3D сады


Выращивание кристаллов проектная работа


Проектная работа «Как вырастить кристаллы в домашних условиях?»

Проектная работа

«Как вырастить кристаллы в домашних условиях?»

Выполнила: Солуянова Дарья

4 «Б» класс,

Руководитель: Щербакова И.И.

учитель начальных классов

МОУ «Средняя общеобразовательная школа № 12».

Шиханы, 2014 г.

Аннотация:

Данный проект позволяет развивать творческое мышление школьников, умение приобретать знания из различных источников. Работа над проектом позволяет развивать у его участников специальные (химические) и общеучебные умения. Учащиеся выбирают нужную часть информации в ее большом потоке. Планируют химический эксперимент и проводят его. Производится обработка, анализ результатов и их осмысление.

Щербакова И.И.

учитель начальных классов

МОУ «Средняя общеобразовательная школа № 12».

Паспорт проекта

Тема: «Как вырастить кристаллы в домашних условиях».

Автор: ученица 4 класса.

Консультант: учитель начальных классов

Проблема:

Что необходимо для выращивания кристаллов в домашних условиях из различных веществ, которые можно купить в обычном магазине: поваренной соли, медного купороса.

Как долго понадобится времени для выращивания кристаллов? Какого цвета будут кристаллы? Какие будут эти кристаллы по форме и виду?

Цель: научиться в домашних условиях выращивать кристаллы из медного купороса и поваренной соли.

Задачи:

1.Изучить литературу по данной теме.

2.Изучить способы выращивания кристаллов в домашних условиях.

3.Подготовить оборудование и сырьё для выращивания кристаллов.

4. Выполнить опытно-экспериментальную работу.

5.Оценить результаты работы и сделать выводы

Этапы:

1. Начинание:

  • знакомство с «проектами» (что такое «проект», виды проектов, требования к выполнению, формы представления результатов и т.д.);

  • уточнение темы, цели, задач проекта;

  • выбор методов;

  • обсуждение задания.

2. Планирование:

  • анализ проблемы

  • определение источников информации;

3. Поиск информации:

  • сбор и уточнение информации;

  • изучение литературы и интернет – источников.

4. Выполнение:

  • практическая работа по выращиванию кристаллов из соли и медного купороса;

5. Рефлексия:

  • анализ выполнения проекта (достигнутые результаты – успехи и неудачи, их причины);

  • анализ достижения цели и задачи;

  • самооценка проекта.

6. Оформление:

  • оформление материалов проекта;

  • работа с компьютером.

7. Защита и презентация:

  • подготовка доклада к защите;

  • защита и презентация на городской научно – практической конференции «Шаг в будущее» (для 1 – 6 классов);

  • пополнить коллекцию кристаллов на следующий год.

Методы: проведение опытно-экспериментальной деятельности с целью получения кристаллов, наблюдение за процессом кристаллизации, анализ полученных результатов исследования, сбор и отработка информации, работа с литературными источниками и интернетом, рефлексивный анализ, работа с компьютером.

Содержание: способы, правила и этапы выращивания кристаллов.

Результативность: Создана коллекция кристаллов солей и медного купороса. Разработаны этапы приготовления раствора соли, медного купороса и условия выращивания кристалла в домашних условиях.

Сферы применения проекта: начальная школа, внеклассные мероприятия, на уроках химии и географии.

Адресная направленность: учащимся школы, педагогам.

Форма презентации: доклад, коллекция «Кристаллы», компьютерная презентация.

Содержание

  1. Ведение ………………………………………………………………..6

  2. Что такое кристаллы?............................................................................7

  3. Из чего и как можно вырастить кристаллы?…………………………8

  4. Выращивание кристаллов из медного купороса……………………..9

  5. Выращивание кристаллов из соли……………………………………10

  6. Заключение……………………………………………………………11

  7. Литература…………………………………………………………….12

  8. Приложение 1………………………………………………………. ..13

Таинственных хранитель сил И древности преданий Кристалл холодный, дар Земли В одежде дивных граней. Вот он лежит передо мной,Глубин земных посланец, И с ним играя, Солнца лучСвой исполняет танецКристаллы очень удивительные и завораживающие. С древних времен они привлекали к себе внимание людей своей красотой, блеском, загадочностью форм и цвета. Мне стало интересно, возможно ли самой создать такую красоту.

Почему я выбрала эту тему. Я хотела получить кристаллы в домашних условиях из различных веществ, которые можно купить в обычном магазине: поваренной соли, медного купороса.

Из литературы я узнала, как вырастить кристаллы из этих веществ.

Я заинтересовалась этой темой

Цель работы: 

Научиться в домашних условиях выращивать кристаллы из медного купороса и поваренной соли.

Задачи:

1.Изучить литературу по данной теме.

2.Изучить способы выращивания кристаллов в домашних условиях.

3.Подготовить оборудование и сырьё для выращивания кристаллов.

4. Выполнить опытно-экспериментальную работу.

5.Оценить результаты работы и сделать выводы.

Гипотеза

Возможно, кристаллы можно найти и в повседневной жизни;

Я думаю, что кристаллы могут вырасти из некоторых веществ при определённых условиях. Возможно, форму и цвет кристалла можно получить ту, которую захочешь

Кристаллы — это твёрдые вещества, имеющие естественную внешнюю форму правильных многогранников

(Википедия)

Немного истории

Интересно происхождения слова «кристалл» (оно 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. 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.

Кристаллы в природе

В природе есть множество примеров кристаллов. Например , кристаллы снега, кристаллы в облаках, кристаллы соли в морях, сахар, кристаллы в пещерах.

Кристаллы снега

Кристаллы замершей воды, т.е. лед и снег, известны всем. Эти кристаллы почти полгода (а в полярных областях и круглый год) покрывают необозримые пространства Земли, лежат на вершинах гор и сползают с них ледниками, плавают айсбергами в океанах. Снег образуется, когда микроскопические капли воды в облаках притягиваются к пылевым частицам и замерзают.

  1. Из чего и как можно вырастить кристаллы?

Можно вырастить кристалл из соли, из сахара, кальцинированной соды, медного купороса. Основная задача заключается в получении большого камня максимально правильной формы.

Вырастить кристалл в домашних условиях не только возможно, но и очень просто. Изначально кристаллы находили в природе (алмазы, к примеру), сейчас же научились выращивать кристаллы в промышленных масштабах на производстве, в домашних условиях. В наше время основная часть драгоценных камней, которые можно приобрести в ювелирном магазине, выращены искусственно

Я решила вырастить кристаллы из соли и медного купороса

Оборудование: 

Стаканчики, марля, деревянные палочки, поваренная соль, медный купорос, небольшая кастрюля, ложка.

Объектом исследования являются кристаллы.

Предметом исследования является процесс кристаллизации.

Методы исследования:

Проведение опытно-экспериментальной

деятельности с целью получения кристаллов.

Наблюдение за процессом кристаллизации.

Анализ полученных результатов исследования.

  1. Приступаю к опыту. Выращивание кристаллов из медного купороса

Из раствора соли можно получить прозрачные кристаллики, т. к. соль не имеет цвета.

А медный купорос - это порошок голубого цвета, и из него можно получить цветной кристалл.

  • Медный купорос широко используется в сельском хозяйстве для уничтожения вредителей, в промышленности он необходим для изготовления искусственных волокон, минеральных красок и т.д. Наряду с поваренной солью, медный купорос относится к веществам, кристаллы которого легко вырастить в домашних условиях. Выращивание кристаллов медного купороса — процесс, не требующий какого-то особенного оборудования и специальной технической подготовки. Технология выращивания кристаллов медного купороса схожа с ростом кристаллов поваренной соли

1.Готовим максимально концентрированный раствор соли, при этом ее необходимо добавлять в стакан с горячей водой (60 градусов) до того момента, пока она не перестанет растворятся при перемешивании

2.Банку с раствором необходимо поставить в спокойное место, накрыв

3.Через неделю на дне банки становится заметно образование кристаллов

4. Через 15 дней их уже гораздо больше

5. Через 28 дней у нас получился один большой и множество маленьких кристаллов, выращенных из медного купороса.

Соль - один из самых распространенных кристаллов. Мы каждый день употребляем её в пищу. В молотом виде соль представляет собой мелкие кристаллы белого цвета. Поваренная соль природного происхождения практически всегда имеет примеси других минеральных солей, которые могут придавать ей оттенки разных цветов (как правило, серого) В домашних условиях также возможно вырастить кристалл соли.

1. Приготовила раствор поваренной соли следующим образом: налила воды в стакан и поставила его в кастрюлю с тёплой водой (не более 50°С - 60°С). Для цвета в раствор можно добавить любой понравившийся краситель. Я выбрала красный.

2. Насыпала пищевую соль в стакан и оставила на 5 минут, предварительно помешав. За это время стакан с водой нагреется, а соль растворится. Затем добавила ещё соль и снова перемешала. Повторяйте этот этап до тех пор, пока соль уже не будет растворяться и будет оседать на дно стакана. Я получила насыщенный раствор соли. Перелила его в чистую ёмкость, избавившись при этом от излишков соли на дне. Выбрала несколько более крупных кристалликов поваренной соли и положила его на дно стакана с насыщенным раствором.

3. Уже через пару дней можно заметить значительный для кристаллика рост. С каждым днём он будет увеличиваться. Помните, что раствор должен быть насыщенным, то есть при приготовлении раствора на дне стакана всегда должна оставаться соль (на всякий случай).

4. Через 8 дней затравочные кристаллы соли уже заметно увеличились.

5. Через 20 дней они выросли до размеров приблизительно 2 см на 3 см.

6. Вот что у меня выросло через 32 дня.

Для моего проекта я использовала несколько емкостей с растворами различного цвета и разной концентрации. В итоге получилось 4 образца из поваренной соли.

Мои выводы

Выращивание кристаллов по истине увлекательное занятие и, пожалуй, самое простое, доступное и дешёвое для начинающих химиков, максимально безопасное с точки зрения техники безопасности

Моя гипотеза подтвердилась:

  • Действительно, кристаллы окружают нас повсюду;

  • Кристаллы можно получить из некоторых веществ в домашних условиях, только нужно знать способы их выращивания и необходимо соблюдать технику безопасности при работе с веществами

В результате исследования, мною были выращены кристаллы из медного купороса и поваренной соли.

Выращенные кристаллы можно использовать в качестве украшения, оформления рамки для фотографий или использовать в интерьере.

Значимость моего проекта

  • Моя работа может быть использована на уроке окружающего мира, во внеклассных мероприятиях. Уже сейчас я хочу быстрее изучать химию в школе, ведь это так интересно!

  • Своим экспериментом я заинтересовал всех в своей семье. Многие мои друзья тоже, заинтересовавшись моими опытами.

  • А если появился интерес к способу получения кристаллов, то задача моего проекта выполнена.

Эксперимент по

выращиванию кристаллов

удался!

Литература

1. Блудов М.И. Беседы по физике.- М., 1984.

2. Ландау Л.Д., Китайгородский А.И. Физика для всех, Книга 2. Молекулы.- М.,1978.

3. Опыты без взрывов. / Сост.А.Г. Мадера, А.Б. Пятикоп.- М., 2000.

4. Шаскольская М.П. Кристаллы. - М.1956.

5. Энциклопедический словарь юного химика. / Сост. В.А. Крицман, В.В.Станцо.-М., 1982.

6. Энциклопедия для детей. Том 4. Геология. / Сост. С.Т. Исмаилова.-М.,1995.

Приложение 1

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 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

Введение

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 Теория кристаллов

1.1 Что такое кристалл?

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]

1.2 Происхождение слова «кристалл»

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

2.1 Образование кристаллов в природе

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]

2.2 Выращивание кристаллов в промышленности

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]

3. Основные свойства кристаллов.

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]

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

Температура окружающей среды, в которой находится раствор

Объём воды и масса соли в растворе

Получившийся кристалл

1 стакан

Температура окружающей среды одинакова, она равна 23 °С

Vвода = 50 мл

mсоль = 70 г

В этом стакане кристалл вырос быстрее всех; по виду – поликристалл.

2 стакан

Vвода = 50 мл

mсоль = 50 г

Вырос поликристалл средней формы и размеров.

3 стакан

Vвода = 50 мл

mсоль = 30 г

Вырос монокристалл, хоть и маленький, но симметричный и правильной формы; он рос медленнее всех.

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

Температура окружающей среды, в которой находится раствор

Объём воды и масса соли в растворе

Получившийся кристалл

Медный купорос

1 стакан

t= 30°С

Vвода = 50 мл

mсоль = 30г

Кристалл получился голубоватого оттенка, симметричен (монокристалл)

Поваренная соль

2 стакан

t= 30°С

Vвода = 50 мл

mсоль = 30г

Кристалл получился в форме куба (монокристалл)

Дневник наблюдений

День

Совершаемое действие

1 стакан

2 стакан

1 день

Приготовление раствора

Приготовили раствор медного купороса

Приготовили раствор поваренной соли

2 день

Оценка изменений

Ничего не произошло

На дне появились мелкие кристаллики

3 день

Приготовление затравки для раствора

Взяли кристаллик медного купороса, завязали его на нити, опустили в раствор

Опустили в раствор нить с затравкой

4 день

Оценка появившихся кристаллов

На нити появились маленькие кристаллики

Появились кристаллики на нити кубической формы

5 день

Сравнение появившихся кристаллов

Появившиеся кристаллы по размерам больше, чем кристаллы поваренной соли, но всё же маленькие

Кристаллики очень малы по размерам

6 день

Оценка кристаллов

Образовался моно кристалл небольшого размера

Образовался монокристалл

7 день

Сравнение и оценка кристаллов (итог)

В итоге на нити образовался монокристалл средних размеров

На нити образовался небольшой монокристалл

17

Проектная деятельность «Выращивание кристаллов в домашних условиях» (подготовительная группа)

Наталья Кузнецова Проектная деятельность «Выращивание кристаллов в домашних условиях» (подготовительная группа)

Введение

В мире очень много интересного и необычного. Вот, например, кристаллы. Они встречаются в нашей жизни везде, притягивая своей необычностью и загадочностью, вызывая интерес к наблюдению и изучению.

Говорят, что кристаллы растут. Почему же они могут расти? Ведь это не растение…

Я узнал, что в природе найти нужный кристалл сложно, поэтому его можно вырастить искусственно.

Мне стало интересно, можно ли выращивать кристаллы и как это сделать.

А не попробовать ли вырастить кристаллы самому.

Так была выбрана тема моего исследования: «Выращивание кристаллов в домашних условиях».

Гипотеза:

Я предположил, что кристаллы соли и сахара могут появляться при создании определенных условий. Кристаллы можно вырастить дома.

Объект исследования: кристаллы соли и сахара.

Предмет исследования: соль.

Методы исследования:

• изучение энциклопедий;

• рассматривание иллюстраций;

• рассматривание бижутерии из искусственных камней;

• получение информации от взрослых;

• эксперименты.

Цель исследования: выращивание кристаллов в домашних условиях.

Задачи исследования:

- Собрать сведения о кристаллах в книгах

- Подобрать дома доступное оборудование и сырьё для выращивания кристаллов

- Изучить условия образования кристаллов

- Вырастить кристаллы поваренной соли.

Основная часть

1. История кристаллов

Слово «кристалл» означало в переводе с греческого только «лёд». Кристаллы многих минералов и драгоценных камней были известны и описаны ещё несколько тысячелетий назад.

Кристаллы люди используют в строительстве, при производстве ювелирных изделий, часов, электронных приборов, компьютерной техники.

Вы, наверное, все видели красивые кристаллы на выставках изделий из природного камня, на картинках в книгах и журналах. Какие они красивые и разные.

Где же взять столько кристаллов? Поэтому люди научились их выращивать в лабораториях.

Из книг, энциклопедий и из рассказов мамы я узнал, что кристаллы бывают в природе (природные) и выращенные искусственно в лаборатории (искусственные).

2. С чего всё началось

Увидеть кристаллы можно в каждом доме, если заглянуть в солонку или сахарницу.

Посмотрите в лупу на соль и сахарный песок. Каждая крупинка — это тоже кристаллик с ровными, гладкими гранями. В кусковом сахаре очень хорошо видно, как поблескивают отдельные грани слипшихся вместе мелких кристалликов.

Меня очень заинтересовало, как можно вырастить кристаллы и можно ли их вырастить дома.

Я решил вырастить кристаллы из соли.

3 Мой эксперимент

Налили в стакан горячую воду, затем насыпали соль до тех пор, пока она не перестала растворяться.

Раствор процедили через фильтр, по желанию можно добавить краситель

Остудили раствор. Взяли нитку, привязали мох, повесили на карандаше так, чтобы он не доставал до дна. Поставили в место, где нет сквозняков.

Уже через несколько дней появились первые кристаллики.

Через две недели мой кристалл стал намного больше.

4 Практическая значимость

Кристаллы, полученные из соли, можно применять для украшения интерьера помещений, для создания разнообразных декоративных композиций.

Заключение

Мой эксперимент показал, что соль хорошо растворяется в воде, образуя при этом кристаллы. На форму кристаллов влияет температура.

Работая над проектом, я освоил способ выращивания кристаллов из соли. Наблюдал рост кристаллов и в итоге, рассказал одноклассникам, как вырастить кристалл.

Литература

1. Большая детская энциклопедия: Химия, сост. К. Люцис. М.: Русское энциклопедическое товарищество. 2000.

2. Владимиров А. В. Солёное золото: Научно-художественная литература. М.: Детская литература. 1986.

3. Долгова А. В., Короленкова Т. Г. «Наша планета Земля» М.: Пилигрим, 1998.

4. Интерактивная энциклопедия «Всё обо всём», М.: Махаон 2007.

5. Леенсон И. А. Занимательная химия. М.: Дрофа. 1996.

6. Энциклопедия для любознательных «Что, зачем и почему?» М.: Махаон 2012.

7. Энциклопедический словарь химика. М.: Педагогика. 1990.

8. http://www.kakprosto.ru/kak-12563-kak-vyrastit-kristall-v-domashnih-

usloviyah-iz-soli

9. http://www.zircon81.narod.ru/Metodica.html

10. http://www.waynesthisandthat.com/crystals.htm#fast - fast

11. http://www.crystalgrowing.com/index_e.htm

Проектная работа на тему

1 Проектная работа на тему: «Выращивание кристаллов в домашних условиях» Выполнил: Хионин Даниил ученик 2-В класса

2 * 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. Мне стало интересно узнать, можно ли вырастить кристаллы в домашних условиях?

3 * мы предполагаем, что в домашних условиях действительно можно вырастить некоторые виды кристаллов.

4 * 1. Научиться выращивать кристаллы поваренной соли и сахара в домашних условиях. * 2. Собрать сведения о кристаллах в интернете; * 3. Подобрать дома доступное оборудование и сырье для выращивания кристаллов; * 4. Познакомиться с мерами безопасности при проведении экспериментов; * 5. Вырастить кристаллы поваренной соли и сахара.

5 * 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 ювелирных изделиях. Кристаллы бывают разных цветов и размеров. Кристаллы можно вырастить и в домашних условиях из соли, сахара, кальцинированной соды, медного купороса. Нужно помнить, что – это химические реактивы, поэтому работать с ними детям можно только под наблюдением взрослых! Вот и я решил проверить смогу ли вырастить красивый кристалл в домашних условиях.

6 * Выращивание кристалла из поваренной соли. * 1. Для эксперимента мы взяли пластиковый стаканчик, горячую воду и соль. Соль добавляли до тех пор, пока она не перестала растворяться. * 2. Нашли самый большой кристаллик в соли опустили его в раствор с солью. * 3. Поставили раствор охлаждаться. Чем медленнее он будет остывать, тем крупнее получатся кристаллы.

7

8 4. Через 7 дней наш кристалл выглядел вот так.

9 * 5. Для того что бы кристалл рос дальше я сделал новый солевой раствор и переложил кристалл в него.

10 * 6. На 14 день кристалл увеличился.

11 * 1. Нагрели на плите воду, стали насыпать сахар, до тех пор, пока он не перестал растворяться. * 2. Раствор процедили через фильтр, чтобы не осталось соринок, добавили красители. * 3. Остудили раствор. Взяли палочку, смочили её, обваляли в сахаре, повесили на ниточке так, чтобы она погрузилась в раствор, но не достала дна. * 4. Поставили стакан с раствором в место, где нет сквозняков.

12

13 * Уже на следующий день палочка заметно обросла кристаллами. Через неделю кристаллы сахара выглядели так:

14 * В процессе исследования я понял, что вырастить кристаллы в домашних условиях очень просто не потратив много времени и материалов. Кристаллы различных веществ имеют разную форму, на форму кристаллов влияет температура, на цвет кристаллов из соли и сахара повлияли красители.

15 * Мы учились работать с интернетом; * Освоили некоторые способы выращивания кристаллов; * Наблюдали рост кристалла. * Спасибо за внимание!


Смотрите также

НАС УЖЕ 77 321

Подпишись на обновления сайта! Получай статьи на почту: