Cuộc thi Nuôi Tinh thể "Crystal Growing Competition" được khởi xướng ở Bỉ vào năm 2000 và sau đó lan ra các nước khác trên thế giới (Mỹ, Tây Ban Nha, Ý, Singapore...) do Hội tinh thể học của các nước thành viên của Hiệp hội Tinh thể học thế giới (IUCr) tổ chức. Cuộc thi được tổ chức hàng năm cho học sinh từ bậc tiểu học trở lên, với mong muốn các em được tự tìm tòi, làm thực nghiệm, nhằm khơi dậy niềm đam mê khoa học.
Năm 2014, có 32 nước tổ chức cuộc thi Nuôi tinh thể và là năm đầu tiên tổ chức tại Việt Nam. Tuy nhiên, cuộc thi này mới chỉ triển khai ở Việt Nam với quy mô nhỏ, chủ yếu ở Khoa Hóa học trường ĐHSP Hà Nội, trường THPT Hà Nội Amsterdam và THPT Nguyễn Tất Thành. Năm 2015, cuộc thi được mở rộng tại các trường THCS, THPT và các trường ĐH trên toàn quốc.
Hưởng ứng cuộc thi này, trường PTDTNT THCS&THPT Bắc Hà đã thành lập 5 nhóm tham gia cuộc thi. Dưới sự dẫn dắt của thầy, cô giáo, các nhóm đã tích cực nghiên cứu và thực hành “nuôi tinh thể” trong phòng thí nghiệm hóa học của nhà trường.
Các giai đoạn nuôi tinh thể được thực hiện như sau:
Giai đoạn 1: Nhận hóa chất từ Ban tổ chức: 500 g alum (KAl(SO4)2.12H2O) .
Đây là loại hóa chất mà dân gian vẫn hay gọi là phèn chua. Phèn chua là loại muối rất an toàn, rẻ, dễ kiếm mà lại rất dễ nuôi. Giáo viên hướng dẫn cách nuôi tinh thể cho học sinh, giúp các em hình thành ý tưởng sản phẩm; đồng thời cho học sinh xem thí nghiệm và tham khảo các bài dự thi đạt giải quốc tế về nuôi tinh thể để nghiên cứu, học hỏi và hình thành ý tưởng.
Giai đoạn 2: Chuẩn bị nguyên liệu:
Chất để tạo tinh thể (alum), nước cất (có thể dùng nước lọc), que nhỏ, đĩa nông, cốc thủy tinh, bếp đun, dây nhỏ, keo dính, hộp xốp, cân và nhiệt kế. Chuẩn bị các hóa chất tạo mầm và hóa chất tạo màu, các dụng cụ theo ý tưởng của các nhóm.
Giai đoạn 3: Tạo tinh thể mầm :
Cách tiến hành:
- Đun 50 ml nước trong cốc thủy tinh.
- Hòa tan muối alum vào để thu được dung dịch bão hòa ở nhiệt độ 50°C.
- Rót dung dịch nóng vào một đĩa nông.
- Để nguội dung dịch đến nhiệt độ phòng.
- Sau 1 ngày, xuất hiện tinh thể nhỏ.
- Dùng kính lúp để chọn lấy 1 tinh thể đẹp và trong suốt làm tinh thể mầm. Lưu ý: Để nuôi được 1 tinh thể đẹp, cần tạo được 1 tinh thể mầm tốt, sau đó nuôi tinh thể đó to dần lên.
- Cẩn thận dính tinh thể mầm vào đầu dây nilon nhỏ bằng keo (có thể dùng keo 502).
- Dùng kính lúp kiểm tra xem tinh thể mầm có dích chắc vào dây treo không.
Giai đoạn 4: Nuôi tinh thể lớn:
Giáo viên cho học sinh tiến hành thí nghiệm hằng ngày để nuôi tinh thể. Cần đảm bảo các yêu cầu về độ sạch, nhiệt độ, độ ổn định của thí nghiệm. Cho học sinh chọn hóa chất tạo màu để tiến hành nuôi tinh thể có màu.
Lưu ý: Để nuôi tinh thể lớn, cần dung dịch quá bão hòa. Khi đã có mầm tinh thể, các nhóm chọn mầm tốt nhất và tiến hành nuôi.
Cách tiến hành:
- Thêm một lượng hóa chất gấp đôi lượng có thể tan được trong một thể tích nước (Ví dụ: 30g alum hòa tan được trong 100 ml nước ở nhiệt độ phòng, thì lấy 60g alum cho vào 100 ml nước). Điều chỉnh lượng cho vào và thể tích nước cần dùng tùy vào lượng hóa chất được cung cấp.
- Khuấy dung dịch cho đến khi lượng chất tan tối đa.
- Đun nóng dần dung dịch, tiếp tục khuấy trong lúc đun cho đến khi alum tan hoàn toàn thì dừng đun.
- Để nguội dung dịch đến nhiệt độ phòng, thu được dung dịch quá bão hòa.
- Cẩn thận nhúng tinh thể mầm vào dung dịch quá bão hòa. Đậy cốc bằng một miếng bìa/màng nhôm để tránh bụi và thay đổi nhiệt độ phòng.
- Đặt cả cốc vào hộp xốp để ổn định nhiệt độ kết tinh.
- Theo dõi quá trình kết tinh, khi tốc độ kết tinh chậm lại thì cần bổ sung thêm muối.
- Lấy tinh thể ra khỏi cốc, phun một ít nước để rửa tinh thể, nếu không dung dịch muối sẽ bay hơi nhanh làm mờ bề mặt. Chú ý không chạm tay vào tinh thể.
- Thêm muối vào dung dịch trong cốc đến quá bão hòa hoặc chuẩn bị một cốc dung dịch muối quá bão hòa như bước 1-4.
- Lặp lại bước 5-8. Khi tinh thể to lên, thì có thể phải thay dung dịch mới hàng ngày.
Giai đoạn 5: Chọn lựa sản phẩm và gửi đi dự thi. Giáo viên và học sinh lựa chọn các tinh thể tốt nhất gửi về ban tổ chức cuộc thi.
Kết quả, sản phẩm của học sinh trường PTDTNT THCS&THPT Bắc Hà đã được Ban tổ chức trao giải Khuyến khích và vinh dự được tham gia Lễ trao giải Cuộc thi “Nuôi tinh thể - Thắp sáng ước mơ Việt Nam 2015” tại khoa Hóa trường ĐHSP Hà Nội. Đây là niềm vinh dự và tự hào của thầy và trò nhà trường. Qua cuộc thi đầy bổ ích và lý thú này, các em học sinh thêm yêu mến các môn học cũng như khơi dậy niềm đam mê nghiên cứu khoa học, từ đó rèn luyện kỹ năng làm việc nhóm, tính cần mẫn, khéo léo và tinh thần trách nhiệm trong học tập và rèn luyện./.