Выращивание кристаллов

МБОУ «Сергиевская средняя общеобразовательная школа Оренбургского района»

конкурс исследовательских работ

«ЮНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬ»

Секция физики

ВЫРАЩИВАНИЕ ПУШИСТЫХ КРИСТАЛЛОВ

В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ

Выполнил:                                                         ученик 3 класса                                                                             МБОУ «Сергиевская СОШ»                                                             Максимов Даниил

Школьный учитель:

М. В. Сурмачевская

Оренбург

2019 г

ВЫРАЩИВАНИЕ ПУШИСТЫХ КРИСТАЛЛОВ

В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ

СОДЕРЖАНИЕ:

ВВЕДЕНИЕ

Каждый человек в своей жизни хотя бы один раз любовался красивым блеском кристаллов. Они завораживают своими правильными формами, большим разнообразием расцветок. Человечество с древних времен изучает свойства кристаллов. Кристаллы, как и живые существа, могут зарождаться, расти, стареть и разрушаться.

Я заинтересовался кристаллами, когда мне родители впервые подарили журнал «Минералы. Сокровища Земли». Мне нравилось рассматривать кристаллы, которые идут в наборе с журналом, читать о разных минералах. Я решил попробовать вырастить кристалл в домашних условиях.

Актуальность работы: кристаллы играют большую роль в жизни человека. Их используют в качестве украшений, элементов декора, в науке и технике. Зная структуру кристаллов, можно управлять их свойствами.

Гипотеза: некоторые кристаллы легко выращиваются в домашних условиях.

Предмет исследования: кристаллы.

Объект исследования: рост кристаллов.

Цель проекта: научиться выращивать пушистые кристаллы  в домашних условиях.

Задачи проекта:

1.                 Изучить происхождение кристаллов, их разновидности.

2.                 Выяснить, где и как применяются кристаллы.

3.                 Определить способ выращивания кристаллов в домашних условиях.

4.                 Подобрать дома доступное оборудование и сырье для выращивания кристаллов.

5.                 Познакомиться с мерами безопасности при проведении опытов.

6.                 Вырастить кристаллы медного купороса и железного купороса.

7.                 Сравнить полученные кристаллы.

3

ГЛАВА 1.

§ 1. Что такое кристаллы. Разновидности кристаллов.

Кристаллы – это твердые тела, которые имеют упорядоченное, симметрическое строение. В переводе с греческого слово «кристалл» означает «прозрачный лед». Вначале так называли горный хрусталь. Горный хрусталь принимали за лед, который так сильно замерз, что уже не тает. Главной особенностью кристалла считали его прозрачность, поэтому позднее так стали называть все прозрачные твердые тела. Сейчас словом «кристалл» называют все твердые тела с упорядоченной внутренней структурой, которая часто проявляется в виде правильной геометрической формы тела.

Все кристаллы делятся на две большие группы: идеальные и реальные. Идеальные кристаллы – математическая модель, которой пользуются ученные, чтобы описать свойства  настоящих кристаллов. Реальные кристаллы – те, с которыми мы сталкиваемся в жизни. Они имеют различные примеси, шероховатые поверхности, могут иметь неправильную форму.

Так же кристаллы делят на группы по их происхождению: природные (естественные) и искусственные (выращенные человеком). Природные кристаллы вырастают в недрах планеты в естественных для роста условиях. Искусственные кристаллы выращиваются в лабораториях или домашних условиях. Например, кристаллы поваренной соли можно вырастить дома. Кристаллы рубина (фото 1) могут быть выращены как самой природой, так и в лаборатории людьми. Но существуют кристаллы, например парателлурит (фото 2), которые не вырастают в природе, их можно получить только в лабораторных условиях.

Фото 1. Кристалл рубина                Фото 2. Кристалл парателлурита

4

§ 2. Применение кристаллов.

Применение кристаллов в науке и технике очень разнообразно. Приведу только несколько примеров. Самый твердый и редкий минерал – алмаз (фото 3) – используется как украшение. Так же из-за его исключительной твердости многие режущие инструменты покрывают смесью алмазного порошка и клейкого вещества. Алмазным порошком шлифуют и полируют твердые камни, закаленную сталь, твердые и сверхтвердые сплавы.

Рубин и сапфир (фото 4) относятся к самым красивым и дорогим из драгоценных камней. Но у них есть и другие применения. Все часы работают на искусственных рубинах. Рубины используют в лазерах, так как его кристалл  усиливает свет. Сапфир прозрачен, поэтому из него делают пластины для оптических приборов.

Кристаллы используются в устройствах для записи и воспроизведения звука. Кристаллы кремния и германия входят в состав полупроводниковых диодов, которые есть в каждом компьютере и мобильном телефоне.

Так же в технике нашел свое применение материал поляроид (фото 5) – тонкая прозрачная пленка, заполненная крохотными игольчатыми кристаллами. Поляроидные пленки используют в поляроидных очках, так как они гасят блики отраженного света. Это важно для полярников, которым приходится смотреть на ослепительный снег, а так же для водителей автотранспорта.

         Фото 3                          Фото 4                                    Фото 5

         Алмаз                            Сапфир                    Поляроидные пленки

5

ГЛАВА 2.

Этап 1. Как вырастить пушистый кристалл

Пушистый кристалл — удивительный и очень хрупкий. На его основе базируются современные «химически выращенные деревья». Мы выращивали уже такое и были в полном восторге! А сегодня такое дерево мы полностью вырастили сами.

Чтобы вырастить пушистый кристалл нам понадобилось:

·                  Поливиниловый спирт

·                  Горячая вода

·                  Карбамид

·                  Краситель

·                  Жидкое мыло

·                  Фильтровальная бумага

·                  Чашка Петри, или блюдце

·                  Мерная ложка

·                  Стеклянный сосуд

·                  Мерный стакан

Сначала необходимо в стеклянной банке на водяной бане растворить 5 г поливинилового спирта в 100 мл горячей воды.

А теперь творческий процесс: создаем «дерево» из фильтровальной бумаги. Для этого из круга вырезаем прямоугольник и делаем из него цилиндр, скрепив степлером. После этого один края надрезаем на «лепестки» и слегка отгибаем их в сторону.

6

ВАЖНО! Нужно помнить, что это химические реактивы, поэтому дети должны работать с ними только под наблюдением взрослых!

Этап 2. Наблюдение за ростом кристаллов.

Ход эксперимента по выращиванию пушистого кристалла

Приготовим насыщенный раствор карбамида. Для этого насыпаем в стакан 15г карбамида и несколько крупинок красителя.

Перемешав, добавляем 15 мл горячей воды.

Снова тщательно перемешав раствор, добавляем в стакан 2 мл подготовленного раствора поливинилового спирта. Для более интенсивного роста кристаллов рекомендуется добавить пару капель жидкого мыла.

7

Теперь выливаем раствор в чашку Петри, в центр которой помещаем изготовленную основу для кристаллов — «дерево». И... наблюдаем и удивляемся!

Первые кристаллы у нас появились уже через 20 минут:

Вот такие они были через час:

Через сутки:

8

Кристаллы растут интенсивно и быстро, но при этом они очень хрупкие. Но честно говоря, и это свойство весьма увлекает. Мне было интересно трогать их, рассматривать .Они очень мягкие и пушистые.

Этап 3. Итоги моего исследования:

В результате исследовательской работы гипотеза полностью подтвердилась:

•      Пушистые кристаллы можно вырастить в домашних условиях.

•      Информация о кристаллах найдена и изучена.

•      Процесс роста кристалов мною исследован.

•      Пушистый кристалл выращен.

9

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании проделанной работы я сделал следующие выводы:

1.     Кристаллы разных веществ отличаются друг от друга цветом и формой.

2.     Разные кристаллы имеют разные направление роста и скорость роста.

3.     Кристаллы лучше растут в сильно насыщенном растворе соли.

4.     Рост кристаллов сильно зависит от температуры: чем выше температура, тем быстрее растут кристаллы.

5.     Кристаллы медного и железного купороса хрупкие, при работе с ними надо быть аккуратным.

Результаты проекта:

1.     Я учился работать с источниками информации из Интернета.

2.     Освоил два способа выращивания кристаллов.

3.     В течении нескольких дней наблюдал рост кристаллов.

4.     Рассказал одноклассникам, как можно вырастить кристаллы в домашних условиях на уроке окружающего мира по теме «Вмире камней».

10

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:

1.     Универсальная школьная энциклопедия для детей – М.: «Аванта плюс», 2017.

2.     Большая книга эксперимента для школьников. – М.: Росмен, 2001.

3.     Журнал «Минералы. Сокровища Земли». Выпуски № 3, 5, 15, 20. – «Де Агостини», 2013.

4.     Журнал «Физика в школе» № 2. М., 2015.

5.     http://kristal.21428s12.edusite.ru/

6.     http://course-crystal.narod.ru/

11

Приложение

12

В 14.00 дня                                                  В 14.20 дня

                 В 20.00 вечера

13

Скачано с www.znanio.ru