Выращивание кристаллов соли реферат

Исследовательская работа: «Выращивание кристаллов в домашних условиях из поваренной соли»

Скачать:

Предварительный просмотр:

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя школа №16»

Выращивание кристаллов в домашних условиях из поваренной соли.

Выполнила: ученица 2 Б класса

Руководитель: Атаева Ольга Николаевна,

учитель начальных классов

Конкурс проектных и исследовательских

работ: «Я — исследователь»

г. Новый Уренгой, 2017 год

Зимой я часто любовались покрытыми инеем деревьями, внимательно рассматривала снежинки во время снегопадов.

И на одном из уроков окружающего мира я узнала, что и иней и снежинки это кристаллы, которые образовываются из паров воды.

Мне стало интересно, а из чего ещё могут образовываться такие красивые кристаллы?

А так как я очень люблю узнавать все новое и интересное, мне нравится экспериментировать, наблюдать и собирать коллекции. Мне стало интересно узнать, можно ли вырастить кристаллы в домашних условиях.

Выращивание кристаллов по истине увлекательное занятие и, пожалуй, самое простое, доступное и недорогое для большинства начинающих химиков, максимально безопасное, что немаловажно для тех, кто проводит эксперименты дома.

Тщательная подготовка и выполнение опыта по выращиванию кристаллов оттачивают навыки и умения аккуратно обращаться с веществами и правильно организовывать основные этапы своей работы. Неотъемлемой частью нашей жизни стали приборы на основе жидких кристаллов, поэтому эта тема актуальна для современного человека.

Тема исследования: выращивание кристаллов в домашних условиях из поваренной соли.

Гипотеза : при соблюдении всех правил, в домашних условиях можно вырастить кристаллы соли.

Цель проекта : вырастить кристаллы поваренной соли в домашних условиях.

1. изучить исторические сведения о соли;
2. узнать виды соли;
3. дать определение терминам «кристалл», «кристаллизация»;
4. подобрать дома доступное оборудование и сырье для производства кристаллов;
5. изучить необходимые меры безопасности и соблюдать их при проведении эксперимента;
6. вырастить кристаллы поваренной соли;
7. проанализировать полученные результаты.

• анализ литературы(изучение, обобщение);
• наблюдение;
• сравнение;
• опытно-экспериментальные.

Объект исследования : кристаллы.

Предмет исследования : процесс кристаллизации.

Практическое значение исследования состоит в том, что полученные умения и навыки могут быть использованы на уроках окружающего мира, во внеклассных мероприятиях.

Глава 1. Основные сведения о соли и кристаллах.

1.1 Соль: история и происхождение.

В древние времена соль была дорогим товаром. Соль подавали на стол в дорогих солонках, её берегли, экономили, хвастались ею: наличие соли на столе было признаком достатка и благополучия. Солью расплачивались вместо денег. Историки писали, что в те времена за четыре небольших куска соли можно было купить раба.

В России в ХVI веке известные русские предприниматели Строгоновы самые большие доходы получали от добычи соли.С предгорий Урала соль отправлялась в Москву, Казань, Нижний Новгород, Калугу и даже за границу.

История добычи соли прослеживается в названиях старинных русских городов: Соликамск, Соль-Илецк, Солигорск, Сольветка и многих других. До настоящего времени в Соликамске сохранился солеваренный завод XIX века, который является музеем истории соли России.Многие озёра носят название Солёное.

В древности люди добывали соль так: сушили растения, которые имели солёный вкус, а затем сжигали на костре. Золу использовали в пищу.

Сейчас соль добывают со дна высохших озёр и даже тех, что ещё не высохли. Машины отсасывают из озера воду, потом её выпаривают и остаётся белый порошок, который является солью. А там, где озёра высохли, а море отступило, соль засыпана песком или землёй. Образовалась суша, а иногда и горы. Под тяжестью верхних пластов земли соль стала твёрдой, как камень – это каменная соль. Чтобы добраться до этой соли, прорывают глубокие шахты. В выработках соляных шахт создают лечебницы и санатории. Там очень целебный воздух и совсем нет вредных микроорганизмов.

В нашей стране добывают 6 миллионов тонн соли в год, 5 миллионов из которых поступает из Астраханской области, с озера Баскунчак. Питание озера происходит за счёт источников (ключей), которые впадают в озеро и приносят в течении суток в озеро более 2,5 тысяч тонн солей. Поверхность озера совершенно белая, поскольку вода в нём представляет настоящий солевой раствор: в каждом литре воды содержится 300 г соли (для сравнения: в Чёрном море – до 60 г). Соль на озере Баскунчак добывают при помощи соледобывающего комбайна.

Добыча соли на Урале производится в городе Соль-Илецк Оренбургской области и в городе Соликамск Пермского края. На уникальном, созданном природой, Илецком месторождении ведётся добыча каменной пищевой поваренной соли подземным способом на глубине 300 м. В целях профилактики йодо-дефицитных заболеваний, часть соли обогащается йодом и готовая, отсортированная соль поставляется потребителям. ОАО «Илецксоль» — один из крупнейших поставщиков высококачественной каменной пищевой поваренной соли высшего сорта в России, годовая мощность добычи которого составляет миллион тонн в год.

Итак, из литературы мы узнали, что в древности люди добывали соль интересным способом: сушили растения, которые имели солёный вкус, а затем сжигали на костре. Золу использовали в пищу. Кроме того, соль дала название некоторым старинным русским городам: Соликамск, Соль-Илецк, Солигорск, Сольветка и другим, а так же многие озёра носят название Солёное. Стало известно, что из добываемых 6 миллионов тонн соли в год, 5 миллионов поступает из Астраханской области, с озера Баскунчак. Поверхность озера совершенно белая, поскольку вода в нём представляет настоящий солевой раствор: в каждом литре воды содержится 300 г соли.

Соль – это вещество, которое имеет весьма противоречивые свойства: с одной стороны соль приносит пользу, а с другой стороны – вред.

В мире существует два основных вида соли, которые разделяются по способу добычи и качества – это поваренная соль и морская соль.

1. Поваренная соль (хлорид натрия) – это пищевой продукт. В молотом виде представляет собой мелкие кристаллы белого цвета. Суточная потребность соли составляет 10-15 г – у взрослого человека, и 6 – 7 г – у ребёнка, а в условиях жаркого климата – до 30 г у взрослого. Недостаток соли организм восполняет разрушением костной и мышечной тканей. Нехватка соли в организме может привести к депрессиям, нервным и психическим заболеваниям, нарушением пищеварения. При хронической нехватке соли в организме возможен летальный исход. Доказано, что человек может выдержать полное отсутствие соли в диете не более 10-11 суток.

Однако многие специалисты в области здорового питания полагают, что человеку достаточно соли, получаемой с продуктами питания, и искусственно добавляемая в пищу соль становится одной из причин различных заболеваний.

Соль — самая древняя приправа к еде, известная человеку. Без неё не обходится приготовление практически ни одного блюда. Соль имеет хорошо знакомый каждому человеку характерный вкус, без которого пища кажется пресной. Но соль не только улучшает вкусовые качества еды, она просто жизненно необходима нам. Она регулирует работу сердца и мышц, содержится в желудочном соке, желчи. Все знают, что слёзы, пот, кровь человека на вкус солёные – значит, там тоже содержится соль. Всего в нашем организме находится около 200 г соли.

Поваренная соль обладает слабыми антисептическими свойствами – 10-15% содержание соли предотвращает развитие гнилостных бактерий, что обуславливает её широкое применение в качестве консерванта. Кроме того, поваренная соль является важным сырьём для химической промышленности, используется для получения соды, хлора, соляной кислоты и других соединений.

• Среди областей применения соли можно назвать фармацевтику, производство удобрений, а также изготовления мыла и средств для смягчения воды и крашения тканей.
• Интересное применение соли нашлось в жилищно – коммунальном хозяйстве. Соль, смешанная со снегом, вызывает его таяние. Это явление используется для очистки дорог от льда и снега.

2.Морская соль — это хлорид натрия, но в ней содержится огромное количество микроэлементов и минеральный веществ. В составе морской соли содержится около 100 минералов: калий, бром, цинк, йод, селен, кальций, железо и другие. Самой ценной солью считается серая морская соль, хотя она на вид и невзрачная, но очень полезная. Серый цвет она имеет потому, что в её состав включены частички водорослей и океанической глины.

Все элементы, которые входят в состав морской соли, положительно влияют на наш организм в целом:

— успокаивают нервную систему

— улучшают питание клеток

— способствуют заживлению ран

— снимают аллергические реакции

— улучшают свёртываемость крови

— препятствуют образованию анемии

— придают эластичность сосудам

— способствуют работе щитовидной железы

— улучшают состояние волос и кожи

Натуральная морская соль добывается из моря. Она и пахнет морем.
Морскую соль выпаривают из морской воды на солнце, не подвергая никаким химическим обработкам, поэтому всё полезное в ней сохраняется на долгие годы. Морская соль, растворённая в воде, является настоящим эликсиром бодрости и здоровья. Широко распространено применение морской соли как лечебно-профилактического средства, улучшающего состояние кожи. Морская соль является уникальным оздоровительным средством.

Итак, соль – это вещество, которое с одной стороны приносит пользу, а с другой стороны – вред. В мире существует два основных вида соли, которые разделяются по способу добычи и качеству – это поваренная и морская соли. Поваренная соль добывается методом разработки шахт. Морскую соль выпаривают из морской воды на солнце, не подвергая никаким химическим обработкам, поэтому всё полезное в ней сохраняется на долгие годы.

Соль или хлористый натрий представляет собой белое кристаллическое минеральное вещество. При рассмотрении соли крупного помола можно увидеть маленькие кристаллики.

Кристалл – по данным энциклопедии – твёрдое тело. Кристаллы, в переводе с греческого языка, (krystallos) «лёд». Кристаллизация – это процесс перехода вещества из жидкого состояние в твёрдое кристаллическое с образованием кристаллов.

Мир кристаллов – это сказочно красивый мир. Кристаллы завораживают своим блеском, многообразием форм и цвета. Самым простым примером кристалла являются капельки замёрзшей воды – снежинки. Кристаллы льда могут образовываться за несколько часов, а кристаллы горного хрусталя образуются за много лет.

Кристаллы бывают различными по форме и размерам. Многие из них можно увидеть только в микроскоп, но встречаются и гигантские кристаллы массой в несколько тонн. Разнообразие кристаллов по форме очень велико. Кристаллы могут иметь от четырёх до нескольких сотен граней. Люди научились выращивать искусственные кристаллы – рубины. Они, в основном, применяются в ювелирной промышленности. Выращивают и самые твёрдые на свете кристаллы – алмазы.

Итак, кристаллы – это твёрдые тела, которые получают путем перехода из жидкого состояния в твердое. Люди научились получать искусственные кристаллы. Используют их для изготовления ювелирных украшений и в часовых механизмах. Выращивают и самые твердые на свете кристаллы алмазы.

Глава 2. Экспериментальная часть: выращивание кристаллов из поваренной соли.

2.1 Организация и методы исследования

Целью исследования являлось подтвердить гипотезу о том, что при соблюдении всех правил, в домашних условиях можно вырастить кристаллы соли.

Процесс выращивания кристаллов из поваренной соли в домашних условиях разделим на основные этапы:

Наливаем теплую воду в емкость. Добавляем туда соль, из которой будут расти кристаллы. Растворяем соль до тех пор, пока не будем уверены, что соль уже больше не растворяется.

Насыщенный раствор процеживаем через фильтр в другую емкость, где будетпроисходить рост кристаллов. (Процеживать раствор обязательно, потому что соринки могут помешать росту красивых кристаллов).

Веточку дерева опускаем в насыщенный раствор. На ней будет происходить рост кристаллов.

Накрываем сверху ёмкость салфеткой от попадания пыли и мусора. Оставляем раствор

Ведем наблюдение за ростом кристаллов. Результаты наблюдений фиксируем в таблице

Когда кристаллы приняли красивый вид, вынимаем их из раствора, даем подсохнуть, покрываем бесцветным лаком (можно лаком для волос), чтобы они не разрушались.

Источник

Исследовательская работа «Выращивание кристаллов»

Тема выращивания кристаллов становится все более актуальной для всего человечества. В настоящее время кристаллы буквально вошли в каждый дом.

В сердце каждого телевизора, сотового телефона, компьютера находится кристалл. Выращивание кристаллов сохраняет природные богатства и ускоряет научно-технический прогресс. Сейчас мы знаем, что даже некоторые части нашего организма кристалличны, например, роговица глаза. Мир кристаллов и мир людей стали неразрывны.

Вырастить кристаллы и определить, что влияет на рост кристалла.

1. Собрать информацию о кристаллах.

2. Вырастить кристаллы поваренной соли и медного купороса.

3. Выявить наиболее благоприятные условия для роста кристаллов в домашних условиях.

4. Провести работу по анализу выполненных экспериментов, сделать выводы и представить результаты.

Что такое кристалл?

Что такое кристалл? Кристаллы – это твердые тела, атомы или молекулы которых занимают определенные, упорядоченные положения в пространстве.

Все кристаллы состоят из отдельных частиц: молекул и атомов, располагающихся в строгом порядке. Они образуют кристаллическую решетку. Каждому атому отведено место в определенном узле решетки, при этом образуются правильные многогранники. Кристалл может иметь от трех до нескольких сотен граней. Но при этом они обладают замечательным свойством. Все плоские грани пересекаются друг с другом под определенными углами. Углы между соответствующими гранями всегда одинаковы. Например, у кристаллов поваренной соли ( NaCl ) всегда их грани пересекаются под прямым углом. Кристаллы красивы и разнообразны. Секрет их красоты — в симметрии.

Кристаллические тела могут быть монокристаллами и поликристаллами.

Монокристаллом называют одиночный кристалл. («моно» — один) Поликристаллом называют совокупность сросшихся друг с другом хаотически ориентированных маленьких кристаллов. («поли» — много)

Если в кристаллическом теле кристаллизация началась одновременно во многих точках вещества и скорость ее была достаточно высока, то мы получим поликристалл. Растущие кристаллики являются препятствием друг другу и мешают правильному огранению друг друга.

Нам удалось вырастить один такой поликристалл. .

Но в данной работе речь пойдет в основном о монокристаллах.

Существуют различные способы выращивания кристаллов. Часто этот процесс требует высоких температур и огромных давлений, но некоторые кристаллы можно выращивать в домашних условиях.

Выращивание кристаллов можно осуществить, постепенно удаляя воду из насыщенного раствора, то есть путем испарения.

Для этого нам потребуется кристаллический порошок, специальная посуда.

Этап 1: Приготовление пересыщенного раствора. Растворить соль, из которой будет расти кристалл, в подогретой воде (подогреть нужно для того, чтобы соль растворилось немного больше, чем может раствориться при комнатной температуре). Растворять соль до тех пор, пока не будете уверены, что соль уже больше не растворяется , то есть раствор насыщен!

Этап 2: Фильтрация раствора. Готовый раствор процеживают через фильтр, сделанный из обычной бумажной салфетки. Насыщенный раствор перелить в другую ёмкость, где можно производить выращивание кристаллов (с учётом того, что он будет увеличиваться).

Этап 3: Помещение затравок. Когда раствор остынет до комнатной температуры, в него добавляют маленькие затравочные кристаллы. Нитку с затравкой привяжите, например, к спичке и положите спичку на края стакана (ёмкости), где налит насыщенный раствор. Кристаллик опустите в насыщенный раствор.

Этап 4: Перенесите ёмкость с насыщенным раствором и кристалликом в место, где нет сквозняков, вибрации и сильного света (выращивание кристаллов требует соблюдения этих условий).

Этап 5: Наблюдение за ростом и формой кристаллов. Теперь нужно подождать. С каждым днём кристаллы будут увеличиваться.

Накройте чем-нибудь сверху ёмкость с кристалликом от попадания пыли и мусора.

Анализ выполненных работ.

Мы провели ряд экспериментов по выращиванию кристалла в домашних условиях.

Наблюдать за ростом кристаллов очень интересно и познавательно.

1. Мы приготовили насыщенный раствор медного купороса , охладили до комнатной температуры и поместили в сосуд с перенасыщенным раствором «затравку». Сосуд плотно закрыли крышкой. На следующий день увидели, что «затравка» растворилась. Снова внесли «затравку» в раствор и вновь «затравка» растворились. Третий раз крышку не закрывали.

Сделали вывод: для роста кристалла необходимо, чтобы с поверхности кристалла шло хорошее испарение жидкости.

2. Следующей опыт был выполнен с целью может ли примесь какого — либо вещества изменить кристалл поваренной соли.

Приготовили насыщенный раствор поваренной соли , добавили акварельной краски красного цвета, затравку и выращивали кристалл.

Исследовали полученный кристалл с помощью лупы и увидели, что углы между гранями у них равные и равны 90 0 т. е. прямые.

Сделали вывод -примесь только окрашивает кристалл, но не изменяют его структуру. Кристаллы поваренной соли (NaCl) вырастают так, что их грани пересекаются под прямым углом. Что мы и наблюдали.

3. Мы приготовили насыщенный раствор медного купороса , а затем разлили на два сосуда, охладили до комнатной температуры и поместили в сосуды с перенасыщенным раствором «затравки». Один сосуд поместили в холодильник, где температура +3 0 C, а другой поставили около батареи комнатного отопления, где температура +17 0 C. Через один день измеряли массу на электронных весах, данные внесли в таблицу.

Сделали вывод : скорость роста кристаллов, т. е масса на которую увеличилась «затравка» за один день зависит от температуры. Чем выше температура, тем больше скорость роста кристалла.

Результаты измерений массы кристаллов поваренной соли

Средний рост кристалла поваренной соли в теплом месте составил

1, 193 г/сут, а в холодной в холодном – 0,02 г/сут

Результаты измерений массы кристаллов поваренной соли ( NaCl )

График роста массы кристалла от времени

— Для роста кристалла необходимо: приготовить насыщенный раствор соли и чтобы с поверхности кристалла шло испарение жидкости. Плотно закрывать крышкой раствор нельзя.

— Скорость роста кристаллов, зависит от температуры. В наших опытах наблюдали, чем выше температура, тем больше скорость роста кристалла.

— Кристаллы поваренной соли (NaCl) могут иметь форму куба, параллелепипеда, призмы или тела более сложной формы, но всегда их грани пересекаются под прямым углом. Примеси, добавленные в раствор, не меняют этого угла.

Кристаллы – одно из самых красивых и загадочных творений природы. В кристаллах есть что-то удивительное и завораживающее. Они поражают своей четкостью линий, в которой скрывается необыкновенная красота. Кристаллы играли и играют до сих пор немаловажную роль в жизни человека.

Мы живем среди кристаллов, ходим по ним и широко используемых в нашей повседневной жизни. Земная кора на 95% состоит из кристаллов. Мы добываем кристаллы из земных недр, используем в лабораториях, в технике, обрабатываем на фабриках, создаем изделия из кристаллических материалов. Природные кристаллы всегда возбуждали любопытство у людей. Их цвет, блеск и форма затрагивали чувство прекрасного, и люди украшали ими себя и жилище. Все природные драгоценные камни, такие, как алмаз, рубин, сапфир и изумруд, кроме опала, являются кристаллическими. Почти все горные породы: гранит, песчаники, известняк – кристаллы. Кристаллы кварца, кальцита и других прозрачных веществ, пропускающих ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, до сих пор применяются для изготовления призм и линз оптических приборов . Полупроводниковые приборы, изготавливаются из кристаллических веществ, главным образом кремния и германия. Полупроводниковые диоды используются в компьютерах и системах связи, а солнечные батареи, помещаемые на наружной поверхности космических летательных аппаратов, преобразуют солнечную энергию в электрическую. Перечень видов применения кристаллов уже достаточно длинен и непрерывно растет. В настоящее время изучением кристаллов занимается наука кристаллография.

1. Бокий Г.Б. Кристаллохимия: Учеб. пособие для вузов/ Г.Б. Бокий – М. : Наука, 1971.
2. Гегузин Я.Г. Живой кристалл: статья / Я.Г. Гегузин – М. : Наука, 1981.
3. Шаскольская М.П. Очерки о свойствах кристаллов: очерки / М.П. Шаскольская – М. : Наука, 1978.
4. Кристаллы: очерки / М.П. Шаскольская – М. : Наука, 1978.
5. Шафрановский И.И. Симметрия в природе: / И.И. Шафрановский –Ленинград. : Недра, 1985
6. Интернет

Источник