Химия и Химики № 7 2010. Кристаллы (разное)

Ниже приведены фотографии кристаллов, которые прислал Александр Дерягин. Синие кристаллы - сульфат меди CuSO₄·5H₂O, в красный цвет окрашены кристаллы красной кровяной соли K₃[Fe(CN)₆], в оранжевый - бихромата аммония (NH₄)₂Cr₂O₇.

Зеленые кристаллы выросли из смеси растворов медного купороса и бихромата аммония. В такой результат было трудно поверить. Если в растворе присутствует два вещества, которые химически не взаимодействуют, при испарении раствора они кристаллизуются отдельно. В данном случае следовало бы ожидать образования смеси голубых кристаллов медного купороса и оранжевых бихромата аммония.

Существуют, правда, вещества, которые способны кристаллизоваться вместе, образуя смешанные кристаллы (говоря по-научному - твердые растворы замещения). Например, алюмокалиевые квасцы KAl(SO₄)₂·12H₂O и хромокалиевые квасцы KCr(SO₄)₂·12H₂O образуют кристаллы, которые имеют схожую форму и структуру кристаллической решетки. Если в растворе одновременно присутствуют эти два вещества, из раствора вырастает кристалл, который одновременно содержит и алюминий, и хром K(Al, Cr)(SO₄)₂·12H₂O.

Вещества, кристаллы которых имеют подобную структуру, называются изоморфными. К изоморфным веществам принадлежат дигидрофосфаты калия и аммония KH₂PO₄ и NH₄H₂PO₄, цинковый и железный купорос ZnSO₄·7H₂O и FeSO₄·7H₂O. Изоморфизм распространен среди природных минералов. Неизоморфные вещества также иногда могут образовывать твердые растворы, но в ограниченном интервале соотношений.

Однако медный купорос и бихромат аммония твердых растворов не образуют, значит, речь может идти о химическом взаимодействии. Логично предположить, что протекает обратимая реакция:

CuSO₄ + (NH₄)₂Cr₂O₇ < = > CuCr₂O₇ + (NH₄)₂SO₄

В случае если бихромат меди менее растворим, чем другие вещества, при испарении раствора он должен выпасть в осадок первым. Тогда зеленые кристаллы - бихромат меди CuCr₂O₇. Возможно также образование двойного бихромата меди и аммония. Но не будем забывать, что все это только предположения: чтобы установить состав кристаллов, необходимо провести химический анализ.

Оправдаются ли эти предположения, мы узнаем из статьи Химический анализ кристаллов ссылка.