Хлорид калия (KCl)

Теперь химический собрат хлорида натрия — хлорид калия.

Купить его можно как и в химмаге (калий хлористый), так и в садоводческом магазине — одно из калиевых удобрений, наряду с сульфатом и нитратом того же калия.

Свойства хлорида натрия и хлорида калия похожи, но есть и отличия. Во-первых, хлорид калия очень хорошо растворим в горячей воде, поэтому его раствор надо готовить горячим. А во-вторых — он практически всегда образует монокристаллы! Затравку можно вытаскивать из раствора, трогать руками — и кристалл все равно будет расти более-менее правильным. Для него опасны только скачки температуры, так что с этим раствором поаккуратнее, если на улице осень или начало весны, а также если у вас проблемы с отоплением.

Кристаллы хлорида калия тоже имеют кубическую форму, но форма зачастую искажается, и кристалл вытягивается. Так что может вырасти как кубик, так и параллелепипед.

Кристаллы имеют большой размер (больше только «купоросный гигант»). Так что для начинающих он подходит лучше всего

Ну, а вот и фото:

4.Сульфат железа II (FeSO₄*7H₂O, железный купорос)

Сульфат железа очень интересная соль. Интересна она не своими свойствами — это всего лишь типичный сульфат элемента побочной подгруппы. Для нас он интересен своими кристаллами.

Но чтобы вырастить кристаллы сульфата железа II, необходимо его купить или получить.

Его можно купит в химмаге (железо II сернокислое), либо в садоводческом магазине — но там его почти не найти. Что же делать? «Получать!»- ответят химики. Для получения сульфата железа II не надо практически никаких знаний в химии, кроме знания техники безопасности при работе с химикатами.

Берем ненужное железо (деталь, гвоздь, все,что угодно). Советую брать трансформаторное железо — чище в домашних условиях не найдете. Нет и этого? Не беда, подойдет любой источник — хотя бы сталь. Не легированная, ни в коем случае! Примесей будет выше крыши.

1 способ получения. Реакция между стальной деталью (к примеру) и медным купоросом (вы уже знаете, что это такое).

CuSO₄ + Fe = FeSO₄ + Cu ↓

Фото реакции:

Растворяем медный купорос в воде (для ускорения реакции — в горячей), быстро фильтруем, пока не остыл раствор, и помещаем в него деталь. Сразу же на поверхности детали начнется выделение красного налета меди. Ждем до завершения реакции (чем больше компонентов, тем больше в итоге FeSO₄ и Cu, но дольше идет реакция), аккуратно вытаскиваем деталь из раствора, раствор фильтруем и получает готовый раствор сульфата железа II.

Плюс реакции — побочный продукт — медь. Её можно высушить и она будет первым звеном в вашей коллекции хим элементов (если это вам действительно надо). Или залить серной кислотой и оставить в теплом месте при доступе воздуха — получится опять медный купорос (только очень медленно).

Минус — может остаться небольшая примесь сульфата меди, что в конечном итоге плохо повлияет на рост кристалла. Также в раствор могут перейти примеси из детали (если железо трансформаторное — это например никель)

2 способ получения. Реакция между стальной деталью и серной кислотой.

H₂SO₄ + Fe = FeSO₄ + H_{2 (газ)}

Серную кислоту легко достать — зайти в любой автомагазин и купить электролит для аккумуляторов — чистая 33% серная кислота.

Плюсы — Можно собрать водород и тоже начать собирать коллекцию хим элементов. Ладно, шучу. Гораздо важнее то, что примеси вроде никеля останутся в виде осадка или не прореагируют совсем (никель оочень медленно растворяется в серной кислоте. Кусочек проволочки длиной 1 см и толщиной 0.08 мм растворяется двое суток в кипящей разбавленной серной кислоте, с концентрированной и тем более под анодным током он вообще не будет реагировать).

Минусы — пузырьки водорода лопаются и брызги раствора могут оказаться на вещах, мебели и проч. Проводить реакцию лучше на улице или хотя бы защитить место её проведения с помощью целлофана или куска старой клеенки.

Я предпочитаю второй способ, так как закрыть место с емкостью можно за пару минут, да и серная кислота намного дешевле медного купороса. (1л H₂SO₄ = 45 руб, 150гр (пол-литра насыщенного раствора) CuSO4 — 120 руб.).

В добавок, небольшая добавка серной кислоты положительно влияет на рост кристаллов FeSO₄. Так что я рекомендую второй способ (но отнеситесь аккуратно к работе с серной кислотой — это не игрушки)

В итоге мы получаем прозрачный зеленоватый раствор железного купороса. Из него вырастают кристаллы очень интересной формы и красивого светло-зеленого цвета.

Любуемся:

5. Сульфат никеля (NiSO₄*7H₂O, никелевый купорос)

Из-за схожести свойств железа и никеля, свойства их сульфатов тоже очень похожи, но имеют небольшие отличия.

Во-первых, сульфат никеля невозможно получить растворением никеля в серной кислоте — либо замучаетесь ждать, о чем я уже говорил, либо реакция вообще не пройдет — никель довольно пассивен по отношению к кислотам.

Поэтому проще и лучше купить его в химмаге (никель сернокислый). Но если у вас нет химмага, то придется извращаться. Собственно, как я его и получал.

Никель плохо реагирует с кислотами, а тем более с сильными окислителями. Но он с легкостью реагирует с соляной кислотой (HCl). Из-за политики нашего государства эту кислоту нигде толком не купить, кроме химмага или интернет-магазина. Однако, есть два выхода из этой ситуации.

1 способ. Можно получить HCl. Для этого нам понадобится серная кислота (если это электролит для аккумуляторов — его надо немного выпарить, так как нам нужна концентрированная кислота). Выпаривать электролит и получать соляную кислоту нужно очень осторожно — отнеситесь к этому серьезно, при попадании конц. кислот на кожу появятся сильные ожоги, одежду прожигает насквозь!!! Так что советую делать это вне помещения, строго следуя правилам безопасности.

Реакция идет по уравнению:

H₂SO₄ + 2NaCl = Na₂SO₄ + 2HCl ↑

Емкость должна плотно закрываться, желательно чтобы она была из тонкостенного стекла. Так же нам понадобится газоотвод — крышка со стеклянной или пластмассовой трубочкой. В емкость засыпаем хлорид натрия, ставим на водяную баню (в емкость с горячей водой, которая постоянно нагревается, например, на газовой горелке). Хотя можно обойтись и без водяной бани и нагревать саму колбу, но это довольно опасно, да и реакция пройдет не равномерно.

Когда водяная баня нагреется, добавляем в емкость с NaCl концентрированную серную кислоту, затем быстро закрываем емкость крышкой, а конец газоотводной трубки помещаем в герметичную колбу с холодной водой. (Трубка не должна касаться воды! Емкость должна быть наполнена только на половину, желательно меньше). В колбе с реагентами начнется довольно бурное выделение газа, который полностью будет поглощаться холодной водой. В конце реакции надо снять колбу с водяной бани, а из второй колбы вытащить трубку и герметично закрыть. Теперь у нас есть HCl, причем, если серная кислота была достаточной концентрации и воды было не слишком много, то она будет концентрированной.

Этот же способ вы можете увидеть в видео-опыте «Хлороводородный фонтанчик», где все не только подробно и понятно рассказано, но и поставлен очень интересный и красивый опыт.

2 способ. Он не такой опасный, как первый, и служит для быстрой замены HCl, если нет времени или возможности её получить. Просто смешайте серную кислоту (не концентрированную) и поваренную соль — быстрая замена соляной кислоты. Причем выделение газа довольно слабое, но с растворе HCl присутствовать будет в достаточном количестве.

Ну ладно, соляная кислота у нас есть. А что же никель?

В качестве источника никеля подойдет спираль из нихрома, аноды из радиоламп (хотя именно с анодами заморачиваться не стоит), никелированные детали. Из всего этого предпочтительнее нихром, и хотя в его составе присутствует хром, реагировать он не практически будет.

Реакция идет по следующей схеме:

Ni + 2HCl = NiCl₂ + H₂ ↑

Реакция все равно будет идти довольно медленно. Но её можно значительно ускорить! Необходимо лишь найти источник тока (зарядное устройство или вроде того). Подключаем положительный полюс (+) к нихрому, а отрицательный (-) к любому электроду, хотя желательно угольному или (если его нет) стальному. Подключаем наш источник тока в сеть и наблюдаем выделение Cl₂ на нихроме и H₂на угольном электроде. (Минус этого способа — анод — т.е. нихром — быстрее всего растворяется на границе раздела раствора и воздуха. В конченом итоге он может просто развалиться на две половинки. Но здесь ничего не поделаешь, если только не замазать эту границу чем-нибудь инертным к соляной кислоте, например полимерным клеем или силиконом)

Затем фильтруем раствор. Если вам не сильно важна чистота получившейся смеси, можете добавить в раствор серной кислоты и пропустить следующий шаг — кристаллы будут расти и так. И это будут именно кристаллы сульфата никеля, а не хлорида, так как при длительном контакте NiCl₂ и H₂SO₄ будет опять образовываться и улетучиваться соляная кислота.

Но если чистота кристаллов вам важна, то переводим хлорид никеля с сульфат другим методом.

Добавляем к раствору пищевую соду (NaHCO₃, гидрокарбонат натрия) или карбонат натрия (Na₂CO₃), разницы никакой.

Реагенты добавлять маленькими порциями, ожидая окончания предыдущей реакции. Раствор сильно пенится из-за выделения углекислого газа.

В первом случае реакция пойдет так:

2NiCl₂ + 4NaHCO₃ = Ni₂CO₃(OH)₂↓ + 4NaCl + 3CO₂↑ + H₂O

Во втором:

2NiCl₂ + H₂O + 2Na₂CO₃ = Ni₂CO₃(OH)₂↓ + 4NaCl + CO₂↑
В итоге получаем осадок основного карбоната никеля Ni₂CO₃(OH)₂. Чтобы перевести его в сульфат надо лишь добавить серной кислоты
Ni₂CO₃(OH)₂ + 2H₂SO₄ = 2NiSO₄ + CO₂↑ + 3H₂O
Мы получили раствор сульфата никеля. Он темно-зеленого цвета. Кристаллы почти такой же формы, как и у сульфата железа, но цвет у них ярко-изумрудный.

6. Ацетат меди II ((CH₃COO)₂Cu)
Ацетат меди II тоже не самое доступное вещество, но его получить не так уж и сложно.
Для начала берем медный купорос, растворяем в достаточно горячей воде и фильтруем раствор. Много сульфата меди не надо! Ацетат меди не очень растворим в воде..
Затем нам понадобится либо гидроксид натрия NaOH либо обычная пищевая сода NaHCO₃.
1.Где взять пищевую соду вы наверняка знаете . А вот где достать гидроксид натрия?
Думаю получать его нет смысла, вещество простое, а мороки будет много. Лучше купите его в химмаге или в хозяйственном магазине — средство «Крот». Берите лучше в виде порошка — там меньше примесей. Если вы нашли только в виде раствора (а тем более желтого цвета) — не берите, лучше используйте соду. (В средстве «Крот» в виде раствора намного больше примесей, чем с виде порошка. Ладно бы это были неорганические соединения, но ведь туда добавляют ПАВ… а после реакции с ними раствор воняет тааак… Хотя и порошок тоже хорош, но его можно прокалить и тогда весь наполнитель просто выгорит…)
С гидроксидом натрия реакция пойдет по схеме:

CuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄
Выпадает голубой осадок гидроксида меди II. Раствор сливаем, промываем осадок несколько раз горячей водой, сливаем воду. Добавляем уксусной кислоты CH₃COOH:
2CH₃COOH + Cu(OH)₂ = (CH₃COO)₂Cu + 2H₂O
2. Можно не заморачиваться с поиском гидроксида натрия, и осуществить реакцию с помощью обычной пищевой соды NaHCO₃. Соду добавлять маленькими порциями, ожидая окончания предыдущей реакции. Раствор сильно пенится из-за выделения углекислого газа:

4NaHCO₃ + 2CuSO₄ = Cu₂CO₃(OH)₂↓ + 2Na₂SO₄ + 3CO₂↑ + H₂O
Здесь тоже выпадет осадок, но уже сине-зеленого цвета (если точнее, малахитового). Его тоже хорошенько промываем горячей водой, а затем добавляем уксусную кислоту:
Cu₂CO₃(OH)₂ + 4CH₃COOH = 2(CH₃COO)₂Cu + CO₂↑+ 3H₂O
Получившийся раствор фильтруем. Мы получили темно-зеленый, почти черный раствор ацетата меди II.
Если вы купили эту соль, то растворять надо в холодной воде, так как растворимость низкая.
Затем ставим емкость с раствором с прохладное место, накрываем бумагой и ждем. Кристаллы ацетата меди лучше выращивать летом или в середине зимы, чтобы не было резких перепадов температур, иначе сильно пострадает их форма. У меня за день резко похолодало, скачки температуры были в течении недели. Стал профильтровывать раствор — а там все кристаллы стали шершавыми и сильно потрескались. Так что будьте внимательней! И ещё — эти кристаллы невероятно хрупкие. Но, бесспорно, очень красивые.

7. Цитрат железа II (Fe₃{C₃H₅(O)(COO)₃}₂ ^. H₂O)
Вообще эти кристаллы появились совершенно случайно. Хотел получить пирофорное железо. Нашел рецепт по его получению из цитрата железа. Приготовил его. Кристаллы цитрата железа нужно было прокалить, но у меня был только раствор. Поэтому ждал, пока выпадут кристаллы. Но они упорно не выпадали, а объем раствора уменьшался. И когда раствора оставалось на самом дне емкости, раствор сильно загустел, на следующий день вся вода испарилась, а цитрат железа превратился в красивые коричневые блестящие кристаллики.
Для получения цитрата железа II нам понадобится лимонная кислота и железная стружка.
Стружку легко добыть из любой стальной детали с помощью напильника.
Лимонную кислоту растворяем в горячей воде, раствор готовим средней концентрации. Далее нагреваем его до 100 градусов на водяной бане и маленькими порциями добавляем туда стружку. Бурно выделяется водород:
3 Fe + 2 С₃H₅(O)(COOH)₃ = Fe₃{C₃H₅(O)(COO)₃}₂ + 3 H₂↑
Затем даем раствору остыть, фильтруем его остывшим и переливаем в емкость. Раствор темно-коричневого цвета.
Много вещества не готовьте, а то замучаетесь ждать. Кристаллы не растут, а выпадают в самый последний момент, когда раствора почти нет.

Если хотите — можете использовать эти кристаллы по их первоначальному назначению.

8. Сульфат алюминия — аммония (AlNH₄(SO₄)₂ * 12H₂O, алюмоаммонийные квасцы)
Квасцы — мои любимые кристаллы. А ведь это не одно вещество, а группа соединений, сходных ко строению и свойствам. К ним и принадлежат алюмоаммонийные квасцы.
Сульфат алюминия-аммония — больше известный под названием алюмоаммонийных квасцов — можно купить в химмаге, в аптеке как кристалл-дезодорант или как средство для остановки кровотечения, а также на рынке как средство от порезов. Но можно и приготовить самому.
Нам понадобится уже привычная для нас серная кислота, алюминий (размер частиц лучше поменьше, но не порошок) и гидроксид аммония (NH₄OH, нашатырный спирт — взять в аптеке).
Для начала готовим раствор сульфата алюминия. Наливаем серную кислоту в емкость, нагреваем и добавляем туда алюминий. Как я уже сказал, брать лучше в измельченном виде, но не порошок. Порошок сильно окислен на поверхности, поэтому реакция почти не пойдет. А вот стружка растворяться будет.

2Al + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂↑

Советую запастись терпением, я например ждал несколько дней, пока алюминий прореагирует полностью. После реакции раствор фильтруем.
Затем берем серную кислоту и нашатырный спирт. Для литра раствора алюмоаммонийных квасцов понадобится две баночки по 10 мл. Реакцию проводить на улице! Нашатырный спирт и аммиак сильно раздражают слизистые! Наливаем нашатырный спирт в емкость и медленно добавляем серную кислоту. Осторожно, раствор сильно нагревается и может закипеть!

H₂SO₄ + 2(NH₃*H₂O) = (NH₄)₂SO₄ + 2H₂O

Заканчивайте приливать кислоту, когда почувствуете, что раствор перестал нагреваться.

Затем берем оба раствора — сульфата алюминия и сульфата аммония — нагреваем (почти, но не до кипения — сульфат аммония может разложиться) и сливаем растворы в одну емкость. После остывания профильтровать и поставить в прохладное место.
В итоге вырастают крупные прозрачные и бесцветные кристаллы интересной формы (грани в виде усеченного треугольника). Кристаллы растут довольно быстро, на выращивание самого большого из этих кристаллов понадобилось всего три недели.

9. Сульфат алюминия (Al₂(SO₄)₃)
Сульфат алюминия вы уже научились получать, так что эта часть статьи будет довольно короткой.
Сульфат алюминия — прозрачные белые кристаллы, довольно хорошо растворимые в воде. Их форма может меняться от шестиугольников, приплюснутых шестиугольников и до длинных вытянутых кристаллов (которые у меня и получились)

Внимание! Кристаллы крайне хрупкие, могут сломаться от прикосновения пальцев. Храните их аккуратно!

10. Тетраборат натрия (Na₂B₄O₇*10H₂O, бура)

Тетраборат натрия можно приобрести в химмаге, аптеке (бура) или получить из борной кислоты (H₃BO₃ или H₂B₄O₇) и пищевой соды (NaHCO₃).
Борную кислоту растворить в горячей воде. Она малорастворима в воде, поэтому последней нужно много.
Далее маленькими порциями добавляем туда пищевую соду, ожидая окончания выделения пузырьков углекислого газа.
H₂B₄O₇ + NaHCO₃ = Na₂B₄O₇ + H₂O + CO₂↑
Образуется малорастворимый тетраборат натрия. Кристаллы похожи формой на алюмоаммонийные квасцы, но они белого цвета и немного полупрозрачные.

Хотя Википедия выдает другие фотографии

Ну, это пока все кристаллы, которые вырастил я. Но как я уже сказал, количество веществ, из которых можно вырастить кристаллы ничем не ограниченно. Так что проведем небольшое описание других, не менее красивых и интересных кристаллов.

11. Сульфат калия-алюминия (KAl(SO₄)₂ · 12H₂O, алюмокалиевые квасцы)
Алюмокалиевые квасцы — прозрачные кристаллы со слабым розоватым оттенком.
Как всегда, их можно купить, а можно и получить.
Для их получения нам понадобятся сульфат алюминия (это вы уже умеете делать) и сульфат калия.
Сульфат калия можно купить в садоводческой магазине — одно из калиевых удобрений. Его чистота оставляет ожидать лучшего, но нам в самый раз.
Конечно, можно и получить сульфат калия если у вас есть серная кислота и гидроксид (KOH) либо карбонат (K₂CO₃) или гидрокарбонат (KHCO₃) калия. Но у меня нет ни одной из этих солей калия, да и где их можно купить в нашей дыре я даже понятия не имею, иначе бы все вам про это рассказал и показал фотки своих кристаллов.
Для получения алюмокалиевых квасцов нужно нагреть до кипения сульфат алюминия и сульфат калия и слить их в одну емкость, дать остыть и профильтровать раствор.

На самом деле, алюмокалиевые квасцы абсолютно прозрачны. Просто в них почти всегда есть примесь хромокалиевых квасцов — именно они придают кристаллу розовый цвет
12. Сульфат хрома(III)-калия (KCr(SO₄)₂ · 12H₂O, хромокалиевые квасцы)
Хромокалиевые квасцы — пожалуй, самые красивые из квасцов. Темно-фиолетовые, почти черные октаэдры — так и хочется их вырастить самому! Но к сожалению мне не удалось их достать.
Хромокалиевые квасцы можно купить в химмаге. И больше нигде — у них почти нет применения, кроме разве что дубления кож. Поэтому если химмага нет, получаем их сами.
Для этого нам понадобятся сульфат калия (см выше) и сульфат хрома. Сульфат хрома можно купить в химмаге.
Для получения хромокалиевых квасцов нагреем растворы этих сульфатов до кипения и сольем в один сосуд, затем остудим и профильтруем. У нас готов раствор хромокалиевых квасцов.
А теперь любуемся этой красотой:

13. Гексацианоферрат(III) калия (K₃[Fe(CN)₆], красная кровяная соль)
Красная кровяная соль — моноклинные полупрозрачные кристаллы красного цвета.
Красную кровяную соль можно приобрести только в химмаге или у знакомых химиков. Синтез в домашних условиях чрезвычайно сложен и опасен.

Так что про получение я говорить не буду, перейдем сразу к фотографиям:

14. Гексацианоферрат(II) калия (K₄[Fe(CN)₆], красная кровяная соль)
С этой солью та же история, что и с предыдущей, так что будут просто фотки:

15. Дихромат калия (K₂Cr₂O₇, хромпик, бихромат)
Дихромат калия — ярко оранжевые или красные кристаллы, хорошо растворимые в воде.
Купить их можно в химмаге (калий двухромовокислый) либо через интернет магазин. Методов получения дихромата калия несколько, но я их рассматривать не буду, так как реагенты далеко не так доступны. Поэтому мы просто наслаждаемся фотками.