نشاط عملي يوّضح كيفية صنع البلورات

2011 تجارب علمية استخدام المواد

غريس و ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

كيفية صنع البلورات البلورات الكيمياء

– الأهداف:

1- صنع محلول من الماء والملح.

2– دراسة كيفية تكوّن البلورات بواسطة المحاليل.

3- استكشاف أشكال البلورات المتنوعة.

4. زراعة ”حديقتك“ ببلورات ملونة وهشّة.

 

– الأدوات التي تحتاجها:

1- مقدار ملعقتين من الملح

2- مقدار ست ملاعق كبيرة من الماء

 

3- قفازات مطاطية

4- مقدار ملعقتين من محلول النشادر المنزلي

5- طبق من رقائق الألمنيوم المستعمل في خبز الفطائر

 

6- ملونات غذائية

7- 3-4 قوالب من الفحم (أو قطع صغيرة من الطوب المكسَّر).

 

– خطوات العمل:

1- ابسط جريدة على سطح المكان الذي تجري عليه التجربة بهدف حمايته من الاتساخ. ضع مقدار ملعقتين كبيرتين من الملح في كوب أو وعاء.

 

2- أضف مقدار ست ملاعق كبيرة من الماء وحرّك المزيج حتى يذوب الملح. أصبح لديك الآن محلول من الماء والملح.

 

3- ارتدِ قفازات مطاطية وأضف مقدار ملعقتي طعام من محلول النشادر إلى محلول الماء والملح.

 

4- حرك المحلول لفترة وجيزة كي تختلط مكوّناته مع بعضها.

 

5- ضع قوالب الفحم في طبق رقائق الألمنيوم.

 

6- أضف بعض الألوان بوضع بضع قطرات من الملونات الغذائية على قوالب الفحم في أماكن متفرقة.

 

7- اسكب محلول الملح فوق القوالب، لكن تجنب غمرها بالكامل.

 

8- ضع الطبق في الخارج على حافة إحدى النوافذ وانتظر تشكّل البلورات التي ستنمو في غضون أيام قليلة ويصبح لديك «حديقة» بلورات ملونة مكوّنة من البلورات الهشة.

 

قد ترغب في تجريب الطرائق المتنوعة التي تؤثر فيها درجة الحرارة على نمو البلورات. تستطيع تنفيذ ذلك باستخدام طبقين من أطباق رقائق الألمنيوم، كالطبق الذي استخدمته في التجربة الرئيسة، لكن ضع أحد الطبقين في مكان بارد والطبق الآخر في مكان حار.

قارن سرعة نمو البلورات وابحث عن أي فروق بين الطبقين. بإمكانك أيضاً  تجريب مزج محاليل مختلفة. لا تستخدم الملح في المحلول الأول ولا تستخدم النشادر في المحلول الثاني. كرر التجربة الآن واستعمل أطباقاً مختلفة من رقائق الألمنيوم لكل محلول وراقب ما يحدث.

 

بإمكانك صنع نوع آخر من البلورات باستخدام حجر الشَّبّ (أو الشبّة) الذي تستطيع شراءه من الصيدلية. امزج مقدار أربع ملاعق من الشَّبّ في كوب واحد من الماء الساخن واسكب المحلول في إناء زجاجي نظيف. اربط خيطاً واجعل فيه عقدتين واترك مسافة بينهما.

اربط الخيط بقلم رصاص، ثم ضع القلم فوق الإناء بحيث يتدلى الخيط داخل المحلول الموجود في الإناء، لكن من دون أن يلامس قعره. ضع الإناء في مكان بعيد عن متناول الآخرين، ثم راقب ما سيحدث. تفقّد الإناء كل يوم لتشاهد مدى سرعة نمو البلورة والشكل الذي تأخذه.  

 

– تحليل النشاط:

عندما حركت الملح في الماء شكّل محلولاً، حيث ذاب الملح في الماء، بمعنى أنه انقسم إلى ذرّات منفصلة انتشرت في الماء كله. 

وتشرّب الفحم هذا المحلول كالإسفنج وقام بترشيح جسيمات الملح الكبيرة التي لا تستطيع الانتقال عبر فراغات الفحم.

 

عندما تبخر السائل من على سطح الفحم تجمّع الملح وشكل بلورات ثم كَبُرَ حجمها مع ترسب المزيد من الملح.

يساعد النشادر على إذابة الملح، كما يعيد ترتيب ذرّات الملح ليصنع منها بلورات هشة.

وينبغي أيضاً أن تشاهد بلورات ملونة في الأماكن التي وضعت فوقها الملونات الغذائية، حيث قامت تلك الملونات بصبغ الملح وأكسبت البلورات لوناً مختلفاً.

 

تتكوّن البلورات أيضاً عند تجمد بعض المواد، وعندما يتجمد الماء في الغيوم، على سبيل المثال، فإنه يشكل بلورات من الجليد أو كتلاً ثلجية رقيقة (كِسَفاً ثلجية).

ومن السهل تفحّص هذه البلورات بواسطة عدسة مكبرة ذات نوعية جيدة، لاسيما أن الكِسَف الثلجية تتكوّن بسرعة.

 

يدرس العلماء بلورات أكثر تعقيداً بواسطة أشعة إكس، وهي أشعة تشبه أشعة الضوء إلا أنها غير مرئية بالنسبة لعين الإنسان.

يتم تسليط حزمة من أشعة إكس عبر البلورة، حيث تغير حزمة الأشعة اتجاهها عندما ترتد عن ذرّات البلورة.

وحين تخرج الحزمة من البلورة تسقط على فيلم حساس مكوّنة شكلاً يشبه بصمة الأصابع (تحتوي على معلومات أساسية تساعد العلماء على تحديد الذرّات الموجودة داخل البلورة ومعرفة ترتيب هذه الذرّات).

 

– نصائح للسلامة

بما أن النشادر يسبب تهيّج الجلد، فمن الأفضل ارتداء القفازات عند التعامل مع هذه المادة. ولا تحاول أبداً استنشاق النشادر أو شربه.

 

– بلورة السكّر

بإمكانك صنع بلورة قابلة للأكل وذلك عن طريق مزج مقدار كوب من السكر في كوب من الماء الساخن. حرك المحلول حتى يذوب السكر، ثم اسكب هذا المحلول في إناء زجاجي نظيف.

اربط خيطاً واجعل فيه عقدتين واترك مسافة بينهما. اربط الخيط بقلم رصاص وضع القلم فوق الإناء بحيث يتدلى الخيط داخل المحلول الموجود في الإناء ولكن من دون أن يلامس قعر الإناء.

ضع الإناء في مكان لا يتعرض فيه للرجّ أو الحركة. يجب أن تصبح لديك بعد أسبوع بلورة كبيرة ولذيذة من السكر تستطيع تناولها.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]