Tìm hiểu hóa học quanh ta
Thí nghiệm vui với tinh thể

1. Cơ sở lý thuyết
Khi dung dịch bão hòa ở một nhiệt độ cao được để nguội dần thì độ tan sẽ giảm dẫn đến hiện tượng kết tinh và ta thu được tinh thể.
Hình dáng, màu sắc, kích cỡ của tinh thể thu được phụ thuộc vào bản chất của chất đem hòa tan thành dung dịch, nhiệt độ trong quá trình làm nguội, thời gian và điều kiện nuôi mầm tinh thể …
Ví dụ: Tinh thể của K4[Fe(CN)6]

Tinh thể của NiSO4

Tinh thể của K2Cr2O7

Tinh thể của phèn nhôm

Tuy nhiên trong số các chất này thì ta nên chọn chất dễ tạo tinh thể, tinh thể hình thành nhanh, tinh thể bền để bảo quản được, hóa chất không khó kiếm và không độc hại. Sau khi cân nhắc và tham khảo thì mình xin giới thiệu đến các bạn quá trình làm tinh thể CuSO4. Sau khi thuần thục với thí nghiệm này các bạn có thể áp dụng và tự nghiên cứu thêm với nhiều loại chất khác

2.Chuẩn bị và thao tác tiến hành

Nguyên liệu
_ Đồng Sulfat có bán tại các cửa hàng hóa chất dưới dạng CuSO4.5H2O (do CuSO4 khan hút ẩm mạnh khó bảo quản nên không có bán dạng khan trên thị trường) với giá khoảng 130k VND/kg (loại hóa chất tinh khiết 99%). Các bạn chỉ cần một lọ 0.5 kg là đã có thể làm thoải mái rồi.
_ Cốc chia độ. Nếu không có thì các bạn có thể thay thế bằng cốc thủy tinh trong nhưng sẽ vất vả hơn trong việc xác định thể tích nước cần dùng

_ Đèn cồn, kiềng đun, lưới tản nhiệt và que/đũa khuấy

Nhin chung cả hóa chất và đồ thí nghiệm tốn khoảng 120k, giá thành tương đối bình dân

Tiến hành
_ Đầu tiên là pha một dung dịch bão hòa của CuSO4 ở nhiệt độ cao. Như lần trước trên TV mình có nói là dùng nước sôi rồi hòa tan CuSO4 vào nhưng thực sự đấy không phải là một biện pháp tốt vì nước sôi ta đun xong là khoảng 90 độ C chỉ cần để ra ngoài khoảng 1-2 phút thì hạ rất nhanh xuống còn khoảng 70 độ C (mình nói thế trên TV vì thời gian có hạn, đơn giản được phần nào thì đơn giản đi theo yêu cầu). Cách tốt nhất là chúng ta sử dụng kiềng đun và đèn cồn. Lấy khoảng 300 ml nước (ít quá thì khó quan sát tinh thể) cho vào cốc chia độ rồi đun bằng đèn cồn đồng thời cho dần CuSO4 vào kết hợp quấy đều. Khi nước có dấu hiệu sắp sôi mà thấy lượng bột CuSO4 cho vào vẫn còn cặn ở đấy cốc thì dừng lại không cho thêm nữa, dùng đũa quấy tới khi tan hết sạch thu được dung dịch xanh nước biện đậm và không có cặn thì tắt đèn cồn.

_ Như vậy ta đã chuẩn bị xong một cốc dung dịch bão hòa CuSO4 ở khoảng 90 độ C. Trên lí thuyết ta có thể tạo một điểm bám cho tinh thể bằng chỉ buộc vào một đầu treo ngang cốc rồi thả ngập trong dung dịch

(Hình mang tính minh họa về cách làm, ảnh trên là quá trình nuôi kết tinh từ phèn nhôm)

Tuy nhiên CuSO4 là một chất rất dễ kết tinh, bạn không cần phải làm như trên thì sau khoảng 1 ngày sẽ tự nó xuất hiện một lớp tinh thể bám ở đáy cốc.

_ Lưu ý không nên sốt ruột khi làm nguội dung dịch. Bạn cần nhớ là việc làm nguội dung dịch diễn ra càng chậm thì các bạn sẽ càng thu được tinh thể có kích thước lớn. Nếu bạn cho vào tủ lạnh hay dùng nước mát làm lạnh đột ngột thì trong cốc của chúng ta sẽ kết tinh ngay ra CuSO4 nhưng ở dạng bột vụn
_ Quá trình tạo dung dịch bão hòa ở nhiệt độ cao rồi đợi nguội từ từ để kết tinh có thể lặp đi lặp lại nhiều lần tới khi thu được mẫu tinh thể ưng ý
_ Các tinh thể CuSO4 chỉ tốn khoảng 1 ngày để kết tinh phần lớn ở đáy cốc tuy nhiên các bạn sẽ để ý thấy những viên này bề mặt còn bị lỗi rất nhiều (không mịn, bóng). Muốn bề mặt viên tinh thể đẹp hơn thì các bạn hãy để im cốc dung dịch và đợi thêm trong khoảng 1 tuần để các vết rỗ trên bề mặt tinh thể được nó kết tinh vào và tự sửa chữa.
_ Các bạn có thể để ý thấy là trên các viên tinh thể to ở dưới đáy bị phủ một lớp tinh thể li ti phía trên. Lớp tinh thể li ti này đã cản trở việc lớn lên của các tinh thể to mà no che đi phía dưới. Nguyên nhân là do khi để nguội dung dịch thì bề mặt của dung dịch tiếp xúc với không khí luôn nguội nhanh nhất nên sẽ xuất hiện các lớp tinh thể nhỏ thành từng mảng nổi trên bề mặt. Đây chính là loại tinh thể ta không mong muốn (do ở bề mặt bị làm lạnh nhanh nên tinh thể là loại nhỏ, xấu). Các mảng tinh thể này kết dính dần với nhau thành một mảng lớn trên bề mặt rồi chìm dần xuống che lên các tinh thể to ở dưới (loại tinh thể mà chúng ta muốn, được hình thành bên trong lòng dung dịch). Để tránh được hiện tượng này cần sự cần mẫn hớt lớp bám này đi, công việc khá khó khăn, trong một vài lần đầu làm bạn có thể bỏ qua thao tác này. Bạn chỉ nên làm nếu đòi hỏi một tinh thể hoàn hảo.

Nguồn www.chemvn.net


Thiết kế bởi hoahocngaynay.com