Исследовательская работа №Как вырастить кристаллы в домашних условиях?"

СОДЕРЖАНИЕ Введение…………………………………………………………………………...2 Кристаллы вокруг нас…………………………………………………………….2 Использование кристаллов……………………………………………………….3 Выращивание кристаллов………………………………………………………...4 Опытно – экспериментальная работа……………………………………………5 Выводы. …………………………………………………………………………...6 Список литературы и интернет ­ ресурсов……………………………………...8  1 Введение. Однажды   я   увидел   в   рекламе   по   телевизору   набор   для   выращивания кристаллов. Я задумался: а смогу ли я, используя только воду, сахар  и соль, вырастить   кристаллы     в   домашних   условиях?   И   решил   попробовать.   И попросил   в   этом   мне   помочь   мою   учительницу   Гогореву   Галину    Александровну. Цель   моего   исследования: научиться   выращивать   кристаллы   в   домашних условиях В ходе моего исследования передо мной были поставлены такие задачи: растворов из       соли,   сахара. 1. Познакомиться со способами выращивания кристаллов. 2. Провести опыты по выращиванию кристаллов и понаблюдать за  скоростью их роста, формой. 3. Сделать выводы по проведенным опытам. Кристаллы вокруг нас         Свое исследование я начал с изучения литературы. В энциклопедиях я прочитал много познавательного о кристаллах и сделал вывод: все камни  ­ это   кристаллы!   Причем   не   только   яркие   и   блестящие   драгоценные   камни (алмазы, рубины, сапфиры), но и обычные, из которых состоят горы, скалы, ущелья   и   пещеры.   Кристаллы,   в   переводе   с   греческого   языка,   (krystallos) означают « лёд».     По данным энциклопедии, кристалл ­ это твердое тело. Кристаллики растут, присоединяя частицы вещества из жидкости или пара. Кристаллы   бывают   естественного   происхождения   и   искусственного, выращенные   в   специально   созданных   условиях.   И   каждый   человек,   при желании может легко вырастить кристаллы у себя дома.  2 В результате при росте кристаллов на их поверхности самопроизвольно возникают   плоские   грани,   а   сами   кристаллы   принимают   разнообразную форму. геометрическую          Нет такого места на Земле, где бы ни было кристаллов. И не только на   Земле!   Из   межпланетного   пространства   иногда   прилетают   к   нам   осколки небесных тел ­ метеоритов. Оказалось, что их строение ничем не отличается от строения наших земных минералов и горных пород: они тоже состоят из кристаллов.          Лёд и снег, глина и песок, мрамор и гранит, сапфир и бриллиант, соль и сахар, и сотни других веществ – всё это кристаллы. И даже в живом организме они существуют. На их основе образовались молекулы, давшие начало жизни на планете. Использование кристаллов                Кристаллы широко применяются в науке, промышленности, оптике, электронике. Природные   кристаллы   всегда   возбуждали   любопытство   у   людей.   Их цвет, блеск и форма затрагивали человеческое чувство прекрасного, и люди украшали ими себя и жилище. С давних пор 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. Опираясь на законы оптики, ученые искали прозрачный бесцветный и бездефектный   минерал,   из   которого   можно   было   бы   шлифованием   и 3 полированием изготавливать линзы. Нужными оптическими и механическими свойствами обладают кристаллы неокрашенного кварца, и  первые линзы, в том   числе   и   для   очков,   изготавливались   из   них.   Даже   после   появления искусственного оптического стекла потребность в кристаллах полностью не отпала;   кристаллы   кварца,   и   других   прозрачных   веществ,   пропускающих ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, до сих пор применяются для изготовления призм и линз оптических приборов.  Кристаллы сыграли важную роль во многих технических новинках 20 века.   Некоторые   кристаллы   генерируют   электрический   заряд   при деформации.  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.          Многие технологические потребности в кристаллах явились стимулом к исследованию   методов   выращивания   кристаллов   с   заранее   заданными   Труды химическими, исследователей   не   пропали   даром,   и   были   найдены   способы   выращивания   физическими   и   электрическими   свойствами. больших кристаллов сотен веществ, многие из которых не имеют природного аналога.   В   природе   часто   встречаются   твёрдые   тела,   имеющие   форму правильных   многогранников.   Такие   тела   назвали   кристаллами.   Изучение физических   свойств   кристаллов   показало,   что   геометрически   правильная форма – не главная их особенность.        Кристаллография – наука не новая. У её истоков стоит М. В. Ломоносов. А вот выращивание искусственных кристаллов дело более позднее. Изучая природу кристаллов, определяли состав, из которого они выросли и условия их роста. И теперь 4 эти процессы имитируют, получая кристаллы с заданными свойствами. Выращивание кристаллов           Чтобы вырастить кристалл, полезно знать, какие процессы управляют его   ростом;   почему   разные   вещества   дают   кристаллы   различной   формы,  а некоторые вовсе не образуют кристаллов; что надо сделать, чтобы кристаллы получились большими и красивыми. Форма кристалла зависит от формы и размера частиц данного вещества, а также от того, как они друг с другом взаимодействуют.                    Выращивают кристаллы разными способами. Например, охлаждая насыщенный   раствор.   С   понижением   температуры   растворимость большинства веществ уменьшается, и они, как говорят, выпадают в осадок. Сначала в растворе и на стенках сосуда появляются крошечные кристаллы­ зародыши. Когда охлаждение медленное, а в растворе нет твердых примесей (например,   пыли),   зародышей   образуется   немного,   и   постепенно   они превращаются   в   красивые   кристаллы   правильной   формы.   При   быстром охлаждении   центров   кристаллизации   возникает   много,   сам   процесс   идет активнее. Правильных кристаллов при этом не получится, ведь множество быстро   растущих   кристаллов   так   же   мешают   друг   другу.         Другой метод выращивания кристаллов – постепенное удаление воды из насыщенного раствора. И в этом случае, чем медленнее удаляется вода, тем лучше получаются кристаллы. Можно оставить открытый сосуд с раствором при   комнатной   температуре   на   длительный   срок   –   вода   при   этом   будет испаряться медленно (особенно если сверху положить лист бумаги, который заодно пыли). защитит от     раствор                  Растущий кристалл можно либо подвесить в насыщенном растворе на тонкой прочной нитке, либо положить на дно сосуда. В последнем случае кристалл периодически надо поворачивать на другой бок. По мере испарения 5 воды   в   сосуд   следует   подливать   свежий   раствор.   Даже   если   исходный кристалл имел неправильную форму, он рано или поздно сам выправит все дефекты и примет форму, свойственную данному веществу. Время от времени кристаллизатор   необходимо   чистить:   сливать   раствор   и   удалять   мелкие кристаллики,   наросшие   на   основном,   а   также   на   стенках   и   дне   сосуда. Теоретически размер кристалла, который можно вырастить таким способом, неограничен. 4.Опытно – экспериментальная работа.                 Для   проведения   опытов   по   выращиванию   кристаллов   в  домашних условиях я взял: соль, сахар и воду. В стеклянные банки налил кипяченую воду.   Постепенно   в   каждую   банку   насыпал   соль,   сахар   и   постоянно помешивая,   до   тех   пор,   пока   вещество   не   перестало   растворяться.         Далее раствор процедил, чтобы не было на дне осадка, к нитке привязал бусинку и опустил в стакан. Бусинка   на нитке служила «затравкой», т.е. к ней должны были прикрепляться кристаллы.  05.02.2018 06.02.2018 12.02.2018 25.02.2018 05.03.2018 24.03.2018 Начало опыта. Кристаллов пока не было. В   соли   на   нитке     и   стенках   стакана     образовались   мелкие кристаллы я сделал вывод, что в сахаре кристаллы  растут медленнее, чем в соли В стакане с сахаром начинаю расти кристаллы Конец опыта. Из литературы я узнал: 5. Выводы. 1. Что такое кристалл, где они встречаются в природе; 2. Какими способами можно выращивать кристаллы и где их применяют.   В ходе проведенных мною опытов: 6 1. Я научился выращивать кристаллы из растворов соли и сахара 2. Научился соблюдать меры предосторожности при работе 3. Выяснил, что кристалл из соли растёт быстрее, чем кристалл из сахара  4. Выяснил, что кристаллы могут приобретать разные формы 5. Выяснял, что выращивание кристаллов – очень интересный и  увлекательный процесс. 6. Грани кристалла из сахара крупнее, чем у кристалла из соли  6. Заключение         Все   физические   свойства,   благодаря   которым   кристаллы   так   широко применяются, зависят от их строения – их пространственной решётки.              Я отобрал наиболее приемлемый способ для выращивания кристаллов в домашних условиях и вырастил кристаллы соли и сахара. По мере роста кристаллов проводил наблюдения, фиксировал изменения.                      Кристаллы   –   это   красиво,   можно   сказать   чудо   какое­то,   они притягивают к себе; говорят же "кристальной души человек" о том, в ком чистая душа. Кристальная – значит, сияющая светом, как алмаз.             Кристаллы могут зарождаться, стареть, разрушаться. Сейчас, пожалуй, нельзя назвать ни одну дисциплину, ни одну область науки и техники, которая бы   обходилась   без   кристаллов.   Медиков   интересуют   среды,   в   которых происходит кристаллообразование почечных камней, а фармацевтов таблетки – это спрессованные кристаллы. Усвоение, растворение таблеток зависит от того, какими гранями покрыты эти микрокристаллики.        Тема “Кристаллы” актуальна, и если в неё вникать  глубже, то она будет интересна   каждому,   даст   ответы   на   многие   вопросы,   а   самое   главное   – безграничное   применение   кристаллов.   Кристаллы   загадочны   по   своей сущности   и   настолько   неординарны,  что   в  своей   работе   я   рассказал   лишь малую часть того, что известно о кристаллах и их применении в настоящее время.   Может   быть,   что   кристаллическое   состояние   вещества   –   это   та ступенька, которая объединила неорганический мир с миром живой материи. Будущее новейших технологий принадлежит кристаллам и кристаллическим агрегатам!  На   основании   проведенного   исследования   я   пришел   к   следующим выводам: 7  Искусственно   выращенные   кристаллы   применяются   в   самых различных областях: медицине, радиотехнике, в машино­самолето строении, в оптике и во многих других.  Срок получения искусственных кристаллов значительно меньший, чем процесс их естественного образования. Что делает их более доступными в использовании.   В   домашних   условиях   можно   вырастить   кристаллы   даже   за небольшой срок.  Список литературы и интернет­ресурсов: 1. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия./ Глав.ред. В.А. Володин. – М.: Аванта+, 2000.  2. Шаскольская М.Л. Кристаллы, М.: Наука, 1985 г. 3. Банн Ч. Кристаллы Их роль в природе и науке.­М.,1970г. 4. http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2202.html 5. http://biofile.ru/geo/3298.html 8