Учебно-исследовательская работа на тему: «Выращивание кристаллов в домашних условиях»

КГУ «Средняя общеобразовательная школа № 85» «Выращивание кристаллов в  домашних условиях» Автор: Лисавина Яна  ученица 4 А класса Руководитель: Лемешенко Светлана Ивановна учитель начальных классов г. Караганда 2015 год

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ    Возможно, вы считаете, что кристалл — это  редкий и красивый минерал или драгоценный  камень. Отчасти вы правы. Изумруды и  бриллианты являются кристаллами. Но не все  кристаллы редки и красивы. Каждая  отдельная частица соли или сахара — тоже  кристалл! Многие из самых обычных веществ  вокруг нас представляют из себя кристаллы.

Кристалл — это твердое состояние вещества. Он  имеет определенную форму и определенное  количество граней вследствие расположения  своих атомов. Все кристаллы одного вещества  имеют одинаковую форму, хоть и могут  отличаться размерами.  В природе существуют сотни веществ,  образующих кристаллы. Вода — одно из самых  распространенных из них. Замерзающая вода  превращается в кристаллы льда или снежинки.

И не зря, слово «кристалл» происходит от греческого  «крюсталлос», то есть «лед».     Блестящие и ровные грани кристаллов выглядят так, как  будто над ними поработал искусный шлифовальщик.  Отдельные части кристалла повторяют друг друга,  образуя красивую правильную форму.     Существуют особые формы кристаллов: иглы, перья,  ветки, цветы, деревца и т.п. Примерами таких причудливых   кристаллов служат всем известные ледяные узоры на  окнах.

Мир кристаллов – удивительный мир  многогранников, привлекающих совершенством и  красотой своей формы.  Это кристаллы обычной  поваренной соли и драгоценные камни, кварц,  кристаллы многих других пород.

В природе, в лаборатории, на заводе  кристаллы растут из растворов, из расплавов,  из паров, из твердых веществ. Поэтому  представляется важным и интересным  попробовать вырастить кристалл в домашних  условиях без применения специальных  приспособлений. Это и определило тему  исследования «Выращивание кристаллов в  домашних условиях».

Цель исследования: Изучение процесса роста кристаллов в домашних  условиях.    Исходя из цели, нами были поставлены  следующие задачи: • изучить литературу по данной теме;  • познакомиться со способами выращивания  кристаллов; • освоить методику выращивания кристаллических тел; • провести наблюдения за процессом кристаллизации; • оценить результаты работы и сделать выводы.

Объект исследования: • кристалл дигидрофосфата аммония (аммоний  фосфорнокислый).    Предмет исследования: • процесс образования кристаллов  в домашних  условиях.    Гипотеза исследования:  • возможно, что кристаллы могут вырасти из  некоторых веществ при определенных условиях.

Методика исследования.    Для выращивания кристалла на дому подойдут далеко  не все вещества. Можно вырастить кристалл из  обычной соли, но для выращивания кристаллов соли  нужна идеально чистая соль, что делает выращивание  кристаллов соли на дому делом сложным, но всё таки их  вырастить возможно, правда это будет долго, и  кристаллы получатся со множеством дефектов. Так же  можно выращивать кристаллы из медного купороса, тем  более, что они получатся не прозрачными, а глубокого  синего цвета. Но мы взяли за основу набор для детского  творчества «Алхимик. Выращивание кристаллов»

В набор входит: химический                              реактив (в данном случае                              дигидрофосфат аммония),                              ёмкость для выращивания                              кристаллов – 2 шт, пластиковая                              ложка,  основа (для кристаллов  группы №ДРУЗА»), фигурки  из фетра и проволока (для  кристаллов в виде  декоративной фигурки).

Способ выращивания кристаллов группы «ДРУЗА». 1.  Приготовить насыщенный раствор дигидрофосфата аммония.      Для этого необходимо разогреть  200 мл воды примерно до 70 0С на                                плите и осторожно                                перелить в банку,                                куда мы всыпаем химическое                                вещество и краситель. Тщательно                               размешиваем до полного                                растворения вещества.

2. Когда раствор остынет почти до комнатной      температуры, переливаем его       в ёмкость, где мы будем       выращивать кристаллы,      предварительно положив на       дно входящий в состав кусочек                                      плитки.                                    3. Равномерно рассыпаем                                     примерно одну чайную ложку                                     химического вещества по всей                                    поверхности раствора.

3. Опустившиеся на дно и на плитку маленькие  кристаллики порошка послужат затравкой для  образования и роста кристаллов. 4. Накрываем ёмкость крышкой и ставим её в  укромное место при комнатной температуре. На  следующий день снимаем крышку и оставляем  емкость открытой. 5. Ведём наблюдения.

Способы выращивания кристаллов в виде  декоративной фигурки 1. Таким же образом, как и в первом опыте  растворяем в банке химическое вещество и  краситель. Переливаем раствор во вторую  ёмкость, предназначенную для выращивания  кристаллов, и оставляем до полного  остывания (до комнатной температуры). 2. В набор вложен кусочек фетра                           с вырубленными фигурками                       бабочки и звёздочки. Крепим              выбранную фигурку на                      проволочку.

3. Когда раствор полностью остынет, опускаем в  него проволоку так, чтобы фигурка, находящаяся  в ней, полностью была в растворе, но не касалась  дна. Оставляем ёмкость в укромном месте при  комнатной температуре и наблюдаем.      Результаты исследования      Начало исследования 15 октября 2014 года 10  часов 30 минут.      В своём эксперименте я провела 2 опыта:  • Опыт №1 ­ выращивание кристаллов группы  «Друза»; • Опыт №2 ­  выращивание кристаллов в виде  декоративной фигурки (в данном случае в форме  звёздочки).

Наблюдение:     15 октября 2014 года 20 часов 30 минут • Опыт №1 – на дне ёмкости появились мелкие  кристаллики; • Опыт №2 ­  на кончиках звёздочки появились  маленькие кристаллики.

16 октября 12 часов 00 минут • Опыт №1 – на дне банчки появился                       слой кристаллов толщиной 2 см; • Опыт №2 ­  размер кристаллов                      увеличился, на проволоке                                                                                          появилась «заснеженная  ёлочка». При проведении опыта мы допустили  ошибку. Не дождавшись, когда раствор полностью  остынет, мы опустили в него фигурку. Возможно по  этой причине наша                       фигурка  кристаллами полностью не               покрылась и по  этому мы решили                  закончить опыт на этом  этапе. Но зато, мы имеем отличный результат: на  кончиках нашей звёздочки выросли крупные  красивые кристаллы.

Немного огорчившись Опытом №2, мы решили  повторить опыт. Для этого мы заново растворили  образовавшийся на дне ёмкости осадок на  водяной бане и снова проделали все действия со  второй фигуркой.    16 октября 19 часов 50 минут • Опыт №1 –слой кристаллов                       увеличился до 2,5 см толщиной; • Опыт №2 ­  наша бабочка начала покрываться                                                                                                                   маленькими          маленькими  кристалликами.

18 октября 08 часов 00 минут • Опыт №1 –слой кристаллов увеличился до 3 см  толщиной, различаются крупные кристаллы; • Опыт №2 ­  вся поверхность бабочки покрыта  кристаллами.

21 октября 20 часов 00 минут • Опыт №1 – кристаллы еще больше выросли.  Раствор из баночки немного испарился; • Опыт №2 ­  кристаллы стали крупнее.

Окончание эксперимента 24 октября 12 часов  40 минут • Результат Опыта №1

• Результат Опыта №2

Заключение • Гипотеза подтвердилась. Можно вырастить в  домашних условиях разные формы кристаллов.  Всё зависит от условий, насыщенности раствора и  конечно же «затравки». • Кристаллы группы «Друза» зарождаются на  подложке группами или поодиночке. Срастаясь,  они образуют друзы. Кристаллы прозрачные,  остроконечные, вытянутой формы.  • С использованием фетра или другого ворсистого  материала можно вырастить кристаллы любой  понравившейся фигуры. Такая фигурка украсит  любую новогоднюю ёлку или станет красивым  подарком­сувениром.

• Работа мне очень понравилась, было  интересно наблюдать за ростом кристаллов. В  дальнейшем мы планируем продолжить  изучение увлекательного процесса роста  кристаллов. Следующими опытами станут  кристаллы из медного купороса и поваренной  соли.