Научно-исследовательская работа "Выращивание кристаллов в домашних условиях"

Содержание

Введение
Глава 1. Что такое кристаллы?                                                            3
Глава 2. Выращивание кристаллов в домашних условиях               6
2.1 Меры безопасности и необходимое оборудование                     7
2.2 Выращивание кристаллов из железного купороса                      8
2.3 Выращивание кристаллов из поваренной соли                            9 2.4 Выращивание кристаллов из набора «Лучистые         кристаллы»                                                                                          9
Заключение                                                                                            10
Список использованных источников и литературы                          10 Приложение 1. Опрос                                                                             11                                                                                                                                                                                                                   Приложения 2. Диаграммы                                                                   12-13

                                                   Введение

Добрый день уважаемые члены жюри, и юные исследователи! Меня зовут Гордеев Александр, я ученик 6а класса. Тема моей исследовательской работы «Выращивание кристаллов в домашних условиях».

Каждую зиму я любуюсь на узоры, которые рисует мороз на оконных стеклах и на иней, который украшает зимой голые ветки деревьев. Как-то выйдя на улицу, я подставил рукав под падающие хлопья – сколько снежинок сцепилось между собой колючими краями! И каждую из них я рассматривал – настолько красивые и совершенно уникальные узоры. А как они образуются?  Спросил у воспитательницы, как это так получаются красивые узоры на снежинках? Она объяснила, что это кристаллы льда. Они образуются высоко в небе, где очень холодно, из застывшего водяного пара и медленно опускаются вниз. По пути к Земле с ними непрерывно происходят сложные метаморфозы. Существуют даже кристаллы, которые можно съесть! Это соль и сахар, которые имеются на каждой кухне. Кристаллы широко применяются в науке, промышленности и электронике.  Меня очень заинтересовала эта тема, и мы решили вырастить кристалл из соли железного купороса, обычной поваренной соли, и кристаллы из набора «Лучистые кристаллы. Ведь он должен получиться очень красивым! Я провел опрос среди обучающихся нашей школы и мои предположения подтвердились: 10 человек (35%) считают, что кристаллы — это драгоценные камни, 16 человек (65%) не знают, что такое кристаллы. Большинство учащихся - 17 ребят уверены, что никогда в жизни им не приходилось встречаться с кристаллами (90%). 9 человек думают, что видели кристаллы (10%). (100%) не знают почему они растут, (39%) считают, что можно вырастить кристаллы в дом условиях, (43%) не знают, (18%) затрудняются ответить, и (100%) хотелось бы вырастить кристаллы.

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, железный купорос и медный купорос.

Существует всего два способа выращивания кристаллов в домашних условиях:

1.Метод охлаждения насыщенного раствора;

2.Метод испарения – постепенного удаления жидкости из раствора.

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.

 Мы с воспитательницей Ляйсан Рамзиловной выбрали тему исследования: «Выращивание кристаллов в домашних условиях».

Актуальность исследования состоит в том, что выращивание кристаллов - увлекательное занятие, самое простое, доступное и недорогое для большинства юных открывателей. Объясняется интересом образования различных по форме и цвету кристаллов в любое время года.

Цель работы: научиться выращивать кристаллы поваренной соли, железного купороса, и из набора «Лучистые кристаллы в домашних условиях.

Задачи:

·                   узнать, что такое кристаллы.

·                   изучить процесс выращивания кристаллов.

·                   ознакомиться с мерами безопасности при работе с железным купоросом, и набором «Лучистые кристаллы»

·                   вырастить кристалл из соли и железного купороса.

·                   проанализировать полученные результаты.

Объект исследования - кристаллы.

Предмет исследования -  процесс кристаллизации.

Гипотеза исследования: я предполагаю, что кристаллы поваренной соли, железного купороса, и набора «Лучистые кристаллы можно вырастить дома.

Методы исследования:

·                   накопление теоретического материала.

·                   проведение опытно-экспериментальной деятельности с целью получения кристаллов.

·                   анализ полученных результатов исследования.

Глава 1. Что же такое кристаллы?

Кристаллы, в переводе с греческого языка, (krystallos) «лёд».  По данным энциклопедии, кристалл - это твердое тело. Кристаллики растут, присоединяя частицы вещества из жидкости или пара. Кристаллы бывают естественного происхождения и искусственного, выращенные в специально-созданных условиях.  И каждый человек, при желании может легко вырастить кристаллы у себя дома. Но для того, чтобы результат получился действительно красивым необходимо аккуратно выполнять все действия.

В Интернете можно найти много инструкций по поводу того, как выращивать кристаллы из различных химических веществ. Мы решили проверить все самостоятельно, и в качестве основы взяли обычную поваренную соль, железный купорос и набор «Лучистые кристаллы».

Проанализировав текстовый материал и определив методы исследования, провели экспериментальную работу по выращиванию кристаллов в домашних условиях.

Глава 2. Выращивание кристаллов в домашних условиях

2.1 Меры безопасности и необходимое оборудование

При выращивании кристалла из соли и железного купороса, нужно всегда помнить, что это химический реактив, поэтому работать с ним детям можно только под присмотром взрослых. Хотя соль и железный купорос не ядовиты, но соблюдать меры безопасности необходимо:

1.Не пробовать на вкус

2.Избегать попадания вещества в нос и в глаза.

3.Из посуды, которая была использована в ходе эксперимента, кушать строго запрещено.

4.Во время роста кристаллика не трогать его руками, потому что на нем останутся следы от пальцев, и кристалл будет расти неправильной формы.

5.Всегда мыть руки по окончании опытов.

Необходимое оборудование для проведения эксперимента:

·        Соль железного купороса (можно приобрести в магазине садоводства). Поваренная соль (можно приобрести в продуктовом магазине)

·        Ёмкости, где мы будем выращивать наш кристалл

·        Нитка

·        Лист бумаги

·        Карандаш

·        Спички

·        Набор «Лучистые кристаллы»

·        Ножницы

·        Линейка

2.2 Выращивание кристаллов из железного купороса

Опыт 1. Выращивание кристаллов — очень и очень интересное занятие. Но для того, чтобы результат получился действительно красивым необходимо аккуратно выполнять все действия и набраться терпения.

Кипятим воду в чайнике берем банку, выливаем в нее воду, добавляем железный купорос, тщательно перемешиваем до тех пор, пока он не перестанет растворяться. Затем процеживаем через марлю в чистую емкость.  В процессе вода начнет менять цвет - от темно- зеленого, до тёмно- коричневого. Убрать в темное место на 1 день. На дне банки образовались маленькие кристаллы. Нужно выбрать самый большой- это «затравка». После этого в стеклянную банку опускаем «затравку» на нитке, привязанной на карандаш.  На пятые сутки после начала опыта на нитке вырос кристалл железного купороса светло-зеленоватого оттенка, а также на дне банке лежала россыпь этих кристалликов. Когда вы решите, что ваш кристалл достиг нужного размера, достаньте его из раствора, вытрите при помощи салфеток и просушите. Обязательно используйте при этом перчатки, так как железный купорос способен оставлять неприятные следы на кожи. После высыхания кристалла необходимо как можно скорее покрыть его бесцветным лаком, так как железный купорос склонен быстро окисляться на воздухе. Покрытый лаком кристалл будет защищен от внешних воздействий, однако с ним надо быть осторожнее, так как все равно остается вероятность его окисления под влиянием различных факторов. Лучше его поместить в стакан с подсолнечным маслом.

Результат: мы получили кристалл железного купороса.

2.3 Выращивание кристаллов из поваренной соли.

Опыт 2. Кипятим воду в чайнике берем стакан, выливаем в нее воду   добавляем соль, повторяем этот этап до тех пор, пока соль не будет растворяться, и станет оседать на дно банки. Мы получили насыщенный раствор соли. Обязательно нужно процедить раствор через марлю, потому что в соли было много примесей, которые могли повлиять на рост кристалла. Я сделал из спичек снежинку, намотал его ниткой и отпустил в воду.

Результат: мы получили маленькие кристаллы поваренной соли которые выросли на снежинке.

2.4 Выращивание кристаллов из набора «Лучистые кристаллы».

        Опыт 3.  Вскрываем специальный набор «Лучистые кристаллы» для выращивания кристаллов с помощью химического реактива. Следуем согласно инструкции, соблюдая меры безопасности. Нарезаем полосочки из твердого картона (он прилагается к набору). Плотно закрепляем их в подставке в вертикальном положении. Поливаем сверху химическим реактивом, оставляем на несколько дней.

Результат: мы получили кристалл из химического реактива.

 Заключение:

При выполнении этой работы я выяснил, что мир кристаллов красив и разнообразен. Каждый его представитель уникален по своим свойствам, размерам и особенностям строения. В ходе работы я исследовал очень интересное свойство кристаллов - их рост в искусственной среде. Оказывается, кристаллы можно вырастить дома, без каких - либо усилий.

Практическое значение исследования состоит в том, что оно может быть использовано на уроках окружающего мира и во внеклассных мероприятиях.

В результате проведенных исследований гипотеза полностью подтверждается: нам удалось вырастить кристаллы железного купороса, поваренной соли, и набора «Лучистые кристаллы» в домашних условиях. Мне очень понравилось работать с солями, и проводить опыты. Я выражаю благодарность своему научному руководителю и надеюсь продолжать исследования в других интересных областях.

Список использованных источников и литературы

1.            Большая детская энциклопедия: Химия / сост. К. Люцис. М.: Русское энциклопедическое товарищество. 2015.

2.            Универсальная школьная энциклопедия для детей «Аванта +». 2014 год.

3.            Хочу всё знать. Занимательная химия». И.А.Леенсон.1 996 год.

4.            Энциклопедия для любознательных «Что, зачем и почему?» М.: Махаон 2012.

5.            http://www.crystalgrowing.com/index_e.htm

6.            http://www.kristallikov.net/

                                                        Опрос  

вопрос	ответ
1.     Что такое кристалл?
2.     Видели ли вы кристаллы в природе?
3.     Почему они растут?
4.     Можно ли вырастить кристаллы в домашних условиях?
5.     Хотелось бы вам вырастить кристаллы в домашних условиях?

Диаграмма 1

Диаграмма 2

Диаграмма 3

Диаграмма 4

Диаграмма 5