Выращивание кристаллов, способы влияния на рост кристаллов

XXVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Личный портфель

Выращивание кристаллов, способы влияния на рост кристаллов

Новой Д.С. 1
1МОУ СОШ 56 УИМ
Безмельницына О.В. 1
1МОУ СОШ 56 УИМ
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Диплом школьникаСвидетельство руководителя
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Мое хобби — проводить интересные опыты изучать процедуру выполнения самых интересных из них.

Цель исследования: В данной работе мы проверим несколько фактов по выращиванию кристаллов вырастить кристаллы из водных растворов методом охлаждения и изучить влияние условий на скорость роста и размеры кристалла.

Есть несколько способов вырастить кристалл в домашних условиях. Самый распространенный способ - охлаждением насыщенного раствора. Сам процесс выращивания не сложен, но требует точности и аккуратности.

Задачи исследования:

  • изучить литературу о выращивании кристаллов;

  • исследовать в домашних условиях способы и факторы влияния.

Гипотеза — если температура окружающей среды влияет на состояние роста кристалла, то чем выше температура окружающей среды, тем больше вырастет кристалл.

Методы исследования:

  • изучение информации из разных источников;

  • эксперимент;

  • наблюдение;

  • фотографирование;

  • сравнение.

    1. Глава 1. Общие сведения. Интересные факты.

«Кристалл» означает на греческом языке «лед» или «горный хрусталь». Кристаллы – это твердые вещества, имеющие правильную геометрическую форму и определенное количество граней. Все кристаллы одного вещества имеют одинаковую форму, хоть и могут отличаться размерами. Кристаллы могут быть образованы человеком в лаборатории или в природе.

Но, оказывается, на самом деле почти весь мир кристалличен, и с кристаллическими веществами мы встречаемся на каждом шагу - дома, в школе, на улице. Мы едим кристаллы, например соль или сахар, мы ходим по кристаллам, так что они хрустят под ногами, лечимся кристаллами. Соль и сахар, снег, лёд, глина и песок, сотни других веществ - кристаллы. А в настоящее время, в специально оборудованных лабораториях — настоящих фабриках кристаллов — люди научились выращивать искусственные кристаллы.

Помимо того, что кристаллы очень красивы, они широко используются людьми во многих сферах деятельности. Мы каждый день едим кристаллы. На шоколаде иногда появляется белый налёт – это выделяются кристаллы сахара.

Особое место среди кристаллов занимают драгоценные камни, которые с древних времён привлекают внимание человека. Издавна люди научились выращивать такие искусственные кристаллы как рубины. Кристаллы обладают удивительной красотой, поэтому с древности применяются для изготовления ювелирных изделий. А еще выращивают самые твердые на свете кристаллы — алмазы.

Некоторые живые организмы оказываются настоящими “фабриками” кристаллов: кораллы, например, образуют целые острова, сложенные из мельчайших кристаллов кальция.

Искусственные кристаллы стали основой множества современных устройств. Они главные элементы электроники: компьютеров, генераторов и приёмников излучения (в том числе лазерного).

Кристаллы — твёрдые вещества, имеющие естественную внешнюю форму правильных симметричных многогранников. Идеальный кристалл — это, по сути, математический объект, обладающий в полной мере симметрией, определяемой симметрией его кристаллической структуры и как следствие — идеальной формой. Реальный кристалл всегда имеет пониженную симметрию вследствие различных внутренних дефектов и воздействия окружающей среды.

Изучением свойств реальных кристаллов занимается огромная научная отрасль; достаточно сказать, что все полупроводниковые свойства некоторых кристаллов (на основе которых создаётся точная электроника и, в частности, компьютеры) возникают именно за счёт дефектов.

    1. Глава 2. Практическая часть.

      1. 2.1. Наблюдение за полным циклом процесса выращивания кристаллов.

В своем эксперименте я использовал несколько разных наборов для выращивания кристаллов. Наборы были подобраны с разным составом. В 1 наборе в составе был раствор карбамида с красителем. Во втором раствор карбамида и поливинилового спирта с красителем. В процессе наблюдения я определил различия в строении и размерах кристаллов.

Наблюдая за полным циклом, я отметил несколько стадий роста: начальная стадия, средний цикл и заключительный.

      1. 2.2. Опыт №1 - влияние температуры и света окружающей среды на скорость роста кристаллов.

Я устанавливал картонные основы для формирования кристаллов в разные помещения с температурой +20 градусов и 0 градусов (приложение рис.3)

Результаты:

  • при помещении в холодное место кристаллы росли в течении 7 дней;

  • при помещении в теплое место кристаллы достигли заключительной стадии за 48 часов;

Вывод: оптимальная температура для формирования кристаллов +17-27 градусов.

      1. 2.3. Опыт № 2 - влияние состава на образование кристаллов.

Наблюдение за образованием кристаллов из разных составов

Результат:

  • кристаллы из набора, где в составе присутствовал поливиниловый спирт, прошли все стадии кристаллизации за 4 часа.

Вывод: добавление поливинилового спирта ускоряет процесс роста кристаллов.

      1. 2.4. Опыт № 3 - могут ли кристаллы иметь обратный процесс.

В ходе эксперимента я растворил соль в горячей воде, далее на цветной бумаге нарисовал рисунок водой с растворенной солью.

Результат:

  • по мере высыхания воды на рисунке оказались кристаллы.

Вывод: Кристаллы могут растворяться и вновь образоваться, но в другой форме (приложение рис.4).

 

    1. Заключение.

В своей работе я изучил процесс выращивания кристаллов, их свойства и способы влияния на этот процесс. Моя гипотеза подтвердилась, что внешние условия и их изменения могут влиять на рост кристаллов. Мой опыт подсказывает мне, что этот увлекательный процесс можно использовать дальше для изучения других методов получения кристаллов и их применения в жизни.

    1. Список используемой литературы

  1. А. Китайгородский «Кристаллы».

  2. Ю.К. Егоров-Тисменко, Г.П.Литвинская «Теория симметрии кристаллов» (Под редакцией В.С. Урусова).

  3. Стемпень М.Г. «Кристаллы. Удивительное рядом».

  4. Ананьева Е.Г. Жизнь Земли. Физическая география и рельеф планеты – М.: Эксмо, 2014

  5. Ландау Л..Современная кристаллография. М., 1979-1981. Т. 1-4;

  6. Новая энциклопедия школьника

  7. Плешаков А.А. От земли до неба. Атлас-определитель: кн. Для учащихся нач. классов/ А.А. Плешаков. – 3-е изд. – М.: Просвещение, 2016

  8. Скиба Т.В. Что? Когда? Зачем? Почему? Современная детская энциклопедия – Рстов н/Д: Владис: М., РИПОЛ классик, 2014

  9. Чупрунов Е. В., Хохлов А. Ф., Фаддеев М. А. Кристаллография. М., 2000;

  10. Я познаю мир: Детская энциклопедия: Драгоценные камни и минералы. – М.: ООО «Издательство Астрель»; ООО «Издательство АСТ»; 2000

    1. Приложения

Рис .1

Рис. 2

Рис. 3

Рис. 4

Просмотров работы: 5