Với giá thành thấp và dễ mua, phèn chua hiện đang được rất nhiều bạn trẻ lựa chọn để nuôi tinh thể. Vậy tinh thể là gì? Cách nuôi tinh thể phèn chua như thế nào? Tất cả sẽ được trả lời cụ thể qua nội dung bài viết dưới đây.
Tinh thể là gì?
Tinh thể là gì?
Tinh thể là sự sắp xếp đặc biệt của các nguyên tử, ion hoặc phân tử có ảnh hưởng nhiễu xạ chủ yếu là gián đoạn như muối ăn, đường, tuyết hay một số kim loại. Cấu trúc tinh thể là cấu trúc có tính tuần hoàn (cấu trúc trật tự kéo dài), do đó tính chất vật lý của các tinh thể có thể không đối xứng theo các hướng trong không gian.
Trong tự nhiên, các vật thể rắn hầu hết đều có cấu trúc tinh thế, thậm chí ở thể khí, lỏng và phi vật chất thì vẫn có thể chuyển thành tinh thể nếu gặp điều kiện thích hợp bới tinh thể được tạo thành nhờ quá trình kết tinh.
Tinh thể hiện nay được chia ra làm 2 loại gồm tinh thể tự nhiên và tinh thể nhân tạo
- Tinh thể tự nhiên là các khoáng vật có sẵn trong tự nhiên, được hình thành sau quá trình địa chất lâu dài, góp phần tạo nên đá tự nhiên.
- Tinh thể nhân tạo là các tinh thể được tạo ra trong phòng thí nghiệm dựa trên sự kết tinh dưới nhiệt độ, áp suất, tạp chất,…cụ thể.
Granite từ Thạch anh, Biolite và Orthoclase
Tinh thể có những tính chất cụ thể ra sao?
- Tính bất đẳng hướng
Vì được liên kết với nhau theo cấu trúc tuần hoàn kéo dài trong không gian nên các tính dẫn điện, dẫn nhiệt, độ cứng tinh thể, khả năng phản xa ánh sáng, khả năng, tốc độ hòa tan của mỗi chất sẽ khác nhau.
- Đa dạng hình dáng
Dựa vào sự đối xứng theo toán học và cấu tạo nguyên tử mà có tới 7 hệ tinh thể khác nhau. Tuy nhiên, hình dạng của tinh thể vẫn phải tuân thủ khuôn mẫu hệ tinh thể mặc định như KH2PO4 là hệ tứ phương (kiểu hình hộp chữ nhật),…Tùy vào thành phần tạo nên tinh thể và vào lượng nước mà tinh thể mang theo mà màu sắc của tinh thể cũng khác nhau.
- Độ cứng
Độ cứng của tinh thể là khả năng làm xước bề mặt giữa các loại với nhau và được sắp xếp theo thang đo Morth từ 1 (tinh thể Muscovite) đến 10 (kim cương). Lớn hơn 10 là những vật liệu đặc biệt như cacbon pha boron,..Tinh thể nào càng cứng thì sẽ càng giòn.
Thang đo tinh thể được dùng cho các khoáng vật tự nhiên và các tinh thể nhân tạo.
- Tính đồng chất
Các nguyên tử, phân tử trong cấu trúc tinh thể có sự phân bố và sắp xếp giống nhau nên sẽ có tính chất tương tự nhau.
- Gây hiệu ứng nhiễu xạ với tia X và chùm tia điện tử
Vì có cấu trúc tuần hoàn nên tinh thể có thể gây hiện tượng cực đại, cực tiểu nhiễu xạ tia X và chùm tia điện tử. Kỹ thuật nhiễu xạ này thường được dùng trong các phân tích vật liệu, cấu trúc chất rắn,….
- Kết cấu của tinh thể
Các tinh thể đều được cấu tạo từ các ion mang điện tích trái dấu và các ion này sẽ có lực hút để tạo nên kết cấu bền vững cho tinh thể.
- Khả năng định vị trong vùng tinh thể
Khi ở điều kiện nhiệt độ bình thường, các phân tử dao động quanh vị trí cân bằng ở một vị trí nhất định nhưng khi ở nhiệt độ, áp suất khác thì các phân tử sẽ di chuyển nhanh hơn và đến một nhiệt độ nhất định thì nó sẽ nóng chảy, chuyển sang thể lỏng.
Cách nuôi tinh thể phèn chua trong vỏ trứng
1. Chuẩn bị nguyên liệu
- Bột phèn chua: Bạn có thể mua khoảng 5000 đồng phèn chua ở các quán tạp hóa, siêu thị,…ngoài ra bạn cũng có thể thay thế bằng đường hoặc muối và nó sẽ tạo ra các tinh thể hình lập phương.
- Vỏ quả trứng hoặc nắp hộp.
- Keo dán.
- Màu thực phẩm.
2. Quy trình nuôi tinh thể phèn chua
- Nghiền nhỏ phèn chua.
Nghiền nhỏ phèn chua
- Tách đôi quả trứng, bỏ phần lòng đỏ và trắng, giữ lại vỏ và rửa sạch, chờ khô, phết keo dán lên.
Tách đôi quả trứng
- Rắc bột phèn bên trong vỏ trứng, không chừa chỗ trống và chờ vài giờ cho khô. Ngoài ra, bạn cũng có thể dùng nắp hộp,….
- Hòa nước nóng với phèn chua trong cốc với lượng tối đa phèn có thể và phải đảm bảo cốc nước pha sạch, không lẫn tạp chất. Nếu muốn nhanh có thể đun sôi, để nguội và đem lọc hoặc sử dụng lò vi sóng để trợ giúp.
- Bạn có thể cho thêm một ít phẩm màu vào dung dịch. Thực tế thì các tinh thể không có khả năng lưu giữ màu sắc mà màu tinh thể có được chính là nhờ bề mặt của các vật chứa đựng như vỏ trứng, nắp hộp,…
Nuôi tinh thể phèn chua trong nắp hộp
- Bỏ vỏ trứng đã khô khi nãy vào trong cốc chứa dung dịch phèn chua cẩn thận để nó chìm đến đáy và mặt trứng chứa bột phèn chua hướng lên trên.
- Để cốc vào nơi yên tĩnh trong khoảng một ngày hoặc hơn. Nếu sau một ngày mà vẫn không có tinh thể được tạo ra thì bạn có thể hòa thêm phèn vào nước bằng cách đun lên, rồi tiếp tục chờ. Nếu muốn thúc đẩy nhanh quá trình tạo tinh thể, bạn có thể nuôi trong ngăn mát tủ lạnh và đảm bảo nhiệt độ luôn ổn định, tránh mở cửa tủ vì nó có thể làm nhiệt độ thay đổi.
Có thể để trong ngăn mát để quá trình tạo tinh thể diễn ra nhanh hơn
- Sau khi tinh thể được hình thành, để lấy ra bạn cần rất cẩn thận vì nó mềm, dễ vỡ.
- Chờ khô hoàn toàn, bạn sẽ có một tinh thể phèn chua hoàn thiện.
Một số cách nuôi tinh thể khác
Ngoài phèn chua, chúng ta cũng có thể sử dụng một số nguyên liệu khác để nuôi tinh thể như muối, đồng sulfat,...
1. Cách nuôi tinh thể bằng muối ăn
1.1. Chuẩn bị nguyên liệu
- Chuẩn bị một chai nước suối 500ml.
- Muối: Bạn có thể sử dụng là muối ăn hoặc muối nhôm. Với mỗi loại muối sẽ có loại tinh thể với hình dạng và cấu trúc khác nhau.
- Bình nuôi mầm tinh thể: Nên chọn loại nông, dẹt và có miệng rộng để các tinh thể mầm không dính vào nhau.
- Bình nuôi tinh thể. Bình nuôi phải đảm bảo sạch hoàn toàn.
- Sợi chỉ.
1.2. Quy trình nuôi tinh thể muối
- Đổ một nửa lượng nước trong chai đi, sau đó thả muối vào cho đến khi nước dâng lên gần miệng chai thì đóng nắp lại, chờ khoảng một tháng để dung dịch đạt trạng thái siêu bão hòa, tức là dung dịch chứa nhiều muối hơn lượng muối mà nước có thể hòa tan được ở điều kiện bình thường.
Nếu muốn nhanh, bạn có thể đun nóng nước và bỏ muối vào, đồng thời khuấy đều. Thêm muối cho đến khi nước không thể hòa tan được nữa.
Hòa muối ăn với nước để tạo dung dịch muôi siêu bão hòa
- Lọc dung dịch muối để loại bỏ cặn bẩn và những hạt muối chưa tan hết.
- Đổ 200 ml dung dịch trên vào bình nuôi mầm tinh thể.
- Nuôi lấy mầm tinh thể: Thời gian nuôi trong điều kiện thường có thể dài từ 1 – 2 tháng còn trong ngăn mát tủ lạnh thì khoảng một tuần.
Nếu muốn tinh thể có màu, bạn chỉ cần nhỏ vài giọt màu thực phẩm vào. Điều này tuy khiến tinh thể không được to đẹp như lúc chưa cho phẩm màu nhưng cũng không ảnh hưởng quá nhiều.
- Chọn mầm tinh thể: Sau khi đã hình thành mầm tinh thể, bạn hãy đổ dung dịch đi và chọn mầm tinh thể. Mầm tinh thể tốt là mầm có những đặc điểm sau:
+ Không dính với mầm khác.
+ Bề mặt phẳng đều, cạnh thẳng.
+ Có kích thước lớn.
- Treo mầm tinh thể: Buộc mầm vào chỉ và cho vào bình chứa dung dịch nuôi, treo lơ lửng giữa bình. Cách chuẩn bị dung dịch nuôi giống cách chuẩn bị dung dịch tạo mầm. Để mầm không bị tan thì các bạn nên lọc dung dịch nuôi trước khoảng một tháng.
- Đặt bình ở nơi tối, mát, bằng phẳng và phủ lên trên miệng bình một miếng vải mỏng hoặc tờ giấy để tránh bụi bay vào, đồng thời đảm bảo không khí được lưu thông qua bình. Nếu muốn thúc đẩy nhanh quá trình tạo tinh thể, bạn có thể nuôi trong ngăn mát tủ lạnh và đảm bảo nhiệt độ luôn ổn định, tránh mở cửa tủ vì nó có thể làm nhiệt độ thay đổi.
- Thường xuyên kiểm tra sự phát triển của tinh thể nhưng không được kéo ra khỏi bình nuôi. Nếu điều kiện thuận lợi, tinh thể sẽ phát triển theo hình dạng của tinh thể mầm.
- Khi tinh thể đã đạt được kích thước như mong muốn thì hãy nhấc ra khỏi dung dịch, cắt chỉ và quét nước sơn bóng móng tay sơn lên để bảo vệ.
Tinh thể muối ăn có hình vuông
2. Cách nuôi tinh thể phèn chua đồng sulfat
2.1. Chuẩn bị nguyên liệu
- Chuẩn bị một chai nước suối 500ml.
- Đồng sulfat.
- Bình nuôi mầm tinh thể: Nên chọn loại nông, dẹt và có miệng rộng để các tinh thể mầm không dính vào nhau.
- Bình nuôi tinh thể.
- Sợi chỉ.
2.2. Quy trình nuôi tinh thể đồng tinh thể đồng sulfat
- Đổ 1/3 lượng nước trong chai ra ngoài, sau đó bỏ bột đồng sulfat vào cho đến khi nước dâng lên gần miệng chai rồi đóng nút lại và để yên khoảng 5 - 7 ngày.
Pha dung dịch nuôi mầm tinh thể bằng đồng sulfat
Nếu muốn nhanh thì đun nóng nước, cho đồng sulfat vào và khuấy đều. Lượng đồng sulfat được thêm vào đến khi nước không thể hòa tan được đồng sulfat nữa để dung dịch đạt trạng thái siêu bão hòa.
- Lọc dung dịch.
- Lấy 50 – 100ml dung dịch trên đổ vào bình nuôi mầm tinh thể và lấy miếng giấy cứng đậy lên trên, để yên khoảng 1 tháng mầm tinh thể sẽ kết tinh.
Nếu muốn nhanh thì bạn bỏ vào ngăn mát tủ lạnh, thời gian mầm kết tinh lúc này khoảng 3 – 5 ngày.
- Chọn mầm tinh thể: Sau khi đã hình thành mầm tinh thể, bạn hãy đổ dung dịch đi và chọn mầm tinh thể. Mầm tinh thể tốt là mầm có những đặc điểm sau:
+ Không dính với mầm khác.
+ Bề mặt phẳng đều, cạnh thẳng.
+ Có kích thước lớn.
- Buộc sợi chỉ vào mầm tinh thể và thả vào dung dịch nuôi ở trên. Cách chuẩn bị dung dịch nuôi giống cách chuẩn bị dung dịch tạo mầm. Nếu mầm bị tan thì chờ thêm vài ngày rồi treo mầm khác vào. Nếu mầm vẫn tan thì đợi đến khi dung dịch nuôi tinh thể tạo kết tinh dưới đáy bình, sau đó lọc dung dịch và treo mầm vào.
Treo tinh thể mầm
- Đặt bình nuôi tinh thể ở nơi bằng phẳng, thoáng mát, tối và phủ lên một tấm vải mỏng hoặc giấy để che bụi rơi vào, đồng thời duy trì được sự lưu thông không khí trong bình.
- Quá trình nuôi tinh thể có thể kéo dài khoảng 2 - 3 tháng. Nếu muốn nhanh hơn, bạn hãy bỏ bình nuôi vào ngăn mát tủ lạnh nhưng phải chắc chắn nhiệt độ tủ luôn ổn định.
Tinh thể đồng sulfat
- Khi tinh thể đã đạt được kích thước như mong muốn thì hãy nhấc ra khỏi dung dịch, cắt chỉ và quét nước sơn bóng móng tay sơn lên để bảo vệ.
Trên đây là chi tiết cách nuôi tinh thể phèn chua mà LabVIETCHEM mà các bạn có thể tham khảo. Chúc các bạn thực hiện thành công.