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Kristalle züchten



Bis in der Natur ein großer Kristall entsteht, vergehen viele Jahre, wenn nicht sogar Jahrhunderte oder Jahrtausende. Etwas schneller und von zu Hause aus oder im Chemieunterricht durchzuführen ist das Züchten von Salzkristallen, Kristallen aus Zucker, Alaun oder Kupfersulfat.

Inhaltsverzeichnis


Die Entstehung von Kristallen

Kristalle sind Festkörper mit einer regelmäßigen, geometrischen Anordnung von Atomen und Molekülen, welche die Kristallstruktur bestimmen. Abhängig von der Struktur können Kristalle unterschiedliche Formen aufweisen, die in der Mineralogie nach sieben Kristallsystemen unterschieden werden (monoklin, triklin, hexagonal, trigonal, rhombisch, kubisch und tetragonal).
Kristalle können auf mehreren Wegen entstehen. Einige Mineralien kristallisieren direkt aus übersättigten Lösungen aus, wie beispielsweise Amethyst, Bergkristall oder Rauchquarz. Andere Mineralien wie Rubin, Saphir oder Glimmerminerale (z.B. Muskovit, Biotit, Fuchsit, Lepidolith) sind das Ergebnis des Einflusses von hohen Druck- und/oder Temperaturbedingungen während der Entstehung (Näheres siehe: Die Entstehung von Mineralien).



Kristalle züchten mit Zutaten aus dem Küchenschrank

Kristalle zu züchten ist keine schwierige Angelegenheit. Die meisten der dafür benötigten Zutaten, hat man zu Hause oder gibt es im Supermarkt oder in der Apotheke zu kaufen.
Wie die Kristallisation aus übersättigten Lösungen und infolge der Eindunstung selbiger erfolgt, verdeutlicht das Experiment der Kristallzucht mit Salz, Zucker, Alaun oder Kupfersulfat.


Wichtig: Auch wenn die Experimente mit harmlosen Materialien durchgeführt werden, sollten Kinder und Jugendliche nicht ohne eine Aufsichtsperson Kristalle züchten. Als weitere Sicherheitsmaßnahme wird das Tragen einer Schutzbrille und von Handschuhen empfohlen.


Für die Herstellung der Kristalle wird Wasser benötigt; am besten ist destilliertes Wasser aus dem Supermarkt, der Drogerie oder dem Baumarkt geeignet. Leitungswasser kann auch genutzt werden, doch abhängig von der Region variiert die Zusammensetzung der im Wasser gelösten Salze, die einen Einfluss auf das Kristallwachstum haben können. Destilliertes Wasser hingegen ist frei von Salzen und Spurenelementen.


Salzkristalle züchten – Zutaten und Durchführung

Kristalle aus Salz zu züchten ist ein einfaches Experiment, das gut für Anfänger und Kinder geeignet ist.


Für das Rezept werden benötigt:

  • ein sauberes, leeres Glas (Trinkglas oder Marmeladenglas)
  • 100 ml Wasser
  • 7 bis 8 TL Speisesalz
  • Holzspieß/Schaschlikspieß
  • dünner Faden/Nähgarn oder Zahnseide
  • optional: Impfkristall oder kleiner Kieselstein
  • optional: Lebensmittelfarbe (aus der Backwarenabteilung im Supermarkt)

Zunächst wird das Wasser im Topf oder Wasserkocher erhitzt. Dieser Schritt ist notwendig, denn in warmem Wasser löst sich mehr Salz. Das erwärmte Wasser wird in ein Glas umgefüllt. Nach und nach wird in das Wasser ein Teelöffel Salz unter ständigem Rühren gegeben. Die Salzlösung gilt als gesättigt, wenn sich kein Salz mehr auflöst und sich als Satz am Glasboden ablagert.
Anschließend wird an einem Holzspieß ein dünner Faden befestigt und der Spieß waagerecht auf den Glasrand gelegt, so dass der Faden in der Salzlösung hängt.
Die Lösung samt Faden am Holzspieß wird nun an einem Ort mit gleichbleibender Temperatur ruhen gelassen. Das Glas sollte während der gesamten Dauer der Kristallisation nicht geschüttelt werden. Einerseits wachsen die Kristalle durch das Schütteln nicht schneller; andererseits kristallisiert die Lösung dann auch am Glasrand aus.
Die Salzkristalle, die aus diesem Experiment hervorgehen, sind von weißer Farbe. Ein Tropfen Lebensmittelfarbe in der Lösung bewirkt, dass die Kristalle eine andere Farbe annehmen. Es dauert ca. 7 bis 14 Tage, bis die ersten würfelförmigen Kristalle am Faden zu sehen sind.
Gleichzeitig kann man beobachten, dass das Wasser im Glas weniger wird. Eine Tatsache, die nicht verwundert, denn umso mehr Wasser verdunstet, desto mehr Kristalle entstehen (sog. Eindunstung).
Um größere Kristalle zu erzeugen, kann man sogenannte Impfkristalle verwenden, d.h. Kristalle, die bereits eine gewisse Größe aufweisen und an denen sich die „neuen“ Salzkristalle aus der Lösung anlagern.

Impfkristalle/Starterkristalle züchten

Die Herstellung von Impfkristallen ist simpel und basiert auf der Verdunstungsmethode. In einer flachen Schale wird Wasser solange mit Salz vermengt, bis sich das Salz nicht mehr auflöst. Damit die Kristalle in einer anderen Farbe als weiß erstrahlen, kann der Salzlösung Lebensmittelfarbe hinzugefügt werden. Das Wasser verdunstet nach ca. einer Woche und in der Schale haben sich größere und kleinere Salzkristalle gebildet, die als Grundlage für die Zucht von noch größeren Kristallen geeignet sind.
Die fertigen Salzkristalle werden nach Beendigung des Experiments vorsichtig trocken getupft.



Zuckerkristalle züchten – Rezept und Anleitung

Zucker wird im Handel vor allem in Form kleiner körniger Kristalle angeboten. Im folgenden Experiment wird die Entstehung von Zuckerkristallen am Holzstäbchen erläutert.
Das Rezept und der Ablauf für die Herstellung von Kristallen aus Zucker gleicht der Anleitung von Salzkristallen.

Benötigt wird

  • ein leeres, sauberes Glas (Wasserglas, Marmeladenglas)
  • 100 ml Wasser
  • 8 bis 9 TL Haushaltszucker
  • Holzspieß
  • optional: Lebensmittelfarbe für farbig Kristallen
  • optional: Lebensmittelaroma für einen anderen Geschmack

Genau wie bei Salzkristallen wird zunächst in 100 ml erwärmtem Wasser löffelweise Zucker unter Rühren aufgelöst, bis sich ein Satz aus Zucker am Glasboden gebildet hat, der sich nicht mehr auflöst. Der Zuckerlösung kann nach Belieben Lebensmittelfarbe und/oder Lebensmittelaroma hinzugefügt werden. Ohne diese beiden Zutaten wären die Zuckerkristalle weiß und schmecken süß nach Zucker. Lebensmittelfarbe ist nicht giftig, sorgt aber für einen anderen Geschmack der Zuckerkristalle.
Ebenso wie das Salzexperiment basiert die Kristallzucht mit Zucker auf der Verdunstung der Lösung.
Es vergehen ca. zwei Wochen, bis der Zucker an dem Holzstäbchen Kristalle gebildet hat.



Chalkanthit
Bild 1: Kristall aus Kupfersulfat

Alaunkristalle züchten

Um Kristalle aus Alaun zu züchten, benötigt man Alaun, das es in Apotheken zu kaufen gibt. Alternativ kann statt Alaun auch Kupfersulfat verwendet werden; die Kristalle, die dabei entstehen, sind von blauer Farbe.

Die weiteren Zutaten/Utensilien:

  • saubere Gläser
  • 100 ml Wasser
  • Alaun, alternativ Kupfersulfat
  • dünner Faden/Zahnseide

In ein sauberes Wasser- oder Marmeladenglas werden ca. 100 ml Wasser gefüllt, in das Teelöffel für Teelöffel Alaun (bzw. Kupfersulfat) eingerührt wird. Löst sich das Alaunpulver (Kupfersulfat) im Wasser nicht mehr auf und bleibt am Glasboden ein Satz übrig, ist die Lösung gesättigt und es wird kein weiteres Alaun (Kupfersulfat) benötigt.
Der nächste Schritt erfordert wie in den vorgegangenen Experimenten Geduld, denn die Alaunlösung wird nun ruhen gelassen. Bestens geeignet ist dafür ein Platz mit gleichbleibender Temperatur, d.h. kein Fensterbrett und auch nicht über der Heizung.
In der Lösung bilden sich nach einigen Tagen die ersten Alaunkristalle. Die größten funktionieren als Impfkristalle, die mit Hilfe einer Pinzette (notfalls geht es auch mit einer Gabel) vorsichtig aus dem Glas genommen und leicht mit einem Tuch/Haushaltspapier abgetrocknet werden.
Die übrig gebliebene Alaunlösung wird anschließend in ein zweites, sauberes Glas umgefüllt.
Der Impfkristall wird an einem dünnen Faden, Garn oder Zahnseide gut befestigt und das andere Ende des Fadens fest um einen Stift gewickelt und verknotet. Der Stift wird waagerecht auf den Glasrand positioniert, sodass der Faden samt Starterkristall in die Lösung eintaucht.
Die Kristalle brauchen einige Zeit zum Wachsen, wobei die Dauer – abhängig von der gewünschten Größe der Kristalle – zwischen sieben Tagen und zwei Wochen variiert. Danach wird der fertige Kristall aus dem Glas genommen und mit einem Tuch trocken getupft.



Extratipps für die Kristallzucht

Besonders authentisch wirken die gezüchteten Kristalle, wenn diese scheinbar naturnah wachsen.
So kann man aus lackiertem Gips Halbschalen formen, die Geoden gleichen, an deren Wänden die Kristalle wachsen. Die Gipsgeode wird dabei anstelle des Glases beim Züchten der Kristalle verwendet, d.h. die Lösung wird in der Halbschale angerührt und das überschüssige Wasser nach der Kristallisation weggeschüttet.
Ungewöhnliche Formen der Kristalle können erzeugt werden, indem beispielsweise Zahnstocher gitterförmig mit einem Faden zu Sternen, Quadraten, Dreieicken oder jeder anderen Form zusammengebunden werden und als Basis für die „Ansiedlung“ der Kristalle dienen.



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Siehe auch:
Alltägliches - Speisesalz
Mineralien für Kinder
Mineralwasser

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Letzte Aktualisierung: 9. Dezember 2018

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