Krystalizacja a odkrycia Marii Skłodowskiej-Curie
Transkrypt
Krystalizacja a odkrycia Marii Skłodowskiej-Curie
19 października 2012 Dzień Otwarty Instytutu Katalizy i Fizykochemii Powierzchni im. Jerzego Habera PAN www.ik-pan.krakow.pl Krystalizacja a odkrycia Marii Skłodowskiej-Curie W naszym otoczeniu znajduje się wiele substancji krystalicznych. Kryształami są np. minerały, rudy, kamienie szlachetne czy elementy elektroniki. Kryształy poznajemy najczęściej po ich kształcie przypominającym symetryczne bryły geometryczne. Mają one zazwyczaj gładkie ściany, ostre krawędzie, oraz wiele ciekawych i niezwykłych właściwości fizycznych. Bardzo ciekawym jest proces wzrostu kryształów. W nasyconych roztworach pojawiają się początkowo tzw. zarodki krystalizacji, następnie kryształy zaczynają rosnąć. Co ciekawe: – szybkość wzrostu kryształów zależy od warunków krystalizacji: niektóre kryształy rosną milimetry w ciągu roku, inne nieomal natychmiast przerastają naczynia krystalizującą materią – szybkość wzrostu kryształu w różnych kierunkach jest różna, co prowadzi niekiedy do powstawania kryształów w postaci igieł czy płytek – w trakcie krystalizacji wydziela się ciepło, rozpuszczanie wymaga doprowadzania ciepła. W czasie pokazu omówimy te obserwacje, oraz będziemy mogli zobaczyć proces wzrostu kryształu. Kryształy rosnąc tworzą uporządkowaną trójwymiarową sieć, a uporządkowanie ogranicza ilość domieszek i zanieczyszczeń w kryształach. Wiadomo również, że substancje trudniej rozpuszczalne wytrącają się z roztworu wcześniej. Tak więc prowadząc serie procesów krystalizacji można oczyszczać, bądź rozdzielać substancje różniące się rozpuszczalnością. Taką procedurę, zwaną frakcjonowaną krystalizacją, zastosowała Maria Skłodowska do oddzielenia słabiej rozpuszczalnego chlorku radu od lepiej rozpuszczalnego chlorku baru*. Z wodnych roztworów obu soli szybciej krystalizuje chlorek radu. Nasza rodaczka powtarzała procesy rozpuszczania i krystalizacji około 1000 razy. Po każdym cyklu badany materiał zawierał coraz więcej radu, aż można go było dokładnie zbadać czy zastosować w praktyce**. Na zdjęciach powyżej: Maria Skłodowska, kryształy kuproskłodowskitu (minerał zawierający uran) oraz przykładowa struktura krystaliczna z zaznaczoną komórką elementarną. *Rozpuszczalność w wodzie 20oC: RaCl2 = 245g/l, BaCl2 = 357 g/l, ** Z 8 ton rudy uranu Maria Skłodowska uzyskała ok. 0.1 g RaCl2 [CIEKAWE DOŚWIADCZENIA] barwna wersja ulotki dostępna na www.ik-pan.krakow.pl