kristal telah lama menjadi salah satu bentuk paling menarik di dunia alam, seni, dan industri. Ketika Anda memikirkan kata itu, Anda mungkin membayangkan lampu gantung ballroom yang elegan, sepotong kuarsa yang Anda temukan sendiri atau potongan garam.
Bahkan tanpa menggunakan mikroskop untuk memeriksa struktur bahan kristal yang lebih halus, Anda mungkin akan terkejut sebagian besar dengan sudut reguler mereka, dan perasaan bahwa mereka mematuhi aturan ketat sambil mewujudkan susunan yang fantastis bentuk.
Dalam kimia, kristal adalah materi yang mengambil bentuk kristal, hampir selalu padat. Ciri dari struktur semacam ini adalah jenis subunit yang berulang, yang biasanya merupakan inti atom pada pusat kubus geometris dan ion-ion yang membawa muatan berbeda ditempatkan di sudut-sudut kubus atau di pusat-pusatnya sisi.
Salah satu kristal DIY yang populer di laboratorium kimia di seluruh dunia adalah tawas. Bekerja dengan bahan ini, yang dapat Anda peroleh dengan mudah di sebagian besar supermarket, adalah cara yang bagus untuk mengenal perilaku larutan tertentu dan pembentukan kristal secara umum.
Apa Itu Kristal?
Sebelum Anda dapat sepenuhnya menghargai kristal, ada baiknya untuk mundur selangkah dan meninjau bagaimana ahli kimia dan fisikawan mengklasifikasikan keadaan materi. Perubahan wujud materi bukanlah perubahan komposisi kimia suatu zat (yaitu, molekulnya tidak berubah) melainkan perubahan susunan fisik materi.
Tiga keadaan standar materi adalah, dalam rangka meningkatkan energi kinetik molekul, padat, cair dan gas.
Ketika molekul berbentuk padatan, itu berarti molekulnya memiliki energi kinetik total dan rata-rata (KE) yang lebih rendah daripada jumlah yang sama dari zat itu dalam keadaan cair, yang pada gilirannya memiliki KE lebih rendah daripada keadaan gas untuk itu zat.
Seringkali, molekul dalam bentuk padat, yang intinya hampir tidak memiliki kebebasan untuk bergerak dalam hubungannya satu sama lain, membentuk pola berulang yang teratur yang disebut kisi.
Sementara kisi-kisi kecil (konseptual, bukan aktual) ini hanya mencakup satu atau dua molekul, sifat-sifatnya sebagian besar meluas ke dunia "makro". Kuarsa, pada pemeriksaan, jelas merupakan jenis batu "biasa", dengan sudut dan garis geometris yang menarik; kristal lain, banyak di antaranya sintetis, menangkap, memantulkan, dan membiaskan cahaya dengan cara yang menarik secara visual dan populer dalam perhiasan, arsitektur, dan di tempat lain.
- Beberapa kristal ada dalam keadaan cair pada suhu kamar, seperti dioda kristal cair (LCD) digunakan di beberapa sistem tampilan modern.
Apa itu Solusi?
Ketika padatan dengan molekul yang terdiri dari ion terikat (atom atau molekul bermuatan) ditempatkan dalam cairan, ikatan padat dapat pecah, dan atom atau molekul penyusun zat padat dapat tersebar merata di seluruh cair. Jika ini masalahnya, hasilnya disebut solusi; ketika air adalah cairan, disebut larutan berair,
- Dalam konteks ini, cairan adalah pelarut, dan benda padat adalah zat terlarut.
Jumlah zat terlarut daripada yang dapat dilarutkan dalam sejumlah air atau pelarut lain, seperti yang Anda harapkan, terbatas; dalam banyak kasus, kelarutan zat tertentu dalam pelarut tertentu juga tergantung pada suhu di mana reaksi kimia ini terjadi.
Secara umum, ketika suhu naik, kelarutan meningkat, dan ketika suhu turun, kelarutan berkurang. Ini berarti bahwa untuk sejumlah zat terlarut tertentu, suatu larutan dapat terbentuk pada satu suhu, tetapi padatan ada pada suhu yang lebih rendah.
Pada titik di mana tidak ada lagi zat terlarut yang dapat larut dalam larutan, larutan tersebut disebut jenuh, dan kondisi di tempat untuk pembentukan kristal terjadi. Jika lebih banyak larutan ditambahkan (atau, dalam beberapa kasus, jika larutan didinginkan), lebih banyak zat terlarut terakumulasi sebagai larutan sekarang. jenuh. Kristal sekarang mulai terbentuk sebagai hasil tumbukan yang menguntungkan antara molekul zat terlarut dalam larutan yang semakin padat.
Alum: Rumus, Fakta dan Angka
Tawas adalah kristal yang berguna untuk mempelajari bagaimana padatan ini terbentuk, karena penampilan dan pertumbuhan kristal tawas dapat dengan mudah diproduksi, dikontrol, dan diamati. Tawas dapat merujuk pada zat dengan rumus kimia tertentu atau kelas bahan kimia yang mencakup senyawa "unggulan" ini. Bahan kimia yang menggunakan nama "tawas" paling umum sebenarnya adalah kalium tawas.
Rumus untuk kalium tawas adalah KAl (SO4)212 H2HAI. Ini berarti bahwa molekul kalium aluminium sulfat, KAl (SO4)2, dikelilingi oleh dua belas molekul air untuk menghasilkan satu unit struktur kisi kristal. Tetapi karena logam dalam rumus tersebut mungkin sesuatu selain kalium, bagian pertama dari rumus kimia tawas mungkin adalah KCr (SO4)2, KAl (SO4)2 atau sesuatu yang lain.
Tawas memiliki berat molekul (MW) sebesar 477,4 gram (g). Ia memiliki titik leleh 93 °C, mendekati titik didih air 100 °C. Ini berarti akan tetap solid pada suhu kamar, yang biasanya berkisar antara 20 hingga 22 °C. Ini menghasilkan kristal putih hingga tidak berwarna. Hal ini tidak larut dalam etil alkohol seperti dalam air dan gliserol alkohol polihidroksil.
Menumbuhkan Kristal Tawas
Bahan: Anda dapat menemukan tawas di bagian bumbu di sebagian besar supermarket. Selain itu, semua yang Anda butuhkan mudah dirawat. Pastikan air yang Anda gunakan benar-benar suling, yaitu, "murni" dan bebas dari ion yang dapat mencemari proses. Anda harus memiliki barang-barang ini:
- Air sulingan
- Beberapa mangkuk atau piring kecil
- Panci untuk merebus air
- Sendok pengaduk
Membuat kristal tawas melalui penguapan: Berdasarkan materi sebelumnya, Anda harus mengharapkan bahwa untuk memulai, Anda menginginkan kondisi yang paling menguntungkan agar tawas yang Anda tambahkan ke dalam air larut. Lagi pula, semakin cepat Anda dapat menjenuhkan dan membuat larutan jenuh, semakin cepat Anda dapat memulai proses pertumbuhan kristal dengan sungguh-sungguh.
Mulailah dengan merebus sedikit air (kira-kira 2 ons cairan hingga 4 ons cairan, atau sekitar 100 mililiter, sudah cukup) dan kemudian biarkan agak dingin. Mulailah menambahkan tawas dengan sesendok dan hati-hati mengaduk di antara penambahan sampai larut. Lakukan terus dalam gradasi kecil sampai tidak ada lagi tawas yang bisa larut. Solusinya sekarang lewat jenuh.
Selanjutnya, tuangkan sedikit air, berhati-hatilah untuk tidak memasukkan tawas yang tidak larut di bagian bawah panci. Biarkan ini mendingin sendiri selama beberapa menit dan kemudian masukkan apa yang tersisa di panci ke dalam mangkuk atau piring, dan letakkan di lemari es.
Ini akan memaksimalkan luas permukaan campuran dalam kaitannya dengan volumenya, mendorong penguapan air yang lebih cepat dan percepatan pertumbuhan kristal tawas.
Tindak lanjut dan pertanyaan untuk studi: Anda akan mulai melihat kristal terbentuk dalam satu atau dua jam, tetapi bersabarlah; setelah sehari, Anda akan melihat kristal asli, dan dalam dua hari Anda akan memiliki layar kristal.
Mengapa Anda melihat kristal dengan ukuran berbeda di mangkuk yang sama atau di antara mangkuk? Kondisi apa selain suhu dan konsentrasi yang dapat mendorong perlekatan molekul tawas satu sama lain? Apakah Anda menggambarkan salah satu dari ini sebagai acak?
