V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
ВЫРАЩИВАНИЕ КРИСТАЛЛОВ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение:
Кристаллы — это твёрдые тела, атомы или молекулы которых занимают определённые, упорядоченные положения в пространстве. Кристаллы одного и того же вещества имеют разнообразную форму. Углы между отдельными гранями кристаллов одинаковы.
Кристаллы встречаются нам повсюду: мы ходим по кристаллам, строим из них, выращиваем их в лабораториях и в заводских установках, создаем приборы и изделия из кристаллов, широко применяем их в технике и в науке, лечимся ими, находим кристаллы в живых организмах, выходим на просторы космических дорог, используя приборы из кристаллов.
Природные кристаллы не всегда достаточно крупны, часто они неоднородны, в них имеются нежелательные примеси.
Актуальность:
Я узнала, что кристаллы можно вырастить самим. И этот процесс не требует особых усилий и затрат. Это и стало целью моего исследования. В своей работе я использовала поваренную соль, сахар, пищевую соду и медный купорос.
Цели:
1. Вырастить кристаллы из различных веществ в домашних условиях.
2. Изучить особенности и формы роста монокристаллов и поликристаллов полученных кристаллов.
Задачи:
Изучить литературу по данной теме.
Изучить среду выращивания кристаллов.
Познакомиться с методами выращивания кристаллов.
Освоить методики выращивания кристаллов из растворов различных веществ.
Вырастить кристаллы различных веществ в домашних условиях.
Гипотеза:
Я предположила, что можно вырастить монокристаллы и поликристаллы из различных веществ в домашних условиях.
Методы исследования:
1.Изучение литературы по данной теме.
2.Наблюдение.
3.Опытно-исследовательский метод.
Предмет исследования:
Процесс кристаллизации.
Практическая значимость:
Можно вырастить монокристаллы и поликристаллы из различных веществ в домашних условиях.
Основная часть.
Виды кристаллов:
Монокристалл – отдельный однородный кристалл, имеющий непрерывную кристаллическую решетку.
Поликристалл – агрегат мелких кристаллов какого-либо вещества, иногда называемых из-за неправильной формы кристаллитами или кристаллическими зернами.
Поликристалл отличается от монокристалла тем, что состоит из множества разноориентированных мелких монокристаллов. Примерами поликристаллов являются сахар — рафинад, а также такие металлические изделия, как вилки, ложки, колпаки автомобильных колёс и другие.
С кристаллами приходится иметь дело практически во всех сферах человеческой деятельности, то есть развитие почти каждой отрасли народного хозяйства выдвигает целый ряд важных кристаллографических задач. Сюда относится, прежде всего, задача получения высококачественных кристаллических материалов, необходимых для удовлетворения потребностей новой и новейшей техники. Искусственные алмазы, кварц, рубин, многочисленные полупроводники, люминесцентные кристаллы и другие уже широко используются в обрабатывающей и оптической промышленности, в радиоэлектронике и компьютерах, в космических исследованиях и ультразвуковой технике.
Экспериментальное исследование.
|
Приготовление насыщенного раствора. Высыпала столько вещества, сколько может раствориться; воду помешиваю, чтобы быстрее проходило растворение. Когда вещество перестанет растворяться и начнет оседать на дно. В полученном растворе количество вещества как раз соответствует его растворимости при данной температуре. |
|
|
Фильтрация раствора. Готовый раствор процеживаю через фильтровальную бумагу или чистую тряпочку. |
|
|
Выбор кристалликов для затравки. Полученный концентрированный раствор перелила в стакан; туда же с помощью проволочной перемычки подвесила на нитке кристаллическую "затравку" - маленький кристаллик того же вещества так, чтобы он был погружен в раствор. |
|
|
Для кристаллов из сахара нужно сделать сироп. Для этого я взяла 5 стаканов сахара и 2 стакана воды. На не большом огне сахар растворился в воде, получился сироп. В сироп обмакнула проволоку, а затем обволяла в сахаре. Оставила проволоку до полного высыхания. Сироп налила в стакан и опустила в него затравку. Сахар рос медленее всего. |
|
|
Для получения кристалла из соды я взяла 2 стакана воды по 200г. И в каждый стакан насыпала по 100г. соды. Взяла нить и к ее концам прикрепила скрепки и концы опустила в стакан, нить провисла. Под нить подставила блюдце, что бы излишки раствора не капали на стол. |
|
|
Выращивание кристаллов. Заранее приготовленный раствор раствор перелила в чистый стакан и погрузила туда затравку. Стакан накрыла бумагой и оставила в теплом месте. Уже через неделю заметила, что кристалл заметно подрос. Периодически (раз в неделю) меняла или обновляла насыщенный раствор. |
Выращенные мною кристаллы:
|
Вещество |
монокристалл |
поликристалл |
||
|
Масса вещества |
Масса воды |
Масса вещества |
Масса воды |
|
|
Поваренная соль |
150г. |
200г. |
200г. |
200г. |
|
Медный купорос |
75г. |
100г. |
100 |
100 |
|
Пищевая сода |
100 |
200 |
||
|
Сахар |
500г. |
400г. |
||
Заключение.
Изучив литературу, посвященную кристаллам, и проведя эксперимент по выращиванию кристаллов, я пришла к следующим выводам:
1 .Кристаллы окружают нас повсюду.
2. Кристаллы различных веществ отличаются друг от друга по форме.
3. Вырастить кристаллы из различных веществ в домашних условиях возможно. Я вырастила кристаллы, применяя растворы медного купороса, поваренной соли и сахара.
4. Вырастить кристалл из пищевой соды мне не удалось, видимо мой способ выращивания не подходит для этого вещества. Надо попробовать другие способы.
Когда я познакомилась с миром кристаллов, то поняла, что эта область науки очень интересна и занимательна. Я раньше и не догадывалась о том, что человек может выращивать кристаллы сам. И меня удивило то, что искусственные кристаллы так похожи на настоящие: цветом, формой, свойствами. Также интересно то, что у искусственных кристаллов даже есть преимущества над природными. Хотя раньше мне казалось, что богатства, созданные природой, самые красивые и неповторимые. И тот факт, что человек может творить на уровне с природой, говорит о развитие нашего общества.
Список литературы.
Блудов М.И. Беседы по физике. – М.: Просвещение, 1972
Гуревич А.Е. Строение вещества. – М.: Дрофа, 2011
Кабардин О.Ф., Кабардина С.И., Шефер Н.И. Факультативный курс физики. – М.: Просвещение,1978
Журнал «Юный эрудит 10» - М.: Буки,2009.
Геология Земли http://www.kristaiiov/net/mineraly.html