Исследовательский проект "Кристаллы"
опыты и эксперименты (старшая группа)

Введение

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

И на одном из занятий 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.

Был определен объект работы - кристаллы.

Предметом исследования стал процесс кристаллизации.

Определив объект и предмет, я выдвинула гипотезу: кристаллы образуются в процессе испарения жидкости.

Целью работы стало изучение «мира кристаллов» и способов их выращивания в домашних условиях.

Мною были определены следующие задачи:

1. Узнать, что такое кристаллы.
2. Выяснить, какие бывают кристаллы;
3. Изучить методы выращивания кристаллов;
4. Провести опыт выращивания кристаллов в домашних условиях.

Для реализации поставленных задач мы выбрали следующие методы:
- Наблюдение;

- Исследование;

- Опыт;

- Беседа;

- Анкетирование;

- Работа с литературными источниками и интернет - ресурсами.

Что такое кристалл?

Обратившись к словарю и детской энциклопедии, я узнала, что кристаллы – это твердые вещества, имеющие естественную внешнюю форму правильных многогранников. Правильную форму кристаллу придают расположенные в строгом порядке «как солдаты в строю» частицы, из которых он состоят: атомы, молекулы, ионы. От порядка расположения частиц зависит форма кристалла: куб, призма или другой многогранник.

Кристаллы человечеству известны с незапамятных времен. Кристаллом (от греч. krystallos – «прозрачный лед») вначале называли прозрачный кварц (горный хрусталь), встречавшийся в Альпах. Горный хрусталь принимали за лед, затвердевший от холода до такой степени, что он уже не плавится.

В России первый кристалл - алмаз был найден 5 июля 1829 года на Урале в Пермской губернии на Крестовоздвиженском золотом прииске четырнадцатилетним крепостным Павлом Поповым.

Какие бывают кристаллы?

Кажется, что кристаллы редкое явление, но на самом деле их можно встретить повсюду.

Мы употребляем их в пищу: соль и сахар. Видим на улице: снег, лед, глина и песок. Кристаллическую структуру имеют все металлы, а из них изготавливают автомобили, крыши домов, станки на заводах и многое другое. Панели многих домов сделаны из бетона, искусственного камня, в составе которого присутствует щебень из кристаллического сланца. Кристаллы помогают бороться с болезнями: лучи от кварцевой лампы используются для дезинфекции (кварцевыми они называются, потому что сделаны не из обычного стекла, а из кварцевого). Почти все горные породы сложены из кристалликов. Кристаллы драгоценных камней излучают свет и цвет – топаз, рубин, аметист, бриллиант. А перламутр и жемчуг являются продуктами жизнедеятельности морских организмов.

Наука не стоит на месте и в настоящее время ученые открыли новый вид кристаллов – жидкий. Такой вид кристаллов мы можем встретить в электронных часах, телевизорах, мониторах компьютеров, фотоаппаратах.

Способы образования кристаллов.

Процесс образования кристалла называется кристаллизацией. Его можно разделить на 2 способа:

• Естественный: образование кристаллов в природе.
• Искусственный: выращивание в лаборатории для научно-технических целей.

В природе кристаллы образуются тремя путями: из расплава, из раствора, из пара.

Примером кристаллизации из пара является образование льда из воды.

Примером образования кристаллов из растворов, могут служить сотни миллионов тонн соли, выпавшей из морской воды.

Примером образования кристаллов из пара и газа являются снежинки, иней. Воздух, содержащий влагу, охлаждается, и прямо из него вырастают снежинки той или иной формы.

Вырастить кристалл – это не пустая забава. В природе кристаллы растут много миллионов лет. Сначала образуется маленький кристалл – затравка, а затем на него «налипают» молекулы вещества.

А нельзя ли ускорить этот процесс? Оказывается можно. Ученые научились выращивать кристаллы в лаборатории. Для этого есть очень много интересных способов, сложных приборов и установок. Искусственные кристаллы ничем ни отличаются, по своим свойствам, от естественных кристаллов. Такие кристаллы используют в радиотехнике, медицине, оптике, сталелитейной промышленности.

Удивительно, но выращивать кристаллы можно не только в химических и промышленных лабораториях, но и в домашних условиях.

Я выяснила, что существует всего два метода выращивания кристаллов в домашних условиях:

#1052;етод охлаждения насыщенного раствора.

При понижении температуры вещества меньше растворяются и превращаются в крошечные кристаллики, которые постепенно превращаются в кристаллы правильной формы.

2. Метод испарения – постепенного удаления жидкости из раствора.

В перенасыщенный (концентрированный) раствор, кладется затравка, мелкий кристаллик, и путем прилипания молекул вещества на затравку кристаллик растет. А чтобы молекулы прилипали, нужно либо остужать воду, либо выпаривать (можно и то, и другое).

Осуществить выращивание кристаллов возможно из различных веществ: сахара, поваренной соды. Прекрасно подойдет и другая соль (химический реактив) из набора «Алхимик».

Условия для выращивания кристаллов

1. Воду нужно взять дистиллированную, т. е. не содержащую других растворённых в ней солей.

2. Кристаллик нельзя при росте без особой причины вынимать из раствора.

3. Не допускать попадание мусора в насыщенный раствор.

4. Отсутствие сквозняков.

5. Неяркий свет.

6. Отсутствие вибрации.

7. Периодически (раз в неделю) менять или обновлять насыщенный раствор.

8. Терпение

Опыт №1. «Кристаллизация соли методом испарения».

Мне потребовалось: соль (морская), вода, стакан, фильтр, нить, затравка (кристаллик морской соли).

В горячую воду я добавляла соль до тех пор, пока она не перестала растворяться. Получился насыщенный солевой раствор. Затем процедила воду через фильтр, остудил, положил на дно кристаллик морской соли – затравку. Через некоторое время в стакане с солью на ниточке появились заметные глазу кристаллики соли. Постепенно кристаллики соли стали увеличиваться в размерах, т.е. расти. Опыт по выращиванию кристаллов поваренной соли методом выпаривания воды удался.

Каждые шесть дней мы подливали насыщенный раствор, для более интенсивного роста кристаллов. Таким образом, процесс кристаллизации занял…….

Меры безопасности при проведении опыта.

1. Не подносить пальцы и химические вещества к глазам и рту.
2. После использования все оборудование тщательно промыть.
3. После эксперимента вымыть руки.

По итогам работы я сделала следующие выводы:

1). Кристаллы – это твердые вещества, имеющие естественную внешнюю форму правильных многогранников.

2). Мир кристаллов разнообразен и играет важную роль в жизни человека.

3). Кристаллы образуются не только в природе, но и в лаборатории.

4). Благодаря проведению опыта по выращиванию кристаллов в домашних условиях гипотеза исследования, что кристаллы образуются в процессе испарения жидкости подтвердилась.

Таким образом, цель работы, изучить «мир кристаллов» и способы их выращивания в домашних условиях, достигнута.

Заключение

В ходе исследовательской работы я научилась выращивать кристаллы, используя горячий насыщенный раствор. Для выращивания кристаллов были использованы вещества: поваренная соль.

Поняла, что для появления кристалла необходимо соблюдать точные инструкции и правила техники безопасности, быть терпеливым и трудолюбивым. Чтобы кристалл получился красивым, его надо периодически подкармливать, то есть менять насыщенный раствор.

Я поделилась результатами своего исследования с одногруппниками: создали мультимедийную презентацию и выпустили буклет для тех, кто хотел бы повторить мои опыты. Теперь ребята все знают, что кристаллы - это не только красивые минералы и драгоценные камни. Мы каждый день встречаемся с ними: дома, в садике, на улице. Кристаллы играют не последнюю роль в нашей жизни.

Своё исследование мне хотелось бы продолжить. Поэтому я планирую продолжать свои эксперименты с новыми веществами, и ставлю перед собой задачу вырастит кристаллы больших размеров и создать собственную коллекцию. Уверена, что приобретенные знания, умения и навыки обязательно пригодятся в дальнейшей учёбе.

Литература:

1. Афонькин С.Ю. Минералы и драгоценные камни. Школьный путеводитель.-СПб.: «БКК», 2012 г. – 96 с.
2. Белов Н.В. Энциклопедия драгоценных камней и кристаллов.- Минск: «Харвест», 2009 г. – 159 с.
3. Большая книга «Почему». Перевод с итальянского Ольги Живаго.- М.: РОСМЭН, 2011 г.- 240 с.
4. Журнал «Галилео. Наука опытным путём», №7, 2011 г.
5. Журнал для любознательных «Юный эрудит», №10 (октябрь), 2009 г.
6. Шалаева Г.П. Современная энциклопедия начальной школы. - Издательство АСТ, 2010 г.- 768 с.
7. Шаскольская М.П.. Кристаллы. - М.: Наука, 1978 г. – 208 с.

Интернет- ресурсы:

1. - Геология Земли .

2. - ВикипедиЯ – свободная энциклопедия.

3. - Кристаллов.NET.

4. - Мир кристаллов.