Проектная работа по окружающему миру практическое применение кристаллов, выращенных в домашних условиях

ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ КРИСТАЛЛОВ, ВЫРАЩЕННЫХ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ

Работу выполнила Радомская Алина

МБОУ г. ИРКУТСКА СОШ № 77

4 а класс.

Кл. Руководитель Н. М. Подольских

Побывав с классом в минералогическом музее ИРГТУ, меня поразил удивительный и разнообразный мир кристаллов. У меня возник вопрос:

«Каким же образом в природе образуются столь ровные грани у минералов?» Я решила вырастить кристаллы сама. Выращиванию кристаллов в домашних условиях и их практическому применению посвящена моя работа.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

Вырастить кристаллы из соли, сахара, соды, смеси соли и сахара, медного купороса, алюмокалиевых квасцов, хромокалиевых квасцов,

Узнать, как и с какой скоростью растут кристаллы?

Какую форму образуют кристаллы, выращенные из разных веществ?

Что можно делать из них в домашних условиях?

Были приготовлены перенасыщенные растворы из следующих веществ:

1. Соли:

2. Сахара

3. Соды

4.

4.Смеси соли и сахара

5. Медного купороса

6. Алюмокалиевых квасцов

7. Хромокалиевых квасцов

^{Цвет раствора с сахаром жёлтого цвета, со смесью - светло-жёлтого, с солью и с содой - прозрачного.}

Раствор хромокалиевых квасцов - тёмно-фиолетовый непрозрачный, медного купороса - голубой прозрачный, алюмокалиевых квасцов - бесцветный прозрачный.

2 день

На второй день в растворе сахара наблюдается расслоение цвета внизу более тёмно-жёлтый, вверху более светло-жёлтый.

В кружке смеси соли и сахара на поверхности раствора отмечаются кристаллы октаэдрического габитуса

На поверхности раствора с солью кристаллов не обнаружено, но зато заметно, что раствор испаряется быстрее чем растворы с сахаром и смесью соли и сахара, а край кружки по мере испарения раствора покрывается мелкими кристалликами соли

На нитке, висевшей в растворе соды образовались мелкие призматические вытянутые кристаллы. Испарение раствора происходит очень быстро

Наиболее интересные изменения происходят в смешанном растворе соли и сахара - вся поверхность покрылась кристаллической коркой. При механическом воздействии на неё, она крошится и опускается на дно.

Отдельные кристаллы при ближайшем рассмотрении оказались сверху вдавленными пирамидами, а снизу прямоугольной формы. На вкус кристаллы солёные, но сам раствор тоже сильно солёный и сахар в нём не чувствуется.

3 день

В кружке с солью на дне образовался кристаллический осадок, по поверхности плавают мелкие кристаллы соли

На дне банок с медным купоросом, алюмокалиевыми и хромокалиевыми квасцами образовались мелкие кристаллики.

4 день

На четвёртый день все растворы, кроме соды профильтровали через фильтровальную бумагу, чтобы отделить от кристаллического осадка. Все растворы фильтровались быстро. А раствор с сахаром даже на следующий день весь не прошёл через фильтровальную бумагу.

Мелкие кристаллы, выращенные в растворах называются затравочными. Из них мы выбрали самые крупные и правильные.

На фотографии кристаллы медного купороса, выросшие за два дня после приготовления раствора.

На нитке, висевшей в смешанном растворе соли и сахара, образовались мелкие кубические кристаллы.

9 ^день

На девятый день нитка, висевшая в растворе медного купороса полностью покрылась крупными сростками кристаллов.

На девятый день самый крупный кристалл медного купороса вырос до 2 см. Скорость роста кристаллов медного купороса составляет примерно 1 см за 5 дней.

На девятый день самый крупный кристалл алюмокалиевых квасцов достиг 1 см. Скорость роста кристаллов составила примерно 1 см за 9 дней.

11 день

Кубические кристаллы соли покрыли нитку, висевшую в растворе с солью.

^{24 день}

На 24 день опыта в растворе соли кубические кристаллы образовались не только на нитке, но и на стенках баночки, а на дне сформировали так называемую "щётку" кристаллов.

На 24 день опыта профильтровали только раствор с солью, извлекли кристаллы, выбрали самые крупные и измерили с помощью линейки.

Средний размер крупных кристаллов на 24 день опыта составил примерно 2 мм. Таким образом, рост кристаллов соли при комнатной температуре и атмосферном давлении составил 1 мм за 12 дней. Затравочные кристаллы поместили обратно в раствор для дальнейшего их роста и перенесли на тёплый подоконник, чтобы понаблюдать за изменением скорости роста кристаллов при повышении температуры.

Затравочные кристаллы хромокалиевых квасцов на воздухе очень быстро окисляются и рассыпаются в сиреневый порошок

^{40 день}

На 40 день самый крупный кристалл соли вырос до 5 мм. Таким образом за 16 дней кристалл вырос на 3 мм. Значит скорость роста кристаллов на тёплом подоконнике увеличилась более чем в два раза (1 мм за 5 дней) в связи с быстрым испарением раствора. Но на кристаллах появились дефекты

Сахар Соль

Соль и сахар

На 40 день на нитке в растворе сахара начали кристаллизоваться кубические кристаллы сахара, в то время как нитка из раствора соли вся покрыта сплошной массой сростков кубических кристаллов. На нитке из раствора смеси соли и сахара также обнаружены кубические кристаллы.

^{65 день}

На 65 день опыта самый крупный сросток кристаллов соли достиг 6 мм. Монокристаллы соли обросли более мелкими кубическими кристалликами и превратились в сростки.

^{83 день}

Кристаллы сахара растут медленнее всего - 1 мм за 80 дней

Так что же такое кристалл?

Криста́ллы (от греческого κρύσταλλος, первоначально - лёд, в дальнейшем - горный хрусталь, кристалл) - твёрдые тела, имеющие естественную внешнюю форму правильных симметричных многогранников, основанную на их внутренней структуре за счёт закономерно расположенных атомов, образующих трёхмерно-периодическую пространственную укладку - кристаллическую решётку.

Соль состоит из ионов натрия и хлора. На картинке слева серые маленькие шарики - это ионы натрия, а зелёные крупные - ионы хлора. Форма кристаллической решётки, которую образуют ионы натрия и хлора - гексаэдр или по другому - куб.

Форма кристаллической решётки алюмокалиевых и хромокалиевых квасцов - октаэдр - это простая форма кубической сингонии. Кристаллы изучает наука кристаллогра́фия. Это - наука о кристаллах, их структуре, возникновении и свойствах. Она тесно связана с минералогией, физикой твёрдых тел и химией. Исторически кристаллография возникла в рамках минералогии, как наука, описывающая идеальные кристаллы.

Кристаллы, выращенные в 1959 году, доктором геолого-минералогических наук Владыкиным Николаем Васильевичем, когда он учился в 9 классе.

В результате проделанной работы и полученных данных можно сделать следующие выводы:

1. Кристаллы растут только в насыщенных растворах, а в ненасыщенных - растворяются.

2. В смешанных растворах кристаллы образуются различной формы видимо из-за переменного состава раствора.

3. Кристаллы соли растут со средней скоростью 1 мм за 10 дней, а кристаллы в смешанном растворе соли и сахара в 5 раз быстрее. Самый быстрый рост кристаллов наблюдался у медного купороса 1 см за 5 дней, что в 20 раз быстрее, чем у кристаллов соли.

4. Рост температуры ведёт к увеличению скорости испарения раствора, и как следствие к увеличению скорости роста кристаллов.

4. Отмечается способность раствора соли подниматься вверх и образовывать мелкие кристаллы на краях сосуда, на нитке, на перекладине, к которой привязана нитка.

5. Форма кристаллов у каждого вещества является постоянной: для соли и сахара характерны кубические кристаллы, для соды и медного купороса - призматические, для хромокалиевых и алюмокалиевых квасцов - октаэдрические.

6. В смешанных растворах рост кристаллов нарушен, отсюда разнообразие форм кристаллов

Форму кристаллов можно изучать с помощью бумажных моделей. На сайте webmineral.com</<font face="Verdana, serif"> опубликованы раскладки бумажных моделей кристаллов (на рисунке справа), из которых можно сделать бумажный кристалл (на рисунке слева).

^{Украшение интерьера цветами, покрытыми кристаллами.}

Сухой тысячелистник

Сухой тысячелистник, покрытый кристаллами соли. ^{Выращивание цветных сахарных кристаллов для детей}

Можно вырастить сладкие цветные кристаллы для детей! Они будут в восторге и никогда не забудут такой урок химии, особенно когда они сами вырастят свой сладкий кристалл.

Спасибо за внимание !