ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА НА ТЕМУ: Выращивание кристаллов в домашних условиях.

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 23»

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА НА ТЕМУ:

              Выполнил:     Бухтояров  Денис,

                               учащийся 4 класса А

Руководитель: Клоос Альбина Валентиновна,                  учитель начальных классов

Научный консультант: Ирина Германовна,

                          учитель физики

Рубцовск, 2014

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

Необычное рядом!

 «Хлеб-соль!» - так на Руси встречали знатных гостей. Это традиционное пожелание добра, достатка, хорошего аппетита, выражение гостеприимства. Встреча гостей хлебом-солью имела ещё одно важное значение – соль была своеобразным оберегом, наши предки верили, что соль защищает от враждебных сил.

Происхождение слова соль связано с Солнцем: старинное славянское название Солнца - Солонь (так, кстати, назывался македонский город - ныне греческий порт Салоники); «идти посолонь» (старинное выражение), которое означает: «идти по Солнцу».

Во многих русских народных пословицах говорится: «Соль всему голова, без соли и жито - трава», «Соли нет и слова нет», «Без соли стол кривой» (Приложение 2).

Соль важна для организма человека. В приготовлении пищи  - это важнейшая приправа. С малых лет мы знаем вкус соли, без которого пища кажется пресной. 

Современная наука стремится познать новое, заглянуть за пределы Вселенной, разгадать тайны микромира. Но, за великими целями забывается то, что находится рядом, без чего мы не можем обойтись, и используем каждый день.

Актуальность работы заключается в том, чтобы находить интересное и необычное рядом, в том, что доступно для наблюдения и изучения, не требует особых усилий и затрат. Например, соль. Соль, которая есть на каждом столе, в каждом доме, известная и знакомая, непознанная и таинственная!

На уроках технологии мы лепили поделки из солевого теста.  В учебнике А. А. Плешакова  «Окружающий мир» мы прочли, что вода в морях и океанах соленая, а мой одноклассник Штраус Роман  подготовил сообщение о Мертвом море, в котором вода такая соленая, что в ней невозможно утонуть. Удивительно: сколько учебных предметов, но везде мы встречаемся с солью?! 

На любимый праздник – Новый год, для украшения стола, мама ставит в вазу чудесные еловые веточки, припорошенные снегом! На уроках окружающего мира нам говорили о свойствах льда и снега превращаться в воду, если они попадают в тепло. А снег на веточках все не таял?! Мама раскрыла секрет «Новогоднего инея».

– Это кристаллы соли, – рассказала она и обещала научить «колдовать», то есть выращивать кристаллы.

Неужели из обычной соли может получиться такая красота?

Из книг я узнал, что кристаллы получают в лаборатории, но бывают они и в природе. Например, снежинки, морозные узоры на стеклах окон и иней, украшающий зимой голые ветки деревьев. Многие кристаллы  - продукты жизнедеятельности организмов. Способностью наращивать на инородных телах, попавших в раковину, перламутр, обладают некоторые виды моллюсков. Через 5-10 лет образовывается жемчуг. Кристаллами являются алмазы, рубины, сапфиры и другие драгоценные камни. За сутки в лаборатории можно вырастить кристалл соли массой около 1 килограмма. Кристаллы широко применяются в науке, промышленности, оптике, электронике. Меня очень заинтересовала эта тема, и я решил вырастить кристалл соли в домашних условиях.

Так была выбрана тема исследования:

«Выращивание кристаллов в домашних условиях».

Предмет исследования: соль и кристаллы соли.

Возникло ещё много проблемных вопросов:

– Что такое кристаллы?

– Почему они растут?

– Чем их нужно «кормить», чтобы быстрее росли?

– Возможно, ли вырастить кристаллы в домашних условиях?

Цель исследования: научиться выращивать кристаллы соли и других веществ в домашних условиях.

Задачи исследования:        

• изучить исторические сведения о соли;
• узнать о значении соли 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 и других веществ;
• изучить условия образования кристаллов, их формы, цвета;
• проанализировать полученные результаты.

Гипотеза исследования

Я предположил, что кристаллы соли могут появляться при создании определенных условий; значит, если изменять условия кристаллизации и растворять различные вещества, то можно получать кристаллы разной формы и цвета.

Практическое значение исследования в том, что оно может быть использовано на уроках окружающего мира, во внеклассных мероприятиях, на занятиях кружка, привлечет внимание к изучению устного народного творчества (загадок, пословиц, поговорок), крылатых выражений, связанных с солью.

Глава I.

СОЛЁНОЕ ЗОЛОТО

Что, садясь за обеденный стол,

мы измеряем щепотками? (Соль)

               Русская народная загадка

Соль – пищевой продукт. В природе соль встречается в виде минерала галлита, известного также под названием «каменная соль». Особенно много соли в морской воде и в водах соленых озер и источников, в виде твердой каменной соли.

Соль можно обнаружить в толще земли и в облаках, в капле росы и морской воде, в горах и на берегах рек.

Без обычной соли большинство животных испытывают солевое голодание. Хищники обеспечивают свой организм солью поступающей с мясом и кровью 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 обнаруживается в таких обычных продуктах, как, например, творог, сыр, хлеб, печенье или кукурузные хлопья. 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 - важная приправа, без которой пища пресна. С ней заготавливают овощи на зиму (засаливают огурцы, помидоры, капусту).

Но излишнее потребление соли увеличивает риск сердечно-сосудистых заболеваний, может привести к повышению давления и болезням почек.

Обратившись к истории, можно узнать, насколько ценна соль для людей.

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. Михаил Ломоносов писал, что в его время за 5 плиток соли можно было купить раба. В Китае, в 18 веке, делали монеты из каменной соли.

В древнем Риме наёмным солдатам часто платили жалование не деньгами, а солью, отсюда и произошло слово солдат.

«Вы – соль земли», – говорил своим ученикам Иисус Христос. Соль, то есть смысл. Гомер, легендарный древнегреческий поэт-сказитель, называл соль «божественной». Соль считали оберегом и наделяли защитными свойствами. В Древнем Риме её клали на губы грудным младенцам, чтобы защитить их от опасности. На севере Англии иногда произносили клятвы на соли вместо Библии. Щепотка соли в колыбели защищала некрещеного младенца. В Англии верили, что солевой раствор, осененный крестным знамением и разбрызганный на любую вещь, отвращает несчастье. В некоторых странах и сегодня считают, что в новый дом первым делом надо вносить ящик с углем и тарелку с солью, а потом уже мебель и все остальное.

На фреске Леонардо да Винчи «Тайная вечеря» (1495 г.), Иуда Искариот изображен опрокидывающим соль. Соль ассоциируется и с остроумием, и мудростью. А латинское sal переводится как «шутка», a salsus (соленый) как «ироничный».

Соль – это и символ гостеприимства и дружбы. «Делить хлеб и соль» означало поддерживать длительные отношения. 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».  После присоединения Астраханского края к Московскому государству, соль стали привозить с озёр Прикаспия. Её просто сгребали со дна озёр и везли на судах вверх по Волге. И все равно ее не хватало, и она была дорога.

Города, которые возникли в местах добычи соли, стали называться Сольвычегодск, Соль-Илецк, Соликамск, Усолье-Сибирское, Солигалич, Бурсоль, Соловецкая обитель, Соледар . 

  Соль ускоряет  таяние льда. С 50х годов прошлого века, соль применяется для борьбы с гололёдом.

А ещё, в России стали проводиться  лечебные процедуры: пребывание в соляной шахте. Стены комнаты облицованы необработанными кристаллами соли. Дети, которые посещают соляную шахту-комнату, скорее выздоравливают при таких заболеваниях, как, бронхит. Там лечат  заболевания сердца и желудка, аллергические заболевания, избавляют от болезней кожи. Соляной воздух создаёт атмосферу отдыха и оздоровления. 

II глава.

ПРИГЛАШЕНИЕ К ОТКРЫТИЮ

Среди всех солей самая главная та,

                                                                       которую мы называем просто солью.

                                                                                        Александр Евгеньевич Ферсман

Наверное, все видели кристаллы воды - лёд. Узоры на окнах зимой – это тоже кристаллы воды. Множество разных веществ образуют кристаллы: металлы, драгоценные камни, и даже соль и сахар.

Что же такое кристаллы?

Кристаллы, в переводе с греческого языка, (krystallos) «лёд». Кристаллики растут, присоединяя частицы вещества из жидкости или пара. Их можно вырастить из растворов разных веществ.

Какими бывают кристаллы?

Разной формы. Иногда образуются дендриты - это кристаллы, похожие на веточки дерева; очень хрупкие, но очень красивые. 

Многие кристаллы имеют очень интересную структуру. Существует даже специальный Минералогический музей, посвящённый дендритам и драгоценным камням.

Кристаллы бывают различными по размерам. Многие из них можно увидеть только в микроскоп. Но встречаются гигантские кристаллы массой в несколько тонн. Разнообразие кристаллов по форме очень велико. Кристаллы могут иметь от четырех до нескольких сотен граней.

Люди научились выращивать искусственные кристаллы — рубины. Используют их для изготовления ювелирных украшений и в часовых механизмах. Выращивают и самые твердые на свете кристаллы — алмазы. Но, в домашних условиях, «замахиваться» на подобные проекты мы не стали. Можно вырастить кристаллы из соли, сахара, кальцинированной соды, буры, медного купороса

ПОМНИТЕ!!!

Это химические реактивы, поэтому работать с ними лучше под наблюдением взрослых (кроме, работы с солью)!

 Например, чтобы вырастить кристаллы соли, я налил в стакан не очень горячей воды и стал насыпать в воду соль по 1 чайной ложке, помешивая, чтобы соль быстрее растворялась. Добавлял соль в воду до тех пор, пока она не перестала растворяться. Когда  заметил, что  кристаллы больше не растворяются, добавил последнюю ложечку соли. Раствор процедили через фильтр (можно воспользоваться салфеткой, можно взять промокашку или вату). Процеживать раствор обязательно, потому что соринки могут помешать росту красивых кристаллов.

 Поставил 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 я поступил проще: ниточку с маленькой гаечкой или камешком повесил на карандаше так, чтобы она погрузилась в раствор, но не касалась дна.

Поставил стакан и банку с раствором в место, где нет сквозняков. Уже через 2-3 дня грузик оброс кристаллами.  Я внимательно следил, 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 я узнал, что во время роста можно корректировать рост кристаллов, удаляя некрасивые наросты. Это делал ножом, соскабливая лишнее. Образование граней можно прекратить, если смазать их вазелином. Когда же опять появится необходимость в росте, рост можно вызвать, удалив вазелин ацетоном.

Первые кристаллы, которые я достал из раствора, очень быстро подсохли, через час покрылись белым налетом соли, а через несколько дней разрушились.

После неудачного первого опыта я стал осторожнее. Когда кристаллы приняли красивый вид, вынул их из раствора, дал подсохнуть, покрыл бесцветным лаком (можно лаком для волос), и они не разрушались. 

Делая опыты с солью, я пришёл к следующим выводам:

1. кристалл соли растет за счет нарастания на него из водного раствора соли других кристаллов;
2. если погрузить кристалл в слабый солевой раствор, или в раствор, который не успел остыть, кристалл, к сожалению, разрушается!

Для того чтобы вырастить очень красивые кристаллы медного купороса, мы купили порошок медного купороса в магазине хозяйственных товаров. Его используют для борьбы с вредителями и болезнями растений. Иногда применяют в плавательных бассейнах для предотвращения роста водорослей в воде.

ПОМНИТЕ!!!

Это вещество ядовито! Нужно тщательно мыть руки после работы с порошком, растворами или кристаллами медного купороса.

Добавили 4 чайные ложки порошка медного купороса к полчашки горячей воды, перемешивали, пока не растворился.

По мере испарения раствора на его поверхности начала образовываться корка, которая поползла по стенкам сосуда через его край.

Когда испарилось достаточно много раствора, начали расти красивые блестящие голубые кристаллы. Я внимательно следил за ростом кристаллов день ото дня (Приложение 1).

       А также выросли и другие кристаллы.

Кристалл дихромата калия вырос за 30 минут!

ПОМНИТЕ!!!

Дихромат калия ядовит!

Детям самостоятельно работать с ним нельзя!

Мы увидели: каждое вещество образует кристаллы со своими индивидуальными свойствами, своей индивидуальной формой, различного цвета,  тем самым доказали нашу гипотезу.

В ходе работы я с удивлением узнал, что маленький кристалл соли растет очень медленно. А большой кристалл дихромата калия  вырастает за несколько минут. Кристаллы капризны, требуют бережного к ним отношения, соблюдения рецепта и температуры раствора при погружении кристалла для дальнейшего роста. В противном случае, кристалл, который долго и терпеливо выращивали, может за несколько минут исчезнуть у нас на глазах! Но, зато,

 если уж всё выполнено верно, терпеливо и бережно, выращенный кристалл порадует своей красотой, необычной формой, цветом, размером!

Попробуйте сами понаблюдать за тем, как растут кристаллы!

Это очень интересно!

III глава.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

     Соль… Что в ней необычного? Известно, что соль хорошо растворяется в воде и образует бесцветные кристаллы, похожие на кубики.

Но, при более внимательном изучении соли, я понял, что знаю о ней очень мало. Появилось желание научиться выращивать кристаллы правильной симметричной формы. Понимаю, что для этого необходимы определенные условия и, конечно, знания! Много важного и интересного я нашёл в книгах (Стр. 14).

По итогам выполнения исследовательской работы мы сделали для себя следующие выводы:

• при благоприятных условиях некоторые твердые тела принимают форму кристаллов;
• 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);
• кристаллы растут из растворов, когда испаряется вода;
• кристаллы различных веществ имеют разную форму;
• на форму кристаллов соли оказывает влияние температура (изменяется форма кристаллов и  число граней кристаллов);
• кристаллы различных веществ имеют различные свойства (одни кристаллы окрашиваются, другие – бесцветны; одни кристаллы растут хорошо, другие – плохо).

Результатом исследовательской работы считаем и то, что:

• я научился  работать с книгами, узнавать из них то, что до меня уже знали другие люди;
• освоил некоторые способы выращивания кристаллов в водном растворе;
• начал проводить наблюдения за ростом кристалла;
• составил советы одноклассникам, заинтересовавшимся нашим исследованием.

  Изучение соли невозможно вместить в эту работу, она заслуживает большего внимания!

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.  Аликберова Л.Ю. Занимательная химия: Книга для учащихся, учителей и родителей. М.: АСТ-ПРЕСС. 1999.
2.  Большая детская энциклопедия: Химия / сост. К. Люцис. М.: Русское энциклопедическое товарищество. 2000.
3.  Боровицкий П.И. Краткий справочник преподавателя естествознания.  М.: Учпедгиз. 1951.
4.  Владимиров А.В. Солёное золото: Научно-худож. литература. М.:                 Дет. лит.1986.
5.  Девяткин В.В. Химия для любознательных или о чём не узнаешь на уроке. Ярославль: Академия Холдинг. 2000.
6.  Леенсон И.А. Занимательная химия. М.: Дрофа. 1996.
7.  Энциклопедический словарь химика. М.: Педагогика. 1990.

Интернет-ресурсы:

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

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

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

!