Belgische Kristalgroeicompetitie

Handleiding


Vooreerst wordt een klein perfect kristal (entkristal) gemaakt, dat nadien opgehangen wordt in een oververzadige oplossing om langzaam te groeien.


1. Maak een oververzadigde oplossing

Controleer de oplosbaarheid van de te kristalliseren verbinding (x gram per liter bij bepaalde temperatuur). Los in een beker met 0,5 liter warm water deze hoeveelheid op (dus x gram voor een halve liter). Roer zorgvuldig tot alles opgelost is, verwarm eventueel wat meer (kan tijdje duren!). Sluit de beker af met een deksel om te vermijden dat stof in de oplossing valt. Laat afkoelen tot kamertemperatuur.

Voor de twintigste editie van de Belgische Kristalgroeiwedstrijd maken we een co-kristal door druivensuiker (α-D-glucose, C6H12O6) en keukenzout (NaCl) in een waterige oplossing samen te kristalliseren. α-D-glucose krijg je van onze sponsor, voor keukenzout moet je zelf zorgen.

De eerste stap van het recept in de handleiding moeten we hierdoor licht aanpassen:

  • Maak een oververzadigde oplossing door 100 gram glucose en 15 gram keukenzout op te lossen in 100 mL warm water. Roer zorgvuldig tot alles opgelost is. Sluit de beker af met een deksel en laat afkoelen tot kamertemperatuur.

  • Maak nu een entkristal en hang dit op in een oververzadigde oplossing zoals hieronder beschreven.


    • 2. Maak een entkristal

    Plaats een kleine hoeveelheid van een overzadigde oplossing in een horlogeglas of Petrischaal. Wanneer de oplossing gedeeltelijk verdampt is, vormen zich kleine kristallen op de bodem. Selecteer het grootste en bestgevormde kristal als entkristal (gebruik eventueel een vergrootglas). Verwijder het uit de oplossing en bewaar het op een veilige plaats. 


    3. Het entkristal ophangen in de oververzadigde oplossing

    Twee methoden zijn mogelijk om het kristal vast te maken aan een draad:

  • knoop één uiteinde van de draad rond het kristal , of
  • kleef één uiteinde van de draad aan het kristal met superlijm (Opgelet met superlijm !).

    Wanneer het kristal goed bevestigd is, maak je het andere uiteinde van de draad vast aan een satéstokje of rietje. Hang het kristal in het midden van de oplossing (het mag de bodem of zijkant van de beker niet raken). Je kan het draadje ook in het midden van een stuk karton bevestigen, waarmee je de beker afdekt.


    4. Het kristal groeit...

    Op voorwaarde dat de oplossing voldoende oververzadigd is, zal het entkristal traag aangroeien. Belangrijk is de temperatuur onder controle te houden. Plaats de beker op een plaats waar de temperatuur zo min mogelijk schommelt en dek de beker af zodat er geen stof kan invallen. Wanneer de temperatuur te plots stijgt kan het kristal terug beginnen oplossen. Neem het kristal dan uit de oplossing en plaats het terug wanneer de temperatuur weer zijn normale waarde bereikt heeft. Het is een goed idee de kristallisatiebeker in een picknickbox of isomodoos te plaatsen om temperatuurschommelingen te vermijden.


    5. Observeer de kristalgroei

  • Waarom stopt de kristalgroei ?

    Een kristal kan enkel groeien wanneer de omgevende oplossing oververzadigd is. Wanneer de oplossing verzadigd is, zal zich geen materiaal meer afzetten op het kristal (in feite gebeurt dit nog wel, maar een gelijke hoeveelheid zal bij deze evenwichtsvoorwaarde het oppervlak verlaten).

  • Waarom verkleint of verdwijnt het kristal ?

    Wanneer de omgevende oplossing onverzadigd is, zal het kristal terug beginnen oplossen. Dit kan gebeuren wanneer de temperatuur stijgt (zelfs met enkele graden).

  • Hoe herstart ik de kristalgroei ?

    Verwijder het kristal en maak de oplossing opnieuw oververzadigd. Verwarm de oplossing even zodat het volume ervan vermindert (je kan dit ook gewoon traag laten verdampen). Laat afkoelen tot de originele temperatuur. Je kan de oplossing ook licht opwarmen en er extra equivalente hoeveelheden van beide zouten aan toevoegen. Laat opnieuw afkoelen.

  • Er vormen zich andere kristallen...

    Verwijder het kristal en verwarm de oplossing even zodat de andere kristallen oplossen. Laat afkoelen tot de originele temperatuur. Verwijder kristallen die zich eventueel aan de draad vormen.


    6. En nu... extra grote kristallen !

    Om grotere kristallen te doen groeien, dient men regelmatig (bijvoorbeeld dagelijks) de oplossing opnieuw oververzadigd te maken. Dit doen we zoals hierboven beschreven, maar vergeet niet het kristal te verwijderen. Het is een goed idee het kristaloppervlak van het groeiende kristal te reinigen telkens wanneer we het opnieuw in de oververzadigde oplossing hangen.
    - maak het kristal voorzichtig droog (keukenrol)
    - raak het kristal zo min mogelijk met de vingers aan
    - verwijder mogelijke onzuiverheden of oneffenheden van het kristaloppervlak


    7. Het kristal inpakken voor verzending naar de locale coördinator

    Gebruik een plastiek zakje om het kristal droog te verzenden in een Postpac doos of envelop. Elk kristal moet in een apart zakje zitten en voorzien zijn van een etiket waarop onder andere het gewicht vermeld is (wordt gecontroleerd!). Een voorraad etiketten vind je in deze pdf file.


    • De volledige werkwijze wordt getoond in onderstaande video.


     

    Copyright 2000-2020, Katholieke Universiteit Leuven
    Page Design: Luc Van Meervelt
    Information Provider: National Committee for Crystallography
    Comments for the Author: Luc Van Meervelt

    http://www.chem.kuleuven.be/bcc/instructies.html