XXVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Удивительный мир кристаллов
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Актуальность.
Я очень люблю изучать окружающий вокруг меня мир. Ведь в мире много интересного и необычного. Когда мне учитель предложил выполнить исследовательский проект , я задумался над темой , а что я буду исследовать и о чем буду писать . Посоветовавшись с учителем , я решил написать об удивительном мире кристаллов. Они поражают нас своей необычностью: размерами, цветом, формой. Моё знакомство с кристаллами началось с видео в интернете, где показывали способы выращивания кристаллов из различных веществ. Почему они могут расти? Ведь это не растение Я заинтересовался этим явлением и решил узнать, что такое кристаллы и можно ли их вырастить самостоятельно в домашних условиях. Так возникла тема исследовательского проекта «Удивительный мир кристаллов».
Цель работы: изучение мира кристаллов и способов их выращивания в домашних условиях.
задачи:
-
изучить материал, посвященный данной теме;
-
отобрать вещества, из которых возможно вырастить кристаллы;
-
познакомиться с методами выращивания кристаллов;
-
провести опыты и наблюдения за процессом роста кристаллов, сделать выводы.
Объектом исследования : кристаллы.
Предметом исследования – способы кристаллизации.
Гипотеза:
Если я возьму сахар и набор юного химика, создам необходимые условия, то смогу сам вырастить кристаллы.
Практическое значение исследования состоит в том, что оно может быть использовано на уроках окружающего мира, во внеклассных мероприятиях, а также выращивание кристаллов - это увлекательное занятие, простое, доступное и недорогое для большинства юных химиков, безопасное, если следовать инструкции. Выращенные кристаллы можно использовать в качестве подарка.
Методы исследования:
-Накопление теоретического материала.
-Проведение опытно-экспериментальной деятельности с целью получения кристаллов .
-Анализ полученных результатов исследования.
Анкетирование.
Необходимое оборудование:
Сахар, набор юного химика, ёмкость, где мы будем выращивать наш кристалл, нитка, палочки из дерева.
Продукт проекта –презентация ,выращенные кристаллы ,рисунок и памятка.
I. Теоретическая часть.
1.1 Что такое – кристаллы?
Кристаллы – это твёрдые тела, имеющие естественную форму правильных многогранников. Название «кристалл» произошло от двух греческих слов
–«лёд», «горный хрусталь».
Если задуматься, то кристаллы встречаются нам повсюду: на улице; в пище; в быту. Соль, снег, лёд, глина, песок, сотни других веществ - всё это кристаллы.
Вначале этим термином называли только прозрачные огранённые природные тела, впоследствии он был распространен на непрозрачные и даже на неогранённые образования.
Кристаллы – это многогранники, которые напоминают самые строгие геометрические построения. Поверхность таких фигур ограничена – гранями, пересекающимися по прямым линиям – рёбрам. Точки пересечения рёбер образуют вершины.
Мною были изготовлены макеты (тетраэдр – правильный многогранник, составленный из 4 равносторонних треугольников; гексаэдр – из 6 квадратов).
Кристаллы также можно разделить на два вида - драгоценные и не драгоценные.
Драгоценные (кристаллы) камни – минералы, обладающие двумя основными характеристиками «драгоценности»: красота и редкость.
К ним относятся: алмаз, аметист, рубин, сапфир, изумруд, топаз и т.д.
Кристаллы бывают идеальные и реальные.
Идеальный кристалл является, по сути, математическим объектом, имеющим полную, свойственную ему симметрию, идеализированно ровные гладкие грани и т. д.
Реальный кристалл — всегда содержит различные дефекты внутренней структуры решетки, искажения и неровности на гранях и имеет пониженную симметрию
Древние египтяне использовали кристаллы в орнаментах и украшениях. Они также носили амулеты в форме священного египетского жука. Считалось, кто носит такой амулет, тот защищён добрыми духами.
1.2. Разнообразие кристаллов и их использование в повседневной жизни.
КРИСТАЛЛОГРАФИЯ.
Кристаллография – это наука о строении, симметрии, физико-химических свойств, образовании и росте кристаллов, которая зародилась в 18 веке.
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. Колоссальное значение имеет алмаз при бурении горных пород, в горных работах. 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 и сапфир относятся к самым красивым и самым дорогим из драгоценных камней. У всех этих камней есть и другие качества, более скромные, но полезные. Вся часовая промышленность работает на искусственных рубинах. Новая жизнь рубина - это лазер, чудесный прибор наших дней. В 1960г. был создан первый лазер на рубине. Оказалось, что кристалл рубина усиливает свет. В глазной хирургии применяется чаще всего лазеры на рубине.
Сапфир прозрачен, поэтому из него делают пластины для оптических приборов. Основная масса кристаллов сапфира идет в полупроводниковую промышленность.
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.
II. Практическая часть.
2.1 Выращивание кристаллов из набора «Домашняя лаборатория» .
Мы с мамой сходили в детский мир и купили набор для выращивания кристаллов.
Дома я внимательно прочитал инструкцию ,как выращивать кристаллы.
Моя экспериментальная часть состоит их двух опытов.
Опыт№1 Часть первая.
-
Пересыпал кристаллический порошок из пакета в пластиковый контейнер.
2.Налил воду в контейнер до горизонтальной черной отметки.
Нагрел воду до кипения.
3.Размешал кристаллический порошок в горячей воде до полного растворения. Для правильного роста кристаллов очень важно ,чтобы порошок полностью растворился.
4.Помыл каменную основу теплой водой из - под крана и высыпал ее в контейнер с горячим кристаллическим раствором, равномерно распределяя каменную основу по дну пластикового контейнера.
5.Плотно накрыл контейнер крышкой и дождался до комнатной температуры охлаждения раствора. Затем открыл крышку и насыпал затравочные кристаллы на каменную основу. Плотно закрыл крышку и перемешал содержимое.
Опыт№1 Часть вторая.
1.Через 24 часа открыл крышку .У меня начался рост кристаллов. В процессе испарения воды из кристаллического раствора по стенкам контейнера ползли узоры из пористой соли.
2.После того, как над поверхностью раствора показалась вершина самого высокого кристалла, я надел перчатки и слил остаток раствора. Извлек кристаллы из контейнера.
Опыт №2 Выращивание кристаллов из сахара.
Перед тем как приступить к выращиванию кристаллов из сахара в домашних условиях, я решил провести анкетирование среди одноклассников. Целью анкетирования является изучение значимости исследовательской деятельности школьников. Было опрошено 11 человек. На вопрос «Знаете ли вы что такое кристалл?» Все опрошенные ответили, что знают.
11 человек на вопрос «Хотели бы вы больше узнать о кристаллах?» ответили положительно. И только один из опрошенных не желает узнать о кристаллах.
Диаграмма 1 «Хотели бы вы больше узнать о кристаллах?»
Диаграмма 2 «Выращивали ли вы у себя дома кристаллы?»
На следующий вопрос «Как вы думаете можно ли вырастить кристаллы в домашних условиях, используя сахар?» были получены следующие ответы: 6 человек считают, что можно, 2– считают, что нельзя, а 3 опрошенных затрудняются с ответом.
Диаграмма 3 «Как вы думаете можно ли вырастить кристаллы в домашних условиях, используя сахар?»
Опыт№2
1.)Приступим к выращиванию кристаллов из сахара. Для этого нам понадобится 2 стакана воды, 5 стаканов сахара, деревянные палочки, бумага, прозрачные стаканы.
2.)Возьмем ¼ стакана воды, пару столовых ложек сахара и на огне доведём сахар до полного растворения, получив сироп.
3.) Теперь небольшое количество сахара рассыпаем на бумажке, и, обмакнув палочку в сироп, обваляем ее в сахаре. Необходимо проверить, чтобы сахаринки прилипли со всех сторон, тогда кристалл вырастет ровным. Заготовив несколько таких палочек, оставляем их до полного высыхания, иначе частички сахара начнут осыпаться, как только попадут в горячий сироп. Если это случится, то кристаллу не за что будет цепляться, а значит, он не сможет расти. Поэтому лучше всего заготовить палочки заранее, например, вечером, оставив их сохнуть на ночь.
4.) Затем берем кастрюлю, выливаем в нее 2 стакана воды и 2,5 стакана сахара. Ставим на средний огонь и, помешивая, растворяем весь сахар, потом в получившийся сироп высыпаем оставшиеся 2,5 стакана сахара и варим до полного растворения. Выключаем огонь и оставляем сироп на плите минут на 15 минут.
5) Пока наш сироп остывает, мы подготовим палочки. Берем бумажки и протыкаем шпажкой дырочку посередине. Не делайте дырочку широкой, нам важно, чтобы бумажка плотно сидела на шпажке.
Достаем наши заготовки и надеваем бумажки на них.
|
6). Затем разливаем горячий сироп по прозрачным стаканам. Важно, чтобы сироп не успел остыть, иначе кристаллы не будут расти. |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||