XXVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Что такое кристаллы?

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Москвина А.А. 1

---

1ГБОУ г. Москвы школа № 1541

Скачкова И.В. 1

---

1ГБОУ г. Москвы школа № 1541

Работа в формате PDF

75.3 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

1. ВВЕДЕНИЕ.

Этим летом мой брат ездил на спортивные сборы по самбо в Мурманскую область. В качестве сувенира Егор привёз мне необычный камень, который привлёк моё внимание из-за своего необычного вида. Я очень долго рассматривала его. Он был не похож на камни, которые встречаются в нашей местности. Камень полупрозрачный, со светлым белым оттенком. Мелкие вкрапления на камне очень красиво переливались на солнце. Размером с небольшое яблоко. На камне хорошо были видны полосы, как будто он состоял из множества слоёв.

Нам с Егором хотелось узнать как же называется этот необычный камень и мы стали искать похожие на него экземпляры в интернете. Оказалось, что это кварц. Кварц - это минерал, состоящий из кристаллов. Именно мелкие кристаллики, находящиеся в камне так красиво сияли на солнце и привлекали моё внимание.  Именно поэтому у меня возник вопрос: «А что такое кристалл? Как они попадают в камни? Где ещё встречаются? Как растут кристаллы? Где они встречаются в природе? Можно ли их вырастить в домашних условиях? Где их можно использовать?».

Я решила изучить этот вопрос и обратилась к своей тёте Тане, которая мне рассказала, что кристаллы можно вырастить самостоятельно дома. Мы прочитали с ней вместе статьи в интернете и узнали, что кристаллы образуются из любых веществ, чьи атомы и молекулы группируются в упорядочную структуру. Для их выращивания не нужна лаборатория или специальные приспособления. Подойдут самые простые реактивы, которые всегда под рукой. Например, поваренная соль, сахар, карбамид (азотное удобрение, которое используют в сельском хозяйстве). В итоге мы приняли решение выращивать кристаллы сахара, соли, гранул карбамида, а также мы приобрели готовый набор для опытов «Домашняя лаборатория».

Гипотеза:  предположим, что кристаллы можно выращивать в домашних условиях.

Цель исследования: вырастить кристаллы из набора «Домашняя лаборатория», из сахара, соли и гранул карбамида в домашних условиях.

Задачи:

- изучить теоретические источники по данной теме, обобщить и систематизировать собранный материал в данной работе, обнаружить интересные факты о кристаллах;

- выяснить происхождение кристаллов;

- узнать, где и как используют кристаллы;

- попробовать вырастить кристаллы из набора «Домашняя лаборатория», из сахара, соли и гранул карбамида, сравнить полученные кристаллы;

- разработать памятку с полезными советами по выращиванию кристаллов в домашних условиях.

Объект исследования: процесс выращивания кристаллов.

Предмет исследования:  кристаллы из набора «Домашняя лаборатория», кристаллы сахара, соли, гранулы карбамида.

Методы исследования:

- изучение и анализ литературы по теме исследования; 
- поиск информации в Интернете;

- наблюдения и фиксация результатов;

- эксперимент;

- сравнение.

Практическая значимость:

У разных объектов, таких как сахар, соль, снежинки, есть одна общая черта: все они состоят из твердых частиц, которые называются кристаллами. Кристаллы встречаются повсюду – зимой мы ходим по ним, съедобные - едим, драгоценные камни – носим на себе. Красота кристаллов всегда восхищала человека! Это удивительные создания природы. В самом деле – они умеют расти. Удостовериться в этом можно, взглянув, как на окошке появляются морозные узоры; замерзшая вода имеет кристаллическую структуру. Кристаллы умеют размножаться: там, где был один кристалл, со временем может появиться целая их группа. Я считаю, что данная тема является актуальной и интересной.

Актуальность.

Нас часто интересуют явления окружающего мира, и, например, вопрос «Почему снег хрустит?» — отличный повод для исследовательской деятельности. Мой проект помогает познакомиться со свойствами кристаллов, показать, как они образуются в природе (снежинки, соль, лёд), а так же помогает развить интерес к естественным наукам через простые и наглядные эксперименты. 

2. Основная часть

2.1 Что такое кристаллы?

Многие считаю, что кристалл – это редкий и красивый минерал или драгоценный камень. Отчасти это правда, потому что изумруды и бриллианты являются кристаллами. Но не все кристаллы редки и красивы. Каждая отдельная частица соли или сахара – тоже кристалл! Многие из самых обычных веществ вокруг нас представляют из себя кристаллы.

Кристалл (от греческого слова «криос» - «ледяной холод») – это твердое состояние вещества. Он имеет определенную форму и определенное количество граней вследствие расположения своих атомов. Все кристаллы одного вещества имеют одинаковую форму, хоть и могут отличаться размерами.

В природе существуют сотни веществ, образующих кристаллы. Вода – одно из самых распространенных из них. Замёршая вода превращается в кристаллы льда и снежинки.

Как можно объяснить появление кристаллов? Составляющие их атомы или более сложные соединения можно представить в виде элементов пазла. Выпускают такие картинки для детей и взрослых – их надо собирать из отдельных кусочков. Каждый кусочек соединяется с соседним, в результате начинает расти целая картинка. Так и кристаллы, ну а их форма зависит от того, из каких элементов они сложены.

Кристаллы бывают естественного происхождения и искусственного. Природные кристаллы вырастают в недрах планеты. Искусственные выращивают в лабораториях или дома. Например кристаллы соли можно вырастить в домашних условиях, а кристаллы рубина могут быть выращены как самой природой , так и в лаборатории.

Важным моментом ещё до того, как начать выращивать кристаллы в домашних условиях нужно помнить об элементарных правилах безопасности. Мы составили небольшую памятку для того, чтобы помнить об этих правилах.

• При экспериментах нельзя пользоваться пищевой посудой.

• Нельзя принимать пищу во время проведения опытов.

• Нельзя проводить опыты с неизвестными веществами.

• При проведении опытов желательно использовать перчатки и защитную одежду.

• При попадании раствора на кожу необходимо сразу же промыть то место, куда попал раствор, чистой водой.

• Всегда необходимо мыть руки по завершении эксперимента.

3.Выращивание кристаллов в домашних условиях.

Мой эксперимент.

3.1 Выращивание кристалла из набора «Домашняя лаборатория».

Ознакомившись с инструкцией, мы приступили к приготовлению материалов для изготовления кристаллов. В специальный поддон мы вставили кусочки толстого картона, на которых в дальнейшем и будет формироваться наш кристалл. Далее мы вылили готовый раствор карбамида синего цвета на картон. Картон не полностью впитал жидкость. Мы аккуратно перенесли материал на подоконник и с нетерпением стали ждать результата. В инструкции говорилось, что первый результат будет виден через 12-24 часов. Красивые, синие, игольчатые кристаллики начали образовываться на вторые сутки. А через 36 часов вырос невероятной красоты синий кристалл, который был похож на морской коралл. Эксперимент удался!

3.2 Выращивание кристалла из гранул карбамида.

Следующим этапом эксперимента было выращивание кристалла из гранул карбамида. В специальной ёмкости мы развели с водой (20мл) 5 чайных ложек гранул карбамида. Раствор разделили на две части и окрасили в разные цвета. Далее поместили ёмкости в открытом виде на подоконник. Из инструкции в интернете следовало, что кристаллы начнут появляться через 24-36 часов. Первые игольчатые стекловидные кристаллики стали появляться на третьи сутки эксперимента. Это были очень тонкие, прямые и хрупкие кристаллики, напоминающие стеклянные иголочки. Невероятно красивые как ледяные крупные снежинки. У нас получился удачный эксперимент, который радовал глаз.

3.3 Выращивание кристаллов из соли.

Мы приготовили насыщенный раствор соли. Для его приготовления мы взяли половину стакана тёплой воды и 6 чайных ложек соли. Затем процедили этот раствор через марлю. В полученную солёную воду мы добавили пищевой краситель зелёного цвета. На крышку баночки в которой находился раствор, привязали толстую нить и опустили её в воду. Первые кристаллы появились через 6 дней. На нитке стали образовываться твёрдые белые кристаллики светло-зеленого цвета. Этот эксперимент тоже оказался удачным, т.к. кристаллы были по всей длине нитки, которая была опущена в соляной раствор и росли с каждым днём.

3.4 Выращивание кристаллов из сахара.

Для этого эксперимента мы развели 6 чайных ложек сахара в 100 граммах воды. Размешивали раствор до тех пор, пока сахар перестал растворяться. Затем мы процедили получившийся сироп через марлю и окрасили его красителем розового цвета. Образование кристаллов из сахара мы ждали дольше всего. Лишь на 12 день на нитке стали образовываться еле заметные кристаллики. Возможно раствор, который мы приготовили оказался меньшей концентрации, поэтому кристаллы так долго не образовывались. На 13-15 день ситуация практически не изменилась и на нитке по-прежнему мы видели еле заметные глазу маленькие кристаллики, которые плохо росли. Этот эксперимент я считаю тоже удачным, потому что наша задача была именно вырастить кристалл в домашних условиях с чем мы, безусловно, справились.

4. Сравнение выращенных кристаллов.

Итак, мы вырастили кристаллы четырьмя способами и решили сравнить полученные результаты:

Таким образом, можно сделать вывод, что выращивание кристаллов в домашних условиях вполне возможен и у нас получился отличный результат. Кроме того, мне было очень интересно наблюдать за разноцветной химической реакцией.

5. Заключение

5.1 Вывод. Выращивание кристаллов – это занимательный процесс. По результатам моих наблюдений и опытам я пришла к выводу, что при соблюдении инструкций и технике безопасности можно вырастить кристаллы в домашних условиях, но для этого нужно приложить терпение и труд. Значит, моя гипотеза подтвердилась.

Полученные нами кристаллы можно использовать на уроках окружающего мира как наглядное пособие, можно применять для украшения интерьера помещений, для создания разнообразных декоративных композиций. Из раствора карбамида, выращенные кристаллы особенно красивы, их можно использовать для украшения цветочных композиций, фигурок, а также для изготовления сувениров и подарков для друзей. Выполняя этот исследовательский проект, я не только узнала много нового и полезного, но и с пользой провела время со своей семьёй.

6. Список используемых источников литературы.

1. Ликум А. «ВСЕ ОБО ВСЕМ». Популярная энциклопедия для детей. Т. 1, 2.

2. Афонькин С.Ю. Минералы и драгоценные камни - СПб.: «БКК», 2011. – 96 с. (Серия «Узнай мир»).

4. Д-р Р.Ф. Саймз «Камни и минералы».

5. Джейн Уокер «Камни и минералы».

6. Плешаков А.А. От земли до неба: Атлас-определитель по природоведению и экологии для учащихся нач.кл. – М.: Просвещение, 1998. – 224 с.: ил. – (Зеленый дом). – ISBN 5-09-007851-3.

7. https://qwizz.ru/удивительные-кристаллы/

8. https://vseprokamni.ru/interesno/vyrashhivanie-kristallov.html