Исследовательский проект "Выращивание кристаллов в домашних условиях"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Сухановская средняя общеобразовательная школа»

Проект по теме:

«Выращивание кристаллов в домашних условиях»

Выполнил: Денисенко Александр,

 ученик 3 класса

Руководитель:  учитель начальных классов

Снигирева Татьяна Юрьевна

Сухановка, 2024

Оглавление

Введение                                                                                              3 стр.
1. Теоретическая часть 4 стр.

1.1 Что такое кристаллы. Разновидности кристаллов.                   4 стр.

1.2 Из истории.     5 стр.

1.3 Применение кристаллов.                                                            6 стр.

1.4 Структура кристалла.                                                                 7 стр.

2. Практическая часть 8 стр.

2.1 Выращивание монокристалла из медного купороса 9 стр.

2.2 Выращивание кристаллов из лимонной кислоты 10 стр.

2.3 Выращивание кристаллов из соли, готовых наборов 11 стр.

Заключение                                                                                  12 стр.

Литература                                                                                    13 стр.

Введение

Кристаллы - удивительное и непредсказуемое явление природы. Размеры, цвета и формы кристаллов иногда просто поражают своей необычностью. Кажется, что кристаллы - редкое явление, но на самом деле мы встречаем их везде на протяжении всей своей жизни. Это и снежинки зимой, и драгоценные камни в ювелирных изделиях. Мы строим дома из кристаллов, также едим кристаллы, лечимся ими, но, что самое главное – мы сами частично состоим из кристаллов. Соль, сахар, снег, лед, глина и песок, сотни других веществ – все это не что иное, как кристаллы.

Проблема: мне стало интересно, возможно ли самим в домашних условиях вырастить кристаллы. Вот так и появился мой проект по теме  «Выращивание кристаллов в домашних условиях».

Цель: выращивание кристаллов в домашних условиях.

Задачи работы:

• найти информацию по теме проекта;

• познакомиться со способами выращивания кристаллов;

• провести опыт по выращиванию кристаллов;

• провести наблюдения за процессом кристаллизации;

• создать презентацию по теме проекта.

Гипотеза:

я предполагаю, что вырастить кристаллы в домашних условиях возможно.

Объектом исследования: кристаллы.  

Предмет   исследования: процесс кристаллизации.

Актуальность исследования: данная тема является актуальной в связи с тем, что выращивание кристаллов очень интересное и увлекательное занятие. Я очень люблю узнавать все новое и интересное, мне нравится экспериментировать. Мне стало интересно узнать, можно ли вырастить кристаллы в домашних условиях.

Практическая значимость проекта состоит в создании коллекции «Кристаллы», составлении презентации с фотографиями и видео выращенных кристаллов. Результаты исследования могут быть использованы на уроках окружающего мира, во внеклассных мероприятиях, на занятиях кружка.

План работы:

1. Выбор темы проекта, целей, задач, выдвижение гипотезы.

2.  Сбор информации.

3.  Выращивание кристаллов.

4. Анализ полученных результатов.

5. Оформление результатов исследования в виде презентации.

6. Выступление с результатами исследований перед одноклассниками, комиссией.

1.1 Что такое кристаллы. Разновидности кристаллов.

Кристаллы - это твердые тела, имеющие упорядоченную симметричную структуру. В переводе с греческого слово «кристалл»  означает «прозрачный лед». Сначала это называлось горным хрусталем. Горный хрусталь был ошибочно принят за лед, который замерз так сильно, что больше не таял. Главной особенностью кристалла считалась его прозрачность, поэтому позже все прозрачные твердые тела стали называть именно так. Все кристаллы делятся на две большие группы: идеальные и реальные. Идеальные кристаллы - это математическая модель, используемая учеными для описания свойств реальных кристаллов. Настоящие кристаллы -это те, с которыми мы сталкиваемся в жизни. Они имеют различные примеси, шероховатые поверхности и могут иметь неправильную форму. Также кристаллы делятся на группы по происхождению: природные и искусственные (выращенные человеком). Природные кристаллы растут в недрах планеты в естественных условиях для роста. Искусственные кристаллы выращивают в лабораториях или дома. Например, кристаллы соли можно выращивать в домашних условиях.

1.2 Из истории.

Первые сведения о горном хрустале мы находим у римского ученого Плиния Старшего (I век н. э.), величайшего авторитета для ученых античности и средневековья. Древние жители Америки – инки поклонялись как божеству большому кристаллу зеленого изумруда. Человека, укушенного змеей, заставляли есть измельченный изумруд. Можете себе представить, как это помогло пациенту! Они могли рассуждать так только тогда, когда еще не знали, как проверить свои утверждения опытом. В древние времена кристаллам приписывали всевозможные магические свойства. Считалось, например, что изумруд спасает мореплавателей от штормов. Кристалл аметиста вызывает счастливые сны. Алмаз защищает от болезней. Сапфир помогает при укусах скорпионов. Топаз приносит счастье в ноябре, гранат - в январе и так далее.

1.3 Применение кристаллов.

Использование кристаллов в науке и технике очень разнообразно. Вот лишь несколько примеров. В качестве украшения используется самый твердый и редкий минерал – алмаз. Кроме того, из-за своей исключительной твердости многие режущие инструменты покрыты смесью алмазного порошка и клея. Алмазный порошок используется для шлифовки и полировки твердых камней, закаленной стали, твердых и сверхтвердых сплавов. Рубин и сапфир - одни из самых красивых и дорогих драгоценных камней. Но у них есть и другое применение. Все часы работают на искусственных рубинах. Рубины используются в лазерах, потому что их кристалл усиливает свет. Кристаллы кремния являются частью полупроводниковых диодов, которые присутствуют в каждом компьютере и мобильном телефоне. Поляроидные пленки используются в поляроидных очках, так как они гасят блики отраженного света. Это важно для полярников, которым приходится смотреть на слепящий снег, а также для водителей автотранспорта.

Каменная соль давно вошла в жизнь человека. Мы называем ее в быту просто солью, в технике - поваренной или пищевой солью.  В древности страны, куда ее завозили, платили цену, равную золоту: за килограмм соли – килограмм золотого песка.

1. Структура кристалла.

Кристаллы - это твердые тела, атомы или молекулы которых занимают определенные упорядоченные положения в пространстве. Поэтому кристаллы имеют плоские грани. Например, крупинка обычной поваренной соли имеет плоские грани, образующие между собой прямые углы. Это можно увидеть, изучив соль с помощью увеличительного стекла. Не все кристаллы одинаковы. Существуют монокристаллы и поликристаллы. Твердое тело, состоящее из большого количества мелких кристаллов, называется поликристаллическим. Монокристаллами называются одиночные однородные кристаллы. Кусочек сахара относится к поликристаллам, потому что он также имеет поликристаллическую структуру. Большинство кристаллических твердых тел, поликристаллические материалы, так как состоят из взаимосвязанных кристаллов. Иногда кристаллы образуются непосредственно при охлаждении паров (снега).

2. Практическая часть

Условия для выращивания кристаллов:

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

• Не допускать попадание мусора в насыщенный раствор.

• Отсутствие сквозняков.

• Неяркий свет.

• Отсутствие вибрации.

• Терпение.

Техника безопасности при выращивании кристаллов дома

Предупреждение! Прежде, чем мы перейдем к выращиванию кристаллов в домашних условиях не лишним будет напомнить о необходимости соблюдать технику безопасности:

• не используйте при проведении опыта пищевую посуду, а то можно и отравиться;

• не используйте неизвестные или просроченные вещества;

• после завершения опытов тщательно проветрите помещение и вымойте руки с мылом;

• при проведении опыта используйте перчатки, защитные очки и фартук;

• при попадании реактивов на кожу или в глаза немедленно промойте их проточной водой!

• берегите реактивы от детей! Будьте предельно осторожны и аккуратны!

2.1 Выращивание монокристалла из медного купороса

Для выращивания кристаллов из медного купороса мне потребовалось:

• чистая посуда

• ватный диск

• вода

• медный купорос

• соль

Медный купорос применяют в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями и болезнями растений, в промышленности - при производстве искусственных волокон, органических красителей и др. Его можно купить в магазине «Все для сада и огорода», «Цветы».

Так как  это вещество ядовито, нужно работать в перчатках и тщательно мыть руки после работы с порошком, растворами или кристаллами медного купороса.

Этапы работы выращивания монокристалла из медного купороса:

1. Сделал  насыщенный раствор из соли, для этого вскипятил воду; затем в этот раствор высыпал медный купорос, размешал деревянной палочкой до полного растворения.

2. Перелил  через фильтр в другую чистую стеклянную емкость и поместил  нитку в стакан с раствором. После фильтрации получил чистый насыщенный раствор.

3. После этого закрыл раствор крышкой и оставил на сутки.

4. На следующий день на дне ёмкости я обнаружил несколько маленьких кристаллов соли-это стало затравкой для кристаллов. После этого слил раствор и достал кристаллы.

5. Для того, чтобы вырастить монокристалл, мне потребовалась монозатравка, которую я выбрал из числа этих кристаллов с наиболее геометричными гранями.

6. Выбранную затравку я поместил на дно стеклянной ёмкости и вновь через фильтр налил насыщенный раствор медного купороса, закрыл крышкой и убрал в место с наименьшими колебаниями температуры, так как кристалл может раствориться, если будет разная температура.

7. Через некоторое время я получил ярко-синие монокристаллы. Чтобы они не выветривались, покрыл их прозрачным лаком.

Срок выращивания данного кристалла – 2 недели.

2.2 Выращивание кристаллов из лимонной кислоты

Для выращивания кристаллов мне потребовалось:

• чистая посуда

• ватный диск

• вода

• лимонная кислота

Этапы выращивания кристаллов:

1. В стакан налил 100 мл воды, добавил в него 250 грамм лимонной кислоты. Лимонная кислота лучше всего растворяется при температуре +20 градусов. Раствор запрещается нагревать, так как при остывании образуется тягучий сироп и кристаллы в нём не вырастут.

2. В контейнер с тёплой водой поставил ёмкость с лимонной кислотой, после этого в данный раствор добавил несколько крупиц лимонной кислоты.

3. Через несколько дней на дне образовались кристаллики, этот раствор процедил через фильтр, из полученных кристаллов я выбрал самый большой.

4. Процедил раствор, добавил пищевой краситель, леску привязал к кристаллу и картону и закрыл стакан, чтобы туда не попадали частицы пыли.

5. После этого убрал стакан в тёмное место и стал выращивать кристалл, периодически процеживая раствор, так как на дне образовывались маленькие кристаллики (это нужно для того, чтобы они не стали поглощать силу роста основного кристалла).

Рос этот кристалл 6 недель.

2.3 Выращивание кристаллов из соли

Для выращивания кристаллов мне потребовалось:

• чистая посуда

• ватный диск

• вода

• соль

Этапы выращивания кристаллов из соли:

1. Выбрал самый крупный кристаллик соли крупного помола, привязал его к леске, другой конец лески привязал к крышке.

2. Затем сделал раствор соли из мелкого помола в кипячёной воде, процедил данный раствор через фильтр и поместил туда привязанный к леске кристаллик.

3. Периодически добавлял свежий соляной раствор, предварительно процедив его через фильтр.

4. Вырос кристалл с красивыми гранями за 6 недель.

Выращивание кристаллов – готовых наборов

Мною был выращен «Волшебный кристалл»   из кристаллического порошка и кристаллической таблетки, срок его выращивания -14 дней.

Кристалл «Пушистый риф» был выращен из гранул карбамида и красителей за 24 часа.

«Лучистый кристалл» так же выращен из карбамида и красителей за 1-2 дня.

«Мегакристалл» получился из дигидроортофосфата  аммония (кристаллического порошка) за несколько недель роста.

Для выращивания кристаллов мне в каждом опыте была необходима вода.

Заключение

Работая над проектом, я узнал, что кристалл – это твердое состояние вещества, имеет определенную форму, цвет и определенное количество граней. Познакомился с разнообразием и применением кристаллов. Научился выращивать кристаллы, используя  насыщенный раствор. Для выращивания кристаллов можно использовать  разные вещества: поваренную соль, медный купорос, лимонную кислоту, воду и другие химические вещества.

Я понял, что для появления кристалла необходимо соблюдать точные инструкции и правила техники безопасности, быть терпеливыми и трудолюбивыми. Кристалл может достаточно долго храниться при правильной обработке.
По результатам своего опыта я  создал  презентацию с фотографиями и написал выступление.

В дальнейшем результаты моего исследования могут быть использованы на уроках окружающего мира и в других классах, во внеклассных мероприятиях.

В процессе работы я научился работать с информацией из интернета, освоил  способ выращивания кристаллов, наблюдал за ростом кристаллов; усвоил основные этапы и важные правила выращивания кристаллов.

В ходе работы над проектом я нашел ответы на все поставленные вопросы, сумел  вырастить кристаллы, рассказал  одноклассникам об итогах работы. Многим понравилось, некоторые заинтересовались моими экспериментами.

Конечно, не все было гладко. При изучении литературы возникла трудность в поиске информации в сети интернет. Помогла мама. Теперь я знаю, как это делать.  

Таким образом, я считаю, что цель и задачи, поставленные мною в начале работы, достигнуты. Гипотеза исследования полностью подтвердилась: кристаллы многих веществ можно вырастить в домашних условиях.

Не смотря на то, что я научился выращивать кристаллы из медного купороса, соли и лимонной кислоты, ещё много вопросов осталось без ответа:

Почему разные вещества дают кристаллы разной формы, а некоторые вовсе не образуют кристаллов?

Что надо сделать, чтобы кристаллы получились большими и красивыми.

А раз остались вопросы без ответа, я решил  продолжить работу над проектом по этой теме.

Я  уверен, что приобретенные знания, умения и навыки обязательно пригодятся в дальнейшей учёбе.

Мои планы
1. Вырастить кристаллы из морской соли, из сахара.
2. Собрать коллекцию кристаллов.

Список литературы

1. Белов Н. В. Энциклопедия драгоценных камней и кристаллов, Минск: «Харвест», 2023
2. Большая книга «Почему». Перевод с итальянского Ольги Живаго, М.: РОСМЭН, 2022
3. Пакулова В. М. Природа. Неживая и живая. М. : «Дрофа», 2014
4. Шалагаева Г. П. Современная энциклопедия начальной школы. М.: «Эксмо», 2020

Интернет- ресурсы:

1. Геология Земли http://www.geologiazemli.ru/articles/112
2. Википедия http://ru.wikipedia.org/wiki/E519
3. Кристаллов. NET http://www.kristallov.net/mineraly.html
4. Мир кристаллов http://www.mirkristallov.com/
http://www.maam.ru/detskijsad/proekt-vyraschivanie-kristalov.html