"Выращивание кристаллов в домашних условиях"

Иванов Виталий

Выращивание кристаллов

 в домашних условиях

Научный руководитель: учитель начальных классов

МАОУ лицей №27 г.Улан-Удэ Андриевская Ирина Анатольевна

г. Улан-Удэ

2016

Содержание:

1. Введение. ……………………………………………………………….……3 стр.

Основная часть …………………………………………………………….4-6 стр.

Глава I.

1. Что такое кристаллы. …….….…………………………………….……4 стр.
2. Разнообразие кристаллов………………………………………………4-5 стр.
3. Способы выращивания кристаллов в домашних условиях ….………5 стр.

3. Глава II. Описание экспериментального этапа……………………………6 стр.

4. Заключение………………………………………………………………….7 стр.

5. Приложение.  ………………………………………………………………8 стр..

Введение.

       Изучением кристаллов занимается специальная наука  - кристаллография; ее изучают в институтах и университетах, когда уже знают и химию, и физику и некоторые другие науки. Особенно быстро эта наука стала развиваться с использованием рентгеновских лучей,  открытых в конце 18 века, для исследования кристаллов.

Актуальность данного исследования состоит в том, что выращивание кристаллов   увлекательное занятие и, пожалуй, самое простое, доступное и недорогое для большинства юных  исследователей, максимально безопасное,   объясняется интересом образования кристаллов.

 Гипотеза исследования  -  возможность получить в домашних условиях кристаллы, различные по форме и цвету в любое время года.

Цель работы - вырастить кристаллы   из кристаллического порошка в домашних условиях и доказать свою гипотезу.

Объектом исследования  - кристаллы фосфата моноаммония синего.

Предмет исследования -  процесс кристаллизации.

Для достижения поставленной цели необходимо  решить задачи: 

1. собрать сведения о кристаллах;         

         2. познакомиться  с техникой безопасности при проведении экспериментов в домашних условиях;

3. провести эксперимент - вырастить кристаллы в домашних условиях.

Методы исследования: теоретический - изучение  литературы по данной теме, практический -  эксперимент, наблюдение,  анализ эксперимента, обобщение результатов.

Практическая значимость работы заключается в следующем: собранный и подготовленный теоретический материал и кристаллы могут быть использованы учителем на уроках окружающего мира, ребятами для расширения кругозора и развития познавательного интереса. Результаты  исследования  могут быть использованы  для украшения дома, создания  поделок и сувениров.

Новизна исследования  заключается в представлении  полученных результатов  ребятам - юным исследователям по выращиванию кристаллов в домашних условиях, которые способствуют  повышению интереса, активности и самостоятельности в опытно-экспериментальной деятельности.

Основная часть. Глава I

1.Что такое кристаллы.         

       Слово «кристаллос» в переводе с греческого первоначально означало «лёд», а в дальнейшем «горный  хрусталь». Удивительное сходство кристаллов льда и горного хрусталя было подмечено уже очень давно. В древности и в средние века думали, что кристаллы горного хрусталя и кристаллы льда – одно и то же, только лёд замерзает у нас на глазах, а горный хрусталь – лишь при особенно сильном морозе. Предполагали, что лёд становится хрусталём через тысячу лет, а хрусталь становится алмазом через тысячу веков.

       Первоначально главную особенность кристаллов видели в их прозрачности и «кристаллами» считали все прозрачные природные твердые тела. Но, к сожалению, в природе кристаллы большинства веществ без трещин, загрязнений и других дефектов встречаются редко. Это привело к тому, что люди на протяжении тысячелетий кристаллы называли драгоценными камнями.

         Частички, из которых состоит кристалл, в разных веществах выстраиваются и соединяются вместе различными способами. Из-за этого кристаллы могут иметь различные формы и размеры.

       Как образовались красивые кристаллы горного хрусталя, кристаллы гипса нам с вами увидеть в природных условиях невозможно. Искусственные же кристаллы некоторых минералов ученые получают в лабораториях с помощью очень сложных приборов.

2.Разнообразие кристаллов.                                                                                                                                                                                                                             

       Кристаллы, которые залегают глубоко в земле, являются бесконечно разнообразными. Размеры таких природных многогранников достигают иногда человеческого роста. Встречаются также очень тонкие кристаллы, толщина которых меньше чем у листка бумаги. Но бывают и огромные пласты, толщина которых достигает нескольких метров.                                                      

       Бывают кристаллы маленькие, узкие и острые как иголки, но также могут быть громадной формы, похожие на величественные колонны.

       Иногда образуются дендриты - это кристаллы, похожие на веточки дерева; очень хрупкие, но очень красивые.

       Многие кристаллы идеально чисты и прозрачны, как вода. Нередко можно услышать выражение «кристально чистый». Кристаллы могут иметь и разные размеры.

       Некоторые минералы образуют кристаллы, которые разглядеть можно только с помощью микроскопа. Другие же образуют кристаллы, вес которых составляет несколько сотен фунтов.

3. Способы выращивания кристаллов в домашних условиях.

      Удивительно, но выращивать кристаллы можно не только в химических и промышленных лабораториях, но и в домашних условиях. Самые популярные вещества, из которых выращивают кристаллы дома – это поваренная соль, железный купорос и медный купорос. 

       Существует всего два способа выращивания кристаллов в домашних условиях:

1.Метод охлаждения насыщенного раствора;

2.Метод испарения – постепенного удаления жидкости из раствора.

       Берется нужное вещество, готовится из него перенасыщенный (концентрированный) раствор, кладется в раствор так называемая 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). Быстрый способ выращивания кристаллов – это медленное охлаждение раствора.

Глава II.

Описание экспериментального этапа.

Для проведения эксперимента был использован научно-познавательный набор для химических экспериментов «Драгоценный кристалл».

      Для выращивания кристаллов потребовались: чистый контейнер,  деревянная палочка для размешивания, каменная основа для кристаллов,  активатор роста кристаллов, кристаллический порошок - моноаммоний фосфат синий, перчатки для работы. Фосфат аммония - это удобрение, ценится вследствие большой концентрации питательных веществ и очень большой растворимости.                                                                                        

Закладка опыта проводилась согласно инструкции.  Дома  высыпаем кристаллический порошок в пластиковый контейнер, заливаем содержимое кипяченой водой (V= 150 мл), в течение 2-3 минут хорошо перемешиваем содержимое до полного растворения кристаллического порошка, затем опускаем основу (камни) для роста кристаллов, закрываем контейнер крышкой и оставляем на один час. Через час, когда вода остынет, засыпаем активатор роста кристалла в контейнер (снова закрываем крышку). Через 24 часа открываем контейнер и оставляем кристалл расти. Когда вершина самого высокого кристалла появится над водой, сливаем оставшуюся воду из контейнера. Для выращивания кристаллов необходимо соблюдать условия:

      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.

   Опыт по выращиванию кристалла проходил в течение 8 дней. Температурный интервал выращивания кристалла составил 20-23оС.  Изменения размеров кристалла по дням  отображены в приложении.

Заключение.

Подводя итог, нам бы хотелось отметить, что поставленная цель была достигнута, а именно: вырастили кристаллы   из кристаллического порошка в домашних условиях и доказали свою гипотезу - кристаллы можно вырастить в домашних условиях при правильном соблюдений правил и техники.

        Задачи, поставленные для достижения данной цели, были выполнены:

1. собрали сведения о кристаллах;         

         2. познакомились  с техникой безопасности при проведении экспериментов в домашних условиях;

3. провели эксперимент - вырастили кристаллы в домашних условиях.

В течение десяти дней  наблюдали за изменением размеров кристалла моноаммоний фосфата синего в процессе его роста.      Был использован один самых быстрых способов выращивания  - выращивание кристаллов в виде сростков (друз), который ориентируется на хаотическое выпадение кристаллов.  Кристалл был выращен из раствора методом кристаллизации при испарении воды.  Результат эксперимента -  выращенный кристалл (друз).

      Своё исследование хотелось бы продолжить. Поэтому  планируем продолжать свои эксперименты с новыми веществами, и ставим перед собой задачу вырастить  самостоятельно кристаллы из поваренной соли, сахара и других веществ  и создать собственную коллекцию кристаллов.

Уверен, что приобретенные знания и опыт обязательно пригодятся в дальнейшей учёбе.