Полное название темы работы | Какие факторы влияют на рост, форму и цвет кристаллов, выращенных в домашних условиях |
Направление | Чудеса природы |
Фамилия, имя, отчество автора (коллектива авторов) | |
Фото автора (коллектива авторов) размером 5х4 см |
|
Территория, населенный пункт | Курагинский район, с. Берёзовское |
Наименование образовательного учреждения | МБОУ Берёзовская СОШ №10 |
Класс | 4 класс |
Место выполнения работы | МБОУ Берёзовская СОШ №10 |
Руководитель | |
e-mail, контактный телефон | *****@***ru 89532573868 |
Оглавление
Введение……………………………………………………………….………3
1. Что такое кристаллы……………………………………………………….4
2. Способы выращивания кристаллов ………………………………………5
3. Практическая работа «Выращивание кристаллов из растворов в домашних условиях»………………………………………………………………………6
Заключение………………………………………………………………….....9
Список использованных источников информации…………………………10
Введение
На кружке «Юный исследователь», мы рассматривали и проводили опыты над некоторыми явлениями и процессами, которые происходят в природе. И одно из таких явлений – это разноцветный мир кристаллов. Мне стало очень интересно попробовать вырастить свои кристаллы.
Актуальность темы нашего исследования в том, что это занятие очень интересное, простое и недорогое; можно вырастить различные кристаллы в своей домашней лаборатории; этот опыт можно будет использовать на уроках окружающего мира и внеклассных мероприятиях и можно будет вырастить свой кристалл, как необыкновенный подарок «украшение».
Тема исследования: «Какие факторы влияют на рост, форму и цвет кристаллов, выращенных в домашних условиях».
Цель: определение факторов, влияющих на рост, форму и цвет кристаллов, выращенных в домашних условиях.
Задачи:
- изучить литературу по данной теме исследования;
- подобрать соответствующие материалы для выращивания кристаллов в домашних условиях;
- познакомиться с этапами работы и мерами предосторожности по выращиванию кристаллов из конкретных материалов (поваренная соль, медный купорос, железный купорос);
- сравнить полученные кристаллы и сделать вывод, какие факторы влияют на рост, форму и цвет кристаллов из данных материалов.
Объектом исследования является кристалл.
Предметом исследования являются факторы, которые влияют на рост, форму и цвет кристаллов.
Гипотеза: мы предполагаем, что можно вырастить кристаллы в домашних условиях и определить некоторые факторы, которые будут влиять на их рост, форму и цвет.
Методы: эксперимент, наблюдение, сравнительный анализ.
1. Что такое кристаллы?
Кристаллы, в переводе с греческого языка, (krystallos) лёд. В толковом словаре Сергея Ивановича Ожегова, слово «кристалл» объясняется, как твёрдое тело, имеющее упорядоченное, симметрическое строение».[2]
Другой источник объясняет это слово так «Кристаллы – твердое тело, ограниченное прямолинейными равными плоскостями, смыкающимися под известными углами». [7]
Самые известные кристаллы: алмазы, рубины, сапфиры, изумруды, аметисты и т. д. Кристаллы очень красивы, поэтому ими можно любоваться часами. Какие они разные по форме, размеру, цвету. Это и столбики, и снежинки, и кубики, и пластинки.[1] Кристаллы бывают естественного происхождения и искусственного.
Естественного происхождения кристаллы встречаются в подземных пещерах. Правильные и совершенные по форме эти камни росли постепенно, много лет. Сталактимты растут в пещерах в виде образований, свешивающихся с потолка (сосульки, соломинки, гребёнки, бахромы и т. п. Сталагмиты растут со дна пещеры вверх, когда вода капает с потолка.[8]
Например, алмаз – минерал, самородный элемент, самый твёрдый на свете кристалл, используется по резке железа, камня бурения скважин. Рубин – прозрачный, ярко-красного, тёмно-красного или фиолетово-красного цвета, используется в часовой промышленности, но и применяется в лазерных установках. Сапфир очень прозрачный, поэтому из него делают пластины для оптических приборов.
Сейчас мы знаем, даже некоторые части организма — это кристаллы, например, роговица глаза, зубы. Как пример использования кристаллов можно взять кристалл кварца, который используется в телефонных трубках. [5]
Искусственного происхождения кристаллы – это кристаллы, специально выращенные человеком. Будут ли искусственные кристаллы отличаться от природных? Конечно, они будут уступать природному по качеству, но для использования в технике они вполне подойдут, в этом смысле они используются на равных. [3]
2. Способы выращивания кристаллов
Люди научились выращивать искусственные кристаллы. У нас возник вопрос: можно ли такую красоту вырастить дома? Чтобы найти ответ на наш вопрос: нашёл в интернете несколько вариантов выращивания кристаллов. Итак, мы узнали, что кристаллы получаются путём кристаллизации вещества. Что же такое кристаллизация?
Кристаллизация – процесс образования кристаллов из раствора, расплава, а иногда из газовой фазы. Он помогает выделить отдельные вещества из смесей. [4]
Кристаллизацию можно вести разными способами:
1 способ: Охлаждение насыщенного горячего раствора или расплава.
Именно из-за охлаждения миллионы лет назад на Земле появились многие минералы. «Раствором» для этого «опыта» служила магма – расплавленная масса горных пород в недрах Земли. Поднимаясь к поверхности из раскалённой глубины, магма охлаждалась. И в результате этого охлаждения образовались те самые минералы, по которым мы ходим.
2 способ: Постепенное удаление воды из насыщенного раствора.
При испарении («высыхании») вода превращается в пар и улетучивается. Но растворённые в воде химические вещества не могут испариться вместе с ней и оседают в виде кристаллов. Самый простой пример – соль, которая образовывается при испарении воды из соляного раствора. И в этом случае, чем медленнее испаряется вода, тем лучше получаются кристаллы.[6]
Именно по такому способу мы выращивали наши кристаллы.
3.Выращивание кристаллов в домашних условиях.
Мы решили проверить возможность вырастить кристаллы в домашних условиях из поваренной соли, медного и железного купороса и в результате сравнить их.
Процесс выращивания кристаллов из поваренной соли.
1.Приготовили ёмкость, поваренную соль, марля, нитка, карандаш, затравка.
2.Насыпали соль в банку и залили горячей водой, растворяли соль до тех пор, пока на дне банки ничего не осталось, добавили ещё соль, пока она не перестала растворяться. (Наш раствор готов, он насыщен!)
3. Готовый раствор профильтровали в другую ёмкость и поставили его охлаждаться.
4.Привязали нитку к карандашу и к затравке (затравкой являлся небольшой кристаллик соли). Затем его опустили в насыщенный солевой раствор.
Провели опыт по выявлению влияния света на изменения роста кристаллов. Два одинаковых экземпляра кристаллов из поваренной соли, но одну ёмкость с затравкой мы поставили в шкаф, а другую на подоконник. Кристаллы росли 2 месяца.
Когда прошло 2 месяца, мы обнаружили, что стенки стакана были покрыты слоем соли. Данный процесс в стакане является моделью того, что происходит в природе, и этот процесс называется процессом кристаллизации.
Кристаллики растут, присоединяя частицы вещества из жидкости, пара и твёрдых веществ. Сами кристаллы в стакане приняли красивый вид, мы вынули их из раствора, дали подсохнуть, покрыли бесцветным лаком для того, чтобы они не разрушались. Мы определили, что кристаллы из поваренной соли твёрдые, но очень хрупкие. Далее сравнили кристаллы, и оказалось, что тот образец, который рос в шкафу значительно меньше, чем тот, который рос на подоконнике. Также провели два эксперимента с солевым раствором. В первом случае опустили кристалл в слабый солевой раствор, и он разрушился. Во втором случае опустили кристалл в горячий раствор, кристалл также разрушился.
Делаем вывод:
-кристаллы действительно твёрдые вещества;
-свет оказывает положительное влияние на рост кристаллов;
- если погрузить кристалл в слабый солевой раствор, или в раствор, который не успел остыть, кристалл, к сожалению, разрушается.
Следующий кристалл мы вырастили из другого материала, медного купороса. Как же он отличается от кристаллов из соли?
Сам эксперимент проводили следующим образом:
В горячую воду небольшими порциями добавляли вещество. Медный купорос размешивали до тех пор, пока не получился концентрированный раствор. Полученный раствор остудили и через полчаса профильтровали с помощью марли и ваты. Процедуру повторили через сутки. В раствор поместили затравку (небольшой кристалл). Через 3 дня жидкость опять профильтровали и перелили в другую ёмкость. Туда же поместили основной кристалл.Жидкость в ёмкости испарялась, и кристалл медного купороса рос очень быстро, цвет данного кристалла был ярко синий.
Вывод: на рост, форму и цвет кристалла влияет материал, из которого его выращивают!
Кристаллы медного купороса росли быстрее и больше, ему понадобилась всего неделя, чтобы достигнуть размера большего, чем кристаллам из соли, которые росли 2 месяца, также кристалл из соли имел белый и прозрачный цвет, а кристалл медного купороса синий цвет.
Кристаллу из медного купороса 1 неделя.
Затем мы провели ещё один эксперимент и захотели узнать, что произойдет, если мы смешаем растворы из соли и медного купороса?
Вот результат нашего исследования, кристалл действительно рос, но очень медленно, то есть на скорость роста повлиял соляной раствор, кристаллизация здесь происходила медленно, а цвет изменился за счёт добавления раствора медного купороса и стал прозрачно-зелёным.
Следующий кристалл мы вырастили из железного купороса и сравнили с уже имеющимися у нас кристаллами. Этапы работы проводили как и при выращивании кристалла медного купороса. Первый кристалл выращивали в растворе, охлажденном и профильтрованном 3 раза, а второй кристалл поместили в теплый раствор, который отфильтровали 1 раз. Третий образец, мы получили путём смешивания растворов из медного, железного купороса и поваренной соли.
Заключение
В ходе работы мы исследовали очень интересные свойства кристаллов в искусственной среде, и пришли к следующим выводам:
-кристаллы растут за счет нарастания на них других кристаллов;
-грани выросшего кристалла гладкие и блестящие, а углы между ними прямые, если росту кристалла ничего не мешает;
-свет оказывает положительное влияние на рост и форму кристалла;
-если погрузить кристалл в слабый солевой раствор, или в раствор, который не успел остыть, кристалл, к сожалению, разрушается;
-на рост, форму и цвет кристалла влияет, и материал из которого его выращивают!
В результате проведенных исследований гипотеза полностью подтверждается: нам удалось вырастить кристаллы различные по росту, форме и цвету в домашних условиях.
Считаю данную тему интересной для исследования дальше, ведь в своей работе мы рассмотрели только некоторые материалы и факторы, которые влияют на рост, форму и цвет кристаллов, а их на самом деле, конечно же, больше. Считаю, что цель, которую ставили в начале исследования, выполнили.
Список использованных источников информации
Занимательная химия. М.: Дрофа. 1996.-176 , Толковый словарь русского языка: 80 000 слов и фразеологических выражений. — 4-е изд., М.: Высшая школа, 1993. — 944 с. Энциклопедический словарь юного химика. М.: Педагогика. 1990. -320 dic. academic. ru›КРИСТАЛЛ http://www. ronl. ru/stati/nauka-i-tehnika/165963/ http://www. scienceforum. ru/2016/1897/26051 ru. wikipedia. org› https://tvoi-uvelirr. ru/gigantskie-kristally-najdennye-v-peshhere-naica-v-meksike/