Проект "Выращивание кристаллов из лимонной кислоты"
опыты и эксперименты (4 класс)

Введение

Глава 1. 

1.1.Что такое кристалл? Виды кристаллов, их происхождение

1.2.Кристаллы в жизни человека

Глава 2.Выращивание кристаллов в домашних условиях

2.1.Правила выращивания кристаллов в домашних условиях

2.2.Выращивание кристаллов из лимонной кислоты

Заключение

Литература

Приложение

Введение

Серебро, огни и блестки,-

Целый мир из серебра!

В жемчугах горят березки,

Чёрно-голые вчера.

Это – область чьей-то грезы,

Это – призраки и сны!

Все предметы старой прозы

Волшебством озарены.

Валерий Брюсов

Мое любимое время года - зима. И, конечно же, мне интересно все, что связано с этим временем года. Снежинки, лед, иней – это чудесные явления зимы. И каково было мое удивление, когда на вопрос «Из чего они состоят?» Ольга Николаевна ответила мне, что это все кристаллы. Мне очень хотелось их рассмотреть, но не получалось, так как они быстро таяли. И я задалась вопросами: «Что такое кристалл?», «Какие бывают кристаллы?», «Как их создают?», «Можно ли кристаллы сделать самой?».  

Так нами была выбрана тема исследования: «Выращивание кристаллов лимонной кислоты в домашних условиях».

Почитав энциклопедии, поискав в интернете, я убедилась, что сделать это не так уж и сложно. Поэтому я решила попробовать вырастить кристаллы из лимонной кислоты.

Актуальность исследования состоит в том, что выращивание кристаллов из лимонной кислоты – интересное занятие, провождение своего времени с пользой и так же возможность даже летом увидеть небольшую частичку моей любимой зимы.

Цель работы: научиться выращивать кристаллы лимонной кислоты в домашних условиях.

Задачи: узнать, что такое кристаллы; изучить процесс выращивания кристаллов; вырастить кристалл из лимонной кислоты ; проанализировать полученные результаты.

Объект исследования - кристаллы.

Предмет исследования - процесс кристаллизации.

Гипотеза исследования: мы предполагаем, что кристаллы лимонной кислоты можно вырастить дома.

Методы, которые я использовала в своем исследовании:

• изучение литературы.
• проведение опытно-экспериментальной деятельности с целью получения кристаллов из лимонной кислоты.
• анализ полученных результатов исследования и подведение итогов.

Необходимое оборудование:

• Лимонная кислота.  (можно приобрести в продуктовом магазине)
• Стаканы, в которых мы будем выращивать наш кристалл.
• Леска, марля.
• Карандаш, картон.

Глава 1.

1.1.Что такое кристалл? Виды кристаллов, их происхождение.

Свое исследование я начала с изучения литературы. В энциклопедиях и в интернете  я прочитала много нового и интересного о кристаллах и сделала вывод: все камни  - это кристаллы! Еще я убедилась, что снежинки, иней и лед – это кристаллы воды.

Ответим же на вопрос: «что такое кристалл?». Раньше  кристаллами считался горный хрусталь – прозрачный кварц. В  то время, когда ученые еще не могли объяснить причину и принцип их образования, кристаллы наделяли «волшебными силами»,что подтверждено во многих легендах и сказаниях. В них говориться о магических кристаллах, которые могут исцелять больных или рассказывать будущее.  Современная наука развеяла эти представления, и дала четкий термин «кристалл» с научной точки зрения. Кристалл - это твердое тело природного происхождения либо образованное в лабораторных условиях, имеющее форму правильного многогранника. Правильность формы кристалла основана на его внутренней структуре – частицы вещества, из которых состоит кристалл, располагаются в нем в определенном порядке и образуют трехмерную пространственную укладку, которую принято называть  «кристаллической решеткой».
         Ученые, изучающие кристаллы, различают  «кристаллы идеальные» и «кристаллы реальные».

Идеальный кристалл - это математическая модель кристалла с  правильной формой, полной симметрией и ровными гранями.

Реальный кристалл – это тот кристалл, который существует. По сравнению с идеальным, он не такой безупречный, так сказать не идеальный.  
        По происхождению ученые различают: природные и искусственные кристаллы. Натуральные (природные) кристаллы  образуются и растут в толще Земли на протяжении долгого времени в условиях сверхвысоких температур и огромного давления. Искусственные кристаллы люди научились выращивать как в лабораториях, так и в домашних условиях.

1.2.Кристаллы в жизни человека

Человек встречается с кристаллами в своей жизни довольно часто: употребляет в пищу, соль и сахар, любуется искрящимся снегом в ясную зимнюю погоду и, вообще, живёт в мире кристаллов. Кристаллы необычайно красивы, интересны и удивительны. Кристаллы встречаются повсюду: в облаках, в глубинах Земли, на вершинах гор, в песчаных пустынях, в бездонных морях и океанах, в научно-исследовательских лабораториях, в клеточках растений, в живых и мёртвых организмах. 

Каждую зиму на землю падает огромное количество снежных кристаллов. Их завораживающее совершенство и симметрия поражают. Рассматривать снежинки очень интересно, мне ни разу еще не удавалось увидеть одинаковые снежинки. Их уникальность поражает!

Из кристаллов делают очень много полезных вещей. Например, кристаллы применяются в радиотехнике, камни в часах- тоже кристаллы.

Кристаллы широко применяются в науке и технике: призмы и линзы для оптических приборов, лазеры. Около 70% всех природных алмазов, которые добывают из недр Земли,  и все алмазы, выращенные искусственно, используются в промышленности.

Сегодня трудно отыскать отрасль производства, в которой не использовались бы кристаллы. Кристаллы драгоценных камней, пройдя процесс огранки, становятся «лучшими друзьями девушек».

Глава 2. Выращивание кристаллов в домашних условиях

2.1. Правила выращивания кристаллов в домашних условиях

Наиболее распространенные способы выращивания кристаллов ― кристаллизация из расплава и кристаллизация из раствора. Эти технологии очень сложны.

Однако каждый желающий может вырастить некоторые кристаллы в домашних условиях путём кристаллизации из водного раствора кристаллического вещества.

Выращивают кристаллы из раствора, в основном, двумя способами. Один из них — охлаждение насыщенного раствора вещества. С понижением температуры растворимость большинства веществ уменьшается, и они, как говорят, выпадают в осадок. Сначала в растворе появляются крошечные кристаллы-зародыши и постепенно они превращаются в красивые кристаллы правильной формы.

Другой метод выращивания кристаллов — постепенное удаление воды (испарение) из насыщенного раствора. В этом случае, чем медленнее удаляется вода, тем лучше получаются кристаллы. Надо оставить открытый сосуд с раствором при комнатной температуре — вода при этом будет испаряться медленно.

В природе кристаллы растут на протяжении миллионов лет. А нельзя ли ускорить этот процесс? Оказывается можно.

Ни рубинов, ни алмазов, ни других драгоценных камней в условиях школьного кабинета вырастить, конечно, не получится .

Но и то, что  по плечу школьнику, тоже достаточно красиво. Рассмотрим выращивание кристалла из насыщенных растворов, то есть из таких, в которых растворено так много вещества, что больше оно уже не растворяется. Воду для этих целей необходимо нагреть, тогда она вместит больше вещества.

Раствор нужно готовить так: в горячую (но не кипящую) воду насыпали порциями вещество и размешивали ложечкой до полного растворения. Как только вещество перестаёт растворяться, это значит, что при данной температуре раствор насыщен и готов к использованию.

2.2.Выращивание кристаллов из лимонной кислоты разных цветов

Наш кристалл мы выращивали с помощью метода испарения насыщенного раствора.

Для приготовления одного раствора из лимонной кислоты мне понадобились: стакан, пять пакетов по 50 гр. лимонной кислоты, теплая вода, леска и карандаш.

Насыщенный раствор этого вещества получить не просто, так как лимонная кислота очень хорошо растворяется в воде. В стакан с водой мы добавляем лимонную кислоту до тех пор, пока она не перестанет растворяться. На приготовление концентрированного раствора я потратила один час. (Приложение 1 рис. 1)

Только по истечении этого времени лимонная кислота перестала растворяться, и я поняла, что раствор готов. В полученный раствор я добавила несколько частичек лимонной кислоты и оставила на ночь. (Приложение 1 рис.2)

Утром на дне у меня получилось несколько крупных кристаллов. (Приложение 1 рис.3) Я выбрала самый большой, перевязала его леской. (Приложение 1 рис.4,5) Весь полученный  раствор я профильтровала через марлю и перелила его в стаканчик. После чего опустила кристалл в раствор. (Приложение 1 рис.6) Чтобы на дне не образовывались новые кристаллы, я фильтровала раствор каждую неделю.

В дальнейшем я продолжу  наблюдение за ростом моего кристалла.

Заключение

Проделанная работа позволила мне сделать следующие выводы:

1.Кристаллы – это камни с природной, правильной, симметричной, многогранной формой;

2. Все камни – кристаллы.

3. Мы живем в мире кристаллов. Наши дома и города построены из кристаллов, мы ходим по кристаллам, едим кристаллы, лечимся кристаллами и т.д.

4. Что бы вырастить кристалл нужно: приготовить насыщенный раствор вещества; выделить на следующий день кристалл-затравку; закрепить кристалл-затравку в растворе и ждать.

5.Кристаллы из лимонной кислоты можно вырастить в домашних условиях.

Моя гипотеза, что кристаллы лимонной кислоты можно вырастить дома, подтвердилась.

Литература

1.Стёпин Б. Д., Аликберова Л. Ю., «Книга по химии для домашнего чтения», М.: Химия, 1994 г., 400 с.

2. Ольгин О., «Опыты без взрывов», М.; «Химия», 1995 г., 192 с.

3. Шаскольская М. П.; «Кристаллы», М.: Наука, 1985 г., 208 с.

Электронные источники:

4. https://ru.wikipedia.org/wiki/Кристаллы
5. http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/132569
6. http://course-crystal.narod.ru/p31aa1.html
7. http://encyclopedia.dljatebja.ru/Nash_mir/Chto_takoe_kristally.html
8. http://www.goldensign.ru/articles/interesnoe_o_fianite
9. http://www.rough-polished.com/ru/expertise/49860.html
10. http://thesaurus.rusnano.com/wiki/article1293
11. http://kristallov.net/adp.html