НИР "Выращивание кристаллов в домашних условиях"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Средняя общеобразовательная школа с. Степановка

муниципального района Аургазинский район РБ

Исследовательская работа на тему:

«Выращивание кристаллов в домашних условиях»

Выполнил:

Яковлев Матвей ,ученик 3 класса

Руководитель : Маркова Т.Л.,

учитель начальных классов

Степановка 2026

Содержание

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

1. Актуальность исследования …………………………………………...….3

2. Цель работы……………………………………………………………..….4

3. Задачи исследования……………………………………………………….4

4. Методы исследования……………………………………………………...4

5. Объектом исследования………………………………………………….. 4

6. Гипотеза исследования…………………………………………………….4

II. Теоретическая часть…………………………………………………………...5

1. Что такое кристаллы?.…………………………………………………….5

2. Кристаллы в жизни человека…………………………………………… 5

III. Практическая часть …………………………………………………………6

2.1. Выращивание кристаллов в домашних условиях………………………..6

2.2. Меры безопасности ………………………………………………………..7

1. . Эксперимент 1. Выращивание кристаллов из соли …………………….7

2. .Эксперимент 2. Выращивание кристаллов из карбамида с поливиниловым спиртом……………………………..……………………8

3. . Эксперимент 3. Выращивание кристаллов из медного купороса …….9

1. Практическая значимость…………………………………………...……9

2. Новизна исследования ………………………………………………..….9

IV. Выводы. Заключение. Результаты……………………………………...….10

V. Список используемой литературы……………………………….…………11

VI. Приложения………………………………………………………………….12

I. Введение

В мире очень много интересного и необычного. Вот, например, кристаллы .

Кристаллы встречаются в нашей жизни везде, притягивая своей необычностью и загадочностью, вызывая интерес к наблюдению и изучению. Говорят, что кристаллы растут. Почему же они могут расти. Ведь это не растение. Мне стало интересно, можно ли выращивать кристаллы и как это сделать. А не попробовать ли вырастить кристаллы самому.

¹Из книг и интернета я узнал, что кристаллы получают в лаборатории, но встречаются они и в природе. 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. А 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. Формы кристаллов льда, снега и инея удивительно красивы. Да каких только кристаллических форм не создала природа! Столбики, кубики, пирамиды, звёзды! Поражает разнообразие причудливых форм и цветов кристаллов. Кристаллами также являются алмазы, рубины, сапфиры и другие драгоценные камни. Они широко применяются в науке, промышленности, электронике. Люди используют их для изготовления ювелирных украшений и в часовых механизмах. В интернете нашел несколько вариантов выращивания кристаллов в домашних условиях, а таких как рубины и алмазы, к сожалению, нет.

В детских энциклопедиях и в интернете есть примеры выращивания кристаллов в домашних условиях, а я очень люблю смешивать разные вещества, ну немножко «химичить», вот я и подумал, а можно ли вырастить кристаллы в домашних условиях? А почему бы не попробовать!!! А недавно моя сестра тоже пробовала вырастить кристаллы из соли, им было задано такое задание по предмету биология. Мне стало интересно наблюдать за работой сестры и самому стало охота провести этот опыт.

Так была выбрана тема моего исследования: «Выращивание кристаллов в домашних условиях».

^[1] Шаскольская М. П.;«Кристаллы»,М.:Наука,1985 г.,208с.

Актуальность исследования состоит в том, что выращивание кристаллов - увлекательное занятие и, пожалуй, самое простое, доступное и недорогое для большинства юных исследователей, максимально безопасное; различные по форме и цвету кристаллы при желании реально получить в любое время года.

Цель работы: научиться выращивать кристаллы из соли, раствора карбамида и медного купороса в домашних условиях.

Задачи исследования:

• Проанализировать текстовый и иллюстративный материал по данной теме.

• Изучить условия образования кристаллов.

• Выявить влияние условий на образование кристаллов, их форму и цвет.

• Обобщить полученную информацию о строении кристалла.

• Выполнить опытно-экспериментальную работу по изученным методикам.

Методы исследования:

• Накопление теоретического материала по данной теме.

• проведение опытно-экспериментальной деятельности с целью получения кристаллов .

• Аналитический метод (описание и анализ).

• Обобщение полученных данных. Выводы по теме исследования.

Объектами исследования являются кристаллы.

Гипотеза исследования: мы предположили, что если создать определенные условия, то в домашних условиях можно получить кристаллы разной формы.

I I.Теоретическая часть

2.1. Что такое кристалл?

Кристалл - это редкий и красивый минерал или драгоценный камень. Изумруды и бриллианты являются кристаллами. Название «кристалл» произошло от двух греческих слов – «холод» и «застывать», из древних времен «застывший лед». Кристалл - это твердое состояние вещества. Частички, из которых состоит кристалл, в разных веществах выстраиваются и соединяются вместе различными способами. Из-за этого кристаллы могут иметь различные формы и размеры. Существуют монокристаллы и поликристаллы. Твердое тело, состоящее из большого числа маленьких кристаллов, называют поликристаллическим. Одиночные кристаллы называются монокристаллами. Изучением кристаллов занимается специальная наука кристаллография.

В природе существуют сотни веществ, образующих кристаллы. Вода - одно из самых распространенных из них. Замерзающая вода превращается в кристаллы льда или снежинки. Камни - тоже кристаллы. Каждая отдельная частица соли или сахара — тоже кристалл! Многие из самых обычных веществ вокруг нас представляют из себя кристаллы. Людей всегда восхищали их яркие цвета и прозрачность.

2.2. Кристаллы в жизни человека

Человек встречается с кристаллами в своей жизни довольно часто: употребляет в пищу, соль и сахар, любуется искрящимся снегом в ясную зимнюю погоду и, вообще, живёт в мире кристаллов. Кристаллы необычайно красивы, интересны и удивительны. Кристаллы встречаются повсюду: в быту, в промышленности, в медицине, в строительстве, в сельском хозяйстве, в астрономии.

Применения кристаллов в науке и технике так многочисленны и разнообразны, что их трудно перечислить. Например, каменная соль давно и навечно вошла в жизнь человека. Мы называем ее в быту просто солью, в технике - поваренной, или пищевой, солью. Ни с чем несравнимый вкус соли человек оценил давно. В древности страны, куда ее завозили, платили цену, равную золоту: за килограмм соли – килограмм золотого песка.

Самый твердый и самый редкий из природных минералов - алмаз. Сегодня алмаз в первую очередь камень-работник, а не камень-украшение. Благодаря своей исключительной твердости алмаз играет громадную роль в технике. Алмазными пилами распиливают камни. Вся часовая промышленность работает на искусственных рубинах. Кристалл кварца используется в телефонных трубках. А самая красивая, самая чудесная разновидность кварца - это и есть горный хрусталь т.е. прозрачные кристаллы кварца. Поэтому из прозрачного кварца делают линзы, призмы и др. детали оптических приборов.

Кристаллы сыграли важную роль в нашей жизни как современные технологии - мобильные телефоны, фотоаппараты, телевизоры. И сейчас ещё часто люди, рассматривая чудесные, сверкающие, переливающиеся многогранники кристаллов, не хотят верить, что они созданы природой, а не человеком.

И каждый человек, при желании может легко вырастить кристаллы у себя дома. Но для того, чтобы результат получился действительно красивым, необходимо внимательно прочитать инструкцию по выращиванию кристаллов и аккуратно выполнять все действия.

III.Практическая часть

3.1. Выращивание кристаллов в домашних условиях

Самое удивительное то, что выращивать кристаллы некоторых веществ

можно самостоятельно, в домашних условиях, а не в химических и промышленных лабораториях. Дома можно вырастить кристаллы из медного

купороса, соли, сахара, лимонной кислоты и соды. Это самые популярные и доступные вещества, которые можно приобрести в любом магазине.

Наиболее распространенные способы выращивания кристаллов ― кристаллизация из расплава и кристаллизация из раствора. Эти технологии очень сложны.

Однако каждый желающий может вырастить некоторые кристаллы в домашних условиях путём кристаллизации из водного раствора кристаллического вещества.

Выращивают кристаллы из раствора, в основном, двумя способами. Один из них — охлаждение насыщенного раствора вещества. С понижением температуры растворимость большинства веществ уменьшается, и они, как говорят, выпадают в осадок. Сначала в растворе появляются крошечные кристаллы - зародыши и постепенно они превращаются в красивые кристаллы правильной формы.

Другой метод выращивания кристаллов — постепенное удаление воды (испарение) из насыщенного раствора. В этом случае, чем медленнее удаляется вода, тем лучше получаются кристаллы. Надо оставить открытый сосуд с раствором при комнатной температуре — вода при этом будет испаряться медленно.

В природе кристаллы растут на протяжении миллионов лет. А нельзя ли ускорить этот процесс? Оказывается можно.

Ни рубинов, ни алмазов, ни других драгоценных камней в домашних условиях, конечно, не получится.

Но и то, что  по плечу школьнику, тоже достаточно красиво. Рассмотрим выращивание кристалла из соли, раствора карбамида с красителями, медного купороса .

Выращивание кристаллов — очень интересное занятие. Но для того, чтобы результат получился действительно красивым необходимо аккуратно выполнять все действия и набраться терпения.

3.2. Меры безопасности

При выращивании кристалла из соли , раствора карбамида с красителями, медного купороса , нужно всегда помнить, что это химический реактив, поэтому работать с ним детям можно только под присмотром родителей и соблюдать меры безопасности необходимо:

1.Не пробовать на вкус .

2.Избегать попадания вещества в нос и в глаза.

3.Из посуды, которая была использована в ходе эксперимента, кушать строго запрещено.

4.Во время роста кристаллика не трогать его руками, потому что на нем останутся следы от пальцев, и кристалл будет расти неправильной формы.

5.Всегда мыть руки по окончании опытов.

3.3 . Опыт 1: Выращивание кристаллов из соли.

1 этап. C начала готовим раствор. Наливаем в банку или стакан примерно 200 мл горячей воды. Насыпаем 5 столовых ложек соли и начинаем мешать, мешаем дот тех пор пока соль не перестанет растворяться . Процесс размешивания был долгим (20 мин). Остались маленькие частицы крупинок соли. Раствор профильтровали, то есть процедили через марлю.

2 этап. Пока раствор остывает, приготовим «затравку». Затравка - это крупный кристалл соли. Процеживаем раствор через марлю, на котором остаются осадки в виде кристалликов, для затравки мы выбрали из них самый крупный. Закрепили затравку на нитке.

3 этап. Затравку на нитке поместим внутрь стакана с раствором. При этом затравка не должна касаться стенок сосуда или его дна. Поэтому привяжем нитку к палочке по середине. Положим палочку поперек горлышка стакана.

4 этап. Оставляем стакан с подвешенной затравкой в покое и ждем, пока начнут образовываться кристаллы. Раствор ставим в темное, прохладное место, где нет сквозняков. Когда кристаллы достигнут нужного размера, достаем его из раствора, обрезаем нитку. Для того чтобы сделать наш кристалл немного крепче покрываем лаком для волос.

Таким образом, мы получили кристаллы из соли. (Приложение 2)

Вывод:

1. Соль состоит из кристаллов;

2. При соприкосновении с водой, кристалл из соли растворяется;

3. Кристаллы образуются при насыщенном растворе из соли и когда выпаривается вода;

4. Кристалл образуется с помощью затравки.

5. Имеют прозрачный цвет, состоит из мелких кристалликов угловатой формы.

6. Кристаллы из соли очень хрупкие.

3.4. Опыт 2. Выращивание кристаллов из карбамида с поливиниловым спиртом.

Эксперимент. Выращивание кристаллов из карбамида с поливиниловым спиртом.

1) Установить поддон на ровной поверхности в теплом сухом месте.

2) Картонный макет дерева установить в поддон и убедиться, что он надежно зафиксирован.

3) Вылить в поддон раствор карбамида и поливинилового спирта.

Через 12 часов кристаллы выросли. У нас кристаллы выросли в виде дерева.

Результат: мы получили кристаллы карбамида с поливиниловым спиртом. (Приложение 3).

Вывод:

1. По мере того как раствор карбамида с поливиниловым спиртом испаряется, образует кристаллы.

3.5 . Опыт 3. Выращивание кристаллов из медного купороса

1 этап. C начала готовим раствор. Наливаем в банку или стакан примерно 200 мл горячей воды. Начинаем добавлять медный купорос. Насыпаем столовую ложку, размешиваем. Купорос очень быстро растворится. Добавляем еще ложку, снова размешиваем. Делаем так до тех пор, пока соль не начнет оседать на дне, после этого процеживаем раствор через платочек.

2 этап. Пока раствор остывает, приготовим «затравку». Затравка - это крупный кристалл медного купороса или бусина, или пуговица. Процеживаем раствор через платочек, на котором остаются осадки в виде кристалликов, для затравки мы выбрали из них самый крупный. Закрепили затравку на нитке.

3 этап. Затравку на нитке поместим внутрь стакана с раствором. При этом затравка не должна касаться стенок сосуда или его дна. Поэтому привяжем нитку к палочке по - середине. Положим палочку поперек горлышка стакана.

4 этап. Оставляем стакан с подвешенной затравкой в покое и ждем, пока начнут образовываться кристаллы. Когда кристалл достигнет нужного размера, достаем его из раствора, обрезаем нитку. Для того чтобы сделать наш кристалл еще красивее можно покрыть его бесцветным лаком для ногтей.( Приложение 4)

Практическая значимость исследования состоит в том, что оно может быть использовано на уроках окружающего мира, во внеклассных мероприятиях.

Кристаллы, полученные в процессе выращивания, можно применять для украшения интерьера помещений, для создания разнообразных декоративных композиций и панно. Выращенные кристаллы в виде разнообразных цветов, фигурок, веточек можно использовать для изготовления сувениров и подарков для друзей и знакомых. И мы с мамой решили сделать из кристаллов медного купороса серьги, у нас получилось. А из кристаллов раствора карбамида сделать сувениры , мы их покрыли лаком для волос и получились вот такие сувениры.( Приложение5 )

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

IV. Заключение.

При выполнении этой работы мне удалось выяснить, что мир кристаллов красив и разнообразен. Каждый его представитель уникален по своим свойствам, размерам и особенностям строения. Кроме того, что кристаллы красивы, они играют важную роль в жизни человека. В ходе работы мы исследовали очень интересное свойство кристаллов: их рост в искусственной среде. Оказывается, кристаллы можно вырастить дома, без каких-либо усилий. В результате проведенных исследований гипотеза полностью подтверждается: мне удалось вырастить кристаллы в домашних условиях.

Результатом исследовательской работы считаю и то, что мы:

• научился работать с инструкциями.

• освоил некоторые способы выращивания кристаллов.

• научился проводить наблюдения за ростом кристаллов.

Я привлек внимание наших родителей, им тоже было интересно.

Я считаю, что цель работы достигнута.

Мне очень понравилось выращивать кристаллы, наблюдать за ними, поэтому решили продолжить эту тему. Планируем ещё вырастить кристаллы, из сахара, лимонной кислоты и пополнить свою коллекцию кристаллами других цветов.

V.Литература

1.Стёпин Б. Д., Аликберова Л. Ю., «Книга по химии для домашнего чтения», М.: Химия, 1994 г., 400 с.

2. Ольгин О., «Опыты без взрывов», М.; «Химия», 1995 г., 192 с.

3. Шаскольская М. П.; «Кристаллы», М.: Наука, 1985 г., 208 с.
Электронные источники:

4. https://ru.wikipedia.org/wiki/Кристаллы

5. http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/132569

6. http://course-crystal.narod.ru/p31aa1.html

7. http://kristallov.net/adp.html

8. https://potomy.ru/world/1059.htm

VI. Приложения

Приложение 1.

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).

Дендриты - это кристаллы, похожие на веточки дерева; очень хрупкие, но очень красивые. 

Приложение 2.

Выращивание кристаллов из поваренной соли

Приложение 3.

Выращивание кристаллов из медного купороса

Приложение 4

Эксперимент
Выращивание кристаллов из карбамида с поливиниловым спиртом

Результат

Приложение 5.

Рекомендации юным исследователям по выращиванию кристаллов в домашних условиях.

1. Для выращивания кристаллов использовать только свежеприготовленные растворы.

2. Использовать только чистую посуду.

3. Обязательно фильтровать раствор.

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

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

6. Нельзя вырастить красивый и ровный кристалл быстро, для этого надо пожертвовать временем.