Выращивание кристаллов. Практическая часть

1.

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение города
Новосибирска "Средняя общеобразовательная школа No187 имени кавалера
ордена Мужества Александра Бурмистрова"
Выращивание кристаллов
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Автор проекта:
Сердюк Марат,
Учащийся 8 класса «В»
Консультант:
Чуркина Наталья Ивановна,
учитель физики

2.

Актуальность темы
Тема выращивания кристаллов становится все более актуальной для всего
человечества. В настоящее время кристаллы буквально вошли в каждый дом.
В сердце каждого телевизора, сотового телефона, компьютера находится
кристалл. Выращивание кристаллов сохраняет природные
богатства и ускоряет научно-технический прогресс. Сейчас мы знаем, что
даже некоторые части нашего организма кристалличны, например, роговица
глаза. Мир кристаллов и мир людей стали неразрывны.
2

3.

Цель проекта
Вырастить кристаллы медного купороса и поваренной соли в домашних
.
условиях
Задачи
1. Собрать информацию о кристаллах.
2. Выявить наиболее благоприятные условия для роста кристаллов в
домашних условиях.
3. Провести анализ, сделать выводы и представить результаты
эксперимента.
3

4.

Что же такое кристалл и каковы его
свойства?
Кристалл – это твёрдое тело, атомы или молекулы которого занимают
определённые, упорядоченные положения в пространстве.
Монокристалл поваренной соли
4

5.

Кристаллическая решётка
Кристаллическая решётка – пространственный каркас,
образованный пересекающимися прямыми линиями. В точках пересечения линий –
узлах решётки – лежат центры частиц.
5

6.

Монокристаллы и поликристаллы
Твердое тело, состоящее из большого числа одиночных кристалликов, называют
поликристаллическим. Одиночные кристаллы называют монокристаллами. В нашей
работе речь, в основном, пойдет о монокристаллах.
Поликристалл
Монокристалл
6

7.

ОПЫТ № 1
Выращивание кристаллов из соли
Моя задача – вырастить красивые кристаллы соли (крупной поваренной, крымской морской,
гималайской) из насыщенного раствора. Процесс выращивания не требует наличия каких-то особых
химических препаратов. Кристаллы поваренной соли NaCl представляют собой бесцветные
прозрачные кубики.
Необходимые материалы: соль; дистиллированная вода; стеклянная банка; деревянная палочка;
нитка шерстяная; сотейник; воронка, фильтр, деревянная лопатка.
В своих опытах мне нужно будет приготовить три раствора из разных видов соли.
Как приготовить раствор? Разведем растворы соли следующим образом: нальем воду в ёмкость
(например стакан) и поставим его в кастрюлю с тёплой водой (не более 50 °С – 60 °С). Насыпаем
соль в стакан и оставляем на 5 минут, предварительно помешав. За это время стакан с водой
нагреется, а соль растворится. Желательно, чтобы температура воды пока не снижалась. Затем
добавим ещё соль и снова перемешаем. Повторяем этот этап до тех пор, пока соль уже не будет
растворяться, и будет оседать на дно стакана. Получился насыщенный раствор соли. Переливаем
его в чистую ёмкость такого же объёма, избавившись при этом от излишек соли на дне с помощью
воронки и фильтра. Выбираем любой понравившийся более крупный кристаллик соли и помещаем
его на дно стакана/банки с насыщенным раствором. Можно кристаллик привязать за нитку и
подвесить, чтобы он не касался стенок стакана/банки.Так приготовим три разных раствора.
Переносим ёмкости с насыщенным раствором и кристалликом в место, где нет сквозняков, вибрации
и сильного света (выращивание кристаллов требует соблюдение этих условий). Накрываем чемнибудь сверху ёмкость с кристалликом от попадания пыли и мусора.
7

8.

Крупная
пищевая
соль
Как
вырастить
кристалл?
Соль
Этапы выращивания кристаллов
Приготовление раствора
Готовый кристалл
30 дней
21 день
Готовый
раствор
14 дней
8

9.

Опыт № 2. Крымская морская пищевая соль
Как вырастить кристалл?
Соль
Этапы выращивания кристаллов
Приготовление раствора
Готовый кристалл
30 дней
21 день
Готовый
раствор
14 дней
9

10.

Опыт № 3. Гималайская соль
Как вырастить кристалл?
Соль
Этапы выращивания кристаллов
Приготовление раствора
Готовый кристалл
30 дней
21 день
Готовый
раствор
14 дней
10

11.

ОПЫТ № 4
Выращивание кристаллов из медного купороса
Природа сама позаботилась о том, чтобы минералы росли в определенной среде, приобретали
определенную форму, поэтому в домашних условиях можно практически без особых усилий вырастить
кристалл из раствора медного купороса. Но, к сожалению, этот процесс довольно-таки длительный.
Для выращивания нам понадобится: стакан или банка, тарелка или блюдце, медный купорос (Сульфат
меди – CuSO4 (порошкообразный)), вода, нитка, перчатки, карандаш, лист бумаги, платок или
марля для фильтрования раствора. И теперь мы можем приступать к самому выращиванию кристалла.
Первый этап выращивания кристалла. C начала готовим раствор. Наливаем в банку или стакан
примерно 200 мл дистиллированной воды, но если не имеем её, то процеживаем воду из-под крана через
фильтр или добавляем кипяченную. Начинаем добавлять медный купорос. Насыпаем столовую ложку,
размешиваем. Купорос очень быстро растворится. Добавляем еще ложку, снова размешиваем. Делаем так
до тех пор, пока соль не начнет оседать на дне. Так мы готовим первичный раствор, который будет
основой нашего кристалла.
Следующим делом отфильтровываем раствор через платочек или марлю. Я буду фильтровать через
салфетку. И оставляем на сутки (может меньше) где-нибудь, где в раствор не упадет грязь и пыль. Во
избежание этого накрываем наш раствор чем-нибудь и ставим подальше от членов семьи. Через сутки
можно уже приступить ко второму этапу нашего выращивания.
Второй этап выращивания кристалла.
Я беру свою баночку и рассматриваю её: на дне стали
образовываться кристаллы, причем все они разной формы. Некоторые кристаллики небольшие, но
расположены скоплениями, другие же (ромбовидные) более крупные и находятся отдельно, именно они
нам и нужны. Выбираем эти кристаллы (сливаем раствор в другую банку и отковыриваем массу,
образовавшуюся на дне). Аккуратно берем самый крупный из одиночных кристаллов и привязываем на
ниточку, которую привязываем на карандаш (так, чтобы при опускании в баночку наш кристалл не касался
дня и стенок). Накрываем листом бумаги (защита от пыли) и переносим в темное место, защищенное
11от
сквозняков (выращивание кристаллов требует особых условий). А теперь мы оставляем наш будущий
кристаллик на несколько недель в темном месте.

12.

Опыт № 4. Медный купорос
Этапы выращивания кристаллов
Приготовление раствора
Соль
Готовый кристалл
30 дней
21 день
Готовый
раствор
14 дней
12

13.

Медный купорос
Этапы выращивания кристаллов
Приготовление раствора
Соль
Готовый кристалл
30 дней
21 день
Готовый
раствор
14 дней
13

14.

Опыт № 5. Выращивание кристаллов
из других веществ
14

15.

Вывод
Опыт № 1. Поваренная крупная пищевая соль
В процессе выращивания кристалла я наблюдал такие явления:
Дата
Раствор
Цвет, объем
Бесцветный
160мл
Бесцветный
Объем раствора
уменьшился
примерно на 1/4
Появление кристаллов на
бокале
нет
Появление кристаллов на ветке
Очень мелкий соляной налет
неразличимый по форме
07.02
Бесцветный
Объем раствора
уменьшился
Мелкий налет покрыл полностью
стенки банки. Появились
кристаллы на дне.
На подводной части ветки
образовались мелкие кристаллики
соли кубической формы. На границе
воды и воздуха образовались крупные
кристаллы соли.
Кристаллы увеличились в размерах.
На границе воды и воздуха крупные
кристаллы стали срастаться между
собой.
16.02
Бесцветный
Осталась примерно
1/3часть от
начального объема
Бесцветный
Раствор практически
весь испарился
Мелкий соляной налет покрыл
наружные стенки банки.
Увеличилось количество
кристаллов на дне
Та часть бокала, в которой
находился раствор, покрылась
кристаллами соли кубической
формы .На дне банки слой соли.
18.01
31.01
01.03
нет
Кристаллы увеличились. Над
поверхностью воды кристаллы более
крупные, чем в подводной части.
Рост кристаллов продолжается
15

16.

Опыт № 2. Крымская морская пищевая соль
В процессе выращивания кристалла я наблюдал такие явления:
:Дата
Раствор
Цвет, объем
Бесцветный
160мл
Мутный (требует
дополнительного
процеживания)
Объем раствора
уменьшился
примерно на 1/4
Бесцветный
Объем раствора
уменьшился
Появление кристаллов на бокале
Появление кристаллов на ветке
нет
нет
Очень мелкий соляной налет
неразличимый по форме
На подводной части ветки образовались
мелкие кристаллики соли кубической
формы. На границе воды и воздуха
образовались начали образовываться
кристаллы соли.
Средний налет покрыл полностью
стенки банки. Появились кристаллы
на дне.
Кристаллы увеличились в размерах. На
границе воды и воздуха крупные
кристаллы стали срастаться между собой.
16.02
Бесцветный
Осталась примерно
1/3часть от начального
объема
Средний соляной налет покрыл
наружные стенки банка. Увеличилось
количество кристаллов на дне. Они
довольно крупные
Кристаллы увеличились. Над
поверхностью воды кристаллы более
крупные, чем в подводной части.
01.03
Бесцветный
Раствор практически
весь испарился
Та часть банка, в которой находился
раствор, покрылась кристаллами
соли кубической формы .На дне
бокала слой соли.
Рост кристаллов продолжается
18.01
31.01
07.02
16

17.

Опыт № 3. Гималайская соль
В процессе выращивания кристалла я наблюдал такие явления:
После проведения опыта стенки банки и нить были покрыты слоем соли, а раствор практически
весь испарился. Данный процесс в стакане является моделью того, что происходит в природе при
испарении
соленой воды.
:
Дата
Раствор
Цвет, объем
Розовый
160мл
Мутный (требует
дополнительного
процеживания)
Объем раствора
уменьшился
примерно на 1/4
Розовый
Объем раствора
уменьшился
Появление кристаллов на бокале
Появление кристаллов на ветке
нет
нет
Очень мелкий соляной налет
неразличимый по форме
На подводной части ветки образовались
мелкие кристаллики соли кубической
формы. На границе воды и воздуха
образовались начали образовываться
кристаллы соли.
Плотный налет покрыл полностью
стенки банки. Появились кристаллы
на дне.
Кристаллы увеличились в размерах. На
границе воды и воздуха крупные
кристаллы стали срастаться между собой.
16.02
Розовый
Осталась примерно
1/3часть от начального
объема
Очень плотный соляной налет покрыл
наружные стенки банки. Увеличилось
количество кристаллов на дне. Они
довольно крупные
01.03
Бесцветный
Раствор практически
весь испарился
Та часть банки, в которой находился
раствор, покрылась кристаллами соли
кубической формы тонким слоем .На
дне банки слой соли.
Кристаллы увеличились. Над
поверхностью воды кристаллы более
крупные, в подводной части кристаллы
очень интересной формы и отличаются от
обычной соли.
Рост кристаллов продолжается
18.01
31.01
07.02
17

18.

2.Опыт № 4. Медный купорос
В
: ходе наблюдений замечено, что кристаллизация начинается при понижении температуры
раствора. При этом практически мгновенно возникает множество мелких кристалликов.
Кристаллизация начинается у стенок и дна стакана, а затем распространяется на помещенный в
раствор кристалл-затравку, который растет, увеличиваясь в размерах, рост граней происходит
послойно.
По мере остывания раствора (ближайший час) в стакане резко повышается концентрация соли, т.к.
при более низкой температуре в воде растворяется гораздо меньше вещества и лишнее вещество,
образующееся при остывании, выпадает в осадок в виде кристаллов. По мере остывания все
«лишнее» при данной температуре вещество переходит в твердую фазу, выстраивая
кристаллическую структуру в очаге кристаллизации – на леске. В итоге на леске образуется много
маленьких кристаллов, которые все новыми слоями наращиваются друг на друга, образуя
красивое поликристаллическое тело. Кристаллы образуются не только на леске, но еще на дне и
стенках банки. Это вредит нашим целям, т.к. эти кристаллы будут также отбирать из жидкости
материал для собственного строительства и нашему основному кристаллу на леске достанется
меньше материала для роста и, следовательно, он будет расти гораздо медленнее. За неделю
может вырасти кристалл длинной 1 см, за 3-4 недели – 3-4 см.
Если в стакане образуется осадок мелких кристалликов, надо переливать раствор в чистый стакан
и помещать в него кристалл. При прикосновении растущих кристаллов их правильная форма
может нарушиться, поэтому раствор надо чаще фильтровать.
Чтобы увеличить скорость роста кристалла, нужно обновлять рабочий раствор. Для поддержания
уровня раствора в стакане необходимо доливать свежий раствор соли. Рост кристалла происходит
за счет соли, растворенной в воде.
Работа проведена - кристалл выращен, его нужно сохранить так, чтобы не попали примеси. Чтобы
защитить кристалл от влаги его надо покрыть акриловым лаком.
18

19.

И вот результат практической
работы!!!
19

20.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ
20