Как вырастить кристалл в домашних условиях

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Школа № 1» Камышловского городского округа

Имени Героя Советского Союза Бориса Самуиловича Семёнова

ВЫРАЩИВАНИЕ КРИСТАЛЛОВ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ

(исследовательский проект)

Выполнили:

Игошева Софья и

Казанцева Наталья

учащиеся 7а класса

МАОУ СОШ №1 КГО

Руководитель:

Тюшева Л.В.,

учитель географии

Камышлов, 2019

Оглавление

Введение   ……………………………………………………………..   3   

Глава 1. Что такое кристаллы………………………………………… 5-6

Глава 2. Способы выращивания кристаллов в домашних

условиях……………………………………………………………… 7

Глава 3. Практическая работа «Выращивание кристаллов

в домашних условиях»    ……………………………………………… 8

3.1 Выращивание кристалла поваренной соли ………………………     8    

Заключение     ………………………………………………………….    9

Список используемой литературы    …………………………………     10

Введение

Большинство окружающих нас твердых тел представляют собой вещества в кристаллическом состоянии.

Возможно, вы считаете, что кристалл - это редкий и красивый минерал или драгоценный камень. Отчасти вы правы. Изумруды и бриллианты являются кристаллами. Но не все кристаллы редки и красивы. Каждая отдельная частица соли или сахара - тоже кристалл!

На уроке физики при изучении темы «Агрегатные состояния вещества» мы узнала, что кристаллы получают не только в промышленных и домашних условиях, их также можно встретить в природе. Например, снежинки, морозные узоры на стеклах окон и иней, украшающий зимой голые ветки деревьев.

Многие кристаллы - продукты жизнедеятельности организмов. Способностью наращивать на инородных телах, попавших в раковину, перламутр, обладают некоторые виды моллюсков. Через 5-10 лет образовывается жемчуг.

Кристаллами являются алмазы, рубины, сапфиры и другие драгоценные камни.  Но кристаллы также можно получить лабораторным путем. Например, за сутки в лаборатории можно вырастить кристалл соли массой около 1 килограмма. Эти опыты заставляют задумываться над тем, как устроены кристаллы и как они образуются, почему разные вещества дают кристаллы разной формы, а некоторые вовсе не образуют кристаллов, что надо сделать, чтобы кристаллы получились большими и красивыми. Провести такой опыт - самой вырастить кристалл в домашних условиях, решили и мы .

 Актуальность исследования состоит в том, кристаллы играют большую роль в жизни человека. Их используют в качестве украшений, элементов декора, в науке, технике. Зная структуру кристаллов, можно управлять их свойствами.

Цель: вырастить кристалл в домашних условиях

Задачи исследования:        

• изучить литературу по данному вопросу;

• вырастить кристаллы в домашних условиях;

• проанализировать полученные результаты.

Методы исследования:

-Накопление теоретического материала.

-Проведение опытно-экспериментальной деятельности с целью получения кристаллов

-Анализ полученных результатов исследования.

Объект: процесс выращивание кристаллов.

Предмет исследования: возможность выращивания в домашних условиях.

Практическая значимость: опыт по выращиванию кристаллов можно использовать на уроках физики, химии, географии, во внеклассных мероприятиях, в кружках.

Глава 1. Что такое кристаллы

Кристалл - это твердое состояние вещества. Он имеет определенную форму и определенное количество граней вследствие расположения своих атомов. Все кристаллы одного вещества имеют одинаковую форму, хоть и могут отличаться размерами.

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

Вы, конечно, обращали внимание на бесконечное разнообразие снежинок. Еще в 17 веке знаменитый астроном Иоганн Кеплер написал трактат «О шестиугольных снежинках», а спустя три столетия были изданы альбомы, в которых представлены коллекции увеличенных фотографий тысяч снежинок, причем ни одна из них не повторяет другую.

Кристаллы - вещества, в которых мельчайшие частицы (атомы, ионы или молекулы) «упакованы» в определенном порядке. В результате при росте кристаллов на их поверхности самопроизвольно возникают плоские грани, а сами кристаллы принимают разнообразную геометрическую форму

У меня есть несколько энциклопедий, которые я люблю читать. Однажды я увидела фотографии очень красивых кристаллов. Мне стало интересно: что же представляют из себя кристаллы, как они появляются, можно ли их вырастить в домашних условиях.

Выращивание кристаллов - это сложный технологический процесс, поэтому, чем дольше ждёшь, тем более впечатляющими будут результаты.

Свое исследование мы начали с изучения литературы. В энциклопедиях прочитали много познавательного о кристаллах и сделали вывод: все камни - это кристаллы! Причем не только яркие и блестящие драгоценные камни (алмазы, рубины, сапфиры), но и обычные, из которых состоят горы, скалы, ущелья и пещеры. Существуют даже кристаллы, которые можно съесть! Это соль и сахар, которые имеются на каждой кухне. Кристаллы широко применяются в науке, промышленности, оптике, электронике. Кристаллы, в переводе с греческого языка, (krystallos) означают «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.

Глава 2. Способы выращивания кристаллов в домашних условиях

Удивительно, но выращивать кристаллы можно не только в химических и промышленных лабораториях, но и в домашних условиях. Самые популярные вещества, из которых выращивают кристаллы дома – это поваренная соль, железный купорос и медный купорос.

Существует два способа выращивания кристаллов в домашних условиях:

1.Метод охлаждения насыщенного раствора.

2.Метод испарения – постепенного удаления жидкости из раствора.

Берется нужное вещество, готовится из него перенасыщенный (концентрированный) раствор, кладется в раствор так называемая затравка, мелкий кристаллик, и путем прилипания молекул вещества на затравку кристаллик растет. А чтобы молекулы прилипали, нужно либо остужать воду, либо выпаривать (можно и то, и другое). Быстрый способ выращивания кристаллов – это медленное охлаждение раствора.

Изучив основные этапы выращивания кристаллов из теоретических источников, на практике в домашних условиях нам удалось вырастить кристаллы поваренной соли и медного купороса, а также выработать рекомендации по выращиванию кристаллов.

Выращивание кристаллов – процесс очень интересный, но достаточно длительный. На первом этапе нашего исследования нам хотелось получить кристалл поваренной соли, так как она есть дома у каждого и для выращивания не надо никаких сложных инструментов и дорогих затрат. Затем захотелось вырастить кристалл, который был бы прочнее, не такой хрупкий как поваренная соль. Прочитав дополнительную литературу, мы использовали соль медного купороса. Далее возникла потребность, чтобы кристалл был цветным, ярким.

Процесс выращивания не требует наличия каких-то особых химических препаратов. Нужно развести раствор поваренной соли следующим образом: налить воды в ёмкость (например стакан) и поставить его в кастрюлю с тёплой водой (не более 50°С — 60°С). Нужно насыпать пищевую соль в стакан и оставить минут на 5, предварительно помешав. За это время стакан с водой нагреется, а соль растворится. Желательно, чтобы температура воды пока не снижалась. Затем нужно добавить ещё соль и снова перемешать. Следует повторять этот этап до тех пор, пока соль уже не будет растворяться и будет оседать на дно стакана. Мы получим насыщенный раствор соли. Нужно перелить его в чистую ёмкость, избавившись при этом от излишка соли на дне. Нужно выбрать любой понравившийся более крупный кристаллик поваренной соли и положить его на дно стакана с насыщенным раствором. Можно кристаллик привязать за нитку и подвесить, чтобы он не касался стенок стакана. Теперь нужно подождать. Уже через пару дней можно заметить значительный для кристаллика рост. С каждым днём он будет увеличиваться. А если проделать всё то же ещё раз (приготовить насыщенный раствор соли и опустить в него этот кристаллик), то он будет расти гораздо быстрее (нужно извлечь кристаллик и использовать уже приготовленный раствор, добавляя в него воды и необходимую порцию пищевой соли). Не следует забывать, что раствор должен быть насыщенным, то есть при приготовлении раствора на дне стакана всегда должна оставаться соль (на всякий случай). Для сведений: в 100 г воды при температуре 20°С может раствориться приблизительно 35 г поваренной соли. С повышением температуры растворимость соли растёт.[1] Так выращивают не только кристаллы поваренной соли, но и любые другие   кристаллы соли, форма и цвет которых больше нравится.

Глава 3. Практическая часть. Выращивание кристаллов в домашних условиях.

Используя полученные знания, приступили к выращиванию кристаллов в домашних условиях. Решили вырастить самые доступные и безопасные кристаллы: из соли.

Растворяем в воде соль до тех пор, пока она 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.

Заключение

Выращивание кристаллов - очень интересный и увлекательный процесс. В результате проведенных исследований   нам удалось вырастить кристаллы поваренной соли в домашних условиях.

При выполнении опытов я сталкивалась с некоторыми трудностями, которые в короткие сроки устраняла. В результате чего, я пришла к выводу, что, во-первых, чем насыщеннее раствор, тем быстрее вероятность образования кристалла. Чем лучше отфильтрован раствор, тем больше вероятность образования монокристалла, т.к. примеси, оставшиеся в растворе, служат дополнительными центрами кристаллизации. 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.

Исследовательская работа мне очень понравилась. В ходе ее выполнения, я познакомилась со способами выращивания кристаллов. Узнала много интересного, познавательного. Но самое главное - самостоятельно вырастила кристаллы соли в домашних условиях. Убедились на практике в том, что форма кристаллов бывает довольно разнообразной и это зависит от кристаллической решетки вещества.

Список литературы

1. Шасколинская М.П. Кристаллы.: Москва. - Наука. Физико-математическая литература, 1995г.

Ресурсы интернет.

1. http://www.geologiazemli.ru/articles/112 - Геология Земли .

2. http://ru.wikipedia.org/wiki/E519 - ВикипедиЯ – свободная энциклопедия.

3. http://www.kristallov.net/mineraly.html - Кристаллов.NET.

4. http://mirkristallov.com/- Мир кристаллов.

11