Выращивание кристаллов тема проекта 10 класс

проектная работа учащихся по теме «Выращивание кристаллов»
проект по химии (10 класс) на тему

Проектная работа учащихся 10 класса и презентация по теме «Выращивание кристаллов».

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Проектные работы учащихся

Проектные работы информационного типа по алгебре и геометрии (для внеклассной работы).

Проектные работы учащихся 5-7 классов по теме «Графика»

Хочу предоставить вашему вниманию результаты выполненных проектов по теме «ГРАФИКА»Итак, тема «Графика» – это в первую очередь искусство рисования. С ребятами мы разбираем, что по способу и.

Технология выполнения проектных работ учащихся 5-7 классов по теме «Живопись».

Творческие проекты по теме «Живопись» На уроках с ребятами мы изучаем, что слово «живопись» означает писать жизнь. Живописью называют и само произведение выполненное красками (акварельными, гуашь.

Технология выполнения проектных работ учащихся по теме «СКУЛЬПТУРА»

Проектные работы учащихся по теме.

курсовая работа по теме: Проектная работа учащихся на уроках обществознания.

Подходит не только для уроков экономики, но и по профориентации школьников.

Развитие исследовательских способностей учащихся при изучении творчества Р.Киплинга. Проектная работа учащихся 8х классов на базе сборника Киплинга “Just So Stories”

Статья о проектной работе учащихся 8х классов на базе сборника Киплинга “Just So Stories” поможет организовать исследовательскую деятельность учащихся на английском языке.

Проектная работа учащихся на уроках английского языка. Система работы с мультимедийными презентациями и критерии их оценивания

Проект всегда имеет положительный результат: во-первых, происходит совершенствование речевых умений и навыков, формировании компьютерной мультимедийной компетентности как учителя, так и учащихся, .

Источник

Научно-исследовательский проект «Выращивание кристаллов».

Тема: «Кристаллы и их выращивание»

Мы живем в мире, в котором большая часть веществ находится в твердом состоянии. Мы пользуемся различными механизмами, инструментами, приборами. Мы живем в домах и квартирах. Имеем мебель, бытовые приборы, современнейшие средства связи: радио, телевидение, компьютеры и т. д. А ведь все это твердые тела. Так что же такое твердые тела?

В отличие от жидкостей, твердые тела сохраняют не только объем, но и форму, т.к. положение в пространстве частиц, составляющих тело, стабильно. Из-за значительных сил межмолекулярного взаимодействия частицы не могут удаляться друг от друга на значительные расстояния.

В природе часто встречаются твердые тела, имеющие форму правильных многогранников. Такие тела назвали кристаллами. Например, снежинки, морозные узоры на стеклах окон и иней, украшающий зимой голые ветки деревьев. Все камни — это кристаллы! Причем не только яркие и блестящие драгоценные камни (алмазы, рубины, сапфиры), но и обычные, из которых состоят горы, скалы, ущелья и пещеры. Существуют даже кристаллы, которые можно съесть! Это соль и сахар, которые имеются на каждой кухне.

Нам стало интересно, а возможно ли получить кристаллы в условиях школьной лаборатории. Нас очень заинтересовала эта тема, и мы решили вырастить кристаллы из медного и железного купороса.

Актуальность исследования состоит в том, что выращивание кристаллов — увлекательное и познавательное занятие и, пожалуй, самое простое, доступное и недорогое. Кристаллы играли и играют до сих пор немаловажную роль в жизни человека.

Предмет исследования: процесс кристаллизации.

Объект исследования: кристаллы медного и железного купороса.

Цель: выращивание кристаллов из медного и железного купороса и наблюдение за процессом их роста.

• рассмотреть лабораторный способ выращивания кристаллов;
• по мере роста кристаллов соотносить свои наблюдения с закономерностями, известными из теории кристаллов;
• сравнить формы выращенных кристаллов с формами кристаллических решеток.

План работы над проектом:

• Изучение способов выращивания кристаллов в лабораторных условиях
• Подготовка необходимых материалов (соль медного купороса, соль железного купороса, емкости для выращивания кристаллов, термометр, нить)
• Проведение опытно-экспериментальной деятельности с целью получения кристаллов
• Анализ полученных результатов исследования.

Обзор литературных источников по исследуемой проблеме

Слово «кристаллос» у древних греков обозначало лед. Так же назывался и водяно-прозрачный кварц (горный хрусталь), ошибочно считавшийся тогда «окаменевшим льдом». Впоследствии этот термин был распространён на все кристаллические тела.

В школьных учебниках кристаллами обычно называют твердые тела, образующие в природных или лабораторных условиях и имеющие вид многогранников, которые напоминают самые строгие геометрические построения. Поверхность таких фигур ограничена более или менее совершенными плоскостями — гранями, пересекающимися по прямым линиям — ребрам. Точки пересечения ребер образуют вершины.

В течении долгих столетий геометрия кристаллов казалось таинственной и неразрешимой загадкой. Не случайно на гравюре великого немецкого художника Альбрехта Дюрера изображена Меланхолия в виде печального ангела, безнадежно всматривающегося в огромный кристалл. Вплоть до Х VII в. дальше описаний «удивительных угловатых тел» дело не шло.

В 1619 г. великий немецкий математик и астроном Иоганн Кеплер обратил внимание на шестерную симметрию снежинок. Он попытался объяснить тем, что кристаллы построены из мельчайших одинаковых шариков, теснейшим образом присоединённых друг к другу. По пути, намеченному Кеплером, пошли впоследствии Роберт Гук и М. В. Ломоносов. Они также считали, что элементарные частицы внутри кристаллов можно уподобить плотно упакованным шарикам. В наше время принцип плотнейших шаровых упаковок лежит в основе структурной кристаллографии.

Через 50 лет после Кеплера датский геолог, кристаллограф и анатом Николаус Стеной впервые сформулировал основные понятия о формировании кристаллов: «Рост кристалла происходит не изнутри, как у растений, но путем наложения на внешние плоскости кристалла мельчайших частиц, приносящихся извне некоторой жидкостью». Эта идея о росте кристаллов в результате отложения на гранях все новых и новых слоев вещества сохранила свое значение и до сих пор.

Кристаллические тела могут быть монокристаллами и поликристаллами. Монокристаллом называют одиночный кристалл, имеющий макроскопическую упорядоченную кристаллическую решётку. Монокристаллы обычно обладают геометрически правильной внешней формой, но этот признак не является обязательным.

Большинство встречающихся в природе и получаемых в технике твердых тел представляют собой совокупность сросшихся друг с другом хаотически ориентированных маленьких кристаллов-кристаллитов. Такие тела называются поликристаллами.

Плотность расположения частиц в кристаллической решетке не одинакова по различным направлениям. Это приводит к зависимости свойств монокристаллов от направления – анизотропии.

Анизотропия – зависимость физических свойств вещества от направления. Физические свойства поликристаллов не зависят от направления: они изотропны.

Изотропия – независимость физических свойств вещества от направления.

Простейший пример анизотропии кристаллов – неодинаковая их прочность по разным направлениям. Это свойство наглядно проявляется при дроблении кристаллических тел.
Кристаллы со слоистой структурой – слюда, гипс, графит, тальк – в направлении слоев совсем легко расщепляются на тонкие листочки, но невозможно разрезать или расколоть их в других плоскостях. Бесцветные кристаллы каменной соли прозрачны, как стекло. Если ударить ножом или молоточком по кристаллу, он разбивается на кубики с ровными, гладкими, плоскими гранями. Это явление спайности, т.е. способности раскалываться по ровным, гладким плоскостям, так называемым плоскостям спайности. Кристаллы кальцита тоже обладают весьма совершенной спайностью: при ударе они всегда разбиваются на так называемые ромбоэдры с гладкими, плоскими гранями. Ромбоэдр — это косоугольный параллелепипед, или, можно сказать, куб, вытянутый вдоль одной из его диагоналей.

Представления о кристаллах, их строении и свойствах развалились на протяжении нескольких веков. Точкой отсчета истории кристаллов может быть известие о существовании изумрудов в Индии за 2 тыс. лет до н. э., алмазов за 1000-500 лет до н. э., рубинов Цейлона за 600 лет до н. э. Человек пытается разгадать природу кристалла с XIII — XIV веков н.э., а в середине XX века весь мир удивили жидкие кристаллы, в конце XX века сенсацией стало известие об открытии фотонных кристаллов. Чем более совершенными знаниями и инструментами исследования владеет человечество, тем более новые горизонты в познании природы и кристаллов, в частности, нам раскрываются.

Удивительно, но выращивать кристаллы можно не только в химических и промышленных лабораториях, но и в домашних условиях. Самые популярные вещества, из которых выращивают кристаллы дома – это поваренная соль, железный купорос и медный купорос.

Существует всего два способа выращивания кристаллов в домашних условиях:

1. Метод охлаждения насыщенного раствора;

2. Метод испарения – постепенного удаления жидкости из раствора.

Берется нужное вещество, готовится из него перенасыщенный (концентрированный) раствор, кладется в раствор так называемая затравка, мелкий кристаллик, и путем прилипания молекул вещества на затравку кристаллик растет. А чтобы молекулы прилипали, нужно либо остужать воду, либо выпаривать (можно и то, и другое). Быстрый способ выращивания кристаллов – это медленное охлаждение раствора.

Выращивание кристаллов медного и железного купороса
Медный купорос применяют в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями и болезнями растений, в промышленности — при производстве искусственных волокон, органических красителей и др. Его можно купить в хозяйственном магазине.

Железный купорос применяют в борьбе с болезнями растений, для уничтожения мхов и лишайников, для дезинфекции выгребных ям. Его можно приобрести в цветочном магазине.

1 этап . Приготовление концентрированного раствора: берем горячую воду (температура воды 50 0 С) в объеме 200 мл. В стакан небольшими порциями засыпаем вещество, каждый раз перемешивая и добиваясь полного растворения. Как только раствор «насытится», т.е. вещество перестанет растворятся, накрываем его и оставляем в помещении с постоянной температурой. По мере остывания на дно в виде маленьких кристалликов выпадет лишнее вещество. Так мы получаем маточный раствор. (Приложение 1).

2 этап . Сливаем маточный раствор в другую чистую посуду, туда же помещаем кристаллики со дна, нагреваем посуду на водяной бане, добиваясь полного растворения, и даем охладиться. Через сутки на стенках и дне сосуда образуются маленькие кристаллики – параллелограммы. Из них мы отбираем наиболее правильный кристалл. Это и будет кристалл-затравка. (Приложение 2).

3 этап . Снова готовим насыщенный раствор на основе маточного, добавляя немного вещества, греем и перемешиваем. Если раствор теплый, даем ему остыть до 30 0 С и помещаем туда кристалл-затравку, закрепляя его предварительно на нити. Кристалл-затравка не должен касаться стенок и дна сосуда. Теперь осталось наблюдать за ростом кристалла. (Приложение 3).

Так как исследование проходило в зимнее время, раствор очень быстро остывал, поэтому поддерживать постоянную температуру не удавалось. При быстром охлаждении кристалликов образуется много, одни мешают расти другим и правильных кристаллов не получается. Также периодически приходилось подогревать раствор и добавлять туда еще вещество. Все эти отклонения от технологии привели к тому, что кристаллы выросли сросшимися, т.е. у нас получились поликристаллы с ярко выраженными плоскими гранями отдельных кристаллов. (Приложение 3).

Не меняя положение затравки кристалла медного купороса, мы периодически фиксировали размеры некоторых граней и заметили, что грани изменяют свои размеры – растут, но форма их остается неизменной, углы между соответственными гранями тоже остаются постоянными. Подобная закономерность наблюдается и у других выращенных кристаллов.

Аналогичная закономерность обнаружена нами и у кристаллов железного купороса.

Таким образом, в различных кристаллах одного и того же вещества и форма граней, и их взаимные расстояния могут изменяться, но углы при этом остаются постоянными.

Опытным путем мы обнаружили, что форма граней кристаллов медного и железного купороса отличаются друг от друга. Основываясь на исследованиях выращенных кристаллов и их фотографий, можем утверждать, что форма монокристаллов медного купороса соответствует ромбоэдру, а форма кристаллов железного купороса соответствует ромбической призме. (Приложение 4).

В дальнейшем мы планируем продолжать свои эксперименты с новыми веществами, и ставим перед собой цель вырастить монокристаллы больших размеров и создать собственную коллекцию кристаллов.

1. Желудов И. С. Физика кристаллов и симметрия. – М.: Наука, 1987.
2. Кабардин О. Ф. Физика: учебник 10 класса для школ с углубленным изучением физики. – М.: Просвещение, 2001.
3. Шуман В. Драгоценные и поделочные камни. – М.: Мир, 1986.
4. Журнал «Физика в школе». – 2006. — №2.
5. Материалы Интернет.

Источник

Индивидуальный проект по химии «Выращивание кристаллов»

Онлайн-конференция

«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Паньковская основная общеобразовательная школа»

Актуальность, цель и задача проекта .

Инструкция к выращиванию.

Список используемой литературы .

Актуальность моей работы заключается в том, чтобы научиться создавать что-то новое, изучать окружающие меня предметы и вещества. Объектом моего проекта я выбрала соль – вещество, которое есть на каждом столе. Для моих опытов потребовался всего один пакет поваренной соли и несколько недель наблюдений. Мне стало интересно, смогу ли я в домашних условиях вырастить кристаллы? Чтобы ответить на этот вопрос, мне нужно больше узнать о способах приготовления растворов, методах выращивания кристаллов, о том, какое оборудование для этого необходимо.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧА ПРОЕКТА

Изучение процесса роста кристаллов поваренной соли.

освоить методику выращивания кристалла;

провести наблюдения за процессом кристаллизации;

выработать рекомендации по выращиванию кристаллов.

кристалл поваренной соли;

процесс образования кристаллов

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

сбор информации из Интернета;

анализ просмотренной информации;

наблюдение за процессом кристаллизации.

Современному человеку стало под силу многое: нанотехнологии, искусственное оплодотворение, изучение далеких галактик. Что уж тогда говорить о выращивании минералов в домашних условиях. Каждый из нас сегодня может вырастить настоящий кристалл у себя на кухне без лабораторного оборудования и научных знаний. Все что потребуется, это смекалка, терпение и несколько подручных материалов.

А так же это уникальная возможность понаблюдать за процессом происхождения подобных явлений в природе, а также шанс получить весьма необычную и удивительно красивую поделку. Процесс совершенно безопасен, не требует глубоких знаний в области химии, не предусматривает использование химических реактивов.

Кристаллы независимо от того, природные они или искусственные, поражают своей красотой, многогранностью и необычностью.

Выращивание домашних кристаллов ― простой и увлекательный процесс, если заранее изучить правила эксперимента и подготовить нужные материалы. Единственный минус ― растет кристалл довольно долго, в среднем на это уходит около месяца.

Формирование решетки кристалла, скорость его роста, цвет, плотность ― все это зависит от качества приготовленного раствора, выбранной посуды, влажности внешней среды. К этим деталям нужно отнестись ответственно. Но первое, с чего надо начать, это подбор инвентаря.

Для выращивания красивого кристалла нужно:

1. Емкость для кристалла. Она не должна окисляться, отдавать цвет, истощать запах.

Оптимальный вариант ― стекло. Металлические, глиняные, пластиковые посудины исключаем сразу. Что касается размера ― ограничений нет.

2. Палка для размешивания раствора. Тут опять акцент делается на материале ― выбираем дерево или стекло.

3. Бумага. В процессе выращивания вам понадобятся белые салфетки хорошего качества или фильтрующая бумага.

4. Основной компонент для раствора. Это может быть поваренная соль, сахар, сода или что-то другое. Этот продукт подбираете в соответствии с выбранным рецептом. В данном проекте я выбрала поваренную соль NaCl .

Базовый алгоритм выращивания заключается в следующем:

1. Соль или другой ингредиент растворяют в горячей воде до получения концентрированного раствора.

2. Основу-затравку для кристалла (это может быть крупный кусок соли) промывают в воде и погружают в приготовленный раствор.

3. Емкость с раствором плотно закрывают. Примерно через 24 часа крышку снимают. Где-то на 3-4 неделе уже будет заметен большой кристалл.

4. Как только вершина кристалла вынырнет на поверхность раствора, жидкость сливают, а кристалл аккуратно извлекают из емкости.

5. Потом кристалл высушивают и держат в защищенном от воды месте и любуются его красотой.

Приступим к выращиванию солевого кристалла.

1. Возьмите вскипяченную воду, налейте в стеклянную банку (чтобы можно было наблюдать за ростом кристалла)

2. Размешайте в ней много соли, Помешивать, пока соль не растворится полностью. Затем добавить соли и повторить. Солить воду необходимо, пока соль не прекратит растворяться. Это заметно по появлению на дне посудины осадка. А когда ее кристаллы откажутся растворяться, раствор нужно процедить сквозь марлю.

3. Влейте раствор обратно в банку, выберите кристаллик соли большого размера, привяжите к нему нитку и опустите в раствор Каркас для будущего кристалла (будь то нитка или проволока), опускается в емкость с уже налитым в нее раствором таким образом, чтобы он располагался вертикально и не касался внутренней поверхности сосуда.

4. Потом раствор быстро охладите (это ускорит образование мелких кристаллов на основе).

5. Сосуд оставляют в укромном месте, где кристалл будет защищен от механического воздействия (встряски и т. п.), света, тепла, температурных скачков сквозняка, пыли и мусора.

6. Кристалл увеличивается, вытягивая соль из окружающей его среды, т.е. ее концентрация в жидкости будет постепенно уменьшаться. Для восстановления необходимого баланса время от времени (раз в 5-6 дней) раствор нужно освежать, подливая новые порции воды с солью, но полностью его заменять или вынимать кристалл из него недопустимо.

7. Выждите от недели до месяца в зависимости от того, какого размера нужен кристалл.

8. Когда кристалл достигнет запланированных размеров, его следует бережно извлечь из раствора, переложить на бумажную салфетку и промокнуть тканью из мягкого материала. Поскольку полученный предмет отличается повышенной хрупкостью, нужно покрыть его поверхность бесцветным лаком для маникюра – в результате этой процедуры кристалл приобретет необходимую прочность, и уже можно будет думать о том, как распорядиться получившейся вещицей. Если отказаться от использования лака, то можно будет пронаблюдать, как кристалл разрушается.

Кристаллизацию с целью получения затравок обычно ведут при испарении растворителя.

Постановка опыта для получения затравок отличается от выращивания крупных монокристаллов только тем, что в раствор не помещается затравка (за ее отсутствием) и раствор не предохраняют от возникновения зародышей, а, наоборот, стараются вызвать их образование. Поэтому раствор не прикрывают после приготовления, с тем чтобы попавшая в кристаллизатор из воздуха пыль заразила раствор.

В этом случае в кристаллизаторе вырастут мелкие кристаллы, которые обычно можно использовать в качестве затравок. Если же возникла корка кристаллов, т. е. зарождение было слишком бурным, следует, по возможности не сдвигая лежащие на дне кристаллы, перелить раствор в другой подогретый кристаллизатор и прикрыть его. В этом случае обычно на следующий день выпадают одиночные кристаллы.

В ходе всей нашей работы мы получили красивые кристаллы соли, а так же

· научились выращивать кристаллы,

· освоили методику выращивания кристалла;

· провели наблюдения за процессом кристаллизации;

· выраболи рекомендации по выращиванию кристаллов.

Источник