Проектная (исследовательская) работа. Магия кристаллов


Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа №1 имени М.В. Ломоносова»
Магия кристаллов
Проектная (исследовательская) работа
Выполнил:
Арефьев Даниил
ученик 2 б класса
Руководитель:
Павлычева Яна Николаевна
учитель начальных классов
г. Елизово
2014 г
Содержание
Введение………………………………………………………………………..….…...3
Теоретическая часть
Из истории…………………………………………………………………..……….…4
Что такое кристаллы…………………………………………………………………...7
Разнообразие кристаллов ………………………………………………………….…7
Применение кристаллов………………………………………………………..……...8
Способы выращивания кристаллов в домашних условиях………………………..9
Практическая часть
Выращивание кристаллов медного купороса…………………………………….....11
Выращивание кристаллов поваренной и морской соли…………………………..12
Выращивание кристаллов пищевой соды…………………………………………..13
Выращивание кристаллов сахара…………………………………………………….14
Розы, украшенные кристаллами…………………………………………………….15
Заключение…………………………………………………………….……………..16
Введение
Кристаллы - удивительное и непредсказуемое явление природы. Размеры, цвета и формы кристаллов иногда просто поражают своей необычностью. Кажется, что кристаллы - редкое явление, но на самом деле мы встречаем их везде на протяжении всей своей жизни. Это и снежинки зимой, и драгоценные камни в ювелирных изделиях, и корунд на наждачной шкурке, и даже алмазное напыление некоторых напильников.Мы строим дома из кристаллов,также едим кристаллы, лечимся ими, но, что самое главное – мы сами частично состоим из кристаллов.Соль, сахар, снег, лед, глина и песок, сотни других веществ – все это не что иное, как кристаллы.
- Что такое кристаллизация?
- Как происходит процесс?
- Что такое кристалл?
- Где встречаются кристаллы?
- Как выглядят?
- Какие бывают кристаллы?
- Можно ли вырастить кристаллы самим?
- А, если да, то из чего?
Я решил сам ответить на эти вопросы. Вот так и появился мой проект.
Темапроекта«Магия кристаллов».
Цель:выращиваниекристаллов разных веществ в домашних условиях.
Объект исследования: кристаллы
Предмет исследования:как происходит процесс кристаллизации
Гипотеза: я предполагаю, что вырастить кристаллы в домашних условиях возможно.
Актуальность исследования: выращивание кристаллов интересное и увлекательное занятие и, пожалуй, самое простое, доступное и недорогое, максимально безопасное с точки зрения техники безопасности, что немаловажно для тех, кто проводит эксперименты дома. А также неотъемлемой частью нашей жизни стали приборы на основе жидких кристаллов, поэтому эта тема актуальна для меня. И может быть, проведеное мной исследование повлечет за собой осознанный выбор будущей моей профессии.
Практическая значимость проекта состоит в создании классной коллекции «Кристаллы», составлении презентации с фотографиями выращенных кристаллов. Результаты исследования могут быть использованы на уроках окружающего мира, во внеклассных мероприятиях.
Теоретическая часть
108585104140В недрах земли люди порой находят камни, имеющие удивительную форму – иногда кажется, что их кто-то специально выпиливал, затем полировал, чтобы они приобрели именно такую форму. Речь идет о многогранниках с плоскими гранями и прямыми ребрами. Правильность и совершенство формы этих камней, а также безукоризненная поверхность их граней часто поражают человека своей красотой. Иногда, смотря на их, нам трудно поверить, что они образовались сами без участия человека. Именно такие камни с природной, не сделанной руками человека, правильной, симметричной, многогранной формой и называются кристаллами.Так что же такое кристаллы?
Из истории
Слово «кристаллос» в переводе с греческого первоначально означало «лёд», а в дальнейшем «горный хрусталь». Удивительное сходство кристаллов льда и горного хрусталя было подмечено уже очень давно. В древности и в средние века думали, что кристаллы горного хрусталя и кристаллы льда – одно и то же, только лёд замерзает у нас на глазах, а горный хрусталь – лишь при особенно сильном морозе.Предполагали, что лёд становится хрусталём через тысячу лет, а хрусталь становится алмазом через тысячу веков.
Но словом «кристалл» называют не только кристаллы замерзшей воды. Почти все камни, горные породы состоят из кристаллов. Руды металлов и сами металлы, выплавляемые из этих руд, соль, сахар и многое другое вокруг нас – это все кристаллические вещества. Самые красивые среди кристаллов – драгоценные камни.
Первые сведения о горном хрустале мы находим у римского учёного Плиния Старшего (I век н. э.), величайшего авторитетадля учёных древности и средневековья.
Воображаемый портрет XIX века (прижизненные изображения Плиния Старшего не сохранились)


4672965260985В древности кристаллам приписывали всякие необыкновенные свойства. Считали, например,что кристалл аметиста навевает счастливые сны.
Изумруд спасает мореплавателей от бурь
Сапфир помогает при укусах скорпионов.
Алмаз бережёт от болезней.
Топаз приносит счастье в ноябре.
Гранат – в январе и т. д.
Человека, укушенного змеёй, заставляли съесть толчёный изумруд. Можно себе представить, как это помогало больному! Так рассуждать могли только в те времена, когда ещё не умели проверять свои утверждения опытом.
Древние обитатели Америки – инки – поклонялись как божеству большому кристаллу зелёного изумруда.
Англичанин Джером Горсей, (прожил в России с 1573 по 1591 год), посетивший Москву в XVI веке, рассказал в своих записках, как царь Иван Грозный показывал ему свои драгоценные камни: коралл, бирюзу, алмаз, морион (дымчатый горный хрусталь), изумруд, яхонт лазоревый (сапфир), яхонт красный (рубин).
(Иван Грозный показывает свои сокровища англичанину Горсею. Картина А. Д. Литовченко. Государственный Русский музей. Санкт-Петербург.)
Что такое кристаллы?
Кристалл — это твердое состояние вещества. Он имеет определенную форму и определенное количество граней вследствие расположения своих атомов. Частички, из которых состоит кристалл, в разных веществах выстраиваются и соединяются вместе различными способами. Из-за этого кристаллы могут иметь различные формы и размеры.
Изучением кристаллов занимается специальная (очень непростая) наука  кристаллография; ее изучают в институтах и университетах, когда уже знают и химию, и физику и некоторые другие науки.
Как образовались красивые кристаллы горного хрусталя, светящиеся многочисленными сколами кристаллы гипса нам с вами увидеть в природных условиях невозможно. Искусственные же кристаллы некоторых минералов ученые получают в лабораториях с помощью очень сложных приборов.
Разнообразие кристаллов
Гигантские кристаллы в шахте Найка, Мексика
4558665108585Кристаллы, которые залегают глубоко в земле, являются бесконечно разнообразными. Их часто называют «цветами мира камней». Размеры таких природных многогранников достигают иногда человеческого роста. Встречаются также очень тонкие кристаллы, толщина которых меньше чем у листка бумаги. Но бывают и огромные пласты, толщина которых достигает нескольких метров.
Бывают кристаллы маленькие, узкие и острые как иголки, но также могут быть громадной формы, на подобии величественных колонн.
Многие кристаллы идеально чисты и прозрачны, как вода. Недаром постоянно можно слышать выражения: «прозрачный, как кристалл», «кристально чистый».Кристаллы могут иметь и разные размеры.
Некоторые минералы образуют кристаллы, которые разглядеть можно только с помощью микроскопа. Другие же образуют кристаллы, вес которых составляет несколько сотен фунтов.
Применение кристаллов
Каменная соль давно и навечно вошла в жизнь человека. Мы называем ее в быту просто солью, в технике - поваренной, или пищевой, солью. Ни с чем несравнимый вкус соли человек оценил давно. В древности страны, куда ее завозили, платили цену, равную золоту: за килограмм соли – килограмм золотого песка.
Природные кристаллы всегда возбуждали любопытство у людей. Их цвет, блеск и форма затрагивали человеческое чувство прекрасного, и люди украшали ими себя и жилище.
Таблетки – это спрессованные кристаллы. Усвоение, растворение таблеток зависит от того, какими гранями покрыты эти микрокристаллики. Витамины, оболочка нервов, белки, и вирусы – это все кристаллы.
16573595250Самый твердый и самый редкий из природных минералов - алмаз.Сегодня алмаз в первую очередь камень-работник, а не камень-украшение.
Благодаря своей исключительной твердости алмаз играет громадную роль в технике. Алмазными пилами распиливают камни.
Вся часовая промышленность работает на искусственных рубинах. Кристалл кварца используется в телефонных трубках. А самая красивая, самая чудесная разновидность кварца - это и есть горный хрусталь т.е. прозрачные кристаллы кварца. Поэтому из прозрачного кварца делают линзы, призмы и др. детали оптических приборов.
Кристаллы сыграли важную роль во многих технических новинках
20 в.
Неотъемлемой частью нашей жизни стали мобильные телефоны, цифровые фото- и видеокамеры уже вытеснили пленочные фотоаппараты, жидкокристаллические телевизоры и мониторы постепенно изживают старые (В 1888 г. австрийский ботаник Реинедзер обнаружил, что при нагревании кристалл размягчался и в дальнейшем превращался в настоящую жидкость).
И сейчас ещё часто люди, рассматривая чудесные, сверкающие, переливающиеся многогранники кристаллов, не хотят верить, что они созданы природой, а не человеком.
Способы выращивания кристаллов в домашних условиях
Удивительно, но выращивать кристаллы можно не только в химических и промышленных лабораториях, но и в домашних условиях. Самые популярные вещества, из которых выращивают кристаллы дома – это поваренная соль, морская соль, сахар и медный купорос.
Существует всего два способа выращивания кристаллов в домашних условиях:
1. путем выпаривания воды, в котором находится вещество;
2. путем изменения температуры воды, охлаждения.
Берется нужное вещество, готовится из него перенасыщенный (концентрированный) раствор, кладется в раствор так называемая затравка, мелкий кристаллик, и путем прилипания молекул вещества на затравку кристаллик растет. А чтобы молекулы прилипали, нужно либо остужать воду, либо выпаривать (можно и то, и другое). Быстрый способ выращивания кристаллов – это медленное охлаждение раствора.
Практическая часть
Для выращивания кристаллов нам потребовалось:
чистая посуда,
карандаш,
нитка (шерстянная илишёлковая),
повареннаясоль,
медныйкупорос,
морскаясольдляванны,
питьевая сода,
сахар,
салфетка или марля,
искусственные розы,
пуговица.
Условия для выращивания кристаллов
1. Кристаллик нельзя при росте без особой причины вынимать из раствора.
2. Не допускать попадание мусора в насыщенный раствор
3. Отсутствие сквозняков.
4. Неяркий свет.
5. Отсутствие вибрации
6. Терпение
Выращивание кристалла медного купороса
4966335459105Медный купорос применяют в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями и болезнями растений, в промышленности - при производстве искусственных волокон, органических красителей и др.Его можно купить в  магазине «Все для сада и огорода», «Цветы».
Работали вместе с родителями, т.к. это вещество ядовито. Нужно работать в перчатках и тщательно мыть руки после работы с порошком, растворами или кристаллами медного купороса.
1. Сделали концентрированный раствор. Для этого взяли теплую воду, растворили в ней столько медного купороса, сколько возможно.
2. Перелили через фильтр в другую чистую емкость.
3.Приготовили затравку-пуговицу. Привязали ее к нитке и опустили ее в раствор.
4.Далее наш раствор поставили в темное теплое место.
5.Через трое суток после начала опыта на нитке появился кристалл медного купороса.6. Через 3 недели, когда кристалл вырос достаточно большим, мы вынули его из раствора, обсушилибумажной салфеткой и покрыли кристалл бесцветным лаком, чтобы предохранить от разрушения на воздухе.
Результаты выращивания кристаллов медного купороса


Первый кристалл медного купороса, мы оставили высыхать (на сутки) на открытом воздухе, поэтому начался процесс разрушения. Пришлось кристалл выращивать ещё раз.

Выращивание кристаллов пищевой и морской соли
Налил горячую воду в стакан, насыпал пищевую соль в стакан и оставил минут на 5, предварительно помешав. За это время соль растворилась. Добавил ещё соль и снова перемешал. Повторял этот этап до тех пор, пока соль не перестала растворяться. Получил насыщенный раствор соли.
Перелил полученный раствор в чистый стакан через салфетку
Приготовил затравку. Привязал ее к нитке и опустил в раствор.
4.Далее раствор поставил в темное теплое место.
5.Через 2 суток после начала опыта я заметил, что кристалл начал расти. На нитке появился налет, больше похожий на осадок или пыль. Маленькие кристаллики начали формироваться на пятый день.
6. Через 25 дней явынул его из раствора, обсушилбумажной салфеткой и покрыл кристалл бесцветным лаком.
Результаты выращивания кристаллов пищевой соли

Результаты выращивания кристаллов морской соли для ванны
Когда готовилнасыщенный раствор из соли для ванны, заметил, что она плохо растворяется и в холодной и в горячей воде.
Раствор приобретает цвет соли, которую я взял. Кристалл цвет морской соли не приобрел, а вот осадок позеленел.
Кристалл начал свой рост на пятый день. Вырос за 28 дней.
Выращивание кристалла питьевой соды
Вырастил я кристалл из питьевой соды (белый порошок с солоноватым вкусом, хорошо растворимый в воде).Купить соду можно в любом обычном магазине.Соду добавляют в тесто в качестве разрыхлителя.
Для этого повторил все этапы работы с солью. Кристаллы на стенках стакана и на нитке появились через сутки. Но росли очень медленно. Через неделю рост вообще прекратился.
Результаты выращивания кристаллов питьевой соды

Кристаллы белые, непрозрачные, очень хрупкие. Взять в руки невозможно, рассыпаются. Кристаллы на стенках стакана похожи на иней.
Выращивание кристалла из сахара
Ещё я вырастилкристалл сахара.Чтобы его вырастить, налил в банку тёплой воды и стал класть в неё сахар, пока он не перестал растворяться. Потом подвесил ниточку с бисеринкой. Кристалл начал расти, ноочень медленно! Кристалл соли растет несколько дней, а кристалл сахара с трудом удалось вырастить только за 8 недель. Потом я решил поменять насыщенный раствор на новый, и наш кристалл растворился.
Результаты выращивания кристаллов сахара
Одиночного кристалла не получилось, но осадочные кристаллы на дне банкидостаточно большие.

Розы, украшенные кристаллами
Конечно, захотелось мне использовать методику выращивания кристаллов и для украшения. Я взял искусственные розы, приготовил концентрированные растворы соли, сахара и медного купороса. Опустил розы в растворы, ждал долго 2 месяца. Но результат превзошёл все мои ожидания. Лепестки роз покрылись отдельными кристаллами, словно капельками росы.
Результаты выращивания кристаллов сахара, соли, медного купороса
на искусственных розах


Также при выращивании кристаллов медного купороса на розе у меня случился интересный факт. Когда кристалл на розе уже был сформировавшийся, я решилокунуть розу в раствор соли. После погружения розы в раствор, кристаллы медного купороса через сутки на ней растворились.

Заключение
Работая над проектом, я узнал, что кристалл – это твердое состояние вещества, имеет определенную форму, цвет и определенное количество граней.Познакомился с разнообразием и применением кристаллов. Научился выращивать кристаллы, используя горячий насыщенный раствор. Для выращивания кристаллов я использовалразные вещества: поваренную соль, морскую соль, медный купорос, сахар, пищевую соду и воду.
Сульфат магния, медный купорос, приобрел в хозяйственном магазине, а соль, сахар, пищевую соду в продовольственном магазине.
Понял, что для появления кристалла необходимо соблюдать точные инструкции и правила техники безопасности(не растворять вещества в посуде, в которой готовят пищу; при приготовлении насыщенного раствора надо пользоваться прихваткой, чтобы не обжечь руки; иногда работать в перчатках после окончания работы необходимо тщательно вымыть руки), бытьтерпеливыми и трудолюбивыми.Кристалл может достаточно долго храниться при правильной обработке.
Из выращенных кристаллов яизготовилнаглядное пособие «Коллекция кристаллов», создалпрезентацию с фотографиями, выступил перед одноклассниками.
В дальнейшем результаты нашего исследования могут быть использованы на уроках окружающего мира и в других классах.
Рефлексия
В процессе работы янаучился работать с книгами, узнавать из них то, что до меня уже знали другие люди;освоил некоторые способы выращивания кристаллов,наблюдал за ростом кристаллов;усвоил основные этапы и важные правила выращивания кристаллов, изготовилнаглядное пособие «Коллекция кристаллов».
В ходе работы над проектом я нашел ответы на все поставленные вопросы, сумел вырастить кристаллы, рассказал одноклассникам и другим ребятам об итогах работы. Многим понравилось, некоторые заинтересовались моимиэкспериментами.
Таким образом, я считаю, что цель и задачи, поставленные мной в начале работы, достигнуты. Гипотеза исследования полностью подтвердилась: кристаллы многих веществ можно вырастить в домашних условиях.
Не смотря на то, что я научился выращивать кристаллы различных веществ, ещё столько вопросов осталось без ответа:
- Почему разные вещества дают кристаллы разной формы, а некоторые вовсе не образуют кристаллов?
- Как вырастить одиночный кристалл?
- Что надо сделать, чтобы кристаллы получились большими и красивыми.
Я уверен, что приобретенные знания, умения и навыки обязательно пригодятся в дальнейшей учёбе.


Приложенные файлы

  • docx file24
    Павлычева Яна Николаевна
    Размер файла: 2 MB Загрузок: 2

Добавить комментарий