Zadacha-1-Tri-v-ryad(1)

1.

ЗАДАЧА №1
«ТРИ В РЯД»
Межрегиональный кристаллический
турнир
Выполнила: Курдюкова Анна, 9Б класс,
Элистинский лицей
Команда: «Новый элемент»

2.

ТАКТИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ
ЦЕЛЬ
ЗАДАЧИ
Разработать методику выращивания
максимально крупного одиночного
кристалла алюмокалиевых квасцов из
2 литров раствора.
Подобрать оптимальные условия
кристаллизации
Определить, как параметры процесса
влияют на размер кристалла

3.

МЕЖРЕГИОНАЛЬНЫЙ КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ТУРНИР (МКТ)
УСЛОВИЕ ЗАДАЧИ
Полный текст условия: Межрегиональный кристаллический турнир (МКТ) — соревнование,
на которое съезжаются юные химики со всей России, чтобы вырастить самые впечатляющие
кристаллы из наборов «Юный химик». Коля решил принять участие и вырастить самый
большой кристалл. Инструкция к набору помогает разобраться в общей сути
кристаллизации, но не подсказывает, как добиться рекордного результата.
Предложите метод выращивания самого большого кристалла выбранного соединения в
ёмкости объёмом 2 л. Укажите, что вы считаете размером кристалла (например, наибольший
линейный размер, объём, масса), и какие параметры процесса роста (такие как температура
кристаллизации, концентрация вещества и т. д.) на него влияют. Опишите, как каждый из
этих параметров влияет на размер кристалла — предпочтительно в виде функциональной
зависимости, но допустимо и качественное описание.
На их основе определите оптимальные условия. Подробно опишите процедуру выращивания
кристалла при выбранных условиях.

4.

ВЫБОР ВЕЩЕСТВА: КВАСЦЫ ПОДХОДЯТ ЛУЧШЕ ВСЕГО
Нитрат калия KNO₃
Алюмокалиевые квасцы KAl(SO₄)₂·12H₂O
Плюсы: растворимость сильно зависит от
температуры; подходит для кристаллизации
при охлаждении.
Плюсы: доступность; рост из водного
раствора; чёткая форма; не нужно сложное
оборудование.
Минусы: окислитель, нужен лабораторный
контроль.
Минусы: долгий рост; нужны стабильные
условия.
Ацетат натрия CH₃COONa·3H₂O
Размер кристалла: основной показатель —
максимальный линейный размер;
дополнительно масса, объём, качество
(прозрачность, целые грани).
Плюсы: пересыщенные растворы; быстрый рост
кристаллов.
Минусы: для одного крупного кристалла нужен
строгий контроль температуры и фильтровка;
примеси портят форму.

5.

КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ · ЧАСТЬ 1
РАСЧЁТ 1: РАСТВОРИМОСТЬ И ВЫХОД ПРИ ОХЛАЖДЕНИИ
ДАНО
РЕШЕНИЕ И ВЫЧИСЛЕНИЯ
1
Молярная масса кристаллогидрата
2
Масса при насыщении (50 °C и 20 °C)
3
Теоретический избыток при охлаждении (50 →
20 °C)
Растворимость на 100 г H₂O:
при 50 °C:
при 20 °C:
при комн. T:
остаётся ~250 г)
(при 12,5 г/100 г в растворе
Вывод: охлаждение от 50 до 20 °C способно высвободить до

6.

РАСЧЁТНАЯ ЗАДАЧА 2: КОЛИЧЕСТВО ВЕЩЕСТВА, КОНЦЕНТРАЦИЯ,
МАССА КРИСТАЛЛОВ
Дано
Концентрация
Растворено 400 г квасцов в 2000 г воды;
после охлаждения в растворе осталось
около 250 г.
Количество вещества
Масса кристаллов
Ответ: до 150 г вещества может
выделиться, но не факт, что всё войдёт в
один кристалл.

7.

ЧТО ВЛИЯЕТ НА РОСТ И КАКИЕ УСЛОВИЯ ОПТИМАЛЬНЫ
Температура: задаёт растворимость и
пересыщение; плавное снижение.
Концентрация: контролируемое пересыщение.
Скорость охлаждения: быстрое даёт много
мелких кристаллов; медленное.
Чистота раствора: примеси становятся
центрами роста; фильтрование.
Скорость роста: зависит от пересыщения :
при
, при
(k —
эмпирический коэффициент); при слишком
большом S начинается вторичное зарождение.
Затравка: одна качественная.
Перемешивание: ломает грани; не
перемешивать.
Испарение: медленное и контролируемое.
Колебания температуры: стабильная
температура.
Оптимум: приготовление 50–60 °C, рост 20–25
°C, концентрация близка к насыщению, срок
несколько недель.

8.

МЕТОД ВЫРАЩИВАНИЯ: 7 ЭТАПОВ
1
Подготовка раствора: нагреть
дистиллированную воду до 50–60 °C,
постепенно растворять квасцы при
перемешивании
2
Фильтрование: профильтровать горячий
раствор в чистую ёмкость (с учителем)
3
Затравка: выбрать один прозрачный
кристалл без трещин
4
Установка: подвесить на леске в центре,
не касаясь стенок и дна
5
Медленная кристаллизация: без света,
вибраций и перепадов температуры,
крышка с отверстием
6
Наблюдение: ежедневно фиксировать
температуру, фото и размер
7
Завершение: извлечь, промокнуть, не промывать водой, измерить размер и массу

9.

ИТОГИ И ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Метод: медленная кристаллизация с одной
затравкой
Условия успеха: чистый раствор,
контролируемое пересыщение, плавное
изменение температуры, ограниченное
испарение, покой
Ожидаем один крупный кристалл с чёткими
гранями; размер зависит от чистоты, количества
вещества и качества затравки
Окончательный режим уточнят пробные опыты

10.

СПАСИБО
ЗА ВНИМАНИЕ!
Команда «Новый элемент»
Готовы ответить на вопросы жюри
турнира
Элистинский лицей · 2026