Природные и искусственные кристаллы ставропольского края. Моя коллекция кристаллов глазков Богдан Юрьевич



жүктеу 88.78 Kb.
Дата07.09.2018
өлшемі88.78 Kb.
түріЛекция

ПРИРОДНЫЕ И ИСКУССТВЕННЫЕ КРИСТАЛЛЫ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ. МОЯ КОЛЛЕКЦИЯ КРИСТАЛЛОВ
Глазков Богдан Юрьевич,

ученик 4 «А» класса

МБОУ КШ имени генерала Ермолова А.П.,

г. Ставрополь



Руководитель: Серова Ирина Евгеньевна,

учитель начальных классов, serova.ir2015@yandex.ru



    1. Выявление проблемы исследования

Минералы интересовали человека с незапамятных времен. Еще в каменном веке такие минералы, как халцедон, нефрит, обсидиан, помогали человеку добывать пищу и огонь. В последние десятилетия получило распространение частное коллекционирование минералов и проведение их выставок. Большинство минералов являются кристаллами. Их состав можно выразить химической формулой. В кристаллическом состоянии находится подавляющее большинство твердых тел, составляющих земную кору. Ежегодно ученые открывают 40-60 новых минералов. Недра Ставропольского края богаты минералами: это арагонит, пиролюзит, кварц, халцедон, кальцит, пирит и многие другие. Добывают минералы в окрестностях городов: Лермонтово, Кисловодск, Ессентуки и пос. Белый уголь. Богатые месторождения минералов находятся на горе Бештау, Кинжал, хребте Боргустан. Минералы широко применяются в качестве огнеупорных, керамических, изоляционных, красящих и других материалов в различных отраслях народного хозяйства и промышленности. В городе Ставрополе есть завод «Монокристалл». На этом предприятии при помощи специального оборудования выращивают синтетический сапфир. Основной областью применения сапфировых пластин является производство светоизлучающих диодов. Применяться эта технология может в любых электронных устройствах с дисплеями для увеличения прочности защитных покрытий. По информации интернет - источников, всемирно известная компания «Apple» явилась заказчиком большой партии панелей для дисплеев электронных устройств у «Монокристалла». Фотокамера смартфона iPhone прикрывается именно сапфировым стеклом и нельзя исключать, что это стекло вышло с завода ЗАО «Монокристалл». Человека привлекала не только польза минералов жизни, нравилась сама суть минералов, их красота, естественная огранка. Мы живём в мире сказочно красивых кристаллов. Это кристаллы обычной поваренной соли, сахара, драгоценных камней, кварца, а также многих других пород. Я задумался, а можно ли вырастить кристаллы в домашних условиях. И мне представилось интересным попробовать это сделать самому. Это и определило выбор темы моего исследования.

    1. Теоретическое обоснование темы исследования


Цель исследования: изучить процесс кристаллизации на практике, а именно, проверить возможность роста кристаллов без применения специальной техники, сложных технологий.

Практическая значимость: результаты исследования могут быть использованы на уроках окружающего мира, технологии.

Предмет исследования: процесс кристаллизации

Задачи исследования:

  1. Выяснить что такое кристалл?

  2. Узнать, почему его так назвали и какими бывают кристаллы?

  3. Есть ли польза от кристаллов?

  4. В практической части исследования узнать опытным путём о возможности выращивании кристаллов в домашних условиях.

Методы исследования:

  • изучение литературы и интернет - источников;

  • просмотр детских познавательных передач;

  • опыты, наблюдение и обобщение.

II.ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

    1. Что такое кристалл?

Все твердые тела, имеющие форму многогранника, возникающую в результате упорядоченного расположения атомов.

    1. Почему кристалл так назвали, и какими бывают кристаллы?

Слово «кристалл» происходит от греческого «крюсталлос», то есть «лед». Процесс образования кристаллов называют кристаллизация.

    1. Какой формы бывают кристаллы?

Разнообразие естественных кристаллов по форме очень велико. Кристаллы могут иметь от четырех до нескольких сотен граней. Но при этом они обладают замечательным свойством - какими бы ни были размеры, форма и число граней одного и того же кристалла, все плоские грани пересекаются друг с другом под определенными углами. Углы между соответственными гранями всегда одинаковы. Измерение углов между гранями кристаллов имеет очень большое практическое значение, так как по результатам этих измерений во многих случаях может быть достоверно определена природа минерала. Кристаллы правильной геометрической формы встречаются в природе редко. Совместное действие таких неблагоприятных факторов, как колебания температуры, тесное окружение соседними твердыми телами, не позволяют растущему кристаллу приобрести характерную для него форму. Кроме того, значительная часть кристаллов, имевших в далеком прошлом совершенную огранку, успела утратить ее под действием воды, ветра, трения о другие твердые тела. Я рассматривал в лупу на сахарный песок и увидел, что это мелкие, но очень правильные кристаллы, блестящие, прозрачные, с плоскими сторонами – гранями. Приглядевшись к своим выращенным кристаллам соли внимательно, я увидел, что они построены из «кирпичиков» с острыми гранями, плотно прижатых друг к другу.

Разбив кристалл, я наблюдал, что он разлетелся на кусочки разной величины. Для кристаллов поваренной соли типична форма кубиков. Существуют особые формы кристаллов: иглы, перья, ветки, цветы, деревца и т.п. Примерами таких причудливых кристаллов служат всем известные ледяные узоры на окнах. Каждый мог наблюдать, как возникают, растут и постепенно меняют свою форму кристаллы льда на стекле замерзшего окна. Если расчистить в непрозрачном слое льда, затянувшего окно, круглый «глазок», подышав на стекло или приложив к нему палец (от тепла лед быстро тает), а затем перестать греть его, он опять затянется слоем льда. Сначала от краев к середине вытягиваются тонкие иголочки, пёрышки, звёздочки. Вот уже весь глазок покрыт ими, а от краев глазка растет новый слой иголочек и звездочек, отдельные веточки соединяются друг с другом, сливаясь в сплошной слой льда.

Следовательно, кристаллы обладают красивой правильной формой. У каждого вещества есть своя характерная форма кристаллов, по которой его можно узнавать.
III. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Внимание: концентрированный медный купорос ядовит, поэтому работать с ним нужно в перчатках. Ни в коем случае нельзя пить получившуюся жидкость. Капли не должны попадать на кожу. Если раствор попал в глаза, промойте их и обратитесь к врачу.

При проведении нижеописанных опытов обязательно присутствие взрослых.

3.1. Опыт № 1 «Выращивание кристаллов из медного купороса».

В стеклянную банку емкостью 500 мл я налил 300 мл воды, добавил туда 200 гр. медного купороса и поставил на песчаную баню. Включил нагрев. Раствор время от времени перемешивал, пока весь медный купорос не растворился. Снял банку с песчаной бани и поставил его на керамическую плитку, дал остыть и опустил в раствор веревочку, привязанную на карандаш (можно к ней привязать болтик или «затравку» – крупинку медного купороса). При охлаждении раствора на веревке образовались небольшие кристаллики синего цвета. Но основное количество сульфата меди выпало в осадок (поскольку снизу – в месте контакта банки с керамической плиткой раствор больше всего охлаждается).

Затем я извлек верёвку с кристаллами из раствора и повторил процедуру: снова поставил банку на песчаную баню и нагрел до растворения осадка. Выключил нагрев, не снимая с бани, дал раствору немного остыть. После этого вернул в раствор веревку с кристаллами, накрыл банку и оставил на ночь. Утром на веревке образовалась гроздь кристаллов.

В ходе эксперимента мне удалось вырастить несколько красивых кристаллов синего цвета. (Приложение 1)

Таким образом, процесс выращивания кристаллов из медного купороса занял у меня всего два дня.


    1. Опыт № 2 «Выращивание кристаллов из поваренной соли»

Для выращивания кристаллов поваренной соли мне потребовался насыщенный соляной раствор. Раствор, в котором дальнейшего растворения не происходит, называют насыщенным.

В воде можно растворить больше соли, но при условии, что вода будет подогреваться. Для этого я использовал песчаную баню (как и в первом опыте). Когда соль совсем перестанет растворяться и начнет оседать на дно, нужно слить получившийся раствор в другой стакан, чтобы на дно стакана с раствором не попало ни одной крупинки.

Итак, я приготовил насыщенный раствор соли в стакане воды при температуре и начал охлаждать его до комнатной температуры. При охлаждении раствора «лишняя» соль выпадет из раствора и осядет на дно стакана. Этот осадок состоит из кристаллов. Таким образом, один из возможных способов получения кристаллов состоит в охлаждении насыщенного раствора. (Приложение 2)

А можно поступить иначе. Приготовим насыщенный раствор соли и оставим его в открытом стакане, через некоторое время обнаружим появление кристалликов. Кроме того, мы увидим, что одновременно с образованием кристаллов произошло еще одно изменение – уменьшилось количество воды. Вода испарилась, и в растворе оказалось «лишнее» вещество. Итак, другой возможный способ образования кристаллов – испарение из раствора

Быстрее и легче кристалл растет тогда, когда в насыщенный раствор помещается кристалл – затравка (крупный кристаллик соли). При этом выделение из раствора твердого вещества будет заключаться не в образовании новых кристалликов, а в росте затравки.

Кристаллы соли похожи на полупрозрачные кубики.



    1. Опыт № 3 «Выращивание кристаллов из сахара»

Сахарные кристаллы спокойно можно употреблять в пищу. Они очень сладкие. Добавив пищевых красителей, можно превратить их в леденцы на палочке.

Я смешал в кастрюле 2 стакана воды и 2 стакана сахара, поставил кастрюлю на газ. Когда вода закипела, помешивая, растворил сахар. После этого в сахарный сироп высыпал еще 3 стакана сахара, и помешивал раствор, пока весь сахар не растворится.

Намочил и обвалял в сахаре деревянные палочки. После этого хорошо просушил их.

Сироп разлил по емкостям, добавил краситель. Опустил палочки вертикально в банки с раствором и закрепил их. Они не должны касаться друг друга, стенок и дна банок (Приложение № 3).

Через неделю ожидания кристаллы можно доставать и угощать друзей необычным лакомством.

Опыт № 4 «Выращивание кристаллов из фосфата моноаммония»

В настоящее время в детских магазинах можно приобрести наборы для выращивания кристаллов.

Совсем недавно мне подарили один из таких наборов под названием «Лаборатория удивительных кристаллов». В инструкции предлагалось вырастить кристаллы из фосфата моноаммония (Приложение 4)

Принцип выращивания кристаллов тот же. Нужно приготовить насыщенный раствор вещества на водяной бане. Затем охладить его.

Я использовал для выращивания кристаллов не затравку, а картонную поделку в виде дерева.

Картонное дерево я установил на блюдце с насыщенным раствором фосфата аммония. Картон начал впитывать жидкость, и в течение нескольких минут дерево стало полностью мокрым.

По мере высыхания картона и испарения влаги, на деревце стали появляться маленькие кристаллики. Я нанес местами несколько капелек красителя желтого и синего цвета на картон, кристаллики впитали окрашенную жидкость и стали цветными. Через лупу я увидел, что на деревце выросли цветные кубики кристаллов.

Кристаллы фосфата моноаммония оказались самыми хрупкими из тех, которых я выращивал при проведении опытов. При прикосновении к поделке кристаллы осыпаются.



IV.ВЫВОДЫ

Изучив литературу по теме исследования и проведя эксперимент по выращиванию кристаллов, я пришел к следующим выводам:

1) Недра Ставропольского края богаты минералами: арагонит, пиролюзит, кварц, халцедон кальцит, пирит. Добывают минералы в окрестностях городов Лермонтово, Кисловодска, Ессентуки, пос. Белый уголь. Богатые месторождения минералов находятся на горе Бештау, Кижал, хребте Боргустан. В Ставрополе имеется предприятие по производству синтетических кристаллов завод «Монокристалл». Некоторые минералы являются кристаллами. Выращивая кристаллы в лабораториях, человек может узнать, как кристаллы рождаются и живут в природных условиях, изучить свойства кристаллов.

2) Кристаллы широко применяются в промышленности и в обычной жизни человека. Они окружают нас повсюду, «почти весь мир кристалличен». Кристаллы можно вырастить в домашних условиях.

3) Кристаллы различных веществ отличаются друг от друга по всей форме.

4) Кристаллы окружающие нас, не образовались когда – то раз и навсегда готовыми, а выросли постепенно: в природе, в лаборатории, на заводе. Я убедился в этом, вырастив кристаллы дома, с применением растворов соли и медного купороса.

5) Процесс выращивания кристаллов мне очень понравился, я считаю, что он красив и увлекателен.

V. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Энциклопедический словарь юного химика. / Сост. В.А. Крицман, В.В.Станцо.-М., 1982.

2.Энциклопедия для детей. Том 4. Геология. / Сост. С.Т. Исмаилова.-М.,1995.

Интернет источники:

3.www.fresher.ru/.../kak-vyrashhivat-kristally-v-domashnix-usloviyax/

4.www.sense-life.com › Мастер классы, самоделки

5.forum.xumuk.ru › ... › Неорганическая химия



6.www.kakprosto.ru/kak-12563-kak-vyrastit-kristall-v-domashnih-uslo...

7.http://klopotow.narod.ru/soveti/min_1.html

Достарыңызбен бөлісу:


©kzref.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет