Окружающий мир "Кристаллы"(4 класс)

МБОУ «Гимназия №3»
г. Чистополь

Выращивание кристаллов в домашних условиях

Исследовательская работа

ученика 4 класса

Ермолаева Анатолия

Руководитель: Сарафанникова Л.П.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ………...………………………………………………………….2

ГЛАВА І. Чудеса природы

1.1. Кристаллы снега  и льда. Кристаллы в пещерах………………………...4

1.2.Кристаллы во Вселенной. Применение кристаллов в науке и технике.…………………………………………………………………………5

1.3. Вывод по І главе………………………………………………………….6

ГЛАВА ІІ.  Выращивание кристаллов в домашних условиях

2.1. Как получаются кристаллы …………………………...…………………7

2.2. Вывод……………………………………………………………………...8

2.3. Контроль роста и образования кристаллов…………………………...9

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………10

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………….........................11

ПРИЛОЖЕНИЕ 1…………………………………………………………….12

ПРИЛОЖЕНИЕ 2……………………………………………………………14

Введение

         Я очень люблю предмет окружающий мир, и мы проходили тему

«В поисках подземных кладовых» мы ходили в библиотеку работали, с дополнительной литературой  в энциклопедии  для школьников я нашел, много интересного и познавательного. Особенно меня заинтересовала одна тема «Кристаллы» и мне очень захотелось узнать как можно больше по этой теме. В сети Интернет   я  увидел множество кристаллов разных форм и расцветок, узнал, что  кристаллы встречаются  повсюду. Мы ходим по кристаллам, строим из кристаллов, выращиваем их в лабораториях, широко применяем в технике и науке, едим кристаллы, лечимся ими и т.д.

       Слово «кристалл» происходит от греческого «крюсталлос», то есть «лед». Мир кристаллов – удивительный  привлекающий совершенством и красотой формы. Все кристаллы, окружающие нас, образовались не сразу готовыми, а выросли постепенно. В природе, в лаборатории, на заводе кристаллы растут из растворов, из расплавов, из паров, из твердых веществ. Поэтому важно и интересно попробовать вырастить кристалл в домашних условиях без применения специальных приспособлений. Это и определило тему  моего исследования «Выращивания кристаллов в домашних условиях».

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

       Прочитав литературу, мы узнали, что процесс  роста кристаллов  в природе происходит очень медленно, со скоростью несколько миллиметров в год! А нельзя ли ускорить процесс образования и роста кристаллов в домашних условиях? На этот вопрос мы решили найти ответ в своей работе.

       Я поставил перед собой цель – вырастить кристаллы  в домашних условиях.

Задачи:              

изучить литературу по теме проекта;

познакомиться со способами выращивания кристаллов;

провести наблюдения за процессом кристаллизации;

сделать вывод по результатам работы;

выступить на школьной конференции.

 Объект исследования: кристаллы.

Предмет исследования: процесс кристаллизации.

Гипотеза исследования: я предположил, что кристаллы  могут появляться при создании определенных условий; значит, если изменить условия кристаллизации и растворить определённое  вещества, то можно получить кристаллы  в домашних условиях.

Методы исследования:

работа с источниками информации;

наблюдение;

эксперимент;

фиксирование результатов.

     Практическая значимость работы – результаты данной работы могут быть использованы на уроках окружающего мира; во внеклассной работе.

Новизна исследования заключается в представлении выработанных рекомендаций юным исследователям по выращиванию кристаллов в домашних условиях, которые способствуют повышению интереса, активности и самостоятельности в опытно-экспериментальной деятельности, а также познания мира младшими школьниками.

Глава І. Чудеса природы

                                     1.1.Кристаллы снега и льда

           Иногда кристаллы образуются прямо из паров, а не из жидкости. В этом случае они бывают особенно правильные. Примером этого является образование инея и снежинок из водяных паров воздуха. Одна снежинка-это группа кристалликов, образованная более чем из двухсот ледяных частичек. Снежные кристаллы образуются из расположенных в безупречном порядке молекул воды.  Кристаллики льда, причудливыми узорами которых мы любуемся в снежинках, могут в несколько минут погубить самолет. Обледенение - страшный враг самолетов -  результат роста  кристаллов. Здесь мы имеем дело с ростом кристаллов из переохлажденных паров. В верхних слоях атмосферы водяные пары воды могут долго сохраняться в переохлажденном состоянии  до -30˚C. 

Кристаллы  в воде

          Многие кристаллы являются продуктами жизнедеятельности организмов. Некоторые виды моллюсков обладают способностью наращивать на инородных телах, попавших в раковину, например перламутр. За 5 - 10 лет образуется драгоценный камень жемчуг, имеющий поликристаллическое строение.     

Кристаллы в пещерах

         Особенно интересна кристаллизация подземных вод в пещерах. Капля за каплей просачиваются воды и падают со сводов пещеры вниз. Каждая капелька при этом частично испаряется и остается на потолке пещеры вещество, которое было в ней растворено. Так постепенно образуется на потолке пещеры маленький бугорок, вырастающий затем в сосульку. Эти  сосульки сложены из кристалликов. Одна за другой капли мерно падают день за днем, год за годом, века за веками.  Сосульки  вытягиваются, а навстречу им начинают расти вверх такие же длинные столбы сосулек со дна пещеры. Сосульки, растущие сверху это сталактиты  (от греч.  Stalaktós  -  натёкший по капле).  

Сосульки, растущие  снизу сталагмиты  (от греч. Stálagma – капля). 

Длинные каменные колонны, растут на дне пещеры вверх, как перевернутые сосульки.  Они встречаются, срастаются вместе и образуют колонны сталагнаты, сталактоны.

1.2.  Кристаллы во Вселенной

           Нет такого места на Земле, где бы ни было кристаллов, где бы ни происходили все время возникновение, рост и разрушение кристаллов. Метеориты, посланцы  звездного мира, тоже состоят из кристаллов.

                        Применение кристаллов в науке и технике

         В давние времена считалось, что кристаллы представляют собой редкость. Действительно, нахождение в природе крупных однородных кристаллов - явление нечастое. Однако мелкокристаллические вещества встречаются весьма часто. Так, например, почти все горные породы: гранит, песчаники известняк – кристалличны.

         В настоящее время изучением многообразия кристаллов занимается наука кристаллография – это наука о строении, симметрии, физико-химических свойств, образовании и росте кристаллов, которая зародилась в18 веке. Применения кристаллов в науке и технике так многочисленны и разнообразны, что их трудно перечислить. Можно привести несколько примеров.   Самый твердый и самый редкий из природных минералов - алмаз. Сегодня алмаз в первую очередь камень-работник, а не камень-украшение. Благодаря своей  твердости алмаз играет громадную роль в технике, например, алмазными пилами распиливают камни, используют при бурении горных пород. Рубин  самый красивый и драгоценный камень.  Например, в 1960г. был создан первый лазер на рубине. Оказалось, что кристалл рубина усиливает свет. Лазер светит ярче тысячи солнц. В глазной хирургии применяется чаще всего лазеры на рубине.

  Каждый из нас хоть раз слышал сочетание «Кристаллы Сваровски». Искусственно созданные хрустальные кристаллы Swarovski - это изысканное украшение.

        Их стоимость часто превышает "настоящие" камни (топаз, изумруд, сапфир, бриллиант, рубин).

Основатель хрустальной империи Даниэль Сваровски в 1890 годах изобрел новый состав для выращивания хрусталя небывалой до сих пор прозрачности и блеска, который до сих пор хранится в строжайшем секрете. Перечень видов применения кристаллов уже достаточно длинен и непрерывно растет (См. приложение).

1.3. Выводы по I главе

         Изучив, теоретический материал я узнал:

1.     Кристалл, в переводе с греческого языка означает «лёд», «горный хрусталь».

2.     Кристалл — это твердое состояние вещества.

3.     Изучением кристаллов занимается наука -  кристаллография.

4.     О разнообразии кристаллов.

5.     О применении кристаллов   в науке и технике.                                           

6.     О способах выращивания искусственных кристаллов.

ГЛАВА II.  Выращивание кристаллов в домашних условиях

2.1.  Как получаются кристаллы

          Благодаря науке кристаллографии известны многие способы искусственного выращивания кристаллов.  Как же кристаллы растут. Выращивание кристаллов производят разными способами. Я прочитал, например, охлаждая насыщенный раствор. С понижением температуры растворимость веществ уменьшается (в основном, это касается безводной соли), и они, как говорят, выпадают в осадок. Сначала в растворе и на стенках сосуда появляются крошечные кристаллы-зародыши. Когда охлаждение медленное, а в растворе нет твёрдых примесей (скажем, пыли), зародышей образуется немного, и постепенно они превращаются в красивые кристаллики правильной формы. При быстром охлаждении возникает много мелких кристалликов, почти никакой из них не имеет правильную форму, ведь их растёт множество, и они мелкие.

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

2.1. Опыт

Для проведения опыта я брал:              

Стакан  – 4 штуки               

 Соль – 1 пачку

Скрепки – 2 штуки              

 Горячую воду

 Блюдце                               

Хлопковую нить

Что я делал: наполнил 2стакана горячей водой. Положил в каждый стакан соли, столько, сколько может раствориться, тщательно перемещал, чтобы вся соль растворилась. Поместил оба конца нитки в раствор. Поставил блюдце между стаканами, чтобы стекающая с нитки вода капала на него.

Нитка свободно свисала между стаканами над блюдцем.

Оставил стаканы на  4 недели.   Следить за уровнем насыщенного раствора, периодически  добовлять при испарении раствор.

Результат: мы получили кристаллы поваренной соли.

 Вывод:

1. Поваренная соль состоит из кристаллов.

2. При соприкосновении кристаллов соли с водой, они растворяются.

3. Быстрее всего кристаллы  соли могут образовываться в насыщенном растворе поваренной  соли.

4. По мере того как вода испаряется, соль снова  образует кристаллы.

5. Дома  можно вырастить кристаллы при создании необходимых условиях и  наличие ингредиентов.

2.3. Контроль роста и образования кристаллов

Первая неделя	Нить пропитывалась раствором соли. Это называется капиллярным эффектом. С нити раствор капал на блюдце.
К концу первой недели	Вода стала испаряться, оставляя лишь микроскопические кристаллики соли.   Наблюдал за ростом  образования кристаллов на нити и на стенках стаканов.
К концу второй недели	В ходе опыта заметил, что на нити образовались кристаллы  соли, но если их взять в руки  они быстро рассыпаются  очень хрупкие.
Третья неделя наблюдений	Из этих кристалликов  получаются крошечные сталактиты, так как они наслаиваются друг на друга и начинают свисать.
Четвёртая неделя наблюдений	Нить и стенки стаканов покрыты толстым слоем  натёчных образований  или "снежной" массы кристаллов соли. Кубики кристаллов уже не различимы. Выделяются достаточно  большие наслоения кристаллов на нити и краях  стаканов.

Заключение

           Выращивание кристаллов  процесс - занимательный, но требующий бережного и осторожного отношения к своей работе.

        Изучив литературу и проведя эксперимент по выращиванию кристаллов  в домашних условиях, я пришел к следующим выводам:  что существует различие, между кристаллами они бывают большие и маленькие  хрупкие и твёрдые. Кристаллы  можно вырастить в домашних условиях.  Меня удивило, что наслоение кристаллов образуют сосульку, а  это уже сталактит. К сожалению, есть некоторые особенности их хранения.  Например, если кристаллы соли оставить открытыми  в сухом воздухе, они, постепенно теряют содержащуюся в них влагу, и начинают осыпаться. Чтобы предохранить  от разрушения, можно покрыть его бесцветным лаком. Так же я узнал, что кристаллы  вырастают  в природе  и в лабораториях их применяют в науке, технике,  медицине, что существует специальная наука кристаллография.    

Выводы:

    По результатам моих наблюдений и опытам я пришёл к следующим выводам:

- при точном соблюдении инструкций и технике безопасности можно вырастить кристаллы из различных растворов, что доступно для детей, но для этого нужно приложить терпение и труд;

 - в ходе исследовательской работы моя гипотеза подтвердилась выращивать кристаллы в домашних условиях можно.  

        У меня после проделанной работы, появилось желание попробовать вырастить,  кристаллы,  используя соду и  медный  купорос. Это и будет объектом моего следующего исследования.

Литература

 1.Большая книга экспериментов для школьников /Под ред. Антонеллы Мейяни; Пер. с ит. Э.М. Мотылевой. – М.: ЗАО «Издательство «РОСЭН – ПРЕСС»», 2005.-260с.

 2.В.И.Даль «Толковый словарь живого великорусского языка» - электронный вариант.

3.Научные эксперименты / Пер. с англ. А. Филоновой. – М.: «Издательство «Эгмон Россия Лтд», 2006 – 208с.

  4. С.И.Ожегов и Н.Ю.Шведова «Толковый словарь русского языка:80000 слов и фразеологических выражений» / Российская академия наук. Институт русского языка им. В.В. Виноградова. -  4-е. изд., дополненное.- М.: ООО «А ТЕМП», 2006. – 944стр.

 5. Брокгауз Ф.А., Эфрон И.А. Энциклопедия «Всё о кристаллах»

 -   электронный вариант.

                                                                                        Приложение 1

О чём говорят легенды

         Нет, не пересказать сказок, преданий и легенд, сложенных людьми о камне с древнейших пор! Как богата фантазия человека, сложившего о кристаллах столько чудесных красивых небылиц!

         Только представьте себе: чтобы ослепить ядовитую змею, достаточно показать ей ярко-зеленый камень – изумруд(рис.1). А чтобы избавиться от дурных снов, надо носить на пальце кольцо с рубином (рис.2). Ваш конь станет выносливым и послушным, если в его уздечку вплести синий камешек – бирюзу (рис.3). Есть, оказывается, камни, которые охраняют человека от болезней, от воров, от землетрясений.

                          

Рис.3

Рис.2

Рис.1

 

         Конечно, любой из вас, услышав эти наивные сказки, просто улыбнется. А было время, когда любой легенде люди верили беспрекословно, когда за цветные камни платили громадные деньги, чтоб не только украсить ими свои одежды, но и спастись с их помощью от "дурного глаза", от болезней, от пожаров и наводнений. И было это потому, что люди не знали происхождения различных камней, видели в каждом из них чудо и придумывали множество всяких небылиц, присущих якобы разноцветным минералам.

         Изучая материалы о волшебных свойствах кристаллов, я составил таблицу «Лечебные свойства кристаллов» (Приложение 1).

         Верить в их волшебные свойства или нет дело ваше, но выбирая украшение из кристаллов, задумайтесь об их свойствах, а вдруг поможет?!

Кристаллы	Лечебные свойства
Алмаз	Лечит психические заболевания, страхи, лунатизм, бессонницу, способен облегчить отказ от наркотиков, курения и алкоголя.
Гранат	Лечит лёгочные заболевания, головную боль, высокую температуру, заболевания горла.
Изумруд	Лечит головную боль, заболевания желудка, стабилизирует артериальное давление.
Рубин	Лечит  депрессию, эпилепсию, повышенное кровяное давление, заболевания крови, сердца, глаз
Бирюза	Лечит  язву желудка, печень, бессонницу, останавливает кровотечение.

                                                                                     Приложение 2

Подготовка проведения опыта

Первая неделя наблюдения

Вторая неделя наблюдения

Третья неделя наблюдения

Четвёртая неделя

Результат моей работы