آزمایش ساخت مجسمه های بلورین با استفاده از مس سولفات (کات کبود)

ترکیبات مختلف و ساختار های متفاوتشان همواره مورد توجه بشر بوده است. یکی از حالات مورد توجه مواد، کریستال ها هستند. کریستال ماده جامدی است که از ساختار های میکروسکوپی منظمی تشکیل یافته است. برای شناخت بیشتر کریستال ها می توان با طراحی آزمایش هایی این جامدات شبکه ای منظم را ساخته و بررسی نمود. آزمایش ساخت مجسمه های بلورین با استفاده از مس سولفات یکی از آزمایش های جذاب شیمی است که ساخت کریستال را به نمایش می گذارد. برای آزمایش ساخت مجسمه های بلورین به یک ظرف شیشه ای، هیتر، مقداری آب و مس سولفات یا کات کبود نیاز است. در ادامه با نشریه علمی جهان شیمی فیزیک همراه ما باشید تا با بلورسازی در شیمی آشنایی بیشتری پیدا کنید.

نشریه علمی جهان شیمی فیزیک به بررسی بسیاری از آزمایش های جذاب در شیمی پرداخته است. مانند آزمایش ساخت خمیر مغناطیسی، آتش زدن یخ، خمیر دندان فیل یا کف زرد و… . در ادامه با بررسی آزمایش ساخت مجسمه های بلورین با استفاده از مس سولفات و چگونگی انجام آن همراه ما باشید.

وسایل و مواد لازم جهت انجام آزمایش ساخت مجسمه های بلورین

• هیتر
• ارلن
• آب
• مس (II) سولفات

هیتر

Heater یکی از وسایل آزمایشگاهی پر کاربرد در آزمایشگاه شیمی است. هیتر قادر است انرژی گرمایی تولید کند. درواقع Heater انرژی الکتریکی را به انرژی حرارتی تبدیل می سازد. انواع مختلفی از هیترها وجود دارند. هیترهای برقی، گازی، صنعتی و… انواع مختلف هیتر بشمار می آیند. بسیاری از واکنش های شیمیایی برای اینکه بتوانند انجام شوند نیاز به گرما دارند. بنابراین هیتر به عنوان یک عضو جدا نشدنی از آزمایشگاه های شیمیایی در آمده است.

ارلن

ارلن یک نوع ظرف مخروطی ‌شکل است که برای جوشاندن می تواند استفاده شود. این ظرف را می توان برای نگه داری محلول ها نیز به کار برد. جنس ارلن از شیشه است و می تواند بر روی هیتر قرار بگیرد. در این آزمایش برای گرم کردن آب از این وسیله استفاده می شود. لازم به ذکر است که انواع ارلن در کلاس ها و حجم های مختلف تولید و در بازار لوازم آزمایشگاهی عرضه می گردد.

مس (II) سولفات

مس سولفات در واقع یک نمک است که فرمول آن به صورت CuSO_۴ است. این ترکیب از واکنشی ساده‌ بین یک ترکیب مسی و اسید سولفوریک ایجاد می شود. به دلیل درجه آب پوشیدگی مس سولفات، انواع مختلفی از آن وجود دارد. درواقع طبقه‌ بندی مس سولفات بر اساس درجه آب آن است. مس سولفات با درجه‌ آب پوشیدگی صفر، همان مس سولفات بی‌ آب است که به صورت طبیعی در طبیعت به فرم کانی یافته می شود. اما مس سولفات ۵ آبه که با فرمول (CuSO_۴.۵H_۲O) نشان داده می شود، رایج ‌ترین فرم این ترکیب است.

نحوه انجام آزمایش ساخت مجسمه های بلورین با استفاده از مس سولفات

• روش اول

برای انجام آزمایش ساخت مجسمه های بلورین ابتدا باید کریستال های مس (II) سولفات در ارلن ریخته شود. سپس مس سولفات با مقدار کمی آب حل شود. در این هنگام مشاهده می شود که رنگ محلول آبی پر رنگ شده است. سپس ارلن حاوی محلول کات کبود روی هیتر قرار گرفته و حرارت داده شود. گرمای Heater موجب بخار شدن آب و  تشکیل محلول سیر شده یا اشباع کات کبود می گردد. سپس به آرامی ارلن را از روی Heater برداشته و در مکانی ثابت قرار دهید تا به آرامی سرد شود. کم کم شاهد تشکیل کریستال های زیبای مس سولفات خواهید شد. برای شروع فرآیند کریستالیزاسیون می توانید یک خراش کوچک در دیواره ظرف ایجاد کنید یا یک سیم نایلونی در محلول سیر شده کات کبود قرار دهید تا تشکیل کریستال از آنجا آغاز گردد.

• روش دوم

کریستال های زیبای مس سولفات را در خانه نیز می توان تولید نمود. این آزمایش در مدارس نیز برای توضیح و درک بهتر کریستالیزاسیون نیز انجام می شود. برای داشتن کریستال های زیبای مس سولفات می توان از آب داغ و محلول مس سولفات استفاده کرد. در این روش محلول مس سولفات به آب داغ اضافه می شود، تا جایی که محلول اشباع کات کبود به دست آید. پس از ساخت محلول اشباع آن را در مکانی ثابت قرار داده و به مدت چند روز به حال خود رها کنید. قرار دادن یک سیم نایلونی در محلول می‌تواند بستر مورد نیاز برای تولید کریستال را فراهم نماید.

چگونه مجسمه های بلورین بزرگ داشته باشیم

در ادامه این مقاله به دستور کاری اشاره می شود که با کاربرد آن می توان مجسمه های بلوری با سایز بزرگ‌ تری ایجاد نمود. در ادامه این مقاله همراه ما باشید.

برای انجام آزمایش ساخت مجسمه های بلورین  ابتدا ۲۰ میلی لیتر آب داغ درون ظرفی شیشه ای ریخته شود. در ادامه ۵ قاشق چای خوری سولفات مس ۵ آبه درون آب داخل ظرف ریخته شده و کاملا حل گردد. محلول اشباع به دست آمده را در جای ثابتی قرار داده تا کریستال‌ های کوچک کات کبود در ته ظرف شکل گیرند. پس از گذشت چند روز، در ته ظرف کریستال ‌هایی آبی رنگ مشاهده خواهد شد. رسوب های ایجاد شده باید به کمک کاغذ صافی جدا شوند. حال بزرگ ترین کریستال با سطح صاف جدا شده و با یک نخ بسته شود. توجه شود که کریستال های مس سولفات نباید با پوست دست تماس یابند.

حال کریستالی که با نخ بسته شده است باید در محلول صاف شده مرحله قبل قرار داده شود تا به عنوان بستر کریستالیزاسیون عمل کند. با انجام این آزمایش می توان مجسمه های بلورین بزرگ تری ایجاد نمود.

ایمنی در آزمایش ساخت مجسمه های بلورین

• در آزمایش ساخت مجسمه های بلورین از هیتر به عنوان وسیله گرمایشی استفاده می شود. بنابراین در حین استفاده از آن باید مراقب بود تا دچار سوختگی نشد.
• این آزمایش اگر در آزمایشگاه انجام شود باید در حضور مسئول آزمایشگاه انجام شود. در صورت انجام این آزمایش در خانه نیز باید در حضور بزرگ‌ترها صورت پذیرد.
• کات کبود به عنوان یک محرک شناخته می‌ شود. بنابراین برای فردی که به طور مداوم در مجاورت آن قرار می گیرند، می تواند مضر باشد. این ماده شیمیایی می تواند در برخی از افراد باعث بروز خارش و اگزما‌ی پوستی شود.
• کات کبود اگر با چشم تماس یابد باعث بروز التهابات پلکی، ورم و زخم شدن چشم گردد.
• بنابراین در استفاده از مس سولفات باید جوانب احتیاط رعایت شده و عدم احتیاط در تماس با این ترکیب می‌تواند انسان را به عواقبی دچار کند.

سخن آخر

نشریه علمی جهان شیمی فیزیک به بررسی بسیاری از آزمایش های جذاب شیمی پرداخته است. در این مقاله آزمایش ساخت مجسمه های بلورین با کمک کات کبود بررسی شد که یک فرآیند کریستالیزاسیون است. با شناخت و انجام آزمایشات جذاب در شیمی می توان با مفاهیم این علم بیشتر آشنا شد.