Номер 1, страница 258, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

Экспериментируйте

Приготовьте дома насыщенный раствор поваренной соли. Профильтруйте его и поставьте на несколько дней в теплое место. Из образовавшихся на дне сосуда кристаллов выберите наиболее крупный и прозрачный. Раствор еще раз профильтруйте и положите в него один выбранный кристалл для дальнейшего выращивания. Полученный через несколько дней кристалл принесите для демонстрации на урок физики.

Решение

Это задание представляет собой инструкцию для проведения домашнего эксперимента по выращиванию кристалла из поваренной соли (хлорида натрия, $NaCl$). Для успешного выполнения эксперимента следуйте пошаговому руководству.

Необходимые материалы:

1. Поваренная соль ($NaCl$). Берите самую простую, без добавок (йода, антислёживателей).

2. Вода. В идеале дистиллированная, но подойдет и фильтрованная или отстоявшаяся водопроводная.

3. Две стеклянные банки или стакана.

4. Кастрюля.

5. Ложка.

6. Фильтр (подойдет кофейный фильтр, несколько слоев марли или ватный диск).

7. Прочная нитка или леска.

8. Карандаш, ручка или любая палочка, которая длиннее диаметра горлышка банки.

Шаг 1. Приготовление насыщенного раствора.

Насыщенный раствор — это раствор, в котором при данной температуре вещество больше не может растворяться. Чтобы его приготовить:

• Налейте в кастрюлю воду (например, 200-300 мл) и немного подогрейте ее (до 50-60°C). В теплой воде соль растворяется лучше.

• Начните добавлять соль в воду небольшими порциями, постоянно перемешивая. Продолжайте добавлять соль до тех пор, пока она не перестанет растворяться и на дне кастрюли не останется небольшой осадок. Это будет означать, что раствор стал насыщенным.

Шаг 2. Фильтрация и получение затравочных кристаллов.

• Осторожно, чтобы не взболтать осадок, перелейте горячий солевой раствор через фильтр в чистую стеклянную банку. Фильтрация необходима, чтобы удалить нерастворившиеся частицы соли и прочие примеси, которые могут помешать росту красивого кристалла.

• Поставьте банку с раствором в теплое место, где ее никто не будет трогать. Накройте банку салфеткой или листом бумаги, чтобы защитить от пыли, но оставить возможность для испарения воды.

• Через несколько дней (2-4 дня) на дне и стенках банки начнут образовываться маленькие кристаллики. Это и есть результат первого этапа, описанного в задании.

Шаг 3. Выбор "затравки" и подготовка к основному росту.

• Аккуратно слейте раствор из банки в другую чистую емкость. Этот раствор нам еще понадобится.

• Из множества образовавшихся кристалликов на дне выберите один — самый крупный, с наиболее правильной формой и прозрачный. Это будет ваша "затравка", на которой будет расти большой кристалл.

• Очень осторожно извлеките кристаллик и аккуратно обвяжите его ниткой. Другой конец нитки привяжите к середине карандаша.

Шаг 4. Выращивание основного кристалла.

• Слитый ранее раствор снова немного подогрейте и убедитесь, что он насыщенный (можно добавить еще немного соли). Если на дне образовались новые кристаллы, раствор нужно снова профильтровать в основную чистую банку для выращивания.

• Положите карандаш на горлышко банки так, чтобы кристаллик на нитке оказался полностью погруженным в раствор. Важно, чтобы он висел в толще жидкости, не касаясь ни дна, ни стенок сосуда.

• Снова накройте банку салфеткой и оставьте в теплом, спокойном месте.

Шаг 5. Наблюдение.

Теперь остается только наблюдать. Вода будет медленно испаряться, концентрация соли в растворе будет повышаться, и избыток соли будет оседать на вашем затравочном кристалле, заставляя его расти. Процесс может занять от одной до нескольких недель, в зависимости от скорости испарения и объема раствора. Чем медленнее испаряется вода, тем более ровным и красивым получается кристалл.

Когда кристалл достигнет желаемого размера, его нужно аккуратно вынуть из раствора, просушить бумажной салфеткой и, по желанию, покрыть бесцветным лаком для ногтей, чтобы защитить от разрушения на воздухе.

Ответ:

В результате выполнения описанных действий будет выращен монокристалл поваренной соли. Процесс основан на медленном испарении воды из насыщенного солевого раствора, что приводит к кристаллизации растворенного вещества на специально подготовленной "затравке". Полученный кристалл можно принести на урок физики для демонстрации кристаллических структур твердых тел.