问题

有什么可以自制的美丽又安全的晶体?

回答
想要在家中亲手创造出美丽又安全的晶体?这绝对是一个充满乐趣和惊喜的过程!我们不需要什么昂贵的化学试剂,甚至很多材料你都能在厨房里找到。今天我就来跟你分享几种简单又迷人的晶体制作方法,保证安全,成品绝对让你眼前一亮。

首先,我们要明白一点:在家制作的晶体,通常是利用 “溶解与结晶” 的原理。 简单来说,就是我们把某些物质溶解在水中,当水慢慢蒸发或者温度变化时,溶解的物质就会重新排列,形成规则的晶体结构。这种过程不仅安全,而且能让我们观察到物质本身的美丽。

咱们这就开始动手吧!

1. 来自厨房的甜蜜诱惑:砂糖晶体(冰糖)

这绝对是入门级的晶体制作,材料最简单,成品最甜蜜,而且晶莹剔透的模样,怎么看怎么讨喜。

你需要准备:

白砂糖: 选择纯净的白砂糖,颗粒越细越好,这样更容易溶解。
水: 纯净水最好,自来水也可以。
锅: 用来加热水和溶解糖。
玻璃杯或罐子: 透明的最好,方便观察。
木棍、铅笔或细绳: 用来悬挂晶种。
夹子或胶带: 固定木棍或铅笔。
耐心: 这是最重要的“辅料”!

制作步骤(跟我来):

1. 制作饱和溶液: 这是关键一步!在锅里倒入一定量的水,开小火加热。一边加热,一边慢慢加入白砂糖,不停搅拌,直到糖不再溶解为止。这个时候,你就得到了一杯“饱和溶液”,意思是水里已经装满了糖,再多加糖也溶不进去了。你可以尝一下,会非常甜!如果你想做大一点的晶体,就多放一些糖和水。
2. 准备“晶种”: 晶体需要一个开始的地方,这个开始的地方就叫做“晶种”。你可以从第一步的饱和溶液里舀一点点出来,倒在干净的碟子里,让它自然晾干,形成一些细小的糖粒。或者,你也可以在木棍或铅笔上沾一点点蜂蜜或糖浆,然后粘上一些细砂糖,等它干了之后就是一个现成的晶种。如果你想要形状特殊的晶体,也可以用棉线在木棍上缠绕出想要的形状,或者直接用一个已经长好的小糖块作为晶种。
3. 倾倒与悬挂: 把刚做好的热饱和溶液小心地倒入你的玻璃杯或罐子里。千万注意别烫到!然后,用夹子或胶带把木棍(或者铅笔)固定在杯口,让木棍上的晶种轻轻地悬在溶液的中间,但不要碰到杯底或杯壁。确保晶种在溶液的中间,这样晶体才能均匀生长。
4. 静待花开: 把杯子放在一个稳定、温度变化不大的地方,比如书架上或者不常开窗的房间里。接下来就是漫长的等待,也是最神奇的时刻!你会看到溶液表面开始出现细小的晶体,然后这些晶体慢慢地从小小的晶种开始生长,像冰雪一样,一点点爬满木棍,或者形成漂亮的菱形、柱状。根据温度和溶液的饱和度,可能需要几天到一周,甚至更久。
5. 收获成果: 当你觉得晶体生长得差不多了,就可以小心地把木棍拿出来,让晶体在上面晾干。你会得到一根如同冰糖一样的“糖棍”,非常漂亮!

小贴士:

别盖盖子: 制作过程中不要盖盖子,让水分可以缓慢蒸发,这样晶体才能生长。
保持稳定: 尽量不要晃动杯子,这会影响晶体的生长方向和形态。
溶液浑浊怎么办? 如果溶液变得浑浊,可能是因为溶液太饱和了,或者有杂质。可以尝试过滤一下,或者重新做一杯。
尝试不同形状: 你可以用不同形状的模具(比如饼干模具,但要确保是食品级的)或者用细绳缠绕出各种形状,来制作不同造型的晶体。

2. 矿物的奥秘:明矾晶体

明矾,在很多地方的菜市场或者超市里都能买到,它是一种叫做硫酸铝钾的无机盐。用明矾制作的晶体通常是八面体,晶莹剔透,就像小小的宝石,非常迷人。

你需要准备:

明矾: 食用明矾(也叫净水用的明矾)就可以。
水: 纯净水为佳。
玻璃杯或罐子: 透明的。
加热设备: 锅或烧杯。
玻璃棒或木棍: 用于搅拌和悬挂晶种。
细绳(可选): 用于悬挂晶种。
夹子或胶带: 固定。

制作步骤(同样简单):

1. 溶解明矾: 和做砂糖晶体类似,先将水加热,然后慢慢加入明矾,搅拌直到明矾完全溶解。同样是要制作饱和溶液。明矾溶液冷却后会析出晶体,所以制作过程和砂糖晶体非常相似。
2. 寻找晶种: 在已经冷却的饱和溶液表面,或者另取一点饱和溶液在碟子里晾干,会形成一些细小的明矾晶体,这些都可以作为晶种。你也可以找一小块完整的明矾晶体作为晶种。
3. 悬挂晶种: 用细绳绑住明矾晶种,然后用木棍或铅笔把它固定在杯口,让晶种悬在溶液中间。
4. 耐心等待: 将杯子放在稳定、温度变化不大的地方。明矾晶体的生长速度比砂糖晶体可能稍快一些,几天之后你就能看到漂亮的八面体晶体慢慢形成了。

小贴士:

溶液过饱和: 明矾溶液冷却后,如果过饱和度很高,晶体会长得很快,但也可能显得不那么规则。可以适当稀释一点再进行生长。
避免震动: 和砂糖晶体一样,尽量不要晃动杯子。
颜色变化: 如果你想要彩色的晶体,可以在溶液中加入一点点食用色素,但要确保不会影响明矾的溶解和结晶。

3. 蓝色的梦幻:硫酸铜晶体

如果你想制作更具“科学感”和色彩的晶体,那么硫酸铜是个不错的选择。硫酸铜晶体呈现美丽的蓝色,晶体形态也很漂亮。

重要提示:硫酸铜有一定的毒性,不可食用!制作和操作时请务必小心,避免接触皮肤和眼睛,并且要远离儿童和宠物。操作完成后要彻底洗手!

你需要准备:

硫酸铜: 可以在化学试剂商店购买。
纯净水: 强烈建议使用纯净水,自来水中的杂质会影响晶体质量。
玻璃杯或烧杯: 透明的。
加热设备: 锅或电炉(如果用烧杯)。
玻璃棒: 用于搅拌。
细绳或钓鱼线: 用于悬挂晶种。
夹子或固定物: 固定悬挂物。

制作步骤(依旧是熟悉的配方):

1. 制作饱和溶液: 加热纯净水,然后缓慢加入硫酸铜,不停搅拌,直到溶液呈现出深蓝色,并且不再溶解。这就是饱和的硫酸铜溶液。
2. 准备晶种: 和前面一样,可以等待溶液表面结晶作为晶种,或者另取少量溶液晾干获得。
3. 悬挂晶种: 将细绳或钓鱼线绑在晶种上,然后用夹子固定在杯口,让晶种悬于溶液中央。
4. 等待蓝色奇迹: 将杯子放在一个安全且稳定的地方。硫酸铜晶体的生长速度也比较快,几天就能看到美丽的蓝色八面体晶体形成。

小贴士:

安全第一! 再次强调,操作硫酸铜务必小心谨慎,做好防护措施。
溶液纯净度: 使用纯净水非常重要,杂质会导致晶体表面粗糙,颜色暗淡。
温度控制: 硫酸铜晶体对温度变化比较敏感,尽量放在温度稳定的地方。

制作美丽晶体的共同哲学

无论你选择哪种方法,制作美丽又安全的晶体都有一些共通的秘诀:

纯净的原料: 使用纯净的水和高纯度的材料,能大大提高晶体的质量和美观度。
缓慢的蒸发/冷却: 晶体生长需要时间,缓慢的溶解和蒸发过程,或者缓慢的冷却,能让原子或分子有足够的时间排列成规则的晶格,形成漂亮的晶体。
稳定的环境: 避免震动、频繁移动或者温度的大幅度波动,这些都会干扰晶体的正常生长。
耐心和观察: 晶体的生长是一个缓慢而迷人的过程,享受观察它一点点形成的过程本身就是一种乐趣。

自己动手制作晶体,不仅能让我们亲手创造出令人惊叹的美丽,更能让我们近距离地了解物质的分子结构和物理变化。从厨房的糖到实验室的明矾,再到带有色彩的硫酸铜,每一种晶体都蕴藏着独特的科学魅力。快来试试吧,你一定能创造出属于自己的闪耀奇迹!

网友意见

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(说一些适合化学爱好者业余中可以做的晶体吧


先说说生活中可以做的

原料来自厨房


氯化钠晶体

用超市买的食用盐就可以做,并不一定需要分析纯试剂。

氯化钠在业余养晶界一直是个热点+难点。原料易得价格便宜,晶体四四方方而且透明,是非常美观的一种晶体,可难就难在它不容易成单晶,容易结出不透明或半透明的多晶,容易成大饼。

其实这些问题都挺好解决的,详细制作方法参考以下链接:

如何制作氯化钠晶体? - 三碘化氮的回答 - 知乎



味精晶体

对,你没听错,味精也能玩儿晶体。

使用味精的主要成分是谷氨酸钠,在日常生活中算是纯度较高的生活用品了(基本都高于99%),所以直接使用它来做晶体是没问题的。

可问题就在于味精的溶解度非常大(71.7g/100m1),一杯100mL水可以溶解大半包味精,而且在较高浓度时溶解速率会非常慢,由于溶解度大,所以等待结晶的时间也就非常的长。另一个麻烦的问题是味精会爬壁结晶,不久味精就会爬满整个杯壁。最后一个问题就是静置蒸发结晶的味精形成的往往是像花儿一样的多晶,难以形成单晶,而且会紧紧粘在容器底部抠不出来。

所以,它只可远观而不可亵玩。

不过,拍照出来却是非常美丽的,真·美得像朵花儿


之前试过制作纯碱晶体,但纯碱晶体很麻烦的地方是它的溶解度曲线随温度升高是呈倒U型变化的,它的溶解度在中间某温度达到最大值而后随温度升高而降低。也就是说,用降温法不好做。

另一麻烦的是纯碱溶液会吸收空气中的二氧化碳生成溶解度更低的碳酸氢钠,影响结晶。也就是说,常温挥发结晶时间太长,容易生成碳酸氢钠沉淀。

虽然经常也有人做出过碳酸钠结晶,不过刻意制造透明单晶的话还是很难的。



实验室里


硫单质晶体

臭臭又丑丑的硫磺粉末也可以做晶体哟,而且美丽得让人窒息。

这是我用甲苯溶解硫磺时第一次发现的盛景。

这是后面重新溶解结晶时拍的:

甲苯中结出来的硫单质晶体一样也是可远观而不可亵玩,它很脆弱,取出来就只是一堆碎晶


因为是降温结晶,结晶速度较快,不易成大的单晶,容易结多晶出来,用二硫化碳低温挥发结晶的话应该就可以结出较大的单晶出来。不过这种多晶层层叠叠的积在一起看起来也甚是美丽。

具体发现过程和制作过程参考我以前发的帖子:

一般认为能大量溶解硫磺的似乎只有二硫化碳,其实热的甲苯溶液也是可以的,接近甲苯沸点时1L能溶解250g硫,溶解能力稍逊于低温下的二硫化碳。考虑到二硫化碳易燃而且毒性较大,用甲苯相对安全点。

另外常温下甲苯溶解硫的能力较差,是一种能重结晶硫单质的理想溶剂。



硫酸铜晶体

这个大家说太多了,我就不重复了,放几张图就行了


明矾晶体(十二水合硫酸铝钾)

明矾也是容易入手的晶体,网上很多明矾单晶制作的帖子,我就不在累述了

不过

这么多人做单晶,你们有考虑到多晶的感受吗?

我们将初中教科书上的挂线法制明矾晶体稍稍改变下,用毛茸茸的棉线作为吊线,不采用挥发溶剂结晶而是用降温结晶的方法,就让他结出多晶

效果怎样呢?我们打个灯看看

哈哈,果然灯光与晶体是最搭的



铋晶体

目前国内制作铋晶体的大神乃 @a冥灵 是也

如果想要咨询或入手铋晶体可自己联系大神

贴一张大神的铋晶体图片,侵删


而我做的简直就是小巫见大巫了,弱弱的丢几张无彩色氧化膜的

铋晶体制作方法可查询网络。我也是按网上方法制作的。


未完待续

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