VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Домашние кристаллы – развлечение и лакомство
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Я очень люблю узнавать все новое и интересное. Мне нравится экспериментировать, наблюдать. 3 года назад моя старшая сестра Ксения выращивала кристаллы из соли и медного купороса.
Мне тоже захотелось вырастить свои кристаллы, только разноцветные и не опасные. И вместо соли мы решили использовать сахар.
Цель работы: выращивание цветных кристаллов сахара в домашних условиях.
Задачи:
• изучить литературу, электронные источники по вопросу выращивания кристаллов в домашних условиях;
• экспериментально получить кристаллы в домашних условиях;
• изучить условия образования кристаллов;
• проанализировать полученные результаты.
Объект исследования: кристаллы.
Предмет исследования: выращиваниекристаллов сахара.
Гипотеза:
В домашних условиях из насыщенного раствора сахара с добавлением разных пищевых красителей можно вырастить разноцветные кристаллы. В разных условиях кристаллы растут по-разному.
Метод исследования:
- эксперимент;
- наблюдение;
- анализ;
- обобщение.
Практическая значимость работы состоит в том, что я смогу научить других, выращивать цветные кристаллы, которые можно даже употреблять в пищу. Работа состоит из введения, основной части, практической части, заключения и приложения.
Основная часть
Что такое кристалл
Из уроков окружающего мира узнали, что мы окружены кристаллами. Присмотритесь к песку, снежинкам, морозным узорам на стекле или инею на травинке. Не каждый знает о том, что за этой красотой скрываются кристаллы. В природе существуют сотни веществ, образующих кристаллы. Вода — одно из самых распространенных из них. Замерзающая вода превращается в кристаллы льда или снежинки. Если снежинку сбросить с рукава пальто, мы не услышим, как она упала, а может быть и сломалась, но вспомните, как скрипит под ногами снег. Это трещат и ломаются миллионы снежных кристаллов.
Мы каждый день едим кристаллы. Каждая отдельная частица соли или сахара — тоже кристалл; их легко различить даже невооруженным глазом. На шоколаде иногда появляется белый налет, шоколад «седеет»- это выделяются кристаллы сахара. Многообразие их форм поистине бесконечно.
Само слово «кристалл» имеет греческое происхождение и означает прозрачный лед [5].
Кристалл — это твердые тела с очень строгим расположением составляющих их невидимых частиц. Поэтому кристаллы имеют правильную форму, ровные грани и всегда очень красивы [2]. В природе существуют сотни веществ, которые образуют кристаллы. Вода — это одно из самых распространенных из веществ. Замерзшая вода имеет кристаллическую структуру.
Как можно объяснить появление кристаллов? В книгах я прочитала, что кристаллы состоят из мелких частиц – атомов. Мне строение кристаллов еще не сосем понятно, так как мы еще не изучаем химию. Но мне кажется, что кристаллы можно сравнить с пазлами. Пазлы собирают из отдельных кусочков, и получается большая картинка. Так и кристаллы: из небольших частичек получается большой кристалл.
Кристаллы бывают природными и искусственными. Природные кристаллы «растут» в природе в естественных условиях. Для того чтобы вырос такой кристалл требуются годы, а то и века. Искусственные кристаллы выращивают на заводах, создавая для них специальные условия.
Практическая часть
Мы узнали, что природа создает кристаллы, а сами мы можем получить кристаллы в домашних условиях? 23 февраля мы начали эксперимент по выращиванию кристаллов из сахара.
Часть 1. Приготовление затравки
Нам понадобится (Приложение 1, рис.1.1):
- сахар,
- прозрачные стаканы,
- деревянные палочки (шпажки),
- пищевые красители – 3 цветов,
- крепежные принадлежности (прищепки).
Для проведения опыта я приготовила сироп сахара: 2 столовые ложки воды нагрела на плите, в железной чашке и добавила в горячую воду 5столовых ложек сахара. Постоянно помешивая, варила 2-3 минуты. Получился сироп. В этом сиропе смочила палочки- шпажки, и обваляла их в сахаре (Приложение1, рис.1.2). После этого я оставила шпажки высыхать на ночь (Приложение1, рис.1.3).
Сахар, который прилип к палочкам и будет «затравкой» для роста кристаллов [3]. Затравка - это небольшой кристаллик вещества, который опускают в раствор для роста кристаллов [3].
Часть 2. Приготовление насыщенного раствора
На следующий день приготовила насыщенный сироп сахара. Насыщенный раствор – это такой раствор, в котором вещества находится так много, что оно уже не растворяется [7]. В железную чашку с 2 стаканами воды добавила 5 стаканов сахара. Все это растопила в чашке на плите. Как только сахар растворился, оставила сироп на выключенной плите минут на 20. Затем сироп разлила по стаканам, пока он был еще горячий (Приложение 2, рис.2.1).
Для того чтобы придать кристаллу цвет, в сироп добавила немного пищевого красителя: красного цвета, желтого, синего. Смешала желтый с синим, и получила зеленый цвет. Два стакана оставила бесцветным (Приложение 2, рис.2.2). Надеюсь, кристаллы получатся разноцветные!
Часть 3. Выращивание цветных кристаллов
Палочки, я опустила вертикально по две штуки в каждый стакан. Часть палочки оставила не погруженной в раствор для того, чтобы можно было закрепить палочки прищепками ( Приложение 3, рис.3.1)
Важно знать, что нельзя опускать палочки до самого дна, они не должны его касаться. И две палочки, опущенные в один стакан, так же не должны касаться друг друга. Это расстояние необходимо для того, чтобы было место для роста кристаллов.
Все стаканы поставила на подоконник. Один раз в день фотографировала, и наблюдала за ростом кристаллов, через стенки стекла стаканов, т.к. вытаскивать их нельзя, может нарушиться процесс. (см. приложения). Уже на второй день можно было заметить, как на всех палочках - затравках появились первые кристаллы. С каждым днем прирост кристаллов очевиден. Если приглядеться к кристаллам сахара, то можно заметить, как они плотно прилипли друг к другу, палочки-шпажки внутри стаканов стали похожи на ерша. Мы заметили, что на стенках стаканов, тоже стали образовываться кристаллики. Мы решили оставить их еще на несколько дней, в надежде, что наших кристаллов станет еще больше.(Приложение 3, рис.3.2-3.5)
Прошло 10 дней и действительно кристаллы на палочках-шпажках, значительно подросли. Когда мы их достали, то увидели, что наши шпажки не только сильно обросли кристаллами, а были ярких цветов: красные, желтые, синие, зеленые и белые. (Приложение3, рис.3.6)
У нас все получилось! Кристаллы, которые мы вырастили в комнатных условиях можно употреблять и в пищу – это настоящий леденец из сахара.
Вывод: для роста кристаллов необходим: насыщенный раствор, затравка, терпение, время и желание. Из насыщенного раствора сахара с добавлением разных пищевых красителей получаются разноцветные кристаллы.
Часть 4. Выращивание цветных кристаллов в разных условиях
Чтобы узнать, как растут кристаллы сахара в разных условиях, мы решили провести еще один эксперимент. Приготовили насыщенный раствор, как сказано выше. Приготовленные палочки - затравки опустили в три стакана с насыщенным раствором. Поставили в разные места: на подоконник, где много света и очень тепло. Второй стакан поставили в этой же комнате, только в темное место, в шкаф. Третий стакан отнесли в холодное помещение, где нет солнышка и температура от 13 до 16 градусов тепла.
Каждый день ведем наблюдение. Через пару дней, после начала эксперимента, заметили, что в стаканах, которые находились в шкафу и в холодной комнате, выросли кристаллы, но их было не так много, как на свету. Стаканы простояли ровно 10 дней. На следующий день достали палочки с кристаллами. Все палочки обросли кристаллами, мы их измерили. Оказалось, что все палочки с кристаллами, находившиеся в разных температурных и световых условиях практически одного размера. И внешне выглядят одинаково. (Приложение 4, рис.4.1-4.4)
Вывод: кристаллы растут в разных температурных и световых условиях. Быстрее обрастают кристаллами палочки-затравки, которые находятся на свету и в тепле.
Заключение
Задачи исследования выполнены. Кристаллы растут в разных условиях. Весь процесс происходит за 1-2 недели. Кристаллы можно окрашивать и выращивать разного цвета. Процесс выращивания кристаллов сахара не требует наличие каких-то особенных химических препаратов.
После проделанной работы, я сделала такие выводы:
- я узнала много интересного о том, что такое кристаллы;
- изучила технологию выращивания кристаллов в домашних условиях;
- вырастила кристаллы из сахара в домашних условиях.
Теперь я на собственном опыте убедилась, что выращивание кристаллов в домашних условиях возможно и это не просто увлекательное занятие, но и наука. Мы можем любоваться кристаллами созданными природой, а можем получить кристаллы самостоятельно.
Выращивание кристаллов в домашних условиях – весьма увлекательное занятие. Кроме этого, эксперименты с выращиванием кристаллов из сахара просты, доступны, недороги и относительно безопасны.
Я очень люблю леденцы, такой леденец из сахара можно вырастить за несколько дней. Конечно, сделанный в домашних условиях, он будет выглядеть не так эффектно, как купленный, но зато я знаю, что мы сделали его сами, и что в нем нет никаких вредных веществ.
Литература
Афонькин, С.Ю. «Минералы и драгоценные камни», С-Петербург, 2008, 93 стр.
Википедия. Кристаллы. [Электронный ресурс]: http://ru.wikipedia.org/wiki/
Затравка для кристаллов. [Электронный ресурс]: http://obuchonok.ru/node/115
История возникновения сахара [Электронный ресурс]: http://www.microarticles.ru/article/storija-vozniknovenija-sahara.html
Кристаллы - это...Что такое Кристалла? Химическая энциклопедия [Электронный ресурс]: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/14303
Леенсон И.А. [Текст]: «Удивительная химия», Москва, 2009, 176 стр.
Насыщенный раствор. [Электронный ресурс]: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/141013
Плешаков, А.А. От земли до неба [Текст]: атлас-определитель /, Москва, 2011, 220 стр.
Приложение 1
Часть 1. Приготовление затравки
Рисунок 1.1 Нам понадобиться
Рисунок 1. 2 Приготовление затравки
Рисунок 1.3 Затравка
Приложение 2
Часть 2. Приготовление насыщенного раствора
Рисунок 2.1 Сахарный сироп разлили в стаканы
Рисунок 2.2 Насыщенный сироп с добавлением красителей
Приложение 3
Часть 3. Выращивание цветных кристаллов
Рисунок 3. 1 Добавили пищевые красители и закрепили палочки в стаканах
Рисунок 3. 2 Рост кристаллов сахара, через 2 дня
Рисунок 3.3 Рост кристаллов сахара, через 4 дня
Рисунок 3. 4 Рост кристаллов сахара, через 7 дней
Рисунок 3.5 Рост кристаллов через, 10 дней
Рисунок 3.6. Вот какие разноцветные кристаллы сахара у нас получились!
Приложение 4
Часть 4. Выращивание цветных кристаллов в разных условиях
Рисунок 4.1Стакан с красной прищепкой поставили на подоконник,
где много света и очень тепло
Рисунок 4. 2 Стакан с желтой прищепкой поставили в шкаф
Рисунок 4.3Стакан с синей прищепкой поставили
в холодное помещение
Рисунок 4.4 Кристаллы, выросшие в разных условиях