Исследовательская работа "Выращивание кристаллов"

Что такое кристаллы? Под   термином   "кристалл"   следует   понимать   вещество,   в   котором   мельчайшие частицы, атомы, располагаются в определенном порядке. Они образуют кристаллическую решетку – трехмерно­периодическую упорядоченную пространственную укладку. Вследствие   этого   внешне   кристаллы   имеют   вид   правильных   симметричных многогранников.   Они   могут   сильно   различаться   по   форме   и   иметь   от   четырех   и   до нескольких   сотен   граней,   которые   пересекаются   под   определенными   углами   друг   с другом. Составляющие   данное   твёрдое   вещество   частицы   образуют   кристаллическую решётку. Если кристаллические решётки пространственно одинаковы или сходны (имеют одинаковую   симметрию),   то   геометрическое   различие   между   ними   заключается,   в частности, в разных расстояниях между частицами, занимающими узлы решётки. Часто   твёрдые   вещества   образуют   (в   зависимости   от   условий)   более   чем   одну форму   кристаллической   решётки;   такие   формы   называются   полиморфными модификациями. Например, среди простых веществ известны ромбическая и моноклинная сера, графит и алмаз, которые являются гексагональной и кубической модификациями углерода. Таким образом, углерод встречается нам каждый день на уроках внутри карандаша –   это   рисующая,   оставляющая   след   на   бумаге   сердцевина   из   графита.   Другой   вид кристаллической   решетки   углерода   –   алмаз,   обрабатывают,   шлифуют,   получают бриллиант, который используется в ювелирных украшениях. Каждый   из   нас   при   слове   «кристалл»   представляет   себе   прозрачные,   крупные, бесцветные   или   яркие   многогранники   с   блестящими   идеальными   гранями. Исключительными качествами они обязаны своему строению: кристаллы и аморфные тела отличаются существованием во внутреннем строении первых кристаллической строгой решётки. Если представить, что человек уменьшился в миллион раз и оказался внутри стеклянного куба, то вокруг себя он бы увидел беспорядочные нагромождения различных молекул. Но если заглянуть внутрь даже самого мелкого кристалла, то можно увидеть совсем другую картину: по разным сторонам бесконечно тянутся жестко упорядоченные шеренги молекул, ионов или атомов, которые подчиняются законам строгой симметрии, правящим в мире правильных кристаллов. Выращивание кристаллов соли в домашних условиях Создать настоящий кристалл из соли мы можем вырастить сами. Для этого нам понадобится: 1. Ёмкость. 2. Поваренная соль. 3. Палка для перемешивания раствора. 4. Кристаллик соли. 5. Нитка. Теперь приступим непосредственно к созданию кристалла соли. В стеклянную ёмкость необходимо налить холодной чистой воды. Туда небольшими порциями добавляется соль и перемешивается палкой. Соль сыпем до тех пор, пока она не перестанет растворяться в воде (раствор становится пересыщенным). Получившийся соляной раствор нужно немного подогреть на водяной бане или в кастрюле  с тёплой водой. Полученный раствор процеживаем через фильтровальную бумагу, таким образом, исключая  твёрдые  примеси. Смесь  выливаем   в ёмкость,  где   в  последующем  вырастет кристалл. Нам  понадобится «затравка»,  на основе   которой  вырастет   кристалл.  В  качестве «затравки» нельзя использовать металлические элементы. Итак, берем кристаллик соли и привязываем   к   нему   нитку.   С   другой   стороны   привязываем,   например,   карандаш. Опускаем   нитку   с   «затравкой»   в   ёмкость,   а   сверху   нитка   на   ёмкости   держится   при помощи перемычки – карандаша. Помните, что чем медленнее будет остывать наша соленая жидкость, тем больше по размеру получатся кристаллы. Желательно прикрыть стакан бумагой и поставить его в темное место, защищенное от сквозняков. Спустя 2­3 суток вы увидите, как ваш камешек обрастет маленькими кристалликами. Внимательно следите за тем, чтобы раствор все время полностью покрывал «затравку». Также следует еженедельно очищать жидкость от пыли и лишних кристаллов, формирующихся на дне стакана. По мере испарения нужно доливать в емкость сильно концентрированный солевой раствор. Следите за тем, чтобы он был   чистым   и   нехолодным   (комнатной   температуры).   Кроме   того,   необходимо периодически удалять корку, появляющуюся на дне емкости. Спустя две­три недели ваш кристалл достигнет примерно 2­3 см в длину. А для того чтобы получить более крупный экземпляр, потребуется больше времени – порядка 6 недель.         Наш   эксперимент   получился   немного   не   так,  как   рассчитывали:   оставив   стакан вечером на батарее для более быстрого испарения, рано утром мы обнаружили «иней» на стенках стакана. Процесс образования кристаллов соли в нашем случае был похож на природный процесс замерзания воды, превращения её в лёд, преобразования из жидкого состояния в твёрдое. Кристаллы образовались не только на нитке, но и на стенках стакана, соединившись друг с другом – они образовали один большой кусок «льда». Соль в природе Чтобы осознать, насколько вещества с кристаллическим строением распространены в окружающей природе, стоит просто вспомнить о том, что большинство горных пород состоит из кристаллов. А ведь вся кора Земли строится именно из горных пород. В природе соль (хлорид натрия) чаще всего встречается в виде минерала галита. Он имеет кубическую решётку. Бесцветный, прозрачный минерал, со стеклянным блеском. Распространённый  минерал соленосных толщ. Образуется при осаждении в замкнутых водоёмах, а также как продукт сгона на стенках кратеров вулканов. Составляет пласты в осадочных породах лагунных и морских фаций, штокоподобные тела в соляных куполах и тому подобных. Каменной солью называют осадочную горную породу, состоящую в основном из галита. Галит также часто называют каменной солью. Эта осадочная горная порода может быть бесцветной или снежно­белой, но чаще она окрашена примесями глин, талька (серый цвет),   оксидами   и   гидроксидами   железа   (жёлтый,   оранжевый,   розовый,   красный), битумами (бурая). По   условиям   формирования   месторождений   каменную   соль   подразделяют   на следующие виды:  рассолы современных соляных бассейнов  соляные подземные воды  залежи минеральных солей современных соляных бассейнов  ископаемые залежи (важнейшие для промышленности). В нашей области находится крупное месторождение каменной соли. Илецкое   месторождение   каменной   соли   представляет   собой   соляной   купол   с выведенным   на   поверхность   соляным   ядром.   Соляный   купол   находится   на   верхней террасе р. Илека, протекающий в 5­7 км к югу от соляного купола. В равнинном степном рельефе купол выражен только Гипсовой горой, и представляющий останец кепрока – каменной шляпы соляного купола. Соляный купол покрыт и окружен в верхней части рыхлыми песчано­галечниковыми отложениями третьей террасы р. Илека, которые здесь достигают большой мощности. Буровые скважины, пройденные для определения южной границы купола, на глубине 50­100 м не вышли из аллювиальных галечников, прослоенных глинами и суглинками. Добыча соли ведется подземным способом камерной системы отработки на глубине 280­330   м.   Камеры   отрабатываются   послойно   с   использованием   горнопроходческих комбайнов,  отбивающих   соль.  Доставка   соли   к  стволам   осуществляется   самоходными вагонами и конвейерами. По   уникальности   месторождения   илецкая   соль   не   требует   дополнительного обогащения, и поэтому её переработка заключается в дроблении на вальцевых станках и сортировке   по   фракциям   на   грохотах.   В   целях   профилактики   йод­дефицитных заболеваний   часть   соли   обогащается   йодом   и   готовая,   отсортированная   соль упаковывается и поставляется потребителям.