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:
Кристалл, в переводе с греческого языка означает «лёд», «горный хрусталь».
Кристалл — это твердое состояние вещества.
Изучением кристаллов занимается наука - кристаллография.
О разнообразии кристаллов.
О применении кристаллов в науке и технике.
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.
[pic] [pic] [pic]
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
[pic] Алмаз
Лечит психические заболевания, страхи, лунатизм, бессонницу, способен облегчить отказ от наркотиков, курения и алкоголя.
[pic] Гранат
Лечит лёгочные заболевания, головную боль, высокую температуру, заболевания горла.
[pic] Изумруд
Лечит головную боль, заболевания желудка, стабилизирует артериальное давление.
[pic] Рубин
Лечит депрессию, эпилепсию, повышенное кровяное давление, заболевания крови, сердца, глаз
[pic] Бирюза
Лечит язву желудка, печень, бессонницу, останавливает кровотечение.
Приложение 2
Подготовка проведения опыта
[pic]
Первая неделя наблюдения
[pic]
Вторая неделя наблюдения
[pic]
Третья неделя наблюдения
[pic]
Четвёртая неделя
[pic]
Результат моей работы
[pic]
