Проект по химии 7 класс выращивание кристаллов соли

Исследовательский проект по предмету «Химия» Выращивание кристаллов в домашних условиях

Кристаллы, как загадочная и прекрасная часть природы, всегда привлекали внимание людей. С давних времен люди украшали кристаллами себя и свое жилище. Кристаллы — это не только редкие и красивые минералы или драгоценные камни. Каждая отдельная частица соли или сахара — тоже кристалл! Мне стало интересно, как кристаллы служат человеку, как их добывают, можно ли вырастить кристаллы и как это сделать.

Кристаллы люди используют в строительстве, при производстве ювелирных изделий, часов, электронных приборов, компьютерной техники. Но, где взять столько кристаллов? Думаем, что в природе найти нужный кристалл сложно, поэтому его можно вырастить искусственно. В этом и заключается актуальность выбранной нами темы.

Цель исследования: Изучение процесса роста кристаллов в домашних условиях.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Муниципальное общеобазовательное учреждение «Лихославльская сош №7»

по предмету «Химия»

Выращивание кристаллов в домашних условиях

Выполнил: Васильев Павел,

ученик 8 класса МОУ «ЛСОШ № 7»

Руководитель: Титова Елена Владимировна

учитель химии МОУ «ЛСОШ №7»

Лихославль 2013 Оглавление

Исходя из цели, нами были поставлены следующие задачи:

В результате изучения литературы и проведения практической работы мы пришли к следующим выводам:

Рубин, сапфир, гранат и наждак

Кристаллы, как загадочная и прекрасная часть природы, всегда привлекали внимание людей. С давних времен люди украшали кристаллами себя и свое жилище. Кристаллы — это не только редкие и красивые минералы или драгоценные камни. Каждая отдельная частица соли или сахара — тоже кристалл! Мне стало интересно, как кристаллы служат человеку, как их добывают, можно ли вырастить кристаллы и как это сделать.

Кристаллы люди используют в строительстве, при производстве ювелирных изделий, часов, электронных приборов, компьютерной техники. Но, где взять столько кристаллов? Думаем, что в природе найти нужный кристалл сложно, поэтому его можно вырастить искусственно. В этом и заключается актуальность выбранной нами темы.

Изучение процесса роста кристаллов в домашних условиях.

Исходя из цели, нами были поставлены следующие задачи:

1. изучить литературу по данной теме;
2. познакомиться со способами выращивания кристаллов;
3. освоить методику выращивания кристаллических тел;
4. провести наблюдения за процессом кристаллизации;
5. выработать рекомендации по выращиванию кристаллов.

1. кристалл поваренной соли;
2. кристалл медного купороса

1. процесс образования кристаллов в домашних условиях.

1. возможно, что кристаллы могут вырасти из некоторых веществ при определенных условиях.

1. сбор информации из книг, журналов, газет;
2. анализ просмотренной информации;
3. эксперимент;
4. наблюдение за процессом кристаллизации.

Изучив основные этапы выращивания кристаллов из теоретических источников, на практике в домашних условиях нам удалось вырастить кристаллы поваренной соли и медного купороса, а также выработать рекомендации по выращиванию кристаллов.

Выращивание кристаллов – процесс очень интересный, но достаточно длительный. На первом этапе нашего исследования нам хотелось получить кристалл поваренной соли, так как она есть дома у каждого и для выращивания не надо никаких сложных инструментов и дорогих затрат. Затем захотелось вырастить кристалл, который был бы прочнее, не такой хрупкий как поваренная соль. Прочитав дополнительную литературу, мы использовали соль медного купороса. Далее возникла потребность, чтобы кристалл был цветным, ярким.

Процесс выращивания не требует наличия каких-то особых химических препаратов. Нужно развести раствор поваренной соли следующим образом: налить воды в ёмкость (например стакан) и поставить его в кастрюлю с тёплой водой (не более 50°С — 60°С). Нужно насыпать пищевую соль в стакан и оставить минут на 5, предварительно помешав. За это время стакан с водой нагреется, а соль растворится. Желательно, чтобы температура воды пока не снижалась. Затем нужно добавить ещё соль и снова перемешать. Следует повторять этот этап до тех пор, пока соль уже не будет растворяться и будет оседать на дно стакана. Мы получим насыщенный раствор соли. Нужно перелить его в чистую ёмкость, избавившись при этом от излишек соли на дне. Нужно выбрать любой понравившийся более крупный кристаллик поваренной соли и положить его на дно стакана с насыщенным раствором. Можно кристаллик привязать за нитку и подвесить, чтобы он не касался стенок стакана. Теперь нужно подождать. Уже через пару дней можно заметить значительный для кристаллика рост. С каждым днём он будет увеличиваться. А если проделать всё то же ещё раз (приготовить насыщенный раствор соли и опустить в него этот кристаллик), то он будет расти гораздо быстрее (нужно извлечь кристаллик и использовать уже приготовленный раствор, добавляя в него воды и необходимую порцию пищевой соли). Не следует забывать, что раствор должен быть насыщенным, то есть при приготовлении раствора на дне стакана всегда должна оставаться соль (на всякий случай). Для сведений: в 100 г воды при температуре 20°С может раствориться приблизительно 35 г поваренной соли. С повышением температуры растворимость соли растёт.[1] Так выращивают не только кристаллы поваренной соли, но и любые другие кристаллы соли, форма и цвет которых больше нравится. Я, например, вырастил кристаллы медного купороса. (Фотоотчёт в приложении №1)

В результате изучения литературы и проведения практической работы мы пришли к следующим выводам:

1. Кристалл – это твердое состояние вещества. Он имеет определенную форму и определенное количество граней.
2. Кристаллы окружают нас повсюду и имеют широкое применение в практической деятельности человека.
3. Наша гипотеза подтвердилась: кристаллы можно вырастить в домашних условиях из разных солей. Для этого мы использовали: поваренную соль, соль медного купороса.

Для того чтобы образовались кристаллы необходимо соблюдать следующие условия:

1. соль надо растворять в кипяченой воде (чем чище вода, тем лучше получаются кристаллы);
2. при растворении соли воду необходимо нагревать;
3. раствор соли должен быть очень насыщенным;
4. кристаллик нельзя при росте без особой причины вынимать из раствора;
5. периодически (раз в неделю) менять или обновлять насыщенный раствор.

Из выращенных нами кристаллов поваренной соли и медного купороса получилась замечательная коллекция. Её мы показали в нашем классе на уроке, где рассказали о том, что такое кристаллы, где их можно увидеть в природе и в быту, как они образуются, где применяются и то, что их можно вырастить в домашних условиях. Приобретенные знания, умения и навыки обязательно пригодятся в дальнейшей учёбе.

Моё исследование имеет практическое значение. Вот уже много веков среди людей ходит примета: просыпал соль — быть беде! Действительно раньше так и было. Соль стоила очень дорого, и каждый грамм берегли как зеницу ока. Благодаря методике выращивания кристаллов проблема грязной соли решается легко. Достаточно загрязнённую соль растворить в воде, профильтровать, а полученный фильтрат выпарить.[2]

В дальнейшем мы планируем продолжить изучение увлекательного процесса роста кристаллов. Предлагаем и вам поближе познакомиться с удивительным и волшебным миром кристаллов.

Электрические и оптические свойства кристаллов

Кристаллы сыграли важную роль во многих технических новинках двадцатого века. Некоторые кристаллы генерируют электрический заряд при деформации. Первым их значительным применением было изготовление генераторов радиочастоты со стабилизацией кварцевыми кристаллами. Заставив кварцевую пластинку вибрировать в электрическом поле радиочастотного колебательного контура, можно тем самым стабилизировать частоту приема или передачи.

Полупроводниковые приборы, революционизировавшие электронику, изготавливаются из кристаллических веществ, главным образом кремния и германия. При этом важную роль играют легирующие примеси, которые вводятся в кристаллическую решетку. Полупроводниковые диоды используются в компьютерах и системах связи, транзисторы заменили электронные лампы в радиотехнике, а солнечные батареи, помещаемые на наружной поверхности космических летательных аппаратов, преобразуют солнечную энергию в электрическую. Полупроводники широко применяются также в преобразователях переменного тока в постоянный.

Кристаллы используются также в некоторых лазерах для усиления волн СВЧ-диапазона и в лазерах для усиления световых волн. Кристаллы, обладающие пьезоэлектрическими свойствами, применяются в радиоприемниках и радиопередатчиках, в головках звукоснимателей и в гидролокаторах. Некоторые кристаллы модулируют световые пучки, а другие генерируют свет под действием приложенного напряжения.

Регулярное расположение молекул в жидких кристаллах обусловливает их особые оптические свойства. Их свойствами можно управлять, подвергая действию магнитного или электрического поля. Это используется в жидкокристаллических индикаторах часов, калькуляторов, компьютеров и последних моделей телевизоров.[3]

С примерами искусственно выращенных кристаллов, используемых в технике можно познакомиться в приложении №2.

Список источников информации:

Фотоотчёт о выращивании кристаллов .

Самый твердый и самый редкий из природных минералов — алмаз. Сегодня алмаз в первую очередь камень-работник, а не камень-украшение. Благодаря своей исключительной твердости алмаз играет громадную роль в технике. Алмазными пилами распиливают камни. Алмазная пила — это большой (до 2-х метров в диаметре) вращающийся стальной диск, на краях которого сделаны надрезы или зарубки. Мелкий порошок алмаза, смешанный с каким-нибудь клейким веществом, втирают в эти надрезы. Такой диск, вращаясь с большой скоростью, быстро распиливает любой камень. Колоссальное значение имеет алмаз при бурении горных пород, в горных работах. В граверных инструментах, делительных машинах, аппаратах для испытания твердости, сверлах для камня и металла вставлены алмазные острия. Алмазным порошком шлифуют и полируют твердые камни, закаленную сталь, твердые и сверхтвердые сплавы. Сам алмаз можно резать, шлифовать и гравировать тоже только алмазом. Наиболее ответственные детали двигателей в автомобильном и авиационном производстве обрабатывают алмазными резцами и сверлами.

Рубин, сапфир, гранат и наждак

Рубин и сапфир относятся к самым красивым и самым дорогим из драгоценных камней. У всех этих камней есть и другие качества, более скромные, но полезные. Кроваво-красный рубин и лазорево-синий сапфир — это родные братья, это вообще один и тот же минерал — корунд, окись алюминия А1 2 О 3 . Разница в цвете возникла из-за очень малых примесей в окиси алюминия: ничтожная добавка хрома превращает бесцветный корунд в кроваво-красный рубин, окись титана — в сапфир. Есть корунды и других цветов. Есть у них ещё с о всем скромный, невзрачный брат: бурый, непрозрачный, мелкий корунд — наждак, которым чистят металл, из которого делают наждачную шкурку. Корунд со всеми его разновидностями — это один из самых твердых камней на Земле, самый твердый после алмаза. Корундом можно сверлить, шлифовать, полировать, точить камень и металл. Из корунда и наждака делают точильные круги и бруски, шлифовальные порошки. Вся часовая промышленность работает на искусственных рубинах. На полупроводниковых заводах тончайшие схемы рисуют рубиновыми иглами. В текстильной и химической промышленности рубиновые нитеводители вытягивают нити из искусственных волокон, из капрона, из нейлона.

Мощный луч лазера громадный мощностью. Он легко прожигает листовой металл, сваривает металлические провода, прожигает металлические трубы, сверлит тончайшие отверстия в твердых сплавах, алмазе. Эти функции выполняет твердый лазер, где используется рубин, гранат с неодитом. В глазной хирургии применяется чаще всего неодиновые лазеры и лазеры на рубине. В наземных системах ближнего радиуса действия часто используются инжекционные лазеры на арсениде галлия. Появились и новые лазерные кристаллы: флюорит, гранаты, арсенид галлия и др.

Сапфир прозрачен, поэтому из него делают пластины для оптических приборов. Основная масса кристаллов сапфира идет в полупроводниковую промышленность.[4]

Кремень, аметист, яшма, опал, халцедон — все это разновидности кварца. Мелкие зернышки кварца образуют песок. А самая красивая, самая чудесная разновидность кварца — это и есть горный хрусталь, т.е. прозрачные кристаллы кварца. Поэтому из прозрачного кварца делают линзы, призмы и др. детали оптических приборов. Особенно удивительны электрические свойства кварца. Если сжимать или растягивать кристалл кварца, на его гранях возникают электрические заряды. Это — пьезоэлектрический эффект в кристаллах. В наши дни в качестве пьезоэлектриков используют не только кварц, но и многие другие, в основном искусственно синтезированные вещества: синетову соль, титанат бария, дигидрофосфаты калия и аммония (КДР и АДР) и многие другие. Существуют и пьезоэлектрические методы измерения давления крови в кровеносных сосудах человека и давления соков в стеблях и стволах растений. Пьезоэлектропластинками измеряют, например, давление в стволе артиллерийского орудия при выстреле, давление в момент взрыва бомбы, мгновенные давления в цилиндрах двигат е лей при взрыве в них горячих газов.

Электрооптическая промышленность — это промышленность кристаллов, не имеющих центра симметрии. Эта промышленность очень велика и разнообразна, на её заводах выращивают и обрабатывают сотни наименований кристаллов для применения в оптике, акустике, радиоэлектронике, в лазерной технике.

В технике также нашел своё применение поликристаллический материал поляроид. Поляроид — это тонкая прозрачная пленка, сплошь заполненная крохотными прозрачными игольчатыми кристалликами вещества, двупреломляющего и поляризующего свет. Все кристаллики расположены параллельно друг другу, поэтому все они одинаково поляризуют свет, проходящий через пленку.

Поляроидные пленки применяются в поляроидных очках. Поляроиды гасят блики отраженного света, пропуская весь остальной свет. Они незаменимы для полярников, которым постоянно приходится смотреть на ослепительное отражение солнечных лучей от заледеневшего снежного поля.

Поляроидные стекла помогут предотвратить столкновения встречных автомобилей, которые очень часто случаются из-за того, что огни встречной машины ослепляют шофера, и он не видит этой машины. Если же ветровые стекла автомобилей и стекла автомобильных фонарей сделать из поляроида, причем повернуть оба поляроида так, чтобы их оптические оси были смещены, то ветровое стекло не пропустит света фонарей встречного автомобиля, «погасит его».[5]

Источник