Исследование "Как вырастить кристаллы из сахара в домашних условиях"

Исследовательская работа

«Как вырастить кристаллы в домашних условиях»

Леонов Кирилл, 4 класс

Научный руководитель: Леонова И.С.

МБОУСОШ №5, пгт. Сибирцево

Оглавление

#1042;ведение_______________________________________________________

• Опрос________________________________________________________
• План работы_________________________________________________

2. Основная часть_________________________________________________

• Что такое кристаллы_________________________________________
• Образование кристаллов в природе____________________________
• Кристаллы в жизни человека__________________________________

3. Практическая часть _____________________________________________

• Наблюдения и эксперименты по выращиванию кристаллов_____

4. Заключение______________________________________________________

5. Список литературы_______________________________________________

6. Приложения_____________________________________

#1042;ведение

Зимой мы часто любуемся покрытыми инеем деревьями, внимательно рассматриваем снежинки во время снегопадов. А если еще светит солнце, то создается впечатление, что все ветви стали хрустальными или, что могущественная волшебница-зима осыпала их бриллиантами. И на одном из уроков окружающего мира я узнал, что и иней, и снежинки-это кристаллы, которые образовываются из паров воды. Мне стало интересно, а из чего ещё могут образовываться такие красивые кристаллы?

Кристаллы – одни из самых красивых и загадочных творений природы. Кристаллы окружают нас повсюду. Правильность и совершенство формы кристаллов удивляют, как будто над ними трудился волшебник.

Актуальность: выращивание кристаллов – занятие увлекательное и простое для нас, юных открывателей. Я очень люблю узнавать все новое и интересное , мне нравится экспериментировать.

Цель: изучение процесса роста кристаллов в домашних условиях

Задачи:

• изучить литературу и другие источники информации о кристаллах;
• определить условия для выращивания кристаллов;
• провести опыт по выращиванию кристаллов;
• понаблюдать за формированием и ростом кристаллов.

Предмет: наблюдение за ростом кристаллов – от засыпания затравочных кристаллов до конечного роста кристаллов (процесс кристаллизации).

Объект: кристаллы.

Практическая значимость проекта: данные исследования можно использовать на уроках окружающего мира, на занятиях кружка. А выращенные кристаллы могут стать дизайнерским украшением квартиры.

Проблемные вопросы:

• Что такое кристаллы?
• Что нужно для роста кристаллов?
• Можно ли ускорить рост кристаллов?

Гипотеза. Предполагаю, что кристаллы можно вырастить, если создать для этого необходимые условия, а, меняя условия кристаллизации, можно менять

форму кристаллов, что в конечном итоге приводит к большим возможностям их применения.

Собирая информацию для проекта (Приложение1)., я узнал, что можно вырастить кристаллы не только из готовых химических составов, но и из соли, медного купороса и сахара. В теме этого проекта я попробую вырастить кристаллы из сахара.

Опрос

Я провел опрос среди своих одноклассников, в нем участвовало 20 человек (приложение2).

Целью моего опроса было: изучение значимости исследовательской деятельности для школьников.

Мною был заданы следующие вопросы:

1. Знаете ли вы что такое кристалл?

2. Хотели бы вы больше узнать о кристаллах?

3. Как вы думаете можно ли вырастить кристаллы в домашних условиях?

4. Будете ли вы выращивать кристаллы дома, если узнаете, как это делать?

Вывод: тема исследовательской работы является интересной. Все опрошенные будут выращивать кристаллы, если узнают, как это делать.

Методы исследования:

• изучение книг, поиск в Интернете, использование инструкции;
• анкетирование;
• опыты;
• наблюдение;
• анализ и обобщение результатов.

Основная часть

Что такое кристаллы?

Само слово кристалл произошло от древнегреческого «krystallos», что значит «лёд». Айсберг – огромная глыба льда. Твердое вещество, молекулы которого организованы в четкой повторяющейся схеме. Благодаря такой повторяющейся структуре кристаллы сами могут принимать странные и интересные формы.

Кристалл — это твердое состояние вещества. Он имеет определенную форму и определенное количество граней вследствие расположения своих атомов. Встречаются 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.

В природе существуют сотни веществ, образующих кристаллы. Вода — одно из самых распространенных из них. Замерзающая вода превращается в кристаллы льда или снежинки.

Все известные в мире кристаллы могут быть разделены на 32 вида, которые в свою очередь могут быть сгруппированы в шесть видов.

Образование кристаллов в природе

В одном научно – популярном журнале я прочитал, что минеральные кристаллы образуются в ходе определенных породообразующих процессов. Огромные количества горячих и расплавленных горных пород глубоко под землей в действительности представляют из себя растворы минералов. Когда массы этих жидких или расплавленных горных пород выталкиваются к поверхности земли, они начинают остывать.

Они охлаждаются очень медленно. Минералы превращаются в кристаллы, когда переходят из состояния горячей жидкости в холодную твердую форму. Например, горный гранит содержит кристаллы таких минералов, как кварц, полевой шпат и слюда. Миллионы лет тому назад гранит был расплавленной массой минералов в жидком состоянии. В настоящее время в земной коре имеются массы расплавленных горных пород, которые медленно охлаждаются и образуют кристаллы различных видов.

Первоначально главную особенность кристалла видели в его прозрачности. Многие кристаллы идеально чисты и прозрачны как вода. Удивительной особенностью горного хрусталя и многих других прозрачных минералов являются их гладкие плоские грани.

Но позже было установлено также, что некоторые непрозрачные минералы также имеют естественную правильную огранку. В конце концов, кристаллами стали считать все твердые вещества, имеющие природную плоскую огранку.

Кристаллы в жизни человека

Мы живем в мире кристаллов. Наши дома и города построены из камня и металла, т.е. в основном из кристаллов. Мы ходим по кристаллам, добываем кристаллы из земли, создаем изделия из кристаллических материалов, едим кристаллы, например соль или сахар, лечимся кристаллами ( кварцевые лампы используются в медицине), гипс, про этот искусственный камень, слышали многие.. Любимое развлечение кататься на коньках, лед - это тоже кристалл! Даже мы сами частично состоим из кристаллов. Из кристаллов делают очень много нужных вещей.

Около 80% всех добываемых природных алмазов и все искусственные алмазы используются в промышленности. Самый твердый и самый редкий из природных минералов – алмаз. Сегодня алмаз камень – работник. Благодаря своей исключительной твердости алмаз играет громадную роль в технике. Алмазными пилами распиливают камни.

Сегодня трудно назвать такую отрасль производства, в которой бы не использовались кристаллы. Ограненные кристаллы драгоценных камней, в том числе выращенных искусственно, используются как украшения (Приложение3).

Практическая часть

Наблюдения и эксперименты по выращиванию кристаллов

Начнём, с самого безопасного и доступного варианта – выращивания в домашних условиях кристалла из обычного сахара. Мы будем выращивать не обычный кристалл, а кристалл на палочке! Должно получиться очень красиво и необычно.

Материалы и инструменты

Просто чай пить слишком скучно – знаю, и не говори!

Чтобы чай стал очень вкусным, опыт этот повтори!

Нам понадобится:

• 2 стакана воды
• 5 стаканов сахара
• Деревянные палочки
• Плотная бумага
• Прозрачные стаканы
• Кастрюля
• Пищевые красители, если хотите вырастить разноцветныекристалы,

обязательно нужно следовать инструкции!

На время проекта наша кухня превратилась в лабораторию.

(Приложеие4)

Чтобы вырастить кристаллы из сахара, необходимо сварить сахарный сироп. Для этого в кастрюлю я налил 2 стакана воды и добавил 2 стакана сахара. Когда сироп закипел, насыпал ещё 2 стакана сахара, постоянно помешивая. После того, как сахар полностью растворился, мы с мамой сняли кастрюльку с огня и оставили на 15 минут.

Пока сироп остывал, приготовил палочки (замочил в воде, обсыпал сахаром и дал высохнуть.)

Сахарный сироп налил в стакан, к палочкам прикрепил прищепки и опустил в приготовленный раствор, так чтобы они не касались стенок стакана и оставил на несколько дней в теплом и солнечном месте.

Но на этом я решил не останавливаться и попробовать вырастить цветной кристалл. Для этого добавил в сахарный сироп пищевой краситель (я выбрал зелёный) и повторил эксперимент. На этот раз кристалл получился насыщенного зелёного цвета. Ура! У меня всё получилось! Через неделю можно вынимать палочки с удивительными кристаллами.

Наблюдения

(Приложение5)

1-ый день. Сироп остался той-же консистенции, начали формироваться кристалл.

2-4 день. Сироп всёещё той-же консистенции, но мы уже можем наблюдать увеличение кристаллов на заготовках, но на каждой заготовке они разных размеров. Я удивлен как кристаллы с каждым днём увеличиваются в размерах и имеют разную форму, это очень красиво. Заметно уменьшилось количество сахарного сиропа. Сверху сироп стал кристаллизоваться, появилась твёрдая плёнка поверх сиропа.

5-й, заключительный день нашего опыта. Кристаллы растут. На стенках и на дне стакана тоже образовались кристаллы. Я решил закончить проект и извлек кристаллы из растворов. Размер кристаллов достиг 0,6-0,08 см в ширину.

Заключение

Выращивание кристаллов очень похоже на выращивание растений. Для кристаллов, также как и для растений нужны определенные условия. В ходе моей работы я узнал, что кристаллы сахара имеют форму, цвет и разное количество граней. Кристаллы сахара - это вещества, имеющие твердое состояние. На процесс образования кристаллов влияют многие факторы

(качество сахара, температура помещения, степень насыщенности раствора, вибрация, скорость остывания). Кристаллы приносят большую пользу в различных областях жизни. Я планирую в дальнейшем продолжить изучение этого удивительного мира кристаллов. Я хочу попробовать вырастить кристаллы с применением других веществ и на других затравках (пуговицы, бусины), а возможно мне даже удастся вырастить очень крупный одиночный кристалл.

Вывод: кристаллы можно вырастить в домашних условиях, если создать для этого необходимые условия; и, меняя условия кристаллизации, можно менять форму кристаллов.

Я достиг цели: изучил процесс роста кристаллов в домашних условиях. Таким образом, из простых материалов сахара и воды, термическим путем , в процессе наблюдения и терпения выросли удивительные сладкие и красивые кристаллы – лакомство для детей и взрослых, сладость к чаю!!!

Я предложил бы всем поближе познакомиться с удивительным и прекрасным миром кристаллов. Каждый кристалл имеет собственную жизнь и душу. Человек уже много узнал о кристаллах? Но сколько тайн ещё впереди…

Моя гипотеза подтвердилась, вырастить кристаллы в домашних условиях можно(Приложение6)

Проделанная работа позволила мне сделать следующие выводы:

1. Кристаллы – это твердые тела, которые растут, присоединяя частицы вещества из жидкости или пара.
2. В домашних условиях можно безопасно вырастить кристаллы без использования химических веществ.
3. С помощью пищевых красителей кристаллам сахара можно придавать различные цвета.

Список литературы

1. Кантор Б.З. Минерал рассказывает о себе, М.: Недра, 2009 г.
2. Китайгородский А.И «Кристаллы» 1950г.
3. Опыты без взрывов. / Сост.А.Г. Мадера, А.Б. Пятикоп.- М., 2000.
4. Шаскольская М.Л. Кристаллы, М.: Наука, 2012 г.
5. Энциклопедия для детей. Том 4. Геология. / Сост. С.Т. Исмаилова.-М., 2005.

Другие источники информации

1.

2.