VIII межрегиональная
студенческая научно – практическая конференция
«Молодежь. Наука. Творчество»
Выращивание кристаллов в домашних условиях
Направление Технические дисциплины
Автор работы: Якупова Регина, 3 курс
Научные руководители:
Пузикова Галина Николаевна – преподаватель химии, 1категория
Сатькина Людмила Алексеевна - преподаватель физики,
1 категория
АФ ГАПОУ «БНК»
г. Абдулино, 2016-2017гг.
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ
Окружающий нас мир состоит из кристаллов, можно сказать, что мы живем в мире кристаллов. Жилые здания и промышленные сооружения, самолеты и ракеты, теплоходы и тепловозы, горные породы и минералы слагаются из кристаллов. Мы едим кристаллы, лечимся ими и частично состоим из кристаллов.
Кристаллы это вещества, в которых мельчайшие частицы “упакованы” в определенном порядке. В результате при росте кристаллов на их поверхности самопроизвольно возникают плоские грани, а сами кристаллы принимают разнообразную геометрическую форму.
Знаменитый русский кристаллограф Е.С.Федоров, который теоретически вывел законы построения кристаллов, говорил: “Кристаллы блещут симметрией”.
Кристаллы действительно так хороши собой, что ими можно любоваться часами.
Многие ученые, внесшие большой вклад в развитие химии и минералогии, начинали свои первые опыты с выращивания кристаллов, пытаясь понять, как они образуются.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
- Получить кристаллы различных веществ в домашних условиях.
ЗАДАЧИ
- познакомиться с методами выращивания кристаллов;
- освоить методику выращивания кристаллических тел на основе водных растворов;
- провести наблюдения за возникающими при выращивании кристаллов физическими явлениями;
- объяснить некоторые явления;
- выработать рекомендации по выращиванию кристаллических тел.
ЛЕГЕНДЫ АМЕРИКАНСКИХ ИНДЕЙЦЕВ О КРИСТАЛЛАХ
В древние времена люди жили в гармонии с природой. Они говорили на одном языке с животными и растениями. Люди охотились только тогда, когда нуждались в пище, и всегда возносили молитвы благодарности природе за то, что взяли у нее. Но с течением времени люди утратили чистоту и гармонию. Они стали брать у природы больше, чем им требовалось. Они забыли о благодарственных молитвах. Люди стали убивать животных и друг друга ради удовольствия и спортивного интереса.
Племя медведей, главное племя среди зверей, созвало совет всех зверей. Медведи предложили убивать людей в ответ на то, что люди убивают их. Племя оленей предложило другой вариант решения проблемы. Один из них сказал: «Мы принесем в мир болезни. Каждый из нас будет ответственным за определенную болезнь. Если люди не живут в гармонии с природой, если они перестали благодарить ее за пищу — пусть они болеют». Племя растений было более благожелательным. Растения сказали, что каждую болезнь, которую получат в наказание люди, можно будет вылечить определенным растением. Вся природа одобрила это решение. И тогда слово попросило одно растение. Это был Табак, предводитель всех растений. Он сказал: «Я стану священной травой. Я не буду исцелять от болезней, но я помогу людям вернуться к священному образу жизни, если меня будут курить и сопровождать моим дымом молитвы и церемонии. Но если мной будут злоупотреблять, если меня будут курить ради удовольствия, я вызову самую страшную болезнь — рак».
Друзья племени растений, племя минералов, дали согласие помочь. Каждый минерал будет обладать духовной силой, тонкой вибрацией, которую можно будет использовать для восстановления здоровья. Амулет с рубином исцелит сердце, изумруд - печень и зрение и т.д. Вождь племени минералов Кристалл Кварца, чистый и ясный, как свет самого Творения, обнял Табак и сказал: «Я буду священным камнем, я буду исцелять мысли. Я помогу человеческим существам увидеть причину болезни. Я помогу внести мудрость и чистоту в их помыслы и запишу их духовную историю, включая нашу сегодняшнюю встречу. И когда в будущем люди заглянут в меня, они смогут увидеть свои истоки и путь к гармонии».
СТИХИ О КРИСТАЛЛАХ
Кристалл, поэтом обновленный
Укрась мой мирный уголок,
Залог поэзии священной
И дружбы сладостный залог.
В тебе таится жар целебный
Едва уста красноречивы
Тебя коснулися, и вмиг
Его ума огонь игривый
В тебя таинственно проник.
А.С. Пушкин
Когда наскучит суета,
Дела, людские лица,
Я знаю выход - я могу
В кристалле раствориться.
В его прозрачной глубине
- Незыблемая вечность
В нём есть и радость, и покой,
И мира бесконечность.
Виктор Слётов
Что такое кристаллы
Кристалл — 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. Замерзающая вода превращается в кристаллы льда или снежинки.
Какие формы имеют кристаллы
Кристаллы могут иметь всевозможные формы.
Все известные в мире кристаллы могут быть разделены на 32 вида, которые в свою очередь могут быть сгруппированы в шесть видов.
Кристаллы могут иметь и разные размеры. Некоторые минералы образуют кристаллы, которые разглядеть можно только с помощью микроскопа. Другие же образуют кристаллы, вес которых составляет несколько сотен килограммов.
Кристаллы в природе
Вопрос о происхождении большинства кристаллов в природе тесно связан со сложной проблемой происхождения и развития Земли. Согласно современным представлениям Земля образовалась путем объединения первоначально холодного вещества, имевшегося в солнечной системе в виде твердых частиц пыли.
Кристаллы в природе
Многие кристаллы возникли из пересыщенных водных растворов.
Первым среди них следует назвать каменную соль NaCl являющуюся одним из наиболее знакомых каждому человеку минералов. Толщина пластов каменной соли, образовавшихся при испарении воды соленых озер, достигает в некоторых месторождениях нескольких сотен метров.
Кристаллы в природе
Многие кристаллы являются продуктами жизнедеятельности организмов.
Некоторые виды моллюсков обладают способностью наращивать на
инородных телах, попавших в раковину, перламутр.
За 5 — 10 лет образуется драгоценный камень жемчуг, имеющий
поликристаллическое строение.
Методы выращивания кристаллов
- Метод выращивания кристаллов путем постепенного охлаждения насыщенного раствора неприменим к веществам, растворимость которых мало зависит от температуры.
- Другой метод получения кристаллов — постепенное удаление воды из насыщенного раствора. «Лишнее» вещество при этом кристаллизуется.
- Третий способ — выращивание кристаллов из расплавленных веществ при медленном охлаждении жидкости.
- При использовании всех способов наилучшие результаты получаются, если используется затравка — небольшой кристалл правильной формы, который помещают в раствор или расплав.
Методика выращивания кристаллов
- Для проведения опыта возьмем 40 гр. порошка фосфат моноаммония, заливаем 100 гр. воды при температуре 70 о С. При помощи размешивателя перемешиваем воду так, чтобы химическое вещество в емкости полностью растворилось.
- В контейнер, в котором будут выращиваться кристаллы, помещаем голубые камешки (так опыт будет выглядеть нагляднее). Затем медленно наливаем раствор в контейнер так, чтобы он полностью скрыл камешки. Даем немного остыть раствору. Оставшееся химическое вещество аккуратно высыпаем в контейнер, так чтобы оно осело на камешках – это «семена» будущего кристалла.
Методика выращивания кристаллов
Ставим контейнер в такое место, где он не будет подвергаться перепадам температуры. Уже через несколько часов можно заметить, что на камешках начинает появляться маленькая кристаллическая структура. Это вызвано тем, что при испарении воды соль, растворенная в ней, превращается в кристаллы. Нельзя допускать образования солевого налета, так как это может замедлить рост кристаллов.
Если кристаллы не тревожить, они будут расти все больше и больше в течение нескольких дней. Мелкие кристаллы в последствии можно использовать в качестве «семян» для выращивания более крупных кристаллов.
Методика выращивания кристаллов
Растущие кристаллы
Интересные явления из «жизни» кристалла
- Кристаллизация - превращения жидкого вещества в твердое, которое начинается на поверхности насыщенного раствора, с образования скелетных кристаллов.
Интересные явления из «жизни» кристалла
- Испарение - парообразование с поверхности жидкости, явление, благодаря которому насыщенный раствор становится перенасыщенным, и начинается образование кристаллов. Это же явление может разрушить выращенный кристалл, если в нем содержатся молекулы воды. Чтобы сохранить кристалл, его нужно покрыть слоем прозрачного вещества, после высыхания которого образуется непроницаемая для влаги пленка
Интересные явления из «жизни» кристалла
- Смачиваемость, объясняемая взаимодействием между молекулами жидкости и твердого тела (стенок кристаллизатора), и силы поверхностного натяжения обеспечивают образование капилляров на стенках сосуда выше поверхности насыщенного раствора. Жидкость, поднимаясь по капиллярам, может вытечь из сосуда.
- Чтобы предотвратить капиллярные явления , необходимо разрушать капилляры, периодически осуществляя чистку кристаллизатора, или смазать стенки сосуда вазелином или жиром.
Результаты работы
- Изучена и освоена методика выращивания кристаллов в домашних условиях.
- Выращено 10 кристаллов различной формы.
- Описаны явления, возникающие в процессе выращивания кристаллов.
Результаты работы
1. За короткий срок мною были выращены кристаллы фосфат моноаммония.
2. В ходе наблюдений было отмечено, что сначала кристаллы имели неправильную форму, но с течением времени приобрели правильные пропорции.
3. Размеры кристаллов полученных мной в домашних условиях много меньше, тех которые выращены в лабораторных условиях. Это различие объясняется следующим фактором: для того, чтобы образовался хороший кристалл, ему необходимы условия, для роста, то есть свободное пространство. Поэтому, исходя из опыта, следует брать банки большего объема, тогда выращенные кристаллы будут значительно крупнее.
Вывод: чтобы кристаллы росли как можно правильно, кристаллизация должна идти медленно, на бесцветных веществах, чьи кристаллы должны быть прозрачны как стекло.
При быстром росте кристаллы мутнеют!!!
Значимость работы.
Процесс выращивания кристаллов в домашних условиях это очень интересное и увлекательное занятие, позволяющее сознательно отнестись к закономерностям природы.
Работа по выращиванию кристаллов сделала меня более наблюдательной, расширила мой кругозор, приобщила к науке, позволила удивляться.
Переживание “чуда” выращивания принесло мне много положительных эмоций и ярких впечатлений.
Исследовательская работа приоткрыла мне дверь в загадочную страну кристаллов и минералов.
Реализация результатов исследовательской работы на практике
Применение кристаллов в промышленности, медицине и других отраслях современной жизни широко описано в научной литературе. Возникает вопрос: как я могу использовать полученные в ходе работы знания и умения.
Ответ на этот вопрос пришел в канун Нового года. Помогая украшать квартиру, я в насыщенный раствор поваренной соли опустила веточки яблони и ели и через некоторое время они покрылись “инеем”.
Вот так любой человек может подарить близким «чудо».
Спасибо за внимание!
