Исследовательская работа "Юные химики"

Исследовательская работа

«Выращивание в домашних условиях монокристаллов

из насыщенного раствора солей»

Работу выполнили

ученики 4 класса

МКОУ «Лодейнопольская средняя общеобразовательная школа №68»

Чистякова Саша, Юшкова Алла, Осипова Катя, Никитина Вероника

Руководитель кружка

«Занимательная химия»

Жулидова Марина Сергеевна

План исследования

• Введение
• Глава 1. Подобен чуду рост кристалла…
• 1.1.История исследования кристаллов
• 1.2.Способы выращивания кристаллов

Глава 2. Практическое исследование

• 2.1.Опыт №1 « Выращивание монокристаллов поваренной соли»
• 2.2.Опыт №2 « Выращивание монокристаллов медного купороса»

Глава 3. Непредвиденные обстоятельства и устранение проблем, советы

• 3.1. «Раствор коварен»
• 3.2. «Кристалл»
•   3.3. «Нить»

Заключение

• Использование кристаллов.

Актуальность темы:

• Кристаллография — одна из классических наук, которая продолжает развиваться и в наши дни. Её развитие непрерывно открывает новые возможности, связанные с исследованием кристаллов и их использованием в технике.

• Природные кристаллы не всегда достаточно крупны, часто они неоднородны. При искусственном выращивании можно получить кристаллы, не встречающиеся

в природе.

Практическая значимость работы.

• Опыты по выращиванию кристаллов, проведённые нами в домашних и лабораторных условиях, могут применяться на уроках химии, физики, биологии.
• Проблема исследования.

Можно ли вырастить монокристалл в домашних условиях?

Цель исследования .

• Вырастить в домашних условиях кристаллы поваренной соли и медного купороса, существующие в природе, за короткий срок.
• Убедиться, что каждое кристаллическое вещество

имеет уникальную

форму кристалла.

Задачи исследования.

• 1.Узнать:
• а) историю исследования кристаллов;
• б) свойства кристаллов;
• г) способы выращивания кристаллов.
• 2.На основе полученных данных, провести эксперимент по выращиванию кристаллов
• - из насыщенных растворов поваренной соли и

медного купороса.

• 3.Обобщить результаты опытов и сделать выводы о выращивании кристаллов в домашних условиях при определенных условиях различными способами.

Объект исследования : кристаллы

• Рабочая гипотеза : вырастить в домашних условиях монокристаллы из насыщенного раствора солей возможно.

• Издавна внимание человека привлекают изумительные по совершенству творения неживой природы — кристаллы. Каждый, кто побывал в музее минералогии или на выставке минералов, не может не восхититься изяществом и красотой форм, которые принимают "неживые" вещества. Завораживающий мир кристаллов удивителен.

Пещеры светящихся кристаллов.

Сростки игольчатых ледяных кристаллов образуются в зимнее время .

Каменный цветок. Пещера кристаллов.Мексика.

• . Большой вклад в развитие учения о кристаллах внёс Ловиц Товий Егорович. Он исследовал кристаллизацию солей из растворов и установил условия выращивания кристаллов.
• С начала ХХ века

кристаллы широко

применяются в оптике,

электротехнике,

металлургии, медицине .

• Кристаллы — вещества, в которых мельчайшие частицы «упакованы» в определенном порядке. Каждое кристаллическое вещество имеет уникальную форму кристалла, которая зависит от структуры и размера частиц данного вещества, а также от того, как они друг с другом взаимодействуют.

Способы выращивания кристаллов

• Кристаллизацию можно вести разными способами. Один из них — охлаждение насыщенного горячего раствора.

Второй - Постепенное удаление воды из насыщенного раствора.

.

Глава 2. Практическое исследование

• 2.1 Опыт№1 «Выращивание монокристаллов поваренной соли»
• Цель : вырастить кристалл поваренной соли.
• Оборудование:   два стакана, ёмкость (например, кастрюля) с тёплой водой, поваренная соль, фильтр из промокашки или вата, воронка для фильтрации.

1.Приготовление насыщенного раствора поваренной соли.

Налить воды в  стакан и поставить его в кастрюлю с тёплой водой (не более 50°С — 60°С). Насыпать пищевую соль (морскую соль) в стакан и оставьте минут на 5, предварительно помешав. За это время стакан с водой нагреется, а соль растворится. Желательно, чтобы температура воды пока не снижалась. Затем добавьте ещё соль и снова перемешайте. Повторять этот этап до тех пор, пока соль уже не будет растворяться и будет оседать на дно стакана. Так мы получили насыщенный раствор соли.

2. Фильтрация раствора.

• 2. Фильтрация раствора.

3.Выбрать любой понравившийся кристалл и подвесить его за нитку.

Наблюдение за ростом кристаллов.

• 4. Уже через пару дней можно заметить значительный для кристаллика рост. С каждым днём он будет увеличиваться. А если проделать всё то же ещё раз (приготовить насыщенный раствор соли и опустить в него этот кристаллик), то он будет расти гораздо быстрее.

• Вывод:

монокристаллы поваренной соли растут очень медленно, но имеют правильную кубическую форму и представляют собой   бесцветные прозрачные кубики, которые имеют небольшие размеры (4-30мм) и небольшую массу (2-3г).

2.4 Опыт№2 «Выращивание монокристаллов медного купороса ».

• Цель: вырастить кристалл медного купороса.
• Оборудование: два стакана, ёмкость с тёплой водой, мед­ный купорос, фильтр из промокашки или вата, воронка для фильтрации.
• Ход опыта:
• (Выращивание кристаллов медного купороса — производится подобным образом, также, как с поваренной солью.)

1. Приготовление насыщенного раствора медного купороса.

2. Фильтрация раствора.

3. Появление первых кристалликов.

4. Выбор кристалликов для затравки.

5. Наблюдение за ростом и формой кристалла

4

Вырастают такие кристаллы.

Вывод:

• Монокристаллы медного купороса хорошо растут, через неделю кристаллы начинают принимать правильную

форму, края становятся

гладкими и ровными.

3.Непредвиденные обстоятельства и устранение проблем, советы.

• 3.1.«Раствор коварен».
• В ходе работы мы узнали, что растворимость солей зависит от температуры воду. При температуре воды 80°С наблюдается почти самая высокая отметка растворимость соли, при последующем нагревании разница будет не так заметна.
• Чем холоднее вода, тем меньше растворимость соли.
• Для выращивания кристаллов используют только свежеприготовленные растворы.
• Не рекомендуется сливать раствор в канализационную систему.

3.2 «Кристалл».

• У кристаллов есть своя
• особенность, они должны быть гладкими и прозрачными, как стекло. Однако, при частом прикасании к кристаллу, хранении на открытом воздухе, на свету, мы наблюдаем его помутнение: кристалл выветривается, т.е. теряет, всегда входящую в его состав воду. фото разрушенных кристаллов
• Эту проблему можно решить двумя способами:
• 1-Покрыть кристалл бесцветным лаком.
• 2-Хранить в герметичных пакетах.

3.3 «Нить»

• Чтобы не было наростов на нити, нить должна быть тонкой без волосков, и должна быть опущена с затравкой в раствор на 5-7оС теплее комнатной температуры. Такая нить успевает пропитаться раствором и «сливается» с системой в единое целое. 

В ходе исследования мы выяснили:

• Твердые кристаллы вызывают быструю кристаллизацию только в перенасыщенном растворе.
• Для быстрого выращивания монокристалла необходима затравка.
• Для лучшего растворения соли необходимо использовать теплую воду.
• Что бы защитить кристалл от разрушения надо покрыть его бесцветным лаком.

• В ходе лабораторных опытов мы убедились в том, что вырастить монокристаллы в домашних условиях сложно, но возможно.

• Использованные Интернет — ресурсы:   -  school-collection.edu.ru -  class-fizika.narod.ru -  www.fizika.ru   -  http://fiz.1september.ru