Проектно-исследовательская работа "Выращивание кристаллов в домашних условиях".
проект по естествознанию (6, 7 класс)

Аннотация

Автор работы: Зрячев Данил Александрович

МБОУ «Березовская средняя общеобразовательная школа № 5», 7 класс

Выращивание кристаллов в домашних условиях

Руководитель: Легченко Олеся Александровна, МБОУ «Березовская средняя общеобразовательная школа № 5», учитель.

Целью исследовательской работы «Выращивание кристаллов в домашних условиях» является выращивание кристаллов из медного купороса и хромокалиевых- алюмокалиевых квасцов. Для достижения цели были поставлены определённые задачи. Методы, используемые в работе: анализ, наблюдение, изучение, эксперимент. В процессе работы над темой были определены условия, необходимые для выращивания кристаллов, составлен пошаговый алгоритм выращивания методом кристаллизации и выращены кристаллы из медного купороса (с разным сроком роста) и хромокалиевых- алюмокалиевых квасцов. Таким образом, в домашних условиях можно выращивать кристаллы из различных материалов.

Оглавление

Введение…………………………………………………………………………...4

Глава 1. Теоретические основы выращивания кристаллов……………………6

Кристаллы: их виды, формы, размеры.................................................................................6

Способы образование кристаллов.......................................................................................8

Применение кристаллов.......................................................................................10

Глава 2. Опытно-экспериментальная работа по выращиванию кристаллов...12

Подготовительный этап для выполнения эксперимента: оборудование,

правила техники безопасности..................................................................................................12

Алгоритм выращивания кристаллов из медного купороса .............................................12

Рекомендации по выращиванию кристаллов в домашних условиях..............................15

Заключение…………………………………………………………………….…17

Литература………………...………………………………………………….….18

«Почти весь мир кристалличен

В мире царит кристалл и его твердые,

прямолинейные законы»

Академик Ферсман А.Е.

Введение

Кристалл… Как загадочно звучит это слово. С одной стороны, это твердость, сила, упругость, с другой, это слово удивительно волшебное и воздушное.

Первые сведения о горном хрустале мы находим у римского учёного Плиния Старшего (I век н. э.), величайшего авторитета для учёных древности и средневековья. Древние обитатели Америки – инки – поклонялись как божеству большому кристаллу зелёного изумруда. В древности кристаллам приписывали всякие магические свойства. Так рассуждать могли только в те времена, когда ещё не умели проверять свои утверждения опытом.

Чтобы понять, что такое кристалл, мало полюбоваться на красивые кристаллы кварца и топаза, мало восхищаться зимой снежинками на стекле, мало наблюдать сверкающие, как алмаз, маленькие кристаллы сахара, - надо самому растить кристаллы, изучать их жизнь.

Всем известно, что издавна люди научились выращивать искусственные кристаллы — рубины. А еще выращивают самые твердые на свете кристаллы — алмазы. Начиная с XIX века появились технологии выращивания искусственных кристаллов. Некоторые из этих ювелирных камней настолько совершенны, что их крайне сложно отличить от натуральных. Сегодня для нас обыденными стали такие выражения, как жидкокристаллический монитор или телевизор. Синтетические кристаллы востребованы в промышленности и на рынке ювелирных изделий. И у меня возник вопрос: что за кристаллы применяют в приборах и откуда их получают? Изучив литературу, я узнал, что кристаллы окружают нас повсюду, их специально выращивают в лабораториях. Именно этим объясняется большой интерес к теме кристаллов.

Живя на Земле, мы ходим по кристаллам, строим из кристаллов, обрабатываем кристаллы на заводах, выращиваем их в лабораториях, широко применяем в технике и науке, едим кристаллы, лечимся ими...

Актуальность работы: выращивание кристаллов - это сложный технологический процесс, при котором учёные создают новые вещества с уникальными свойствами, без которых невозможен технический прогресс. Кристаллы буквально вошли в каждый дом, поэтому я решил вырастить кристаллы в домашних условиях из доступных, и в то же время ярких и красивых порошков медного купороса и хромокалиевых квасцов.

Объект исследования: кристаллы медного купороса и хромокалиевых квасцов.

Предмет исследования: процесс кристаллизации.

Цель исследования: выращивание кристаллов в домашних условиях и наблюдение за их ростом.

Гипотеза исследования: если кристаллы - это не только красивые минералы и драгоценные камни, и они могут встречаться повсюду, значит, их можно вырастить.

В соответствии с целью и гипотезой обозначены следующие задачи:

1. Проанализировать научную и методическую литературу по теме исследования и выявить:

- природу кристаллов и их свойства;

- способы их образования;

- значение кристаллов в жизни людей;

2. Вырастить кристаллы в домашних условиях для этого:

- подобрать доступное оборудование и сырье для производства кристаллов;

- использовать необходимые меры безопасности и защиты при проведении эксперимента;

- провести наблюдения за процессом кристаллизации;

-проанализировать полученные результаты выявить факторы, влияющие на их рост.

В работе использовались следующие методы исследования:

1. Теоретические: анализ.

2. Эмпирические: наблюдение, изучение, эксперимент.

Практическая значимость работы состоит в том, что результаты исследования могут быть использованы на уроках окружающего мира, физики, химии и технологии, на внеклассных мероприятиях, на дополнительных занятиях, а выращенные кристаллы – для создания поделок и сувениров.

Степень изученности темы: в настоящее время, по данной теме существует достаточное количество исследований.

Глава 1. Теоретические основы выращивания кристаллов

Кристаллы: их виды, формы, размеры

Что же такое кристалл?

В переводе с греческого слово «кристалл» означает «прозрачный лед».

Кристаллы — твёрдые вещества, имеющие естественную внешнюю форму правильных симметричных многогранников, атомы или молекулы которых занимают определенные, упорядоченные положения в пространстве. Кристалл может иметь от трех до нескольких сотен граней. Но при этом все плоские грани пересекаются друг с другом под определенными углами. Углы между соответствующими гранями всегда одинаковы. Он имеет определенную форму и определенное количество граней вследствие расположения своих атомов [2].

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

Кристаллы по праву можно называть «живыми» существами природы, т.к. они имеют свойство к самовоспроизведению, а значит, могут достигать гигантских размеров. Кристаллы, которые залегают глубоко в земле, являются бесконечно разнообразными. Размеры таких природных многогранников достигают иногда человеческого роста. Самые большие кристаллы были обнаружены в 2000 году в Пещере кристаллов в шахтовом комплексе Найка, Мексика. Здесь обнаружен самый большой кристалл селенита (разновидность минерала гипс) весом 55 тонн. В 1914 году было опубликовано сообщение, что в руднике Этта, США, был найден кристалл сподумена (драгоценный камень) длиной 12,8 м и весом 90 тонн. В восточной части Оренбургской области нашли горный хрусталь, кристалл которого имел длину 170 см, ширину – 80 см, массу – 784 кг. В настоящее время этот кристалл расположен у входа в Уральский музей геологии в городе Екатеринбурге [5].

Некоторые минералы образуют кристаллы, которые разглядеть можно только с помощью микроскопа. 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 являются продуктами жизнедеятельности живых организмов, например, жемчуг. В морях и океанах рифы и целые острова сложены из кристалликов углекислого кальция, входящих в состав скелета беспозвоночных животных – коралловых полипов.

Кристаллы принято относить к неживой природе. Но границу между живым и неживым провести очень сложно.

Простые организмы – вирусы, могут соединяться в кристаллы. Конечно, в кристаллическом состоянии они не подают никаких признаков живого, но когда внешние условия становятся благоприятными, например, вирусы попадают внутрь клетки организма, они оживают и начинают размножаться.

Наконец, самое необычное. Молекула ДНК, отвечающая за хранение информации и ее передачу из поколения в поколение. Согласно современным данным, представляет собой двойную спираль, состоящую из частичек, повторяющихся в строгом порядке свойственном для данного вида. Диаметр молекулы ДНК равен 2*10-9м = 0,000000002м, а длина может достигать нескольких сантиметров. Такие огромные с точки зрения физики молекулы, рассматриваются как особый вид кристаллов. Следовательно, кристаллы относятся не только к неживой природе, но и являются основой жизни на Земле [6].

В результате роста кристаллов на их поверхности самопроизвольно возникают плоские грани, а сами кристаллы могут иметь форму различных призм, основанием которых могут быть правильный треугольник, квадрат, параллелограмм и шестиугольник. Все известные в мире кристаллы могут быть разделены на 32 вида. Все кристаллы одного вещества имеют одинаковую форму, хоть и могут отличаться размерами.

Кристаллические тела могут быть монокристаллами и поликристаллами.

Монокристаллом называют одиночный кристалл («моно» - один). Поликристаллом называют совокупность сросшихся друг с другом хаотически ориентированных маленьких кристаллов («поли» - много). Если в кристаллическом теле кристаллизация началась одновременно во многих точках вещества и скорость ее была достаточно высока, то мы получим поликристалл. Растущие кристаллики являются препятствием друг другу и мешают правильному огранению друг друга.

Монокристаллами являются кварц, алмаз, рубин и многие другие драгоценные камни.

Большинство кристаллических тел являются поликристаллическими, то есть состоят из множества мелких кристалликов, иногда видных только при сильном увеличении. Поликристаллами являются все металлы [3].

Жидкие кристаллы - это особое состояние вещества, промежуточное между жидким и твердым состояниями. В жидкости молекулы могут свободно вращаться и перемещаться в любых направлениях. В жидком кристалле имеется некоторая степень геометрической упорядоченности в расположении молекул, но допускается и некоторая свобода перемещения. необычные оптические свойства, что используется в технике. Жидкие кристаллы образуются из молекул, имеющих разную геометрическую форму, таких, как цвет, прозрачность и др. На всем этом основаны многочисленные применения жидких кристаллов [7].

Для наглядного представления внутренней структуры кристалла используют его изображение с помощью кристаллической решётки. Кристаллическая решётка – трёхмерное расположение атомов, ионов или молекул в кристаллическом веществе. В зависимости от того, как расположены атомы, он становится либо алмазом - красивым, прозрачным, самым твёрдым на свете камнем, либо серовато – чёрным мягким графитом, который мы видим в карандаше.

Кристаллография – наука не новая. У её истоков стоит М. В. Ломоносов. Эта наука, занимается изучением кристаллов, их строения, формы, физических и химических свойств, зародилась в недрах минералогии, и долгое время была составной её частью. Все основные законы кристаллографии были открыты на минералах. Затем кристаллы стали предметом пристального изучения физиков, химиков, математиков и даже биологов. Она занимает самостоятельное место в науке, примыкает ко многим областям знания, обогащая их своими теоретическими и экспериментальными методами и заимствуя их методы для дальнейшего углублённого изучения кристаллов. В кристалле минерал предстаёт перед нами в наиболее совершенном виде, пробуждая чувство прекрасного. Как образовались красивые кристаллы горного хрусталя, кристаллы гипса увидеть в природных условиях невозможно. Искусственные же кристаллы некоторых минералов ученые получают в лабораториях с помощью очень сложных приборов. Кристаллам ряда химических элементов и их соединений присущи замечательные механические, электрические, магнитные и оптические свойства [5].

Способы образования кристаллов

По происхождению кристаллы бывают природные и искусственные (выращенные человеком).

Минеральные кристаллы образуются в ходе определенных породообразующих процессов. Огромные количества горячих и расплавленных горных пород глубоко под землей в действительности представляют собой 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. Природа создает поистине удивительные самодостаточные творения.

Зачем же человек создает искусственные кристаллы? При искусственном выращивании можно получить кристаллы крупнее и чище, чем в природе. Есть и такие кристаллы, которые в природе редки и ценятся дорого, а также в них нуждается наука и техника. Особое место среди кристаллов занимают драгоценные камни, которые с древнейших времен привлекают внимание человека. Люди научились получать искусственно очень многие драгоценные камни. Например, подшипники для часов и других точных приборов уже давно делают из искусственных рубинов. Получают искусственно и прекрасные кристаллы, которые в природе вообще не существуют. Например, фианиты - их название происходит от сокращения ФИАН - Физический институт Академии наук, где они впервые были получены. Фианиты - искусственные кристаллы, которые внешне очень похожи на бриллианты. Поэтому разработаны лабораторные и заводские методы выращивания кристаллов. В лабораториях кристаллы выращивают из расплавов, растворов, из паров и из твердых веществ используя разные способы (охлаждение, нагревание, насыщение и т.д.)

Примером кристаллизации из расплава может служить образование льда из воды (ведь вода – это расплавленный лёд), а также образования вулканических пород. Пример кристаллизации из раствора в природе – выпадение сотен миллионов тонн соли из морской воды. При охлаждении газа (или пара) электрические силы притяжения объединяют атомы или молекулы в кристаллическое твёрдое вещество – так образуются снежинки.

Наиболее распространёнными способами искусственного выращивания кристаллов являются кристаллизация из раствора и из расплава. В первом случае кристаллы растут из насыщенного раствора при медленном испарении растворителя или при медленном понижении температуры.

Если твёрдое вещество нагреть, оно перейдёт в жидкое состояние – расплав. Трудности выращивания кристаллов из расплавов связаны с высокой температурой плавления. Например, для получения кристалла рубина нужно расплавить порошок оксида алюминия, а для этого его нужно нагреть до температуры 2030 °С [8].

Применение кристаллов

Кристаллы обладают удивительной красотой, поэтому с древности применяются для изготовления ювелирных изделий. В наше время кристаллы имеют очень широкое применение в науке, технике и медицине.

Самый твердый и самый редкий из природных минералов - алмаз. Сегодня алмаз не камень-украшение, а в первую очередь камень-работник. Благодаря своей исключительной твердости алмаз играет громадную роль в технике. Алмазными пилами распиливают камни. Сам алмаз можно резать, шлифовать и гравировать тоже только алмазом. Наиболее ответственные детали двигателей в автомобильном и авиационном производстве обрабатывают алмазными резцами и сверлами.

Рубин и сапфир относятся к самым красивым и самым дорогим из драгоценных камней - это один и тот же минерал корунд (оксид алюминия). Кроваво-красный рубин и лазорево-синий сапфир. Разница лишь в цвете, которая возникла из-за очень малых примесей. Корунд со всеми его разновидностями - это один из самых твердых камней на Земле после алмаза. Корундом можно сверлить, шлифовать, полировать, точить камень и металл. Из корунда и наждака делают точильные круги и бруски, шлифовальные порошки. Вся часовая промышленность работает на искусственных рубинах. На полупроводниковых заводах тончайшие схемы рисуют рубиновыми иглами. В текстильной и химической промышленности рубиновые нитеводители вытягивают нити из искусственных волокон, из капрона, из нейлона. Новая жизнь рубина - это лазер или оптический квантовый генератор (ОКГ). В 1960 году был создан первый лазер на рубине. Оказалось, что кристалл рубина усиливает свет. Лазер светит ярче тысячи солнц. Мощный луч лазера громадный мощностью. Он легко прожигает листовой металл, сваривает металлические провода, прожигает металлические трубы, сверлит тончайшие отверстия в твердых сплавах, алмазе. В глазной хирургии применяется чаще всего неодиновые лазеры и лазеры на рубине.

Сапфир прозрачен, поэтому из него делают пластины для оптических приборов. Основная масса кристаллов сапфира идет в полупроводниковую промышленность.

Кремень, аметист, яшма, опал, халцедон - все это разновидности кварца. Мелкие зернышки кварца образуют песок. А самая красивая, самая чудесная разновидность кварца - это горный хрусталь, т. е. прозрачные кристаллы кварца. Поэтому из прозрачного кварца делают линзы, призмы и другие детали оптических приборов. Особенно удивительны электрические свойства кварца. Если сжимать или растягивать кристалл кварца, на его гранях возникают электрические заряды. Это - пьезоэлектрический эффект в кристаллах. Пьезоэлектрические кристаллы широко применяются для воспроизведения, записи и передачи звука.

Тонкие пленки жидких кристаллов, заключенные между стеклами или листками пластмассы, нашли широкое применение в качестве индикаторных устройств. Жидкие кристаллы широко применяются в производстве наручных часов и небольших калькуляторов. Создаются плоские телевизоры с тонким жидкокристаллическим экраном.

Перечень применения кристаллов достаточно длинен и непрерывно растет [8].

И сейчас ещё часто люди, рассматривая чудесные, сверкающие, переливающиеся многогранники кристаллов, не хотят верить, что они созданы природой, а не человеком.

Таким образом, кристаллическое состояние вещества – одно из фундаментальных свойств материи. Земная кора на 95% состоит из кристаллов. Преобладающее их количество прошло испытание временем, приспособилось к окружающим нас условиям, стало использоваться человеком. Кристаллы окружают нас всюду. Кристаллы разных веществ имеют разную форму, размеры, окраску. Существует наука, которая занимается изучением кристаллов - кристаллография. По происхождению кристаллы бывают природные и искусственные (выращенные человеком). Перечень применения кристаллов достаточно длинен и непрерывно растет.

Глава 2. Опытно-экспериментальная работа по выращиванию кристаллов

Подготовительный этап для выполнения эксперимента: оборудование, правила техники безопасности

Выращивание кристаллов поистине увлекательное занятие и, пожалуй, самое простое, доступное и недорогое для большинства начинающих химиков, максимально безопасное с точки зрения техники безопасности, что немаловажно для тех, кто проводит эксперименты дома. Тщательная подготовка и выполнение оттачивают навыки в умении аккуратно обращаться с веществами и правильно организовывать план своей работы.

Требуемое оборудование

- посуда – одноразовые стаканы;

- водяная баня (в домашних условиях это может быть старая кастрюля и электроплита);

- тонкие нитки, проволока (на таких меньше кристаллических наростов);

- фильтровальная бумага (ею может быть любая не проклеенная тонкая бумага, промокашка, салфетки, туалетная бумага) или стерильно чистая хлопковая вата;

- дополнительные мелочи, которые требуются при выполнении, будут указаны далее в тексте (воронки, стеклянные, деревянные или пластиковые палочки и т.п.).

- реактивы: медный купорос, хромокалиевые и алюмокалиевые квасцы.

Правила техники безопасности

- Работать с веществами надо очень аккуратно.

- Крупинки ни в коем случае не должны попасть в пищевые продукты.

- После работы с веществами обязательно вымыть руки с мылом. Медный купорос опасное вещество, поэтому при работе с ним нужно использовать защитную одежду: резиновые перчатки, очки. После работы руки и лицо необходимо вымыть с мылом

Алгоритм выращивания кристаллов из медного купороса

Медный купорос (научное название - сульфат меди) – безводное вещество синего оттенка с горьковато-металлическим вяжущим вкусом, не имеющее запаха, малотоксичное для человека, хорошо растворимое в воде. Медный купорос – это одна из важнейших солей, служащая для получения других соединений, широко применяемых в строительстве (ликвидация ржавчины, последствий протечек, антисептик при гниении древесины), в сельском хозяйстве (удобрение и антисептик при заболеваниях растений и обеззараживании почвы), при производстве красок, в медицине, и даже в пищевой промышленности в качестве пищевой добавки.

Рассмотрим алгоритм выращивания кристаллов из медного купороса путём кристаллизации.

1 шаг. Приготовление насыщенного раствора соли.

Чтобы вырастить кристаллы, сначала приготовим насыщенный раствор медного купороса: в очень горячую, но не кипящую, воду насыпаем соль до тех пор, пока она не перестанет растворяться. Растворимость медного купороса 39,5 гр. в 100 гр. воды.

2 шаг. Фильтрация раствора.

Для фильтрации раствора лучше всего использовать хороший, лабораторный фильтр из фильтровальной бумаги и стеклянную воронку. Если готового фильтра нет, то его можно сделать из обычной промокашки. В результате получаем насыщенный, чистый раствор медного купороса.

3 шаг. Получение и использование затравки.

Через сутки на дне стакана появляются первые кристаллики, имеющие разную форму. Раствор фильтруют от выпавших кристалликов, переливают в чистый стакан. Из кристалликов отбираются те, которые имеют более правильную форму. Подвешиваем на палочке ниточку с затравкой (маленьким кристалликом), чтобы она погрузилась в раствор, но не касалась дна. Нитку, находящуюся выше груза, смазываем вазелином. Оставляем раствор охлаждаться. Чем медленнее он будет остывать, тем крупнее получаются кристаллы. Сверху стакан с раствором закроем бумагой, чтобы не попадали частички пыли. Уже на следующий день нитка обросла кристаллами. Далее нужно только следить за уровнем раствора в стакане: кристалл должен все время находиться в растворе. «Затравка» – центр кристаллизации, от её качества зависит рост кристаллов.

4 шаг. Наблюдение за уровнем раствора и ростом кристалла.

Раствор оставляют в покое в течение 3-5 дней, затем вынимают нитку с кристаллом, раствор нагревают, добавляют воды и снова делают максимально концентрированным. После охлаждения в него вновь вносят нитку с уже подросшим кристаллом и оставляют на 3-5 дней. Эту процедуру повторяют до тех пор, пока кристалл не достигнет необходимого размера.

5 шаг. Обработка кристалла.

После того как кристалл необходимой величины выращен, его необходимо покрыть бесцветным лаком во избежание разрушения. Если этого не сделать, уже через несколько дней он разрушится.

Для того чтобы кристалл вырос крупным и геометрически ровным, т. е. имел природную форму, необходимо довольно много времени. Обычно кристалл вырастает на 0,1-0,8мм в сутки. Таким образом, можно сказать, что за месяц - полтора можно вырастить довольно крупный кристалл. Можно корректировать их рост, удаляя некрасивые наросты. Это делают ножом, легкими движениями соскабливая лишнее. Или помещая в новый раствор. Образование граней можно прекратить, если смазать их вазелином. Когда кристаллы примут вид, который мы хотим, их вынимают из раствора, дают высохнуть и покрывают бесцветным лаком.

Выращивание крупного одиночного кристалла - очень длительный и сложный процесс, требующий терпения и осторожности.

Выращивание сростков кристаллов - это один из самых быстрых способов выращивания кристаллов. Если выращивание одиночных кристаллов занимает много времени и рассчитано на постепенный, правильный рост кристаллов, то выращивание друзы гораздо легче, потому что оно ориентируется на быстрое, хаотическое выпадение кристаллов.

Таким образом мы вырастили 3 кристалла медного купороса с разным сроком роста (рис.1, а, б, в). Все кристаллы имеют одинаковую ромбическую форму.

а б в

Рис.1. Кристаллы медного купороса: а-срок роста 3 недели, б-срок роста 6 недель, в- срок роста 9 недель

Размеры и массы выращенных кристаллов представлены в табл.1

Таблица 1

Кристаллы медного купороса

Аналогичным способом, используя все шаги алгоритма по выращиванию, был выращен кристалл из хромокалиевых квасцов с добавлением алюмокалиевых квасцов.

Хромокалиевые квасцы — неорганическое соединение, кристаллогидрат двойной соли серной кислоты, металлов калия и хрома (III). Формула — KCr(SO4)2 ∙ 12H2O. Название «квасцы» происходит от слова «квасить». Вещество известно человечеству уже несколько тысячелетий. Оно издавна применялось при крашении тканей и пряжи из шерсти, для выделки кож.

Порошок, состоящий из темно-фиолетовых с красным отливом кристаллов. Кристаллы очень красивые, в форме октаэдра. Подходят для выращивания в домашних условиях. Не имеют запаха. Водорастворимы. Кристаллы можно выращивать не только из раствора хромокалиевых квасцов, но и из смеси квасцов разного типа, например, в смеси с алюмокалиевыми квасцами белого цвета. В этом случае можно получить не такие темные кристаллы, как чисто хромокалиевые.

Рост кристаллов из хромокалиевых квасцов с добавлением алюмокалиевых квасцов происходит медленнее чем из медного купороса. Через 4 недели мы получили кристалл фиолетового цвета имеющий форму октаэдра весом 4 грамма (рис. 2).

Рис.2. Кристаллы из хромокалиевых - алюмокалиевых квасцов

Таким образом, кристаллы – это удивительные загадочные непостижимые соединения, потрясающие своей красотой и разнообразием форм.

Рекомендации по выращиванию кристаллов в домашних условиях.

При выращивании кристаллов есть факторы, которые влияют на процесс их образования. Для того чтобы вырастить красивый, чистый кристалл нужно соблюдать ряд рекомендаций:

1. Для выращивания кристаллов использовать только свежеприготовленные

насыщенные растворы.

2. Использовать только чистую посуду.

3. Обязательно фильтровать раствор. Чем лучше отфильтрован раствор, тем больше вероятность образования монокристалла, т. к. примеси, оставшиеся в растворе, служат дополнительными центрами кристаллизации.

4. Кристаллик нельзя при росте без особой причины вынимать из раствора.

5. Не допускать попадание мусора в насыщенный раствор. Для этого накрывать его фильтровальной бумагой.

6. Периодически (раз в неделю) менять или обновлять насыщенный раствор.

7. Удалять образовавшиеся сросшиеся мелкие кристаллы.

8. Кристаллы водорастворимых веществ очень чувствительны к сильным перепадам температур. Чем медленнее охлаждается раствор, тем крупнее образуются кристаллы. Для этого можно обворачивать стаканы тканью. Если раствор охлаждать недостаточно медленно, то это приведет к образованию друзы (сростка кристаллов), т. к. его молекулы не успеют построить правильный кристалл. А при слишком резком охлаждении образуется аморфное (стеклообразное) состояние вещества.

9. Полученные кристаллы тщательно покрывать бесцветным лаком против выветривании

10. Чтобы не было наростов на нити, нить должна быть тонкой без волосков, и должна быть опущена с затравкой в раствор на 5-7оС теплее комнатной температуры. Такая нить успевает пропитаться раствором и «сливается» с системой в единое целое.

Таким образом, была проведена опытно-экспериментальная работа по выращиванию кристаллов в школьной лаборатории, предложен алгоритм выращивания кристаллов методом кристаллизации, включающий 5 этапов. Кристаллы медного купороса образовались уже на следующий день, а кристаллы хромокалиевых квасцов только через неделю. Кристаллы медного купороса ромбической формы, а у хромокалиевых квасцов в форме октаэдра, причем у медного купороса кристаллы крупнее. Были предложены рекомендации по выращиванию кристаллов в домашних условиях.

Заключение

Успешность выращивания кристаллов связана с овладением теоретических знаний и применением их на практике.

В ходе анализа научной и методической литературы были определены аспекты, необходимые для выращивания кристаллов:

1. Природа кристаллов и их свойства, способы их образования, а также значение кристаллов в жизни людей.

2. Составлен алгоритм выращивания кристаллов путём кристаллизации:

1. Приготавливаем насыщенный раствор соли.

2. Фильтруем раствор.

3. Получаем и используем затравку.

4. Наблюдаем за уровнем раствора и ростом кристалла.

5. Обрабатываем кристалл.

3. Даны рекомендации по выращиванию кристаллов, которые необходимо учитывать.

В результате была проведена опытно-экспериментальная работа по выращиванию кристаллов. В качестве примера были выращены кристаллы медного купороса (с разным сроком роста) и хромокалиевых - алюмокалиевых квасцов. Таким образом, задачи исследования решены, поставленная цель достигнута. Результаты теоретического анализа и материалы опытно-экспериментальной работы подтвердили справедливость выдвинутой гипотезы.

Накопленный теоретический и опытно-экспериментальный материал требует дальнейшего развития и позволяет наметить перспективные направления в выращивании кристаллов из других веществ, изучить их физико-химические свойства, а также создать собственную коллекцию кристаллов. Приобретенные знания, умения и навыки обязательно пригодятся мне в жизни.

Литература

1. Алексинский В.Н. «Занимательные опыты по химии», Просвещение, 1980г.,127 стр.
2. Аликберова Л.Ю. Занимательная химия: Книга для учащихся, учителей и родителей. М.: АСТ-ПРЕСС. 1999.
3. Большая детская энциклопедия: Химия / сост. К. Люцис. М.: Русское энциклопедическое товарищество. 2000.
4. Девяткин В.В. Химия для любознательных или о чём не узнаешь на уроке. Ярославль: Академия Холдинг. 2000.
5. Ламырёва Н.А. «Кристаллы и их применение», Учитель, 2008 г.,185 стр.
6. Леенсон И.А. Занимательная химия. М.: Дрофа. 1996.
7. Плешаков А.А., «От земли до неба», М.; «Просвещение», 2002 г.
8. Шокальская М.П. М.: Наука. 1978.