Quasi tutti i solidi in natura sono costituiti da cristalli, sebbene abbiano molte forme diverse, dimensioni e colori, dai preziosi cristalli come diamanti e rubini ai singoli granelli di zucchero e sale. Se guardi il sale al microscopio, vedrai che è fatto di minuscoli cristalli a forma di cubo. I cristalli di zucchero, invece, sono di forma oblunga con estremità inclinate. I progetti di scienza dei cristalli comuni usano sale, sale Epsom, borace e zucchero disciolti in una soluzione di acqua.
TL; DR (troppo lungo; non letto)
I cristalli crescono più velocemente a temperature più calde perché il liquido che contiene il materiale disciolto evapora rapidamente.
Formazione di cristalli
Alcuni cristalli, come:
- sale
- zucchero
- evaporare
In entrambi i casi, gli atomi dei minerali si uniscono per formare solidi secondo schemi ricorrenti coerenti, rendendo i cristalli forti e duri. Questo processo è noto come cristallizzazione. I cristalli formati da uno specifico minerale seguono sempre lo stesso schema di crescita; i cristalli di sale sembrano sempre cristalli di sale e non di zucchero.
Fattori che influenzano la crescita dei cristalli
Le variabili che controllano la crescita dei cristalli includono la quantità di materiale disciolto, l'evaporazione, la pressione e la temperatura. Maggiore è la quantità di materiale disciolto nell'acqua e maggiore è la pressione esercitata sul materiale, più grandi saranno i cristalli. Se l'acqua evapora lentamente dalla soluzione, vengono avviati relativamente pochi cristalli e questi hanno il tempo di crescere abbastanza prima che l'acqua scompaia. Tuttavia, se l'acqua evapora rapidamente, iniziano a crescere più cristalli, ma non hanno il tempo di crescere così tanto.
In che modo la temperatura influisce sulla crescita dei cristalli
La temperatura ha un chiaro effetto sul tasso di crescita dei cristalli di sale. Se fai un esperimento con soluzioni saline, una a temperatura ambiente, una a temperatura più fredda e una a temperatura più calda, vedi che il campione a temperatura calda cresca cristalli più velocemente di entrambi gli altri campioni e che il campione a temperatura ambiente cresca più velocemente rispetto al campione. Questo perché una temperatura più alta aumenta la velocità di evaporazione del solvente, accelerando così la velocità di crescita. Temperature diverse producono quantità diverse di cristalli. Le soluzioni più fredde si contraggono, costringendo i minerali ad avvicinarsi, in modo da creare legami, catturando allo stesso tempo le impurità nella loro struttura. Queste impurità interrompono lo schema cristallino, formando un numero maggiore di cristalli più piccoli. A temperature più calde, la distanza tra le molecole è maggiore, il che consente ai cristalli di formare forme più grandi e più pure a una velocità molto più uniforme di quella che può verificarsi a temperature più fredde.