Исследовательская работа на тему : "Выращивание кристаллов из соли"
материал по окружающему миру (4 класс) на тему

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Красноармейская основная общеобразовательная школа»

Научно-практическая конференция

«Гумбольдские  чтения»

Направление: химические исследования

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА НА ТЕМУ:

Выполнила: Махометова Самира

                        Перфильева Валерия,

                         ученицы 4 класса

Руководитель: Сенечак Юлия Викторовна,

                             учитель начальных классов

                                              п. Красноармейский- 2014 год

Оглавление

Введение

Глава 1. Теоретическая часть.

1. Что такое кристалл?

    1.2. Как растет кристалл.

     1.3 Применение кристаллов.

Глава 2. Практическая часть.

     2.1 Выращивание кристаллов в искусственных условиях
     2.2 Результаты эксперимента
Заключение
Список литературы
Приложения

Введение

                                                               «Кристаллы, кристаллы,

                                                               Соцветья во мглу погружённой земли.

                                                               Когда расцвели вы,

                                                               На свете другие цветы не цвели.

                                                               Нацежен был мало-помалу

                                                               Из мрака лучистый хрусталь,

                                                               Чтоб стало под силу кристаллу

                                                               Вместить невместимую даль.»

                                                                                                Мигель де Унамуно.

Каждый день мы в своей жизни сталкиваемя с кристаллами. Где бы мы не находились дома, на улицы. В любое время года. На разных континентах.

Они повсюду.

    Кристаллы льда и снега. Мы даже употребляем  их в пищу. Сахар и соль. Кристаллы можно легко увидеть и без микроскопа.  Они разной величины и формы. Красивые и загадочные.

    Нам захотелось как можно больше узнать об этом чуде природы. Что это такое, как они появляются, какие бывают, чем они отличаются, как долго растут.

    Актуальность . В ходе изучения мы узнали, что кристаллы можно вырастить самим. И этот процесс не требует особых усилий и затрат.Это и стало целью нашего исследования. В своей работе мы использовали всем известную соль.    

Предмет исследования: Кристаллы соли.

Проблемные вопросы:

– Что такое кристаллы?

– Почему они растут?

– Чем нужно делать, чтобы они росли?

– Возможно ли вырастить кристаллы самим?

Цель исследования: научиться выращивать кристаллы соли в домашних условиях.

Задачи исследования:        

• изучить исторические сведения о кристаллах;
• узнать о значении кристаллов 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;
• изучить условия образования кристаллов, их формы, цвета;
• проанализировать полученные результаты.

Гипотеза исследования

Мы предположили, что кристаллы соли могут появляться при создании определенных условий; значит, если изменять условия и растворять соль в воде, то можно получать кристаллы в домашних условиях.

Глава 1. Теоритическая часть.

1. Что такое кристалл ?

Что же такое кристаллы?

      Слово “кристаллос” у древних греков обозначало лед. Кристаллами обычно называют твердые предметы, образующиеся в природных или лабораторных условиях и имеющие вид многогранников.

      Кристаллы образуются чаще всего из растворов или расплавов. Все кристаллы одного вещества имеют одинаковую форму, хоть и могут отличаться размерами. Поликристаллы состоят из отдельных мелких кристалликов (кристаллитов), а монокристалл – это крупный одиночный             Почти все минералы представляют собой кристаллы. Некоторые минералы образуют кристаллы, которые разглядеть можно только с помощью микроскопа.

       Кристаллы характеризуются строгими геометрическими формами и ограничены преимущественно гладкими плоскими гранями. В большинстве своем кристаллы мелки, отчасти даже микроскопически малы; но встречаются и гигантские экземпляры.

  Форма кристалла зависит от его внутреннего строения.

   В течение долгих столетий жизнь кристаллов казалась таинственной и неразрешимой загадкой.

   В 1619 г. великий немецкий математик и астроном Иоганн Кеплер (1571-1630) обратил внимание на шестерную симметрию снежинок. Он попытался объяснить её тем, что кристаллы построены из мельчайших одинаковых шариков, теснейшим образом присоединенных друг к другу (вокруг центрального шарика можно вплотную разложить только шесть таких же шариков). Кристалл чудодейственен своими свойствами, он выполняет самые разные функции.

Кристаллография – наука не новая. У её истоков стоит М. В. Ломоносов. А вот выращивание искусственных кристаллов дело более позднее.

      Всем известно, что издавна люди научились выращивать искусственные кристаллы — рубины. И используют их для изготовления ювелирных украшений и в качестве опор для вращающихся деталей в часовом механизме. А еще выращивают самые твердые на свете кристаллы — алмазы. В домашних условиях можно вырастить кристаллы из соли, сахара или медного купороса.

.

1.2. Как растет кристалл.

Для образования кристаллов необходимо, чтобы ничто не мешало им свободно и всесторонне развиваться, не теснило бы их и не препятствовало их росту.

Одни вещества образуют кристаллы легко, другие с большим трудом или вовсе не образуют кристаллов. 

Если охлаждение раствора медленное, то кристаллов образуется мало, и, постепенно обрастая частичками вещества со всех сторон, они превращаются в красивые кристаллики правильной формы. При быстром же охлаждении образуется много центров кристаллизации, и кристаллы получатся неправильной формы, и к тому же слишком мелкие.

Ещё очень важно, чтобы раствор не содержал посторонних частичек (пылинок и т. д.), иначе в растворе на них начнется кристаллизация, и в результате получится то же самое, что и при быстром охлаждении раствора. 

2. Применение кристаллов.

Применяют кристаллы в разных областях. Самый твердый и самый редкий из природных минералов – алмаз. Благодаря своей исключительной твердости алмаз играет громадную роль в технике. Алмазными пилами распиливают камни. Сам алмаз можно резать, шлифовать и гравировать тоже только алмазом. Наиболее ответственные детали двигателей в автомобильном и авиационном производстве обрабатывают алмазными резцами и сверлами.

Рубин и сапфир относятся к самым красивым и самым дорогим из драгоценных камней.

Вся часовая промышленность работает на искусственных рубинах. На полупроводниковых заводах тончайшие схемы рисуют рубиновыми иглами. В текстильной и химической промышленности рубиновые нитеводители вытягивают нити из искусственных волокон, из капрона, из нейлона.

Новая жизнь рубина - это, чудесный прибор наших дней. В 1960г. был создан первый лазер на рубине. Оказалось, что кристалл рубина усиливает свет. Лазер светит ярче тысячи солнц. Мощный луч лазера громадный мощностью. Он легко прожигает листовой металл, сваривает металлические провода, прожигает металлические трубы, сверлит тончайшие отверстия в твердых сплавах, алмазе. Эти функции выполняет твердый лазер, где используется рубин, гранат с неодитом. В глазной хирургии применяется чаще всего неодиновые лазеры и лазеры на рубине. В наземных системах ближнего радиуса действия часто используются инжекционные лазеры на арсениде галлия.

• Появились и новые лазерные кристаллы: флюорит, гранаты, арсенид галлия и др.
• Сапфир прозрачен, поэтому из него делают пластины для оптических приборов.
• Основная масса кристаллов сапфира идет в полупроводниковую промышленность.

Кристаллы широко применяются для воспроизведения, записи и передачи звука.

И это ещё не всё. Применение кристаллов очень разнообразно.

 Глава 2. Практическая часть. 

 2.1 Выращивание кристаллов в искусственных условиях

        Чтобы вырастить кристаллы соли, мы налили в стакан не очень горячей воды и стали насыпать в воду соль по 1 чайной ложке, помешивая, чтобы соль быстрее растворялась. Добавляли соль в воду до тех пор, пока она не перестала растворяться. Когда  заметили, что  кристаллы больше не растворяются, добавили последнюю ложечку соли. Раствор процедили через фильтр (мы воспользовались салфеткой, можно взять промокашку или вату). Процеживать раствор обязательно, потому что соринки могут помешать росту красивых кристаллов. Поставили 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 мы поступили проще: ниточку с маленькой гаечкой или камешком повесили на карандаше так, чтобы она погрузилась в раствор, но не касалась дна.

Поставили стакан и банку с раствором в место, где нет сквозняков. Уже через 2-3 дня грузик оброс кристаллами. Мы внимательно следили, 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 мы узнали, что во время роста можно корректировать рост кристаллов, удаляя некрасивые наросты. Это делали ножом, соскабливая лишнее. Первые кристаллы, которые мы достали из раствора, очень быстро подсохли, через час покрылись белым налетом соли, а через несколько дней разрушились.

После неудачного первого опыта мы стали осторожнее. Когда кристаллы приняли красивый вид, вынули их из раствора.

     2.2 Результаты эксперимента

Делая опыты с солью, мы пришли к следующим результатам:

1. Кристалл можно вырастить, используя насыщенный раствор соли;
2. Можно создавать декоративные украшения, используя рост кристаллов;
3. Если погрузить кристалл в слабый солевой раствор, или в раствор, который не успел остыть, кристалл, к сожалению, разрушается.

Заключение.

В нашей работе мы попытались вырастить кристаллы в домашних условиях и открыть для себя этот удивительный мир кристаллов.
Мы рассмотрели вопрос о том, как растут кристаллы в природе и как можно вырастить их в домашних условиях (на примере выращивания кристаллов соли). Изменяя внешние условия выращивания можно получить кристаллы разной формы, что было подтверждено экспериментально. 

Наша тема оказалась очень интересной, и если её изучать глубже, то она будет интересна каждому. Кристаллы загадочные и очень красивые. В нашей работе мы рассказали лишь малую часть того, что известно о кристаллах и их применении в настоящее время.