III Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
ДИВНЫЙ КАМЕНЬ МАЛАХИТ
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
1.1.Из истории малахита
1.2.Образование и состав малахита 51.3.Физические свойства малахита 71.4.Магические свойства малахита 71.5.Лечебные свойства малахита 81.6. Применение малахита 9 1.7. Искусственный малахит 102.Исследовательская часть 12Заключение 14Используемая литература 15
ВведениеНа Урале есть все. Но больше всего на Урале, конечно же, камней, не зря ведь его именуют «Каменным поясом земли». Издавна у нас считалось, что камень – существо если не живое, то и не мертвое. Камень, который является символом Урала – удивительный и разнообразный малахит. Когда я впервые увидела малахит, он поразил меня красотой своих узоров и шелковисто – нежной зеленью. В шкатулке с украшениями у мамы я обнаружила необычные бусы – это бусы из того самого уральского малахита. А может быть я ошиблась? На сегодняшний день месторождения сказочного камня истощены.Возможно у меня в руках искусная подделка. Именно поэтому я решила исследовать этот удивительный минерал.
Я провела опрос среди одноклассников и выяснила, что о малахите знают не многие, как и то, что он встречается и нашей области. А на мой вопрос : «Как отличить натуральный малахит от искусственного» никто не смог ответить. (Приложение № 1)В нашей области есть замечательный природный музей самоцветов- это Ильменский заповедник. Здесь встречаются различные самоцветы, в том числе и предмет моего исследования – малахит. Малахит - единственный в природе зелёный узорчатый минерал. Это – минерал с удивительными свойствамиТема моей исследовательской работы:«Исследование природного камня малахит».
АктуальностьНа сегодняшний день месторождения сказочного камня истощены.Но на прилавках магазинов изделий из малахита не становится меньше. Появилась искусная имитация натурального камня.
Цельработы:изучениеминерала малахитЗадачи:1. Изучить литературу по данной теме.2. Провести опыты, демонстрирующие натуральность малахита.3. Получить порошок « малахита» химическим путём.4. Провести реакцию разложения малахита.5. Проанализировать и обобщить полученные результаты опытов и сопоставить их с литературными источниками, сделать выводы.6.Составить буклет с рекомендациями по определению натуральности малахита. Гипотеза исследования:1) порошок искусственного «малахита» достаточно просто получить химическим путёмв домашних условиях; 2) доступность и простота методов определения натуральности малахита Объект исследования:минерал малахит
Предмет исследования : физические свойства минералаМетоды исследования: 1. Анкетирование 2. Метод обработки и анализа информации 3. Наблюдение 4. ЭкспериментЯ решила, что моя тема в наше время достаточно актуальна, так как месторождения малахита на Урале почти полностью выработаны. В результате этого на прилавках магазина всё чаще стали встречаться фальшивки. Кроме того мы стали забывать о том, что некогда, малахит считался исконно русским камнем, поэтому моей основной задачей было найти любую подробную информацию об интересующей меня теме.
1.1. Из историиЧеловечество обратило внимание на малахит с давних пор . Еще более 10 тысяч лет назад изготавливали украшения из него. Таков, например, возраст подвески, обнаруженной археологами в долине Шанидар (Ирак). Впервые месторождение малахита открыли в глубокой древности в горах Кирмана на юге Ирана среди рудников меди. В Египте минерал начали добывать примерно на 3 тыс. лет позже. Вход в храм Артемиды (одно из семи чудес света) в греческом городе Эфесе украшали гигантские колонны из малахита. Некоторые историки уверены, что они впоследствии использовались при строительстве Софийского собора в Константинополе. Но древние, по нашим представлениям, люди додумались использовать дивный минерал не только в ювелирном деле. Он использовался художниками-рисовальщиками и резчиками, а также ремесленниками различных областей производства, включая красильное, стеклодувное и даже металлургическое: из этого камня выплавляли медь!
Древние египтяне растертый в порошок малахит смешивали с жиром и применяли в косметике, совмещая искусство макияжа с гигиеническими процедурами. Окрашивая веки такой мазью, они не только подчеркивали выразительность глаз, но и проводили дезинфекцию, поскольку знали о бактерицидных свойствах малахита. Умельцы Поднебесной декорировали малахитом и изделиями из него помещения. Древние греки поступали также, а также сделали малахит и облицовочным камнем в строительстве. Затем эти умения были утрачены, а в средневековую пору интерес к малахиту возобновился на почве повсеместно бытовавших представлений о наступлении колдунов и ведьм, от которых нужно защищаться с помощью специальных действий с определёнными предметами.Малахит считается «РУССКИМ КАМНЕМ». XVIII век стал переломным в отношении к малахиту, и случилось это в результате открытия крупных месторождений в России. На Урале найдены огромные залежи ее, и в числе прочего, настоящие гиганты среди минералов.
Особой достопримечательностью были малахитовые гиганты. Они сберегались в государственных собраниях как национальное достояние. Но наибольшей известностью пользуется Малахитовый зал Эрмитажа, который после пожара в 1837 г. был реставрирован. На отделку зала потребовалось 125 пудов малахита. Малахитовые камины, колонны зала изумительны по красоте и рисунку. По краям царских врат Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге стоит восемь малахитовых колонн — по четыре с каждой стороны — высотой около 10 м и диаметром 42 см.Так же в Эрмитаже находится пример прекрасной работы русских мастеров- большие малахитовые вазы с четырехугольным верхом, выполненные в 1839—1840 гг. в Екатеринбурге. Однако в действительности, знаменитые вазы выполнены из стали, а затем обшиты малахитовыми пластинами. Уникальность их заключается в искусстве мастеров подобрать такие стыки пластин, чтобы узор с одной продолжался на другой. Основой столь филигранной работы стала особ технология, восхитившая весь мир и получившая название «русской мозаики». Триумфом уральского малахита стало представление его в 1851 году на первой Всемирной выставке в Лондоне. Всеобщее восхищение вызвал малахитовый кабинет, состоявший из 76 предметов, производства василеостровской фабрики Демидовых (эта фамилия вообще очень значима в истории малахита). Двери в Русский павильон тоже были малахитовыми.Они особенно поразили лондонцев. Одна из местных газет писала по этому поводу: «Переход от броши, которую украшает малахит как драгоценный камень, к колоссальным дверям казался непостижимым: люди отказывались поверить, что эти двери были сделаны из того же материала, который все привыкли считать драгоценностью». Не обошла своим вниманием малахит и знаменитая ювелирная фирма Фаберже.
1.2. Образование и состав малахитаПриродный малахит всегда образуется там, где есть залежи медных руд, если эти руды залегают в карбонатных породах — известняках, доломитах и др. При выветривании медной руды , под действием подземных вод, в которых растворены кислород и углекислый газ, медь переходит в раствор. Это раствор, содержащий ионы меди, медленно просачивается через пористый известняк и реагирует с ним с образованием основного карбоната меди — малахита.Именно присутствием ионов меди объясняется окраска камня. Текстура его разнообразна: струистая , ленточная, круговая, звездчатая с чередованием разноцветных слоев. Распространенными формами малахита являются корочки, почковидные массы и разнообразные натеки. Минерал в виде кристаллов встречается в природе крайне редко. Образуется малахит и на изделиях из меди и ее сплавов – латуни, бронзы. Малахиту в природе часто сопутствует синий минерал азурит — медная лазурь. Это тоже основный карбонат меди, но другого состава . Азурит и малахит нередко находят вместе; их полосчатые срастания называют азуромалахитом. Азурит менее устойчив и во влажном воздухе постепенно зеленеет, превращаясь в малахит. Таким образом, малахит в природе вовсе не редок. Он покрывает даже старинные бронзовые вещи, которые находят при археологических раскопках. Более того, малахит часто используют как медную руду: ведь он содержит почти 56% меди. Однако эти крошечные малахитовые зернышки не представляют интереса для искателей камней. Более или менее крупные кристаллы этого минерала попадаются очень редко. Обычно кристаллы малахита очень тонкие — от сотых до десятых долей миллиметра, а в длину имеют до 10 мм, и только изредка, в благоприятных условиях, могут образоваться огромные многотонные натеки плотного вещества, состоящего из массы как бы слипшихся кристалликов. Именно такие натеки и образуют ювелирный малахит, который встречается очень редко
1.3. Физические свойства
Цвет:варьирует от сочного темно-зеленого до светлого бирюзово-зеленого. Непрозрачен, в мелких кристаллах просвечивает ,окраска обычно распределяется ритмично, с чередованием темных и светлых зон. Более или менее одноцветные куски встречаются редко.Хрупкость: минерал достаточно хрупкийБлеск: матовый, бархатистый, на свежем изломе и в прожилках блеск у него часто шелковистыйРазновидности.Среди уральских малахитов различали две основные разновидности - бирюзовый и плисовый. Бирюзовый – это минерал с параллельно- волокнистым концентрически-зональным внутренним строением. Цветовая палитра включает все оттенки голубовато-изумрудного и бирюзового. В зависимости от размера деталей рисунка на камне выделяют мелкоузорчатый и ленточный малахит. Эта разновидность минерала самая распространенная, но в то же время наиболее ценная. Плисовый малахит имеет радиально-лучистое строение, характеризуется темными цветами, шелковистым блеском. Такие камни хуже поддаются обработке и уступают бирюзовым малахитам в популярности
1.4. Магические свойства
На Руси малахит считали камнем, исполняющим желания. Он считается символом жизни и роста, камнем притягательности. Развивает воображение, приносит удачу в азартных играх и способствует развитию музыкального слуха.
Малахит – магический камень с очень сильной энергетикой . Минерал поддерживает и усиливает духовные силы своего владельца. Он гармонизирует его внутренний мир и мир вокруг человека. Многие жители Урала верят, что найденный камешек малахита обязательно принесет удачу, только нельзя никому давать подержать найденный талисман, иначе его магия перейдет к другому человеку, а вас будут преследовать неудачи. Кольца и бусы из малахита помогают девушкам успешно выйти замуж, а замужним женщинам – сохранить любовь и верность мужей. В древности считали, что малахит связан с силами Вселенной и является их проводником на Землю. Об этом минерале ходили легенды: будто бы он может сделать человека невидимым, а если пить из малахитовой чаши, то будешь понимать язык животных. В Индии считают, что малахит, наложенный на чакру «третьего глаза», помогает очистить сознание от обид и тревог. Малахит считается детским талисманом, предупреждающим испуг, судороги и зубную боль. Также, в качестве талисмана малахит следует использовать тем, кто хочет усилить свое обаяние и привлекательность . Как амулет он развивает духовные силы, его советуют носить людям, связанным с наукой. Если у человека много энергии, но недостает решительности, то малахит сможет помочь. В Египте малахит считался главным камнем силы, и его носили фараоны, считая, что он способствует мудрости правления.
1.5 Лечебные свойства малахита
У многих народов малахит считался «камнем здоровья». Камни светлых оттенков хороши для лечения сердца и легких. Положенный на область солнечного сплетения малахит снимает эмоциональноенапряжени, малахит способен поглощать негативную энергию, создавать в организме человека физическую и эмоциональную гармонию. Всовременнойлитотерапии малахит применяется при болезнях сердца, поджелудочной железы и селезенки. По мнению некоторых американских целителей, малахит является хорошим противорадиационным средством. Украшения из малахита способствуют регенерации тканей и благотворно влияют на нервную систему. Литотерапевты предполагают, что этот минерал может облегчить приступы бронхиальной астмы, способен лечить заболевания глаз, улучшить зрение.
1.6.Применение малахита
С древности малахит ценился как руда для выплавки меди. Но уже в новое время медь добывали только из минерала, не представляющего интереса для ювелиров и художников. Благодаря привлекательной окраске, узору и легкой полировке и несмотря на невысокую твердость и нестойкость, малахит и сегодня является одним из самых популярных ювелирно- декоративных камней. Мелкая крошка идет на изготовление минерального пигмента.Малахит хорошего цвета с красивым рисунком ценится довольно дорого и употребляется для изготовления мелких кабинетных украшений: оснований настольных ламп, подставки для подсвечников ваз, шкатулок, часов, пепельниц, ваз и небольших фигурок
В ювелирных изделиях малахит оберегают от случайных ударов, резких перепадов температур, от воздействия кислот и абразивов. Чистят только в мыльном растворе, ультразвуковая и паровая обработка недопустима. Оправлять рекомендуется в серебро или медь и медныесплавы.Несмотря на невысокую твердость и нестойкость, малахит и сегодня является одним из самых популярных ювелирных и декоративных камней. Его шлифуют кабошоном или слегка выпуклыми табличками, из него делают бусы, а также мелкие кабинетные украшения шкатулки или подставки для подсвечников, часов, пепельницы и небольшие фигурки.
1.7. Искусственный малахит
Малахитовые месторождения Урала, которые когда-то пользовались мировой известностью, теперь почти полностью выработаны и добыча малахита прекращена.ХХ век – время активных научных исследований малахита, попыток создать искусственный аналог камня. Сложность получения малахита в том, что для этого минерала главное – не химическая чистота и прозрачность, важная для таких камней как алмаз или изумруд, а его цветовые оттенки и текстура –неповторимый рисунок на поверхности отполированного образца.
Получить искусственный малахит, не уступающий природному, удалось трем группам российских исследователей – в Научно-исследовательском институте синтеза минерального сырья (город Александров Владимирской области), в Институте экспериментальной минералогии Российской Академии наук (Черноголовка Московской области) и в Петербургском государственном университете. Соответственно было разработано несколько методов синтеза малахита, позволяющих получить в искусственных условиях практически все текстурные разновидности, характерные для природного камня – полосчатые, плисовые, почковидные. Отличить искусственный малахит от природного можно было разве что методами химического анализа: в искусственном малахите не было примесей цинка, железа, кальция, фосфора, характерных для природного камня. Разработка методов искусственного получения малахита считается одним из наиболее существенных достижений в области синтеза природных аналогов драгоценных и поделочных камней. Так, в музее упомянутого института в Александрове стоит большая ваза, изготовленная из синтезированного здесь же малахита. По всем своим свойствам синтетический малахит способен заменить природный камень в ювелирном и камнерезном деле. Его можно использовать для облицовки архитектурных деталей как внутри, так и снаружи зданий.
Как отличить натуральный камень от подделки.Ещё совсем недавно объёмы перспективных месторождений исключали вероятность приобрести фальшивку. Сегодня ситуация изменилась.Наиболее распространёнными имитаторами природного минерала являются стекло и пластик. Кроме того, широкое применение в ювелирной отрасли получили синтезированные в лабораторных условиях камни. При покупке украшений с малахитом необходимо обратить внимание на его цвет: коричневато зелёные прослойки встречаются исключительно в искусственных экземплярах.Стеклянные подделки характеризуются наличием прозрачных включений, которые хорошо видны через увеличительное стекло.Пластмассу легко определить, коснувшись изделия тыльной стороной ладони-на ощупь она покажется тёплой, в то время как натуральный камень будет холодным. Есть ещё один способ проверки натуральности камня – капнуть нашатырного спирта или раствор уксусной кислоты или лимонный сок. Если камень в этом месте побелеет, а сама жидкость станет синей, то малахит натуральный. Фальшивка же сохранит свой первоначальный цвет. Натуральный малахит разлагается под воздействием кислот. Для «закипания» камня достаточно лимонного сока, а более едкая уксусная кислота превратит его в бесцветные кристаллы ацетата меди.
2. Исследовательская часть
Из литературы мне стало известно как определить натуральность малахита.
Опыт №1
1. Я обратила внимание на цвет. Коричневатых прослоек, встречающихся исключительно в искусственных экземплярах, в данном изделии я не обнаружил.Вывод: это не искусственный камень.
2.Коснулась изделия тыльной стороной ладони. На ощупь оно мне показалось холодным, это характерно для натурального камня. Пластмасса была бы тёплой.Вывод: это не пластмассовая имитация.
На основании проведённого исследования, я сделала предварительные выводы, что бусы, купленное мною, сделано из натурального малахита.
Опыт №2
1.Взяла бусинку, разбила её на несколько кусочков. Поместила в ёмкости с разными растворами( нашатырный спирт, уксусная кислота и лимонная кислота)2.Через некоторое время камень побледнел, а жидкость стала синей. (это характерно для натурального малахита).Вывод: опыты подтвердили, что я держу в руках изделие из натурального малахита.Опыт №3 Горючесть натурального камняИз научной литературы известно, чтов давние времена добыча медной руды производилась при помощи сжигания зелёного минерала – малахита. Описание: небольшой кусочек минерала помещается в пробирку с пробкой. Нагревается на открытом огне. При сгорании появляется углекислый газ и капли воды. Сам минерал превращается в хрупкий уголь.
Вывод:если в пробирке появились капли воды, едкий дым и зелёный минерал превратился в хрупкий уголёк чёрного цвета, то можно сделать вывод, что мы видим все признаки натурального камня малахит
Опыт№4Выращивание кристаллов малахита
Поскольку минерал малахит в своем составе имеет около 55% медных руд, то и выращивать кристаллы будем на медной фольгеК пластинке медной фольги присоединили проводок с зачищенными концами. Протёрли поверхность мелкой наждачной бумагой, положили предмет в горячий раствор стиральной соды, промыли водой и погрузили его в слабый раствор уксуса - это поможет избежать преждевременного окисления.
2.Промытую медь опустить в раствор нашатыря. Подключите проводок к положительному полюсу батарейки, а отрицательный ее полюс батарейки соедините с любой другой медной пластинкой, . Вскоре фольга, на которой выращиваем кристаллы, покроется красным матовым слоем
3.Минут через десять выньте предмет из раствора. Фольга покроется коричнево-красным налётом
4.Через час красный слой станет зеленым.
Вывод:Это и есть тонкий слой кристаллов малахита.
Заключение
В ходе своей работы я узнала очень много нового и интересного о минерале под названием малахит. Кроме того, теперь я знаю как отличить натуральный камень от имитации.Увы, отечественные запасы минерала истощаются. Сегодня основные залежи его находятся в дальних странах: в Африке, Америке, Австралии.Не покинет ли свои российские владения Хозяйка Медной горы, воспетая в сказах П. Бажова, которую уральские рудокопы звали еще и Малахитницей, связывая с ней все удачи и невзгоды своего нелегкого труда в поиске, добыче и обработке этого удивительногоминерала
Литература
1.Здорик Т.Б., Фельдман Л.Г. «Минералы и горные породы, т. 1. М, «ABF», 1998 г.;2. Марченков В.И. «Ювелирное дело» М. : Высшая школа, 1975, с. 37; М., 1982;3.Семенов В.Б. «Малахит», т.1,2 Свердловск, 1987..;4. Шуман В. «Мир камня. Драгоценные и поделочные камни».5. Ферсман А.Е. «Рассказы о самоцветах» Л., Детгиз, 1952.6. Малахит. БСЭ, т. 15, с. 276;7. Журнал «Минералы – сокровища Земли»
Приложение 1
Анкета
1.Зелёный, узорчатый поделочный камень?
А- изумруд
Б-алмаз
В-малахит
2.Где находятся крупнейшие залежи малахита?
-------------------------------------------------------------------------------------
3.Умеешь ли ты отличать натуральный камень от искусственного
Да Нет
|
Дети |
Взрослые |
% |
|
|
1 вопрос |
2чел |
4чел |
37.5% |
|
2 вопрос |
0чел |
2чел |
13% |
|
3вопрос |
0чел |
1чел |
6.25% |
|
итого |
12чел |
4чел |
100% |
Небольшое анкетирование показало, что мы стали забывать об уральском минерале малахит
Приложение2
Все жидкости в ёмкостях приобрели сине-зелёный цвет, а сам камень стал заметно светлее. Опыт подтвердил, что я держу в руках изделие из натурального малахита
Приложение3
На открытом огне в пробирке появился пар,вода, дым серого цвета и уголёк чёрного цвета. Это характерное горение натурального камня.
Искусственный камень оплавляется.