Проект на тему:"Выращивание кристаллов в домашних условиях". Реферат на тему вирощування кристалів солей

Проектная работа на тему: «Выращивание кристаллов»

муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Верхнедеревенская средняя общеобразовательная школа»

Льговского района Курской области

Проектная работа

на тему:

«Выращивание кристаллов»

Выполнили: ученик 8 класса

Будников С.

Руководитель: Белых О.В.

с. Вышние Деревеньки, 2016 г

Содержание

Введение __________________________________________________________________2-3

1. Теоретическая часть

1 Теория кристаллов_________________________________________________________5-6

1.1 Что такое кристалл?________________________________________________________5

1.2 Происхождение слова «кристалл»___________________________________________5-6

1.3.Структура кристалла_______________________________________________________________6

2 Образование кристаллов___________________________________________________7-11

2.1 Образование кристаллов в природе__________________________________________7-8

2.2 Выращивание кристаллов в промышленности_________________________________8-9

3. Основные свойства кристаллов____________________________________________10-11

II. Практическая часть______________________________________________________12-13

Заключение_________________________________________________________________14

Список литературы___________________________________________________________15

Приложения № 1_____________________________________________________________16

Приложения № 2_____________________________________________________________17

Приложения № 3__________________________________________________________18-20

Приложения № 4__________________________________________________________21-23

Кристаллы окружают нас повсюду. Кто не рассматривал песчинки на речном берегу или не любовался снежинками? И морозные узоры на стеклах окон и иней, украшающий зимой голые ветки деревьев. В земле иногда находят камни такой формы, как будто их кто-то тщательно выпиливал, шлифовал, полировал. Правильность и совершенство формы этих камней, безукоризненная поверхность - поражают. Трудно поверить, что такие многогранники образовались сами без помощи человека. Вот эти-то камни с природной, то есть не сделанной руками человека, правильной, многогранной формой и называются кристаллами.

Твердые тела, из которых строят дома, делают станки, вещества, которые мы употребляем в быту,- почти все они относятся к кристаллам.

Представление древних о кристаллах было похоже на легенды. Верили, что хрусталь образуется изо льда, а алмаз – из хрусталя. Кристаллы наделялись множеством таинственных свойств: исцелять от болезней, предохранять от яда, влиять на судьбу человека…

Многие кристаллы идеально чисты и прозрачны, как вода. Недаром существуют выражения: «прозрачный, как кристалл», «кристально чистый». Слово «кристалл» происходит от греческого «крюсталлос», то есть «лед». Полагали, что лед, находясь длительное время в горах, на сильном морозе, окаменевает и теряет способность таять.

Актуальность работы: работа интересная и познавательная. Кристаллы играли и играют до сих пор немаловажную роль в жизни человека. Они обладают оптическими и механическими свойствами, именно поэтому первые линзы, в том числе и для очков, изготавливались из них. Кристаллы до сих пор применяются для изготовления призм и линз оптических приборов. Кристаллы сыграли важную роль во многих технических новинках XX века.

Кроме того, кристаллы можно выращивать из раствора. Это удивительное свойство кристаллических тел!

Цель работы: провести исследование по выращиванию кристаллов поваренной соли и медного купороса в домашних условиях.

Гипотеза исследования: я предположил, что кристаллы могут появляться при создании определенных условий; значит, если изменить условия кристаллизации и растворить различные вещества, то можно получить кристаллы разной формы и цвета в домашних условиях.

Объектом исследования являются кристаллы.

Предметом исследования–процесс кристаллизации.

Задачи исследования:

1. Проанализировать текстовый и иллюстративный материал по данной теме.

2. Изучить условия образования кристаллов, их формы, цвета.

3. Выполнить опытно-экспериментальную работу по изученным методикам.

4. Проанализировать полученные результаты.

Методы исследования:

• Накопление теоретического материала.

• Проведение опытно-экспериментальной деятельности с целью получения кристаллов из поваренной соли и медного купороса.

• Анализ полученных результатов исследования.

1. Теоретическая часть

1 Теория кристаллов

Кристалл – это твердое состояние вещества. Он имеет определенную форму и определенное количество граней вследствие расположения своих атомов. Все кристаллы одного вещества имеют одинаковую форму, хоть и могут отличаться размерами.

В природе существуют сотни веществ, образующих кристаллы. Вода – одно из самых распространенных из них. Замерзающая вода превращается в кристаллы льда или снежинки.

Вы, конечно, обращали внимание на бесконечное разнообразие снежинок. Еще в 17 веке знаменитый астроном Иоганн Кеплер написал трактат «О шестиугольных снежинках», а спустя три столетия были изданы альбомы, в которых представлены коллекции увеличенных фотографий тысяч снежинок, причем ни одна из них не повторяет другую (рис 1).

Рисунок 1 – Разнообразие снежинок.

Кристаллы – вещества, в которых мельчайшие частицы (атомы, ионы или молекулы) «упакованы» в определенном порядке. В результате при росте кристаллов на их поверхности самопроизвольно возникают плоские грани, а сами кристаллы принимают разнообразную геометрическую форму. [6],[3]

Слово «кристалл» звучит почти одинаково во всех европейских языках. Много веков назад среди вечных снегов в Альпах, на территории современной Швейцарии, нашли очень красивые, совершенно бесцветные кристаллы, очень напоминающие чистый лед (рис.4). Древние натуралисты так их и назвали – «кристаллос», по-гречески – лед; это слово происходит от греческого «криос» – холод, мороз. Полагали, что лед, находясь длительное время в горах, на сильном морозе, окаменевает и теряет способность таять. Один из самых авторитетных античных философов Аристотель писал, что «кристаллос рождается из воды, когда она полностью утрачивает теплоту». Римский поэт Клавдиан в 390 году то же самое описал стихами:

Ярой альпийской зимой лед превращается в камень.Солнце не в силах затем камень такой растопить.

Аналогичный вывод сделали в древности в Китае и Японии – лед и горный хрусталь обозначали там одним и тем же словом. И даже в 19 в. поэты нередко соединяли воедино эти образы:

Едва прозрачный лед, над озером тускнея,Кристаллом покрывал недвижные струи.

А.С.Пушкин. К Овидию [9],[2]

1.3 Структура кристалла

Кристаллы – это твердые тела, атомы или молекулы которых занимают определенные, упорядоченные положения в пространстве. Поэтому кристаллы имеют плоские грани. Например, крупинка обычной поваренной соли имеет плоские грани, составляющие между собой прямые углы. Это можно заметить, рассматривая соль с помощью лупы. А как геометрически правильна форма снежинки! В ней также отражена геометрическая правильность внутреннего строения кристаллического тела – льда.

Не все кристаллы одинаковы. Существуют монокристаллы и поликристаллы. Твердое тело, состоящее из большого числа маленьких кристаллов, называют поликристаллическим. Одиночные кристаллы называются монокристаллами.

Соблюдая большие предосторожности, можно вырастить металлический кристалл больших размеров – монокристалл. В обычных условиях поликристаллическое тело образуется в результате того, что начавшийся рост многих кристаллов продолжается до тех пор, пока они не приходят в соприкосновение друг с другом, образуя единое тело.

К поликристаллам относятся не только металлы. Кусок сахара, например, тоже имеет поликристаллическую структуру. Большинство кристаллических тел – поликристаллы, так как состоят из множества сросшихся кристаллов. Одиночные кристаллы - монокристаллы, так как имеют правильную геометрическую форму, и их свойства различны по разным направлениям.[10],[6]

Кристаллы образуются при охлаждении расплавов или насыщенных растворов (с понижением температуры растворимость обычно уменьшается и при испарении растворителя). Иногда кристаллы образуются непосредственно при охлаждении паров (снег) или на холодных поверхностях (сублимация). Кристаллы растут с ограниченной скоростью, так как частицы вещества отлагаются, образуя грани.[4]

2 Образование кристаллов

Минеральные кристаллы образуются в ходе определенных породообразующих процессов. Огромные количества горячих и расплавленных горных пород глубоко под землей в действительности представляют из себя растворы минералов. Когда массы этих жидких или расплавленных горных пород выталкиваются к поверхности земли, они начинают остывать.

Они охлаждаются очень медленно. Минералы превращаются в кристаллы, когда переходят из состояния горячей жидкости в холодную твердую форму. Например, горный гранит содержит кристаллы таких минералов, как кварц, полевой шпат и слюда. Миллионы лет тому назад гранит был расплавленной массой минералов в жидком состоянии. В настоящее время в земной коре имеются массы расплавленных горных пород, которые медленно охлаждаются и образуют кристаллы различных видов.

Природа продолжает преподносить нам сюрпризы, создавая все новые чудеса. Совсем недавно, в 2000 году, в мексиканской пустыне Чихуахуа была открыта необычная пещера, где находятся самые большие природные кристаллы, которые когда-либо создавала природа (рис.1). Мегакристаллы селенита были сформированы гидротермальными жидкостями, исходящими от пещер, расположенных ниже.

Рисунок 1 – Пещера кристаллов

Селенит – разновидность гипса, отличающаяся характерным параллельно-волокнистым строением. Свое название селенит получил за красивые желтовато-серебристые лунные переливы на его поверхности (в Древней Греции Селеной называли богиню Луны).[8]

В горе Найса на глубине 300 метров, в рабочей шахте, где велась добыча цинка, серебра и свинца, шахтеры совершенно случайно обнаружили пустоты, в которых их взору открылись огромные кристаллы селенита. Эти невероятно красивые образования, созданные природой, образуют три полости, которые получили поэтические названия «Глаз Королевы», «Пещера Парусов» и «Стеклянная пещера».

Это самые большие из известных на сегодня природных кристаллов – полупрозрачные лучи неимоверной длины до 15 метров, диаметром 1,2 метра, весом не менее 55 тон каждый – волшебно-причудливым образом переплетены между собой и создают в пещере неимоверной красоты пейзаж. Но полюбоваться этой красотой непросто. Попасть в пещеру без специального обмундирования и оборудования невозможно без риска для жизни. Температура воздуха там составляет около 50 градусов Цельсия, а влажность – практически 100%! Даже в специальном костюме находиться в этих пещерах можно не очень долго – около часа.

Но не только это мешает спелеологам в путешествии по пещере гигантских кристаллов. Нагромождения кристаллов так причудливо сплетены, что порой между ними нельзя пройти человеку, но разрушать эту красоту у ученых и исследователей рука не поднимается.

Увидеть это природное чудо света все же возможно – здесь нам на помощь приходит фотография (Приложение А), но она, к сожалению, не может полностью передать «холодную» кристаллическую красоту подземных пустот, заполненных огромными кристаллами.

Исследователи уверены, что подобных пещер в мексиканской пустыне еще несколько, и они ждут своих первооткрывателей![7]

Начиная с XIX века появились технологии выращивания искусственных кристаллов. Некоторые из этих ювелирных камней настолько совершенны, что их крайне сложно отличить от натуральных. Синтетические кристаллы востребованы в промышленности и на рынке ювелирных изделий.

Первые успешные попытки синтеза драгоценных камней приходятся на конец XIX века. В 1877 году Эдмон Фреми и Шарль Фейль получили кристаллы рубина.

В 1902 году Огюст Вернейль смог синтезировать рубины методом плавления в пламени, положив начало промышленному синтезу ювелирных камней. Данный метод, с некоторыми изменениями, до сих пор остается одним из самых распространенных способов выращивания кристаллов ювелирного качества.

Схема аппарата Вернейля

и монокристалл корунда, полученный этим методом.

Порошковая шихта, состоящая из оксида алюминия с добавлением 2% оксида хрома, помещается в печь. Под ударами молотка шихта попадает вниз, контактирует с кислородом и водородом, достигая в пламени температуры 2000оС. Капли расплавленного материала падают на стержень, на котором образуется шарик кристалла, медленно приобретающий грушевидную форму.[5]

Особое место среди кристаллов занимают драгоценные камни, которые с древнейших времен привлекают внимание человека. Люди научились получать искусственно очень многие драгоценные камни. Например, подшипники для часов и других точных приборов уже давно делают из искусственных рубинов. Получают искусственно и прекрасные кристаллы, которые в природе вообще не существуют. Например, фианиты – их название происходит от сокращения ФИАН – Физический институт Академии наук, где они впервые были получены. Фианиты – искусственные кристаллы, которые внешне очень похожи на бриллианты (рис.2).

Рисунок 2 – Фианит.

Исследователи из США сумели вырастить огромные кристаллы пирофосфата калия. Самый крупный из кристаллов весит 318 килограмм. Он рос в большом баке, где при температуре 65 градусов Цельсия испарялся раствор пирофосфата калия. Молекулы отлагались на затравке размером меньше наперстка, и через 52 дня вырос прозрачный гигант почти без дефектов.

Кристаллы будут использоваться для сооружения сверхмощных лазеров.[9],[2]

Температура плавления.

Плавление – это переход вещества из твёрдого состояния в жидкое.

Процесс плавления любого кристалла происходит при постоянной температуре, называемой температурой плавления. Например, если взять кристалл льда и положить его в тёплое место, то он растает – расплавится. В процессе плавления температура не повысилась. То же самое можно было бы установить и для любого другого кристалла.

Симметрия.

Идеальные формы кристаллов симметричны. По выражению известного русского кристаллографа Е. С. Фёдорова (1853-1919), «кристаллы блещут симметрией».

В кристаллах можно найти различные элементы симметрии: ось симметрии, плоскость симметрии, центр симметрии.

У кристаллов медного купороса имеется лишь центр симметрии, других элементов симметрии у них нет.

Из этого небольшого обзора симметрий различных кристаллов можно сделать вывод, что различные кристаллы обладают разной симметрией.

Закон постоянства углов – основной закон кристаллографии.

В кристаллах одного вещества углы между соответственными гранями всегда одинаковы – так звучит закон постоянства углов.

Что же понимают под соответственными гранями?

В геометрии грани (плоские многоугольники) считаются равными, если они при наложении совпадают всеми своими точками. В кристаллографии равенство граней означает совершенно иное. Грани могут отличаться межу собой по форме и всё-таки считаться равными, если они обладают одинаковыми физическими и химическими свойствами. Установить равенство граней в кристаллографическом смысле удаётся иногда путём внешнего их осмотра. В сомнительных случаях производят травление поверхности кристалла кислотой. На равных гранях рисунок, полученный при травлении, будет одинаковым.

На рисунке одинаковой штриховкой показаны равные (одинаковые) грани.[6]

Все кристаллы имеют кристаллическую решётку.

Взаимодействие частиц в кристалле приводит к тому, что частицы устанавливаются только в определённых положениях, где силы, действующие на них, оказываются скомпенсированными, а потенциальная энергия их взаимодействия становится наименьшей. Такое строение и называют кристаллической решёткой, а положения, в которых могут располагаться частицы, - узлами кристаллической решётки.

Чтобы понять, например, орнамент, надо всего лишь найти закономерность построения и рисунок, который часто повторяется. Аналогично, чтобы представить строение кристалла, достаточно знать строение элементарной ячейки.

Элементарная ячейка – это совокупность минимального числа частиц, регулярно повторяющаяся внутри кристалла. На рисунке показаны элементарные ячейки алмаза, графита, α-железа, β-железа.

Полиморфизм.

Полиморфизм – свойство вещества иметь две (или несколько) различные кристаллические структуры. Ярким примером такого вещества является углерод. Вот вещества, которые представляют собой углерод в чистом виде:

• Сажа, или копоть, - мягкий чёрный порошок, собирающийся на внешней поверхности кастрюль и сковородок, помещаемых в пламя, или в печной трубе; выбрасываемый из заводских труб чёрными клубами дым.

• Уголь древесный или каменный – является одним из основных видов топлива.

• Графит – мягкий стерженёк карандаша, оставляющий след на бумаге.

• Алмаз – самый дорогой и самый красивый из драгоценных камней. Граненый алмаз называют бриллиантом.[2],[4]

1. Практическая часть

Выращивание кристаллов поваренной соли.

Опыт 1: Наша задача – вырастить красивые кристаллы соли из насыщенного раствора.

Процесс выращивания не требует наличия каких-то особых химических препаратов. У нас всех есть пищевая соль (или поваренная соль), которую мы принимаем в пищу. Её также можно назвать и каменной. Кристаллы поваренной соли NaCl представляют собой бесцветные прозрачные кубики. В идеале должны получиться прямоугольные кристаллы (это связано с тем, что NaCl имеет кубическую кристаллическую решетку).

Чтобы вырастить кристалл необходимо подготовить:

- соль;

- воду;

- кастрюлю;

- ложку, чтобы размешивать раствор;

- ёмкость, где будет находиться раствор.

Разведем раствор поваренной соли следующим образом: нальем воду водой (не более 50 °С – 60 °С). Насыпаем пищевую соль в стакан и оставляем на 5 минут, предварительно помешав. За это время соль растворится. Желательно, чтобы температура воды пока не снижалась. Затем добавим ещё соль и снова перемешаем. Повторяем этот этап до тех пор, пока соль уже не будет растворяться, и будет оседать на дно стакана. Мы получили насыщенный раствор соли. Переливаем его в чистую ёмкость такого же объёма, избавившись при этом от излишек соли на дне. Выбираем любой понравившийся более крупный кристаллик поваренной соли и помещаем его на дно стакана с насыщенным раствором. Можно кристаллик привязать за нитку и подвесить, чтобы он не касался стенок стакана. Переносим ёмкость с насыщенным раствором и кристалликом в место, где нет сквозняков, вибрации и сильного света (выращивание кристаллов требует соблюдение этих условий).Накрываем чем-нибудь сверху ёмкость с кристалликом от попадания пыли и мусора.

Уже через пару дней можно заметить значительный для кристаллика рост. С каждым днём он будет увеличиваться. А если проделать всё ещё раз (приготовить насыщенный раствор соли и опустить в него этот кристаллик), то он будет расти гораздо быстрее

Приложение 1

Опыт 2:Цель работы: наблюдать процесс перехода тела из жидкого состояния в кристаллическое

Оборудование: лоток пробирка пакетик с натриевой солью, чашка.

Предварительно натриевую соль (вещество розового цвета) пересыпаем из пакетика в пробирку. Несколько кристалликов оставляем в пакетике. Пробирку помещаем в горячую воду для того чтобы вещество расплавилось. При температуре горячей воды около 70 градусах плавление длится 3-5 минут. Расплавленную соль выливаем в чашку. Спустя 3 минуты туда же помещаем 3-4 кристаллика соли. После того как жидкость охладилась до температуры кристаллизации, наблюдаем за ростом кристаллов вокруг затравок.

Вывод: кристаллы образуются не только на затравках, центрами кристаллизации являются так же примеси и неоднородности поверхности кристаллизатора.Приложение 2

Опыт 3.

«Нахождение оптимальной концентрации раствора для роста монокристалла и поликристалла - приложение 3

Вывод: в ходе опыта я выяснил: для того, чтобы вырастить монокристалл поваренной соли, надо 50 мл воды и 30 г соли. Для того, чтобы вырастить красивый поликристалл, надо 50 мл воды и 50г соли.

Опыт №4

«Сравнение кристаллов медного купороса и поваренной соли».

Для того, чтобы вырастить кристалл медного купороса, я поступал следующим образом: к 50мл очень горячей воды добавлял кристаллы медного купороса до получения насыщенного раствора (30 г). Опускал в насыщенный горячий раствор кристаллик на хлопчатобумажной нити (нить с «затравкой») и ставил раствор в теплое место (вода испаряется, и раствор все время является насыщенным) - Приложение 4

Вывод: у веществ разного химического состава кристаллы имеют разную форму и отличаются по таким свойствам, как симметрия, выращивание, к тому же углы, образованные соответственными гранями, в кристаллах разных веществ будут неравными. Но есть и сходства, например, оба кристалла имеют кристаллическую решётку.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При выполнении этой работы я выяснил, что мир кристаллов красив и разнообразен. Каждый его «представитель» уникален по своим свойствам, размерам и особенностям строения. Кроме того, что кристаллы красивы, они играют важную роль в жизни человека.

В ходе работы я исследовал очень интересное свойство кристаллов – их рост в искусственной среде. Оказывается, кристаллы можно вырастить дома, без каких- либо усилий. Для быстрого выращивания нужны оптимальные условия. Например, чтобы вырастить кристалл поваренной соли (за короткий срок), нужно поставить стакан с раствором в тёплое место, но раствор приготовить оптимальной концентрации – 50 мл воды и 30-50 г соли. Если кристаллизация происходит медленно, то вырастет монокристалл, а если быстро – поликристалл.

При изучении кристаллов я убедился: свойства их настолько разнообразны, что я смог исследовать лишь некоторые из них.

Вывод:

• при благоприятных условиях поваренная соль, медный купорос принимают форму кристаллов;

• кристаллы различных веществ имеют разную форму;

• кристаллы различных веществ имеют различные свойства (одни кристаллы окрашиваются, другие – бесцветны; одни кристаллы растут хорошо, другие – плохо).

• быстрее и легче кристалл растёт тогда, когда в насыщенный раствор помещается кристалл- «затравка».

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Афонькин С.Ю. Минералы и драгоценные камни. Школьный путеводитель.-СПб.: «БКК», 2012 г. – 96 с.

2. Белов Н.В. Энциклопедия драгоценных камней и кристаллов.- Минск: «Харвест», 2009 г. – 159 с.

3. Большая книга «Почему». Перевод с итальянского Ольги Живаго.- М.: РОСМЭН, 2011 г.- 240 с.

4. Журнал «Галилео. Наука опытным путём», №7, 2011 г.

5. Журнал для любознательных «Юный эрудит», №10 (октябрь), 2009 г.

6. Шаскольская М.П.. Кристаллы. - М.: Наука, 1978 г. – 208 с.

7.  http://www.geologiazemli.ru/articles/112 - Геология Земли .

8. http://ru.wikipedia.org/wiki/E519 - ВикипедиЯ – свободная энциклопедия.

9. http://www.kristallov.net/mineraly.html - Кристаллов.NET.

10.  http://mirkristallov.com/- Мир кристаллов.

Приложение 1

Выращивание кристаллов

Приложение 2

Приложение 3

Общие сведения наблюдений

1 стакан: Vвода = 50 мл, mсоль = 70 г

2 стакан: Vвода = 50 , m= 50 г

3 стакан: Vвода = 50 мл, mсоль = 30 г

Приложение 4

Общие сведения наблюдений

Дневник наблюдений

17

multiurok.ru

Проект на тему:"Выращивание кристаллов в домашних условиях"

Слайд 1

Слайд 2

Актуальность: Данная тема является актуальной в связи с тем, что выращивание кристаллов очень интересное и увлекательное занятие. Я очень люблю узнавать все новое и интересное, мне нравится экспериментировать, наблюдать и собирать коллекции. У меня есть своя небольшая коллекция разных камней, которые, оказывается, тоже являются кристаллами. Мне стало интересно узнать, можно ли вырастить кристаллы в домашних условиях. Гипотеза: мы предполагаем, что в домашних условиях действительно можно вырастить некоторые виды кристаллов. Цель проекта: провести исследование по выращиванию кристалла поваренной соли, медного купороса, и из набора «Волшебный кристалл».

Слайд 3

Задачи исследования: 1 .Узнать, что такое кристалл; 2.Какие бывают кристаллы; 3.Создать условия для роста кристаллов и провести эксперимент; 4.Проанализировать полученные результаты. Объект исследования: кристаллы. Предмет исследования: кристаллы поваренной соли, медного купороса и из набора «Волшебный кристалл». Методы исследования: 1.Изучение литературы; 2.Изучение интернета; 3.Опыты – наблюдение, исследование, анализ.

Слайд 4

Введение Кристаллы – поразительные создания природы. Нас восхищают их яркие цвета и прозрачность, ровные, гладкие грани и, самое главное, правильная форма. Кристаллы выглядят таким образом, словно их кто-то специально вырезал, отшлифовал и раскрасил… Многие из самых обычных веществ вокруг нас представляют из себя кристаллы. Замерзающая вода превращается в кристаллы льда или снежинки. Каждая отдельная частица соли или сахара — тоже кристалл! Люди научились выращивать искусственные кристаллы такие как: рубины, изумруды, бриллианты, которые широко используют в ювелирной промышленности. В детских энциклопедиях и в интернете есть примеры выращивания кристаллов в домашних условиях, а я очень люблю смешивать разные вещества, ну немножко «химичить», вот я и подумал, а можно ли вырастить кристаллы в домашних условиях? А почему бы не попробовать!!! Мама мне купила набор для выращивания очень красивого синего кристалла и еще я хочу вырастить кристалл соли и медного купороса. Примеров выращивания драгоценных кристаллов я, к сожалению не встретил!!!

Слайд 5

Глава 1. Мир кристаллов. 1.1. Что такое кристаллы? Название «кристалл» произошло от двух греческих слов – «холод» и «застывать», т.е. в древности это означало «застывший лед». По данным энциклопедии, кристалл – это твердое тело. Частички, из которых состоит кристалл, выстраиваются и соединяются вместе различными способами. Из-за этого кристаллы могут иметь различные формы и размеры.

Слайд 6

1. 2 . Какие бывают кристаллы? Кристаллы бывают очень разными. Существуют кристаллы, которые находятся глубоко в земле. Их часто называют «цветами мира камней». Размеры таких кристаллов иногда достигают человеческого роста. Встречаются также очень тонкие кристаллы, толщина которых меньше чем у листка бумаги. Но бывают и огромные пласты, толщина которых достигает несколько метров. Бывают маленькие кристаллы, узкие и острые как иголки, но также могут быть очень громадными. Иногда образуются кристаллы похожие на веточки дерева, очень хрупкие, но очень красивые. Некоторые минералы образуют кристаллы, которые можно разглядеть только под микроскопом.

Слайд 7

1.3. Применение кристаллов. Применение кристаллов в науке и технике очень разнообразны. Например, каменная соль давно вошла в жизнь человека. Мы называет ее в быту просто солью. Невозможно представить, как бы мы без нее обходились. В древности страны, куда ее завозили, платили цену, равную золоту: за килограмм соли – килограмм золотого песка. Самый твердый из природных минералов – алмаз. Благодаря своей твердости алмаз играет большую роль в технике. Алмазными пилами распиливают камни. Вся часовая промышленность работает на искусственных рубинах. Рубин применят при создании лазера. Оказывается, кристалл рубина усиливает свет. Лазер светит ярче тысячи солнц! Кристаллы применяют при создании телефонов, фото и видео камер, жидкокристаллических телевизоров.

Слайд 8

Глава 2. Практическая часть. 2.1. Опыт № 1 Опыт № 1. Выращивание кристалла поваренной соли. 1. Для эксперимента мы взяли пластиковый стаканчик, горячую воду и соль. Соль добавляли до тех пор, пока она не перестала растворяться. 2. К палочке привяли нитку, на которую потом будут собираться кристаллы. Опустили ее в раствор с солью. 3. Поставили раствор охлаждаться. Чем медленнее он будет остывать, тем крупнее получатся кристаллы. 4. Через 7 дней наш кристалл выглядел вот так. 5. Через 14 дней у нас вырос кристалл поваренной соли. Вывод: кристалл соли растет за счет нарастания на него из водного раствора соли других кристаллов.

Слайд 9

Глава 2. Практическая часть. 2.2. Опыт № 2 Опыт № 2. Выращивание кристалла медного купороса. Медный купорос применяют в сельском хозяйстве для борьбы вредителями и болезнями растений. 1. Для выращивания кристалла медного купороса необходим порошок медного купороса, стеклянная баночка, горячая вода. 2. К баночку налили горячую воду, размешали порошок до полного растворения. 3. Привязали на палочку нитку и опустили ее в раствор. Поставили раствор охлаждаться. 4. Через 7 дней наши кристалл выглядел вот так. 5. Через 14 дней у нас вырос кристалл медного купороса. Вывод: кристалл медного купороса растет быстрее соли, сам кристалл очень красивый с четкими гранями.

Слайд 10

Глава 2. Практическая часть. 2.3. Опыт № 3. Опыт № 3. Выращивание кристалла из набора «Волшебные кристаллы». 1. Для эксперимента мы взяли кристаллический порошок (из набора), пластиковый стаканчик. 2. Кипящую воду налили в контейнер с порошком, размешали до полного растворения. 3. Накрыли крышкой, оставили на 24 часа. 4. Открыли через 24 часа и стали ждать. 5. Через 10 дней у нас выросла вот такая красота!!! Вывод: кристалл растет быстро, очень красивый и похож на самоцвет.

Слайд 11

Заключение Мой эксперимент показал, что кристаллы можно вырастить самому в домашних условиях. Кристаллы растут в насыщенном растворе при постепенном испарении жидкости. Кристаллы медного купороса растут быстрее, а кристаллы соли медленнее. Кристаллы растут намного быстрее, когда много тепла и света. Весь процесс происходит за 2-3 недели. Кристаллы можно выращивать разного цвета и размера. Мне понравилось выращивать кристаллы - это очень увлекательное занятие. В результате проведенных исследований гипотеза полностью подтверждается: нам удалось вырастить кристалл из поваренной соли, кристалл из медного купороса, кристалл из набора «Волшебный кристалл» в домашних условиях.

Слайд 12

Спасибо за внимание !

nsportal.ru

Исследовательский проект "Выращивание кристаллов из соли в домашних условиях".

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Красноармейская основная общеобразовательная школа»

Научно-практическая конференция

«Гумбольдские чтения»

Направление: химические исследования

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА НА ТЕМУ:

Выполнила: Махометова Самира

Перфильева Валерия,

ученицы 4 класса

Руководитель: Сенечак Юлия Викторовна,

учитель начальных классов

п. Красноармейский- 2014 год

Оглавление

Введение

Глава 1. Теоретическая часть.

1. 1. Что такое кристалл?

1.2. Как растет кристалл.

1.3 Применение кристаллов.

Глава 2. Практическая часть.

2.1 Выращивание кристаллов в искусственных условиях2.2 Результаты экспериментаЗаключениеСписок литературыПриложения

Введение

«Кристаллы, кристаллы,

Соцветья во мглу погружённой земли.

Когда расцвели вы,

На свете другие цветы не цвели.

Нацежен был мало-помалу

Из мрака лучистый хрусталь,

Чтоб стало под силу кристаллу

Вместить невместимую даль.»

Мигель де Унамуно.

Каждый день мы в своей жизни сталкиваемя с кристаллами. Где бы мы не находились дома, на улицы. В любое время года. На разных континентах.

Они повсюду.

Кристаллы льда и снега. Мы даже употребляем их в пищу. Сахар и соль. Кристаллы можно легко увидеть и без микроскопа. Они разной величины и формы. Красивые и загадочные.

Нам захотелось как можно больше узнать об этом чуде природы. Что это такое, как они появляются, какие бывают, чем они отличаются, как долго растут.

Актуальность . В ходе изучения мы узнали, что кристаллы можно вырастить самим. И этот процесс не требует особых усилий и затрат.Это и стало целью нашего исследования. В своей работе мы использовали всем известную соль.

Предмет исследования: Кристаллы соли.

Проблемные вопросы:

– Что такое кристаллы?

– Почему они растут?

– Чем нужно делать, чтобы они росли?

– Возможно ли вырастить кристаллы самим?

Цель исследования: научиться выращивать кристаллы соли в домашних условиях.

Задачи исследования:

• изучить исторические сведения о кристаллах;

• узнать о значении кристаллов в жизни человека;

• подобрать дома и в школьной лаборатории доступное оборудование и сырье для производства кристаллов;

• познакомиться и использовать необходимые меры безопасности и защиты при проведении эксперимента;

• вырастить кристаллы соли;

• изучить условия образования кристаллов, их формы, цвета;

• проанализировать полученные результаты.

Гипотеза исследования

Мы предположили, что кристаллы соли могут появляться при создании определенных условий; значит, если изменять условия и растворять соль в воде, то можно получать кристаллы в домашних условиях.

Глава 1. Теоритическая часть.

1. 1. Что такое кристалл ?

Что же такое кристаллы?

Слово “кристаллос” у древних греков обозначало лед. Кристаллами обычно называют твердые предметы, образующиеся в природных или лабораторных условиях и имеющие вид многогранников.

Кристаллы образуются чаще всего из растворов или расплавов. Все кристаллы одного вещества имеют одинаковую форму, хоть и могут отличаться размерами. Поликристаллы состоят из отдельных мелких кристалликов (кристаллитов), а монокристалл – это крупный одиночный Почти все минералы представляют собой кристаллы. Некоторые минералы образуют кристаллы, которые разглядеть можно только с помощью микроскопа.

Кристаллы характеризуются строгими геометрическими формами и ограничены преимущественно гладкими плоскими гранями. В большинстве своем кристаллы мелки, отчасти даже микроскопически малы; но встречаются и гигантские экземпляры.

Форма кристалла зависит от его внутреннего строения.

В течение долгих столетий жизнь кристаллов казалась таинственной и неразрешимой загадкой.

В 1619 г. великий немецкий математик и астроном Иоганн Кеплер (1571-1630) обратил внимание на шестерную симметрию снежинок. Он попытался объяснить её тем, что кристаллы построены из мельчайших одинаковых шариков, теснейшим образом присоединенных друг к другу (вокруг центрального шарика можно вплотную разложить только шесть таких же шариков). Кристалл чудодейственен своими свойствами, он выполняет самые разные функции.

Кристаллография – наука не новая. У её истоков стоит М. В. Ломоносов. А вот выращивание искусственных кристаллов дело более позднее.

Всем известно, что издавна люди научились выращивать искусственные кристаллы — рубины. И используют их для изготовления ювелирных украшений и в качестве опор для вращающихся деталей в часовом механизме. А еще выращивают самые твердые на свете кристаллы — алмазы. В домашних условиях можно вырастить кристаллы из соли, сахара или медного купороса.

.

1.2. Как растет кристалл.

Для образования кристаллов необходимо, чтобы ничто не мешало им свободно и всесторонне развиваться, не теснило бы их и не препятствовало их росту.

Одни вещества образуют кристаллы легко, другие с большим трудом или вовсе не образуют кристаллов. 

Если охлаждение раствора медленное, то кристаллов образуется мало, и, постепенно обрастая частичками вещества со всех сторон, они превращаются в красивые кристаллики правильной формы. При быстром же охлаждении образуется много центров кристаллизации, и кристаллы получатся неправильной формы, и к тому же слишком мелкие.

Ещё очень важно, чтобы раствор не содержал посторонних частичек (пылинок и т. д.), иначе в растворе на них начнется кристаллизация, и в результате получится то же самое, что и при быстром охлаждении раствора. 

1. 2. Применение кристаллов.

Применяют кристаллы в разных областях. Самый твердый и самый редкий из природных минералов – алмаз. Благодаря своей исключительной твердости алмаз играет громадную роль в технике. Алмазными пилами распиливают камни. Сам алмаз можно резать, шлифовать и гравировать тоже только алмазом. Наиболее ответственные детали двигателей в автомобильном и авиационном производстве обрабатывают алмазными резцами и сверлами.

Рубин и сапфир относятся к самым красивым и самым дорогим из драгоценных камней.

Вся часовая промышленность работает на искусственных рубинах. На полупроводниковых заводах тончайшие схемы рисуют рубиновыми иглами. В текстильной и химической промышленности рубиновые нитеводители вытягивают нити из искусственных волокон, из капрона, из нейлона.

Новая жизнь рубина - это, чудесный прибор наших дней. В 1960г. был создан первый лазер на рубине. Оказалось, что кристалл рубина усиливает свет. Лазер светит ярче тысячи солнц. Мощный луч лазера громадный мощностью. Он легко прожигает листовой металл, сваривает металлические провода, прожигает металлические трубы, сверлит тончайшие отверстия в твердых сплавах, алмазе. Эти функции выполняет твердый лазер, где используется рубин, гранат с неодитом. В глазной хирургии применяется чаще всего неодиновые лазеры и лазеры на рубине. В наземных системах ближнего радиуса действия часто используются инжекционные лазеры на арсениде галлия.

• Появились и новые лазерные кристаллы: флюорит, гранаты, арсенид галлия и др.

• Сапфир прозрачен, поэтому из него делают пластины для оптических приборов.

• Основная масса кристаллов сапфира идет в полупроводниковую промышленность.

Кристаллы широко применяются для воспроизведения, записи и передачи звука.

И это ещё не всё. Применение кристаллов очень разнообразно.

Глава 2. Практическая часть.

2.1 Выращивание кристаллов в искусственных условиях

Чтобы вырастить кристаллы соли, мы налили в стакан не очень горячей воды и стали насыпать в воду соль по 1 чайной ложке, помешивая, чтобы соль быстрее растворялась. Добавляли соль в воду до тех пор, пока она не перестала растворяться. Когда заметили, что кристаллы больше не растворяются, добавили последнюю ложечку соли. Раствор процедили через фильтр (мы воспользовались салфеткой, можно взять промокашку или вату). Процеживать раствор обязательно, потому что соринки могут помешать росту красивых кристаллов. Поставили раствор охлаждаться. Чем медленнее он будет остывать, тем крупнее получатся кристаллы.

Для того чтобы кристалл вырос крупным и ровным, потребовалось много времени, терпения и осторожности. За месяц - полтора можно вырастить довольно крупный кристалл. Для начала берут затравку - маленький кристаллик, который и станет центром кристаллизации. Но мы поступили проще: ниточку с маленькой гаечкой или камешком повесили на карандаше так, чтобы она погрузилась в раствор, но не касалась дна.

Поставили стакан и банку с раствором в место, где нет сквозняков. Уже через 2-3 дня грузик оброс кристаллами. Мы внимательно следили, чтобы раствора в банке хватило, для того, чтобы закрыть им кристалл: кристалл должен все время находиться в растворе. Кристаллы выросли за 2-3 недели, но их можно было бы выращивать и дольше.

Красивые кристаллы получались не сразу. Из книг мы узнали, что во время роста можно корректировать рост кристаллов, удаляя некрасивые наросты. Это делали ножом, соскабливая лишнее. Первые кристаллы, которые мы достали из раствора, очень быстро подсохли, через час покрылись белым налетом соли, а через несколько дней разрушились.

После неудачного первого опыта мы стали осторожнее. Когда кристаллы приняли красивый вид, вынули их из раствора.

2.2 Результаты эксперимента

Делая опыты с солью, мы пришли к следующим результатам:

1. Кристалл можно вырастить, используя насыщенный раствор соли;

2. Можно создавать декоративные украшения, используя рост кристаллов;

3. Если погрузить кристалл в слабый солевой раствор, или в раствор, который не успел остыть, кристалл, к сожалению, разрушается.

Заключение.

В нашей работе мы попытались вырастить кристаллы в домашних условиях и открыть для себя этот удивительный мир кристаллов. Мы рассмотрели вопрос о том, как растут кристаллы в природе и как можно вырастить их в домашних условиях (на примере выращивания кристаллов соли). Изменяя внешние условия выращивания можно получить кристаллы разной формы, что было подтверждено экспериментально. 

Наша тема оказалась очень интересной, и если её изучать глубже, то она будет интересна каждому. Кристаллы загадочные и очень красивые. В нашей работе мы рассказали лишь малую часть того, что известно о кристаллах и их применении в настоящее время.

infourok.ru

Смотрите также

• 
  Реферат на тему любовная лирика лермонтова
• 
  Гигиена зубов и полости рта реферат
• 
  Реферат женские образы в романах гончарова
• 
  Женские образы в романах гончарова реферат
• 
  Реферат гигиена физической культуры и спорта
• 
  Реферат связь педагогики с другими науками
• 
  Психологическая готовность ребенка к школе реферат
• 
  Реферат на тему опорно двигательный аппарат
• 
  Реферат влияние алкоголя на здоровье человека
• 
  Реферат роль учителя в современном обществе
• 
  Реферат на тему хлеб наше богатство