Проект исследования ученика Кристалл

Оглавление Введение………………………………………………………………………………………………. .2 Теоретическая часть Глава I. Разнообразный мир кристаллов и их применение

1. Что такое кристаллы? …………………………………………………...………………4
2. История происхождения слова кристалл ........................................................................4
3. Разнообразие кристаллов…………………………………………………..……………5
4. Применение кристаллов…………...…………………………..……….………………..5

Введение

«Чем больше вглядываешься в кристалл, тем

глубже он затягивает вас в свою глубину очарования»

И.Е.Репин. Кристаллы - удивительное и непредсказуемое явление природы. Размеры, цвета и формы кристаллов иногда просто поражают своей необычностью. 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. В начале года на уроке окружающего мира мы изучали свойство воды - растворимость. В одном из стаканов мы растворили поваренную соль. После урока стакан оставили на подоконнике и забыли про него. Через несколько дней мы с удивлением заметили, что на стенках стакана появился белый налет. Мне стало интересно, как так получилось. Оказалось, как сказала Светлана Семеновна, начался процесс кристаллизации. А так как я очень любознательный, мне нравится узнавать все новое и интересное, экспериментировать, наблюдать, стало еще интересней и появилось много вопросов: - Что такое кристаллизация? Как происходит этот процесс? Что такое кристалл? Где встречаются кристаллы? Как выглядят? Какие бывают? Можно ли вырастить кристаллы самим? А, если да, то из чего и как? Я решил сам попробовать найти ответы на эти вопросы. Я провел в классе анкетирование, из результатов которого выяснил, что мои одноклассники тоже не знают, что такое кристалл, 2 считают, что это стекло, 3, что это светящийся предмет, а 16 человек оставили вопрос без ответа, 10 человек считают, что их можно встретить в пещерах. Всему классу хочется узнать, как можно больше о кристаллах, и они хотели бы научиться выращивать кристаллы в домашних условиях. Вот так и появился наш проект. Тема моего проекта «Исследование влияния различных факторов на выращивание кристаллов в домашних условиях» Цель исследования: вырастить кристаллы разнообразных веществ из растворов и исследовать влияние различных факторов на выращивание кристаллов в домашних условиях. Для того чтобы достичь поставленной цели я поставил перед собой задачи:

• собрать, изучить и систематизировать материал о кристаллах, воспользовавшись различными источниками;
• познакомиться со способами выращивания кристаллов и научиться выращивать кристаллы в домашних условиях;
• провести наблюдения за процессом кристаллизации и вывить факторы, влияющие на процесс выращивания кристаллов.
• обобщить результаты наблюдений.

Глава I. Разнообразный мир кристаллов и их применение

1. Что такое кристаллы?

1.3.Разнообразие кристаллов Кристаллы, которые залегают глубоко в земле, являются бесконечно разнообразными. Их часто называют «цветами мира камней». Размеры таких природных кристаллов достигают подчас человеческого роста. Встречаются также очень тонкие кристаллы, толщина которых меньше чем у листка бумаги. Но бывают и огромные пласты, толщина которых достигает нескольких метров. Бывают кристаллы маленькие, узкие и острые как иголки, но также могут быть громадной формы, на подобии величественных колонн. Иногда образуются дендриты - это кристаллы, похожие на веточки дерева; очень хрупкие, но очень красивые. Многие кристаллы идеально чисты и прозрачны, как вода. Недаром постоянно можно слышать выражения: «прозрачный, как кристалл», «кристально чистый». Некоторые мине­ралы образуют кристаллы, которые разглядеть можно только с помощью микроскопа. 1.4. Применение кристаллов Применения кристаллов в науке и технике так многочисленны и разнообразны, что их трудно перечислить. Поэтому ограничусь несколькими примерами. 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. Природные кристаллы всегда возбуждали любопытство у людей. Их цвет, блеск и форма затрагивали человеческое чувство прекрасного, и люди украшали ими себя и жилище. 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 во многих технических новинках 20 в. Неотъемлемой частью нашей жизни стали мобильные телефоны, цифровые фото- и видеокамеры уже вытеснили пленочные фотоаппараты, жидкокристаллические телевизоры и мониторы постепенно изживают старые. (В 1888 г. австрийский ботаник Реинедзер обнаружил, что при нагревании кристалл размягчался и в дальнейшем превращался в настоящую жидкость). И сейчас ещё часто люди, рассматривая чудесные, сверкающие, переливающиеся многогранники кристаллов, не хотят верить, что они созданы природой, а не человеком.

Глава II. Способы выращивания кристаллов в домашних условиях 2.1. Способы и условия выращивания кристаллов в домашних условиях. Удивительно, но, оказывается, выращивать кристаллы можно не только в химических и промышленных лабораториях, но и в домашних условиях. Я решил проконсультироваться с учителем химии Николайчук Жанной Дмитриевной. Она рассказала мне описание опыта по выращиванию кристаллов в домашних условиях. Самые популярные вещества, из которых выращивают кристаллы дома - это поваренная соль, морская соль, сахар и медный купорос. Существует всего два способа выращивания кристаллов в домашних условиях: 1. путем выпаривания воды, в котором находится вещество; 2. путем изменения температуры воды, охлаждения. Берется нужное вещество, готовится из него перенасыщенный (концентрированный) раствор [1,143], 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. Я решил воспользоваться 2-м способом: 1. Сделали концентрированный раствор. Для этого взяли теплую воду, растворили в ней вещество, из которого хотим вырастить кристаллы, сколько возможно. 2. Перелили через фильтр в другую чистую емкость. 3.Приготовили затравку-пуговицу. Привязали ее к нитке и опустили в раствор. Чтобы кристаллик равномерно разрастался со всех сторон, пуговицу лучше в подвешенном состоянии держать в растворе. Для этого сделали перемычку из карандаша. 4. Далее раствор поставили в темное теплое место [1,148]. Кроме этого, для выращивания кристаллов мне потребовалось: чистая посуда, карандаш, нитка (шерстяная или шёлковая), поваренная соль, медный купорос, морская соль для ванны, питьевая сода, сахар, селитра, марля, искусственные розы, пуговицы, набор «Чудесная радуга кристаллов». В ходе работы над проектом, я выяснил, какие факторы влияют на выращивание кристаллов в домашних условиях. Это:1) раствор необходимо поместить в темное теплое место, где нет сквозняков;2) в том месте, где выращиваются кристаллы, не должно быть вибрации;3) прежде, чем опустить затравку в раствор, раствор необходимо остудить;4) температура раствора; терпение.

Экспериментальная часть Опыт 1. Выращивание кристалла медного купороса Медный купорос применяют в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями и болезнями растений, в промышленности - при производстве искусственных волокон, красителей. Его можно купить в магазине «Все для сада и огорода», «Цветы». Я работал вместе с родителями, т.к. это вещество ядовито. Нужно работать в перчатках и тщательно мыть руки после работы с порошком, растворами или кристаллами медного купороса. Вывод: через трое суток после начала опыта на нитке появился кристалл медного купороса. Через 3 недели, когда кристалл вырос достаточно большим, мы вынули его из раствора, обсушили бумажной салфеткой и покрыли кристалл бесцветным лаком, чтобы предохранить от разрушения на воздухе [1,148]. Опыт 2. Выращивание кристаллов морской соли Через 10 суток после начала опыта я заметил, что кристалл начал расти. На нитке появился налет, больше похожий на осадок или пыль. Маленькие кристаллики начали формироваться на пятый день. Через 28 дней мы вынули его из раствора, обсушили бумажной салфеткой и покрыли кристалл бесцветным лаком. Кроме этого, в процессе работы я заметил, что:1) морская соль плохо растворяется и в холодной и в горячей воде; 2) раствор приобретает цвет соли, которую мы взяли, а кристалл нет. Вывод: для выращивания кристалла морской соли нужно длительное время. Опыт 3. Выращивание кристалла селитры Вырастили мы кристалл из селитры (минеральное удобрение для почвы). Для этого повторили все этапы работы с солью. Работал под руководством родителей. Как мы были рады, когда через 3 дня заметили появление кристалла. Но кристалл оказался настолько маленьким и хрупким, что сломался. Мы повторили опыт. Сначала кристалл никак не хотел расти. Он появился только на седьмой день. Через 6 дней кристалл подрос ещё. Через неделю мы закончили опыт, так как кристалл перестал расти. Вывод: кристалл селитры растет очень быстро. Кристалл довольно крупный, прозрачный. Опыт 4. Выращивание кристалла питьевой соды Я решил попробовать вырастить кристалл из питьевой соды. Соду добавляют в тесто в качестве разрыхлителя. Кристаллы на стенках стакана и на нитке появились через сутки. Но росли очень медленно. Через неделю рост вообще прекратился. Вывод: кристаллы белые, непрозрачные, очень хрупкие. Взять в руки невозможно, рассыпаются. Кристаллы на стенках стакана похожи на иней. Опыт 5. Выращивание кристалла из сахара Ещё мы вырастили кристалл сахара. Вывод: Кристалл соли растет быстрее, а кристалл сахара с трудом удалось вырастить только за 3 недели. Одиночного кристалла не получилось, но осадочные кристаллы на дне банки достаточно большие. Опыт 6. Выращивание кристаллов фосфата моноаммония из набора «Чудесная радуга кристаллов» Фосфата моноаммония - это удобрение, ценится вследствие большой концентрации питательных веществ и очень большой растворимости. Действовали по инструкции из набора:

1. Опустили на дно флакона деревянную палочку надписью вниз.
2. Налили кипящую воду до отметки на палочке.
3. Добавили порошок для выращивания кристаллов и размешивали его до тех пор, пока он не растворился.
4. Опустили затравочный кристалл во флакон.
5. Закрыли флакон пробкой.
6. Наблюдали рост кристалла.

• 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;
• одни кристаллы окрашиваются, другие - бесцветны; одни кристаллы растут хорошо, другие - плохо.

Заключение В результате проделанной мной работы, я добился реализации, поставленных перед собой задач: во-первых, узнал, что кристалл - это «твердое тело, имеющее упорядоченное, симметрическое строение» [6, 248] во-вторых, познакомился со способами выращивания кристаллов и научился выращивать кристаллы в домашних условиях, используя горячий пересыщенный раствор и специальные наборы; в-третьих, проведя наблюдения за процессом кристаллизации, выяснил факторы, влияющие на процесс выращивания кристаллов. Понял, что для появления кристалла необходимо соблюдать точные инструкции и правила техники безопасности. Таким образом, выдвинутая мной гипотеза подтвердилась, оказывается, кристаллы можно выращивать в домашних условиях, но необходимо соблюдать некоторые условия. Из выращенных кристаллов мы изготовили наглядное пособие «Коллекция кристаллов», создали презентацию с фотографиями, выступил перед одноклассниками. В дальнейшем результаты нашего исследования могут быть использованы на уроках окружающего мира и в других классах, во внеклассных мероприятиях, на занятиях кружка в будущем. Не смотря на то, что я научился выращивать кристаллы различных веществ, ещё столько вопросов осталось без ответа: - Почему разные вещества дают кристаллы разной формы, а некоторые вовсе не образуют кристаллов? - Как вырастить одиночный кристалл? - Что надо сделать, чтобы кристаллы получились большими и красивыми. А раз остались вопросы без ответа, я решил продолжить работу над проектом в следующем году. Я уверен, что приобретенные знания, умения и навыки обязательно пригодятся в дальнейшей учёбе.

Литература

1. Аликберова Л.Ю. Занимательная химия: книга для учащихся, учителей и родителей. - М.: АСТ-ПРЕСС,1999, 560с.
2. Белов Н.В. Энциклопедия драгоценных камней и кристаллов, Минск: «Харвест», 2009. - 159с.
3. Большая книга «Почему». Перевод с итальянского Ольги Живаго, М.: РОСМЭН, 2008. -320с.
4. Даль В.И. Толковый словарь живого великорусского языка: В 4 т.Т. 2-Олма-Пресс, 2001. - 672с.
5. Кленов А.С. Занимательная минералогическая энциклопедия. -М.: Педагогика-Пресс,2000. -224с.
6. Ожегов С.И. Словарь русского языка/Под ред.Н.Ю.Шведовой.М.: Рус.яз.,1989,750с.
7. Что такое? Кто такой? В 3 т. Т.2. -М.: Педагогика-Пресс,1997. - 416с.
8. Шалагаева Г.П. Современная энциклопедия начальной школы. М.: «Эксмо», 2006. -128с.
9. Шаскольская М.П. Кристаллы. - М.: Наука, 1985,208 с.
10. Я познаю мир. Детская энциклопедия: клады и сокровища. -М.: Олимп; ООО «Фирма «Издательство АСТ», 2000. -224с.