آیا جالب نیست اگر بتوانید کریستال های بیسموت را درست در آشپزخانه خود درست کنید؟ حدس بزن چی شده؟ تو می توانی! بیسموت یک عنصر ایمن و غیر سمی است که می توان آن را روی اجاق گاز آشپزخانه ذوب کرد و کریستال های زیبا و رنگین کمانی را تشکیل داد.
برخی از علم در پشت بلورهای بیسموت
بیسموت دارای نقطه ذوب پایین 271 درجه سانتیگراد (520 درجه فارنهایت) است. همانطور که بیسموت جامد می شود، منبسط می شود و کریستال ها را تشکیل می دهد. بلورهای بیسموت که به طور مصنوعی رشد کرده اند ساختار پلکانی مارپیچی را تشکیل می دهند. این شکل به دلیل سرعت رشد بیشتر در لبه ها نسبت به داخل است. فلز بیسموت به طور طبیعی یک فلز سفید نقره ای با رنگ صورتی مایل به قرمز است.
با این حال، پس از اکسیداسیون، کریستال های بیسموت به رنگ رنگین کمان جذاب تبدیل می شوند. رنگ های رنگین کمان به دلیل تغییر در ضخامت لایه اکسیدی است که روی سطح کریستال تشکیل می شود و باعث می شود طول موج های مختلف نور با یکدیگر تداخل داشته باشند. در اینجا درباره بیسموت بیشتر بدانید!
آیا کریستال های بیسموت سمی هستند؟
کریستال های بیسموت عموماً دارای سطح سمیت بسیار پایینی هستند. آنها به طور کلی امن در نظر گرفته می شوند، که این پروژه را به یک پروژه عالی تبدیل می کند بچه ها‘ برنامه های علمی. اگر بخواهیم آن را در چشم انداز قرار دهیم، حتی نمک خوراکی، کلرید سدیم، گفته می شود که دارای “سطح سمیت بسیار پایین” است، آستانه نامیدن چیزی غیر سمی آستانه بسیار بالایی است، زیرا ترکیبات بسیار کمی واقعا “غیر سمی” هستند. در مقادیر زیاد
نکات مهم در مورد ساخت کریستال بیسموت
کیفیت کریستال های شما به خلوص فلز بیسموت شما بستگی دارد. اگر می‌خواهید کریستال‌هایی با کیفیت بالا به‌دست آورید، استفاده از بیسموت خالص و نه آلیاژ مهم است.
مواد و تجهیزات
- بیسموت (آمازون، eBay، و وب سایت های تخصصی)
- دو ظرف فلزی (مثلاً فنجان های اندازه گیری فولاد ضد زنگ، قوطی های آلومینیومی، فویل آلومینیومی به شکل کاسه)
- منبع گرما، مانند اجاق گاز آشپزخانه شما
مراحل
- بیسموت خود را در یکی از ظروف فلزی خود قرار دهید. منبع حرارت خود را روشن کنید و اجازه دهید بیسموت ذوب شود. اگر دیدید که پوست خاکستری (سرباره) روی سطح ایجاد می شود، نترسید! این طبیعی است. در همین حین، ظرف فلزی دوم را از قبل گرم کنید.
- وقتی بیسموت ذوب شد و ظرف فلزی دوم گرم شد، بیسموت مایع ظرف اول را در ظرف دوم بریزید. سعی کنید فقط بیسموت را زیر پوست بریزید و از ورود سرباره به ظرف دوم جلوگیری کنید. این سرباره حاوی ناخالصی است! یا می توانید قبل از ریختن سرباره را با قاشق جدا کنید.
- سعی کنید بیسموت ذوب شده را خنک کنید به آرامی. سرد شدن آهسته آن باعث تولید کریستال های بزرگتر می شود. این را می توان با گذاشتن ظرف فلزی روی منبع حرارت (خاموش) یا با کم کردن آهسته حرارت به دست آورد. انجام دادن نه بیسموت را خنک کنید تا جامد شود.
- حدود 30 ثانیه پس از سرد شدن، بیسموت باید شروع به جامد شدن کند. وقتی این اتفاق افتاد، مایع را دور از بلورهای جامد بریزید. کریستال جامد باید ثابت به نظر برسد اما لرزان.
- صبور باشید و قبل از اینکه کریستال ها را از ظرف فلزی خارج کنید، اجازه دهید کاملا خنک شوند. اگر نتوانستید کریستال را از ظرف خارج کنید، می توانید آن را برای مدت کوتاهی در فریزر بچسبانید.
کریستال شما در ابتدا رنگین کمان نخواهد بود. در عوض، بیشتر نقره ای رنگ خواهد بود. نگران نباش! به سرعت اکسید می شود و به زودی کریستال رنگین کمان خود را خواهید داشت. حتما کریستال بیسموت خانگی خود را به نمایش بگذارید!
نکاتی برای ساخت کریستال های بیسموت عالی
- از بوته ها یا ظروف غیر استنلس استیل یا ابزارهای غیر استنلس استیل استفاده نکنید. بیسموت را ناخالص می کند و رنگ و تبلور خوبی دریافت نمی کنید.
- در حالت ایده‌آل، ظرف فولادی که در آن می‌ریزید، طرف‌های اریب مانند جغد دارد، نه اضلاع صاف و عمودی مانند یک پیمانه اندازه‌گیری. در غیر این صورت ممکن است در ظرف گیر کند، زیرا بیسموت با سرد شدن منبسط می شود.
- پس از خنک شدن، آن را کمی برعکس روی حوله بکوبید تا کل ژئود بیرون بیاید. با یک ظرف موازی، این کار دشوارتر است زیرا بیسموت می تواند در اثر فشار انبساط در آنجا گیر کند.
نکات ویژه بیسموت
ایوان مک کورمیک از تجارت بیسموت همچنین چند نکته داخلی یا «عقل رایج» از جامعه تبلور بیسموت ارائه شده است.
- همیشه از تجهیزات ایمنی استفاده کنید. برای ایوان، این تجهیزات شامل عینک ایمنی، ماسک گرد و غبار (هنگام کار با الیاف سرامیکی یا برش بیسموت)، دستکش فورج و یک کپسول آتش نشانی است.
- برای ساخت بلورهای بیسموت با اندازه قابل توجه، باید حداقل 5 پوند جامد بیسموت فله ای خریداری کنید.
- دو روش محبوب در رشد کریستال وجود دارد: روش “تک کریستال”، که شامل کندن کریستال های رشد یافته از بالای یک گلدان باز از بیسموت مذاب است، و روش “ژئود” (که در بالا توضیح داده شد). در تجربه ایوان، روش ژئود کریستال‌های بیشتر و کریستال‌های بزرگ‌تری تولید می‌کند، زیرا سطح رشد بیشتری را امکان‌پذیر می‌کند.
- برای گرم کردن بیسموت، از نوعی شعله استفاده کنید – یک مشعل اجاق گاز یا یک اجاق کمپ کار می کند. (تلاش های ایوان برای ذوب بیسموت با یک صفحه داغ برقی، مواد را به اندازه کافی گرم نکرد و باعث تشکیل کریستال نشد).
- بیسموت را به آرامی خنک کنید تا از اندازه کریستال بزرگ اطمینان حاصل شود. بهترین راه برای انجام این کار شامل استفاده است عایق الیاف سرامیکی (معمولاً به عنوان عایق فورج شناخته می شود). اگر این گزینه برای شما نیست، تنظیم مشعل را پیدا کنید که این فرآیند خنک کننده کند را امکان پذیر می کند.
- پس از ریختن، ظرف خود را در حالت وارونه قرار دهید.
- استفاده از a دریل دریل، مجهز به تیغه مدور با نوک الماس برای برش کریستال ها. اره های معمولی به راحتی آسیب می بینند و برش کارآمد را تسهیل نمی کنند. استفاده از دو انبردست نیز می تواند یک روش برش موثر باشد، زیرا بیسموت ماده ای شکننده است و تمایل به شکستن بین تشکیلات کریستالی دارد.
مقالات مرتبط:
ساخت کریستال قلع
خواص فیزیکی در مقابل شیمیایی
انواع واکنش های شیمیایی
ساخت خمیر دندان فیل
واکنش بریگز-راشر