Quasi tutti i solidi in natura sono costituiti da cristalli, anche se vengono in molte forme, dimensioni e colori diversi, da preziosi cristalli come diamanti e rubini a singoli chicchi di zucchero e sale. Se guardi il sale al microscopio, vedrai che è fatto di piccoli cristalli a forma di cubo. I cristalli di zucchero, invece, sono di forma oblunga con estremità inclinate. I comuni progetti di scienza dei cristalli utilizzano sale, sale di Epsom, borace e zucchero disciolti in una soluzione di acqua.
TL; DR (troppo lungo; non letto)
I cristalli crescono più velocemente a temperature più calde perché il liquido che trattiene il materiale disciolto evapora rapidamente.
Formazione di cristalli
••• Nneirda /iStock /Getty Images
Alcuni cristalli, come il granito, si formano quando la roccia fusa si raffredda e si indurisce, mentre altri si formano quando l'acqua contenente minerali disciolti, come sale e zucchero, evapora. In entrambi i casi, gli atomi dei minerali si uniscono per formare solidi in schemi ricorrenti coerenti, rendendo i cristalli forti e duri. Questo processo è noto come cristallizzazione. I cristalli formati da un minerale specifico seguono sempre lo stesso schema di crescita; i cristalli di sale sembrano sempre cristalli di sale e non cristalli di zucchero.
Fattori che influenzano la crescita dei cristalli
••• Leigh Prather /iStock /Getty Images
Le variabili che controllano la crescita dei cristalli includono la quantità di materiale disciolto, l'evaporazione, pressione e temperatura. Maggiore è la quantità di materiale disciolto nell'acqua e maggiore è la pressione esercitata sul materiale, maggiore sarà la crescita dei cristalli. Se l'acqua evapora lentamente dalla soluzione, vengono avviati relativamente pochi cristalli e questi hanno il tempo di crescere abbastanza prima che l'acqua scompaia. Tuttavia, se l'acqua evapora rapidamente, iniziano a crescere più cristalli, ma non hanno il tempo di crescere altrettanto grandi.
Come la temperatura influenza la crescita dei cristalli
••• Anton Prado FOTOGRAFIA /iStock /Getty Images
La temperatura ha un chiaro effetto sul tasso di crescita dei cristalli di sale. Se si esegue un esperimento con soluzioni saline, una a temperatura ambiente, una a temperatura più fredda e una a temperatura più calda, si vede che il campione di temperatura calda fa crescere i cristalli più velocemente di entrambi gli altri campioni e il campione di temperatura ambiente cresce più velocemente rispetto al campione freddo. Questo perché una temperatura più alta aumenta il tasso di evaporazione del solvente, accelerando così il tasso di crescita. Temperature diverse producono diverse quantità di cristalli. Le soluzioni più fredde si contraggono, costringendo i minerali più vicini tra loro, in modo da creare legami, catturando allo stesso tempo le impurità nella loro struttura. Queste impurità interrompono il modello di cristallo, formando un numero maggiore di cristalli più piccoli. A temperature più calde, la distanza tra le molecole è maggiore, il che consente ai cristalli di formare forme più grandi e più pure a una velocità molto più uniforme di quella che può verificarsi a temperature più fredde.
