Исследовательская работа: "Выращивание кристаллов в домашних условиях из поваренной соли"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя школа №16»

Исследовательская работа

Выращивание кристаллов в домашних условиях из поваренной соли.

Выполнила: ученица 2 Б класса

Хлебникова Арина

Руководитель: Атаева Ольга Николаевна,

учитель начальных классов

Конкурс проектных и исследовательских

работ: «Я - исследователь»

Секция: естественнонаучная

(неживая природа)

 г. Новый Уренгой, 2017 год

Введение

Зимой я часто любовались покрытыми инеем деревьями, внимательно рассматривала  снежинки во время снегопадов.

И на одном из уроков  окружающего мира  я узнала, что и иней и снежинки это   кристаллы, которые образовываются из  паров воды.

 Мне стало интересно, а из чего ещё могут  образовываться такие красивые кристаллы?

А так как я очень люблю узнавать все новое и интересное, мне нравится экспериментировать, наблюдать и собирать коллекции. Мне стало интересно узнать, можно ли вырастить кристаллы в домашних условиях.

Выращивание кристаллов по истине увлекательное занятие и, пожалуй, самое простое, доступное и недорогое для большинства начинающих химиков, максимально безопасное, что немаловажно для тех, кто проводит эксперименты дома.

Тщательная подготовка и выполнение опыта по выращиванию кристаллов оттачивают навыки и умения аккуратно обращаться с веществами и правильно организовывать основные этапы  своей работы. Неотъемлемой частью нашей жизни стали приборы на основе жидких кристаллов, поэтому эта тема актуальна для современного человека.

Тема исследования: выращивание кристаллов в домашних условиях из поваренной соли.

Гипотеза:  при соблюдении всех правил, в домашних условиях можно вырастить кристаллы соли.

Цель проекта: вырастить кристаллы поваренной соли в домашних условиях.

Задачи исследования:

1. изучить исторические сведения о соли;
2. узнать виды соли;
3. дать определение терминам «кристалл», «кристаллизация»;
4. подобрать дома доступное оборудование и сырье для производства кристаллов;
5. изучить необходимые меры безопасности и соблюдать их при проведении эксперимента;
6. вырастить кристаллы поваренной соли;
7. проанализировать полученные результаты.

Методы исследования

• анализ литературы(изучение, обобщение);
• наблюдение;
• сравнение;
• опытно-экспериментальные.

Объект исследования: кристаллы.

Предмет исследования: процесс кристаллизации.

Практическое значение исследования состоит в том, что полученные  умения и навыки могут быть использованы на уроках окружающего мира, во внеклассных мероприятиях.

Глава 1. Основные сведения о соли и кристаллах.

1.1 Соль: история и происхождение.

В древние времена соль была дорогим товаром. Соль подавали на стол в дорогих  солонках, её берегли, экономили, хвастались ею: наличие соли на столе было признаком достатка и благополучия. Солью расплачивались вместо денег. Историки писали, что в те времена за четыре небольших куска соли можно было купить раба.

В России в ХVI веке известные русские предприниматели Строгоновы самые большие доходы получали от добычи соли.С предгорий Урала соль отправлялась в Москву, Казань, Нижний Новгород, Калугу и даже за границу.

История добычи соли прослеживается в названиях старинных русских городов: Соликамск, Соль-Илецк, Солигорск, Сольветка и многих других. До настоящего времени в Соликамске сохранился солеваренный завод XIX века, который является музеем истории соли России.Многие озёра носят название Солёное.

В древности люди добывали соль так: сушили растения, которые имели солёный вкус, а затем сжигали на костре. Золу использовали в пищу.

Сейчас соль добывают со дна высохших озёр и даже тех, что ещё не высохли. Машины отсасывают из озера воду, потом её выпаривают и остаётся белый порошок, который является солью. А там, где озёра высохли, а море отступило, соль засыпана песком или землёй. Образовалась суша, а иногда и горы. Под тяжестью верхних пластов земли соль стала твёрдой, как камень – это каменная соль. Чтобы добраться до этой соли, прорывают глубокие шахты.  В выработках соляных шахт создают лечебницы и санатории. Там очень целебный воздух и совсем нет вредных микроорганизмов.

В нашей стране добывают 6 миллионов тонн соли в год, 5 миллионов из которых поступает из Астраханской области, с озера Баскунчак. Питание озера происходит за счёт источников (ключей), которые впадают в озеро и приносят в течении суток в озеро более 2,5 тысяч тонн солей. Поверхность озера совершенно белая, поскольку вода в нём представляет настоящий  солевой раствор: в каждом литре воды содержится 300 г соли (для сравнения: в Чёрном море – до 60 г). Соль на озере Баскунчак добывают при помощи соледобывающего комбайна.

Добыча соли на Урале производится в городе Соль-Илецк Оренбургской области и в городе Соликамск Пермского края. На уникальном, созданном природой, Илецком месторождении ведётся добыча каменной пищевой поваренной соли подземным способом на глубине 300 м. В целях профилактики йодо-дефицитных заболеваний, часть соли обогащается йодом и готовая, отсортированная соль поставляется потребителям. ОАО «Илецксоль» - один из крупнейших поставщиков высококачественной каменной пищевой поваренной соли высшего сорта в России, годовая мощность добычи которого составляет миллион тонн в год.

Итак, из литературы мы узнали, что в древности люди добывали соль интересным способом: сушили растения, которые имели солёный вкус, а затем сжигали на костре. Золу использовали в пищу. Кроме того, соль дала название некоторым старинным русским городам: Соликамск, Соль-Илецк, Солигорск, Сольветка и другим, а так же многие озёра носят название Солёное. Стало известно, что из добываемых 6 миллионов тонн соли в год, 5 миллионов поступает из Астраханской области, с озера Баскунчак. Поверхность озера совершенно белая, поскольку вода в нём представляет настоящий  солевой раствор: в каждом литре воды содержится 300 г соли.

1.2 Виды соли.

Соль – это вещество, которое имеет весьма противоречивые свойства: с одной стороны соль приносит пользу, а с другой стороны – вред.

В мире существует два основных вида соли, которые разделяются по способу добычи и качества – это поваренная  соль и морская соль.

1. Поваренная соль (хлорид натрия) – это пищевой продукт. В молотом виде представляет собой мелкие кристаллы белого цвета. Суточная потребность соли составляет 10-15 г – у взрослого человека, и 6 – 7 г – у ребёнка, а в условиях жаркого климата – до 30 г у взрослого. Недостаток соли организм восполняет разрушением костной и мышечной тканей. Нехватка соли в организме может привести к депрессиям, нервным и психическим заболеваниям, нарушением пищеварения. При хронической нехватке соли в организме возможен летальный исход. Доказано, что человек может выдержать полное отсутствие соли в диете не более 10-11 суток.

Однако многие специалисты в области здорового питания полагают, что человеку достаточно соли, получаемой с продуктами питания, и искусственно добавляемая в пищу соль становится одной из причин различных заболеваний.

Соль -  самая древняя приправа к еде, известная человеку. Без неё не обходится приготовление практически ни одного блюда. Соль имеет хорошо знакомый каждому человеку характерный вкус, без которого пища кажется пресной. Но соль не только улучшает вкусовые качества еды, она просто жизненно необходима нам. Она регулирует работу сердца и мышц, содержится в желудочном соке, желчи. Все знают, что слёзы, пот, кровь человека на вкус солёные – значит, там тоже содержится соль. Всего в нашем организме находится около 200 г соли.

Поваренная соль обладает слабыми антисептическими свойствами – 10-15% содержание соли предотвращает развитие гнилостных бактерий, что обуславливает её широкое применение в качестве консерванта. Кроме того, поваренная соль является важным сырьём для химической промышленности, используется для получения соды, хлора, соляной кислоты и других соединений.

• Среди областей применения соли можно назвать фармацевтику, производство удобрений, а также изготовления мыла и средств для смягчения воды и крашения тканей.
• Интересное применение соли нашлось в жилищно – коммунальном хозяйстве. Соль, смешанная со снегом, вызывает его таяние. Это явление используется для очистки дорог от льда и снега.

2.Морская соль - это хлорид натрия, но в ней содержится огромное количество микроэлементов и минеральный веществ. В составе морской соли содержится около 100 минералов: калий, бром, цинк, йод, селен, кальций, железо и другие. Самой ценной солью считается серая морская соль, хотя она на вид и невзрачная, но очень полезная. Серый цвет она имеет потому, что в её состав включены частички водорослей и океанической  глины.

Все элементы, которые входят в состав морской соли, положительно влияют на наш организм в целом:

- успокаивают нервную систему

- улучшают питание клеток

- снимают стресс

- способствуют заживлению ран

- укрепляют иммунитет

- снимают аллергические реакции

- улучшают свёртываемость крови

- препятствуют образованию анемии

- придают эластичность сосудам

- способствуют работе щитовидной железы

- улучшают состояние волос и кожи

Натуральная морская соль добывается из моря. Она и пахнет морем.
Морскую соль выпаривают из морской воды на солнце, не подвергая никаким химическим обработкам, поэтому всё полезное в ней сохраняется на долгие годы. Морская соль, растворённая в воде, является настоящим эликсиром бодрости и здоровья. Широко распространено применение морской соли как лечебно-профилактического средства, улучшающего состояние кожи. Морская соль является уникальным оздоровительным средством.

Итак, соль – это вещество, которое с одной стороны приносит пользу, а с другой стороны – вред. В мире существует два основных вида соли, которые разделяются по способу добычи и качеству – это поваренная и морская соли. Поваренная соль добывается методом разработки шахт. Морскую соль выпаривают из морской воды на солнце, не подвергая никаким химическим обработкам, поэтому всё полезное в ней сохраняется на долгие годы.

1.3 Кристаллы

Соль или хлористый натрий представляет собой белое кристаллическое минеральное вещество. При рассмотрении соли крупного помола можно увидеть маленькие кристаллики.

Кристалл – по данным энциклопедии – твёрдое тело. Кристаллы, в переводе с греческого языка, (krystallos) «лёд». Кристаллизация – это процесс перехода вещества из жидкого состояние в твёрдое кристаллическое с образованием кристаллов.

Мир кристаллов – это сказочно красивый мир. Кристаллы завораживают своим блеском, многообразием форм и цвета. Самым простым примером кристалла являются капельки замёрзшей воды – снежинки. Кристаллы льда могут образовываться за несколько часов, а кристаллы горного хрусталя образуются за много лет.

Кристаллы бывают различными по форме и размерам. Многие из них можно увидеть только в микроскоп, но встречаются и гигантские кристаллы массой в несколько тонн. Разнообразие кристаллов по форме очень велико. Кристаллы могут иметь от четырёх до нескольких сотен граней. Люди научились выращивать искусственные кристаллы – рубины. Они, в основном, применяются в ювелирной промышленности. Выращивают и самые твёрдые на свете кристаллы – алмазы.

Итак, кристаллы – это твёрдые тела, которые получают путем перехода из жидкого состояния в твердое. Люди научились получать искусственные кристаллы. Используют их для изготовления ювелирных украшений и в часовых механизмах. Выращивают и самые твердые на свете кристаллы алмазы.

Глава 2. Экспериментальная часть: выращивание кристаллов из поваренной соли.

2.1 Организация и методы исследования

Целью исследования являлось подтвердить гипотезу о том, что при соблюдении всех правил,  в домашних условиях можно вырастить кристаллы соли.

Процесс выращивания кристаллов из поваренной соли в домашних условиях разделим на основные этапы:

Этап 1:  

Наливаем теплую воду в емкость.  Добавляем туда  соль, из которой будут расти кристаллы. Растворяем соль до тех пор, пока не будем уверены, что соль уже больше не растворяется.

Этап 2:

Насыщенный  раствор процеживаем через фильтр в другую емкость, где будетпроисходить рост  кристаллов. (Процеживать раствор обязательно, потому что соринки могут помешать росту красивых кристаллов).

Этап 3:

Веточку дерева опускаем в насыщенный раствор. На ней будет происходить рост кристаллов.

Этап 4:

Накрываем сверху ёмкость  салфеткой от попадания пыли и мусора. Оставляем раствор

Этап 5:

Ведем наблюдение за ростом кристаллов. Результаты наблюдений фиксируем в таблице

Когда кристаллы приняли красивый вид, вынимаем их из раствора, даем подсохнуть, покрываем бесцветным лаком (можно лаком для волос), чтобы они не разрушались.

2.2 Результаты и выводы

 После проведения опыта стенки стакана и веточка были покрыты слоем соли, а раствор практически весь испарился.  Данный процесс в стакане является моделью того, что происходит в природе при испарении соленой воды.

Делая опыты с солью, мы пришли к следующим выводам:

1. соль хорошо растворяется в воде, а  в процессе испарения  образует бесцветные кристаллы кубической формы;
2. увеличиваясь в размерах , кристаллы срастаются;
3. грани выросшего кристалла гладкие, если росту кристалла ничто не мешает.

Заключение.

        В результате проведенного исследования мы узнали о том, что соль используется человеком с древних времен, о способах ее добычи, ее свойствах, видах и значении для человека.

        Кроме того, мы изучили литературу о том, что такое кристалл и процесс кристаллизации. В ходе работы выяснили, что мир кристаллов красив и разнообразен.  Каждый его представитель уникален по своим свойствам, размерам и особенностям строения. Наблюдение за процессом кристаллизации соли было интересным. А так же  я научилась оформлять результаты наблюдений и сравнивать их.

Мы исследовали очень интересное свойство кристаллов -их рост в искусственной среде. Оказывается, кристаллы можно вырастить дома, без каких- либо усилий.  В результате проведенных исследований гипотеза полностью подтверждается: нам удалось вырастить кристаллы поваренной соли в домашних условиях.

Всем известно,  что соль хорошо растворяется в воде, что она широко используется при приготовлении пищи, в медицине, в косметологии. Но, при более внимательном изучении соли, я поняла, что знаю о ней ещё очень мало, поэтому планирую продолжить свои исследования.

Литература

1. Петров  К.Н. « Кристаллизация» - Москва, Просвещение,2010.

2. Шалаева Г.П. «Справочник школьника»- Форум, 2009.

3. «Большая энциклопедия школьника» - Москва, 2001.

4. Интернет ресурсы.