Мир кристаллов
проект по окружающему миру (3 класс)

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПРОЕКТ «МИР КРИСТАЛОВ»

Оглавление

Введение
1. Кристаллы.
1.1. Что такое кристаллы?
1.2. Классификация кристаллов.
1.3. Применение кристаллов.
1.4. Интересные факты о кристаллах.
2. Экспериментальная часть.
Заключение
Список литературы
Приложение

Ведение

       Мне всегда было интересно рассматривать разнообразные камни, я даже приносил иногда самые необычные из них домой. Однажды, листая страницы энциклопедии, меня привлекли изображения невероятно красивых камней, сияющих, разного цвета, размера и формы. Из книги я узнал, что это кристаллы. Говоря о кристаллах, мы чаще всего представляем себе сверкающие, излучающие свет и цвет кристаллы драгоценных камней - топазов, рубинов, аметистов, бриллиантов.

      Но, оказывается, на самом деле почти весь мир кристалличен, и с кристаллическими веществами мы встречаемся на каждом шагу - дома, в школе, на улице. Мы едим кристаллы, например, соль или сахар, мы ходим по кристаллам, так что они хрустят под ногами, лечимся кристаллами. Соль и сахар, снег, лёд, глина и песок, сотни других веществ - всё это не что иное, как кристаллы. А в настоящее время, в специально оборудованных лабораториях — настоящих фабриках кристаллов — люди научились выращивать искусственные кристаллы.

Актуальность работы: кристаллы играют большую роль в жизни человека. Их используют в качестве украшений, элементов декора, в науке и технике.

       И мне захотелось выяснить самому, что же такое кристаллы? Как они появляются в природе? Где их можно использовать? И, самое главное, смогу ли я сам вырастить в домашних условиях кристалл? Изучая разную литературу, я узнал, что кристаллы можно выращивать и в домашних условиях.

       Мною было принято решение - вырастить кристалл, пользуясь набором для опытов «Домашняя лаборатория Гигантские кристаллы». К моей большой радости мой папа увлекается химией, и он предложил мне вырастить кристаллы алюмокалиевых квасцов, железного купороса и дигидроортофосфата аммония.

Гипотеза: предположим, что кристаллы можно выращивать в домашних условиях.

Я поставил перед собой цель: исследовать процесс выращивания кристаллов из железного купороса, из квасцов и дигидроортофосфата аммония (из набора «Домашняя лаборатория Гигантские кристаллы») в домашних условиях.

А для этого определил следующие задачи:

1. Изучить литературу о происхождении кристаллов;
2. Выяснить где и как применяются кристаллы;
3. Вырастить кристаллы из железного купороса, из квасцов и дигидроортофосфата аммония (из набора «Домашняя лаборатория Гигантские кристаллы») в домашних условиях и сравнить полученные кристаллы.

Объект исследования: процесс выращивания кристаллов.

Предмет исследования: кристаллы железного купороса, кристаллы алюмокалиевых квасцов и кристаллы из набора набора «Домашняя лаборатория Гигантские кристаллы»

Что такое кристаллы?

      «Кристалл» означает на греческом языке «лед» или «горный хрусталь». Кристаллы – это твердые вещества, имеющие правильную геометрическую форму и определенное количество граней. Все кристаллы одного вещества имеют одинаковую форму, хоть и могут отличаться размерами. Кристаллы могут быть образованы человеком в лаборатории или в природе.

     Существуют сотни веществ, образующих кристаллы. Вода — одно из самых распространенных из них. Замерзающая вода превращается в кристаллы льда или снежинки. Минералы тоже 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.

       Кристаллы – это твёрдые тела с очень строгим расположением составляющих их невидимых частиц. Поэтому и имеют правильную форму, ровные грани и всегда очень красивы.

Классификация кристаллов

      Все кристаллические соединения можно разделить на моно- и поликристаллические. Монокристалл представляет собой монолит с единой ненарушенной кристаллической решеткой.

       Природные монокристаллы больших размеров встречаются очень редко. Большинство кристаллических тел являются поликристаллическими, то есть состоят из множества мелких кристалликов, иногда видных только при сильном увеличении.

Применение кристаллов

      Помимо того, что кристаллы очень красивы, они широко используются людьми во многих сферах деятельности. Мы каждый день едим кристаллы. Сахар, соль – это тоже кристаллы. На шоколаде иногда появляется белый налёт – это выделяются кристаллы сахара.

      Особое место среди кристаллов занимают драгоценные камни, которые с древних времён привлекают внимание человека. Издавна люди научились выращивать такие искусственные кристаллы как рубины. Кристаллы обладают удивительной красотой, поэтому с древности применяются для изготовления ювелирных изделий. А еще выращивают самые твердые на свете кристаллы — алмазы.

       Некоторые живые организмы оказываются настоящими “фабриками” кристаллов: кораллы, например, образуют целые острова, сложенные из мельчайших кристаллов кальция.

     Кристаллы бывают не только природными, но и искусственные, которые выращивает человек в специальных лабораториях. И поэтому кристаллы уже давно стали основой множества современных устройств. Они главные элементы электроники: компьютеров, генераторов и приёмников излучения (в том числе лазерного), устройств магнитной записи, бытовой электроники и т. п. Применения кристаллов в науке и технике так многочисленны и разнообразны, что все их очень трудно перечислить.

Интересные факты о кристаллах

     Природа продолжает преподносить нам сюрпризы, создавая все новые чудеса. Совсем недавно, в 2000 году, в мексиканской пустыне была открыта необычная пещера, где находятся самые большие природные кристаллы. На глубине 300 метров, в рабочей шахте, шахтеры обнаружили пустоты, в которых их взору открылись огромные кристаллы гипса.

     Пещера с этими кристаллами известна как Пещера Кристаллов-Гигантов. Попасть в пещеру без специального обмундирования и оборудования невозможно без риска для жизни. Температура воздуха там составляет около 50°C, а влажность – практически 100%! Даже в специальном костюме находиться в этих пещерах можно не очень долго – около часа.

     Компания «Swarovski» к своему столетию открыла уникальный музей в Австрии "Хрустальные миры", настоящую хрустальную пещеру. В этом музее огромное множество настоящих сокровищ из хрусталя. Здесь же хранятся представители самых больших и крошечных кристаллов. Самый крупный ограненный кристалл весит более 62 кг.

Эксперимент с кристаллами

      Ещё до того, как начать выращивать кристаллы нужно помнить об элементарных правилах безопасности.

Правила техники безопасности:

1. Нельзя при экспериментах пользоваться пищевой посудой
2. Нельзя принимать пищу во время проведения опытов.
3. Нельзя проводить опыты с неизвестными веществами.
4. Желательно при проведении опытов  использовать перчатки и защитную одежду.
5. При попадании раствора на кожу необходимо сразу же промыть то место, куда попал раствор, чистой водой.

Опыт 1. Выращивание алюмокалиевых квасцов в домашних условиях.

Оборудование:  химические стаканы, палочка для перемешивания, электронные весы, термометр, леска.

Реактивы: горячая дистиллированная вода, алюмокалиевые квасцы.

Ход работы:

1. В стакан налили горячую воду.
2. В стакан с водой добавили 100гр квасцов и перемешали.
3. Часть квасцов растворилась, а на дне стакана образовался осадок.
4. Отфильтровали раствор от осадка в чистый стакан.
5. Через сутки в стакане начали образовываться кристаллы.
6. Отделили кристаллы правильной формы и оставили кристаллизоваться дальше в подвешенном состоянии, привязав к леске.
7. На вторые сутки кристалл увеличился.

Опыт 2. Выращивание кристаллов из железного купороса в домашних условиях.

Оборудование: химические стаканы, палочка для перемешивания, электронные весы, термометр, леска

Реактивы: горячая дистиллированная вода, железный купорос из магазина удобрений.

Ход работы:

1. В стакан налили горячую воду.
2. Добавили 100гр железного купороса и перемешали.
3. Раствор получился мутный, грязно-рыжего цвета.
4. Качественно отфильтровать не получилось, опыт был прекращен.

Опыт 3. Выращивание кристаллов из набора «Домашняя лаборатория Гигантские кристаллы»

Оборудование: химические стаканы, палочка для перемешивания, мерная ложка, пинцет, емкость для кристализации.

Реактивы: горячая дистиллированная вода, дигидроортофосфат аммония, красный краситель (из набора), кристаллы алюмокалиевых квасцов (для затравки)

Ход работы:

1. В  стакан насыпали 75гр дигидроортофосфата  и добавили ½ мерной ложки красителя.
2. Перемешали в сухом виде.
3. В сухую смесь налили 150 мл горячей воды и перемешали до полного растворения.
4. Полученный раствор перелили в мензурку для гигантских кристаллов.
5. Поместили на дно мензурки кристаллы алюмокалиевых квасцов и оставили кристаллизоваться.

Выводы:

      При анализе проделанных опытов можно сделать следующие выводы:

• В зависимости от исходных реактивов кристаллы имеют разный цвет и форму. Кристаллы из квасцов получились прозрачные. Из железного купороса должны были получиться зеленые.  А кристаллы из набора – красного цвета.
•  Для выращивания более крупных кристаллов требуется больше времени.
• Кристаллы из набора хрупкие,  а кристаллы из квасцов более прочные.
• Для выращивания кристаллов необходимо использовать химически чистые реактивы с минимальным количеством примесей, на что указывает неудавшийся опыт с железным купоросом из магазина удобрений.

Заключение

    Таким образом, в результате проведенной мною работы, я научился выращивать кристаллы в домашних условиях. Также я могу сказать о том, что выращивание кристаллов не сложная работа, но очень интересная. И любой человек у себя дома, сам может вырастить кристаллы.

    Цель моей исследовательской работы достигнута, гипотеза подтвердилась – кристаллы можно выращивать в домашних условиях. И если повторять эти же опыты чаще, то кристаллы будут получаться более правильной формы. И поэтому  своё исследование мне хотелось бы продолжить. Так же  я планирую продолжать свои эксперименты с новыми веществами, и создать коллекцию кристаллов. Уверен, что приобретенные знания, умения и навыки обязательно пригодятся в дальнейшей учёбе.

Список литературы

1. Ананьева Е.Г. Жизнь Земли. Физическая география и рельеф планеты – М.: Эксмо, 2014
2. Энциклопедия Минералы и горные породы – М.: ООО «Издательство Астрель»; ООО «Издательство АСТ»; 2008
3. Новая энциклопедия школьника
4. Плешаков А.А. От земли до неба. Атлас-определитель: кн. Для учащихся нач. классов/ А.А. Плешаков. – 8-е изд. – М.: Просвещение, 2020
5. Скиба Т.В. Что? Когда? Зачем? Почему? Современная детская энциклопедия – Ростов н/Д: Владис: М., РИПОЛ классик, 2014
6. Чупрунов Е. В., Хохлов А. Ф., Фаддеев М. А. Кристаллография. М., 2000;
7. Я познаю мир: Детская энциклопедия: Драгоценные камни и минералы. – М.: ООО «Издательство Астрель»; ООО «Издательство АСТ»; 2000

Приложение