Муниципальное автономное образовательное учреждение – лицей № 2

г. Альметьевска

Исследовательская работа

«Выращивание кристаллов»

                                                        Подготовил: ученик 1 класса Б

                                   МАОУ – лицея № 2

                                                Сираев Тимур Рустемович

                                                        Руководитель: Арсланова Л.Т.

2015 год

Оглавление

1.        Аннотация.        

2.        Введение.        

3.        Основная часть.        

3.1.        Что такое кристаллы. Их виды. Как образуются.        

3.2.        Природные и искусственные кристаллы.        

3.3.        Интересные факты о кристаллах.        

3.4.        Применение кристаллов.        

3.5.        Выращивание кристаллов в домашних условиях.        

4.        Заключение.        

5.        Список используемых источников литературы.        

6.        Приложение.        

1. Аннотация.

Из множества чудес окружающего нас мира одним из самых прекрасных являются кристаллы. У каждого из нас с ними связаны определенные ассоциации. Для кого-то кристаллы – это переливающиеся драгоценные камни. Кто-то вспоминает о мелких кристалликах соли и сахара, кто-то – о сверкающем на солнце прозрачном куске льда. Так что же такое на самом деле эти кристаллы? Почему такие различные вещества как драгоценные камни и обычную поваренную соль можно назвать одним объединяющим словом? Можно ли человеку самому получить кристалл или только природа способна воспроизвести это чудо?

Мне очень захотелось найти ответы на все эти вопросы, изучить удивительный мир кристаллических веществ и попробовать самому получить свой кристалл.

Слайд 1.

Поэтому я и выбрал тему для исследовательской работы «Выращивание кристаллов».

2. Введение.

Слайд 2.

Цель исследования: выяснить, что такое кристаллы и как они образуются. На основе полученных знаний попробовать вырастить кристалл в домашних условиях.

Задачи исследования:

1. Определить, что такое кристалл, какие бывают виды кристаллов, как образуются кристаллы.
2. Ознакомиться с встречающимися в природе и искусственно выращенными кристаллами.
3. Найти интересные факты о кристаллах.
4. Исследовать область применения кристаллов.
5. Вырастить кристаллы в домашних условиях.

Методы исследования: изучение литературы, собственные наблюдения, химические опыты по выращиванию кристаллов.

Гипотеза: считаю, что и в домашних условиях можно вырастить кристалл.

3. Основная часть.

1. Что такое кристаллы. Их виды. Как образуются.

Слайд 3.

Слово «кристалл» в переводе с греческого первоначально означало  «лед», в дальнейшем – «горный хрусталь». Кристаллы – это твёрдые тела, имеющие естественную форму правильных многогранников. В них мельчайшие частицы расположены в определенном порядке. Эти правильные ряды частиц в трёхмерном пространстве образуют кристаллические решётки.

Слайд 4.

Если кристалл имеет полную симметрию и идеально ровные грани, то он является идеальным кристаллом. Однако в природе кристаллы правильной геометрической формы встречаются редко. Обычно кристаллы содержат искажения и неровности на гранях.  Такие кристаллы называются реальными.

Слайд 5.

Все кристаллы можно разделить на моно- и поликристаллические. Природные монокристаллы больших размеров встречаются очень редко. Большинство кристаллических тел являются поликристаллическими, то есть состоят из множества мелких кристалликов.

Слайд 6.

Кристаллы разных веществ отличаются друг от друга по своей форме. У каждого вещества есть своя характерная форма кристаллов, по которой можно его узнать.

Слайд 7.

Как же образуются кристаллы?  Они растут, воспроизводя себя. Процесс образования кристалла называется кристаллизацией. Кристаллизацию можно вести разными способами.

Первый способ – получение кристаллов из растворов. Например, путем охлаждения насыщенного горячего раствора. Если охлаждение вести быстро, избыток вещества просто выпадет в осадок. Если этот осадок высушить и рассмотреть в сильную лупу, то можно увидеть множество мелких кристалликов.

Слайд 8.

Второй способ – выращивание кристаллов из расплава. Это наиболее распространенный способ выращивания монокристаллов. Таким способом получают, например, кристаллы рубина.

Слайд 9.

Третий способ – когда кристаллы могут возникать непосредственно из газа, минуя жидкую фазу. Например, иней состоит из кристалликов льда, образовавшихся из водяных паров в воздухе.

2. Природные и искусственные кристаллы.

Слайд 10.

Раньше думали, что кристаллы встречаются редко, считали их «игрой природы». Однако кристаллы окружают нас повсюду. Мы даже едим кристаллы! Но, что самое главное, – мы сами частично состоим из кристаллов.

Булыжники, лед и снег, поваренная соль, драгоценные камни – все эти кристаллы создала природа. Это естественные или природные кристаллы.

Слайд 11.

Кроме кристаллов, выращенных природой, существуют и искусственные или синтетические кристаллы. Они выращиваются на заводах, в лабораториях или в домашних условиях.

Сахар, различные лекарства – примеры искусственных кристаллов.

3. Интересные факты о кристаллах.

Слайд 12.

Если кристалл правильной формы специально испортить, например, отбить у него вершины, повредить ребра и грани, то при дальнейшем росте такой кристалл начнет самостоятельно «залечивать» свои повреждения. Чтобы убедиться в этом, был проведен такой опыт. Из кристалла поваренной соли выточили шар, а потом поместили его в насыщенный раствор соли. Через некоторое время шар сам постепенно превратился в куб!

Слайд 13.

Некоторые драгоценные камни являются разновидностями одних и тех же минералов. Например, рубин - красный, сапфир - голубой варианты корунда. Изумруд - зеленый, аквамарин - голубой виды берилла.

Слайд 14.

Несколько лет назад в африканской пустыне Сахаре нашли развалины древнего города, построенного из необычного материала - дома и городские стены в нём были сделаны из больших глыб каменной соли. В этой местности ничего не было, кроме песка и соли. Из песка дом никак не построишь. Вот и пришлось строить из кристаллической соли.

Слайд 15.

Особое внимание заслуживают такие интересные созданные природой кристаллы, как снежинки. Их формы бесконечно разнообразны. Один натуралист больше пятидесяти лет занимался фотографированием снежинок под микроскопом. Он составил атлас нескольких тысяч фотографий снежинок, и среди этих снежинок не было ни одной пары одинаковых!

4. Применение кристаллов.

Слайд 16.

Применения кристаллов человеком в науке и технике так многочисленны и разнообразны, что их трудно перечислить. Из них делают украшения, строят дома, используют в оптике, электронике, медицине, при изготовлении лазеров, компьютерной техники.

5. Выращивание кристаллов в домашних условиях.

Слайды 17.

Многие кристаллы растут в естественных условиях медленно – годами, десятилетиями, веками. Где же человеку взять столько необходимых кристаллов? Правильно! Вырастить самому – в лабораториях или на заводах.

Я изучил процесс получения искусственных кристаллов и тоже решил попробовать вырастить кристалл у себя дома. Для получения своих кристаллов я буду использовать метод получения из растворов. И проведу для этого 2 опыта. В качестве соли для выращивания кристаллов буду использовать дигидрофосфат аммония.

Слайд 18.

Для первого опыта мне понадобятся:

1. Соль для получения кристалла с добавленным в нее пищевым красителем;
2. Камешки (затравка);
3. Пластиковая посуда.

Слайд 19.

В стакан высыпаем соль. Нагреем воду до 70°C и добавим ее в стакан с солью. Растворим соль в воде. В контейнер для выращивания кристалла положим камушки-«затравки».

Слайд 20.

Выльем приготовленный раствор в контейнер с камушками и добавим еще немного реактива. Накроем контейнер крышкой и поставим в светлое место с хорошим притоком воздуха.

Слайд 21.

Через 3 дня заметны небольшие кристаллики, выступающие из раствора. А еще через 5 дней получился вот такой поликристалл. Все составляющие его кристаллы имеют одинаковую форму.

Слайд 22.

Для второго опыта мне понадобятся:

1. Соль для получения кристалла;
2. Пищевой краситель;
3. Заготовки из фетра;
4. Проволока;
5. Пластиковая посуда.

Слайд 23.

Нагреем воду до 70°C. Растворим в воде соль и краситель. Остудим.

Слайд 24.

К проволоке прикрепим фигурку из фетра с одной стороны, а с другой – карандаш для поддержки. Опустим проволоку с фигуркой в емкость с солью так, чтобы фигурка не касалась стенок и дна посуды. Карандаш расположим на емкости для предотвращения всплывания фигурки. Оставим емкость на несколько часов в покое при комнатной температуре.

Слайд 25.

Через 4 часа достанем фигурку из раствора. Видим, что вся поверхность фигуры покрылась мелкими синими кристаллами.

Слайд 26.

Их можно использовать, например, в качестве игрушек на новогоднюю елку. Таким способом с различными пищевыми красителями и фетровыми заготовками можно «вырастить» множество разнообразных разноцветных фигурок.

4. Заключение.

Слайд 27.

Так я познакомился с процессом выращивания кристаллов – кристаллизацией и смог вырастить собственные искусственные кристаллы. Мой эксперимент показал, что кристаллы можно вырастить и в домашних условиях. Выращивание кристаллов - очень увлекательное занятие. Особенно процесс наблюдения за тем, как растет кристалл. В будущем мне хотелось бы вырастить красивые кристаллы из других веществ разных цветов.

Данная работа позволила мне сделать следующие выводы:

1. Кристаллы окружают нас повсюду. В мире гораздо больше кристаллических веществ, чем некристаллических.
2. Кристаллы различных веществ отличаются друг от друга по форме.
3. Кристаллы можно найти как в природе, так и вырастить самим.
4. Выращивая кристаллы в лабораториях, человек может узнать, как кристаллы рождаются и живут в природных условиях, изучить свойства кристаллов.
5. Искусственные кристаллы очень необходимы человеку и используются в различных сферах деятельности.

Ну, а для меня процесс выращивания кристаллов был очень красивым и увлекательным!

Слайд 29.

Спасибо за внимание!

5. Список используемых источников литературы.

1. Банн Ч. Кристаллы. Их роль в природе и науке. М., 1970, 312с.
2. Шубников А.В. Как растут кристаллы. М., 1935, 176с.
3. Попов Г.М., Шафрановский И.И. Кристаллография. М., 1972, 352с.
4. Шаскольская М.П. Кристаллы. М., 1978, 208с.
5. СД «Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия»

6. Приложение.

Презентация.