Удивительная химия

Более того, если кристалл с правильной формой специально испортить, например, отбить у него вершины, повредить ребра и грани, то при дальнейшем росте в насыщенном растворе такой кристалл начнет самостоятельно «залечивать» свои повреждения! Ученые проводили такие опыты: правильный красивый кристалл, например октаэдр, обточили так, что получился шар. И все равно из него в растворе снова образовался кристалл такой формы, которая характерна именно для этого вещества. Только учтите, что если «покалеченный» кристалл слишком большой, у вас может просто не хватить запасного раствора для восстановления его первоначальной формы — ведь во время «лечения» кристалл продолжает непрерывно расти. Поэтому понаблюдайте, как это происходит с маленьким затравочным кристаллом, который вы подвесили на ниточке: вы увидите, как постепенно «нужные» грани будут увеличиваться, вытесняя «неправильные».

Итак, кристалл начал расти. Во избежание неправильного роста, постарайтесь, чтобы температура кристаллизатора не менялась со временем, чтобы растущий кристалл был всегда покрыт слоем насыщенного раствора, который надо периодически подливать, и чтобы стенки и дно кристаллизатора, нить и сам растущий кристалл не обрастали новыми маленькими кристалликами. Для этого время от времени проводите чистку кристаллизатора: сливайте на время раствор из него и удаляйте наросшие кристаллики, перенося их в запасной раствор. Лучше всего кристалл растет, когда он со всех сторон окружен раствором. В лабораториях для этого раствор перемешивают, а вот ребята из химического кружка при криворожской станции юных техников приспособили для той же цели… старый будильник (рис. 5.3).

_{Рис. 5.3. Кристаллы, насаженные на ось минутной стрелки будильника, медленно вращаются, омываясь насыщенным раствором вещества}

Размер кристалла, который можно вырастить таким образом, теоретически безграничен. Известны случаи, когда энтузиасты выращивали кристаллы такой величины, что могли их поднять только с помощью товарищей. Вы же ограничены количеством имеющегося вещества. Важен также и размер кристаллизатора: лучше, чтобы в конце опыта, когда запасного раствора останется мало, кристалл оказался бы как можно ближе к стенкам кристаллизатора — тогда запас вещества будет использован максимально эффективно. Этому же способствуют прямые стенки кристаллизатора — без сужения вверху. И еще: большой кристалл рано или поздно оборвет нитку. Ничего страшного — он будет расти на дне кристаллизатора, только не забывайте при этом раз в несколько дней поворачивать его на другой бок, чтобы все грани росли равномерно. Готовый кристалл покройте бесцветным лаком, чтобы предохранить его от выветривания. Точно так же поступают и при выращивании кристалла медного купороса. Он, в отличие от кристалла квасцов, несимметричен, но тоже очень красивый. Не забывайте после работы с медным купоросом тщательно мыть руки!

Переохлажденные растворы

Вы уже знаете, что в США температуру принято измерять в градусах Фаренгейта. В поисках постоянных точек для придуманной им температурной шкалы Фаренгейт наблюдал замерзание и плавление различных веществ. Однажды, проводя опыты с чистой водой, Фаренгейт обнаружил удивительное явление: вода в закрытой посуде не замерзла в течение ночи на сильном морозе! Но стоило ему открыть банку, как вода начала стремительно замерзать: возникло множество игольчатых, быстро растущих кристаллов льда. Кристаллизация происходила также и при резком встряхивании банки. Повторив опыты с водой и различными растворами, Фаренгейт убедился, что это не такое уж редкое явление. Оно было названо переохлаждением.

В начале XIX века петербургский академик Иоганн Тобиас (в России его имя переиначили на Товий Егорович) Ловии (1757–1804) наблюдал похожее явление — пересыщение раствора. Оказалось, что в чистом закрытом сосуде горячий насыщенный раствор можно охладить, а кристаллы из него не выпадут. Но если в такой пересыщенный раствор внести маленький кристаллик, в нем начнется массовый рост больших кристаллов. Ловиц так образно описал это явление: «Мне представилось, будто находящиеся в растворе соляные частицы борются за преимущество первой выделиться из воды и что та частица, которой это удалось, подобно полководцу, подает сигнал другим следовать за собой».