УДИВИТЕЛЬНЫЕ И ЗАГАДОЧНЫЕ КРИСТАЛЛЫ.

АВТОНОМНАЯ НЕКОММЕРЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ

«ЦЕНТР РАЗВИТИЯ И ОБРАЗОВАНИЯ»

ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ

КОНФЕРЕНЦИЯ «В НАУКУ ПЕРВЫЕ ШАГИ»

Естественные науки: окружающий мир

УДИВИТЕЛЬНЫЕ И ЗАГАДОЧНЫЕ

КРИСТАЛЛЫ.

Ильина Екатерина Александровна

МБОУ «СОШ №9», 2 класс

г. Набережные Челны

Научный руководитель:

Щетинина Л. В., учитель начальных классов

Набережные Челны

2014

Содержание

Введение.

    В мире столько всего интересного! По окружающему миру у нас была тема «Умей видеть», и учительница сказала нам, что порой удивительные вещи находятся у нас под носом, а мы их не замечаем. Например, кристаллы.     Я удивилась, ведь кристаллы в моем представлении – это алмазы, бриллианты. Еще сильнее я удивилась, когда узнала, что привычные соль и сахар – кристаллы, и что их можно выращивать дома самой. И я решила проверить возможность выращивания кристаллов из поваренной соли и сахара. 

   Актуальность исследования состоит в том, что выращивание кристаллов - увлекательное занятие и, пожалуй, самое простое, доступное и недорогое для юных исследователей.
  Гипотеза исследования: мы предполагаем, что в домашних условиях действительно можно вырастить кристаллы соли и сахара.
  Цель работы: узнать и рассказать одноклассникам интересные сведения о кристаллах, об их форме, о том, как появляются кристаллы.

   В соответствии с целями, были поставлены следующие задачи:

• Изучить литературу о кристаллах
• Познакомиться со способами выращивания кристаллов.
• Вырастить кристаллы соли и сахара.

   Объектом исследования являются кристаллы.
  Предметом исследования - процесс кристаллизации.

   Методы исследования:

• Изучение теории по данной теме, анализ литературы и других источников информации;
• Систематизация полученных теоретических и практических знаний.

    Практическое значение исследования состоит в том, что оно может быть использовано на уроках окружающего мира, во внеклассных мероприятиях, оно способно подвигнуть других учеников класса  заняться научной деятельностью.

Глава 1. Теория

    Что такое кристаллы? По данным энциклопедии, кристалл - это твердое тело, в котором  атомы  расположены закономерно, образуя кристаллическую решетку. Слово произошло  от греческого  κρύσταλλος, которое первоначально означало — лёд, в дальнейшем — горный хрусталь, кристалл.

   В природе бывают разные кристаллы. Например, снежинки, морозные узоры на стеклах окон и иней, украшающий зимой ветки деревьев. Многие кристаллы – продукты живых организмов. Некоторые виды моллюсков обладают способностью наращивать на крупинках песка, попавших в раковину, перламутр. Через 5-10 лет образуется жемчуг. Кристаллами являются алмазы, рубины, сапфиры и другие драгоценные камни. Люди их используют в ювелирных изделиях. Поваренная соль и сахар – тоже кристаллы.

   Кристаллы бывают естественного происхождения и искусственного, выращенные в специально-созданных условиях. И каждый человек, при желании может вырастить кристаллы у себя дома.

Соль. Это пищевой продукт, в природе встречается в виде минерала под названием «каменная соль». Особенно много соли в морской воде. Без соли животные испытывают солевое голодание. Хищники обеспечивают свой организм солью поступающей с мясом добычи, травоядные ищут выступы соли, соленые почвы, лижут их. Для человека полезнее всего соль, получаемая из морской воды. Такая соль повышает сопротивляемость организма к болезням. Согласно исследованиям учёных, человек может в день съедать 10-15 граммов (столовая ложка) соли. Соль - важная приправа, без которой пища пресна. С ней заготавливают овощи на зиму (засаливают огурцы, помидоры, капусту). В молочных продуктах, овощах и мясе достаточное количество соли для человека, чтобы он не испытывал недостатка в ней. Соль содержится в овощах и некоторых фруктах. Соль была известна человечеству с древнейших времен и ценилась буквально на вес золота. Её хранили в особых ларцах, меняли не только на товары, но даже на землю. Отсюда народная примета – соль рассыпал, к ссоре, неудаче. К соли всегда относились уважительно, экономно. В Киевскую Русь соль привозили из соляных озёр на Черном и Азовском морях. Здесь её покупали и везли на Север. Соль обходилась настолько дорого, что на торжественных пирах её подавали на столы знатных гостей, прочие же расходились «несолоно хлебавши». Соль – это и символ гостеприимства и дружбы.  Русский народ сложил много пословиц о соли:

Без хлеба не сытно, а без соли не вкусно.

Без хлеба, без соли худая беседа.

У татар: Если ты горек - будь как соль, если ты сладок - будь как мед.

Выражение «Пуд соли съесть» означает, что люди давно и хорошо знают друг друга.

 Какой бы соль ни была, она обязательно кристаллическая.

Сахар. Сахар — это бытовое название сахарозы. Родина сахара  - Индия. Делают сахар из сахарного тростника или из сахарной свёклы.  В Европе сахар был известен ещё римлянам. Коричневые сахарные крупицы приготавливали из сока сахарного тростника и ввозили в Европу из Индии.   Когда сахар впервые завезли на Русь, пробовать его могли  только князь  и его приближённые.  Первая в России «сахарная палата» была открыта Петром I в начале 18 века, и сырье для сахара ввозилось из-за границы. С 19 века стало налаживаться производство сахара из отечественного сырья — сахарной свеклы сначала под Тулой, а затем во многих районах страны.

Обычный сахар, называемый сахарозой, относится к углеводам, которые считаются ценными питательными веществами, обеспечивающими организм необходимой энергией. Сторонники крайних взглядов были готовы вообще объявить сахар «сладким ядом». В последние годы взгляды, касающиеся влияния сахара на некоторые физиологические функции организма, претерпели заметные изменения. В основном мнения исследователей склонились к необходимости ограничения потребления этого продукта с возрастом, что вполне логично, так как вековой опыт обращает внимание потомков на пользу умеренности.  Необходимо лишь помнить старую поговорку: «Не в меру еда — болезнь и беда».

Глава 2. Практическая часть

 Получение кристалла в домашних условиях. Изучив литературу, я выяснила, что в домашних условиях кристаллы можно получить из различных веществ, которые можно купить: поваренной соли, морской соли, соды, медного купороса, сахара, квасцов.

Я узнала о способах, как вырастить кристаллы из этих веществ. Медный купорос является ядовитым,  поэтому я его исключила. Квасцы в аптеке мы купить не смогли, поэтому выбор пал на поваренную соль и сахар, которые есть в каждом доме.

Как образуются кристаллы? Образование кристалла - это постепенное "налипание" молекул вещества на мелкий кристалл. Сначала образуется маленький кристалл – затравка. Во время налипания молекул на затравку кристалл растёт.

Я узнала, что существует три вида образования кристаллов: из расплавов, из растворов и из насыщенных паров.

 1. Примером кристаллизации из расплава может служить образование льда из воды (ведь вода – это расплавленный лёд), а также образование вулканических пород.

2. Пример кристаллизации из раствора в природе – выпадение сотен миллионов тонн соли из морской воды.

3.Из насыщенных паров образуются снежинки, узоры на стекле, иней на ветках деревьев.  

Опыт 1.

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 соль больше не растворяются, добавили последнюю ложечку. Раствор процедили через ткань. (Нужно обязательно процеживать раствор, так как в соли могут быть соринки или пылинки, которые могут неблаготворно повлиять на выращивание кристалла.)

Мы приготовили 2 стакана насыщенного раствора соли, затем поместили в них нитку. Один стакан оставили в тепле, другой вынесли на балкон, где было прохладно. На нитке образовалось множество кристалликов, выглядело красиво. Те кристаллы, которые росли в тепле, были более красивыми и росли быстрее. (Приложение Рис.3,4,5,6)

 Также наросли кристаллы на нитку выше раствора. Видимо, раствор был очень насыщенным, и при испарении кристаллики налеплялись сначала на нитку, а затем на карандаш, к которому была эта нитка привязана. Надо отметить, что сверху, над водой, кристаллы были белые, совсем непрозрачные, невзрачные. (Приложение Рис.1, 2, 7)

Выводы: 1) кристаллы могут расти за счет добавления новых слоев, если есть нужное вещество (то есть, чтобы кристалл «рос» красивым, за ним нужно ухаживать: убирать соринки, добавлять новый раствор, счищать некрасивые наросты);

2) кристаллы растут из растворов, когда испаряется вода;

3) на форму кристаллов соли оказывает влияние температура.

Опыт 2.

 Выращивание кристаллов сахара. В Интернете (http://originalnie-podarki.com/kak-vyrastit-kristall/)мы нашли рецепт:  «берется четверть стакана питьевой воды и пара столовых ложек сахарного песка.  На огне сахар доводится до растворения и получения сиропа. Потом  немного сахара рассыпается на бумажке,  палочка макается  в сироп и обваливается в сахаре. Нужно проследить, чтобы его кубики прилипли равномерно по всем сторонам палочки, что сделает  кристалл ровным. Потому лучше заготовить палочки загодя, к примеру с вечера, и оставить их сохнуть на протяжение ночи. Потом берется кастрюля, в нее выливается вода — два стакана, и высыпается сахар – два с половиной стакана. Сироп ставится на небольшой огонь и, при постоянном помешивании, растворяется весь сахар. В полученный сироп высыпается  оставшийся сахар – два с половиной стакана, и варится до полного его растворения. После выключения  огня сироп оставляется на плите еще на 20 минут. Пока он стынет, готовятся палочки. Потом горячий сироп разливается по стаканам. Нужно, чтобы разливался именно горячий сироп, ведь иначе кристаллики  не станут расти. Та же процедура проделывается со всеми оставшимися заготовками: размещаются в стаканы и оставляются для вырастания приблизительно на 7 дней. Потом затравка опускается в перелитый отдельно раствор, а вам следует запастись терпением». Картинки кристаллов сахара впечатлили, мы решили вырастить такие же.

Мы с мамой сделали всё так, как описано, только вместо палочек взяли нитку с пуговицей.  Несколько дней радовались нарастающим кристаллам, но через неделю всё осыпалось. Опыт провален. (Приложение Рис.8, 9)

Вывод: Кристаллы капризны, требуют бережного к ним отношения, точного соблюдения рецепта и температуры раствора при погружении кристалла для дальнейшего роста. Видимо, что-то мы не учли. Вернемся позднее к этому опыту, посоветовавшись с учителем химии.

Заключение.

   Наша гипотеза подтвердилась - в домашних условиях действительно можно вырастить кристаллы соли и сахара.

  На основании полученных результатов  были сделаны следующие выводы.

• Кристаллы можно получить из некоторых веществ в домашних условиях, только нужно знать способы их выращивания и необходимо соблюдать технику безопасности при работе с веществами.
• Кристаллы капризны и недолговечны. Чтобы кристалл из соли выглядел более красиво, был долговечным и не высушивался, его можно покрыть бесцветным лаком

Результаты исследовательской работы:

-научились работать с книгами и интернет-ресурсами, узнавать из них то, что до нас уже знали другие люди;

- освоили некоторые способы выращивания кристаллов в водном растворе (мне самой удалось вырастить кристалл поваренной соли!)

- провели наблюдения за ростом кристалла в разных условиях.

В ходе проделанной работы я узнала, что кристаллы очень полезны для человека. В некоторых случаях без них не обойтись. Например, если нужно разрезать камень, не обойтись без алмаза, а если нужно сделать часы, то не обойтись без рубина.

Тема выращивания кристаллов очень интересна и обширна. Я планирую вырастить кристаллы и из других веществ.  Это и будет объектом моего следующего исследования.

Список использованной литературы и источники информации:

1. Где? Что? И когда? Детская энциклопедия. «Махаон», 2008 (с.42-45, Статья Почему море соленое?)
2. Тайны природы. Детская энциклопедия. «Махаон», 2007 (с. 62-63, Статья Самоцветы)
3. Журнал «Непоседа» №21, 2014, с.18 «Крылатые выражения».
4. Энциклопедия школьника. Олма-пресс.М-2000
5. http://www.kristallikov.net
6. http://originalnie-podarki.com/kak-vyrastit-kristall/
7. http://www.happy-kids.ru/page.php?id=719 

Приложение.

Рис.1                                                              Рис.2

Образование кристаллов в воздушной среде, т.е. нить в растворе не находилась. Кристаллы получились более белыми, плотно располагаются друг другу и одинакового размера.

 Рис.3 Кристаллы соли в первую неделю

Рис.4                                     Рис.5                                                      Рис.6

Кристаллы соли, выращенные в благоприятной среде, т.е. помещены были  в теплый раствор и находились в теплом месте без сквозняков

 Рис. 7

Кристаллы соли,  помещенные в раствор и вынесенные на балкон.

Рис.8                                         Рис.9

Образование кристаллов в сахарном растворе. На первой неделе кристаллы начали налипать на нить, но вскоре осыпались. Опыт провален.