Исследовательская работа на тему: «Знакомство с Уральским малахитом. Опыт по выращиванию искусственного малахита».

Министерство общего и профессионального образования

Свердловской области

Отдел образования Администрации Ленинского района

города Екатеринбурга

Гимназия № 5

Исследовательская работа на тему:

«Знакомство с Уральским малахитом.

Опыт по выращиванию

искусственного малахита».

                                                                     Исследовательская работа

                                                             ученика 2 «Б» класса

                                                         Абрамова  Леонида

                                                                        Руководитель: Абрамов И.Л.

                                                                  Классный руководитель:

                                                     Трофимова И.Н.

Екатеринбург, 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Введение………………………………………………………………….3
2. О малахите ……………………………………………………………....4
3. Уральский малахит – исторические факты ……………………………5
4. Физические свойства малахита ………………………………………...7
5. Способы выращивания искусственного малахита…………………….8
6. Эксперимент по выращиванию малахита в домашних условиях…….9
7. Выводы …………………………………………………………………..12

ВВЕДЕНИЕ

           Я коллекционирую различные минералы. Мне интересно узнавать о них разную полезную информацию. Недавно мы с папой ходили в Уральский геологический музей. Там, очень много разных минералов и других экспонатов. Там я узнал о том,  что месторождения малахита на Урале исчерпаны и теперь малахит в России не добывают. Хотя Уральский малахит признан во всём мире самым красивым по богатству рисунка. Мне стало интересно, а можно ли вырастить искусственный малахит?  

Цель моей работы: больше узнать о минерале и опытным путём доказать возможность выращивания минерала – малахит, в домашних условиях.

Эта работа актуальна в современном мире , так как истощаются запасы природных минералов.

          Сначала я познакомился с историей добычи малахита на Урале, затем узнал, где и как использовали раньше и используют сейчас этот красивый камень.

В процессе поиска разной информации я выяснил, что малахит российские учёные успешно выращивают в лабораторных условиях. Мне стало интересно, а можно ли вырастить этот минерал самому в домашних условиях?

О МАЛАХИТЕ

               Малахит - один из красивейших минералов. Его окраска богата оттенками - вся палитра зеленых тонов от светло-зеленого с голубизной (бирюзового) до густого темно-зеленого цвета ("плисового"). Название минерал получил, вероятно, за зеленую окраску, напоминающую цвет листьев мальвы (греч. malache - мальва), либо за небольшую твердость (греч. malakos- мягкий).

         Изделия из малахита - это вазы, небольшие скульптуры, шкатулки, кабошоны, бусы, полированные пластины. Образцы малахита часто представляют сугубо научный интерес, но среди них есть очень красивые штуфы. Даже в необработанном виде очень эффектны причудливой формы почковидные и гроздьевидные агрегаты малахита. Иногда для подчеркивания красоты камня достаточно лишь небольшого среза или легкой полировки природной поверхности образца.

        По составу малахит представляет собой водную углекислую соль меди - Cu2[CO3](OH)2. Оксида меди в малахите содержится до 72%. Окраска его объясняется присутствием иона меди. Кристаллы малахита крайне редки и весьма ценятся коллекционерами.

Благодаря небольшой твердости (твердость по шкале Мооса 3-4) малахит легко обрабатывается: быстро режется, хорошо шлифуется и полируется, в руках умелого мастера принимает самую высокую зеркальную полировку.

Малахит издавна привлекал внимание людей. С неолита вплоть до железного века, он был камнем ремесленников: краскотеров и красильщиков, стеклодувов, живописцев, плавильщиков (выплавляли медь). Иногда его использовали в качестве бесхитростных украшений и простых поделок. Самой ранней малахитовой поделке 10500 лет! Это скромная, простой овальной формы подвеска, найденная в одном из погребений неолитического могильника в долине Шанидар (Северный Ирак). В те времена в нем ценилась не красота, а польза.

УРАЛЬСКИЙ МАЛАХИТ – ИСТОРИЧЕСКИЕ ФАКТЫ

     Общепризнано, что малахит по полному праву может считаться «русским» камнем. Не будет большим преувеличением назвать малахит и «поистине» уральским камнем. Издавна повелось, что для изучения малахита ученые со всего света съезжались на прославленные уральские месторождения его. Отсюда, с Урала, пошла и современная техника обработки малахита, признанная во всем мире как техника «Русской мозаики».

       Первым было открыто Гумешевское месторождение, расположенное на нынешней северо-западной окраине города Полевского Свердловской области. Нашли его в 1702 году жители Арамильской слободы Сергей Бабин и Козьма Сулея. Нашли по следам древних разработок и не менее древним остаткам от плавки руд — «изгаринам». И позднее при разведке и разработке месторождения находили многочисленные следы деятельности рудознатцев и металлургов ушедших поколений: медные ломы, кожаные сыромятные сумы, обрывки одежды, «изгарины», а однажды обнаружили и их останки. Историки датируют время этих древних разработок серединой — концом первого тысячелетия до н. э.

       В 1735 году по распоряжению В.Н. Татищева казна приступила к разработке Гумёшевского месторождения. Но, видно, тогдашние царёвы металлурги достаточно не знали технологии обработки и плавки подобных руд. Завод работал в убыток. Так продолжалось до 1759 года, когда титулярный советник купец Алексей Турчанинов «выходил» в столице себе убыточный рудник вместе с Сысертским, Полевскими и Северским заводами.

Скоро Гумешевское месторождение не могло уже удовлетворять спроса, все увеличивающегося и умело подогреваемого.

     И тут подоспело открытие сказочно богатых малахитовых залежей на Меднорудянском руднике возле города Нижнего Тагила. Владельцы этого рудника, Демидовы, не растерялись. Им хорошо был ведом путь, надежный и кратчайший к прибылям. Из первых же крупных находок Анатолий Демидов велит вырубить малахитовый храм — восьмиколонную ротонду, изысканно-строгую и нарядную, и подносит ее Николаю I для установки в Исаакиевском соборе.

     А еще малахит в старые годы шел на изготовление очень прочной зеленой краски. Наш современник ужасается: малахитом красили крыши.

С уменьшением запасов малахита резко уменьшился и поток изделий малахитовой промышленности. Это положение сохранилось и до сих пор.

     ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАЛАХИТА:

      Химическая формула (CuOH)2CO3 – это довольно хрупкий минерал.

Цвет: варьирует от сочного темно-зеленого до светлого бирюзово - зеленого. Непрозрачен, в мелких кристаллах просвечивает. В плотных почковидных агрегатах окраска обычно распределяется ритмично, с чередованием темных и светлых зон. Тонкоигольчатый (плисовый) и порошковатый агрегаты окрашены равномерно. Более или менее одноцветные куски встречаются редко.

Вид кристалла: призматический, пластинчатый, игольчатый. Чаще всего наблюдается в виде корочек, сферокристаллов, натечных почковидных агрегатов.

Малахит - один из красивейших минералов. Название минерал получил,  за зеленую окраску, напоминающую цвет листьев мальвы.

Малахит - минерал, основной карбонат меди.

Лучистый малахит приобретает на срезе шелковистый отлив (плисовый малахит). Блеск шелковистый или бархатный в агрегатах, алмазный до стеклянного у кристаллов. Образуется в зоне окисления медных или медьсодержащих железорудных или полиметаллических сульфидных месторождений.

СПОСОБЫ ВЫРАЩИВАНИЯ ИСКУССТВЕННОГО МАЛАХИТА:

Существует несколько способов получения искусственных минералов. Один из них – это создание композитных материалов спеканием порошка природного минерала при высоком давлении. При этом происходит много процессов, из которых главные – это уплотнение и перекристаллизация вещества.

Другой возможный способ – гидротермальный синтез, то есть получение кристаллических неорганических соединений в условиях, моделирующих процессы образования минералов в земных недрах. Он основан на способности воды растворять при высоких температурах (до 500° С) и давлениях до 3000 атмосфер вещества, которые в обычных условиях практически нерастворимы.

ОПЫТ ПО ВЫРАЩИВАНИЮ МАЛАХИТА В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ:

1. Я растворил стиральную соду(Na2CO3) в кипяченной воде. И получил щелочь (Na(OH)).

2. Смешал медный купорос(CuSO4) с щелочью(Na(OH)). Набрал в кастрюлю воду и нагрел до 90 градусов. Затем остудил до 50 и поставил в кастрюлю посудину со смесью.

3. Наблюдал, как после испарения остался осадок.

4. Сделал пластинку: эпоксидный клей смешал с затвердителем.

5. В клей добавил получившийся осадок и перемешал.

6. В коробочку  вылил перемешанный осадок с клеем.

8. Поставил всё на подоконник

8Наблюдал: затвердение произошло за 24 часа.

ВЫВОДЫ

       Таким образом я доказал, что в домашних условиях можно получить искусственно выращенный минерал, но его плотность, структура и рисунок не идут не в какое сравнение с природным.

       Так же я узнал о том, что в лабораторных условиях можно. Учёными было разработано несколько методов синтеза малахита, позволяющих получить в искусственных условиях практически все текстурные разновидности, характерные для природного камня – полосчатые, плисовые, почковидные. Отличить искусственный малахит от природного можно было разве что методами химического анализа.  Разработка методов искусственного получения малахита считается одним из наиболее существенных достижений в области синтеза природных аналогов драгоценных и поделочных камней. По всем своим свойствам синтетический малахит способен заменить природный камень в ювелирном и камнерезном деле. Его можно использовать для облицовки архитектурных деталей как внутри, так и снаружи зданий.

        В процессе выполнения этой работы я очень много узнал для себя нового и интересного. Узнал историю малахита, о его физических и даже мистических свойствах. В дальнейшем я планирую продолжить изучение минералов и пополнение своей коллекции.