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