Исследовательская работа «Влияние различных факторов на рост и форму кристаллов»

Слайд 1

VI школьная проектно- исследовательская конференция учащихся «Горизонты открытий» исследовательская работа ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА РОСТ И ФОРМУ КРИСТАЛЛОВ Автор: Липовский Данил Викторович, 9 класс, МАОУ «Школа № 4» г. Муравленко Руководитель: Аширбакиева Райхана Саматовна учитель химии МАОУ «Школа № 4» г .Муравленко

Слайд 2

Цель работы: исследовать влияние различных факторов на рост и форму кристаллов. З адачи : Изучить и систематизировать литературу по данному вопросу; Ознакомиться с методиками выращивания кристаллов; 3. Вырастить кристаллы различных солей и выявить факторы, влияющие на форму и рост кристаллов; 4. Проанализировать результаты эксперимента.

Слайд 3

Кристаллы важный элемент современной жизни человечества. Мы решили узнать, от каких факторов зависит их рост и форма? Все свойства кристаллов обусловлены кристаллической структурой, силами связи между атомами и ионами. Эти факторы очень чувствительны к условиям роста кристаллов и изучение влияния внешних физических воздействий на процесс роста кристаллов является актуальным . Гипотеза : рост кристаллов зависит от внешних условий, форма кристаллов зависит от чистоты и качества маточного раствора.

Слайд 4

Объект исследования: кристаллы. Предмет исследования: влияние различных факторов на рост и форму кристаллов при выращивании их в домашних условиях. Методы исследования: 1) работа с источниками информации; 2) наблюдение и фотографирование; 3) эксперимент; 4) сравнение и анализ полученных результатов. Продукт: фотодневник по выращиванию кристаллов, коллекция кристаллов, брошюра с рекомендациями по безопасному выращиванию кристаллов в домашних условиях.

Слайд 5

Практическая значимость: создание коллекции «Кристаллы»; составление презентации с фотографиями выращенных кристаллов; разработка практических рекомендаций по безопасному выращиванию кристаллов; результаты исследования могут быть использованы на уроках окружающего мира, во внеклассных мероприятиях, на занятиях кружка, на уроках химии и физики.

Слайд 6

Для выращивания кристаллов в домашних условиях были выбраны следующие методы: Метод медленного охлаждения насыщенного раствора (опыт №1); Метод испарения – постепенного удаления жидкости из раствора (опыт №2). ᴥ ᴥ ᴥ ᴥ ᴥ ᴥ ᴥ ᴥ ᴥ ᴥ ᴥ ᴥ ᴥ ᴥ ᴥ ᴥ ᴥ ᴥ ᴥ ᴥ ᴥ ᴥ ᴥ ᴥ ᴥ ᴥ 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.

Слайд 7

Инструкция по выполнению опыта №1: Установите поддон на ровной поверхности. Отрежьте от полосок картона два кусочка по 3,5 см и два кусочка по 4 см. Установите вертикально два коротких кусочка в крайние углубления подставки, два длинных в среднее углубление (см. приложение 1, рис. 16) Убедитесь, что они надёжно зафиксировались между выступами в углублениях – переверните подставку и потрясите её, картонки не должны выпадать. Вылейте раствор в подставку. Допускается лить раствор прямо на полоски картона. (Оставьте на дне баночки немного раствора. Дайте ему полностью высохнуть. Выпавший осадок может потребоваться для ускорения роста кристаллов). Подставку с раствором поставьте в тёплом сухом месте. Не рекомендуется оставлять подставку под воздействием прямых солнечных лучей, так как вода быстро испарится, и кристаллы выпадут в осадок прямо в подставке, вместо того, чтобы расти на картоне. В течение суток на верхних гранях картонных полосок должны появиться первые кристаллы. Если через 24 часа после заливки раствора кристаллы не появились, поместите на верхние грани картонок кристаллики из высохшего раствора, ранее оставленного в баночке. Если рост начался не на всех полосках, положите на них кристаллики с картонок, на которых кристаллизация уже началась. Полностью раствор должен испариться, и рост кристаллов закончится в течение 2-5 суток в зависимости от влажности и температуры в помещении.

Слайд 8

Инструкция по выполнению опыта №2: Аккуратно налейте 300 мл воды в стакан. Наденьте перчатки, всыпьте один пакет крошки в стакан, не торопитесь, чтобы не расплескать раствор. Используйте палочку для размешивания смеси до полного растворения крошки. Процесс займёт около 2 минут. Если гранулы растворяются слишком медленно, добавьте горячей воды. После растворения кристальной крошки оставьте раствор для остывания на 10 мин. Затем возьмите камешек, положите его в центр пластикового контейнера. Медленно перелейте жидкость из стакана в контейнер. Гранулы, которые не растворились, оставьте в стакане. Используйте палочку, чтобы вернуть камень обратно в центр контейнера. Накройте крышкой и оставьте на 24 часа. По прошествии 24 часов откройте крышку. Теперь кристалл начнёт расти при комнатной температуре. Не тревожьте смесь. Поставьте контейнер вдали от предметов, которые могут вибрировать (холодильник, музыкальная колонка). По мере испарения воды по краям контейнера могут оставаться ячеистые следы сухого вещества. Аккуратно очистите от них край контейнера, так как они могут повлиять на качество и внешний вид кристалла. Кристалл будет увеличиваться в размерах в течение 3-14 дней. Наденьте перчатки, слейте жидкость и аккуратно выньте кристалл. Высушите кристалл на чистом воздухе. Храните кристалл вдали от воды и большой влажности. Выросшие кристаллы очень хрупкие. При прикосновениях и при сильных порывах воздуха лучики будут обламываться и осыпаться.

Слайд 9

Сравнительный анализ полученных результатов представлен в приложении (таблица 1). № Название кристалла Состав кристалла Температура окружающей среды Влажность Качество маточного материала Свойства кристалла 1 Медный купорос CuSO4·5H2O 22-23 º низкая Фильтрованный маточный раствор Растут хорошо, (4 дня), цвет ярко синий 2 Сернокислый магний MgSO4·7H2O 22-23 º низкая Фильтрованный маточный раствор Растут умеренно, (5дней), цвет ярко желтый 3 Поваренная соль NaCl 22-23 º низкая Фильтрованный маточный раствор Растут медленно, (до 2-х недель, 10-14 дней), прозрачные кристаллы 4 Железный купорос FeSO4·7H2O 22-23 º низкая Фильтрованный маточный раствор Растут умеренно, (7 дней), цвет ярко зеленый 5 Натровая селитра NaNO3 22-23 º низкая Фильтрованный маточный раствор Растут хорошо, (4 дня), цвет белоснежный 6 Калиево-алюминиевые квасцы KAl [SiO4]·12H2O 22-23 º низкая Фильтрованный маточный раствор Растут хорошо, (4 дня), цвет ярко фиолетовый 7 Дихромат аммония (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 22-23 º низкая Фильтрованный маточный раствор Растут хорошо , (2 дня), цвет ярко красный 8 Двухромовокислый калий K 2 Cr 2 O 7 22-23 º низкая Фильтрованный маточный раствор Растут хорошо, (2 дня), цвет ярко оранжевый 9 Хромат калия K 2 CrO 4 22-23 º низкая Фильтрованный маточный раствор Растут хорошо, (2 дня), цвет ярко желтый 10 Алюмокалиевые квасцы, хромокалиевые квасцы (смесь) KAl [SiO4]·12H2O KCr (SO 4 ) 2 22-23 º низкая Не фильтрованный раствор Растут хорошо, (2 дня), цвет грязно фиолетовый

Слайд 10

Выводы: В равных условиях кристаллы растут с разной скоростью; В зависимости от состава вещества, его индивидуальных свойств, выращенные нами кристаллы, имеют разную форму, цвет и размер; Кристаллы одного вещества имеют одинаковую форму, но могут отличаться размерами; На рост кристаллов влияет постоянная температура в комнате, с условием не до пускания сквозняков, а также повышенной влажности; На рост кристаллов оказывает влияние температура свежеприготовленного маточного раствора; Кристаллы ускоренно растут только в хорошо профильтрованном насыщенном растворе; Наличие акустического воздействия, яркого освещения и вибраций препятствует росту кристалла; Для растворения кристаллов нужно использовать только дистиллированную воду, не содержащую примесей других солей; При выращивании любых кристаллов стоит учитывать чистоту маточных растворов и расплавов, а скорость их роста можно регулировать внешним воздействием и соблюдением инструкции по выполнению эксперимента.

Слайд 11

Заключение В результате проделанной мной работы, я добился реализации, поставленных перед собой задач: во-первых , узнал, что кристалл – это «твердое тело, имеющее упорядоченное, симметрическое строение». во-вторых , ознакомился с методиками выращивания кристаллов и научился выращивать кристаллы в домашних условиях, используя горячий пересыщенный раствор и специальные наборы; в-третьих , проведя наблюдения за процессом кристаллизации, выяснил факторы, влияющие на процесс выращивания кристаллов. Понял, что для появления кристалла необходимо соблюдать точные инструкции и правила техники безопасности. Таким образом , выдвинутая мной гипотеза частично подтвердилась, рост кристаллов зависит от внешних условий, чистоты и концентрации маточного раствора, а форма кристаллов зависит от состава и строения вещества, его индивидуальных физических и химических свойств. В дальнейшем результаты нашего исследования могут быть использованы на уроках окружающего мира, химии, физики, во внеклассных мероприятиях, на занятиях кружка. Я уверен, что приобретенные знания, умения и навыки обязательно пригодятся в дальнейшей учёбе.

Слайд 12

Список литературы: Аликберова Л.Ю. Занимательная химия: книга для учащихся, учителей и родителей. – М.: АСТ-ПРЕСС,1999, 560с. Белов Н.В. Энциклопедия драгоценных камней и кристаллов, Минск: « Харвест », 2009. - 159с. Большая книга «Почему». Перевод с итальянского Ольги Живаго, М.: РОСМЭН, 2008. -320с. Даль В.И. Толковый словарь живого великорусского языка: В 4 т.Т . 2-Олма-Пресс, 2001. - 672с. Кленов А.С. Занимательная минералогическая энциклопедия. -М.: Педагогика-Пресс,2000. -224с. Ожегов С.И. Словарь русского языка/Под ред.Н.Ю.Шведовой.М .: Рус.яз.,1989,750с Интернет- ресурсы: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BB%D1%8B https://www.geolib.net/crystallography/ponyatie-o-kristalle.html https://www.geolib.net/crystallography/vazhneyshie-svoystva-kristallov.html