Tinh thể CuSO4 – Minh Ha Ho

Chắc chắn các bạn ít nhiều đã nhìn thấy các khoáng vật, đá quý một lần nhưng đã có lần nào bạn muốn mua những món khoáng vật ấy mà tiền trong túi lại không đủ để mua? Bạn có muốn tự mình tạo ra một viên ngọc quý có thể tồn tại nhiều năm? Có lẽ nếu bạn trả lời có trong nhiều trường hợp trên thì chắc chắn nuôi tinh thể chính là điều mà bạn có thể làm.
Vậy trước khi tìm hiểu sâu hơn về tinh thể, ta cùng hiểu xem tinh thể là gì? Bạn có thấy lọ muối ở nhà mình trong, bạn hãy thử lấy một vài viên muối trong đó ra, đó là tinh thể - nhưng mà ở cấp vi mô. Có thể hiểu sâu hơn một tí, tinh thể là những vật thể cấu tạo bởi các nguyên tử, ion, hoặc phân tử có ảnh hưởng nhiễu xạ chủ yếu là gián đoạn. Mọi chất đều có cấu trúc tinh thể riêng nhưng không phải chất nào cũng có thể được chọn để nuôi tinh thể, một số chất phải được hình thành dưới áp suất cao, nhiệt độ cao mà chắc chắn bạn khó có thể tạo thành trong điều kiện ở nhà, ví dụ như: quặng Pyrite FeS2, quặng Acanthite Ag2S, v.v.
Tiếp theo, để đi tiếp đến bước nuôi tinh thể, ta cùng xem qua một số cấu trúc tinh thể phổ biến của các chất, người ta phân chia các mạng tinh thể thành 7 kiểu cơ bản, gọi là mạng Bravais, trong mỗi kiểu cơ bản có nhiều kiểu cụ thể khác nhau, theo liệt kê ở bảng dưới đây (trích wikipedia):
Các mạng tinh thể cơ bản (mạng Bravias)  -   trích Wikipedia
Với các cấu trúc trên ta có thể đem ra 1 số làm ví dụ như:
Tam tà : CuSO4•5H2O
Lập phương : Na3B4O7•10H2O
Và còn nhiều nữa mà trong quá trình nuôi tinh thể sẽ biết thêm
Và bây giờ cùng tiến tới vấn đề chính của chủ đề hôm nay. Làm sao để nuôi tinh thể? Trên thực tế, ta có phương pháp chính để nuôi tinh thể, thứ nhất là dung dịch, điện phân, nóng chảy. Cả ba phương pháp đều có 1 điểm chung là tốc độ phải diễn ra chậm chạp. Điều này là để các các phân tử có thời gian để tự sắp xếp theo mạng tinh thể đã được định sẵn tùy theo các chất, nếu tốc độ phản ứng diễn ra quá nhanh thì các phân tử sẽ không có thời gian sắp xếp và sẽ tạo các hình thù không đẹp. Vậy nên điểm mấu chốt trong việc nuôi tinh thể chính là sự kiên nhẫn, nhẫn nại khi nuôi, một số tinh thể có thể hình thành chỉ trong vài phút, một số cần vài ngày, vài tuần và thậm chí đến vài tháng để có thể tạo thành mầm tinh thể.
Vì nuôi ở nhà nên đòi hỏi các hóa chất sử dụng phải an toàn, không độc hại, không gây ảnh hưởng đến sức khỏe của những người ở gần. Vì vậy, một số chất có thể được dùng để nuôi tinh thể là phèn chua KAl(SO4)2•12H2O hay phèn crom KCr(SO4)2•12H2O ( thường được nuôi chung với phèn chua để tạo màu tím), KDP(Kali đihiđrophotphat,KH2PO4), Đồng(II)Sunfat CuSO4•5H2O ( riêng chất này có thể gây kích ứng da nhẹ và hủy hoại môi trường nên phải cẩn thận khi nuôi). Ngoài ra còn một số chất khác như Niken sunfat (NiSO4), K4(kali ferrocyanua, K4Fe(CN)6) nhưng thường không quá phổ biến do tính độc hại. Bên cạnh đó, kinh nghiệm bản thân tôi là KHÔNG nên sử dụng muối ăn để nuôi tinh thể thử vì nó tốn rất nhiều thời gian nhưng đem lại kết quả không mong muốn.
Đã lựa chọn được hóa chất, ta cần phổ biến thêm sơ qua về phương pháp nuôi, đối với các muối kể trên ta sẽ sử dụng phương pháp hòa tan dung dịch do phương pháp này tương đối dễ. Và bây giờ, ta sẽ tiến đến các bước làm.

BƯỚC THỨ 1: Pha dung dịch bão hòa
Dung dịch bão hòa là dung dịch không thể hòa tan thêm chất tan ở một nhiệt độ xác định. Với định nghĩa này, ta sẽ dựa vào độ tan có thể tìm trên google để pha dung dịch bão hòa. Lưu ý trong bước này, người ta thường dùng nước nóng từ 70°C đến 80°C và nước trong giai đoạn này cần có ít tạp chất. Khuyến khích dùng nước cất thay cho nước máy. Ngoài ra, các chuyên gia khuyến khích người nuôi sử dụng cốc thủy tinh để nuôi, nếu không có thì dùng nhựa, không được dùng kim loại do một số chất có thể tác dụng với kim loại như CuSO4 và ăn mòn nó.
SỰ THAY ĐỔI NHIỆT ĐỘ KHI HÒA TAN CÁC LOẠI MUỐI KHÁC NHAU TRONG NƯỚC |  ADDESTATION


BƯỚC THỨ 2: Lọc bỏ phần không tan
Khi hòa tan dung dịch bão hòa, không thể trách khỏi việc các chất tan không tan hết. Việc có chất tan không tan hết có thể gây nên hậu quả xấu do các chất không tan hết ấy có thể trở thành mầm đóng vai trò cho sự phát triển sai cách của tinh thể. Để giải quyết vấn đề này, ta sử dụng 1 tờ giấy lọc và lọc dung dịch qua phễu, lúc này dung dịch đã ổn định, chỉ cần chờ đợi vài ngày (có thể đến gần nửa tháng tùy hóa chất) sẽ có mầm tinh thể xuất hiện ở đáy cốc.
BƯỚC THỨ 3: Thu hoạch mầm và treo mầm
Chờ đợi được 1 khoảng thời gian, mầm đã xuất hiện ở dưới đáy cốc, lúc này ta nhẹ nhàng lấy cốc dung dịch đó lọc qua giấy lọc và lấy mầm tinh thể, sử dụng khăn ăn lau cho sạch bề mặt mầm rồi lựa chọn mầm đẹp nhất để nuôi tiếp. Phần mầm còn lại cho vào một lọ nào đó để tiếp tục sử dụng trong tương lại. Sau đó, ta lấy mầm ấy treo bằng một sợi dây cước. Về phương pháp treo ta sẽ dùng cách buộc Thắt cổ chó. Sau đó, ta chờ cho tinh thể lớn hơn qua thời gian, có thể chờ 1-2 tháng và chú ý không nên lay chuyển nhiều.
Nói thêm: Một số đa tinh thể như KDP thì không cần phải treo mầm bởi vì nó sẽ tự mọc ở dưới đáy cốc
VinaCryst-trang chu
Buộc mầm tinh thể
BƯỚC CUỐI: Thu hoạch tinh thể
Sau bao nhiêu tháng chờ đợi, cuối cùng ta cũng có thể thu hoạch được tinh thể đẹp đẽ, sau khi cắt dây cước bằng kéo nhíp, ta có thể phủ lên tinh thể 1 hoặc 2 lớp sơn bóng để bảo vệ tinh thể. Lưu ý cho các bạn mới nuôi, sau khi nuôi xong, các bạn không được phép đổ dung dịch dư ra môi trường mà phải trữ lại để nuôi cho lần sau hoặc nếu muốn đổ đi phải có biện pháp xử lý trước.
Sở giáo dục và đào tạo thành phố Hồ Chí Minh
Tinh thể K3Fe(CN)6

KẾT LUẬN
Nuôi tinh thể là một hoạt động đòi hỏi tính kiên nhẫn của người nuôi. Nuôi tinh thể cũng có thể giúp ta hiểu hơn về tính tan, mạng tinh thể của các chất đồng thời tinh thể cũng được sử dụng để tặng cho người thân như cha mẹ, cờ-rút ('3').
Chúc bạn may mắn trong việc nuôi tinh thể