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Siamo onesti: gli esperimenti scientifici non sono esattamente noti per essere belli. Comprensibilmente, gli scienziati si preoccupano di più di ciò che hanno fatto durante un esperimento e di ciò che hanno appreso, il che significa che il tuo laboratorio di scienze casalingo probabilmente non è esattamente degno di TikTok.
Ma se hai voglia di un progetto scientifico che sia sia educativo che esteticamente piacevole, la produzione di cristalli è la tua marmellata. I kit per la creazione di cristalli a casa rendono il processo estremamente semplice e potrebbero anche essere utilizzati per realizzare divertenti decorazioni fai-da-te.
Pronto a provarlo? Continua a leggere per imparare tutto sui cristalli, come coltivarli a casa usando un kit per la coltivazione dei cristalli e altri esperimenti scientifici che potresti voler provare dopo.
Innanzitutto, cos'è un cristallo?
Per dirla semplicemente, i cristalli sono sostanze solide che hanno una forma geometrica standard e fissa. In un linguaggio più semplice, è una sostanza i cui atomi si organizzano in una forma geometrica uniforme.
Guarda la struttura chimica di un cristallo e vedrai qualcosa come una griglia, dove gli atomi sono organizzati in uno schema ripetuto. Man mano che quel modello si espande, alla fine forma una forma di cristallo.
Ci sono quattro tipi principali:
- Cristalli ionici:Come suggerisce il nome, questi provengono da ioni caricati positivamente e negativamente. La struttura cristallina è tenuta in posizione da legami ionici. Alcuni esempi includono il sale da tavola
- Cristalli di rete covalente:Questi sono fatti di atomi tenuti insieme da legami covalenti. Un esempio sono i diamanti, costituiti da atomi di carbonio legati in modo covalente attratti in una struttura specifica.
- Cristalli metallici:I cristalli metallici sono costituiti da atomi di metallo, come il sodio puro, disposti in una struttura cristallina.
- Cristalli molecolari:Questi hanno una struttura cristallina formata da molecole. Un classico esempio è il ghiaccio: H20 congelato in una struttura cristallina.
Come si formano i cristalli?
I cristalli si trovano in tutta la natura, e anche nelle nostre cellule e nei nostri tessuti. Ma poiché i kit scientifici per la crescita dei cristalli si occupano di cristalli ionici, ci concentreremo su come si formano.
I cristalli vengono creati quando una soluzione che contiene ioni inizia a raffreddarsi. Ripensa a quando hai imparato a conoscere soluzioni sature. Sai che le soluzioni possono contenere solo una certa quantità di soluto, e più calda è la soluzione, più soluto puoi dissolvere in essa.
Quindi, quando una soluzione si raffredda, non è in grado di trattenere tanti ioni. Quando fa più freddo, diventa supersaturo – e alla fine, gli ioni iniziano a precipitare. Questi ioni possono attaccarsi a qualsiasi superficie ruvida, anche un pezzo di polvere, e iniziare a formare un cristallo. E mentre la soluzione continua a raffreddarsi e sempre più ioni precipitano, i cristalli diventano sempre più grandi, finché alla fine puoi vederli ad occhio nudo.
Cosa dà ai cristalli la loro forma?
La forma di un cristallo dipende dal tipo di ioni che contiene e da come tali ioni interagiscono tra loro.
È più facile da spiegare attraverso un esempio, quindi diamo un'occhiata al sale da cucina per un secondo. Il sale da cucina è composto da due tipi di ioni, sodio e cloruro, che si ordinano a forma di cubo. Ecco come appare a livello microscopico:
•••ttsz/iStock/GettyImages
Come puoi vedere, gli atomi di sodio e cloruro si ordinano secondo schemi alternati: ogni ione sodio è circondato da ione cloruro e viceversa. Quindi, se guardassi il sale da tavola puro al microscopio, vedresti un mucchio di cristalli a forma di cubo.
Ma mai il cristallo forma cubi. A seconda degli atomi che compongono il cristallo, può formare diverse forme.
•••Daniel Grizelj/Stone/GettyImages
Dai un'occhiata a questo cristallo blu. Chiaramente non è un cubo. Questo perché i suoi atomi chimici formano un cristallo esagonale, una forma esagonale con una punta appuntita. Questo esemplare ha diverse strutture cristalline che si sono formate l'una intorno all'altra, ed è così che si ottiene quell'aspetto "appuntito".
Naturalmente, diversi tipi di cristalli possono formare strutture ancora più complesse. Pensa al DNA, un esempio complesso di struttura cristallina molecolare. Forma una forma a doppia elica, ben lontana dal cubo formato dal sale da cucina.
Gli esperimenti scientifici sulla coltivazione di cristalli domestici in genere utilizzano sale da cucina, quindi puoi aspettarti di vedere strutture simili a cubi.
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Come fare il tuo esperimento di crescita dei cristalli
Realizzare i tuoi cristalli a casa è facile se usi un kit. Amiamo questo kit per la coltivazione dei cristalli, poiché è sicuro e facile da eseguire e consente di osservare due diversi tipi di formazioni cristalline.
Questo perché il kit ti consente di far crescere i cristalli di sale su due superfici diverse. Uno ti permette di far crescere cristalli su pezzi di carbonio. Quando i cristalli si formano, cresceranno sulla superficie del carbonio, creando una roccia ricoperta di cristalli.
L'altro ti permette di far crescere i cristalli su un piccolo cotone. Le superfici ruvide della corda sono il luogo ideale per la formazione dei cristalli. Man mano che la struttura cristallina cresce, inizia a ramificarsi. Quindi ti ritroverai con una forma ad albero con un "tronco" di corda e "rami" di cristallo.
In entrambi i casi, la formazione dei cristalli richiede tempo. Ma inizierai a vedere progressi in poche ore e i tuoi bellissimi cristalli finiranno di crescere in due o tre giorni. Una volta formati, i cristalli sono fragili. Ma metterli in posizione con smalto trasparente o lacca per capelli può aiutarli a mantenere la loro forma.
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