Tavenie a chladenie bizmutu odhaľuje tajný kryštalický život kovu.
Keď som ako tínedžer rozpúšťal prvky v pivnici mojich rodičov, všimol som si, že chladiace olovo niekedy vytvára na svojom povrchu vzor podobný snehovej vločke. Snehové vločky sú kryštály a nikdy som nepovažoval kov za kryštalický. Kovy sú lesklé, tvárne veci. Krištáľ nemôžete ohnúť na vešiak!
- Dlh. Šedá hmota
- Element: bizmut
- Projekt: vytváranie kryštálov
- čas: 30 minút
- Cena: $20
- Obtiažnosť: dabér | | | | | majster (Poznámka redakcie: 4/5)
Ale väčšina kovov je kryštalická, aspoň na mikroskopickej úrovni. Napríklad železo a jeho zliatiny pozostávajú zo zmesi mikroskopických kryštálových zón, ktoré sú navzájom prepojené. Rozdiel vo vlastnostiach medzi liatinou a nástrojovou oceľou s vysokým obsahom uhlíka alebo niklovo-železnými superzliatinami používanými v lopatkách turbín sú z veľkej časti výsledkom rôznych veľkostí a tvarov jednotlivých mikroskopických kryštálov a toho, čo je v priestore medzi ich. Kalenie (rýchle chladenie) a žíhanie (pomalé chladenie) nie sú nič iné ako spôsoby kontroly veľkosti kryštálov kovu. Vo všeobecnosti platí, že čím pomalšie sa materiál ochladzuje, tým väčšie môžu jeho kryštály rásť.
Achtung! Theodore Gray je vedec vyškolený v laboratórnych bezpečnostných postupoch. Nepokúšajte sa o tento experiment doma. Pre viac informácií o Grayových vedeckých aktivitách navštívte jeho webovú stránku.
Kryštály vo vnútri kovu za normálnych okolností nie sú viditeľné, pretože sú príliš malé a všetky sú do seba zapletené a vytvárajú niečo, čo vyzerá ako hladká pevná látka. Ale ak roztopíte hrniec z kovu, necháte ho vychladnúť, kým okraje nebudú pevné, a potom vylejete časť, ktorá je ešte roztavená, niekedy môžete vidieť, že kryštály vyčnievajú z pevnej časti. Bizmut je na to obzvlášť dobrý, pretože má rozumnú cenu, ľahko sa topí a obzvlášť dychtivo vytvára veľké, viacfarebné kryštály.
Bizmut je zvláštny prvok. Prvky v rovnakej oblasti periodickej tabuľky majú zvyčajne podobné charakteristiky. Ak vystúpite z bizmutu v periodickej tabuľke, nájdete antimón a arzén, oba sú obzvlášť toxické. Ak pôjdete doľava, nájdete olovo, tálium a ortuť, všetky toxické. (Britský sériový vrah menom Graham Frederick Young zabil v 60. a 70. rokoch troch ľudí tak, že ich pomaly otrávil táliom.) Ak pôjdete doprava, nenájdete nič iné ako rádioaktívne prvky; bizmut je stabilný prvok s najvyšším počtom. Ale napriek tomu, že žije v tejto dosť škaredej štvrti, bizmut je v podstate netoxický. V skutočnosti je to prírodné antacidum a hlavná aktívna zložka Pepto Bismol.
Bizmut má nižší bod topenia ako dokonca olovo, takže sa dá ľahko skvapalniť na sporáku. Používam pár úplne nových odmeriek z nehrdzavejúcej ocele, jednu na roztavenie a druhú na naliatie prebytku, keď prvá asi do polovice stuhne. Nefunguje to zakaždým, ale tento proces vám zvyčajne prinesie veľké kryštály a raz za čas získate nádherné hniezdo štvorcových kryštálov, ako je geóda. Otočte pohár a búchajte ním o tvrdý povrch, aby ste vyklepali bizmut.
Tieto veľké farebné kryštály môžu byť vyrobené iba z 99,99 percent čistého bizmutu, ktorý je dostupný za približne 20 dolárov za libru. Len nezabudnite byť opatrní s roztaveným kovom. Vždy noste ochranné okuliare, zváračské rukavice, zásteru a rozumnú obuv.
Tento príbeh bol aktualizovaný. Pôvodne bol uvedený v Vydanie z novembra 2004 Populárna veda časopis.
