Муниципальный конкурс «Первые шаги в науку» Условия выращивания кристаллов

Скачать 95.99 Kb.

Название	Муниципальный конкурс «Первые шаги в науку» Условия выращивания кристаллов
Тип	Конкурс

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Конкурс

Муниципальный конкурс «Первые шаги в науку»

Условия выращивания кристаллов

(Мир физики и химии)

Автор: Мигунова Ксения, 3 класс,
филиал МКОУ СОШ №1 г. Сим

Руководитель: Якушева Елена Викторовна,
учитель химии
филиала МКОУ СОШ №1 г. Сим

Аша – 2014

Содержание

Введение ……………………………………………………………………….. ...3

Глава 1. Кристаллы в природе………………………………………..…………..4

Глава 2. Выращивание кристаллов
2.1. Этапы работы…………………………………………………………...6
2.2. Выращивание кристаллов из набора «Алхимик»…………………….6
2.3. Выращивание кристаллов из раствора медного купороса…………..7

Выводы…………………………………………………………………………….8

Библиографический список………………………………………………………9

Приложения
Приложение I…………………………………………………………...…10
Приложение II……………………………………………………………..11

Введение

На одном из занятий по внеурочной деятельности мы выращивали кристаллы из набора, который принес один из одноклассников. Опыт прошел удачно, на дне банки у нас выросли прозрачные бесцветные кристаллы. Они настолько были красивы, что мы по очереди уносили их домой, чтобы показать родителям. После этого опыта у меня возникло много вопросов: что такое кристаллы? Встречаются ли кристаллы в природе? Как они образуются? Из всех ли веществ можно вырастить кристаллы? Перед собой я поставила цель – выяснить, какие условия необходимы для роста кристаллов.

Для достижения поставленной цели мне нужно было решить следующие задачи:

Изучить литературу о кристаллах;
Подобрать вещества, из которых будут выращены кристаллы;
Провести ряд опытов по выращиванию кристаллов, изменяя условия выращивания;
Сравнить полученные результаты и сделать выводы.

В самом начале выполнения работы у меня возникла гипотеза: ростом кристаллов можно управлять.

Выращивание кристаллов не только увлекательное занятие. Искусственно выращенные кристаллы находят широкое применение. Например, на механических часах есть надпись «11 камней» или «17 камней». Эти камни не что иное, как рубиновые кристаллы, которые используются в механических часах в качестве опоры для маятников. Найти практическое применение выращенным кристаллам – в этом заключается актуальность моей работы.

Глава 1. Кристаллы в природе

Вещество может находиться в одном из трех состояний: твердом, жидком или газообразном. Твердые тела имеют постоянную форму. Это вызвано тем, что атомы в твердых телах прочно соединены друг с другом и практически не движутся [1.184]. В некоторых твердых телах атомы располагаются ровными рядами. Такое расположение атомов называется кристаллической решеткой, а сами тела - кристаллами

Кристаллы – твердые тела, в которых атомы расположены в определенном порядке.[3 .133]

Большинство кристаллов образованы из минералов – природных веществ, присутствующих в земной коре. Кристаллы имеют различную форму, но у всех у них – острые края и плоские поверхности [4.40] (Рис. 1).

$f:\формы кристаллов\220913_html_7904b118.png$

Рис.1. Форма кристаллов

В природе кристаллы образуются тремя способами:

1. Из расплава. В недрах Земли температура очень высокая и вещество находится в жидком состоянии. Когда оно поднимается к поверхности, то постепенно остывает, и начинают образовываться кристаллы. Так образуются, например, драгоценные камни топаз, изумруд, гранат (Рис. 2). Их находят в виде некрупных кристаллов, но кристаллы драгоценного камня берилла могут достигать огромных размеров (самый крупный из найденных бериллов был длиной 18 м) [2.35].

$g:\вставка\goluboy-topaz-yuzhnyiy-ural..jpg$

Топаз

$g:\вставка\изумруд.jpeg$

Изумруд

$g:\вставка\гранат.jpg$

Гранат

$g:\вставка\berill..jpg$

Берилл

Рис.2. Драгоценные камни, образовавшиеся из расплавов

2. Из пара. Так образуются снежинки. Почти все снежинки имеют правильную шестиугольную форму (Рис. 3)	$g:\вставка\snow_109.jpg$	$g:\вставка\снеж 2.jpeg$	$g:\вставка\снеж 3.jpeg$
	Рис. 3. Снежинка имеет шестиугольную форму

3. Из раствора. Примером может служить поваренная соль. При охлаждении раствора поваренная соль откладывается на дне озера или моря и тогда приступают к ее добыче (Рис. 4). Прекрасные кристаллы могут расти в лаве после извержения вулкана. В лаве растворены газы, при остывании образующие в ней пузыри. Когда лава затвердевает, эти пузыри становятся округлыми полостями в горной породе. Их называют жеодами. В жеоды просачиваются растворы, и из них вырастают хорошо ограненные кристаллы, выстилающие стенки полости, а часто заполняющие ее целиком. Драгоценный камень аметист образуется именно так [2.34] (Рис.5).

$g:\вставка\добыча.jpg$

Рис. 4. Добыча поваренной соли

$g:\вставка\аметист.jpeg$

Рис. 5. Аметист

Часто люди, рассматривая чудесные, сверкающие, переливающиеся кристаллы, не могут поверить, что их создала природа, а не человек. Именно поэтому родилось так много легенд о кристаллах. В древности кристаллам приписывались необыкновенные свойства. Считали, например, что кристалл аметиста предохраняет от пьянства и навевает счастливые сны, изумруд спасает мореплавателей от бурь, сапфир помогает при укусах скорпионов, алмаз бережет от болезней, топаз приносит счастье в ноябре, а гранат — в январе и т. д. Несколько таких легенд, рассказанных старыми уральскими мастерами, собрано П. П. Бажовым в сборнике «Малахитовая шкатулка».

Глава 2. Выращивание кристаллов
2.1. Этапы работы

Процесс выращивания кристаллов можно разделить на этапы:
Этап 1. Растворить соль, из которой будет расти кристалл, в воде, подогретой до температуры 65-70°С. Подогревают для того, чтобы соли растворилось немного больше, чем может раствориться при комнатной температуре. Соль надо растворять до тех пор, пока она не перестанет растворяться. Такой раствор называют насыщенным.
Этап 2. Раствор перелить в другую емкость, где будут выращены кристаллы.
Этап 3. На нитку привязать кристаллик соли (или кусочек гранита, пуговицу и т.д.), на котором будет расти кристалл. Нитку привязать к карандашу и с помощью пластилина укрепить наверху емкости, в которой будут расти кристаллы. Можно вырастить кристаллы на подставке, например, на шершавой стороне облицовочной плитки. На поверхность раствора в этом случае насыпается дополнительная порция вещества для затравки.
Этап 4. Перенести емкость с насыщенным раствором в место без сквозняков, вибрации, сильного света, резкого перепада температуры воздуха.
Этап 5. Накрыть сверху емкость с выращиваемым кристаллом, например, бумагой, чтобы туда не попадала пыль. Оставить на несколько дней.
Во время роста кристалла нежелательно переносить емкость с одного места на другое, доставать кристалл из раствора. Для приготовления насыщенного раствора лучше использовать дистиллированную воду.

2.2. Выращивание кристаллов из набора «Алхимик»

Эти кристаллы я выращивала по инструкции двумя способами.
1 способ. В эмалированную кастрюлю с помощью мерного стаканчика налила 200 мл воды и поставила разогреваться на плиту. Нагрела примерно до 70°С. Температуру измеряла с помощью термометра. Осторожно перелила воду в поллитровую банку, всыпала в нее половину химического вещества из пакета. На дно емкости для выращивания кристаллов положила входящий в набор кусочек плитки лицевой стороной вниз. Когда раствор немного остыл, перелила его в эту же емкость и остудила до комнатной температуры. Взяла из пакета одну чайную ложечку вещества и рассыпала его по всей поверхности раствора опустившиеся на дно и на плитку маленькие кристаллики порошка послужат затравкой для образования и роста кристаллов. Накрыла емкость крышкой и поставила в укромное место. Кристаллы появились на следующий день в форме друзы. Они красного цвета и имеют форму прямоугольного параллелепипеда с заостренными концами.
2 способ. Приготовила насыщенный раствор из оставшегося вещества. В набор были вложены фигурки бабочки и звездочки из фетра. Я выбрала бабочку, укрепила ее на проволоку, проволоку привязала к карандашу и опустила в остывший до комнатной температуры раствор. Уже через 4 часа вся поверхность бабочки покрылась небольшими кристаллами. Бабочка была в растворе 3 суток. Затем я ее достала, просушила и покрыла лаком, потому что если кристалл лежит на воздухе, то он разрушается (ПРИЛОЖЕНИЕ I).

С выращенными кристаллами я решила поэкспериментировать. Ударила слегка по кристаллу молотком. Он раскололся не на бесформенные куски, как, например, стекло, а на мелкие кубики. Значит, из таких еще более мелких кубиков и состоит кристалл.

2.3. Выращивание кристаллов из раствора медного купороса

Налила в эмалированную кастрюлю 400 мл воды. Нагрела воду до 70°С. Приготовила насыщенный раствор. Раствор перелила в две банки объемом 0,7 литра, в которых будут расти кристаллы. В одну банку опустила нитку, привязанную к карандашу с прикрепленным на ее конец кристалликом соли. На этой нитке я должна была увидеть кристаллы. Накрыла банку листом бумаги и поставила на стол. В другую банку на дно положила кусочек керамической плитки лицевой стороной вниз, а сверху насыпала порошок медного купороса для затравки. Первые кристаллы на нитке появились уже на следующий день. Они имеют форму длинных тонких игл голубого цвета длиной 2 – 5 мм. На керамической плитке выросла целая друза! По внешнему виду она напомнила мне ветвь кораллов, которую приносила в школу моя одноклассница (ПРИЛОЖЕНИЕ II). На следующий день размеры кристаллов увеличились. Кристаллы на плитке начали ветвиться, но форма их оставалась прежней. Если растущие кристаллы встречаются друг с другом, они срастаются вместе, причем оставшиеся свободными красивые грани продолжают расти наружу там, где кристаллики не соприкасаются. По мере испарения воды, растворенная соль добавляется к уже образовавшимся ранее кристалликам. Каждая плоская грань кристаллика растет слой за слоем. Я достала кристаллы из раствора. Невозможно определить, где заканчивается один кристалл и начинается другой, но отделить их друг от друга легко. Через несколько дней нахождения на воздухе кристаллы стали изменять окраску с голубой на зеленоватую.

Выводы

Я выращивала кристаллы из набора «Алхимик», поваренной соли кальцинированной соды, сахарного песка, дихромата калия, медного купороса. Наиболее красивые кристаллы у меня получились из набора «Алхимик» и медного купороса. Из сахарного песка кристаллы не выросли, хотя в литературе я читала, что из него тоже выращивают. В ходе работы я сделала выводы:

В природе существуют кристаллические вещества.
Кристаллы образуются из растворов, когда растворитель испаряется; из расплава, если расплав охлаждается; из теплого невидимого пара, если пар встречается с более холодной поверхностью.
Кристаллы растут за счет добавления новых слоев, если есть приток вещества извне и их ростом можно управлять.
Кристаллы различных веществ имеют разную форму и свойства. Они могут быть окрашены, иметь различную форму, твердость, скорость роста.

Библиографический список

Окслейд К., Гэнери А. «Энциклопедия для детей от А до Я»; ООО «Издательская группа «Азбука-Аттикус», 2012
Оливер К., Паркер С., Райли П. Наука (500 удивительных фактов)/ Пер. с англ. М.М. Жуковой, В.В. Свечникова, С.В. Чудова, С. Э. Шафрановского. – М.: ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2006
Ольгин О. «Чудеса на выбор»: Забавная химия для детей. – М.: Дет. лит., 1997
Уорд Б. Иллюстрированная энциклопедия для любознательных/ Пер. с англ. И.Я. Дихтер. – М.: ЗАО «РОСМЭН-ПРЕСС», 2006
Элизабет А. Вуд. Кристаллы – пособие для учителей и учеников. 1972

ПРИЛОЖЕНИЕ I

$c:\documents and settings\admin\local settings\temporary internet files\content.word\img_1273.jpg$ А	$h:\выращивание кристаллов\фото мигунова\img_1274.jpg$ Б	$h:\выращивание кристаллов\фото мигунова\img_1275.jpg$ В
$c:\documents and settings\admin\local settings\temporary internet files\content.word\img_1276.jpg$ Г	$c:\documents and settings\admin\local settings\temporary internet files\content.word\img_1278.jpg$ Д	$h:\выращивание кристаллов\фото мигунова\img_1317.jpg$ Е
$h:\выращивание кристаллов\фото мигунова\img_1277.jpg$ Ж	$c:\documents and settings\admin\local settings\temporary internet files\content.word\img_1279.jpg$ З	$h:\выращивание кристаллов\фото мигунова\img_1294.jpg$ И

Выращивание кристаллов из набора «Алхимик»: А – нагревание воды; Б, В – растворение вещества; Г – погружение плитки, на которой будут расти кристаллы; Д – затравка; Е – кристаллы, выращенные на плитке; Ж – укрепление заготовки из фетра на проволоке; З – погружение «бабочки» в раствор; И – кристаллы на «бабочке»

ПРИЛОЖЕНИЕ II

$h:\выращивание кристаллов\фото мигунова\изображение 008.jpg$ А
$h:\выращивание кристаллов\фото мигунова\изображение 007.jpg$ Б	$h:\выращивание кристаллов\фото мигунова\изображение 010.jpg$ В
$h:\выращивание кристаллов\фото мигунова\изображение 006.jpg$ Г		$h:\выращивание кристаллов\фото мигунова\изображение 005.jpg$ Д

Кристаллы, выращенные из раствора медного купороса: А – рассматривание кристаллов с помощью цифрового микроскопа; Б, В, Г – форма кристаллов в зависимости от продолжительности роста и способа выращивания; Д – ветвь коралла.

Похожие:

	Муниципальный конкурс ученических творческих исследовательских проектов... История возникновения фармацевтической промышленности и получение салициловой кислоты		Конкурс исследовательских и творческих работ обучающихся 8 -11 классов... В ситуации угрозы, опасности, обиды происходят изменения в эмоциональной сфере личности, что является предпосылкой развития стрессовых...
	Iv корпусная Научная практическая конференция «Первые шаги в науку... В результате средние дозы облучения человека достигают удвоенного естественного фона. Поэтому в современных условиях недопустимо...		Минимальные условия выращивания Эустома обычно выращивается в хорошо оборудованных теплицах. Поддерживается температура от 15 0С ночью и 21-220С в дневное время....
	Результаты Открытого Республиканского фестиваля-конкурса юных исполнителей... Открытого Республиканского фестиваля-конкурса юных исполнителей «Первые шаги» в номинации «Хореография» (концертный зал)		Шаги к созданию новых церквей: от идеи до воплощения Дивизиона в отделе Личного служения и роста церкви. Его опыт в создании новых церквей начался с того, что, будучи старшим пастором...
	2. первые шаги начало и конец сеанса работ Нью-Джерси в США. Принципы ее построения были описаны первоначально в ря- де статей журнала этой фирмы [1], а различные аспекты ее...		Рабочая программа по внеурочной деятельности "Первые шаги моего исследования" Одним из способов превращения ученика в субъект учебной деятельности является его участие в исследовательской деятельности
	Первые шаги в Bloomberg. Что делать? Данная инструкция описывает только наиболее востребованный в вузе порядок выгрузки микро-данных по отдельным компаниям. Для облегчения...		Конкурс на замещение вакантной должности главного специалиста агронома... Объявляется конкурс на замещение вакантной должности главного специалиста – агронома му «Управление сельского хозяйства администрации...
	Культиватор для выращивания хлореллы в искусственных условиях Цель проекта: создание энергоэффективного и автоматизированного культиватора нового поколения для выращивания хлореллы в искусственных...		Конкурс организуется и проводится Отделением Всероссийской общественной организ Настоящее Положение о V республиканском конкурсе «Планета Земля глазами жителей Мордовии» (далее – Положение; далее – Конкурс) определяет...
	Конкурсная документация открытого конкурса на право заключения договора... Открытый конкурс (далее конкурс) – торги, победителем которых признаётся лицо, которое предложило лучшие условия исполнения договора...		Положение о муниципальном конкурсе «Педагог года 2015» Муниципальный конкурс «Педагог года 2015» (далее – Конкурс) проводится как второй этап в рамках областного конкурса «Педагог года...
	Администрация муниципального образования «параньгинский муниципальный... Марий эл республикын «параньга муниципальный район» муниципальный образованийын администрацийже		Конкурсная документация открытый конкурс в электронной форме на право... Комиссия на основании критериев и порядка оценки, установленных в конкурсной документации, определяет участника конкурса, предложившего...

Руководство, инструкция по применению