Проектная работа по теме Мир кристаллов

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

Гимназия №17 г. Белорецк

Мир кристаллов

(Выращивание кристаллов в домашних условиях)

Авторы проекта: Саттаров Данил,

Мавлютова Элина

ученики 4-в класса

МАОУ Гимназия №17

Руководитель проекта:

Корепанова Светлана Владимировна

учитель высшей категории

МАОУ Гимназия №17

Белорецк

2015

ОГЛАВЛЕНИЕ

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

І глава. Мир кристаллов……………………………………………………. 5

IІ глава. Что такое сахар и соль с научной точки зрения?………………..

9

IIІ глава. Выращивание кристаллов в домашних условиях………………

11

Заключение…………………………………………………………………..

19

Список литературы …………………………………………………………

Приложение…………………………………………………………………..

20 21

Введение

Не драгоценный камень, а светится. (Загадка) 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. Минеральные кристаллы тоже образуются в ходе определенных породообразующих процессов. Огромные количества горячих и расплавленных горных пород глубоко под землей в действительности представляют из себя растворы минералов. Когда массы этих жидких или расплавленных горных пород выталкиваются к поверхности земли, они начинают остывать. Они охлаждаются очень медленно. Минералы превращаются в кристаллы, когда переходят из состояния горячей жидкости в холодную твердую форму. Например, горный гранит содержит кристаллы таких минералов, как кварц, полевой шпат и слюда. Миллионы лет тому назад гранит был расплавленной массой минералов в жидком состоянии. В настоящее время в земной коре имеются массы расплавленных горных пород, которые медленно охлаждаются и образуют кристаллы различных видов. Кристаллы могут иметь всевозможные формы. Все известные в мире кристаллы могут быть разделены на 32 вида, которые в свою очередь могут быть сгруппированы в шесть видов. Кристаллы могут иметь и разные размеры. Некоторые минералы образуют кристаллы, которые разглядеть можно только с помощью микроскопа. Другие же образуют кристаллы, вес которых составляет несколько сотен фунтов. Люди научились выращивать искусственные кристаллы - рубины. Используют их для изготовления ювелирных украшений и в часовых механизмах. Выращивают и самые твердые на свете кристаллы - алмазы. Возникает вопрос: «Можно ли такую красоту вырастить дома?». Ища на этот вопрос ответ, проверим возможность выращивания кристаллов в домашних условиях из сахара и соли. Тема исследования: Мир кристаллов. Выращивание кристаллов в домашних условиях. Цель: провести исследование по выращиванию кристаллов сахара и поваренной соли в домашних условиях. Задачи исследования: - изучить и проанализировать научную информацию по теме; - собрать сведения, интересные факты о кристаллах; - познакомиться с необходимыми мерами безопасности и использовать их при проведении эксперимента; - вырастить в домашних условиях кристаллы сахара; - вырастить в домашних условиях кристаллы соли; - изучить условия образования кристаллов; - на основе практического исследования сделать выводы. Объекты исследования: кристалл. Предмет исследования: процесс кристаллизации. Участники исследования: учащиеся класса, независимые участники. Актуальность исследования состоит в том, что выращивание кристаллов - увлекательное занятие и, пожалуй, самое простое, доступное и недорогое для большинства юных химиков, максимально безопасное; объясняется интересом образования различных по форме и цвету кристаллов в любое время года. Методы исследования: Изучение и анализ научной литературы, интернет-источников, знакомство с предметом исследования, с его историей, его свойствами; наблюдение; сравнение; обобщение. Гипотеза исследования: Так как возможно выращивание искусственных кристаллов в лабораторных условиях, не исключена возможность выращивания их в домашних условиях. Мы предполагаем, что в домашних условиях действительно можно вырастить кристаллы соли и кристаллы сахара. Структура работы состоит из введения, основной части, заключения, списка использованной литературы и приложения. Практическая значимость работы заключается в возможности использования материалов работы учителями и учениками общеобразовательных школ при подготовке к урокам окружающего мира, истории, при проведении внеклассных мероприятий.

Глава I. Мир кристаллов. Кристаллы (от греч. κρύσταλλος, первоначально - лёд, в дальнейшем - горный хрусталь, кристалл) - твёрдые тела, в которых атомы расположены закономерно, образуя трёхмерно-периодическую пространственную укладку - кристаллическую решётку. Кристаллы - это твёрдые вещества, имеющие естественную внешнюю форму правильных симметричных многогранников, основанную на их внутренней структуре, то есть на одном из нескольких определённых регулярных расположений составляющих вещество частиц (атомов, молекул, ионов). Кристалл - это твёрдое состояние вещества. Он имеет определённую форму и определённое количество граней вследствие расположения своих атомов. Все кристаллы одного вещества имеют одинаковую форму, хоть и могут отличаться размерами. Свойство кристаллов. Основными свойствами кристаллов являются их однородность, определённое соответствие между разными гранями - симметрия кристалла Применения кристаллов в науке и технике так многочисленны и разнообразны. В настоящее время кристаллы имеют широкое распространение в науке и технике, медицине, т.к. обладают особыми свойствами. Драгоценные камни, минералы с особыми свойствами, используемые для ювелирных целей имеют бесцветную или красивую чистого тона окраску, большинство драгоценных камней отличаются блеском, прозрачностью, сильным светосиянием, высокой твердостью, способностью принимать огранку. Самый твердый и самый редкий из природных минералов - алмаз. Колоссальное значение имеет алмаз при бурении горных пород, в горных работах. В граверных инструментах, делительных машинах, аппаратах для испытания твердости, сверлах для камня и металла вставлены алмазные острия. Алмазным порошком шлифуют и полируют твердые камни, закаленную сталь, твердые и сверхтвердые сплавы. Сам алмаз можно резать, шлифовать и гравировать тоже только алмазом. Наиболее ответственные детали двигателей в автомобильном и авиационном производстве обрабатывают алмазными резцами и сверлами. Вся часовая промышленность работает на искусственных рубинах. На полупроводниковых заводах тончайшие схемы рисуют рубиновыми иглами. Новая жизнь рубина - это лазер или, как его называют в науке, оптический квантовый генератор (ОКГ), чудесный прибор наших дней. В 1960г. был создан первый лазер на рубине. Оказалось, что кристалл рубина усиливает свет. Лазер светит ярче тысячи солнц. Кристаллы сыграли важную роль во многих технических новинках 20 века. Некоторые кристаллы генерируют электрический заряд при деформации. Первым их значительным применением было изготовление генераторов радиочастоты со стабилизацией кварцевыми кристаллами. (Приложение 1). Существует довольно много методов применения кристаллов в терапии. Самый простой - контактное врачевание. Вы прикладываете к больному месту камень или носите украшение из него. Такие украшения для лечебных целей можно применять в течение суток в зависимости от вашего заболевания.(Приложение 2) Свойство кристаллов. Основными свойствами кристаллов являются их однородность, определённое соответствие между разными гранями - симметрия кристалла. Где можно найти кристаллы? На земле очень много веществ состоит из отдельных кристаллов. К примеру, изумруды, бриллианты и другие драгоценные камни являются кристаллами. Частичка соли или сахара также называются кристаллами. Природные явления с кристаллом. В природе существуют сотни веществ, образующих кристаллы. Кристаллы встречаются повсюду: в облаках, в глубинах Земли, на вершинах гор, в песчаных пустынях, в морях и океанах. Природные кристаллы всегда возбуждали любопытство у людей. Их цвет, блеск и форма затрагивали в человеке чувство прекрасного, и люди украшали ими себя и свой дом. Все природные камни являются кристаллическими, такие как алмаз, рубин, сапфир и изумруд, попадаются в виде прекрасно ограненных кристаллов. Значение кристаллов. Кристаллы сыграли важную роль во многих технических открытиях ХХ века. Некоторые кристаллы вырабатывают электрический заряд при деформации. У исследователей возникла идея научиться выращивать кристаллы самостоятельно. Кристаллы возникают, как продукты жизнедеятельности организмов. Самые большие кристаллы были обнаружены в 2000 году в Пещере кристаллов в шахтовом комплексе Найка, в мексиканском штате Чиуауа. Некоторые из найденных там кристаллов гипса достигают 15 метров в длину, а в ширину - 1 метр. Известен своими гигантскими, метровыми, кристаллами сподумен, в 1914 году было опубликовано сообщение, что в руднике Этта, Южная Дакота некогда был найден кристалл сподумена длиной 42 фута (12,8 м) и весом 90 тонн. Значение кристаллов в жизни человека. Люди используют кристаллы, делают из них украшения, любуясь ими. Теперь, когда изучены методы искусственного выращивания кристаллов, область их применения расширилась, и возможно, будущее новейших технологий принадлежит кристаллам и кристаллическим агрегатам. Любой «камень» по-своему красив, если рассмотреть его внутренние состояния, а, кроме того, он интересен, если узнать, какие процессы лежат в основе его образования. Может быть, что кристаллическое состояние вещества - это та ступенька, которая объединила неорганический мир с миром живой материи. Кристаллы загадочны по своей сущности и настолько неординарны, что в настоящей работе была рассказана лишь малая часть того, что известно о кристаллах в настоящее время. (Приложение 3) Кристаллы растут и в природе. В недрах земли люди порой находят камни, имеющие удивительную форму, иногда кажется, что их кто-то специально выпиливал, затем полировал, чтобы они приобрели такую форму. Кристаллы залегают глубоко в земле, являются бесконечно разнообразными, их часто называют цветами мира из камней, Кристаллы окружают нас повсюду. Мы строим дома, ходим по кристаллам, добываем кристаллы из земли, обрабатываем кристаллы, создаем изделия из кристаллических материалов, изучаем и широко применяем кристаллы в лабораториях. Мы также едим и лечимся кристаллами, но что самое главное мы сами частично состоим из кристаллов. Знакомство с кристаллами лучше начать в Минералогическом музее Российской Академии наук, где собраны сокровища, извлеченные из недр земли. Каких кристаллов только не увидишь в музее! Это интересно. Существует, помимо естественного образования кристаллов, искусственные. На сегодняшний день люди, которые выращивают искусственные кристаллы зарабатывают огромные деньги. Ведь из "ненастоящих" делают такие драгоценные камни как сапфир и рубин. А это - миллионы, если не миллиарды. Есть и представители самых больших и крошечных кристаллов. Хранятся они в Австрии в музее "Хрустальные миры". Самый крупный весит более 62 кг и имеет 310 тыс. карат. Крошечный же вариант кристалла в диаметре не достигает и одного сантиметра. Все они принадлежат к самой знаменитой нише "Сваровски" и занесены в книгу рекордов Гиннеса. (Приложение 4) Выращивание кристаллов - процесс очень интересный, но бывает достаточно длительным. Полезно знать, какие процессы управляют их ростом: почему разные вещества образуют кристаллы различной формы, а некоторые их вовсе не образуют. Вырастить кристалл можно из разных веществ: например из соли, сахара, медного купороса, даже каменные - искусственное выращивание камней, с соблюдением строгих правил по температуре, давлению, влажности и др. факторов. При выращивании кристаллов применяют процесс кристаллизации. Кристаллизация - процесс фазового перехода вещества из жидкого состояния в твёрдое кристаллическое с образованием кристаллов. Фазой называется однородная часть термодинамической системы отделённая от других частей системы(других фаз) поверхностью раздела, при переходе через которую химический состав, структура и свойства вещества изменяются скачками. Кристаллизация - это процесс выделения твёрдой фазы в виде кристаллов из растворов или расплавов, в химической промышленности процесс кристаллизации используется для получения веществ в чистом виде. Кристаллизация начинается при достижении некоторого предельного условия, например, переохлаждения жидкости или пересыщения пара, когда практически мгновенно возникает множество мелких кристалликов - центров кристаллизации. Кристаллики растут, присоединяя атомы или молекулы из жидкости или пара. Рост граней кристалла происходит послойно, края незавершённых атомных слоев (ступени) при росте движутся вдоль грани. Зависимость скорости роста от условий кристаллизации приводит к разнообразию форм роста и структуры кристаллов (многогранные, пластинчатые, игольчатые, скелетные и другие формы, карандашные структуры и т. д.). В процессе кристаллизации неизбежно возникают различные дефекты. На число центров кристаллизации и скорость роста значительно влияет степень переохлаждения. Степень переохлаждения - уровень охлаждения жидкого металла ниже температуры перехода его в кристаллическую (твердую) модификацию. Она необходима для компенсации энергии скрытой теплоты кристаллизации. Первичной кристаллизацией называется образование кристаллов в металлах (сплавах и жидкостях) при переходе из жидкого состояния в твердое.

Глава ІІ. Что такое соль и сахар с научной точки зрения?
Кристалл соли - это твёрдые вещество, имеющее естественную внешнюю форму правильных симметричных многогранников, 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 кристаллы соли Самая распространённая соль - поваренная - хлорид натрий (NaCl). В природе соль встречается в виде минерала галлита, известного также под названием «каменная соль». Белый соленый порошок - самая распространенная приправа в мире и - самая дешевая. Соль представляет собой соединение натрия и хлора и является жизненно необходимым продуктом. Ее часто используют для улучшения вкуса пищи и более длительного ее хранения. Чаще всего мы пользуемся обычной столовой солью. Другие популярные виды включают в себя морскую или горную соль. По вкусу они могут несколько отличаться, хотя любая соль состоит из натрия и хлора. Натрий - это минерал, который участвует в регуляции водного баланса и необходим для формирования нервных импульсов и сокращения мышц. Но избыток натрия в сочетании с другими факторами диеты и образа жизни, такими как употребление алкоголя, курение и низкая физическая активность, способствует повышению артериального давления.
Сахар - бытовое название сахарозы (C₁₂H₂₂O₁₁). Тростниковый и свекловичный сахар (сахарный песок, рафинад) является важным пищевым продуктом. Обычный сахар (сахароза) относится к углеводам, которые считаются ценными питательными веществами, обеспечивающими организм необходимой энергией. Крахмал также принадлежит к углеводам, но усвоение его организмом происходит относительно медленно. Сахароза же быстро расщепляется в пищеварительном тракте на глюкозу и фруктозу, которые затем поступают в кровоток. Глюкоза обеспечивает более половины энергетических затрат организма. Нормальная концентрация глюкозы в крови поддерживается на уровне 80-120 миллиграммов сахара в 100 миллилитрах (0,08~0,12 %). Глюкоза обладает способностью поддерживать барьерную функцию печени против токсических веществ благодаря участию в образовании в печени так называемых парных серных и глюкуроновых кислот. Вот почему приём сахара внутрь или введение глюкозы в вену рекомендуется при некоторых заболеваниях печени, отравлениях. Родина сахара - Индия, в русский язык это слово было заимствовано. В Европе сахар был известен ещё римлянам. Коричневые сахарные крупицы приготавливали из сока сахарного тростника и ввозили в Европу из Индии. Египет, провинция Римской империи, был посредником в торговле с Индией. Позднее сахарный тростник появился на Сицилии и в Южной Испании, но с падением Римской империи эта традиция была утрачена. История сахара в России начинается примерно с XI-XII веков. Когда сахар впервые завезли, пробовать его могли только князь и его приближённые. Первая в России «сахарная палата» была открыта Петром I в начале XVIII века, и сырьё для сахара ввозилось из-за границы. В 1809 году стало налаживаться производство сахара из отечественного сырья - сахарной свёклы. Сахар с точки зрения химии - это любое вещество, относящееся к многочисленной группе водорастворимых углеводов, которое имеет выраженный сладкий вкус и низкую молекулярную массу. Главным образом, речь идет о моносахаридах (простые сахара) и дисахаридах, в молекулу которых входит два остатка моносахарида. К первой группе относятся фруктоза (левулоза, фруктовый сахар) и глюкоза (которую иногда называют виноградным сахаром или декстрозой). Ко второй группе - сахароза (свекловичный или тростниковый сахар), солодовый сахар (мальтоза) и молочный сахар (лактоза). В быту сахаром называют только сахарозу.

Из чего сделан сахар - выделяют сахар из сока сахарной свеклы и тростника. В чистом, то есть рафинированном виде, он имеет белый цвет, хотя кристаллы его бесцветны. Многие сорта сахара имеют буроватую окраску. Это объясняется разным количеством растительного сгущенного сока (мелассы), который обволакивает кристаллы.

Глава III. Выращивание кристаллов в домашних условиях.

I опыт Первый кристалл, который мы попытались вырастить - это кристаллы из сахара. Выращивание кристаллов - процесс очень интересный, но бывает достаточно длительным. Полезно знать, какие процессы управляют их ростом: почему разные вещества образуют кристаллы различной формы, а некоторые их вовсе не образуют. Вырастить кристалл можно из разных веществ: например из сахара, даже каменные - искусственное выращивание камней, с соблюдением строгих правил по температуре, давлению, влажности и др. факторов. Начнем с, пожалуй, самого безопасного и доступного варианта - выращивания в домашних условиях кристалла из обычного сахара. Мы будем выращивать необычный кристалл, кристалл на палочке! Должно получиться очень красиво и необычно. Итак, вот пошаговая инструкция как вырастить кристалл из сахара: 1. Сначала нужно приготовить заготовки - палочки, на которых мы будем выращивать кристаллы из сахара в домашних условиях. Точнее нам понадобятся 2 набора палочек. То есть их должно быть вдвое больше, чем количество выращиваемых кристаллов (оптимально выращивать за раз 5 кристаллов). Палочки подойдут любые: тонкие веточки, палочки для суши и т.д.

Затем нужно сделать немного сахарного сиропа. Для этого подогрейте четверть стакана воды с двумя столовыми ложками сахарного песка, пока смесь не дойдет до консистенции сиропа. Обмакните одну из палочек в сироп и обваляйте ее в сахарном песке, так чтобы сахаринки покрыли ее равномерно. Один из концов палочки (половина или треть длины) должен оставаться чистым. Это будет «ручка» кристалла из сахара. Первым делом нужно приготовить заготовки: обвалять в сахарном песке палочки обмакнутые до этого в сироп.

Оставьте палочки сушиться на несколько минут пока не высохнут.

2. Возьмите кастрюльку и налейте в нее 2 полных стакана воды. Туда же насыпьте сахара: 2,5 стакана. Включите медленный огонь и постоянно размешивая сахар, дождитесь, когда он полностью растворится.

В получившийся сахарный сироп добавьте еще 2,5 стакана сахара. Новую смесь также следует варить до полного растворения.

Далее огонь выключается, и сироп оставляется на плите остужаться на 15-20 минут. В это время следует подготовить наши палочки-затравки. Возьмите приготовленные палочки и у верхней части, где нет сахаринок, привяжите ниткой крест-накрест вторую палочку. Это нужно для того, чтобы затравку можно было вертикально опустить в стакан с раствором при выращивании кристалла из сахара.

Вместо второй палочки, как держатель можно использовать…. обычную бельевую прищепку!

3. Осторожно разлейте горячий сироп по стаканам. Обратите внимание, что сироп непременно должен быть еще горячим! Иначе ничего не выйдет. Если хотите, чтобы кристалл был цветным, в сироп можно добавить немного пищевого красителя. Добавьте в каждый стакан с сиропом красители разных цветов и получите разноцветные кристаллы! В центр каждого из стаканов с сиропом опустите вертикально палочки-заготовки. Они не должны касаться ни дна стакана, ни тем более, его стенок! Вторая палочка будет выполнять функцию держателя. Кстати, вместо нее можно использовать плотный картон, воткнув в него палочку с затравкой. Или бельевую прищепку.

Стаканы с сиропом и палочками - заготовками оставьте в теплом месте на 7 дней. Стаканы с палочками поставьте в теплое и укромное место, где их никто не уронит невзначай, и прикройте пленкой или газетой, для защиты от пыли. Расти кристаллы из сахара дома будут 7 дней. Так что наберитесь терпения, в конце концов, это не так долго как вырастить лимонное дерево!

4. Через неделю можно аккуратно извлечь кристаллы из стаканов и насладиться ими! Не расстраивайтесь, если у Вас что-то не получилось в первый раз. Пробуйте снова и все обязательно получится! Но обычно, если Вы делаете все по инструкции, проблем с выращиваем кристаллов из сахара в домашних условиях не возникает.

Вот такие симпатичные разноцветные кристаллы из сахара у Вас получатся в итоге!

Полученные кристаллы можно раздарить друзьям (оригинальный подарок!) или подарить целую охапку разноцветных кристаллов своей маме, подруге (она такого вряд ли ожидает). А можно оставить себе, как красивый сувенир.

II опыт Второй кристалл, который мы попытались вырастить - это кристаллы из поваренной соли. Кристаллы поваренной соли - процесс выращивания не требует наличия каких-то особых химических препаратов. У нас всех есть пищевая соль (или поваренная соль), которую мы принимаем в пищу. Кристаллы поваренной соли представляют собой бесцветные прозрачные кубики. Процесс выращивание кристаллов из поваренной соли в домашних условиях:
Этап 1: Растворим соль, из которой будет расти кристалл, в подогретой воде (подогреть нужно для того, чтобы соль растворилось немного больше, чем может раствориться при комнатной температуре). Растворяем соль до тех пор, пока будем уверены, что соль уже больше не растворяется (раствор насыщен!)
Этап 2: Насыщенный раствор перельём в другую емкость, где можно производить выращивание кристаллов (с учётом того, что он будет увеличиваться). Раствор процедили через фильтр (мы воспользовались салфеткой, можно взять промокашку или вату). Процеживать раствор обязательно, потому что соринки могут помешать росту красивых кристаллов. Поставили раствор охлаждаться. Чем медленнее он будет остывать, тем крупнее получатся кристаллы. На этом этапе следим, чтобы раствор не особо остывал.
Этап 3: Привяжем на нитку кристаллик соли, нитку привяжем, например, к спичке и положите спичку на края стакана (ёмкости), где налит насыщенный раствор. Кристаллик опустим в насыщенный раствор.

сквозняков, вибрации и сильного света (выращивание кристаллов требует соблюдение этих условий).
Этап 4: Накроем чем-нибудь сверху ёмкость с кристалликом (например, бумагой) от попадания пыли и мусора. Оставьте раствор на пару дней.

Важно помнить!
1. Кристаллик нельзя (при росте) без особой причины вынимать из раствора
2. Не допускать попадания мусора в насыщенный раствор
3. Периодически (раз в неделю) менять или обновлять насыщенный раствор

4. Не следует раскрашивать раствор, где растёт Ваш кристалл, например красками или чем нибудь подобным, - это лишь испортить сам раствор, а кристалл всё же не покрасит! Лучший способ получить цветные кристаллы - это подобрать нужную по цвету соль!

Кристаллы поваренной соли за 10 дней

В это же время был проведён ещё один опыт. Сравните! Более крупные кристаллы (1) выросли в растворе, который мы охлаждали медленно, а тонкие, очень хрупкие кристаллики (2) появились в банке, которую мы держали всю ночь возле неплотно закрытого окна.

Из книг мы узнали, что вовремя роста можно корректировать рост кристаллов, удаляя некрасивые наросты. Это делали ножом, соскабливая лишнее. Образование граней можно прекратить, если смазать их вазелином. Когда же опять появится необходимость в росте, рост можно вызвать, удалив вазелин ацетоном.

Но и в данном опыте было не всё гладко.

1. Только на второй раз получился кристалл поваренной соли.

При очередном обновлении воды кристалл поваренной соли начал растворяться и в результате у нас глазах он полностью растворился. Причиной этому стала температура воды - она оказалось тёплой.

2. Первые кристаллы, которые мы достали из раствора, очень быстро подсохли, через час покрылись белым налетом соли, а через несколько дней разрушились.

После неудачного опыта мы стали осторожнее. Когда кристаллы приняли красивый вид, вынули их из раствора, дали подсохнуть, покрыли бесцветным лаком (можно лаком для волос), и они не разрушались.

Делая опыты с солью, мы пришли к следующим выводам:

1. Кристалл соли растет за счет нарастания на него из водного раствора соли других кристаллов;

2. Грани выросшего кристалла гладкие и блестящие, а углы между ними прямые, если росту кристалла ничто не мешает;

3. Если погрузить кристалл в слабый солевой раствор, или в раствор, который не успел остыть, кристалл, к сожалению, разрушается!

После проведения опыта стенки стакана были покрыты слоем соли. Данный процесс в стакане является моделью того, что происходит в природе. ІІІ опыт Этот опыт позволил применить кристаллы соли в качестве украшений. В раствор соли опустили сухую веточку вербы и цветок из проволоки. Но раствор соли поместили в неглубокое блюдце. Когда вода испарилась, увидели веточку будто в снегу

Но в тот момент меня больше удивили кристаллы соли на дне блюдца в виде маленьких прозрачных кубиков. Опять возник новый вопрос: «Почему именно так, а не иначе?» На этот вопрос я когда-нибудь смогу ответить! Всё же сколько интересного и необычного связано солью.

Результат работы.
Каждое вещество образует кристаллы со своими индивидуальными свойствами, своей индивидуальной формой, различного цвета, тем самым доказала гипотезу. Кристаллы капризны, требуют бережного к ним отношения, соблюдения рецепта и температуры раствора при погружении кристалла для дальнейшего роста. В противном случае, кристалл, который долго и терпеливо выращивали, может за несколько минут исчезнуть у нас на глазах! Но, зато, если уж всё выполнено верно, терпеливо и бережно, выращенный кристалл порадует своей красотой, необычной формой, цветом, размером!

Попробуйте сами понаблюдать за тем, как растут кристаллы!

Это очень интересно!

Заключение
Мы ответили на загадку, которая являлась эпиграфом к работе: «Не драгоценный камень, а светится». Кристалл! Известно, что соль и сахар хорошо растворяются в воде и образуют бесцветные кристаллы, похожие на кубики. Но, при более внимательном изучении соли, мы поняли, что знаем о ней очень мало. Появилось желание научиться выращивать кристаллы правильной симметричной формы. Для этого необходимы определенные условия и, конечно, знания! Много важного и интересного мы нашли в книгах и интернете. По итогам выполнения исследовательской работы опытным путём доказали общие выводы, которые нашли до выполнения опытов:

• при благоприятных условиях некоторые твердые тела принимают форму кристаллов;
• кристаллы могут расти за счет добавления новых слоев, если есть нужное вещество (то есть, чтобы кристалл «рос» красивым за ним нужно ухаживать: убирать соринки, добавлять новый раствор, счищать некрасивые наросты);
• кристаллы растут из растворов, когда испаряется вода;
• кристаллы различных веществ имеют разную форму;
• на форму кристаллов соли оказывает влияние температура (изменяется форма кристаллов и число граней кристаллов);
• кристаллы различных веществ имеют различные свойства (одни кристаллы окрашиваются, другие - бесцветны; одни кристаллы растут хорошо, другие - плохо).

1. Если погрузить кристалл в слабый солевой раствор, или в раствор, который не успел остыть, кристалл, к сожалению, разрушается.
2. Из раствора с небольшим содержанием соли вырастить кристалл в короткие сроки нельзя;
3. После того, когда кристалл вынут из раствора, необходимо дать возможность подсохнуть и покрыть бесцветным лаком (можно лаком для волос), либо он разрушиться.
4. При выращивании кристаллов из сахара нужно соблюдать температурный режим в комнате.
5. При выращивании кристаллов из сахара не допускать сквозняка, иначе кристаллы растут медленнее.
6. Кристаллы из соли вырастить сложнее, чем вырастить кристаллы из сахара.

• Мы освоили некоторые способы выращивания кристаллов в водном растворе
• Изучили некоторые особенности кристаллов
• Вырастили кристаллы дома.

Список литературы

1.Давай похимичим. О.Ольгин. М.: «Детская литература» 2001.

2.Большая детская энциклопедия: Химия / сост. К. Люцис. М.: Русское энциклопедическое товарищество. 2000.

3.Владимиров А.В. Солёное золото: Научно-худож. литература. М.: Дет.лит.1986.

4.Энциклопедический словарь химика. М.: Педагогика. 1990.

5.Интернет-ресурсы:

zircon81.narod.ru/Metodica.html

waynesthisandthat.com/crystals.htm#fast - fast

crystalgrowing.com/index_e.htm

Приложение.

Приложение 1. « Применение кристаллов в науке и технике» Применения кристаллов в науке и технике так многочисленны и разнообразны, что их трудно перечислить. Поэтому ограничимся несколькими примерами. 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. Алмазная пила - это большой (до 2-х метров в диаметре) вращающийся стальной диск, на краях которого сделаны надрезы или зарубки. Мелкий порошок алмаза, смешанный с каким-нибудь клейким веществом, втирают в эти надрезы. Такой диск, вращаясь с большой скоростью, быстро распиливает любой камень. Колоссальное значение имеет алмаз при бурении горных пород, в горных работах. В граверных инструментах, делительных машинах, аппаратах для испытания твердости, сверлах для камня и металла вставлены алмазные острия. Алмазным порошком шлифуют и полируют твердые камни, закаленную сталь, твердые и сверхтвердые сплавы. Сам алмаз можно резать, шлифовать и гравировать тоже только алмазом. Наиболее ответственные детали двигателей в автомобильном и авиационном производстве обрабатывают алмазными резцами и сверлами. Рубин и сапфир относятся к самым красивым и самым дорогим из драгоценных камней. У всех этих камней есть и другие качества, более скромные, но полезные. Кроваво-красный рубин и лазарево-синий сапфир - это родные братья, это вообще один и тот же минерал - корунд, окись алюминия А12О3. Разница в цвете возникла из-за очень малых примесей в окиси алюминия: ничтожная добавка хрома превращает бесцветный корунд в кроваво-красный рубин, окись титана - в сапфир. Есть корунды и других цветов. Есть у них ещё совсем скромный, невзрачный брат: бурый, непрозрачный, мелкий корунд - наждак, которым чистят металл, из которого делают наждачную шкурку. Корунд со всеми его разновидностями - это один из самых твердых камней на Земле, самый твердый после алмаза. Корундом можно сверлить, шлифовать, полировать, точить камень и металл. Из корунда и наждака делают точильные круги и бруски, шлифовальные порошки. Вся часовая промышленность работает на искусственных рубинах. На полупроводниковых заводах тончайшие схемы рисуют рубиновыми иглами. В текстильной и химической промышленности рубиновые нитеводители вытягивают нити из искусственных волокон, из капрона, из нейлона. Новая жизнь рубина - это лазер или, как его называют в науке, оптический квантовый генератор (ОКГ), чудесный прибор наших дней. В 1960г. был создан первый лазер на рубине. Оказалось, что кристалл рубина усиливает свет. Лазер светит ярче тысячи солнц. Мощный луч лазера громадный мощностью. Он легко прожигает листовой металл, сваривает металлические провода, прожигает металлические трубы, сверлит тончайшие отверстия в твердых сплавах, алмазе. Эти функции выполняет твердый лазер, где используется рубин, гранат с неодитом. В глазной хирургии применяется чаще всего неодиновые лазеры и лазеры на рубине. В наземных системах ближнего радиуса действия часто используются инжекционные лазеры на арсениде галлия. Появились и новые лазерные кристаллы: флюорит, гранаты, арсенид галлия и др. Сапфир прозрачен, поэтому из него делают пластины для оптических приборов. Основная масса кристаллов сапфира идет в полупроводниковую промышленность. Кремень, аметист, яшма, опал, халцедон - все это разновидности кварца. Мелкие зернышки кварца образуют песок. 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. Особенно удивительны электрические свойства кварца. Если сжимать или растягивать кристалл кварца, на его гранях возникают электрические заряды. Это - пьезоэлектрический эффект в кристаллах. В наши дни в качестве пьезоэлектриков используют не только кварц, но и многие другие, в основном искусственно синтезированные вещества: синетову соль, титанат бария, дигидрофосфаты калия и аммония (КДР и АДР) и многие другие. Пьезоэлектрические кристаллы широко применяются для воспроизведения, записи и передачи звука. Существуют и пьезоэлектрические методы измерения давления крови в кровеносных сосудах человека и давления соков в стеблях и стволах растений.Пьезоэлектропластинками измеряют, например, давление в стволе артиллерийского орудия при выстреле, давление в момент взрыва бомбы, мгновенные давления в цилиндрах двигателей при взрыве в них горячих газов. Эдектрооптическая промышленность - это промышленность кристаллов, не имеющих центра симметрии. Эта промышленность очень велика и разнообразна, на её заводах выращивают и обрабатывают сотни наименований кристаллов для применения в оптике, акустике, радиоэлектронике, в лазерной технике. В технике также нашел своё применение поликристаллический материал поляроид. Поляроид - это тонкая прозрачная пленка, сплошь заполненная крохотными прозрачными игольчатыми кристалликами вещества, двупреломляющего и поляризующего свет. Все кристаллики расположены параллельно друг другу, поэтому все они одинаково поляризуют свет, проходящий через пленку. Поляроидные пленки применяются в поляроидных очках. Поляроиды гасят блики отраженного света, пропуская весь остальной свет. Они незаменимы для полярников, которым постоянно приходится смотреть на ослепительное отражение солнечных лучей от заледеневшего снежного поля. Поляроидные стекла помогут предотвратить столкновения встречных автомобилей, которые очень часто случаются из-за того, что огни встречной машины ослепляют шофера, и он не видит этой машины. Если же ветровые стекла автомобилей и стекла автомобильных фонарей сделать из поляроида, причем повернуть оба поляроида так, чтобы их оптические оси были смещены, то ветровое стекло не пропустит света фонарей встречного автомобиля, "погасит его". Кристаллы сыграли важную роль во многих технических новинках 20 в. Некоторые кристаллы генерируют электрический заряд при деформации. Первым их значительным применением было изготовление генераторов радиочастоты со стабилизацией кварцевыми кристаллами. Заставив кварцевую пластинку вибрировать в электрическом поле радиочастотного колебательного контура, можно тем самым стабилизировать частоту приема или передачи.
Полупроводниковые приборы, революционизировавшие электронику, изготавливаются из кристаллических веществ, главным образом кремния и германия. При этом важную роль играют легирующие примеси, которые вводятся в кристаллическую решетку. Полупроводниковые диоды используются в компьютерах и системах связи, транзисторы заменили электронные лампы в радиотехнике, а солнечные батареи, помещаемые на наружной поверхности космических летательных аппаратов, преобразуют солнечную энергию в электрическую. Полупроводники широко применяются также в преобразователях переменного тока в постоянный.
Кристаллы используются также в некоторых мазерах для усиления волн СВЧ - диапазона и в лазерах для усиления световых волн. Кристаллы, обладающие пьезоэлектрическими свойствами, применяются в радиоприемниках и радиопередатчиках, в головках звукоснимателей и в гидролокаторах. Некоторые кристаллы модулируют световые пучки, а другие генерируют свет под действием приложенного напряжения. Перечень видов применения кристаллов уже достаточно длинен и непрерывно растет.







Приложение 2. «Применение кристаллов в медицине» Существует довольно много методов применения кристаллов в терапии. Самый простой - контактное врачевание. Вы прикладываете к больному месту камень или носите украшение из него. Такие украшения для лечебных целей можно применять в течение суток в зависимости от вашего заболевания. Зеленые камни Все камни зеленого цвета успокаивают, избавляют от бессонницы.
Изумруд способствует укреплению зрения и может вылечить кашель.
Нефрит - полезен при заболеваниях почек. Его надо носить в течение года на пояснице.
Малахит укрепляет иммунитет, помогает работе поджелудочной железы, почек и селезенки. Считается, что кулон из малахита в медной оправе излечивает ревматизм и радикулит. Очень хорошо работает малахит с серебром. Синие и фиолетовые камни Эти тона снимают воспаления, борются с инфекциями, полезны тем, кто проводит много времени за компьютером, при заболеваниях легких. Камни синего цвета снижают аппетит.
Бирюза служит индикатором здоровья: если вы носите украшение из бирюзы и видите, что она потемнела, - это верный признак начинающейся болезни.
Лазурит снимает боль, напряжение, если положить его на больное место. Он улучшает протекание беременности и препятствует выкидышам.
Аметист помогает перебороть пристрастие к алкоголю. Для этого пьют воду, настоянную на аметисте, или кладут аметист на область солнечного сплетения.
Аквамарин лечит болезни горла и зубов, слизистые оболочки рта, помогает при бронхите, лечит страхи. Его хорошо прикладывать к старым ранам. Желтые камни Этот цвет улучшает зрение, обмен веществ, пищеварение, кожные заболевания.
Прозрачные разновидности янтаря используют для лечения ангин, головных болей, глазных и ушных недугов. Например, от головной боли можно избавиться очень просто: взять отшлифованную пластинку или вставку из янтаря и поглаживать кожу вокруг болевого участка против часовой стрелки. Через 10-15 минут боль пройдет. Для выведения негативной энергии янтарь надо положить на больное место. Янтарные бусы успокаивают боль, когда у маленьких детей прорезываются зубки.
Цитрин хорошо помогает при запорах, стимулирует работу печени, способствует лечению диабета и склероза. Красные и оранжевые камни Оттенки алого помогут вам стать более смелыми и решительными.
Рубин придает уверенность в себе, помогает справиться с душевной болью и возродить потерянный интерес к жизни, лечит анемию, поднимает иммунитет.
Яшма используется мужчинами при воспалении предстательной железы, а женщинами - при бесплодии и гинекологических нарушениях. Этому же способствует и сердолик. Также он ускоряет заживление ран, избавляет от отеков и опухолей, улучшает состав крови, сон и аппетит.
Гранат в золотой оправе лечит бронхиты, в серебряной - воспалительные заболевания. Желтый и коричневый цвета граната имеют целебный эффект при заболеваниях кожи, пищеварения, запорах и аллергиях. Красный гранат повышает сексуальность. Легковозбудимые люди должны избегать его. Черные и белые камни Черные подходят всем и имеют широкий спектр лечебного действия. Белые отвечают, за иммунитет и нервную систему. Беременным женщинам рекомендовано носить горный хрусталь для легких родов.



Приложение 3. «Значение кристаллов в жизни человека» Кристаллы возникают, как продукты жизнедеятельности организмов. В морской воде растворены различные соли. Многие морские животные строят свои раковины и скелеты из кристаллов углекислого кальция - арагонита. Кристалл обычно служит символом неживой природы. Однако границу между живым и неживым установить очень трудно, и понятие «кристалл» и «жизнь» не являются взаимоисключающими. Кристалл как живой организм представляет собой примеры осуществления крайних возможностей в природе. В кристалле неизменными остаются не только атомы и молекулы, их взаимное расположение в пространстве, но и влияние молекул кристалла друг на друга. Наибольший интерес с точки зрения наиболее доходного производства в космосе представляют те вещества и материалы, к которым предъявляются повышенные требования в отношении их структурного совершенства и однородности. На современном этапе развития химии и техники очень хорошо изучены кристаллы, немного монокристаллы. Приведем несколько примеров применения человеком их в быту. Наиболее широко в промышленном масштабе производятся различные устройства, действие которых основано на прямом и обратном пьезоэффектах. Кристаллы сыграли важную роль во многих технических открытиях XX века. Некоторые кристаллы вырабатывают электрический заряд при деформации. Первым их значительным применением было изготовление генераторов радиочастоты со стабилизацией кварцевыми кристаллами. В настоящее время электронная промышленность предъявляет к материалам очень высокие требования: необходимы монокристаллы с малой радиальной и осевой неоднородностью; распределение легирующей примеси с плотностью дислокаций. Производство подобных материалов в лабораторных условиях затрудняется из-за неконтролируемого характера гравитации, температурных напряжений, влияния стенок тигля. Именно поэтому мы можем ждать существенного улучшения свойств кристаллов при их выращивании по новой оптимальной методике. Природные камни встречаются неравномерно, где-то их много, а в некоторых странах месторождений совсем нет. У исследователей возникла идея научиться выращивать кристаллы самостоятельно, ведь состав минералов уже был известен, но оптимальной методики выращивания еще не было. Природные кристаллы всегда возбуждали любопытство у людей. Их цвет, блеск и форма затрагивали в человеке чувство прекрасного, и люди украшали ими себя и свой дом. С давних времен с кристаллами были связаны суеверия; как амулеты, они должны были не только ограждать своих владельцев от злых духов, но и наделять их сверхъестественными способностями. Позднее, когда те же самые минералы стали разрезать и полировать, как драгоценные камни, многие суеверия сохранились в талисманах «на счастье» и «своих камнях», соответствующих месяцу рождения. Все природные драгоценные камни, кроме опала, являются кристаллическими, и многие из них, такие, как алмаз, рубин, сапфир и изумруд, попадаются в виде прекрасно ограненных кристаллов. Украшения из кристаллов сейчас стали настолько популярны и вошли в моду, что цены на них растут быстрее, чем сами кристаллы. Кристаллы встречаются повсюду: в облаках, в глубинах Земли, на вершинах гор, в песчаных пустынях, в морях и океанах, в научных лабораториях, в клеточках растений, в живых и мёртвых организмах. Мы знаем, что кристаллизация вещества совершается не только на нашей планете. Оказывается, что и на других планетах и далёких звёздах всё время непрерывно возникают, растут и разрушаются кристаллы. Люди используют кристаллы, делают из них украшения, любуясь ими. Теперь, когда изучены методы искусственного выращивания кристаллов, область их применения расширилась, и возможно, будущее новейших технологий принадлежит кристаллам и кристаллическим агрегатам. Любой «камень» по-своему красив, если рассмотреть его внутренние состояния, а, кроме того, он интересен, если узнать, какие процессы лежат в основе его образования. Может быть, что кристаллическое состояние вещества - это та ступенька, которая объединила неорганический мир с миром живой материи. Кристаллы загадочны по своей сущности и настолько неординарны, что в настоящей работе была рассказана лишь малая часть того, что известно о кристаллах в настоящее время.

Приложение 4 «Интересные факты о кристаллах».

Причудливые творения природы, часто завораживающие и притягивающие взгляд, украшающие короны королей. Бытует поверье, что некоторые из них обладают магической чудодейственной силой. В переводе с греческого, слово "кристалл" означал "лед". Однако позже кристалл приобрел и еще одно название - горный хрусталь. Ученные предполагали, что горный хрусталь будет таять при изменении температуры в высшую сторону. Однако, этого так и не произошло. Горный хрусталь наделен и еще одной особенностью - он очень гладкий и имеет плоские грани. Больше такого нигде не сыщешь. В кристаллах все атомы расположены так, что бы из них образовывалась трехмерно-периодическая укладка. Таким образом, на поверхности мы видим кристаллическую решетку. Самые крупные кристаллы существуют в Мексике, в двух пещерах. На глубине более 300 метров находятся кристаллы длинною в 10-15 м. А сами таковые состоят из селенита - прозрачный гипс. Знаете ли вы, что кристаллы воспроизводят сами себя и таким образом растут? Их по праву можно называть "живыми" существами природы. Кристаллы могут образовывать самые различные формы. И, не смотря на это, внутренний рисунок кристалла имеет цикличность в произведении других. Это было доказано учеными. Знаете ли вы, что некоторые природные минералы могут образовывать кристаллы? Вот только есть одна проблема, рассмотреть таковые можно лишь через увеличительное стекло. Знаете ли вы, что вода является самым основным "ингредиентом" для образования кристалла? Существует, помимо естественного образования кристаллов, искусственные. На сегодняшний день люди, которые выращивают искусственные кристаллы зарабатывают огромные деньги. Ведь из "ненастоящих" делают такие драгоценные камни как сапфир и рубин. А это - миллионы, если не миллиарды. Есть и представители самых больших и крошечных кристаллов. Хранятся они в Австрии в музее "Хрустальные миры". Самый крупный весит более 62 кг и имеет 310 тыс карат. Крошечный же вариант кристалла в диаметре не достигает и одного сантиметра. Все они принадлежат к самой знаменитой нише "Сваровски" и занесены в книгу рекордов Гиннеса. На сегодняшний день почти все кристаллы, которые существуют, выращивают искусственно. Таким образом получают именно то, что необходимо конечному потребителю. Производство кристаллов - один из самых дорогостоящих бизнесов. И красивых.

31