Исследовательская работа "Выращивание кристаллов"
проект (3 класс) по теме

Добрый день уважаемые члены жюри, гости и юные исследователи! Предлагаю вашему вниманию исследовательскую работу по теме: «Кристаллизация растворов на примере выращивания кристаллов поваренной соли, сахара  и медного купороса в домашних условиях».

Из книг мы узнали, что кристаллы получают в лаборатории, но встречаются они и в природе. Например, снежинки, морозные узоры на стеклах окон и иней, украшающий зимой голые ветки деревьев. Не каждый ребенок знает о том, что за этой красотой скрываются кристаллы. Снежинки - это кристаллы льда, точнее - сростки простых кристаллов льда - иголочек и пластинок. Формы кристаллов льда, снега и инея удивительно красивы.  Они меняются от шипов инея, до похожих на папоротник кристаллов льда и снега.

Многие кристаллы являются продуктами жизнедеятельности организмов. Некоторые виды моллюсков обладают способностью наращивать на инородных телах, попавших в раковину, перламутр. Через 5-10 лет образуется жемчуг.  Кристаллами также являются алмазы, рубины, сапфиры и другие драгоценные камни. Они  широко применяются в науке, промышленности, оптике, электронике.

Актуальность исследования состоит в том, что выращивание кристаллов -  увлекательное занятие и, пожалуй, самое простое, доступное и недорогое для большинства юных химиков, максимально безопасное;  объясняется интересом образования различных по форме и цвету кристаллов в любое время года.

Цель работы: провести исследование по выращиванию  кристаллов поваренной соли, сахара  и медного купороса в домашних условиях.

Задачи исследования:

• Проанализировать текстовый и иллюстративный материал по данной теме.
• Изучить методики процесса кристаллизации.
• Обобщить полученную информацию о строении кристалла.
• Выполнить опытно-экспериментальную работу по изученным методикам.
• Подготовить стендовую презентацию материала по теме исследования.
• Выпустить буклет – памятку для юных исследователей.        

              Методы исследования:

• Накопление теоретического материала.
• Проведение опытно-экспериментальной деятельности с целью получения кристаллов из поваренной соли, сахара  и медного купороса.
• Анализ полученных результатов исследования.

          Объектом исследования являются кристаллы.  

           Предметом  исследования – процесс кристаллизации.

Гипотеза исследования:  мы предположили, что кристаллы  могут появляться при создании определенных условий; значит, если изменить условия кристаллизации и растворить различные вещества, то можно получить кристаллы разной формы и цвета в домашних условиях.

Практическое значение исследования состоит в том, что оно может быть использовано на уроках окружающего мира, во внеклассных мероприятиях,  занятиях кружка «Юный химик».

Новизна исследования заключается в представлении  выработанных рекомендаций юным исследователям по выращиванию кристаллов в домашних условиях, которые способствуют  повышению интереса, активности и самостоятельности в опытно-экспериментальной деятельности, а также  познания мира младшими школьниками.

Что же такое кристаллы? Кристаллы, в переводе с греческого языка, (krystallos) «лёд».  По данным энциклопедии, кристалл - это твердое тело. Кристаллики растут, присоединяя частицы вещества из жидкости или пара. Кристаллы бывают естественного происхождения и искусственного, выращенные в специально-созданных условиях.  И каждый человек, при желании может легко вырастить кристаллы у себя дома. Но для того, чтобы результат получился действительно красивым необходимо аккуратно  выполнять все действия.

В Интернете можно найти много инструкций по поводу того, как выращивать кристаллы из различных химических веществ. Мы решили проверить все самостоятельно, и в качестве основы взяли обычную поваренную соль, сахар которые можно найти на любой кухне и медный купорос, использующийся в садоводстве.

Проанализировав текстовый материал и определив методы исследования,   провели экспериментальную работу по выращиванию кристаллов в домашних условиях.

• опыт №1 Выращивание кристаллов из поваренной соли.

Берём соль, разводим раствор в ёмкости и ставим её в кастрюлю с тёплой водой, пока не раствориться.   Добавляем ещё соль и снова перемешиваем. Повторяем этот этап до тех пор, пока соль  не будет растворяться,  и станет оседать на дно стакана. Мы получили насыщенный раствор соли. Переливаем его в чистую ёмкость. Выбираем любой понравившийся более крупный кристаллик поваренной соли,  привязываем за нитку и подвешиваем, чтобы он не касался стенок стакана. Уже через пару дней можно заметить значительный для кристаллика рост. С каждым днём он будет увеличиваться.

Результат: мы получили кристалл поваренной соли.

 Вывод: 

1. Поваренная соль состоит из кристаллов.

2. При соприкосновении кристаллов соли с водой, они растворяются.

3. Быстрее всего кристаллы  соли могут образовываться в насыщенном растворе поваренной  соли.

4. По мере того как вода испаряется, соль снова  образует кристаллы.

5. В домашних условиях  можно вырастить кристаллы при необходимых условиях: наличие насыщенного солевого раствора и ниточки с затравкой.

• опыт №2  Выращивание кристаллов из сахара.

В воду всыпаем 2 столовые ложки сахара и хорошо перемешиваем, если сахар полностью растворился, добавляем еще немного. Когда на дне стакана останется нерастворимый осадок, значит раствор готов. Аккуратно наливаем по 2 столовые ложки раствора на каждое блюдце.  Чтобы получить цветные кристаллы можно капнуть немного пищевого красителя. Через пару дней начнут расти кристаллы. Ждем еще несколько дней и любуемся получившимися кристаллами.

Результат: мы получили цветные кристаллы сахара.

Вывод: 

1. Сахар состоит из кристаллов.

2. При соприкосновении кристаллов сахара с водой, они растворяются.

3. По мере того как вода испаряется, сахар снова  образует кристаллы.

• опыт №3  Выращивание кристаллов из медного купороса.

Берем банку с водой, добавляем медный купорос, тщательно перемешиваем до тех пор, пока он будет растворяться.  Ёмкость с водой лучше всего постепенно подогревать для  более быстрого растворения химиката.   В процессе вода начнет менять цвет – от голубого  до тёмно синего. После этого в стеклянную банку  опускаем «затравку». Это обычная ниточка, привязанная на карандаш. И уже через пару дней мы видим, что на ниточку наросло множество маленьких кристалликов синего цвета. Продолжаем выращивание до  тех пор, пока вода не станет светлого цвета, а кристаллы не перестанут расти.

Результат: мы получили кристалл медного купороса.  Выращенные кристаллы небольшой формы можно использовать в качестве украшения, например, рамки для фотографий или других предметов.

В результате проведенных исследований  гипотеза полностью подтверждается: нам удалось вырастить  кристаллы поваренной соли, сахара и медного купороса в домашних условиях.

Вывод: 

• при благоприятных условиях поваренная соль, сахар, медный купорос принимают форму кристаллов;
• кристаллы различных веществ имеют разную форму;
• на форму кристаллов  оказывает влияние температура;
• кристаллы различных веществ имеют различные свойства (одни кристаллы окрашиваются, другие – бесцветны; одни кристаллы растут хорошо, другие – плохо).
• быстрее и легче кристалл растёт  тогда, когда в насыщенный раствор помещается кристалл- «затравка».

                 Благодарю за внимание!

Кристаллизация – процесс перехода тела из жидкого  состояния в  твёрдое, причём оно принимает более или менее правильную геометрическую  форму кристалла.

Растворение – процесс, при переходе  твёрдого вещества в жидкое.

Насыщенный раствор – раствор, в котором растворённое вещество при данных условиях  больше не растворяется.

 Испарение -  процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное (пар) .

Третий этап выращивания кристаллов в домашних условиях.
Выращивание.

Поместите в банку пуговицу с проволкой, чтобы пуговица находилась посередине банки и не касалась стенок. После, того, как вы поместите в банку пуговицу, ее нельзя двигать. Кристаллы будут расти почти сутки - 24 часа. Они нарастут на проволоке и на пуговице. после того как они вырастут можно их вытащить и высушить бумажной салфеткой. Чем насыщенней вы приготовите раствор, тем больше кристаллов Вы получите. Форма кристаллов зависит от чистоты оборудования и ингредиентов.