Выращивание кристаллов меди

Добрый день, уважаемые читатели. Сегодня мы поговорим с вами о выращивании кристаллов металлической меди в домашних условиях.

Итак, медь — это пластичный металл золотисто-розового цвета (практически розового при отсутствии оксидной пленки). Хорошо проводит тепло и электрический ток. Температура плавления — 1083 градуса Цельсия, температура кипения — 2567 градусов Цельсия. Медь относится к широко используемым в промышленности металлам. Сегодня мы попробуем вырастить кристаллы металлической меди из её соли.

Для проведения опыта необходимо на дно колбы (или банки) насыпать слой соли меди толщиной 3-5 см. Воспользуемся сульфатом меди (медным купоросом). Поверх слоя меди насыплем слой хлорида натрия (поваренной соли. Желательно использовать соль с крупными кристаллами) толщиной 5-7 сантиметров. Сверху соль закроем слоем фильтровальной бумаги (я использовал бумагу от кофейного фильтра). Теперь необходимо поверх бумаги положить кусочки железа либо цинка (см. фото ниже).

Подготовка к выращиванию кристаллов меди

Далее аккуратно заполняем ёмкость насыщенным раствором хлорида натрия (поваренной соли) так, что бы кусочки железа (цинка) были скрыты слоем раствора хотя бы в 2-3 см. По мере пропитывания хлорида натрия и сульфата меди необходимо доливать раствор (см. фото ниже).

Подготовка к выращиванию кристаллов меди

Теперь остаётся только ждать… Размер кристаллов, а так же процесс роста за 2 недели показан в подборке фото ниже.

Ещё через 2 недели выросшие кристаллы мной были аккуратно извлечены и промыты. Сделать это оказалось достаточно трудно т.к. основная часть кристаллов имеет губчатую структуру т.е. выросла в виде дендритов вокруг кристаллов хлорида натрия. Кроме того кристаллы меди на воздухе достаточно быстро окисляются, что при даёт им грязно-красноватый оттенок.

Выросшие за месяц кристаллы показаны в подборке фото ниже.

Фактически рост кристаллов происходит по классической реакции замещения — более активный металл вытесняет менее активный из его соли (цинк либо железо вытесняет медь из сульфата меди). Поваренная соль необходима для замедления протекания реакции замещения и, как следствие, возможности формирования крупных кристаллов.

В противном случае (без использования хлорида натрия) сформируется мелкокристаллический осадок меди (см. видео ниже с примером проведения качественной реакции на ионы меди (II) — в данном случае реакция замещения протекает без замедляющей процесс среды).

Для проведения опыта необходимо взять 2-3 гр сульфата меди и растворить в 80-100 мл воды. Если теперь в такой раствор опустить металл, стоящий левее меди в ряду напряжения (например цинк или железо), то на поверхности будет восстанавливаться металлическая медь. 

Как говорится — разница очевидна…

Кстати, примерно по таким же механизмам растут дендриты на поверхности печатных плат и во внутренних слоях при недостаточно тщательной отмывке травильных растворов, растворов для химической металлизации, а так же некоторых флюсов.

А на этом на сегодня всё, с уважением, Андрей Савченко.

Список использованной литературы:

  1. Выращивание кристаллов меди
  2. Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Химические свойства неорганических веществ. — «Химия», 2000 г.
  3. Краткая химическая энциклопедия т. 1-5. Под ред. И.Л. Кнунянца, М., «Советская энциклопедия», 1961-1967 гг.