Ročník: 7. ročník ZŠ

Vzdelávacia oblasť: LÁTKY A ICH VLASTNOSTI
Tematický celok: ZMESI A CHEMICKY ČISTÉ LÁTKY
Téma: KRYŠTALIZÁCIA KYSELINY ACETYLSALICYLOVEJ

Aspirin, Acylpyrin či Anopyrin sú bežné liečivá, ktoré používame najmä ako analgetiká, antipyretiká či antiflogistiká. Aspirin je známy a používaný už vyše 100 rokov. Účinnou látkou v nich je kyselina acetylsalicylová, ktorá sa vyrába synteticky z kyseliny salicylovej. Kyselinu salicylovú obsahujú mnohé rastliny. Vytvárajú si ju ako ochranu proti parazitom. Najviac jej je v dubovej a vŕbovej kôre. Šťava z nich sa používala už v 5. storočí pred našim letopočtom na zníženie teploty a utíšenie reumatických bolestí.

Lenže kyselina acetylsalicylová okrem týchto pre medicínu a zdravie nenahraditeľných vlastností je pre nás ešte niečím iným veľmi zaujímavá. Tvorí drobné kryštalické útvary, v priestore podobné ježkom, na skielku zase hviezdičkám. Ak použijeme ako rozpúšťadlo etanol, kryštalizácia kyseliny je rýchla, pretože alkohol sa začne takmer ihneď vyparovať. Vznik malých kryštálikov môžeme pozorovať v priebehu niekoľko desiatok sekúnd. Pokiaľ sa na ne pozrieme cez mikroskop a v polarizovanom svetle, kryštáliky sa stanú farebnými. Na takéto pozorovanie výborne poslúži náš polarizačný mikroskop.

Kryštáliky kyseliny acetylsalicylovej

Pomôcky:

malá kadička, sklená tyčinka, lyžička, mažiarik, pipeta, podložné sklíčko, polarizačný mikroskop, polarizačné fólie, kúsok celofánu

Chemikálie:

aspirin, etanol (60-65%)

Postup:

1. Tabletku Aspirinu rozotri v trecej miske na prášok.
2. Do kadičky nalej cca 10ml etanolu (postačí 60-65% roztok).
3. Do etanolu vsyp malú lyžičku rozdrveného Aspirinu a zamiešaj, až kým sa prášok nerozpustí.
4. Roztok opatrne nasaj pipetou, nakvapkaj pár kvapiek na sklíčko a jemne rozlej po skielku do tenkej vrstvy.
5. Pozoruj ako vznikajú kryštáliky kyseliny acetylsalicylovej.
6. Skielko s vykryštalizovanou kys. acetylsalicylovou vlož do mikroskopu medzi polarizačné fólie a pozoruj.

Kryštalizácia kys. acetylsalicylovej v polarizovanom svetle

Celofán je materiál, ktorý tiež výrazne polarizuje. Preto je zaujímavé použiť ho pri pozorovaní kryštálikov v polarizovanom svetle. Ukladá sa na polarizátor pred vzorku kryštálikov. Jeho otáčaním, krčením, skladaním či inou defomráciou dosiahneme zakaždým iné farebné pozadie ku kryštálikom.

POPREMÝŠĽAJ, VYHĽADAJ, ZISTI a POPÍŠ…

1. Vyhľadaj aké účinky má analgetikum, antipyretikum či antiflogistikum.

2. Uveď ktorá chemická látka je spoločná pre liečivá Aspirin, Acylpyrin a Anopyrin?

3. Zisti kde v prírode sa nachádza kyselina salicylová?

4. Vyhľadaj odkedy sú známe účinky kyseliny salicylovej?

5. Zisti, či je možné aj kyselinu acetylsalicylovú získať z prírodných zdrojov.

6. Opíš tvar kryštálikov kyseliny acetylsalicylovej.

7. Myslíš, že je možné použiť ako rozpúšťadlo kyseliny acetylsalicylovej aj vodu?

8. Popremýšľaj aký rozdiel by bol v kryštalizácii kyseliny acetylsalicylovej z vodného roztoku v porovnaní s roztokom etanolu.

9.  Kryštáliky pozoruješ v polarizovanom svetle. Opíš ako sa v tomto svetle menia.

10. Ak použiješ celofán a vložíš ho pred vzorku kryštálikov do polarizovaného svetla, čo spôsobí?

Vzdelávacia oblasť: LÁTKY A ICH VLASTNOSTI
Tematický celok: ZMESI A CHEMICKY ČISTÉ LÁTKY
Téma: KRYŠTÁLIKOVÝ POLARIZAČNÝ KALEIDOSKOP

Kaleidoskop robí kúzla vďaka svetlu a zrkadlám. Môžeme ho považovať za hračku pre všetky vekové kategórie. Zároveň je jednoduchým optickým zariadením s technickými aplikáciami pre dizajnérov a tvorcov vzorov. Zdrojom jeho pomenovania sú grécke slová kalos – krásny, eidos – tvar a skopeō – pozerať, pretože už starí Gréci sa pohrávali s myšlienkou viacnásobného odrazu dvoma alebo viacerými odrážajúcimi povrchmi. No bolo to až v roku 1815, keď Sir David Brewster zo Škótska pri skúmaní vlastností svetla na Edinburskej univerzite ostal ohromený mnohonásobným odrazom kúsku cementu na konci trojuholníkového skleneného žľabu. Po niekoľkých experimentoch, ktorých cieľom bolo nájsť najkrajšie a symetricky dokonalé podmienky nasledovala verzia, v ktorej sa kúsky skla mohli pohybovať. Brewsterov vynález bol v roku 1816 patentovaný a stal sa obľúbenou hračkou pre deti, zábavou pre dospelých a nástrojom pre dizajnérov. Škála farieb a vzorov bola pre umelcov zdrojom nápadov pre tvorbu koberčekov, farebného skla, šperkov, architektonických vzorov, tapiet, tapisérií a obrazov.

Pohľad do vnútra Kryštálikového polarizačného kaleidoskopu, autor L. Dovalová

Teleso kaleidoskopu tvoria dve hlavné časti – pozorovacia trubica s okulárom na jednom konci a puzdro na fragmenty farebného skla, korálok, pozlátka alebo iných reflexných materiálov na opačnom konci trubice. Pozorovacia trubica má na jednom konci sklenený okulár – obyčajné sklo alebo optickú šošovku so zväčšovacími vlastnosťami. Vo vnútri trubice sú spojené tri pásy zrkadiel, ktoré tvoria trojuholník. Zvyčajne sú naklonené pod uhlom 60 °. Farebné skielka sa vo vnútri puzdra voľne pohybujú a otáčajú. Keď pozeráme okulárom k svetelnému zdroju, zrkadlá vytvárajú symetrické usporiadanie z pohybujúcich sa farebných skielok a tieto vzory a kombinácie sú nekonečné.

Na výrobu kaleidoskopu sa dá použiť akýkoľvek materiál. Trubica môže byť zhotovená z papiera, kartónu, plastu, dreva, plexiskla, mosadze, medi, striebra či iných kovov. Koncové čiapočky sú z materiálu kompatibilného s pozorovacou trubicou. Okulár a puzdro na farebné predmety bývajú obvykle vyrobené z plastu alebo skla. Predmety v puzdre môžu byť úlomky hornín alebo minerálov, mušle, kryštáliky, škrupiny, drahokamy, korálky, kúsky skla, plastu či kovu rôznych farieb. Zrkadlá vo vnútri trubice sú nevyhnutné na vytváranie obrázkov.

Vnútorný priemer trubice určuje veľkosť zrkadiel, ktoré sa do nej vložia. Sústava troch zrkadiel tvorí rovnostranný trojuholník, ktorý zostrojíme spojením troch vrcholov šesťuholníka vo vnútri kružnice, ktorej priemer sa rovná vnútornému priemeru trubice. Dĺžka zrkadla sa rovná dĺžke trubice.

Môj KALEIDOSKOP je v princípe konštrukčne rovnaký ako bežné kaleidoskopy. Tvorí ho trubica, v ktorej sú vložené zrkadlá a na jednom jej konci je okulár. Čím sa líši a čo ho robí výnimočným, je jeho fyzikálno-chemický rozmer – tzv. puzdro je tvorené dvoma polarizačnými fóliami, medzi ktoré som vložila kryštáliky chemickej látky. Najvhodnejšie kryštáliky pre tento účel sa ukázali kryštáliky vínanu sodno-draselného. Sú dostatočne veľké, nie je potrebné v okulári používať šošovku, a ich polarizácia je farebne najzaujímavejšia.

Kryštálikový polarizačný kaleidoskop môže byť papierový či plastový a namiesto zrkadiel môžeme použiť lesklý strieborný kartón či zrkadlovú fóliu. Kryštáliky medzi polarizačnými fóliami môžu byť len voľne vložené a obraz sa mení potrasením celého kaleidoskopu. Alebo môžete skúsiť kryštáliky nechať vykryštalizovať na sklenej podložke, ktorá sa neskôr napevno vloží do puzdra medzi polarizačné filtre (puzdro sa otáča spolu s podložkou).

Kaleidoskop z plastové potrubia so špeciálnou skladačkou koncoviek je ideálnym prototypom kryštálikového polarizačného kaleidoskopu. Na jeho prírpavu treba trošku viac zručnosti a zrkadlá vyrezané sklárom.

Príprava jednoduchého kryštálikového polarizačného kaleidoskopu

Na prípravu potrebuješ:

• tubka od šumivých tabletiek,
• dezodorant s guličkou,
• polarizačná fólia,
• zrkadlová fólia/papier,
• nožnice, kružidlo,  papier, pravítko,
• fixka, ceruzka,
• vŕtačka alebo rozžeravený kliniec,
• kryštáliky vínanu sodno-draselného

Príprava kryštálikov:

1. Nasýtený roztok vínanu sodno-draselného opatrne nakvapkaj pipetou na sklo v tenkej vrstve.
2. Počkaj, kým vínan vykryštalizuje a odparí sa všetka kvapalina.
3. Vyber najkrajšie kryštáliky a skontroluj ich v polararizovanom svetle či polarizujú (sú farebné).

Tubka:

4. Z plastovej tubky zo šumivých tabliet odstráň vrchnáčik a vyčisti ju.
5. Na dno tubky sprav dierku – pomocou vŕtačky alebo horúcim klincom – okulár.
6. Puzdro na kryštáliky si priprav z plastovej časti, ktorá drží guličku v dezodorante. 

Zrkadlá:

7. Odmeraj vnútorný priemer trubice, ktorý bude priemerom d kružnice.
8. Na papier narysuj rovnostranný trojuholník ACE – zostrojíš ho spojením troch vrcholov šesťuholníka vo vnútri kružnice s priemerom d.
9. Odmeraj dĺžku strany AC vzniknutého rovnostranného trojuholníka .
10. Zo zrkadlovej fólie vystrihni obdĺžnik, ktorého dĺžka je rovná dĺžke plastovej tuby a šírka je zložená z dĺžky 3 strán rovnostranného trojuholníka + 3-4mm na zahnutie. 

Polarizačná fólia

11. Z polarizačnej fólie (kúpiš ju napríklad TU) vystrihni dva krúžky – 1. s vnútorným priemerom plastovej tubky a 2. s vnútorným priemerom puzdra kaleidoskopu.

12. Na záver už len správne poskladaj časti kaleidoskopu 

• do tubky vsuň zrkadlovú fóliu
• na koniec tubky vlož polarizačný filter (mal by sa vmestiť do vnútra tubky)
• na polarizačný filter polož kryštálik vínanu sodno-draselného
• uzavri puzdrom, v ktorom je vložená druhá polarizačná fólia

Vzdelávacia oblasť: LÁTKY A ICH VLASTNOSTI
Tematický celok: ZMESI A CHEMICKY ČISTÉ LÁTKY
Téma: KRYŠTALIZÁCIA VÍNANU SODNO-DRASELNÉHO

Vínan sodno-draselný, nazývaný podľa jeho objaviteľa aj Seignettova alebo Rochellova soľ (objavený v roku 1672 francúzskym lekárnikom Pierrom Seignettom z La Rochelle) je látka, ktorá sa vo veľkej miere využíva v potravinárstve pod označením E337, tiež v analytickej chémii a v medicíne.

Aj pre experimentovanie je to veľmi zaujímavá chemická látka. Vínan sodno-draselný je schopný kryštalizovať a jeho kryštáliky majú kosoštvorcový, no nie vždy úplne pravidelný tvar. Sú priehľadné, ale iný pohľad sa naskytne, keď sa na ne pozrieš cez polarizačný filter – zrazu zaihrajú farbami. Každá jedna ich plôška má iný sklon a preto láme svetlo ináč, čo vnímame ako nádhernú rôznofarebnosť kryštálikov v polarizovanom svetle. 

Vyskúšaj …

Pomôcky:

kadička, sklená tyčinka, laboratórna lyžička, kahan – trojnožka – sieťka – zápalky alebo varič, teplomer, handrička, pipeta, sklíčko, zdroj bieleho svetla, polarizačná fólia, polarizačný mikroskop

Chemikálie:

voda, vínan sodno-draselný

Postup:

1. V kadičke zohrej 20 ml vody na teplotu cca 70 – 80 °C (voda nesmie vrieť).
2. Priprav nasýtený roztok vínanu sodno-draselného: do zohriatej vody pridávaj pri stálom miešaní po lyžičkách chemickú látku dovtedy, kým sa rozpúšťa.
3. Keď už pridaná látka zostáva na dne kadičky nerozpustená, zmes zohrej pri občasnom miešaní do varu.
4. Horúci nasýtený roztok opatrne nasaj pipetou, nakvapkaj pár kvapiek na sklíčko a jemne rozlej po skielku do tenkej vrstvy.
5. Sklíčko polož na pokojné miesto a nechaj kryštalizovať.
6. Priprav si pomôcky na pozorovanie kryštálikov v polarizovanom svetle – polarizačné fólie a zdroj bieleho svetla.
7. Medzi polarizačné fólie vlož sklenú platničku s tenkým filmom vykryštalizovaných kryštálikov a pozoruj.

Kryštáliky vínanu sodno-draselného v polarizovanom svetle cez mikroskop

Poznámky:

• Polarizácia kryštálikov sa dá pozorovať len v tenkom filme kryštálikov. Preto nasýtený roztok kvapkaj pipetou na sklenú doštičku a jemným pohybom skielka roztok ešte viac porozlievaj.
• Najlepšie túto hru farieb vidieť cez polarizačný mikroskop, ale je možné pozorovanie aj voľným okom, pretože kryštáliky vínanu sodno-draselného sú dostatočne veľké.
• Bezfarebné kryštály sa v polarizovanom svetle stávajú farebnými a ich sfarbenie sa mení s otáčaním polarizačného filtra. 
• Zdrojom bieleho svetla môže byť aj obrazovka notebooku s otvoreným prázdnym dokumentom. Keďže obrazovka už v sebe má zabudovaný polarizačný filter, postačí len jeden ďalší k pozorovaniu polarizácie. 
• Biele svetlo je aj denné svetlo, ak vložíš kryštáliky medzi polarizačné filtre, rovnako pozoruješ aj tu farebnosť vrstiev kryštálov.
• Môžeš vyskúšať aj iné chemické látky schopné kryštalizovať, napríklad kyselinu citrónovú, kyselinu askorobovú, kys. acetylsalicylovú a iné.
• Viac z nášho experimentovania s kryštálikami a polarizáciou nájdeš TU.

Kryštáliky vínanu sodno-draselného v polarizovanom svetle

POPREMÝŠĽAJ, VYHĽADAJ, ZISTI a POPÍŠ…

1. Vyhľadaj čo znamená označenie E337 látok v potravinárskej sfére.

2. Zisti, či je vínan sodno-draselný označený výstražnými piktogramami, ktoré označujú nebezpečné vlastnosti chemickej látky? Čo z tejto informácie vyplýva?

3. Uveď prečo sa vínan sodno-draselný nazýva aj Seignettova alebo Rochellova soľ?

4. Popremýšľaj, čo si dosiahol zohriatím vody pred prípravou roztoku?

5. Popremýšľaj prečo je potrebné/vhodné chemickú látku počas rozpúšťania v rozpúšťadle miešať?

6. Uveď ktorá látka bola rozpúšťadlom a ktorá rozpustnou látkou v pripravovanom roztoku?

7.  Opíš, čo sa stane s kryštálikmi vínanu sodno-draselného v polarizovanom svetle.

8. Aké zdroje bieleho svetla môžeš použiť?

Kryštáliky vínanu sodno-draselného v polarizovanom svetle cez mikroskop

Vzdelávacia oblasť: LÁTKY A ICH VLASTNOSTI
Tematický celok: ZMESI A CHEMICKY ČISTÉ LÁTKY
Téma: POLARIZAČNÝ MIKROSKOP

Aj na chémii je niekedy fajn použiť mikroskop a priblížiť si drobné objekty alebo aj prebiehajúci chemický dej.

Robíme tak napríklad počas pozorovania redoxnej reakcie na medenom drôtiku v roztoku dusičnanu strieborného, keď sa objavujú drobné kryštáliky striebra,ktoré sú voľným okom len ledva pozorovateľné. Alebo keď pozorujeme kryštáliky patiny na medenej minci, zrniečka škrobu, kryštáliky kyseliny benzoovej… a v mnohých iných experimentoch.

Jedným z experimentov, v ktorom je pozorovanie cez mikroskop veľmi užitočné a aj krásne, priam je to zážitkom, je pozorovanie kryštálikov v polarizovanom svetle. K tomu však potrebujeme mikroskop špeciálny, polarizačný.

Polarizačný mikroskop nie je štandardne  využívateľná  a už vôbec nie dostupná pomôcka  pre základné školy. Dá sa ale „vyrobiť“. 

My sme si taký mikroskop pripravili z obyčajného staršieho školského mikroskopu so zrkadielkom, zdroja bieleho svetla – stolovej  lampy so žiarovkou so studeným svetlom, polarizačných fólií – starého polarizačného filtra na obrazovky PC, ktorý slúži ako polarizátor a kruhového lineárneho polarizačného fotografického filtra, ktorý je analyzátorom v procese polarizácie. To bol náš prvý polarizačný mikroskop.

Počas slnečných a svetlých dní sme zrkadielko mohli nastaviť do okna a tak sme zachytávali a privádzali do mikroskopu denné biele svetlo. V prirodzenom polarizovanom svetle je farebnosť kryštálikov najlepšia, najkrajšia.

Jednoduchšie je použiť mikroskop s vbudovaným osvetlením namiesto zrkadielka, pretože tu nie sme odkázaný na zdroj denného svetla. Pokiaľ ide elektrika, „mikroskopovať“ môžeme aj počas zamračeného dňa. A nepotrebujeme veľkú polarizačnú fóliu, pretože na svetlo mikroskopu položíme len malý polarizačný filter – polarizátor. Druhý polarizačný filter – analyzátor opäť položíme na vzorku kryštálikov.

Zjednodušili sme aj fotografovanie kryštálikov. Pôvodne sme fotografovali cez mikroskop fotoaparátom pomocou zložitejšieho súboru redukcií a šošoviek pripevnených na okulár mikroskopu a objektív fotoaparátu. Teraz sme na okulár mikroskopu nasunuli držiak/stojan na mobil a pomocou takto upevneného mobilu je už fotografovanie cez mikroskop hračkou pre každého žiaka. Hoci fotografie nie sú tak kvalitné, ako keď sme ich fotografovali fotoaparátom, ale tu je rozhodujúca dostupnosť pre všetkých žiakov.

Viac fotografií TU.

Najnovším vylepšením nášho polarizačného mikroskopu je vloženie malej polarizačnej fólie – analyzátora priamo do okuláru mikroskopu. Toto nám umožňuje lepšiu manipuláciu s pozorovanou vzorkou kryštálikov v mikroskope a tiež natáčanie priebehu kryštalizácie v polarizovanom svetle cez mikroskop. Týmto spôsobom sa polarizačná fólia nedotýka kryštálikov alebo kvapiek nasýteného roztoku na skielku a tak ich neporušuje a rozpúšťadlo sa môže voľne odparovať počas kryštalizácie priamo pod mikroskopom. Polarizátor ostáva položený na svetelnom zdroji mikroskopu. 

Kryštalizácia kyseliny acetylsalicylovej v polarizovanom svetle cez mikroskop.

Vzdelávacia oblasť: LÁTKY A ICH VLASTNOSTI
Tematický celok: ZMESI A CHEMICKY ČISTÉ LÁTKY
Téma: GEÓDA

Geóda de Pulpí zo Španielska patrí medzi najväčšie geódy na svete. Jej rozmery sú približne 8m x 2m x 2m a človek sa v jej vnútri cíti ako v kryštálovom kráľovstve. Viac o tejto geóde, ktorá bola objavená len v roku 1999, si môžete prečítať TU. 

Geódy (Grécky γεώδης – geodés , „zo zeme/zemské“) sú geologické sekundárne štruktúry, ktoré sa vyskytujú v niektorých sedimentárnych a vulkanických horninách. Sú sami sedimentárneho pôvodu tvoreného chemickým zrážaním. Sú to vlastne duté zaoblené vačky obsahujúce vo vnútri kryštály a minerálne látky. Akoby miniatúrna uzavretá jaskyňa, v ktorej nasýtený roztok mohol v priebehu tisícročí pokojne kryštalizovať.

Hoci trvá tisícročia, kým niečo tak prekrásne  vznikne, princíp procesu je úplne jednoduchý – kryštalizácia. Preto s troškou znalosti chémie, šikovnosti a trpezlivosti sa dajú vytvoriť celkom zaujímavé napodobneninky geódy.

Pomôcky:

kadička, sklená tyčinka, lyžička na chemikálie, varič, plastová nádobka/formička, miska, drevená palička

Chemikálie:

dihydrogenfosforečnan amónny, voda, sadra, cement, piesok/drobný štrk.

Postup:

Príprava formy na geódu

1. Plastovú nádobku vysyp po celej ploche vlhkým pieskom/štrkom.
2. V miske zmiešaj sadru, cement a piesok v pomere 3 : 2 : 1 (napr. 3 lyžice sadry, 2 lyžice cementu a jednu lyžicu piesku).
3. K zmesi postupne prilievaj vodu a miešaj drevenou paličkou (vody nalejeme toľko, aby vznikla hustejšia kaša).
4. Sadrovú hmotu ihneď pomocou drevenej paličky vtlač do pripravenej plastovej formy vysypanej pieskom.
5. Do stredu sadrovej hmoty urob pomocou paličky nepravidelnú priehlbinu s priemerom a hĺbkou približne 2 – 3cm.
6. Odliatok nechaj vo forme vytvrdnúť (minimálne do nasledujúceho dňa) a potom opatrne vyklop z formy.

Príprava geódy

1. V kadičke zohrej 60 ml vody na teplotu približne 70 – 80°C (takmer do varu).
2. Priprav nasýtený roztok dihydrogenfosforečnanu amónneho: do zohriatej vody pridávaj pri stálom miešaní chemickú látku dovtedy, kým sa rozpúšťa.
3. Keď už pridaná látka zostáva na dne kadičky nerozpustená, zmes zohreje pri občasnom miešaní do varu.
4. Horúci nasýtený roztok z kadičky opatrne prelej do pripravenej sadrovej formy na geódu.
5. Geódu postav na pokojné miesto a nechaj kryštalizovať.

Prvé kryštáliky sa začnú objavovať v priebehu niekoľkých minút. Kryštalizácia môže trvať jeden-dva dni alebo týždeň i viac.

Poznámky:

• Množstvo sadrovej hmoty (pomer 3 : 2 : 1) na jednu geódu je potrebné odskúšať podľa veľkosti použitej formy. 
• Ako forma môže poslúžiť napr. plastové vypuklé viečko na pohár, len treba prelepiť otvor na slamku, alebo plastový obal od veľkého kindervajíčka. 
• Štrk je vhodnejší ako piesok, ale musí byť menšej zrnitosti, určený do terárií či akvárií. 
• Sadrová hmota by mala byť hustejšia, aby sa neprelievala a dal sa do nej vyhĺbiť otvor. Treba pracovať rýchlo, pretože sadra tuhne. 
• Otvor vyhĺbený v sadrovom odliatku môžeš vysypať jemným štrkom, ale ešte kým je sadra nevytvrdnutá. Takto pripravíš drsnejší povrch, na ktorom sa môžu zachytiť budúce kryštáliky. 
• V prípade, že chceš, aby geóda bola farebnejšia, natri priehlbinku a okraje kamenného vajíčka napr. berlínskou modrou. Kryštáliky sa nesfarbia, tie ostanú priehľadné, ale farebný podklad ich viac zvýrazní. 
• Nasýtený roztok môžeš do geódy podľa potreby dolievať, až kým sa neutvoria kryštáliky požadovanej veľkosti.
• Viac našich pripravených geód si môžeš pozrieť tu.

POPREMÝŠĽAJ, VYHĽADAJ, ZISTI a POPÍŠ…

1. Vysvetli, prečo kryštálová jaskyňa v Španielsku je označovaná ako geóda?

2. Vyhľadaj, čo znamená slovo, pôvod slova „geóda“ a na tomto základe sa pokús vysvetliť čo je to geóda a ako vzniká?

3.  Zdôvodni, prečo je potrebné pripraviť nasýtený roztok pred samotnou kryštalizáciou?

4. Popremýšľaj, čím je možné podporiť rozpúšťanie chemickej látky v rozpúšťadle?

5. Aké rozpúšťadlo si použil na rozpustenie dihydrogenfosforečnanu amónneho?

6. Ak zafarbíš kamenné vajíčko z piesku a cementu, prečo sa nezafarbia aj vznikajúce kryštáliky dihydrogenfosforečnanu amónneho? Pokús sa to zdôvodniť.

7. Vysvetli proces kryštalizácie.

Vzdelávacia oblasť: LÁTKY A ICH VLASTNOSTI
Tematický celok: ZMESI A CHEMICKY ČISTÉ LÁTKY
Téma: KRYŠTÁLIKOVÝ JEŽKO

Počuli ste už niekedy o kryštálovej jaskyni? Bola objavená len v roku 2000 v Mexiku, a to náhodou pri hľadaní striebra v existujúcej bani. Baníkom sa podarilo preraziť stenu bane a tak sa ocitli v priestoroch plných obrích kryštálov. Niektoré dosahujú veľkosť aj 11 m, priemer 4 m a vážia viac než 50 ton. Kryštály vznikali počas miliónov rokov v uzavretom priestore, stabilných podmienkach z nasýteného roztoku síranu vápenatého. Viac o tejto kryštálovej jaskyni si môžete prečítať aj TU.

Slovensko sa môže tiež popýšiť podobným unikátom, hoci v oveľa menších rozmeroch. Kryštálová jaskyňa v Malom Rozsutci sa nazýva aj malým Mexikom, pretože sa v nej nachádzajú kryštálové drúzy podobné tým z Kryštálovej jaskyni v Mexiku.

Samotný proces kryštalizácie je úplne fascinujúci, či už trvá pár minút, dní alebo rokov. A keď výsledkom tohto procesu sú kryštálové drúzy podobné tým z Kryštálovej jaskyne z Mexika, je to ohromujúce. 

Takže priprav si správnu chemickú látku, z nej nasýtený roztok a kryštálové drúzy môžu v pokoji rásť ;).

Pomôcky:

miska, kadička, drevená palička, lyžička, varič, sklená tyčinka, plastová formička, sklený pohár so zátkou

Chemikálie:

dihydrogenfosforečnan amónny, sadra, cement, voda

Postup:

Príprava kamienkov

1. Do formičiek (na ľad alebo z dezertu) vsyp štvrť lyžičky dihydrogenfosforečnanu amónneho.
2. V menšej miske zmiešaj sadru a cement v pomere 2 : 1 (napr. 2 lyžice sadry a 1 lyžica cementu).
3. K zmesi prilievaj vodu a miešaj drevenou paličkou, pridaj také množstvo vody, aby vznikla polotekutá hmota.
4. Sadrovú hmotu ihneď opatrne prelej do pripravených formičiek s hydrogenfosforečnanom amónnym.
5. Odliatky nechaj vo forme vytvrdnúť (minimálne do nasledujúceho dňa) a  potom opatrne vyklop z formy a nechaj pár dní vysušiť.

Príprava kryštálových ježkov

1. Do sklenej fľašky vlož jeden pripravený sadrový kamienok.
2. V kadičke zohrej 60-80 ml vody na teplotu približne 70 – 80 °C (takmer do varu).
3. Priprav nasýtený roztok dihydrogenfosforečnanu amónneho: do zohriatej vody pridávaj pri stálom miešaní chemickú látku dovtedy, kým sa rozpúšťa.
4. Keď pridaná látka zostáva na dne kadičky nerozpustená, zmes zohrej pri občasnom miešaní do varu.
5. Kadičku chyť handričkou a horúci nasýtený roztok opatrne prelej do sklenej fľašky so sadrovým odliatkom na dne.
6. Sklenú fľašu zazátkuj korkovou zátkou a nechaj v pokoji kryštalizovať 24 hodín.
7. Nasledujúci deň fľašu odzátkuj a kryštáliky nechaj rásť ešte jeden-dva týždne.
8. Po tomto čase odsaj pomocou pipety prebytočný roztok a fľašu s kryštálikmi zazátkuj

Prvé drobné kryštáliky na povrchu sadrového kamienka môžeš pozorovať v priebehu niekoľkých minút. Za prvých 24 hodín narastú veľmi rýchlo dlhé ihličky, ďalšie dva týždne už kryštalizujú pomalšie. 

Poznámky:

• Dihydrogenfosforečnan amónny sa javil ako najvhodnejšia látka na prípravu zázračných kryštálov, pretože kryštalizoval v podobe kryštálikov – ihličiek.
• Ako formu na sadrové kamienky môžeš použiť plastové podložky z dezertu v tvare polguliek. Sadru nalievaj až po okraj formičiek.
• Dihydrogenfosforečnan amónny nasypaný vo formičkách sa prilepí na sadrovú hmotu a neskôr bude tvoriť zárodky budúcich kryštálikov. Niekedy na sadrovom kamienku neostanú prilepené kryštáliky. V tom prípade vsyp štvrť lyžičky dihydrogenfosforečnanu amónneho opatrne do sklenej fľaše až po priliatí nasýteného roztoku. Dbaj na to, aby zrnká chemikálie dopadali na povrch sadrového kamienka.
• Môže sa stať, že sadrový kamienok je pórovitý a plný vzduchových bublín. Preto po priliatí nasýteného roztoku do fľašky kamienok pridržiavaj sklenou tyčinkou, aby nevyplával na povrch a unikli z neho vzduchové bubliny.
• Sklené fľaše, ktoré sú použité v tomto experimente, sú kalamáre na atrament. Rovnako dobre poslúžia aj malé sklené poháriky od lekváru či patinovacích farieb.
• Nasýtený roztok by mal siahať do troch štvrtín nádobky.
• Zázračné kryštáliky z obchodu majú rôzne farby. Dá sa to čiastočne docieliť primiešaním potravinárskeho farbiva do sadrovej hmoty na kamienky.

POPREMÝŠĽAJ, VYHĽADAJ, ZISTI a POPÍŠ…

1. Kryštálová jaskyňa v Mexiku je nádherná, ale pre človeka je nebezpečné v nej pobudnúť viac ako pár minút. Zisti prečo.

2. Ktorá chemická látka tvorí kryštály vo Veľkej kryštálovej jaskyni v Mexiku? Vyhľadaj triviálny názov tejto chem. látky.

3. Vyhľadaj, ktorá jaskyňa na Slovensku sa nazýva malým Mexikom a prečo.

4.  Vysvetli, prečo je potrebné pripraviť nasýtený roztok pred samotnou kryštalizáciou?

5. Popremýšľaj, čím je možné podporiť rozpúšťanie chemickej látky v rozpúšťadle?

6. Aké rozpúšťadlo si použil na rozpustenie dihydrogenfosforečnanu amónneho?

7. Zamysli sa, či je možné zafarbiť kryštáliky chemickej látky, ktorá kryštalizuje?