Cristallogénèse

L’art de cultiver des cristaux.



La cristallogénèse est une discipline de chimie qui consiste à former des cristaux.

Certains le font pour des applications concrètes : cristal pour laser, diamant de gravure, microélectronique... Le cristal existe partout dans la nature et dans le monde des hommes !
D'autres, quant à eux, le pratiquent comme loisir pour la beauté de ce qu'ils arrivent à construire. Pour la pureté et la perfection, pour les couleurs et les formes des innombrables cristaux qu’il est possible de créer.

Il existe de très nombreuses façons de faire "pousser" des cristaux, je vais simplement vous en citer deux qui demandent peu de matériel chimique.

1. La cristallisation par évaporation du solvant :

Chlorure de Sodium (le sel de cuisine), Sulfate de cuivre et alun de potassium sont des matériaux courants, peu nocifs et solubles dans l’eau ; ils conviennent tout à fait pour des « premières expériences » en cristallogenèse.



Ces produits sont partiellement solubles dans l’eau, ce qui veut dire que l’on ne peut en dissoudre qu’une quantité limitée dans un volume donné à une température fixe, on dit dans ces cas-là que la solution est saturée. Le principe de cette technique est de diminuer la quantité de liquide de façon à ce que le solide dissous soit contraint de précipiter et donc de repasser sous forme solide.

La première étape de ce procédé est de saturer la solution en un matériau, prenons le sulfate de cuivre pour l’exemple. La façon la plus efficace est de chauffer la solution, de rajouter du sel jusqu’à ce que l’on n'arrive plus à en dissoudre ; on laisse ensuite la solution revenir à température ambiante, puis on filtre toutes les impuretés ainsi que le sulfate de cuivre ayant précipité.

On laisse ensuite la solution au repos dans un récipient : sans «défauts » (car tous les défauts sur les parois du récipient sont source de cristallisation), à l’abri de la poussière (car elle aussi peut déclencher de multiples cristallisations), à température plus ou moins constante (car la solubilité dépend de la température et il ne faudrait pas redissoudre des cristaux déjà formés).

L’évaporation se fera lentement : cela peut prendre plusieurs semaines. Le temps d’évaporation est inversement proportionnel à la température, il dépend aussi de la nature du solvant, de la pression...

Au bout d’un certain temps, des monocristaux apparaissent dans la solution ; pour en développer un, une technique assez simple est de l’attacher à un fin fil de pêche et de le suspendre dans la solution. Il faut ensuite filtrer les autres cristaux et continuer à laisser s’évaporer l’eau tout en laissant le monocristal en suspension. A partir de ce moment si tout a été fait dans de bonnes conditions, tout le solide qui précipitera à l’avenir ne servira qu’à faire grossir le cristal.

2. La cristallisation par refroidissement du solvant :

Cette méthode est beaucoup plus rapide que la précédente. Le principe utilisé pour cette technique est de modifier la limite de saturation d’un matériau dans un solvant. Souvent la limite de solubilité est plus grande à haute température.

Si l’on garde notre exemple du sulfate de cuivre dans l’eau, la première étape est de dissoudre un MAXIMUM de sulfate de cuivre dans l’eau chaude (plus elle sera chaude plus ce sera efficace).

On procède ensuite à une filtration à chaud de la solution (PRENDRE TOUTES LES PRÉCAUTIONS NÉCESSAIRES POUR VOTRE SÉCURITÉ).

Puis on laisse la solution revenir à température ambiante. La température chutant, le sulfate devient moins soluble et précipite sous forme de nombreux cristaux qui grossissent rapidement (il est presque impossible d’obtenir un monocristal par cette méthode). On peut aussi canaliser la cristallisation en introduisant un objet (coton, pierre...).


Si la discipline vous intéresse je vous donne un lien : http://cristallographie.free.fr/?title=Accueil

Attention, la chimie reste une discipline dangereuse, renseignez-vous sur les risques des produits que vous utilisez.


 
 
~celte~ Publié le : 07/01/2009