Laboratorio 01 cristalización y materia cristalina (Abril de 2011)
J. Martin,
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Palabras clave: cristal, rocas, cloruro de sodio, nitrato de sodio, solidificación, fusión lenta y rápida, thymol.
I. INTRODUCCIÓN En este informe de labora laboratorio torio se muestra muestra el análisis de las observaciones que se realizaron respecto al crecimiento de cristales a partir partir de soluciones solucion es (parte (part e A) y de una masa fundida (parte B), también se observaron minerales en estado cristalino de manera natural (parte C).
II. OBJETIVOS El laboratorio tiene por finalidad apreciar objetivamente los procesos mediante los cuales se puede producir cristales; además se observara como los cristales se agregan para producir rocas. Contestar las preguntas formuladas en la guía de laboratorio laborat orio basados basa dos en la observación observació n de la experiencia para establecer conclusiones. conclusiones.
ciencia que estudia la estructura y las propiedades de los sólidos y los fenómenos que ocurren en ellos. (1) En el desarrollo desarr ollo de este laboratorio laborat orio se abordan ideas generales de la estructura estructura y el crecimiento de un cristal. La velocidad con que crece un cristal o velocidad de cristalización ocurre desde soluciones sobresaturadas. El crecimiento ocurre primero con la formación del núcleo y posteriormente un crecimiento gradual. En concentraciones arriba de la sobresaturación, la nucleación es concebida como directa y ligera. En la región metaestable, la nucleación es causada por un golpe mecánico, o por fricción y una nucleación secundaria puede resultar el rompimiento de cristales ya formados como en el caso del la situació situación n donde exponemos el cristal de de thymol thymol al mechero, la la velocidad de cristalización se ajusta a la siguiente ecuación:
Adquirir herramientas que permitan la planificación y el desarrollo de clases sobre física del estado solido.
II. MARCO TEORICO Los sólidos son sustancias que poseen rigidez y tienen estructura cristalina estos se caracterizan por por la distribución regular de los los átomos que se identifican por el orden próximo, la física del estado sólido es la
Ecuación 1 velocidad de cristalización
Los valores del exponente m se encuentran en el rango de 2 a 9. Esta velocidad es media contando el número de cristales formados en periodos determinados de tiempo. Los cristales crecen por capas El crecimiento del cristal es un proceso capa por capa y, ya
que sólo puede ocurrir en la cara del cristal, es necesario transportar material a la cara, desde la solución. Por consiguiente, debe considerarse la resistencia de difusión al desplazamiento de las moléculas (o iones) hacia la cara creciente del cristal y la resistencia a la integración de estas moléculas a la cara. Caras diferentes pueden tener velocidades de crecimiento distintas y estas se pueden tener velocidades de crecimiento distintas y éstas se pueden alterar en forma selectiva mediante la adición o eliminación de impurezas. (1).
petri utilizando el mechero y se dejo enfriar (figura2), luego se acelero el proceso de cristalización agregando algunos pequeños cristales que cumplen el papel de núcleos, después se observo el proceso con el microscopio (figura3). Parte C: se observaron minerales en estado cristalino de manera natural.
Si L es la dimensión característica de un cristal de material y forma seleccionado, la velocidad de crecimiento de una cara de cristal perpendicular a L es por definición:
Figura 1 portaobjetos con gotas de (NaCl), (NaNo3) y H2O. Ecuacion2 velocidad de crecimiento de una cara del cristal.
Donde G es la velocidad de crecimiento en el tiempo interno t. Se acostumbra medir G en las unidades prácticas de milímetros por hora.
III. MONTAJE EXPERIMENTAL Materiales
Microscopio
Lámpara Portaobjetos Sal de mesa Frascos Goteros Soluciones concentradas de cloruro de sodio (NaCl) y nitrato de sodio (NaNo3) Thymol Disco de Petri
Figura 2 thymol fundiéndose en el disco de petri.
Procedimiento Parte A: se coloco una gota grande de cada solución en un portaobjetos. (figura1) Parte B: se fundió el thymol en el disco de
Figura 3 observaciones del proceso con el microscopio.
IV. ANÁLISIS DE OBSERVACIONES A: En la figura 1 se observa luego de un tiempo la formación de cristales de (NaCl) y (NaNo3) los cuales van creciendo a medida que continúa la evaporación, en el caso del agua se observa que no sufre el proceso proceso de cristalización.
B1.Observando .Observa ndo en el microscopio microscopi o
y concentrando la atención en un solo cristal por un tiempo considerable se ve que el cristal va desarrollando una forma geométrica cada vez más definida, este se encuentra en la parte superior derecha respecto a la superficie externa (figura 4) (figura5).
De lo observado con el microscopio microscopi o (figura5) se puede deducir que el cristal crece a medida que transcurre transcu rre el tiempo por expansión interna similar a lo que se ve cuando se introduce aire dentro de un balón común.
Figura 5 zoom de los cristales en el disco de petri.
B3 En la fisura 5 se puede observar que algunos espacios están llenos de materia cristalina se ven en algunos puntos como un conglomerado de cristales algunos independientes independi entes y otros reunidos también es posible apreciar apreciar que los cristales cristales no tienen la misma misma orientación orientación y forman una especie de masa solida como se puede ver en la figura 4. B4 Se observa tomando como referencia una porción de masa masa solida solida un cristalino conformado por muchos cristales o componentes individuales llamado textura en esta parte no fue posible comparar lo observado con las muestras de granito y mármol debido al tiempo. C.No fue posible desarrollar la actividad de
observación planteada en la parte c por efectos del tiempo de duración de la práctica.
IV.
CONCLUSIONES
Figura 4 cristales en el disco de petri.
B2. En el experimento se observo que el cristal que se eligió para la observación entre la colada a medida que pasa el tiempo adquiere una forma de rombo.
Fue posible observar el crecimiento de cristales a partir de soluciones y de una masa fundida. Falto un poco más de tiempo para el desarrollo desarr ollo de la actividad experimental experimenta l se sugiere realizar el trabajo en dos clases. c lases. Se encontró en esta práctica la visualización del crecimiento de cristales cristales lo cual cual en casi todos los casos se aborda el tema de
cristalografía de manera netamente teórica en materias como física del estado sólido o materiales en la formación formación de maestros . Esta actividad puede ser una una herramienta herramienta interesante interesante y fácil para llevar al aula aula con los los estudiantes estudiant es en clases de química o física.
V.
BIBLIOGRAFIA
(1) P.V Pavplov, Física del estado sólido, editorial MIR Moscú 1987.
