Выращивание кристаллов ацетата меди

Когда вы промываете старые медные монетки уксусом, монетки вступают в реакцию с уксусом, образуя синее соединение, называемое ацетатом меди (II). Теперь, если вы дадите уксусу высохнуть, в блюде останутся маленькие черные кристаллики. Это кристаллы ацетата меди.
Оказывается, можно вырастить гораздо более крупные кристаллы ацетата меди. Они гладкие, блестящие и выглядят как кусочки полированного обсидиана.
Выращивание кристаллов ацетата меди
Материалы
Чтобы вырастить кристаллы ацетата меди, вам понадобится:
• 10 г медного ломом
• Бутылка белого уксуса
• 250 мл 3%-ной перекиси водорода
• Две большие банки
• Большой плоский контейнер
• Небольшое блюдо
• Нейлоновая леска
Безопасность
Ацетат меди слабо токсичен. При правильном обращении он не представляет особой опасности, и время от времени можно прикасаться к кристаллам, если после этого вымыть руки. Но избегайте длительного контакта, так как это может вызвать раздражение кожи.
Кроме того, этот эксперимент может не подойти для маленьких детей, потому что вы определенно не хотите, чтобы они его ели.
Приготовление ацетата меди
Сначала раздобудьте немного медного лома. Подойдет все, что сделано из меди, хотя наиболее распространенными источниками являются медные трубы и провода.
Если возможно, разрежьте медь на мелкие кусочки.
Затем приготовьте уксус. Обычный пищевой белый уксус, который вы можете найти в продуктовом магазине, довольно разбавленный – его концентрация составляет 3-6%. Это прекрасно работает, но реакция займет больше времени.
Чтобы ускорить процесс, вы можете получить чистящий уксус с концентрацией выше 30%. Этот уксус намного крепче, поэтому будьте осторожны при его использовании. (примечание: статья переводная, поэтому описанная концентрация уксусной кислоты не соответствует нашей).
Для проведения реакции выходите на улицу. Вы же не хотите, чтобы в вашем доме скапливались пары уксуса.
Добавьте 10 г металлической меди в неметаллический контейнер.
Затем влейте 400 мл 5%-ного уксуса. Если ваш уксус в два раза концентрированнее, то вам следует использовать половину количества и так далее.
После этого влейте 250 мл 3%-ной перекиси водорода (продается в аптеке).
Работа перекиси водорода заключается в быстром окислении металлической меди до оксида меди, который легко вступает в реакцию с уксусом с образованием ацетата меди. Не используйте более высокую концентрацию; образуется грязный коричневый осадок.
При добавлении перекиси смесь начнет шипеть, поскольку перекись водорода выделяет газообразный кислород. Иногда шипение может быть довольно интенсивным. Итак, добавляйте перекись медленно, чтобы реакция не стала слишком интенсивной.
В течение нескольких минут раствор должен начать синеть, что является признаком образования ацетата меди. Он будет постепенно темнеть.
Вот как выглядит мой раствор с добавлением перекиси водорода через 30 минут.
На данном этапе у вас есть два варианта:
• Нагревайте раствор на горячей плите при температуре 70 ° C в течение 1 часа
Нагревание раствора значительно ускорит реакцию. Однако при этом также выделяется много паров уксуса, поэтому вы должны делать это на улице или в вытяжном шкафу.
Также не выполняйте этот этап, если решите использовать очень сильную кислоту – реакция может выйти из-под контроля. Обязательно соблюдайте соответствующие меры предосторожности при нагревании кислоты.
Гораздо более безопасной альтернативой является:
• Оставьте раствор снаружи на 2 дня (концентрированный уксус) или на неделю (обычный уксус).
Этого времени должно быть достаточно для протекания реакции.
Независимо от того, какой метод вы выберете, в конечном итоге ваш раствор ацетата меди должен быть очень темно-синего цвета. Теперь нам нужно еще больше сконцентрировать его, выпарив лишнюю воду.
Перелейте раствор в большую плоскую емкость для выпаривания на открытом воздухе, в тени.
Ждите признаков того, что раствор достигает насыщения. Насыщение - это точка, когда раствор содержит столько ацетата меди, что начинают формироваться кристаллы.
Сначала вы начнете замечать сине-зеленые хлопья, появляющиеся на стенках контейнера, чуть выше уровня воды. Затем на поверхности раствора образуются маленькие черные крапинки. Часть его также может вырасти на кусочках оставшейся меди на дне.
На самом деле это мини-кристаллы ацетата меди.
Когда появляются эти пятнышки, поздравляем, ваш раствор теперь насыщен!
Теперь вы готовы перейти к следующему этапу.
Выращивание затравочных кристаллов ацетата меди
На предыдущем шаге у вас должно получиться около 250 мл насыщенного раствора ацетата меди.
Отфильтруйте 200 мл раствора в банку, закройте ее и пока отставьте в сторону.
Перелейте остаток раствора в небольшую посуду. В эту же посуду добавьте примерно 1 мл уксуса.
После этого поместите его в прохладное тихое место и подождите несколько дней.
Это даст время, чтобы кристаллы ацетата меди начали формироваться из насыщенного раствора. Эти маленькие кристаллы понадобятся вам в качестве “семян” для выращивания более крупных.
В любом случае, давайте вернемся к нашим затравочным кристаллам ацетата меди.
В течение недели на вашем блюде должна образоваться кучка мелких черных кристаллов ацетата меди.
Обратите внимание, что они намного аккуратнее, чем те, которые вы видели ранее. Это связано с медленным ростом в нетронутой среде.
Вы можете оставить их внутри формы и подождать, пока они подрастут, но есть проблема.
Кристаллы растут на дне контейнера. Это означает, что вместо симметричной формы они будут плоскими на дне. Кроме того, если оставить кристаллы в покое, они начнут врастать друг в друга. Нехорошо.
Чтобы исправить это, сначала отрежьте примерно 20 см нейлоновой лески и привяжите один ее конец к палке. Опустите другой конец лески в раствор ацетата меди.
Отрегулируйте леску так, чтобы она касалась красивого кристалла. Поскольку их так много, вы можете выбрать любой, который вам удобнее.
Как только леска хорошо соприкоснется с кристаллом, оставьте их в покое на 24 часа.
Следите за тем, чтобы леска соприкасалась с затравочным кристаллом. Они склеятся в течение 24 часов.
К тому времени кристалл должен превратиться в леску, а это значит, что теперь они склеены. Хорошо.
Теперь вам нужно поместить затравочный кристалл в 200 мл раствора, который вы хранили в банке ранее.
Неплотно накройте сверху куском фольги / полиэтиленовой пленки / бумаги, чтобы замедлить испарение и уберечь от пыли. Этот шаг очень важен для обеспечения хорошего роста вашего кристалла за счет снижения риска образования трещин, дефектов и паразитных кристаллов.
Все, что вам нужно сделать сейчас, это подождать.
Вначале ваш затравочный кристалл еще мал, поэтому он не в состоянии “поглотить” весь избыток ацетата меди, который хочет выкристаллизоваться из раствора.
Это означает, что на стенках контейнера или на поверхности раствора образуется много других мелких кристаллов.
Когда они начнут накапливаться, не утруждайте себя удалением их по одному. Просто перелейте раствор в новую емкость и перенесите туда ваш основной кристалл.
Некоторые из этих кристаллов могут даже образоваться на леске. Если они вырастут слишком близко к вашему основному кристаллу-затравке, они могут слиться и слипнуться.
В этом нет ничего сложного, если вы хотите получить группу кристаллов. Но если вы хотите получить один идеальный кристалл, вам нужно удалить все остальные кристаллы, прежде чем они врастут друг в друга.
Это легко сделать. Просто поместите ненужные кристаллы на леске под проточную воду и сотрите их пальцами.
Со временем ваш кристалл ацетата меди начнет увеличиваться в размерах. И по мере того, как это происходит, вы должны заметить, что образуется меньше нежелательных кристаллов.
Уровень раствора также начнет снижаться. Убедитесь, что уровень воды не опускается настолько, чтобы обнажились кристаллы ацетата меди.
Если вы хотите продолжить выращивание кристалла, вам просто нужно приготовить более насыщенный раствор ацетата меди, используя ту же процедуру, что описана выше, чтобы пополнить раствор для выращивания.
В противном случае вы также можете прекратить выращивать кристалл, когда решите, что он достаточно большой. Просто достаньте его из раствора и высушите кусочком салфетки / фильтровальной бумаги. Убедитесь, что вы не моете его – ацетат меди растворим в воде.
После этого все готово! Наслаждайтесь красотой, которую вы только что создали.
Теперь, если вы считаете, что кристалл недостаточно большой, вы, конечно, можете продолжать давать ему расти. В отличие от некоторых других кристаллов, таких как английская соль или сульфат меди, кристаллы ацетата меди растут относительно медленно. Но, на мой взгляд, их внешний вид с лихвой компенсирует это.
Вот кристалл ацетата меди, который полгода пролежал у меня на складе в растворе:
К тому моменту я уже 3 раза доливал раствор.
В конце концов, я решил остановить его рост через 7 месяцев. Черный и глянцевый, весом 21,5 грамма, это, несомненно, один из самых красивых кристаллов, которые я когда-либо выращивал.
И подумать только, что такой драгоценный камень был сделан только из медного лома и уксуса!
Выращивание кластеров кристаллов ацетата меди
На самом деле довольно легко вырастить кристаллические кластеры с использованием ацетата меди. Кристаллический кластер - это просто набор кристаллов, «склеенных» вместе. Для этого просто дайте нескольким кристаллам-затравкам прилипнуть к нитке и подождите, пока они врастут друг в друга. Затем повторите ту же процедуру, что описана выше.
Вы даже можете заставить кристаллы ацетата меди расти на предметах.
Например, если вы окунете кусочек меди в какой-нибудь насыщенный раствор ацетата меди и подождете неделю, на нем образуются крошечные черные кристаллы. Подождите еще немного, и кусочек покроется крупными черными кристаллами.
Вы можете сделать то же самое для других (неметаллических) объектов. Действительно, многие люди кристаллизуют насекомых, ветки и скульптуры, превращая их в произведения искусства.
Хранение кристаллов ацетата меди
Кристаллы ацетата меди содержат молекулы воды как часть своей кристаллической структуры. Если оставить их на открытом воздухе, они могут обезвоживаться и становиться голубовато-белыми.
Чтобы предотвратить это, вы можете покрыть их лаком для ногтей или лаковым покрытием, которое будет служить защитным барьером. Или вы можете просто хранить их в герметичном контейнере – я храню некоторые кристаллы ацетата меди таким образом уже 3 года, и они все еще выглядят черными и блестящими.
Устранение неполадок и ЧАСТО задаваемые вопросы
• Почему реакция протекает так медленно?
На скорость реакции влияет множество факторов. Например, ваши куски меди могут быть больше моих, в вашем помещении холоднее, чем у меня, и т.д.
Как правило, использованная и потускневшая медь вступает в реакцию быстрее, чем свежая, блестящая медь. Кроме того, если ваша медь покрыта слоем воска / покрытия, защищающего ее, сначала отшлифуйте ее наждачной бумагой.
В любом случае, не волнуйтесь, если ваш раствор не станет таким темно-синим, как у меня, скажем, через 1 час или 1 день. Важно, чтобы ваш раствор был синего цвета, что является хорошим признаком того, что происходит по крайней мере какая-то реакция. Рано или поздно вы добьетесь этого.
• Что это за мутное вещество появляется в растворе?
Мутное вещество представляет собой смесь основного карбоната меди и гидроксида меди. Когда раствор ацетата меди недостаточно кислый, это может вызвать выпадение гидроксида меди в осадок.
Если оставить его в покое, голубоватая слизь в конечном итоге затуманит весь раствор и прилипнет к кристаллам, как наполовину высохшая краска.
Чтобы предотвратить (или исправить) это, просто добавьте в раствор больше уксуса. Рекомендуется добавлять более концентрированный уксус (> 30%), потому что для достижения того же эффекта его придется добавлять меньше. Раствор должен очиститься в течение часа.
• Почему кристаллы не образуются?
Кристаллы ацетата меди образуются только из насыщенного раствора. Вероятно, ваш раствор недостаточно насыщен. Продолжайте давать ему испаряться и подождите, пока образуются маленькие черные кристаллы. Рано или поздно они образуются.
• Застрянет ли нитка внутри кристалла?
Если вы привяжете кристалл к нитке узлом, то да, он застрянет внутри. Но поскольку кристалл черный, его едва заметно срезать.
Если вы погрузите нитку в раствор, чтобы на ней вырос затравочный кристалл, то можете просто вытащить нитку после того, как закончите его выращивать.
• Эти кристаллы хрупкие?
Вы можете держать их очень хорошо, но они хрупкие и легко откалываются. Это означает, что вы не сможете их полировать. Кроме того, их нельзя мыть, так как они растворяются в воде, что делает их непригодными для ювелирных изделий. Покрытие их слоем лака для ногтей поможет им противостоять износу.
• Есть ли другой способ получения ацетата меди?
Да. Существует множество других способов получения ацетата меди. Тот, который я упомянул выше, является наиболее доступным для обычного человека. В качестве альтернативы, вы можете получить ацетат меди с помощью:
1. Реакция оксида меди с уксусом (уксусной кислотой)
2. Реакция гидроксида меди с уксусом
3. Реакция карбоната меди с уксусом
4. Реакция сульфата меди с пищевой содой с получением карбоната меди, затем реакция карбоната меди с уксусом
5. Электролиз уксуса с медным анодом