Esperimento scientifico: Supersaturazione – Crescita di Cristalli di Borace

I cristalli si formano quando una sostanza ha atomi o molecole che si formano in un modello 3D molto organizzato e ripetuto. Di solito quando pensiamo ai cristalli pensiamo ad alcune gemme ben conosciute come i diamanti o i rubini, ma ci sono anche dei cristalli molto comuni. Lo zucchero, il ghiaccio, i fiocchi di neve e il sale sono tutti cristalli.

Impara di più sulla formazione naturale dei cristalli di neve e ghiaccio leggendo Curioso di neve, un libro dello Smithsonian con le sue caratteristiche fotografie a colori, Il libro copre tutta la scienza che sta dietro la formazione dei cristalli di neve, le storie di tempeste di neve da record, e un’introduzione alla vita e al lavoro del fotografo Wilson Bentley, che ha fatto dello studio e della fotografia dei fiocchi di neve il suo lavoro di una vita. È grazie a Wilson Bentley che sappiamo che non esistono due fiocchi di neve uguali. Davvero!

Il signor Bentley e il suo lavoro sono così affascinanti che vale la pena leggere la sua storia più in dettaglio. Potete farlo leggendo la biografia, Snowflake Bentley. Sapete cosa c’è di veramente sorprendente in lui? Ha fatto le sue scoperte nel 1890! Era uno scienziato autodidatta che ha passato più di 50 anni a sperimentare e perfezionare il metodo che usava per fotografare migliaia di singoli fiocchi di neve per studiare le loro formazioni uniche. Ha inventato e utilizzato un dispositivo speciale che combinava un microscopio con una macchina fotografica per catturare le sue immagini microscopiche. Questo libro spiega la solida scienza scoperta da Bentley ed è anche estremamente bello! Il libro è stato vincitore della medaglia Caldecott, il che significa che le immagini sono fantastiche! Sono incluse alcune delle vere fotografie di Bentley sui cristalli di neve.

Se avete intenzione di uscire a giocare nella neve – conoscete il vostro materiale da costruzione! Puoi fare tu stesso un’osservazione scientifica o fare un esperimento sui cristalli a casa facendo crescere i tuoi cristalli usando il borace. Il borace è un booster per il detersivo del bucato. Puoi trovare il borace nella lavanderia di casa o nella sezione dei detersivi al supermercato.

Prova questo esperimento a casa! Avrai bisogno di:

• Vaso di vetro
• Matita o penna
• Stringa
• Pulitore di tubi
• Borax
• Piastra
• Misurino
• Cucchiaio da tavola
• Acqua di rubinetto calda
• Pezzo di filo o corda di cotone, lungo circa 6 pollici

Riempire una brocca con 3 tazze di acqua di rubinetto calda. (Non così calda da non poterla toccare!) Aggiungere 3 cucchiai di borace per ogni tazza d’acqua. Abbiamo usato 3 tazze di acqua di rubinetto calda e 9 cucchiai di borace. Un barattolo di muratore è stato un ottimo contenitore per questo. Mescolare la miscela.

Se tutto il borace si scioglie, aggiungere un po’ più di borace e mescolare. Aggiungere il borace fino a quando l’acqua non riesce più a scioglierlo – la miscela è satura. Ciò significa che l’acqua sta trattenendo tutto il borace possibile. In effetti, questa soluzione è supersatura, il che significa che l’acqua sta trattenendo ancora più borace di quanto farebbe normalmente perché l’acqua è stata riscaldata. Ora versa questa soluzione supersatura nel barattolo di vetro.

Fai una forma con gli scovolini e legaci un’estremità dello spago. Abbiamo fatto un fiocco di neve con gli scovolini per vedere se potevamo fare un cristallo di neve. Lega l’altra estremità dello spago al centro della penna. Appendi lo scovolino nel barattolo con la penna attraverso la parte superiore del barattolo per evitare che tocchi il fondo del barattolo. Guarda cosa succede nel barattolo nelle prossime settimane.

Ecco come appaiono i nostri cristalli dopo la crescita sul fiocco di neve dello scovolino per circa 2 settimane. Il segreto per ottenere buoni cristalli è avere una soluzione supersatura.

Idea per un progetto scientifico: Fai crescere tre diversi fiocchi di neve di cristallo di borace. Hai bisogno di tre barattoli di vetro esattamente uguali. Riempine uno con acqua di rubinetto fredda e uno con acqua di rubinetto calda. Fatti aiutare da un adulto a riempire l’ultimo barattolo con acqua bollente. Ora aggiungi il borace un po’ alla volta in ogni barattolo finché il borace non si dissolve più. Più calda è l’acqua, più il borace si scioglierà nell’acqua. Questo perché il riscaldamento dell’acqua la aiuta a diventare supersatura. Ora aggiungi un fiocco di neve di scovolino in ogni barattolo e confronta i cristalli che crescono nelle prossime due settimane. Quale barattolo ha più cristalli? Quale barattolo ha i cristalli più grandi?

Siti, Attività & Stampabili:

• Esperimento scientifico del blog di IndyPL Kids: Saturazione – Crescita di cristalli di bicarbonato di sodio
• Museo di storia naturale di San Diego: All That Glitters – lo splendore & Scienza delle gemme e dei minerali
• Exploratorium: La scienza delle caramelle di roccia
• Stampabile: Caramelle di cristallo di rocca fatte in casa
• Steve Spangler Science: Ornamenti di cristallo borace
• Video: Sick Science – Borax Crystal Star

Puoi anche chiedere aiuto a un esperto di matematica e scienze chiamando la Ask Rose Homework Hotline. Forniscono aiuto GRATUITO per i compiti di matematica e scienze agli studenti dell’Indiana nelle classi 6-12.

Libri:

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• Crystal e-book e audiolibri da Overdrive Kids

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