Ich habe zu Weihnachten einen Kosmos Experimentierkasten Kristallzucht bekommen. Aus einer Lösung von Aluminiumkaliumsulfat-Dodekahydrat (umgangssprachlich Alaun genannt) sollen Kristalle in Form eines Oktaeders wachsen. Mal sehen, wie das funktioniert.
Erst mal die Salzlösung anrühren.
Aluminiumkaliumsulfat-Dodekahydrat KAl(SO4)2*12H2O) wird in Wasser gelöst. 40g Salz auf 140g Wasser.
Bei 20°C lassen sich nur 10,8g in 140g Wasser lösen. Erst wenn das Wasser auf fast 50°C erhitzt wird, lösen sich über 40g Aluminiumkaliumsulfat darin. Das war ganz schön schwierig herauszufinden! In der Wikipedia und auf dem Produktdatenblatt der Firma Merck ist nur die Löslichkeit bei 20°C angegeben. Erst nach langem Herumsuchen habe ich ein Buch aus dem Jahr 1928 gefunden, in dem es eine Tabelle mit Löslichkeitswerten für verschiedene Temperaturen gibt. Diese International Critical Tables of numerical data, physics, chemistry and technology sind wohl auch heute noch das Standardwerk dafür.
Tabelle 1: Löslichkeit von Aluminiumkaliumsulfat-Dodekahydrat in Wasser
Temperatur [°C] | mol/l | g/140ml |
0 | 0,117 | 7,8 |
10 | 0,162 | 10,8 |
20 | 0,228 | 15,1 |
30 | 0,32 | 21,3 |
40 | 0,458 | 30,4 |
50 | 0,664 | 44,1 |
60 | 0,948 | 63,0 |
70 | 1,39 | 92,3 |
80 | 2,12 | 141 |
85 | 2,72 | 181 |
88 | 3,48 | 231 |
Also dann, erhitzen auf mindestens 50°C. Gut, dass ich einen Magnetrührer mit integrierter Heizplatte habe!
Grüne Farbe dazu (oder das, was grün am ähnlichsten sieht). Dann einfach abkühlen und über Nacht stehen lassen, sagt die Anleitung...
Und am nächsten Morgen wundern, dass es nicht so aussieht, wie in der Anleitung beschrieben. Statt einzelner Kristalle hat sich ein großer, unordentlicher Kristallblock gebildet. Die Farbe ist nicht mehr gleichmäßig in der Flüssigkeit verteilt, geschweige denn in demj Kristall. Es hat sich wie in einer Lavalampe ein Blop aus dunkler Flüssigkeit von der helleren Salzlösung getrennt. Wenn man mit dem Spatel umrührt, bilden sich flockige Schlieren.
Zweoiter Versuch. Erneut erwärmen und umrühren und wieder über Nacht warten. Diesmal dauert es zwei Nächte, bis sich überhaupt Kristalle bilden. Es haben sich mehrere größere Kristalle gebildet. Die Farbe hat sich wieder als Blop am Boden des Glases gesammelt.
Und juhu, hier das Ergebnis! Nur an wenigen Stellen wurde die Farbe tatsächlich in die Kristalle eingebaut.
Nicht ganz wie erwartet,: die Kristallstruktur ist alles, nur nicht wie versprochen oktaedrisch. Trotzdem schön:
Ich suche zwei halbwegs gleichmäßige Kristalle aus. Einen davon binde ich wie im Handbuch beschrieben an einen Faden und hänge ihn in die erneut erhitzte, umgerührte und wieder abgekühlte Lösungen. Theoretisch sollte der Kristall jetzt weiter wachsen.
In der Realität haben sich auf seiner Oberfläche und am Faden lauter kleine Minikristalle gebildet. Um die weiter wachsen zu lassen, muss man den Prozess wiederholen: Kristall rausnehmen, Lösung erhitzen, bis alle anderen Kristalle darin wieder gelöst sind, abkühlen lassen, Kristall wieder reinhängen, warten. Und von vorne...