про то, как получаются такие кристаллы …

Висмут был известен человечеству с давних времен, впервые упомянут в письменных источниках в 1450 году как Wismutton или Bisemutum. Долгое время этот металл считался разновидностью сурьмы, свинца или олова. Первые сведения о металлическом висмуте, его добыче и переработке встречаются в трудах крупнейшего металлурга и минералога средневековья Георгия Агриколы, датированных 1529 г. Представление же о висмуте как о самостоятельном химическом элементе сложилось только в XVIII в. Символ Bi впервые ввел в химическую номенклатуру выдающийся шведский химик Йенс Якоб Берцелиус.

О происхождении слова «висмут» существует несколько версий. По одной из них считают, что в основе его лежат немецкие корни «wis» и «mat» (искаженно weisse masse и weisse materia) -белый металл (точнее, белая масса, белая материя). По другой — слово «висмут» — не что иное, как арабское «би исмид», то есть похожий на сурьму.

Содержание висмута в земной коре 2*10 -5 % по массе, в морской воде — 2*10 -5 мг/л. Висмутовые руды, содержащие 1% и выше висмута, встречаются редко, обычно его источником служат свинцовые, оловянные и другие руды, где он содержится как примесь. Минералами висмута, входящими в состав таких руд, являются висмут самородный (содержит 98,5-99% Bi), висмутин — Bi₂S₃, бисмит — Bi₂O₃ и другие.

Около 90% всего добываемого висмута извлекается попутно при металлургической переработке свинцово-цинковых, медных, оловянных руд и концентратов. Висмут получают сплавлением сульфида с железом: Bi₂S₃ + 3Fe = 2Bi + 3FeS,

или последовательным проведением процессов:

В отличие от сурьмы, в висмуте металлические свойства явно преобладают над неметаллическими. Ему свойствен сильный металлический блеск и белый розоватого оттенка цвет. Висмут одновременно хрупок и довольно мягок, тяжел (плотность 9,8 г/см3), легкоплавок (температура плавления 271°C). При плавлении висмут уменьшается в объеме (как лед), т.е. твердый висмут легче жидкого. Среди прочих металлов висмут выделяют малая теплопроводность (хуже него тепло проводит только ртуть) и самые сильные диамагнетические свойства.

Природный висмут состоит из одного стабильного изотопа 209 Bi.

В сухом воздухе висмут не окисляется, во влажной атмосфере постепенно покрывается пленкой оксидов. При нагревании выше 1000°С сгорает с образованием основного оксида Bi₂O₃. При сплавлении висмута с серой образуется Bi₂S₃.

Взаимодействует с галогенами (наиболее изучены тригалогениды): 2Bi + 3Hal₂ = 2BiHal₃

При взаимодействии висмута с металлами образуются висмутиды, например, висмутид натрия Na₃Bi, висмутид магния Mg₃Bi и др. При действии кислот на такие сплавы висмута образуется висмутин BiH₃.

Со щелочами и разбавленными кислотами висмут не реагирует, с концентрированными образует соли:

Основное применение висмута — его использование в качестве компонента легкоплавких сплавов. Висмут входит, например, в известный сплав Вуда, температура плавления которого ниже температуры кипения воды, во многие другие сплавы, используемые, например, при изготовлении легкоплавких предохранителей. Сплавы висмута и марганца (Mn) характеризуются ферромагнитными свойствами и поэтому идут на изготовление мощных постоянных магнитов.

Небольшие добавки висмута (0,003%-0,01%), в стали и в сплавы на основе алюминия улучшает пластические свойства металла, резко упрощает его обработку.

Некоторое значение висмут имеет в ядерной технологии при получении полония — важного элемента радиоизотопной промышленности. Соединения висмута, особенно Bi₂O₃, применяют в стекловарении и керамике, в фармацевтической промышленности, в качестве катализаторов и др.

Висмут относится к токсичным ультрамикроэлементам.

О физиологической роли висмута известно немного. Возможно он индуцирует синтез низкомолекулярных белков, принимает участие в процессах оссификации, образует внутриклеточные включения в эпителии почечных канальцев. Возможно, этот элемент обладает генотоксичными и мутагенными свойствами.

Не смотря на то, что висмут относится к категории тяжелых металлов, он является умеренно токсичным элементом. Растворимые соли висмута ядовиты и по характеру своего воздействия (хоть и в меньшей степени) аналогичны солям ртути.

Соли висмута используют с 1700-ых гг. для лечения таких болезней, как диарея, а также для облегчения симптомов холеры.

Во время разлива нефти в Мексиканском заливе, морских птиц заставляли глотать это вещество, чтобы вывести нефть, которая попала в их организм.

Хотя это вещество было известно с древних времен, слово «висмут» появилось впервые в конце XVII века. Алхимики применяли его в своих опытах в средние века. Шахтеры, добывавшие руду, называли его tectum argenti. Это переводится, как «производство серебра». Шахтеры полагали, что висмут был наполовину серебром.

И красота его кристаллов, несомненно, указывает на то, почему они так считали.

Название висмута считается латинизированной версией старогерманского слова «виссмут», и лишь в 1546 году немецкий ученый Георгий Агрикола (отец минералогии) заявил, что висмут – это отдельный металл.

Висмут применялся не только в Европе: хотя его андское название было утеряно, инки использовали висмут для изготовления холодного оружия. Из-за этого мечи инков были очень красивыми, и их сияние было результатом радужного окисления – химической реакции с кислородом. Разница в цветах – это результат разной толщины слоя окиси поверх кристалла. Когда на кристаллы висмута попадает прямой свет, эти колебания в толщине приводят к разным длинам волн для прерывания отражения. Поэтому мы и получаем красивый эффект радуги.

В периодической таблице висмут имеет несколько соседей (его номер – 81), и если принять их вовнутрь, можно причинить серьезный урон здоровью. В этот список входят свинец, сурьма и полоний. И хотя висмут имеет высокую атомную массу, он всегда считался стабильным (долгие годы он даже считался самым стабильным элементом в плане массы).

Тем не менее, недавно обнаружилось, что этот элемент слегка радиоактивный. Но не волнуйтесь, висмут не может убить. На самом деле сплавы висмута уже давно заменяют свинец (в таких предметах, как вентили для питьевых водопроводных систем).

В слитке чернового свинца содержится до 10% висмута, и для его добычи нужно пройти несколько стадий. Однако после двух главных процессов, в этой смеси остается еще много других металлов.

Чтобы получить чистый висмут, нужно расплавить переработанную смесь, а затем добавить хлор-газ. Остальные металлы добывают в их хлоридной форме, после чего остается чистый висмут. Висмут имеет некоторые удивительные характеристики. Как вы знаете, вода – одно из немногих веществ, которое является более плотным в жидкой форме, чем в твердой. В этом висмут похож на воду – в твердой форме он увеличивается на 3%.

Он также более диамагнитный, чем любой другой металл на планете. Диамагнетизм присутствует во всех материалах – это свойство, создающее магнитное поле. С другой стороны, висмут имеет самый низкий показатель теплопроводности, чем у любого другого металла. Считается, что висмут обладает низким воздействием на окружающую среду. Это потому, что его составляющие не очень растворимы, поэтому в воде он не может навредить людям. Однако в плане влияния висмута на окружающую среду были проведены лишь ограниченные исследования.

Вообще, висмут – это легкоплавкий металл, который расширяется при затвердевании, поэтому слитки не имеют усадочной раковины, а наоборот, имеют выпуклую поверхность. Применяется висмут, в основном, для изготовления легкоплавких сплавов и припоев.

Чистый, неокисленный висмут имеет серебристо-белый цвет с небольшим красноватым оттенком. Радужная окраска этого кристалла обусловлена наличием тонкой оксидной пленки на его поверности. При желании, окраску легко удалить. Достаточно просто промыть кристалл разбавленной соляной кислотой, и его поверхность станет серебристой.

Если расплавленный металл залить в форму и дать ему затвердеть, то получится слиток. Но кристаллы висмута получаются немного по-другому.

Получить такие фантастические кристаллы висмута (только висмута! с другим металлом такое не получится!) можно так. Нужен очень чистый висмут. Чем он чище, тем красивее получатся кристаллы. Расплавленный на горелке металл выливается в подогретую ёмкость. Через некоторое время, когда он примерно на треть затвердеет, жидкий металл сливают, а на дне остаются такие кристаллы. Такую красивую окраску кристаллы висмута приобретают в результате окисления поверхностного слоя металла, причем чем выше чистота исходного металла, тем более красиво окрашивается кристалл.

И еще что нибудь интересное про недра нашей Планеты: вот например очень интересный Деревянистый ОПАЛ, а вот Крупнейший в мире аквамарин, ну и в заключении Самый большой сапфир в мире. А еще к вам такой вопрос: вы уверены. что в природе не бывает прямых граней ?

Manifestation of Light and Heavy Electrons in the Galvanomagnetic Characteristics of Te-Doped n-Bi0.

• B. A. Tairov
• O. I. Ibragimova
• A. H. Rahimov

The components of resistivity (ρij ), Hall coefficient (R ijk ), and magnetoresistance (ρij, kl ) of n-Bi0.88Sb0.12 single crystals doped with tellurium to 0.01, 0.1, and 0.2 at % have been measured in the temperature range of 77–300 K. It is concluded that light and heavy electrons are involved in transport processes. The energy spacing between the bands of light and heavy electrons is found to . [Show full abstract] be 40 meV, and the ratios of the effective masses and electron mobilities are estimated as m 2*/m l * = 3 and b ≈ 0.16, respectively.

Процесс получения

В продолжение темы о том, что такое висмут, стоит рассказать, как именно его добывают.

Получение этого металла основано на переработке руды, а также свинцовых и медных концентратов посредством методов, используемых в сферах пиро/гидрометаллургии.

Есть и другой способ, но он используется лишь в случае получения висмута из сульфидных соединений. Процесс подразумевает переработку медных концентратов, сопровождающуюся осадительной плавкой с железным скрапом и флюсом.

Как правило, происходит процесс получения висмута по формуле: Bi₂S₃ + 3Fe à 2Bi + 3FeS.

В том случае, если используются окисленные руды, то металл восстанавливают углеродом под слоем флюса. Происходит это в температурном режиме от 900 до 1000 °C. Углерод, кстати, может быть заменен сульфитом натрия. С применением данного кристаллогидрата можно восстановить оксид висмута при меньшей температуре (800 °C).

Для получения сульфида данного металла применяют соду или гидроксид натрия. В этих случаях устанавливается температура в 950 и 500-600 градусов соответственно.

Топологические изоляторы: управление током, управление светом

Исследование международной группы ученых посвящено изучению свойств топологических изоляторов: их взаимодействию с лазерным излучением. Результаты работы открывают новые возможности управления током с помощью световой волны, что в перспективе позволит создать быстродействующие электронные устройства и средства связи. Также новые данные важны для понимания релятивистских эффектов, возникающих, когда скорости движения частиц близки к скорости света. Подробности опубликованы в журнале Nature.

Исследование свойств топологических изоляторов на примере поверхности кристалла теллурида висмута проводила группа специалистов Регенсбургского университета, университета Марбурга, Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН (ИФП СО РАН), Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН (ИГМ СО РАН), Новосибирского государственного университета.

Топологические изоляторы ― материалы, способные проводить спин-поляризованный ток по своей поверхности и практически не проводить внутри, в объеме, оставаясь изолятором. Спин ― характеристика электрона, как масса и заряд, но управление спином дает больше возможностей для разработки быстродействующих гаджетов с минимальными тепловыми потерями.

На поверхности топологического изолятора электроны ведут себя как безмассовые частицы, и при освещении лазером удается разогнать их до весьма больших скоростей. В ходе нового исследования обнаружилось, что ускоренные электроны способны двигаться по поверхности топологического изолятора практически без рассеяния ― в отличие от движения в обычном кристалле ― а значит, проводить ток гораздо быстрее, без потерь на нагрев. Более того, электроны переизлучают свет лазера иначе, чем в нетопологических материалах ― генерируя световые волны промежуточной частоты (а не кратно частоте исходного излучения).

«На поверхность топологического изолятора (кристалла теллурида висмута) падает свет лазера определенной длины волны, а переизлучается ― широким спектром. Управляя характеристиками исходной волны, можно двигать, варьировать, получать любые длины переизлученных волн. Без специфических свойств топологического изолятора это было бы недостижимо. Также можно почти мгновенно изменить состояние электронов с помощью лазера — это перспективно для создания сверхбыстрых электронных устройств», ― объясняет соавтор исследования, заведующий лабораторией физики и технологии гетероструктур ИФП СО РАН, профессор НГУ, профессор РАН, доктор физико-математических наук Олег Евгеньевич Терещенко.

Заведующий лабораторией физики и технологии гетероструктур ИФП СО РАН доктор наук Олег Евгеньевич Терещенко

Вырастить кристалл топологического изолятора ― сложная задача, но благодаря многолетнему опыту специалисты ИГМ СО РАН и ИФП СО РАН успешно с ней справляются. После того как кристалл готов, его нужно охарактеризовать ― определить тип проводимости, качество кристалла, убедиться, что электроны на поверхности ведут себя, как и должны в топологическом изоляторе, ― их энергия линейно зависит от импульса, а не квадратично, как свойственно свободным электронам и электронам в обычных (тривиальных) кристаллах. Чтобы «посмотреть» электронную структуру кристаллического материала, используются интенсивное излучение и специальное оборудование: «просвечивая» материал и регистрируя изменения, происходящие с электронами, можно получить подробную информацию об энергии частиц, их магнитных моментах и прочих характеристиках, от которых напрямую зависят свойства вещества.

«Объекты исследования ― высококачественные кристаллы теллурида висмута с встроенным p–n переходом ― выращивались в ИГМ СО РАН старшим научным сотрудником к.ф.-м.н. Константином Александровичем Кохом по методике, которую мы разработали совместно. Затем проводилась характеризация кристаллов ― в ИФП СО РАН и на источнике синхротронного излучения (HiSOR) в Японии с применением фотоэлектронного спектрометра для исследования электронной структуры кристаллов методом фотоэмиссии с угловым и спиновым разрешением (ARPES). Сейчас подобная установка есть и в нашем Институте, но на момент проведения работы приходилось пользоваться зарубежной. Дальнейшее воздействие на кристалл лазерными импульсами, описание процессов, происходящих при этом в материале, проводили немецкие коллеги», ― говорит Олег Терещенко.

Любопытно, что новое открытие в физике твердого тела перекликается с актуальными проблемами физики высоких энергий — обнаружением частиц, чье существование пока не подтверждено экспериментально. Уже упоминавшиеся «безмассовые» электроны на поверхности топологических изоляторов могут двигаться со скоростями, достаточными для того, чтобы проявились релятивистские эффекты ― характерные для околосветовых скоростей.

«Частицы, предсказанные раньше теоретически, для разделов физики высоких энергий, сейчас ищут внутри твердого тела. Это, например, фермионы Майорана, являющиеся кандидатами в том числе для частиц холодной тёмной материи. Считается, что экспериментальное обнаружение майорановских частиц как в физике высоких энергий, так и в области физики твёрдого тела приведёт к важным последствиям для науки. Таким образом, у исследователей появляется шанс обнаружить новые частицы с помощью небольших приборов (если сравнивать с коллайдерами) и при малых энергетических затратах», ― резюмирует Олег Терещенко.

Исследование выполнялось при поддержке Российского научного фонда (проект №17-12-01047), Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 21-52-12024).

Куда исчез сахар и как вырастить кристалл

Сахар едят многие, добавляя его в чай, кофе и различные блюда. Это сладкое вещество знакомо всем еще с детства. Привычное для нас его агрегатное состояние – твердое кристаллическое – одно из шести известных человечеству на сегодняшний день: твердое, жидкое, газообразное, плазма, фермионный конденсат и конденсат Бозе-Эйнштейна. Однако если взять кусочек сахара или чайную ложку сахарного песка и положить в чашку с горячим чаем, помешивая при этом ложной, то через некоторое время сахар «исчезнет». Его совсем не будет видно, а внешний вид и объем чая совершенно не изменится. Давайте попробуем разобраться, куда «исчез» сахар и можно ли каким-либо способом его вернуть в прежнее твердое состояние.

В кристаллическом состоянии могут находиться различные вещества. При этом кристаллы бывают очень причудливой формы. Например, кристаллы висмута имеют вид загадочных лабиринтов, кристаллы каменной соли являются полупрозрачными кубиками, кристаллы оксида цинка напоминают звездочки:

Сахар, который мы положили в чашку с горячим чаем, тоже был в твердом состоянии и, конечно же, никуда не исчез. Об этом свидетельствует сладкий вкус чая. При попадании в воду молекулы сахара начали взаимодействовать с молекулами воды. А молекулы воды – это ярко выраженные полярные молекулы, поэтому они образуют с молекулами сахара, находящимися в кристалле, межмолекулярные связи и отрывают их от кристалла, унося в толщу воды. При этом, чем выше температура воды, тем активнее происходит взаимодействие. Таким образом, сахар растворился в воде – произошел физический процесс, при котором в воде оказались молекулы сахара, связанные с несколькими молекулами воды. Количество молекул, которые могут раствориться в воде, ограничено, поэтому, в конце концов, наступит момент, когда сахар больше не растворяется. Такой раствор сахара называется насыщенным. Он нам потребуется, чтобы вырастить кристаллы.

Еще один практический совет. Если вы хотите, чтобы ваш чай или кофе был как можно дольше горячим, то следует сразу после наливания положить в чашку сахар. При растворении сахар заберет часть тепловой энергии у чая или кофе, и температура понизится. Разница температур между напитком и воздухом в комнате станет меньше, поэтому остывать чай или кофе будет медленнее, и дольше будет оставаться горячим.

Сахар, растворенный в воде, можно опять вернуть в твердое кристаллическое состояние. Это можно сделать в домашних условиях, при этом не потребуется каких-либо особых приспособлений. Сахар очень хорошо растворяется в воде: в 100 мл воды при температуре 100 0 С может раствориться около 500 г сахара! При этом объем раствора практически не изменится. Вы можете удивить своих друзей, если будете класть в горячий чай один за другим кубики сахара, помешивая при этом ложкой, то даже 20 кубиков сахара прекрасно растворятся, а объем чая визуально не изменится, как будто сахар куда-то исчез. Пить такой чай будет нельзя, но эффект гарантирован.

Итак, нам потребуется: 0,5 л воды, 1200-1300 г сахарного песка, деревянные палочки длиной 15-20 см, прозрачные сосуды емкостью 200-330 мл, плотная бумага, нарезанная квадратами 10х10 см, пищевые красители, если вы хотите сделать кристаллы сахара разноцветными, и небольшая кастрюля.

Сначала наливаем в кастрюлю 0,5 л воды и насыпаем 600-650 г сахарного песка. Нагреваем кастрюлю с водой и сахаром на небольшом огне, помешивая ложкой до полного растворения сахара, затем добавляем еще 600-650 г сахарного песка и добиваемся полного его растворения. Даем сахарному раствору остыть минут 10-15. В это время подготавливаем деревянные палочки: протыкаем ими в центре квадраты из плотной бумаги, смачиваем длинный конец палочки в воде и обваливаем в сахарном песке, добиваясь равномерного прилипания сахара со всех сторон, и даем палочкам с сахаром высохнуть.

Приготовленный сахарный раствор разливаем в прозрачные сосуды и добавляем в них разноцветные пищевые красители. Палочки с сахаром опускаем в растворы и при помощи плотной бумаги закрепляем их в вертикальном положении:

В течение последующей недели мы сможем наблюдать, как вокруг деревянной палочки будут вырастать окрашенные пищевыми красителями разноцветные кристаллы сахара. Таким образом, сахар выделится из раствора, вернув себе твердое кристаллическое состояние в виде сладких разноцветных леденцов.

Предлагаем Вам по предложенному методу вырастить кристалл поваренной соли.

Что нужно для выращивания кристаллов в домашних условиях?

Для выращивания кристалла потребуется от 1 до 7 месяцев в зависимости от желаемых габаритов. Прежде чем начинать его изготовление, необходимо позаботиться о создании подходящих условий. В помещении не должно быть влажности и значительных перепадов температур. Также надо подготовить инвентарь для создания раствора:

• емкость из эмали либо стекла требуемого объема;
• палочка для размешивания из дерева, эмали либо стекла;
• фильтровальная бумага либо качественные салфетки.

Читайте также: Добыча драгоценных и полудрагоценных камней на территории России: известные месторождения, названия добываемых пород

Для изготовления камня понадобятся вода и ингредиенты, указанные в избранном рецепте. Можно воспользоваться готовым набором для производства камней, который есть в продаже. Во время процесса создания камня необходимо надеть резиновые перчатки, головной убор (платок, медицинский чепчик). Соблюдение этих мер предотвратит попадание волос в жидкость и убережет руки от воздействия концентрата. При воздействии раствора на воспаленную или пораненную кожу возникают болевые ощущения и состояние кожных покровов усугубится.

Выращивайте кристаллы висмута

Висмут имеет низкую температуру плавления (271 ° C или 520 ° F), поэтому его легко расплавить при сильном нагревании. Вы собираетесь вырастить кристаллы, расплавив висмут в металлической «тарелке» (температура плавления у которой будет выше, чем у висмута), отделить чистый висмут от его примесей, дать висмуту кристаллизоваться и слить оставшуюся жидкость. висмут из кристаллов, прежде чем он замерзнет вокруг кристаллов. Ничего из этого не сложно, но требуется некоторая практика, чтобы время охлаждения было правильным. Не волнуйтесь – если висмут замерзнет, ​​его можно переплавить и попробовать еще раз. Вот подробные шаги:

• Поместите висмут в одну из металлических тарелок и нагрейте на сильном огне, пока он не расплавится. Рекомендуется надевать перчатки, так как вы производите расплавленный металл, который не принесет вам никакой пользы, если он попадет на вашу кожу. Вы увидите кожицу на поверхности висмута, это нормально.
• Разогрейте вторую металлическую емкость. Аккуратно перелейте расплавленный висмут в нагретую чистую емкость. Вы хотите вылить чистый висмут из-под серой корки, содержащей примеси, которые могут негативно повлиять на ваши кристаллы.
• Установите чистый висмут в новый контейнер на теплоизолированной поверхности (например, поставьте контейнер обратно на горелку, но выключите питание). Скорость охлаждения висмута влияет на размер и структуру получаемых кристаллов, поэтому вы можете поиграть с этим фактором. Обычно при более медленном охлаждении образуются кристаллы большего размера. Не стоит охлаждать висмут до твердого состояния!
• Когда висмут начал затвердевать, вы хотите слить оставшийся жидкий висмут подальше от твердых кристаллов. Это происходит примерно через 30 секунд охлаждения. Вы можете сказать, что настало подходящее время для того, чтобы слить жидкость с ваших кристаллов, когда висмут застыл, но он лишь слегка покачивается при сотрясении. Звучит научно, правда?
• Когда кристаллы остынут, вы можете вытащить их из металлического контейнера. Если вас не устраивает внешний вид кристаллов, переплавьте и остудите металл, пока он не станет подходящим.

Если у вас возникли проблемы с извлечением кристалла висмута из контейнера, вы можете попробовать переплавить мета и перелить его в гибкий контейнер из силиконовой резины. Имейте в виду, что силикон хорош только до 300 ° C, что чуть выше точки плавления висмута. Вам нужно расплавить металл в одной емкости и убедиться, что он достаточно остыл, чтобы начать затвердевать, прежде чем переносить его на силикон.

На следующие сутки на дне обнаружатся кристаллики. Необходимо отобрать самый крупный, обвязать его ниточкой и подвесить, погрузив в раствор. Банку нужно покрыть бумагой и выращивать камень несколько недель. Кристалл из медного купороса медленно извлекают, обмывают в холодной воде, высушивают и покрывают прозрачным маникюрным лаком (см. фото). Существуют наборы для выращивания кристаллов на основе медного купороса.

Материалы кристаллов висмута

• Висмут
• 2 мерных стакана из нержавеющей стали или алюминиевые банки, которые вы разрезали пополам, чтобы сделать мелкие чаши
• Плита, плита или пропановая горелка

У вас есть несколько вариантов получения висмута. Вы можете использовать не-свинцовые рыболовные грузила (например, Eagle Claw делает не-свинцовые грузила с использованием висмута), вы можете использовать не свинцовые боеприпасы (выстрел будет сказать , что это сделано из висмута на этикетке), или вы можете купить висмут металл. Висмут легко приобрести в интернет-магазинах, например на Amazon.

Хотя висмут гораздо менее токсичен, чем другие тяжелые металлы , его не стоит есть. Если вы используете стальные мерные стаканчики, было бы лучше, если бы вы использовали их только для висмута, а не для еды. Если у вас нет алюминиевых банок или вы беспокоитесь о пластиковом покрытии, которое часто встречается на банках, вы можете вылепить миску из алюминиевой фольги.

Качество кристаллов , полученных вами частично зависит от чистоты металла, поэтому убедитесь , что вы используете висмут , а не сплав. Один из способов убедиться в чистоте – переплавить кристалл висмута. Его можно использовать снова и снова. В противном случае вам следует прочитать отзывы о продукте от поставщика, чтобы узнать, является ли продукт достаточно чистым для кристаллизации.

Растущий кристалл висмута

• Материалы: элемент висмута (металл) и жаропрочная металлическая емкость.
• Иллюстрированные концепции: кристаллизация из расплава; Кристаллическая структура металлического бункера
• Требуемое время: менее часа
• Уровень: новичок