Nem Crystal Eksperimenter du kan dele med dine børn

Af Aurora Lipper, Supercharged Science

Denne artikel lærer børn om Crystal Landbrug og giver en håndfuld af totalt sjove aktiviteter for at eksperimentere med deres homeschool videnskab læring ( herunder sten slik og hjemmelavede geodes). Det &'; s også godt for spejderne, der arbejder på en badge, eller for eventuelle børn, der elsker videnskabelige eksperimenter. Disse forsøg er en del af et homeschool videnskab program, som jeg underviser, og jeg lover dine børn vil elske det.
Krystaller er dannet med atomer linje op i mønstre, når stoffet størkner (eller de flydende fordamper og efterlader resten bag). Der er krystaller overalt – i form af salt, sukker, sand, diamanter, kvarts, og mange, mange flere. Men hvordan atomerne ved, hvordan og hvornår at line op (i en krystallinsk struktur)? Lad &'; s tage et nærmere kig på atomer mens undervisning homeschool videnskab:
Antag at vi har en dråbe vand. Hvis vi ser på det meget nøje, vi &'; ll se en dråbe vand, pæn og glat. Hvis du få fat i din mikroskop og forstørre det ca. 2.000 gange (dråben er nu 40 fod på tværs, på størrelse med et stort klasseværelse), og se meget nøje, vi &'; ll stadig se relativt glat vand, men der er wiggly ting flyder rundt (paramecia ). Vi kunne stoppe her og studere disse interessante små væsener, men så er vi &'; d side-track os ind biologi. Så lad &'; s fokus mere på vandet

Lad &'; s. Forstørre vandet 2.000 gange igen, så det &'; s omkring 15 miles på tværs. Når vi ser på det meget nøje nu ser vi, hvad der ligner en myldrende hob af Super Bowl-fans på vej til den nærmeste afkørsel – masser og masser af bevægelse, men det &'; s stadig fuzzy og svært at gøre ud. Nu er vi &'; ll forstørre det yderligere 250 gange (for en samlet forstørrelse på omkring 1 milliard gange), og vi &'; ll se to slags “ klatter &"; – hydrogenatomer og oxygenatomer anbragt i en lille gruppe som Mickey Mouse. Hver lille gruppe af disse atomer kaldes et molekyle

Denne billedet til højre er idealiseret i et par måder, men vigtigst af alt, det gør ikke &';. T flytte på siden, mens de virkelige molekyle wiggles og jiggles som vi se det forstørret 1 milliard gange. En anden måde dette billede er ikke helt rigtigt, er, at atomerne virkelig hænger sammen som lim, meget på samme måde magneterne tiltrækker hinanden. Men i modsætning til magneter, hvis du kan klemme disse atomer sammen for hårdt, de frastøder.

jiggling bevægelse er det, vi kalder varme. Når vi øger temperaturen (sige, vand over en varm komfur), de jiggles øge og lydstyrken mellem atomerne stige.
Antag nu er vi sænke temperaturen på vores dråbe vand, og vi finder det jiggling bevægelse falder, og tiltrækningskræfterne mellem atomerne overtager og ved meget lave temperaturer, atomerne låses sammen i et nyt mønster kaldes is. Det interessante er, at der er et sted for hvert atom i sin faste form (krystallinsk array). Vand er en af ​​de eneste molekyler, der udvider sig, når størknet. Krystallen mønster af is er vist (til højre) – det har mange huller i det. Denne åbne struktur falder sammen, når atomerne jiggle hårdt nok til at ryste sig løs (smeltning), og skynder sig at udfylde de huller som temperaturen (og jiggling) stiger.

Hvor stort er et atom? Hvis en orange forstørres til størrelsen af ​​jorden, størrelsen af ​​atomerne i den orange er omtrent på størrelse med den oprindelige orange.

Krystaller er lavet af enten størknende (tænk på iskrystallerne i din fryser ), eller ved “ voksende &"; dem (som i de homschool science aktiviteter, vi &'; re ved at starte). Lad &'; s finde ud af mere om, hvordan man dyrker (eller “ farm &";). Dine egne krystaller

Når du foretager krystaller, der er en meget speciel form for løsning for at gøre. Det kaldes en "super mættet solid løsning". Hvad betyder det? Her er et eksempel: Hvis du konstant tilføjer salt i skefulde til en kop vand, vil du nå et punkt, hvor saltet ikke forsvinder (opløse) længere, og danner en klump i bunden af ​​glasset.

Det punkt, hvor det begynder at danne en klump er lige forbi det punkt at være en mættet opløsning. Hvis du varme op saltvand, klumpen forsvinder. Du kan nu tilføje mere og mere salt, indtil den ikke kan tage længere salt (du kan se en anden klump begynder at danne nederst). Dette er nu en super mættet fast opløsning. Bland i en smule vand for at gøre det faste forsvinde. Din løsning er klar til at gøre krystaller. Men hvordan?
Hvis du tilføjer noget for krystaller at klynge sig til, som en sten eller en pind, krystaller kan nu vokse. Hvis du "frø" objektet (coat det med de ting, du dannede løsning med, som salt eller sukker), vil de begynde at danne hurtigere
TIP til Speedy krystaller:. Hvis du holder løsningen i et varmt sted, krystaller kan vokse hurtigere. Brug den højeste sted i dit hus, en varmepude eller lukket kasse med en tændt lyspære (såsom en overnatning tur i ovnen).
Hvis du har for meget salt (eller anden fast) blandes i, din løsning vil krystallisere alle på samme tid, og du får en stor sten, som du ikke kan trække sig ud af krukken. Hvis du har for lidt salt, så vil du vente for evigt for krystaller til at vokse. At finde den rigtige mængde til at blande i tager tid og tålmodighed.
Geodes En geode er en krystalliseret mineralforekomst, og er normalt meget kedelige og almindelig udseende på ydersiden, indtil du knække dem åbne! En æggeskal vil blive anvendt til at simulere en gasboble fundet i strømmende lava. Ved at opløse alun i vand (det virkelige liv bruger mineraler opløst i grundvandet) og placere den på din æggeskal (i det virkelige liv, det &'; s gas boble lomme), vil du stå tilbage med en geode. (Bemærk: disse krystaller er ikke til at spise, bare at kigge.)
Gøre Geode Sørg æggeskaller er rene. Fyld en lille kop med varmt vand og opløses så meget alun i vandet, som du kan for at gøre en mættet opløsning (hvilket betyder, at hvis du tilføjer noget mere alun, vil det kun falde til bunds og ikke opløses). Fyld æggeskaller med løsningen og der er afsat. Overhold som løsningen fordamper i løbet af de næste par dage. Når opløsningen er helt fordampet, vil du have en hjemmelavet geode. Hvis der ikke krystaller dannet, så du havde for meget vand og ikke nok alun i din løsning.
Gemstones Fyld en ren glaskrukke med mættet opløsning lavet ovenfor, og overlade det til to dage. Si den og gemme vandet til senere. Hold krystaller!
String Krystaller Fyld anden glaskrukke med reservedele mættet opløsning, og suspendere en krystal (fra eksperiment ovenfor) med snor fra krukken låget. Sænk den ned i opløsningen og vente flere dage. (. Seed strengen for hurtigere vækst)
Rock Candy Vi &'; re kommer til at drage fordel af processen med krystallisering at gøre slik. Du kommer til at gøre en super mættet opløsning af sukker og bruge det til at dyrke dine egne hjemmelavede sukker slik krystaller. En super mættet opløsning er en, der har så meget sukker opløst i vand som muligt. (Hvis vi didn &'; t varme vandet, vi &'; d ender med kun en mættet opløsning.)
Making Rock Candy Kog tre kopper vand i en stor gryde på komfuret. Tilføj otte kopper sukker, en kop ad gangen, langsomt under omrøring, når du går. Væsken skal være tyk og gullig. Sluk for varmen og lad det sidde i fire timer (eller indtil temperaturen er under 120 ° F). Hæld sukker vand løsning i rene glas og tilsæt et par dråber frugtfarve (til farvede krystaller). Bind en snor til et spyd, der hviler spyd vandret over krukken munden.
Jelly Krystaller Dette vand gelé krystal (findes i havearbejde afsnit af din isenkræmmer, normalt kaldet "jorden fugtig") vil vokse over 300 gange sin egen størrelse, når hydreret (tilsætning af vand). Fyld hver kop halvt fyldt med vand. Tilføj et par dråber frugtfarve og rør. Tilføj en håndfuld krystaller og lad stå 20 minutter. Klemme dem med dine hænder! Kombinere flere forskellige farver (i lag) i en tom vandflaske og se farverne smelter ind i hinanden (prøv lagdeling blå, gul og rød og se orange og grøn vises ud af ingenting!) Lav en kæmpe regnbue wand ved hjælp af en plastik fluorescerende rør beklædning (fra isenkræmmer – de kommer i 4 til 8 'sektioner!) med stoppere limet til enderne. At genbruge krystaller, lå på et papir håndklæde og lad tørre (de kan plette under håndklædet, så tilføje et lag af folie) i løbet af et par dage.
Salt Stalactites Lav en mættet opløsning fra varmt vand og Epsom salte. (Tilføj tilstrækkeligt salt, så hvis du tilføjer mere, vil det ikke opløses yderligere.) Fyld to tomme glas med saltopløsningen. Plads krukker en mund fra hinanden på et lag af folie eller på et bagepapir. Suspendere et stykke garn eller snor fra en krukke til den anden. Vent utålmodigt på omkring tre dage. En stalaktit bør udgøre fra midten af ​​strengen
_____________________________________________________________
 !;