Исследовательская работа по теме "Чудо земли - соль" (процесс кристаллизации)

Алтайский край

Комитет по образованию  Поспелихинского района

МКОУ «Хлеборобская средняя  общеобразовательная школа»

Муниципальный конкурс для одарённых младших школьников и старших дошкольников «Продвижение -  I ступень»

Секция: 2класс

Направление: Естественные и точные науки (химия)

ЧУДО-СОЛЬ

(процесс кристаллизации)

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

              Автор:  Красноруцких Виктория Захаровна,

                                                   ученица 2  класса «Хлеборобская  СОШ»

                   Руководитель:  Веснина Лариса Сергеевна

                                                            учитель начальных классов 

                                      МКОУ «Хлеборобская СОШ»

                                                   высшая квалификационная категория

п. Хлебороб

2015

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение …………………………………………………………….3-4 стр.

 Глава 1. Соль как химический элемент

 1.1.   «Что такое соль?……………………………………… ………5стр.

 1.2.  «Местоположения соли»…………........................................ …5стр. 

 1.3.  «Применение соли»……………… ……………………... ……6 стр.

Глава 2.  Выращивание кристаллов ……………… ……………..7стр.

Выводы  ………………………………………………………………..8.стр.

Список литературы ……………………………………………………9.стр.

Приложения:

Приложение 1. Способ получения кристаллов поваренной соли

 путём  охлаждения насыщенного горячего раствора……………..10-11стр.

Приложение 2.  Постепенное удаление воды из насыщенного

 раствора  поваренной соли………………………………………….12-13стр.                                     

Приложение 3.  Выращивание кристаллов поваренной соли из расплавленных веществ  при медленном охлаждении жидкости….14-16стр.

Приложение 4.  Постепенное удаление воды из насыщенного

раствора  медного купороса………………………………………… 17 -19стр.

Введение

 Мы - дети 21 века, века комфорта и уюта. Нашу жизнь окружают умные машины и техника, но в жизни есть и простые вещи, без которых  люди не могут  обходиться, одна из них - соль.  

    Меня  заинтересовала  поваренная соль, и я захотела  изучить её  свойства, узнать о её кристаллизации.

Актуальность состоит в том, что выращивание кристаллов -  увлекательное занятие,  простое и  доступное для любого школьника, которое способствует активному познанию мира.

Цель работы:  вырастить  кристаллы соли  в домашних условиях

Задачи работы:

1)  выяснить, что такое соль и где она встречается;

2)  изучить  свойства  соли;

3) узнать об  использовании её человеком;

4) описать способы  кристаллизации  соли в домашних условиях

Объект исследования:  поваренная соль, медный купорос

Предмет исследования: процесс кристаллизации.

ГИПОТЕЗА ИССЛЕДОВАНИЯ:    я предположила, что кристаллы  могут  получаться  разной формы, в  зависимости от  способов их выращивания.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ:

-  Анализ различных источников информации о соли

-   Проведение опытов, анализ результатов

-   Обобщение информации

МЕТОДОЛОГИЯ

ü На первом этапе работы я   высветила  проблему, затем поставила перед собой ряд вопросов  для изучения и исследования.

ü На втором  этапе работы я  изучала литературу,  прибегала к помощи интернет ресурсов по данной проблеме.

ü На третьем  этапе работы  я с одноклассниками и классным руководителем выращивала кристаллы из поваренной соли и медного купороса

ü На четвёртом этапе работы я   совместно с классным руководителем  готовила доклад  и презентацию  данной работы.

Практическая значимость: 

выращенные кристаллы можно использовать в виде украшения для  поделок, а также для  собственной коллекции.

Период работы над темой: работа рассчитана на 6 месяцев.

Понятийный аппарат исследования

Кристаллизация – процесс перехода тела из жидкого  состояния в  твёрдое, причём оно принимает более или менее правильную геометрическую  форму кристалла.

Растворение – процесс, при переходе  твёрдого вещества в жидкое.

Насыщенный раствор – раствор, в котором растворённое вещество при данных условиях  больше не растворяется.

 Испарение -  процесс перехода вещества из жидкого состояния в

газообразное (пар)

Монокристалл – отдельный однородный кристалл, имеющий непрерывную кристаллическую решётку.

Поликристалл – агрегат мелких кристаллов какого-либо вещества.

                                         Глава 1. Соль как химический элемент

1.1.        Что такое соль?

Поваренная соль является минеральным природным веществом и очень важным компонентом человеческой пищи. Чистая поваренная соль состоит из хлорида натрия  NaCl.  В природе соль встречается в виде минерала галита — каменной соли. Поваренная соль используется в пищу после промышленной очистки  галита.  Галит формируется в виде кристаллов от бесцветного до белого, светло– и  тёмно–голубого,  жёлтого и  розового. Окраска связана с примесями.

   Соль выпаривают из воды, добывают из недр земли, из морской воды. Мировые геологические запасы соли практически неисчерпаемы.

    В природе встречаются и другие  виды солей ,  по составу они все разные. Например  купоросы: медные, железные, марганцевые и другие.

1.2 Местонахождения соли

Хлорид натрия находится в природе в уже готовом виде.  Особенно её много в морской воде,  в соленых озерах и источниках, в больших массах она встречается в виде твердой каменной соли.

 В морской воде всех морей и океанов содержится большое колличество тонн соли, которая могла  бы покрыть весь земной шар  толщиной в 45 метров.  Большая доля  приходится на  поваренную соль: на литр  океанской воды-   30г. поваренной соли.

           Твердая или каменная соль образует под землей огромные горы, у некоторых гор вершины выступают из земли. Также гигантские горы называют соляными куполами.

         В Алтайском крае производится добыча  поваренной соли на  соляных  озерах  Кулундинской степи, Славгорода , Бурлы и  других районов края.

1.3  Применение соли   человеком

     Соль имеет уникальное свойство – убивать бактерии и микробы, которые вызывают гниение и порчу продуктов. На этом  свойстве основано производство мясных и рыбных консервов. Такие продукты очень долго не портятся, долго хранятся и могут применяться в пищу даже через несколько недель после их приготовления.

     Применение соли не ограничивается только кулинарией. Соль полезна и с медицинской стороны. В поваренную соль добавляют минеральное вещество йод, и получается йодированная соль.

    Многие люди  принимают  ванны с морской  солью. Такие процедуры хорошо очищают и тонизируют кожу. Морская соль хорошо влияет на нервную систему человека.

Белоснежные кристаллы необходимы и для получения ряда лекарств.

     Соль  широко применяется в промышленности. На её основе изготовляется  пластмасс, алюминий, бумага, мыло, стекло.  Соль используют при обработке меха  и  кожи.

Глава 2.   Способы выращивания кристаллов

    Кристаллы в переводе с греческого языка –это «лёд», твёрдое тело. Кристаллы бывают  естественные и искусственные.

Кристалл  может расти, потому что к нему присоединяются частицы веществ из жидкости или пара, поэтому они могут  принимать  разную геометрическую форму.

     Существует несколько способов выращивания кристаллов.

Первый способ – охлаждение насыщенного горячего раствора. Если охлаждение вести быстро, избыток соли  выпадет в осадок.  При высушивании можно увидеть много мелких кристалликов.

Этот способ мы с одноклассниками использовали при изготовлении нарядной еловой веточки к Новому году.

(Приложение  1)

Второй способ  – это  постепенное удаление воды из насыщенного раствора. «Лишнее» вещество при этом кристаллизуется.  Чем медленнее испаряется вода, тем лучше получаются кристаллы.

В этом опыте я использовала нитку с пуговицей, на которой  выращивала кристалл.

(Приложение 2)

 Третий способ – выращивание кристаллов из расплавленных веществ при медленном охлаждении жидкости.

В этом опыте я  использовала  затравку для выращивания кристалла

(Приложение 3)

Я провела опыты, используя все 3 способа,   я получала  бесцветные кристаллы разной формы.  Я захотела получить цветной кристалл и провела дополнительный опыт по выращиванию кристалла из медного купороса, используя выращенную затравку.

(Приложение 4)

II. Заключение

Проведя  своё исследование я  поняла, что выращивание кристаллов  интересное и увлекательное  занятие, что вырастить поликристалл легче чем монокристалл .

    В ходе работы я сделала следующие выводы:

1.     Поваренная соль встречается  в природе в  готовом виде  и является полезным ископаемым.

2.     Одно из основных свойств соли – это кристаллизация.                                     При соприкосновении кристаллов соли с водой, они растворяются, при  испарении воды – соль снова  кристаллизуется.

3.     Человек научился использовать соль в  домашнем быту, в медицине и промышленности.

4.     В домашних условиях можно  вырастить  кристаллы: хороший  рост кристаллов  получается в насыщенном растворе  с использованием ниточки с затравкой -  кристалл получается более крепким;

хуже с использованием нитки с пуговицей – кристалл получается хрупким;

скорость роста у разных кристаллов разная – это зависит от способов и условий выращивания: температуры и чистоты;

     разные кристаллы имеют разный цвет.

  Моё предположение, что  кристаллы   получаются   разной формы  в  зависимости от  способов их выращивания,  подтвердилось полностью.

Список литературы

1.Бронгауз Ф.А., Ефран  И.А.  Энциклопедический словарь (современная версия)  Москва.  Издательство  «Эксмо», 2007г.

2. Владимиров А. «Солёное золото»  Москва.  Издательство «Детская литература», 1986г.

3.Химический энциклопедический словарь. Москва.  Издательство «Советская энциклопедия», 1983г.

Интернет ресурсы

1.     http://ru.wikipedia.org/wiki/кристаллы:   Википедия

2.     http://www.zircon81.narod.ru/Metodica.html

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Опыт 1

Тема:  способ получения кристаллов  путём  охлаждения насыщенного горячего раствора поваренной соли.

Цель опыта: выращивание мелких кристаллов  соли на еловой ветке

Сроки проведения опыта: 24 часа

Оборудование: большая кастрюля, поваренная соль, вода, электроплита,   еловые веточки, клеёнка,  микроскоп, фотоаппарат.

Ход работы

1. Приготовили  насыщенный солевой раствор из расчёта 2 части соли на 1 часть воды.

2. Раствор довели до кипения в большой ёмкости, но не кипятили.

3.  В приготовленный раствор опустили еловые веточки и вынесли  в холодное место.

4. Вынули еловые веточки через 2 часа.

5.  Высушили.

Результат: мелкая  кристаллизация на каждой еловой  иголочке.

Таблица  проведения опыта 1

дата	мероприятие	результат
22.12. 14г.	-Приготовление насыщенного раствора поваренной соли. - Опускание в горячий раствор еловой веточки - высушивание в холодном месте
21.01.14г.		кристаллизация на каждой еловой иголочке
Вывод:	Путём  охлаждения насыщенного горячего раствора поваренной соли я получила красивую кристаллизованную еловую веточку белого цвета

Кристаллы на еловой  иголочке  под микроскопом

 Белые кристаллы соли на еловой веточке  через 24 часа

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Опыт 2

Тема:  способ получения кристаллов поваренной соли  путём  постепенного  удаления воды из насыщенного раствора.

Цель опыта: выращивание  кристаллов  соли на  подвешенной пуговице в солевом растворе

Сроки проведения опыта: 2 недели

Оборудование:  поваренная соль, вода, воронка, чистая стеклянная ёмкость, нитка, пуговица, картон, микроскоп, фотоаппарат.

Ход работы

1. Приготовила  насыщенный солевой раствор ( поваренную соль растворяла в горячей воде, добавляя соль до тех пор, пока она не стала оседать на дно стакана)

2. Полученный раствор профильтровала через воронку.

3. В полученный солевой раствор опустила пуговицу, прикреплённую на нитку

4. Накрыла ёмкость листом тонкого картона

Таблица  проведения опыта 2

дата	мероприятие	результат
19.01. 15г.	Приготовление насыщенного раствора поваренной соли, опускание пуговицы вместо затравки
20.01.15г.		Небольшая кристаллизация на ниточке и пуговице
22.01.15		Объёмная кристаллизация на верхней части нитки
27.01.15		Образование кристаллизации на пуговице
Вывод:	За неделю образовались кристаллы на пуговице и верхней части нитки.   Кристалл на пуговице  очень хрупкий. Кристаллики  на нитке более крепкие и прочные

Результат: получение  хрупкого небольшого кристалла поваренной соли

Рекомендации по выполнению опыта:

- Пуговица должна располагаться так, чтобы она не соприкасалась со стенками ёмкости;

- пуговицу в ёмкости желательно не двигать;

- чем насыщенней будет раствор, тем лучше будет расти кристалл;

- ёмкость с солевым раствором  желательно поставить  в тёплое место для медленного испарения воды.

 Кристаллы соли на  ниточке под 

                                                                      микроскопом                       

 Кристаллы соли на пуговице через

                                                                        неделю

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Опыт 3

Тема:   выращивание кристаллов поваренной соли  из расплавленных веществ при медленном охлаждении жидкости.

Цель опыта: выращивание  кристаллов  соли  с помощью затравки  в солевом растворе

Сроки проведения опыта: 1 месяц

Оборудование:  поваренная соль, вода, воронка,  чистая стеклянная ёмкость, затравка,  леска, картон,  микроскоп,  фотоаппарат.

Ход работы

1. Приготовила  насыщенный солевой раствор ( поваренную соль растворяла в крутом кипятке , добавляя соль до тех пор, пока она не стала оседать на дно стакана)

2. Полученный раствор профильтровала через воронку.

3.  Полученный солевой раствор оставила остывать  на сутки

4. Накрыла ёмкость листом тонкого картона

5. На следующие сутки на дне ёмкости образовались кристаллы соли

6.Слила  солевой раствор в другую ёмкость

7. Полученные кристаллы соли разложила на тарелке и выбрала самый крупный – это затравка.

8. Подвязала затравку на леску и опустила в солевой раствор.

9. Каждую неделю обогащала  данный раствор новым соляным раствором

Результат: получение  небольшого поликристалла  поваренной соли

Таблица  проведения опыта 3

дата	мероприятие	результат
19.01. 15г.	Приготовление насыщенного раствора поваренной соли для выращивания затравки
20.01.15г.		Небольшая кристаллизация  на дне ёмкости
20.01.15г.	Сливание жидкости, извлечение кристаллов, выбор более крупного, подвешивание его на леску. Опускание затравки в раствор поваренной соли
24.01.15г.	Фильтрование раствора через воронку с марлей	Образование кристаллов на затравке
30.01.15г.	Приготовление нового соляного  насыщенного раствора	Раствор стал  более прозрачным
31.01.15г.	Фильтрование раствора и добавление нового насыщенного раствора в исходный раствор
06.02.15г.		Кристалл на затравке увеличился

Рекомендации по выполнению опыта:

- Затравка не  должна  соприкасаться  со стенками ёмкости;

- Доливать новый соляной раствор такой же температуры, что и предыдущий

- ёмкость с солевым раствором  желательно поставить в  тёплое  место  для медленного испарения воды.

- накрыть ёмкость от попадания  пыли

Образовавшиеся  кристаллы  под

                                                                    микроскопом

 Фото кристалла через 10 дней

 Фото кристалла через 20 дней

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Опыт 4

Тема:   способ получения кристалла  путём  постепенного  удаления воды из насыщенного раствора медного купороса.

Цель опыта: выращивание  кристалла  из медного купороса  с помощью затравки

Сроки проведения опыта: 1 месяц

Оборудование:  медный купорос, вода, воронка, пробирка,  стеклянная ёмкость, затравка,  леска,  картон,  микроскоп, фотоаппарат.

Ход работы

1. Приготовила  насыщенный  раствор из медного купороса ( медный купорос растворяла  в  горячей воде небольшими порциями, чтобы получился синий цвет)

2. Полученный раствор профильтровала через воронку.

3.  Полученный  раствор оставила остывать  на сутки

4. Накрыла ёмкость листом тонкого картона

5. На следующие сутки на дне ёмкости образовались кристаллы

6.Слила   раствор в другую ёмкость

7. Полученные кристаллы  разложила на тарелке и выбрала самый крупный – это затравка.

8. Подвязала затравку на леску и опустила в тот же  раствор медного купороса

9. Каждую неделю обогащала  данный раствор новым насыщенным раствором

Таблица  проведения опыта 4

дата	мероприятие	результат
19.01. 15г.	Приготовление насыщенного раствора медного купороса для выращивания затравки
20.01.15г.		кристаллизация  на  дне ёмкости
20.01.15	Сливание жидкости, извлечение кристаллов, выбор более крупного, подвешивание его на леску. Опускание затравки в раствор медного купороса
27.01.15		Небольшая кристаллизация на затравке
30.01.15	Фильтрование раствора, добавление нового насыщенного раствора медного купороса
03.02.15г.		Увеличение кристалла на затравке
06.02.15г	Фильтрование раствора

Результат: получение  небольшого поликристалла

Рекомендации по выполнению опыта:

- Затравка не  должна  соприкасаться  со стенками ёмкости;

- следить за цветом раствора, если будет светлым, то долить новый раствор;

- доливать новый  раствор такой же температуры, что и предыдущий;

- ёмкость с  раствором  желательно поставить в тёплое место для медленного испарения воды;

- накрыть ёмкость от попадания пыли.

Под микроскопом

Через 10 дней

Через 20 дней

• 1 слайд

  Исследовательская работа
  ЧУДО – СОЛЬ
  (процесс кристаллизации)
  Автор: Красноруцких Виктория
  ученица 2 класса
  МКОУ «Хлеборобская СОШ»
  Руководитель : Веснина Лариса Сергеевна
  Алтайский край
  Комитет по образованию Поспелихинского района
  МКОУ «Хлеборобская средняя общеобразовательная школа»
  

• 2 слайд

  ЦЕЛЬ:
  вырастить кристаллы соли в домашних условиях
  Задача
  
  выяснить, что такое соль и где она встречается
  Задача
  изучить свойства соли
  Задача
  
  описать способы кристаллизации соли в домашних условиях
  

• 3 слайд

  ГИПОТЕЗА
  Кристаллы могут получаться разной формы в зависимости от способа их выращивания
  
  

• 4 слайд

  Практическая значимость
  Выращенные кристаллы можно использовать для украшения своих поделок и для сбора своей коллекции
  

• 5 слайд

  
  Виды галита
  
  

• 6 слайд

  
  Местонахождения соли
  
  гора Ходжа Мумин
  пещера Мата - Таш
  Солёные моря
  

• 7 слайд

  Добыча соли в Алтайском крае
  Озеро Гуселётово
  Кучукское озеро
  Малиновое озеро
  Озеро Большое Яровое
  

• 8 слайд

  
  
  Применение соли человеком
   
  
  

• 9 слайд

  
  
  Способы выращивания кристаллов
   
  
  Первый способ – охлаждение насыщенного горячего раствора.
  Кристаллы под микроскопом
  Начало опыта
  Кристаллы на еловой веточке
  

• 10 слайд

  
  
  Способы выращивания кристаллов
   
  
  Второй способ – это постепенное удаление воды из насыщенного раствора
  Готовлю насыщенный раствор
  Опускаю нитку с пуговицей
  Под микроскопом через неделю
  Образование кристалла через неделю
  

• 11 слайд

  
  
  Способы выращивания кристаллов
   
  
  Третий способ – выращивание кристаллов из расплавленных веществ при медленном охлаждении жидкости.
  
  Готовлю насыщенный раствор
  Затравка на леске
  Кристалл под микроскопом
  Фото кристалла через 20 дней
  

• 12 слайд

  
  Выращивание цветного кристалла из медного купороса  
  
  
  Готовлю насыщенный раствор
  Выбираю затравку
  Опускаю затравку на леске
  Под микроскопом
  Через 10 дней
  Через 20 дней
  

• 13 слайд

  Выращенные поликристаллы
  (2 месяца)
  

• 14 слайд

  
  
  ВЫВОДЫ
   
  
  Поваренная соль встречается в природе в готовом виде и является полезным ископаемым
  Одно из основных свойств соли –это кристаллизация
  Человек научился использовать соль в домашнем быту, в медицине и промышленности
  

• 15 слайд

  
  
  ВЫВОДЫ
   
  
  В домашних условиях можно вырастить кристаллы
  Скорость роста у разных кристаллов разная – это зависит от способов и условий выращивания
  хороший рост кристаллов получается в насыщенном растворе с использованием затравки
  Разные кристаллы имеют разный цвет
  

• 16 слайд

   
  
  Моя гипотеза подтвердилась полностью: кристаллы получаются разной формы в зависимости от способов их выращивания
  

• 17 слайд

  Большое спасибо!