Выращивание кристаллов

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

Выращивание кристаллов

Соколов Я.М. 1
1ГАОУ АО "Казачий кадетский корпус им.атамана И.А. Бирюкова"
Юсупова А.И. 1
1ГАОУ АО "Казачий кадетский корпус им.атамана И.А. Бирюкова"
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

I. ВВЕДЕНИЕ

Во все времена людей влекло и тянуло ко всему загадочному и таинственному. А находить необычное рядом, под рукой и раскрывать эти секреты было всегда интересно и приятно. Таким чудом можно назвать и обычную с виду, но в глубине окутанную тайной снежинку.

Только представьте, зима. Идёт снег. С неба спускаются и плавно ложатся на ладони хрупкие и узорчатые снежинки. И каждый раз, рассматривая их, мы замечаем, что все они разные, непохожие друг на друга, как отпечатки пальцев человека. Один ученый сделал 2500 фотоснимков снежинок и никакие две из них не совпадали. Несомненно, снежинки - это одно из самых красивых, удивительных, сложных и абсолютно уникальных творений природы.

Но что, же мы знаем об этой диковинке? «Снежинка  -  это снежный или ледяной кристалл, чаще всего в форме шестилучевой по концам звёздочек или шестиугольных пластинок».1 Значит, снежинка - это кристалл? Да, но для нас слово «кристалл» всегда было связано с чем-то редким, драгоценным, исключительным, таким как драгоценные камни. Но не нужно искать кристаллические тела далеко, достаточно только внимательно посмотреть вокруг и можно обнаружить, что в нашей жизни кристаллы встречаются повсюду. Это и снег, и поваренная соль, и сахарный песок, и гранит, и песок, и железо, и медь. И на этом список не заканчивается, ведь в последнее время учёные, достигнув огромных знаний, научились выращивать кристаллы в лабораториях искусственным путём.

Нас очень заинтересовало, и то, как мастерица-природа создаёт свои причудливые шедевры, и то, как профессора трудятся, словно алхимики, над созданием кристаллов. И самим захотелось попытаться самим вырастить такую красоту.

Так мы и определились с темой исследования: «Выращивание кристаллов в домашних условиях».

Предмет исследования: кристаллы сахара.

Цель исследования: научиться выращивать кристаллы сахара в домашних условиях.

Гипотеза исследования:мы предположили, что кристаллы могут образоваться при создании определенных условий; значит, если создать необходимые условия для кристаллизации, то можно получить кристаллы разной формы и цвета в домашних условиях.

Задачи исследования:

Узнать что такое кристалл, виды кристаллов, способы выращивания кристаллов и какое значение они имеют в жизни человека.

Подобрать доступное оборудование и сырье для производства кристаллов.

Вырастить кристаллы из сахара.

Изучить условия образования кристаллов, их формы, цвета.

Выяснить от чего зависит рост кристаллов

Проанализировать полученные результаты.

Методы исследования:

Накопление теоретического материала.

Проведение опытно-экспериментальной деятельности с целью получения кристаллов из поваренной соли, сахара и медного купороса.

Анализ полученных результатов исследования.

Практическое значение исследования состоит в том, что оно может быть использовано на уроках физики, во внеклассных мероприятиях, дополнительных занятиях в Казачьем кадетском корпусе, также кристалл может служить отличным подарком друзьям и родным.

Наша работа состоит из пяти глав: введение, основная часть, заключение, список использованной литературы и приложение.

II. Основная часть.

1. Теория кристаллов.

1.1. Кристалл и его свойства.

Представление древних ученых о кристаллах мало отличалось от сказок и легенд. Они верили, что хрусталь образуется изо льда, а алмаз – из хрусталя.

Кристаллы люди наделяли множеством таинственных свойств, они были способны исцелять болезни, предохранять от яда и даже влиять на судьбу человека.… Существует такая красивая персидская легенда, в которой говорится: «В начале творения Бог - Творец всего сущего, создал прекрасный, чистый, гармоничный мир, для первых людей. Для его сохранения он поставил божественную защиту - Твердь небесную. Но коварный Дух разрушения и обмана проник в этот совершенный мир, осквернил его и разрушил Твердь небесную. Ее осколки упали на землю, превратившись в драгоценные камни, но не потеряли присущей им божественной энергии защиты и помощи. И с тех пор они служат напоминанием о совершенном мире и проводником к нему. Каждый кристалл являет собой определенную систему защиты и расширения сознания. Концентрируя великую божественную энергию, он способен помочь человеку через очищение прийти к совершенству».2

Первые кристаллы были обнаружены тысячелетия назад в Альпах. Люди нашли абсолютно прозрачные, красивые тела по внешнему виду напоминающие лёд и ученые предположили, что вода, находясь при очень низких температурах, застывает и теряет способность таять, даже если её нагревать. Недаром слово «кристалл» в переводе с древнегреческого означает «лёд».

В глубокой древности кристаллами называли только горный хрусталь, позже кристаллами стали называли любые природные твёрдые минералы, которые имели правильную геометрическую форму.

Что же такое кристалл?

«Криста́ллы — твёрдые тела, имеющие естественную форму многогранника».3

Все кристаллические тела подразделяются на монокристаллы и поликристаллы. Монокристалл это отдельный ограненный кристалл, например, крупинки соли и песка, алмаз, топаз. А вот поликристалл – это кристалл, состоящий из большого числа мелких кристаллов какого-либо вещества. Примерами поликристалла являются: сахар-рафинад, металлы, сплавы, керамика и многое другое.

Кристаллы, выросшие в естественных условиях, имеют форму правильных многогранников. Грани любого кристалла всегда плоские, рёбра между гранями прямолинейные. Если же во время роста кристалла изменить температуру, давление и другие условия, то идеальная кристаллическая структура вещества может нарушиться. В нем будут появляться различные дефекты, а от них уже будут зависеть различные свойства кристалла. Рассмотрим основные свойства кристаллов:

Плоскогранность и пряморебренность. Об этом свойстве кристалла мы уже упоминали и это мы увидели на фотографиях (Приложение 1), которые были получены при рассмотрении в микроскоп кристаллов соли и меди.

Симметрия, т. е. свойство совмещаться в разных положениях с положением исходным. В симметричности кристаллических тел легко убедиться, если посмотреть фотографии снежинок (Приложение 2).

Анизотропия. Смысл этого слова – разный по всем направлениям. Например, кристаллические пластины слюды легко расщепляются лишь по плоскостям параллельным его пластичности, а вот в поперечном направлении расщепить их значительно труднее.

Конечно же, это не все свойства, которыми обладает кристалл, но мы постарались назвать самые главные.

1.2. Процесс роста кристаллов.

Никто не видел, как образуется зародыш кристалла в растворе или расплаве. Можно высказать предположение, что беспорядочно движущиеся атомы или молекулы случайно могут расположиться в таком порядке, какой соответствует кристаллической решетке. Если раствор не насыщен или температура расплава выше температуры кристаллизации, то зародыши образуются и тут же растворяются или разрушаются тепловым движением. В перенасыщенном растворе или в расплаве, охлажденном до температуры ниже температуры кристаллизации, скорость роста зародыша превышает скорость его разрушения.

Такое, казалось бы разумное предположение не согласуется с результатами практики. Как показывают расчеты, зародыш будет устойчив и сможет расти, если число молекул на его поверхности много меньше числа внутренних молекул. Теоретическая оценка ребра такого зародыша дает величину около 10-8 м, т. е. равную нескольким десяткам межатомных расстояний. В объеме этого минимального устойчивого зародыша содержится несколько тысяч атомов. Ясно, что вероятность столкновения такого большого числа атомов ничтожно мала. Однако допустим, что зародыш каким-то образом все же образовался, и выясним, какие условия необходимы для того, чтобы он не растворился, а начал расти.

При образовании зародыша выделилось тепло. Атомы, образовавшие кристаллическую решетку зародыша, передали часть своей энергии соседним атомам расплава, которые начали двигаться быстрее. Атомы ближайшего окружения зародыша до тех пор не смогут «осесть» на нем, пока не передадут избыточную энергию более отдаленным атомам. Таким образом, рост зародыша будет происходить в том случае, если обеспечить постоянный отвод тепла из расплава.

Как же располагаются на поверхности зародыша оседающие атомы? Раньше считали, что рост кристаллов происходит слой за слоем. Сначала завершается построение одного слоя, потом начинается укладка следующего и т. д. В результате грани, наращиваясь слой за слоем, перемещаются параллельно самим себе в направлении, перпендикулярном плоскости грани, как при кладке кирпичной стены. О справедливости такого предположения, казалось бы, говорят факты существования плоских граней у кристаллов.

После этого рост кристалла затрудняется, так как образование нового слоя — событие менее вероятное. Где бы ни «осел» атом на завершенной плоскости, везде он будет связан с небольшим числом атомов кристалла. Вероятность того, что эта слабая связь будет нарушена тепловым движением, велика, поэтому атом не сможет закрепиться на кристалле и перейдет в раствор или в расплав. При таком механизме застройки атомных плоскостей скорость роста кристалла должна быть очень малой. В опыте же при выращивании кристаллов из паров с пересыщением всего в 1% была обнаружена скорость роста кристалла в 101000 раз больше рассчитанной теоретически! По-видимому, большего расхождения теории с опытом в физике не наблюдалось.

Описывая строение кристаллов, мы пользовались их идеальными моделями. Отличие реальных кристаллов от идеальных заключается в том, что реальные кристаллы не обладают правильной кристаллической решеткой, а имеют целый ряд нарушений в расположении атомов, называемых дефектами. Знание условий образования дефектов и способов их устранения играет большую роль при использовании кристаллов на практике.

Особую роль в процессе роста кристалла играют несовершенства его структуры, называемые дислокациями (смещениями). Простейшими видами дислокации являются краевая и винтовая. Краевая дислокация образуется в месте обрыва «лишней» атомной полуплоскости. В случае винтовой (дислокации атомные плоскости образуют систему, напоминающую винтовую лестницу. Количество дислокаций в кристаллах может быть очень большим, достигая 108 - 109 см-3 . Кристаллов без дислокаций не существует. Постоянное наличие открытой ступеньки винтовой дислокации создает благоприятные условия для роста кристалла, ведь не нужно начинать строить ни новый ряд, ни новую плоскость. Атомы, пристраивающиеся к ступенькам, наращивают ее, и за счет этого она начинает перемещаться по поверхности грани. Но это движение не будет перемещением ступеньки параллельно самой себе, так как ее конец неподвижен. Нетрудно сообразить, что если атомы укладываются с постоянной скоростью вдоль всей длины ступеньки, то она по мере роста начнет изгибаться и примет форму спирали. Постоянное наращивание ступеньки новыми слоями атомов приведет к тому, что на грани кристалла образуется спиральная башенка. Центральная часть ее как бы ввинчивается в пространство, опережая в своем движении нижние ступеньки лестницы, которые со временем будут застроены полностью и исчезнут, превратившись в завершенный атомный слой.

Фотографии, полученные с помощью электронного микроскопа, подтвердили реальность спирального механизма роста кристаллов. Если имеется много близко расположенных дислокаций, то ступеньки роста кристаллов имеют высоту во много атомных слоев и их можно видеть даже в обычный микроскоп.

Зарождение кристалла облегчается при наличии в растворе или расплаве мельчайших инородных тел — пылинок и других загрязнений. Очевидно, в данном случае зародыши кристаллов образуются не путем объединения при случайных столкновениях атомов или молекул, а в результате осаждения атомов на твердых инородных телах, пылинках, практически всегда присутствующих в расплаве или газе. Например, зародышами снежинок являются взвешенные в воздухе твердые пылинки, чаще всего мельчайшие кварцевые песчинки. Неправильная форма пылинки, на которой начинается зарождение кристалла, способствует возникновению в нем дислокации и резкому возрастанию скорости роста кристалла.

Способы зарождения новых слоев и скорости роста граней кристаллов различных веществ неодинаковы. Одни кристаллы вырастают в виде пластин, другие — в виде иголок. Это вызвано многими причинами. Одна из них — различие молекул вещества по форме. Различие скоростей роста граней кристаллов многих веществ объясняется зависимостью от направления величины сил связи частиц, образующих кристалл. Вероятность прилипания молекул в направлении действия больших сил, конечно, оказывается большей, чем в направлении действия меньших сил. Так обстоит дело в кристаллах с пластинчатой структурой (слюда, графит), в которых рост происходит преимущественно вдоль плоскостей, где действуют сильные связи. В направлениях, перпендикулярных этим плоскостям, скорость роста значительно ниже.

Но не только форма молекул и заметная разница сил их взаимодействия в различных направлениях определяют форму растущего кристалла. Если кристаллы растут при больших пересыщениях пара или раствора, то часто образуются необычные для данного вещества ветвистые, древовидные формы, называемые дендритами. Объясняется это тем, что вершины кристаллов соприкасаются с более пересыщенным паром или раствором, чем их грани. Опережая в росте боковые грани, вершины внедряются в глубь неиспользованного раствора или пара, что способствует их дальнейшему быстрому росту и т, д.

Примером дендритных образовании являются снежинки, ледяные узоры на стекле. При медленном росте кристаллы льда принимают обычную для них форму шестигранных призм. Дендриты образуются при быстром охлаждении расплавов солей и металлов. В природе довольно часто встречаются в виде дендритов серебро, медь, золото.

1.3. Кристаллы в природе

Вопрос о происхождении большинства минералов в природе тесно связан со сложной проблемой происхождения и развития Земли. Согласно современным представлениям Земля образовалась путем объединения первоначально холодного вещества, имевшегося в солнечной системе в виде твердых частиц пыли. За счет выделения энергии при столкновении частиц, а также за счет ряда других источников энергии Земля должна была разогреться до 1000—2000° С. При такой высокой температуре слои, близкие к поверхности и не сжатые давлением вышележащих слоев, должны были расплавиться. В этом расплавленном слое произошло разделение пород: менее плотные породы, типа гранитов, всплыли на поверхность, под ними расположился слой более плотных базальтов и еще ниже — породы, слагающие мантию. Газы, освободившиеся при расплавлении вещества верхнего слоя земного шара, образовали атмосферу Земли. При последующем остывании Земли расплавленные слои затвердели и образовали земную кору, пары воды после конденсации из атмосферы создали Мировой океан.

Многие минералы и горные породы образовались при охлаждении земной коры подобно тому, как образуется лед при замерзании воды. Магма, вещество земной коры в расплавленном состоянии, представляет собой сложный расплав различных веществ, насыщенный различными горячими газами и парами. При охлаждении магмы сначала в ней образовались кристаллы того вещества, температура кристаллизации которого самая высокая. По мере дальнейшего охлаждения происходила кристаллизация других минералов, обладающих меньшей температурой кристаллизации, и так до тех пор, пока вся магма не затвердела. Так, в честности, могли образовываться такие распространенные породы, как граниты.

Рассматривая зернистую поверхность гранита, можно сделать вывод, какой из входящих в его состав минералов образовался раньше других. Зерна этого минерала крупнее и имеют форму, близкую к форме правильных кристаллов, так как им не мешали расти кристаллы других минералов. Зерна кристаллов, образовавшихся позднее, мельче и имеют случайную форму, так как для их роста остались лишь промежутки между зернами ранее выросших кристаллов. Чем медленнее понижалась температура магмы, т. е. чем дольше росли кристаллы, тем крупнозернистее получался минерал. Мелкозернистые же минералы образовались при более быстром охлаждении, А при очень быстром охлаждении магмы, например при ее выбросах на поверхность Земли во время извержения вулканов, она затвердела раньше, чем начали расти кристаллы. Вероятно, так образовался обсидиан, встречающийся на Кавказе.

При затвердевании объем земной коры уменьшался и в ней появлялись трещины и пустоты. В таких пустотах рост кристаллов происходит беспрепятственно. В них часто находят круги и хорошо ограненные кристаллы кварца, пластинчатые кристаллы слюды площадью в несколько квадратных метров и многие другие.

Каждому знаком способ образования кристаллов из пара. Снежинки, морозные узоры на стеклах окон и иней, украшающий зимой голые ветки деревьев, представляют собой кристаллы льда, выросшие из паров воды.

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

В морской воде растворено много различных солей. Мириады организмов, населяющих моря, строят свои раковины и скелеты из углекислого кальция и кремнезема. Выпадая в осадок, раковины и скелеты умерших организмов образуют мощные пласты так называемых осадочных пород. Рифы и целые острова в океанах сложены из кристалликов углекислого кальция, составляющих основу скелета беспозвоночных животных — коралловых полипов. Мощные слои известняка в земной коре являются результатом многовековых отложений раковин и панцирей различных организмов. В результате движений земной коры часть известняка оказалась на значительной глубине, где под действием высокого давления и температуры без плавления превратилась в мрамор. Мрамор является типичным примером видоизмененных — метаморфических — пород. Кристалл обычно служит символом неживой природы. Однако грань между живым и неживым установить очень трудно и понятия «кристалл» и «жизнь» не являются взаимоисключающими. Простейшие живые организмы — вирусы — могут соединяться в кристаллы. Конечно, в кристаллическом состоянии они не обна­руживают никаких признаков живого, так как сложные жизненные процессы в кристаллах протекать не могут. Но при изменениях внешних условий на благоприятные (такими для вирусов являются условия внутри клеток живого организма) они начинают двигаться, размножаться.

Наконец, самое удивительное. Казалось бы, кристалл и живой организм представляют собой примеры осуществления крайних возможностей в природе. В кристалле неизменными остаются сами атомы и молекулы и их взаимное расположение в пространстве, в живом организме не только не существует сколько-нибудь постоянной структуры в расположении атомов и молекул, но даже ни на одно мгновение не остается неизменным его химический состав. В процессе жизнедеятельности организма одни химические соединения разлагаются на более простые, другие сложные соединения синтезируются из простых.

Но при всех химических процессах, протекающих в живом организме, этот организм остается самим собой в течение многих десятков и сотен лет! Более того, потомки каждого живого организма являются удивительно точной его копией! Следовательно, в клетках любого животного или растения имеется что-то постоянное, неизменное, способное управлять химическими процессами, протекающими в них. Такими носителями «программы» процессов, протекающих в живой клетке, оказались молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты, называемой коротко ДНК. Эти молекулы уже упоминались во введении, когда речь шла о самых больших молекулах в природе.

Молекулы ДНК не только управляют процессами жизнедеятельности клетки, но и несут в себе полную информацию о строении и развитии всего живого организма из одной только клетки! С полным основанием можно сказать, что молекула ДНК является основой жизни.

Согласно современным данным, молекула ДНК представляет собой двойную спираль, составленную из небольшого числа сравнительно простых молекулярных соединений, повторяющихся в строго определенном для данного вида порядке. Диаметр молекулы ДНК равен 2*10-9 м, а длина может достигать нескольких сантиметров. Такие гигантские молекулы с точки зрения физики рассматриваются как особый вид твердого тела — одномерные апериодические кристаллы. Следовательно, кристаллы — это не только символ неживой природы, но и основа жизни на Земле.

1.4. Применение и получение кристаллов

Применения кристаллов в науке и технике так многочисленны и разнообразны, что их трудно перечислить. Поэтому ограничимся несколькими примерами.

Самый твердый и самый редкий из природных минералов — алмаз. За всю историю человечества его добыто всего около 150 т , хотя в мировой алмазодобывающей промышленности сейчас работает почти миллион человек. Сегодня алмаз в первую очередь камень-работник, а не камень-украшение. Около 80% всех добываемых природных алмазов и все искусственные алмазы используются в промышленности. Роль алмазов в современной технике так велика, что, по подсчетам американских экономистов, прекращение применения алмазов привело бы к уменьшению мощности промышленности США вдвое.

Примерно 80% применяемых в технике алмазов идет на заточку инструментов и резцов "сверхтвердых сплавов". Алмазы служат опорными камнями (подшипниками) в хронометрах высшего класса для морских судов и в других особо точных навигационных приборах. На алмазных подшипниках не обнаруживается никаких следов износа даже после 25 000 000 оборотов.

Несколько уступая алмазу по твердости, соревнуется с ним по разнообразию технических применении рубин — благородный корунд, окись алюминия Al2 O3 с красящей примесью окиси хрома. Мировое производство искусственных рубинов превышает 100 грамм в год. Из 1 кг синтетического рубина удается изготовить около 40 000 опорных камней для часов. Незаменимыми оказались рубиновые стержни на фабриках по изготовлению тканей из химического волокна. На изготовление 1 м ткани из искусственного волокна требуется израсходовать сотни тысяч метров волокна. Нитеводители из самого твердого стекла изнашиваются за несколько дней при протяжке через них искусственного волокна, агатовые способны работать до двух месяцев, рубиновые нитеводители оказываются практически вечными.

Новая область для широкого применения рубинов в научных исследованиях и в технике открылась с изобретением рубинового лазера — прибора, в котором рубиновый стержень служит мощным источником света, испускаемою в виде тонкого светового луча.

Исключительная роль выпала на долю кристаллов в современной электронике. Большинство полупроводниковых электронных приборов изготовлено из кристаллов германия или кремния.

«Кристаллизация – процесс образования кристаллов из раствора, расплава, а иногда и из газовой среды. На нем основывается производство искусственных кристаллов технического и ювелирного назначения». 4

Выращивание кристаллов из раствора

Суть этого метода заключается в растворении исходного материала и переноса растворенных компонентов в относительно менее нагретую зону, где и происходит рост кристаллов. Из растворов удается выращивать кристаллы совершенные, хорошо ограненные, очень крупные (до десятков килограммов). Кристалл получается более совершенным, если процесс роста происходит медленно, несколько месяцев. В этом и заключается недостаток этого метода.

Выращивание кристаллов из расплавов

Сущность этого способа выращивания кристаллов заключается в том, что начальный материал вначале расплавляют, а затем кристаллизуют при специальных, тщательно контролируемых условиях. При таком методе кристаллы растут очень быстро – несколько миллиметров в час и могут достигать крупных размеров, но они будут иметь много дефектов и, в дальнейшем, им требуется специальная обработка.

Выращивание кристаллов из паров

Выращивают правильные кристаллы, идеально ограненные, но их размеры невелики. Например, снежинки, представляющие собой недоразвитые кристаллы льда, образуются в верхних слоях атмосферы тоже из паров воды.

2. Выращивание кристаллов в домашних условиях.
План эксперимента:

Провести обзор литературы по данной теме.

Выбрать материалы, т.е. решить кристаллы каких веществ мы будем выращивать.

Подобрать необходимое оборудование.

Провести сам эксперимент.

Сделать вывод.

Оборудование для выращивания кристалла сахара:

большая кастрюля, желательно с толстым дном и антипригарным покрытием;

вода;

сахар;

плотная бумага или картон;

стаканы, банки;

шпажки (китайские палочки);

синька;

зеленка;

компот из яблок;

компот из ягод

Стаканы или банки должны быть прозрачными, без наклеек, чтобы можно было наблюдать, как растет кристалл. Важно: Посуда, предназначенная для варки сиропа и производства сахарного леденца, должна быть идеально чистой. Никакой пыли или остатков моющего средства, которые могут испортить весь эксперимент.

Шаг 1: Подготовка шпажек

Кристалл состоит всего из одного ингредиента: сахара, растворенного в воде. Твердые частицы притягивают более мелкие, которые налипают друг на друга и застывают. Сахару, плавающему в воде, нужна основа – шпажка. А точнее, твердые кристаллики подсластителя, которые должны пристать к палочке.

На первом этапе нужно сварить не слишком густой сироп. Смешать в маленькой кастрюле 50 мл воды с двумя ложками сахара. Смесь подогреть, желательно на минимальном огне, чтобы жидкость не приобрела некрасивый коричневый оттенок. Сироп постоянно помешивать, пока подсластитель полностью не растворится. Довести до кипения, держать на плите минут 5–10. Кастрюлю оставить и немного остудить, перелить сироп в блюдечко. Положить рядом с тарелкой листок бумаги, насыпать на него тонкий слой сахара. Подготовить поднос или блюдечко для шпажек, который следует застелить фольгой, пергаментной бумагой или пищевой пленкой. Примерно половину палочки окунуть в сироп, подождать, пока стечет сладкая вода, а после деревянную основу вывалять в сахаре. Следить, чтобы получился слой одинаковой толщины. Чем равномернее налипнет сахар, тем красивее будут кристаллы. Шпажки выложить на тарелку. Они не должны соприкасаться с соседними палочками. Отставить заготовку в сторону, поближе к батарее или другому источнику тепла, чтобы сахар быстрее застыл. Понадобится минимум 12 часов, чтобы шпажки полностью высохли, а кристаллики подсластителя надежно прилипли к деревянной основе.

Шаг 2: Основа для кристалла

Мы попробовали шпажки пальцем и они оказались сухими. Пора приступать к приготовлению сиропа для домашнего леденца.

Большую кастрюлю поставить на плиту и включить минимальный огонь.

Вылить в емкость 2 стакана воды, подождать, пока она подогреется.

Когда жидкость станет горячей, добавить стакан сахара. Размешать до полного растворения подсластителя.

Всыпать еще 1,5 стакана сахара. Помешивать, пока на поверхности сиропа не образуется пенка, которую нужно аккуратно снять ложкой.

Кастрюлю сразу переставить на подставку. Подождать, пока сироп станет теплым.

Перелить заготовку в стаканы или баночки. Заполнять емкости на 3/4 или наполовину.

Также предварительно мы сварили компот из ягод и из яблок, после этого выполняем пункты с 3 – 6. В жидкости с водой мы добавили красители, в одну банку пару капель зеленки, в другую банку пару капель синьки, все это размешали.

Шаг 3: Хрупкая конструкция

Взяли заготовки и поместили их в жидкость закрепив их на прищепки, так чтобы заготовки не доставали дна и не касались стенок сосуда и поставили в темное теплое место.

III. Заключение.

В конце нашей работы хотелось вспомнить слова русского геохимика и минеролога Александра Евгеньевича Ферсмана «Почти весь мир кристалличен. В мире царит кристалл и его твердые, прямолинейные законы». Буквально каких-то 2 месяца назад эти слова показались бы нам преувеличением, но это исследование помогло нам понять их.

В процессе написания этой работы мы не только вырастили кристаллы, но и узнали много новых сведений и значительно расширили наш кругозор по теме «Кристаллы». При благоприятных условиях сахар принимают форму кристаллов и его можно вырастить в домашних условиях. Кристаллы могут расти за счет добавления новых слоев, если есть нужное вещество (то есть, чтобы кристалл «рос» красивым за ним нужно ухаживать: убирать соринки, добавлять новый раствор, кристаллы растут из растворов, когда испаряется вода); на форму и скорость роста кристаллов оказывает влияние насыщенность раствора; быстрее и легче кристалл растёт тогда, когда в насыщенный раствор помещается кристалл - «затравка» и растущий кристалл находится в состоянии покоя.

Мы не хотим на этом останавливаться. Нам хотелось бы ещё получить кристаллы соли, медного купороса и других не менее интересных веществ. Рассмотреть и изучить выращивание кристаллов в различных условиях. Мы уверены, что у нас всё получится.

Нас радует ещё и то, что некоторые ребята, вдохновенные нашей работой тоже решили выступить в роли экспериментаторов и попытаться вырастить дома кристаллы.

 

IV. Использованная литература.

Большая советская энциклопедия. В 50-ти томах. Т.23. 2-е изд./Ред. Б.А.Введенский. – М.: Изд-во «Большая советская энциклопедия», 1953. – 635 с., ил.

Википедия [Электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/

(дата последнего обращения 10.02.2015)

Грааль И. Легенды и предания о силе кристаллов и камней//Сайт «Ярмарка мастеров» [Электронный ресурс]. URL:

http://www.livemaster.ru/topic/128263-legendy-i-predaniya-o-sile-kristallov-i-kamnej(дата последнего обращения 02.02.2015)

Детская энциклопедия . В12-ти томах. Т.3. Вещество и энергия. 3-е изд./Ред. Петрянов И.В.- М.: Педагогика, 1973. – 544с., ил.

Кристаллы//Сайт «Энциклопедия Кругосвет» [Электронный ресурс]. URL: http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/himiya/

KRISTALLI.html (дата последнего обращения 12.02.2015)

Китайгородский А.И. Кристаллы/ Науч.-попул.библ. – выпуск 19. – М.: Изд-во «Технико – теоретической литературы», 1950. – 64 с., ил.

Что такое. Кто такой: детская энциклопедия/сост. М.С.Ханова. – М.: Астрель, АСТ, 2008. – 319 с.: ил.

Шаскольская М.П. Кристаллография: Учеб. Пособие для втузов. – 2-е изд., перераб. И доп. – М.: Высш. шк., 1984. – 376 с., ил

Шубников А.В. Образование кристаллов. – М.: Изд-во Академии наук СССР, 1947. – 74 с., ил

Элуэлл Д. Искусственные драгоценные камни: Пер. с англ./ Предисл. И.Я.Некрасова. – 2-е изд. – М.: Мир, 1986. – 160 с., ил.

Энциклопедический словарь юного физика/Сост. В.А.Чуянов. – М.: Педагогика, 1984. – 352 с., ил.

Приложение 1

Рис.1 Приготовление насыщенного раствора

25 сентября 2018г

Рис.2 Заготовка шпажек

Рис.3 Окраска жидкости

Рис.4 Помещение шпажек в раствор

Рис.5. 28 сентября 2018г

Рис.6. 4 октября 2018г

Рис.7. 4 октября 2018 г

Рис.8. 4 октября 2018 г

Рис.9. 9 октября 2018 г

Рис.10. 9 октября 2018 г

Рис.11. 14 октября 2018г

Рис.12. 14 октября 2018

Рис.13. 20 октября 2018г

Рис.14. 20 октября 2018г

Рис.15. 20 октября 2018г

1 https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BD%D0%B5%D0%B6%D0%B8%D0%BD%D0%BA%D0%B0

2 http://www.livemaster.ru/topic/128263-legendy-i-predaniya-o-sile-kristallov-i-kamnej

3 Большая советская энциклопедия. В 50-ти томах. Т.23. 2-е изд./Ред. Б.А.Введенский. – М.: Изд-во «Большая советская энциклопедия», 1953. – 635 с., ил.

4 Детская энциклопедия . В12-ти томах. Т.3. Вещество и энергия. 3-е изд./Ред. Петрянов И.В.- М.: Педагогика, 1973. – 544с., ил.

Просмотров работы: 67