Тела с кристаллической решеткой обладают способностью при определенных условиях покрываться ровными гладкими поверхностями — гранями. Это свойство широко используется при домашних опытах с квасцами, медным купоросом: из перенасыщенных охлаждающихся растворов начинают расти кристаллики. Однако бытует мнение, что существует возможность выращивания в домашних условиях изумрудов.
Содержание
Как вырастить изумруды
Первые синтетические камни были получены еще во второй половине XIX века. Этот процесс шел около 5 дней, использовалась плавильная печь с платиновым тиглем. Температура все это время поддерживалась на уровне 800 градусов — на домашнем уровне такое невозможно. Использованные вещества — оксиды бериллия, кремния, алюминия, хрома, а также молибдат лития. Метод назвали расплав-реакционным, но для домашней лаборатории он совершенно не подходит.
Через 80 лет выращивание изумрудов стали осуществлять гидротермальным способом (гидротермы — сильно нагретые растворы). Рост кристаллов происходил на помещенной в автоклав затравке — кусочке природного берилла. Метод получил широкое распространение, так как с его помощью синтезировали чистые яркие минералы.
Из соли
В домашних условиях вырастить изумруды непросто. Это относится к синтетическим видам — полностью идентичным природным по структуре и составу. Однако можно их сымитировать, например, с помощью обычной поваренной соли.
Натуральные камни состоят из катионов бериллия, алюминия, кремния с добавкой «зеленого красителя» — хрома. Солевой кристалл состоит только из натрия и хлора. Хромофоров-красителей в нем нет.
Для домашнего выращивания «изумруда» необходимо:
- Наполнить емкость горячей водой (80—90 ℃).
- Добавить зеленый краситель (пищевой из магазина или флуоресцеин, зеленку из аптеки).
- Поставить банку на водяную баню, всыпать, помешивая, 1—1,5 кг соли.
- Варить на водяной бане 2 часа, заполняя периодически кастрюлю (но не емкость с солью) кипятком.
- Когда соль перестанет растворяться (будет осадок), выключить огонь.
- Через 10—15 минут раствор процедить в другую емкость. Можно упростить домашний процесс: взять воду комнатной температуры, растворяя соль, пока этот процесс не прекратится.
- Из оставшегося осадка выбрать самое крупное зерно, аккуратно захватить его петелькой из нитки. Второй конец закрепить на любой планке — это может быть деталь от конструктора, узкая линейка. Длина нити такова, чтобы затравка доходила до середины емкости.
- Посуду накрыть. Можно пробить металлическую крышку гвоздиком, просунуть нить, закрепить снаружи скотчем.
- Раствор оставить при комнатной температуре на 2—3 недели. На затравке появятся грани, а позже вырастет зеленоватый кристаллик. Если очень близко ко дну подвесить зеленую прозрачную бусинку, то на ней появится щеточка кристалликов.
Такие домашние «самоцветы» не вставить в изделие из-за их хрупкости. Однако демонстрировать гостям результаты своих алхимических опытов — вполне реально.
Из сахара
Настоящей драгоценности из этого белого порошка не получится, однако необычный кристалл или их щеточку вырастить можно в домашних условиях. Чтобы сделать «изумруд», нужен зеленый пищевой краситель (например, для яиц), 1 стакан воды, а также 2,5—3 стакана сахара.
В воду всыпать сахар, помешивая, довести до кипения, варить минут 20—25. Добавить краситель, разместить затравку. Ее делают двух видов:
- выбирают кристаллик сахара, приклеивают его к кончику нити резиновым клеем «Момент», а когда все высохнет, проталкивают нить с затравкой до середины стакана;
- наполовину смазывают все стороны деревянной зубочистки клеем, обсыпают сахаром-песком, один конец втыкают в картон, другой опускают в раствор-сироп.
- стакан закрывают тканью или бумагой.
Ни соль, ни сахар не получат слишком яркой зеленой окраски, так как кристаллические вещества обладают способностью «выталкивать» инородные растворенные примеси.
Из железного купороса
Из купороса можно домашним способом вырастить «изумруд». Это будет красивая голубовато-зеленая имитация драгоценного камня, но она ядовита, поэтому надо работать в перчатках, а кристалл хранить под стеклянным колпаком. Вещество ищут на полках магазинов для садоводов.
Технология процесса такова.
- Растворить 3 части купороса в 1 части горячей воды. Меркой может послужить баночка из-под йогурта или сметаны: три баночки вещества, одна — жидкости.
- Процедить раствор, наполнить стеклянную или пластиковую емкость (ее по окончании работы нужно обязательно выбросить).
- Приклеить к леске или нитке кристаллик медного купороса, добытый со дна банки — там они появятся через несколько часов.
- Закрепить один конец на планке, второй опустить в раствор, не доставая дна. Банку накрыть картоном. Результат не заставит себя ждать.
Набор для выращивания
Магазины товаров для детского творчества предлагают специальные наборы химреактивов, из которых можно получить кристаллы зеленого цвета — «изумруды». Выращенные дома «минералы» станут предметом гордости не только детей, но и взрослых.
Картонные полоски закрепляют вертикально на дне поддона (для этого там есть углубления-бороздки), затем наливают реактив. Место, куда помещают емкость, должно быть сухим, теплым. На следующий день на полосках начнут расти кристаллы, однако не одиночные, а их агрегаты.
Домашний «изумруд» хрупкий: из него не сделать ни брелока, ни подвески. Но его выращивание представляет практический интерес: помогает понять, как растут гидротермальные самоцветы в природе.
Особенности процесса
Настоящий изумруд, но выращенный искусственно, целесообразно получать гидротермальным методом. Трудности домашнего производства заключаются в оборудовании, которое найти на рынке непросто. Для этого нужен автоклав с возможностью нагрева до 500—700 ℃ при 3000 атмосфер, так как поддержание высокой температуры — обязательное условие для роста кристалла. Автоклавы для консервирования не подходят, так как их предел —200 градусов.
Сырье для производства — осколки, порошок натурального берилла, берилловые затравки — реализуют компании, добывающие этот минерал. Краситель — гидрохлорид хрома, минерализаторы — хлорид аммония и натрия.
Технология производства такова:
- заполнение нижней части печи порошком берилла (шихты);
- добавление воды, минерализаторов, красителя;
- установка затравок — пластин берилла;
- настройка температуры — нагрев нижней части, охлаждение верхней.
Движение гидротермального раствора подчинено законам физики: горячий раствор, содержащий растворенные элементы, идет вверх и охлаждается. На затравке вещества выпадают в твердую фазу, а жидкость спускается вниз за очередной порцией компонентов. За 10 дней кристалл увеличивается на 3 мм, через месяц достигает сантиметровой длины.
Выращивание изумруда — трудоемкий, непростой процесс, требующий специальных знаний, особого оборудования, связей с производителями сырья, реагентов. Проще купить заготовки синтетического минерала у промышленного производителя, а огранку заказать в ювелирном магазине. Однако дома можно заняться изготовлением имитаций изумруда, представляющих коллекционный интерес.
