Krystallisering af opløsninger

Fysik/kemi · 7.-9. klasse · Undersøgelse

Krystallisering — dannelse af krystaller

Når en mættet opløsning afkøles eller fordamper, dannes krystaller — geometriske faste former af stoffet.

Kobbersulfat-forsøget — klassiker

Kobbersulfat (CuSO₄·5H₂O) danner smukke dybblå krystaller.

Fremgangsmåde:

1. Opløs så meget CuSO₄ som muligt i varmt vand (90°C) — indtil ingen mere opløses

2. Filtrer for at fjerne urenheder

3. Kom opløsningen i en ren glaskolbe

4. Dæk med papirfilter (undgå støv)

5. Lad den stå i ro på et køligt sted i 1-2 uger

Hvad sker der? Efterhånden som vandet fordamper og opløsningen afkøles, falder CuSO₄ ud af opløsning og danner krystaller.

Hvad er en mættet opløsning?

Ved en given temperatur kan vand kun opløse en maksimal mængde stof. Det kaldes opløseligheden:

• Salt (NaCl) ved 20°C: 36 g per 100 g vand
• Sukker ved 20°C: 200 g per 100 g vand
• CuSO₄ ved 20°C: 21 g per 100 g vand
• CuSO₄ ved 100°C: 75 g per 100 g vand!

Krystaller og temperatur

• Varmt vand opløser MERE stof
• Ved afkøling → overskud falder ud som krystaller
• Langsom afkøling → store, smukke krystaller
• Hurtig afkøling → mange små krystaller

Forskellige krystaller

| Stof | Farve | Form |

|------|-------|------|

| NaCl (salt) | Hvid | Terning (kubisk) |

| CuSO₄·5H₂O | Blå | Parallelepiped |

| Alun | Klar | Oktahedron |

| Sukker | Klar/hvid | Prismatisk |

Sne-krystaller

Hver snefnug er en unik heksagonal krystal! Vandmolekyler danner 60° vinkler i iskrystaller — derfor altid 6 sider. To identiske snefnug: statistisk umuligt.

Hjemme-projekt: sukkerkrystaller

1. Bland 2 dele sukker og 1 del vand

2. Kog til alt sukker er opløst

3. Hæld i et glas

4. Lad en bomuldssnor hænge i opløsningen (i 1-2 uger)

5. Sukker-krystaller danner sig på snoren → kandis-sukker!

Pas på

• Brug rent vand (destilleret) for smukke krystaller — urenheder forstyrrer
• Undgå rystelser — kan få krystaller til at falde sammen
• Aldrig opvarm igen efter afkøling begynder
• CuSO₄ er giftigt — vask hænder efter håndtering

Læringsmål

• Forklare mættet opløsning og opløselighed
• Udføre krystallisering af CuSO₄ eller lignende stof
• Forstå sammenhængen mellem temperatur og opløselighed
• Beskrive forskellige krystalformer (kubisk, heksagonal, oktahedron)
• Observere at langsom afkøling giver store krystaller
• Relatere krystallisering til naturen (sne, mineraler, ædelstene)

Projekt: Krystal-galleri

Dyrk 3 forskellige krystaller sideløbende:

1. Saltkrystaller (NaCl) — fra mættet saltvand

2. Sukkerkrystaller — fra sirup

3. CuSO₄ — klassisk blå

Tag billeder hver uge. Sammenlign form, størrelse, farve.

Udvidet: Prøv at vokse en stor krystal ved "seed"-teknik: læg en lille krystal i opløsning, hæng den i snor. Efter uger får du en gigantisk krystal!

Brobygning: Krystallografi er grundlaget for mineralogi, geologi (kvarts, diamant) og bioteknologi (protein-krystallografi bestemmer 3D-struktur af medicin — fx Novo Nordisks insulin). Rosalind Franklins røntgenkrystallografi af DNA i 1950-erne førte til opdagelsen af dobbeltspiralen!