Учебно-исследовательская работа «Выращивание кристаллов из насыщенного раствора сахара»

«Выращивание кристаллов из насыщенного раствора сахара»

Учебно-исследовательская работа «Выращивание кристаллов из насыщенного раствора сахара» Природные кристаллы всегда возбуждали любопытство у людей. Их цвет, блеск и форма затрагивали человеческое чувство прекрасного, и люди украшали ими себя и жилище. С древнейших времён кристаллы поражали человеческое воображение своим исключительным геометрическим совершенством. Наши предки видели в них творения ангелов или подземных духов. Кристаллы выглядят так, словно их кто-то специально вырезал, отшлифовал и раскрасил Актуальность исследования состоит в том, что выращивание кристаллов - увлекательное занятие и, пожалуй, самое простое, доступное и недорогое для большинства юных исследователей, максимально безопасное; объясняется интересом образования различных по форме и цвету кристаллов в любое время года. Цель работы: научиться выращивать кристаллы сахара в домашних условиях. Задачи: - Узнать, что такое кристалл; - Подготовить оборудование для выращивания кристаллов (см. приложение 1). - Приготовить насыщенный раствор сахара; - Вырастить из него кристаллы; - Наблюдать за постепенным ростом кристаллов; - Доказать, что можно вырастить кристаллы в домашних условиях. Гипотеза: В домашних условиях из насыщенного раствора сахара с добавлением разных пищевых красителей можно вырастить разные по величине кристаллы (возможно, они будут разной формы). Объектом исследования являются кристаллы. Предметом исследования - процесс кристаллизации. Что же такое кристаллы? Кристаллы, в переводе с греческого языка, (krystallos) «лёд». Кристаллики растут, присоединяя частицы вещества из жидкости или пара. Кристаллы бывают естественного происхождения и искусственного, выращенные в специально-созданных условиях. Каждый из нас любовался снежинками, ведь - они тоже кристаллы льда. Одна снежинка не похожа на другую, они очень удивляют своим многообразием. Кристаллами так же являются алмазы, рубины, сапфиры и другие драгоценные камни, из которых делают красивые украшения. Кристаллы широко применяются в науке, промышленности, оптике, электронике и даже медицине. И каждый человек, при желании может легко вырастить кристаллы у себя дома. Но для того, чтобы результат получился действительно красивым необходимо аккуратно выполнять все действия. В Интернете можно найти много инструкций по поводу того, как выращивать кристаллы из различных химических веществ. Мы решили проверить все самостоятельно, и в качестве основы взяли обычный сахар который можно найти на любой кухне. Изучив инструкцию, провели экспериментальную работу по выращиванию кристаллов в домашних условиях. Необходимое оборудование: - четыре банки, - двенадцать деревянных палочек (шпажек), - пищевые красители или леденцы- 4 цвета, - крепежные принадлежности (прищепки). Для проведения опыта готовим насыщенный раствор сахара (см. приложение 2). Насыщенный раствор - это такой раствор, в котором вещества находится так много, что оно уже не растворяется. На 10 стаканов сахара и 4 стакана воды. Налить в кастрюлю воду (кастрюлю лучше взять побольше, так как раствор увеличится в объеме!), высыпать сначала 4 стакана сахара, довести до кипения на среднем огне, затем досыпать оставшийся сахар и хорошо размешать. После растворения всего сахара в воде, видно, что на дне раствора остается осадок, который уже не растворяется. Это значит, что получился насыщенный раствор. Потом в четыре банки добавить разные по цвету леденцы. Получилось четыре очень ярких насыщенных раствора. Затем эти растворы нужно оставить остывать на 15 минут. За это время приготовить «затравку». Затравка для кристаллов Затравка - это небольшой кристаллик вещества, который опускают в раствор для роста кристаллов. Сначала нужно смочить палочки в воде, а затем обвалять их в сахаре (см. приложение 3). После этого нужно оставить их хорошо высохнуть, иначе ничего не получится. Сахар, который прилип к палочкам и будет «затравкой» для роста кристаллов. Выращивание кристаллов Когда палочки хорошо высохли, опустить вертикально по три штуки в каждую банку. Часть палочки нужно оставить не погруженной в раствор для того, чтобы можно было закрепить палочки прищепками (см. приложение 4) Важно знать, что нельзя опускать палочки до самого дна, они не должны его касаться. И три палочки, опущенные в один стакан, так же не должны касаться друг друга. Это расстояние необходимо для того, чтобы было место для роста кристаллов. Затем поставить стаканы с опущенными в них палочками на кухне на подставку и наблюдать. Один раз в день можно доставать палочки из раствора и замерять размеры кристаллов. (см. приложения 4 - 6). Если приглядеться к выращенным кристаллам сахара, то можно заметить, что они состоят как бы из «кирпичиков», плотно прилепленных друг к другу. Эти «кирпичики» разные по размеру, но одинокой формы. Выводы - Гипотеза подтвердилась, в домашних условиях из насыщенного раствора сахара с добавлением разных пищевых красителей можно вырастить кристаллы; - Из насыщенного раствора сахара получились кристаллы одинаковой формы, но разных размеров; - Кристаллы быстрей росли в течение восьми дней, потом их рост замедлился. - Возможно, на размер выращенных кристаллов влияет краситель и леденцы, которые были растворены в растворе или качество подготовленной «затравки»; - В результате эксперимента мы доказали, что для роста кристаллов необходимы: насыщенный раствор, затравка, терпение, время и желание. - Нужно вырастить кристаллы из другого вида раствора (например, соли) и сравнить формы выросших кристаллов. Еще интересно попробовать вырастить кристаллы при разных температурах. Практическое использование результатов исследования: - рассмотрение выращенных кристаллов на классном часе; - создание своей коллекции минералов; - участие в школьной научно-практической конференции; - применение в пищевых целях (сладкий и съедобный леденец). Таким образом, можно сделать вывод, что кристаллы можно вырастить в домашних условиях при соблюдении определенных условий.


Список литературы 1. ru.wikipedia.org/wiki/кристаллы: Википедия 2. Афонькин С.Ю. Минералы и драгоценные камни. - М.: Изд-во «Тимошка», С-Петербург: 2008. - 93 с. 3. Дик де Рейтер Кристаллы и зву. - Изд-во «Рипол Классик», Москва: 2010. - 55 с. 4. Пирогов Б.И., Шкурский Б.Б. Курс минералогии. - М.: Изд-во «Книжный дом», Москва: 2010. - 736 с. 5. Шаскольская М.П. Очерки о свойствах кристаллов. - Изд-во «Наука», Москва: 1978 -191 с.

Приложение 1

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ

Приложение 2

НАСЫЩЕННЫЙ РАСТВОР

Приложение 3

ЗАТРАВКА ДЛЯ КРИСТАЛЛОВ

Приложение 4

НАЧАЛО РОСТА КРИСТАЛЛОВ

Приложение 5

ВЫРАЩЕННЫЕ КРИСТАЛЛЫ ЧЕРЕЗ ШЕСТЬ ДНЕЙ

Приложение 6

ВЫРАЩЕННЫЕ КРИСТАЛЛЫ ЧЕРЕЗ ДЕСЯТЬ ДНЕЙ