Разное

Кристалл соли поваренной – Научно-исследовательский проект «Выращивание кристаллов из поваренной соли в домашних условиях» — Eстествознание — Детские исследовательские проекты — Обучение и развитие — ПочемуЧка

Выращивание кристаллов в домашних условиях

Автор Екатерина Илмас На чтение 10 мин. Просмотров 248 Опубликовано

В природе очень редко можно встретить кристаллы с идеальными параметрами и формой. Уже на протяжении многих лет ведется успешное создание искусственных кристаллов в лабораториях. Однако, не все знают, что такое чудо можно вырастить и в домашних условиях.

Как вырастить кристаллы?

Выращивание кристаллов

Что нужно знать?

Выращивание кристаллов — процесс очень интересный, но бывает достаточно длительным. Полезно знать, какие процессы управляют его ростом; почему разные вещества образуют кристаллы различной формы, а некоторые их вовсе не образуют; что надо сделать, чтобы они получились большими и красивыми.

Если кристаллизация идёт очень медленно, получается один большой кристалл (или монокристалл, например при выращивании искусственных камней), если быстро — то множество мелких (или поликристалл, например металлы).

Выращивание кристаллов в домашних условиях

производят разными способами. Например, охлаждая насыщенный раствор. С понижением температуры растворимость веществ уменьшается (в основном, это касается безводной соли), и они, как говорят, выпадают в осадок. Сначала в растворе и на стенках сосуда появляются крошечные кристаллы-зародыши.

Когда охлаждение медленное, а в растворе нет твёрдых примесей (скажем, пыли), зародышей образуется немного, и постепенно они превращаются в красивые кристаллики правильной формы. При быстром охлаждении возникает много мелких кристалликов, почти никакой из них не имеет правильную форму, ведь их растёт множество и они мешают друг другу.

Выращивание кристаллов можно осуществить и другим способом — постепенным удалением воды из насыщенного раствора. И в этом случае чем медленнее удаляется вода, тем лучше получается результат. Оставьте открытым сосуд с раствором при комнатной температуре на длительный срок, накрыв его листом бумаги, — вода при этом будет испаряться медленно, и пыль в раствор попадать не будет.

Растущий кристаллик можно либо подвесить в насыщенном растворе на тонкой прочной нитке, либо положить на дно сосуда. В последнем случае кристаллик периодически надо поворачивать на другой бок. По мере испарения воды в сосуд следует подливать свежий раствор.

Даже если наш исходный кристаллик имел неправильную форму, он рано или поздно сам выправит все свои дефекты и примет форму, свойственную данному веществу, например превратится в октаэдр, если используете соль хромокалиевых квасцов, ромб — если используете медный купорос.

Выращивание кристаллов — процесс занимательный, но требующий бережного и осторожного отношения к своей работе. Теоретически размер кристалла, который можно вырастить в домашних условиях таким способом, неограничен. Известны случаи, когда энтузиасты получали кристаллы такой величины, что поднять их могли только с помощью товарищей.

Но, есть некоторые особенности их хранения (конечно каждая соль и вещество имеют свои особенности).
Например, если кристаллик квасцов оставить открытым в сухом воздухе, он, постепенно теряя содержащуюся в нём воду, превратится в невзрачный серый порошок.

Чтобы предохранить его от разрушения, можно покрыть бесцветным лаком. Медный купорос и поваренная соль — более стойки и Вы смело можете с ними работать.

Как вырастить кристалл?

Вырастить кристалл можно из разных веществ: например из сахара, даже каменные — искусственное выращивание камней, с соблюдением строгих правил по температуре, давлению, влажности и других факторов (искусственные рубины, аметисты, кварц, цитрины, морионы).

В домашних условиях, конечно, всего этого у нас не получится, поэтому поступим другим образом. Будем выращивать кристаллы соли. У всех у нас есть дома обычная пищевая соль (как наверное, знаете, что её химическое название хлорид натрия NaCl). Подойдёт и любая другая соль (соль — с химической точки зрения), например, можно получить красивые синие кристаллы из медного купороса или или любого другого купороса (например железного).

Можно использовать квасцы (двойные соли металлов серной кислоты), тиосульфата натрия (раньше использовался для изготовления фотографий).
Для всех этих солей (да и вообще для соли) не требуется особых каких-то условий: сделали раствор, опустили туда «зародыш» (всё это подробно описано ниже) и растёт он себе, каждый день прибавляя в росте.

Да, не следует раскрашивать раствор, где растёт Ваш кристалл, например красками или чем нибудь подобным, — это лишь испортить сам раствор, а кристалл всё же не покрасит!

Лучший способ получить цветные кристаллы — это подобрать нужную по цвету соль! Но будьте внимательными: например кристаллы жёлтой кровной соли имеют красно-оранжевый цвет — а раствор получается жёлтым. Вот теперь можем приступить!

Выращивание кристаллов поваренной соли

Кристаллы поваренной соли — процесс выращивания не требует наличия каких-то особых химических препаратов. У нас всех есть пищевая соль (или поваренная соль), которую мы принимаем в пищу. Её также можно назвать и каменной — всё одно и то же. Кристаллы поваренной соли NaCl представляют собой бесцветные прозрачные кубики.

Начнём. Разведите раствор поваренной соли следующим образом: налейте воды в ёмкость (например стакан) и поставьте его в кастрюлю с тёплой водой (не более 50°С — 60°С). Конечно, в идеальном варианте, если вода не будет содержать растворённых солей (т.е. дистиллированная), но в нашем случаем можно воспользоваться и водопроводной.

Насыпьте пищевую соль в стакан и оставьте минут на 5, предварительно помешав. За это время стакан с водой нагреется, а соль растворится. Желательно, чтобы температура воды пока не снижалась. Затем добавьте ещё соль и снова перемешайте. Повторяйте этот этап до тех пор, пока соль уже не будет растворяться и будет оседать на дно стакана.

Мы получили насыщенный раствор соли. Перелейте его в чистую ёмкость такого же объёма, избавившись при этом от излишек соли на дне.Выберите любой понравившийся более крупный кристаллик поваренной

соли и положите его на дно стакана с насыщенным раствором. Можно кристаллик привязать за нитку и подвесить, чтобы он не касался стенок стакана.
Теперь нужно подождать.

Уже через пару дней можно заметить значительный для кристаллика рост. С каждым днём он будет увеличиваться. А если проделать всё то же ещё раз (приготовить насыщенный раствор соли и опустить в него этот кристаллик), то он будет расти гораздо быстрее (извлеките кристаллик и используйте уже приготовленный раствор, добавляя в него воды и необходимую порцию пищевой соли).

Помните, что раствор должен быть насыщенным, то есть при приготовлении раствора на дне стакана всегда должна оставаться соль (на всякий случай).

Для сведений: в 100г воды при температуре 20°С может раствориться приблизительно 35 г поваренной соли. С повышением температуры растворимость соли растёт. Так выращивают кристаллы поваренной соли (или кристаллы соли, форма и цвет которых Вам больше нравится)

Выращивание кристаллов медного купороса

Кристаллы медного купороса — выращиваются подобным образом, также, как с поваренной солью: сначала готовится насыщенный раствор соли, затем в этот раствор опускается понравившийся маленький кристаллик соли медного купороса.

Медный купорос- — химически активная соль! Поэтому для удачности опыта в этом случае воду нужно взять дистиллированную, т.е. не содержащую других растворённых в ней солей. Из под крана воду тоже лучше не брать, так как она во-первых содержит растворённые соли, во-вторых может быть сильно хлорированной. Примеси (особенно карбонаты в жёсткой вроде) вступают в химические реакции с медным купоросом, из-за чего раствор сильно портится

Если всё в порядке, — продолжим. Если Вы решили не переливать раствор из ёмкости, в которой первоначально рос маленький кристаллик, тогда подвесьте кристаллик, что бы он не касался других кристалликов, оставшихся на дне!

Выращивание кристаллов производят не только из растворов, но и из расплавов соли. Ярким примером могут служить жёлтые непрозрачные кристаллы серы, имеющие форму ромба или вытянутых призм. Но с серой, особо, работать не советую. Газ, образующийся при её испарении,

вреден для здоровья.

Можно избежать роста отдельных граней кристаллика. Для этого эти грани надо нанести раствор вазелина или жира.

Выращивание кристаллов меди

Выращивание кристаллов меди

Теперь вырастим красные кристаллы меди. Нам необходимы медный купорос, поваренная соль, стальная пластинка по форме сечения ёмкости (немного меньшего периметра. Можно использовать стальную стружки или кнопки), где будут расти кристаллы меди и кружок из промокательной бумаги в форме сечения.

Итак, положите немного медного купороса на дно пузырька (желательно равномерно по площади). Сверху насыпьте поваренной соли и закройте всё это вырезанным кружком бумаги. На неё положите железную пластинку (или засыпьте стальной стружкой).

Всё это вместе надо залить насыщенным раствором поваренной соли (такой раствор мы готовили из поваренной соли). Оставьте ёмкость приблизительно на неделю. За это время вырастут иглоугольные красные кристаллы меди.

Когда идёт процесс роста старайтесь не переносить ёмкость, а также очень нежелательно изымать кристаллики из раствора.

Можно вырастить кристалл разноцветным и многослойным. Их получают путём приготовления растворов квасцов (двойные соли серной кислоты) и переносят поочерёдно выращиваемый кристаллик из одного раствора в другой.

Если смешать горячие концентрированные растворы сульфатов алюминия Al2(SO4)3 и калия K2(SO4), а полученный раствор охладить, то из него начнут кристаллизоваться квасцы — двойной сульфат калия и алюминия 2KAl(SO

4)2•12Н2О. Квасцы растворяются в воде так: 5,9 г на 100 г воды при 20 °С, но уже 109 г — при 90 °С в пересчёте на безводную соль.

При хранении на воздухе квасцы выветриваются. При температуре 92,5 °С они плавятся в своей кристаллизационной воде, а при нагревании до 120 °С обезвоживаются, переходя в жжёные квасцы, которые разлагаются лишь при температуре выше 700 °С.

Молекулы воды, входящие в состав квасцов, связаны химической связью с ионами калия и алюминия, поэтому соли квасцов имеют формулу, которую правильнее записывать в виде комплексной соли [K(h3O)6][Al(h3O)6](SO4)2.

Кое-что о жидких кристаллах

Кое-что о жидких кристаллах

Жидкие кристаллы — это вещества, которые ведут себя одновременно как жидкости и как твёрдые тела. Молекулы в жидких кристаллах, с одной стороны, довольно подвижны, с другой — расположены регулярно, образуя подобие кристаллической структуры (одномерной или двумерной).

Часто уже при небольшом нагревании правильное расположение молекул нарушается, и жидкий кристалл становится обычной жидкостью. Напротив, при достаточно низких температурах они замерзают, превращаясь в твёрдые тела.

Регулярное расположение молекул в жидких кристаллах обусловливает их особые оптические свойства. Их свойствами можно управлять, подвергая действию магнитного или электрического поля. Это используется в жидкокристаллических индикаторах часов, калькуляторов, компьютеров и последних моделей телевизоров.

Итак, процесс выращивание кристаллов в домашних условиях разделим на основные этапы:

  1. Растворить соль, из которой будет расти кристалл, в подогретой воде (подогтерть нужно для того, чтобы соль растворилось немного больше, чем может раствориться при комнатной температуре). Растворять соль до тех пор, пока будете уверены, что соль уже больше не растворяется (раствор насыщен!). Рекомендую использовать дистиллированную воду (т.е. не содержащую примесей других солей)
  2. Насыщенный раствор перелить в другую ёмкость, где можно производить выращивание кристаллов (с учётом того, что он будет увеличиваться). На этом этапе следите, чтобы раствор не особо остывал.
  3. Привяжите на нитку кристаллик соли, нитку привяжите например к спичке и положите спичку на края стакана (ёмкости), где налит насыщенный раствор (этап 3). Кристаллик опустите в насыщенные раствор.
  4. Перенесите ёмкость с насыщенным раствором и кристалликом в место, где нет сквозняков, вибрации и сильного света (выращивание кристаллов требует соблюдение этих условий).
  5. Накройте чем-нибудь сверху ёмкость с кристалликом (например бумагой) от попадания пыли и мусора. Оставьте раствор на пару дней.

Важно:

  • кристаллик нельзя при росте без особой причины вынимать из раствора
  • не допускать попадание мусора в насыщенные раствор, наиболее предпочтительно использовать дистиллированную воду
  • следить за уровнем насыщенного раствора, периодически (раз в неделю или две) обновлять при испарении раствор

Научно-исследовательский проект «Выращивание кристаллов из поваренной соли в домашних условиях» — Eстествознание — Детские исследовательские проекты — Обучение и развитие — ПочемуЧка

В настоящее время изучением многообразия кристаллов занимается наука кристаллография. Изучив литературу, мы узнали, что кристаллы можно вырастить самому! Нас очень заинтересовала эта тема, и мы решили вырастить кристалл из обычной поваренной соли. Ведь он должен получиться очень красивым! Но как это сделать, какие меры предосторожности нужно соблюдать, мы не знали. Поэтому мы решили изучить этот процесс. 
Так была выбрана тема исследования:«Выращивание кристаллов поваренной соли в домашних условиях».

Актуальность исследования состоит в том, что выращивание кристаллов — увлекательное занятие, самое простое, доступное и недорогое для большинства юных открывателей. Объясняется интересом образования различных по форме и цвету кристаллов в любое время года.

Цель работы: научиться выращивать кристаллы поваренной соли в домашних условиях

Задачи:
•    узнать, что такое кристаллы;
•    изучить процесс выращивания кристаллов;
•    ознакомиться с мерами безопасности при работе с поваренной солью;
•    вырастить кристалл из соли;
•    проанализировать полученные результаты. 

Объект исследования — кристаллы. 

Предмет исследования —  процесс кристаллизации.

Гипотеза исследования: мы предполагаем, что кристаллы поваренной соли можно вырастить дома.

Методы исследования:
•    накопление теоретического материала, синтез, анализ, обощение;
•    проведение опытно-экспериментальной деятельности с целью получения кристаллов из поваренной соли.
•    наблюдение;
•    эксперимент;
•    анализ полученных результатов исследования.
Необходимое оборудование:
•    Поваренная соль (можно приобрести в продуктовом магазине)
•    Ёмкость, где мы будем выращивать наш кристалл
•    Нитка
•    Карандаш

Содержание
Теперь перейдем непосредственно к содержанию нашей исследовательской работы и проследим к ходу исследования.

Кристаллы в пещерах
Cлово «кристаллы» впервые мы услышали на уроках окружающего мира, от нашего учителя – Макарьевой Лилии Геннадьевны. По изучению темы: «Удивительное рядом», на презентации материала, мы увидели пещеру с необычными камнями, они были прозрачными и имели остроконечную форму.
Мы спросили у Лилии Геннадьевны: «Почему камни имеют такую необычную форму?» и она ответила, что это кристалл, поэтому и такая необычная форма.
Вот тогда мы и захотели узнать, что такое кристалл.

Выращивание кристаллов охлаждением насыщенного раствора
Оказывается, кристаллы можно делать дома. Мы вдвоем принимали в исследовании участие. Выращивание кристаллов производят разными способами.
Например, охлаждая насыщенный раствор соли. С понижением температуры растворимость большинства веществ уменьшается, и они, как говорят, выпадают в осадок. Сначала в растворе и на стенках сосуда появляются крошечные кристаллы-зародыши.
Когда охлаждение медленное, а в растворе нет твёрдых примесей (скажем, пыли), зародышей образуется немного, и постепенно они превращаются в красивые кристаллики правильной формы. [2, c. 16].При быстром охлаждении центров кристаллизации возникает много, сам процесс идёт активнее.
 
Рис.3 Раствор поваренной соли.
Правильных по форме кристаллов при этом не получится, ведь их растёт множество, и они мешают друг другу, как несколько паркетчиков, работающих в одной комнате.

Выращивание кристаллов удалением воды из насыщенного раствора
Выращивание кристаллов можно осуществить и другим способом — постепенным удалением воды из насыщенного раствора. И в этом случае чем медленнее удаляется вода, тем лучше получается результат.
Можно оставить открытый сосуд с раствором при комнатной температуре на длительный срок — вода при этом будет испаряться медленно (особенно если сверху положить лист бумаги, который заодно защитит раствор от пыли).                       Растущий кристаллик можно либо подвесить в насыщенном растворе на тонкой прочной нитке, либо положить на дно сосуда. В последнем случае кристаллик периодически надо поворачивать на другой бок.Раствор со временем испаряется и если верхняя часть кристалла окажется на воздухе, то это может испортить весь кристалл. Для того, чтобы этого не произошло, добавляйте раствор по мере необходимости.

Даже если наш исходный кристаллик имел неправильную форму, он рано или поздно сам выправит все свои дефекты и примет форму, свойственную данному веществу.

Выращивание кристаллов из поваренной соли.
Мы выбрали для нашей исследовательской работы выращивание кристаллов из поваренной соли.Выращивание кристаллов — процесс интересный, занимательный, но требующий бережного и осторожного отношения к своей работе.Время от времени кристаллизатор необходимо чистить: сливать раствор и удалять мелкие кристаллики, наросшие на основном, а также на стенках и дне сосуда.Теоретически размер кристалла, который можно вырастить в домашних условиях таким способом, неограничен. Известны случаи, когда энтузиасты получали кристаллы такой величины, что поднять их могли только с помощью товарищей.
Форма кристаллов одной и той же поваренной соли зависит от многих факторов:
1)Если начальная концентрация сильно высокая, то у вас вырастет друза (сросшиеся кристаллы).
2)В течение всего времени роста кристалла желательно поддерживать одну и ту же температуру, т. к. даже незначительные перепады способны повлиять на его форму.
3)Если раствор будет недостаточно чистым или в него попадёт пыль, то это может существенно повлиять на форму кристалла.
4)Очень часто необходимо достать кристалл из раствора для каких-либо целей (сменить раствор, например) [5, c. 25].
НИКОГДА не берите кристалл руками: на руках постоянно присутствует слой кожного сала, который при попадании на растущую грань кристалла препятствует росту этой грани. Для того, чтобы достать кристалл, очень удобно использовать пинцет (желательно хромированный).У кристаллов есть своя особенность, кристаллы должны быть гладкими и прозрачными, как стекло. Однако, при частом прикасании к кристаллу, хранении на открытом воздухе, на свету, мы наблюдаем его помутнение: кристалл выветривается, т.е. теряет, всегда входящую в его состав, воду.
Например, если кристаллик квасцов оставить открытым в сухом воздухе, он, постепенно теряя содержащуюся в нём воду, превратится в невзрачный серый порошок. Чтобы предохранить его от разрушения, можно покрыть бесцветным лаком. 
Рис.5 Покрытие кристалла бесцветным лаком
Выращивать кристаллы можно из разных веществ: например, из сахара, даже каменные — искусственное выращивание камней, с соблюдением строгих правил по температуре, давлению, влажности и других факторов (искусственные рубины, аметисты, кварц, цитрины, морионы) [3, c. 19].

Подготовительный этап выращивания кристаллов
В домашних условиях, конечно, всего этого у нас не получится, поэтому поступим другим образом.
Ну что ж, приступим!
Выращивание кристаллов соли. Будем выращивать кристаллы обычной пищевой соли.Подойдёт и любая другая соль (соль — с химической точки зрения).
 
Рис.6 Необходимое для выращивания кристаллов из поваренной соли в домашних условиях.
Также у всех у нас есть дома обычная пищевая соль, которую мы принимаем в пищу. Её также можно назвать и каменной — всё одно и то же.Для выращивания кристаллов нам понадобятся небольшая банка, в них нужно будет наливать раствор соли.
Приготовление концентрированных растворов
Сначала приготовим как можно более концентрированные растворы пищевой соли, внося соль в сосуд с водой, — до тех пор, пока очередная порция соли не перестанет растворяться при перемешивании. Конечно, в идеальном варианте, если вода не будет содержать растворённых солей (т.е. дистиллированная), но в нашем случаем можно воспользоваться и водопроводной. Оставим минут на 5, предварительно помешав. После этого слегка подогреем смесь, чтобы добиться полного растворения соли. Для этого сосуд с раствором поставим в миску с теплой водой.За это время стакан с водой нагреется, а соли растворятся. Желательно, чтобы температура воды пока не снижалась. Затем добавим ещё соль и снова перемешаем.
Повторять этот этап необходимо до тех пор, пока соль уже не будет растворяться и будет оседать на дно стакана. Мы получили насыщенный раствор. Помните, что раствор должен быть насыщенным, то есть при приготовлении раствора на дне стакана всегда должна оставаться соль (на всякий случай).
Для сведений: в 100г воды при температуре 20°С может раствориться приблизительно 35г поваренной соли. С повышением температуры растворимость соли растёт.
ВНИМАНИЕ!
1. Раствор нельзя пить.
2. Если раствор попадет на руки, промойте это место под краном с водой. 
3. Не допускайте попадания в глаза.
Затравка для кристаллов
Профильтруем насыщенный раствор через марлю в новый стакан. Чтобы не произошла преждевременная кристаллизация, стакан для фильтрата должен быть горячим, поэтому перед фильтрованием его необходимо ополоснуть горячей водой. Переливаем его в чистую ёмкость такого же объёма, избавившись при этом от излишек соли на дне.
Теперь выберем крупный и хорошо сформированный кристаллик и привяжем его к нитке.
Кристаллик послужит затравкой. Привяжем второй конец нитки к бамбуковой или стеклянной палочке и опустим затравку в раствор, так чтобы затравка находилась посередине банки и не касалась стенок. После, того, как вы поместите в банку затравку, ее нельзя двигать. [6, c. 15]
Если в начальной стадии эксперимента у вас растворилась затравка, значит, раствор не был насыщенным.
Рис.7 Образование кристаллов на ниточке.
Причин может быть несколько:
Во-первых, исходный раствор мог недостаточно долго контактировать с кристаллами и не успел стать насыщенным.
Во-вторых, если вы приготовите насыщенный раствор и опустите в него кристаллик, а потом в комнате потеплеет, растворимость возрастет, и затравка может раствориться.
В любом случае, добавьте в раствор еще несколько ложек поваренной соли, перемешайте его, и дайте постоять (а потом снова профильтруйте).
Рост кристаллов
Сосуд с раствором поставим в открытом виде в теплое место.Следует следить за ростом кристалла каждый день, ни в коем случае не поднимая, не поворачивая и не сотрясая стакан с раствором, иначе эта встряска породит в системе незапланированную, иногда мгновенную кристаллизацию.Все, что остается — ждать.
Через несколько дней рост кристалла будет виден визуально. Кристалл поваренной соли оказался — 1 см. и в виде прямоугольника.
Рис. 8 Рост кристаллов
Кристаллы опять аккуратно опустили обратно в банки и через достаточно непродолжительное время кристаллы поваренной соли заметно выросли.
Рис. 9 Наш эксперимент 
Кристаллы через некоторое время у нас вырастают большие и красивые.

Этапы выращивания кристаллов
Теперь кристаллы поваренной соли можно высушить и покрыть бесцветным лаком (чтобы не выветривались).
Рис.10 Готовые кристаллы поваренной соли.
Итак, процесс выращивания кристаллов в домашних условиях разделим на основные этапы:
Этап 1: Растворить соль, из которой будет расти кристалл, в подогретой воде (подогреть нужно для того, чтобы соль растворилось немного больше, чем может раствориться при комнатной температуре). Растворять соль до тех пор, пока будете уверены, что соль уже больше не растворяется (раствор насыщен!). Рекомендую использовать дистиллированную воду (т.е. не содержащую примесей других солей).
Этап 2: Насыщенный раствор перелить в другую ёмкость, где можно производить выращивание кристаллов (с учётом того, что он будет увеличиваться). На этом этапе следите, чтобы раствор не особо остывал.
Этап 3: Привяжите на нитку кристаллик соли, нитку привяжите, например, к спичке и положите спичку на края стакана (ёмкости), где налит насыщенный раствор. Кристаллик опустите в насыщенны раствор.
Этап 4: Перенесите ёмкость с насыщенным раствором и кристалликом в место, где нет сквозняков, вибрации и сильного света (выращивание кристаллов требует соблюдение этих условий).
Этап 5: Накройте чем-нибудь сверху ёмкость с кристалликом (например бумагой) от попадания пыли и мусора. Оставьте раствор на пару дней.
Важно помнить!
1. Кристаллик нельзя при росте без особой причины вынимать из раствора.
2. Не допускать попадание мусора в насыщенные раствор, наиболее предпочтительно использовать дистиллированную воду.
3. Следить за уровнем насыщенного раствора, периодически (раз в неделю или две) обновлять при испарении раствор.

Заключение
При выполнении этой работы мы выяснили, что мир кристаллов красив и разнообразен. Каждый его представитель уникален по своим свойствам, размерам и особенностям строения. Кроме того, что кристаллы красивы, они играют важную роль в жизни человека.
В ходе работы мы исследовали очень интересное свойство кристаллов- их рост в искусственной среде. Оказывается, кристаллы можно вырастить дома, без каких- либо усилий. 
В результате проведенных исследований гипотеза полностью подтверждается: нам удалось вырастить кристаллы поваренной соли в домашних условиях.
Практическое значение исследования состоит в том, что оно может быть использовано на уроках окружающего мира, во внеклассных мероприятиях.
Исследовательская работа нам очень понравилась. В ходе ее выполнения, мы познакомились со способами выращивания кристаллов. Узнали много интересного, познавательного. Но самое главное —  самостоятельно вырастили кристаллы поваренной соли в домашних условиях.

Выращивание кристаллов поваренной соли — Студопедия.Нет

Nbsp; Выращивание кристаллов.Что нужно знать!   Выращивание кристаллов — процесс очень интересный, но бывает достаточно длительным. Полезно знать, какие процессы управляют его ростом; почему разные вещества образуют кристаллы различной формы, а некоторые их вовсе не образуют; что надо сделать, чтобы они получились большими и красивыми. Если кристаллизация идёт очень медленно, получается один большой кристалл (или монокристалл, например при выращивании искусственных камней), если быстро — то множество мелких (или поликристалл, например металлы). Выращивание кристаллов в домашних условиях производят разными способами. Например, охлаждая насыщенный раствор. С понижением температуры растворимость веществ уменьшается (в основном, это касается безводной соли), и они, как говорят, выпадают в осадок. Сначала в растворе и на стенках сосуда появляются крошечные кристаллы-зародыши. Когда охлаждение медленное, а в растворе нет твёрдых примесей (скажем, пыли), зародышей образуется немного, и постепенно они превращаются в красивые кристаллики правильной формы. При быстром охлаждении возникает много мелких кристалликов, почти никакой из них не имеет правильную форму, ведь их растёт множество и они мешают друг другу.                         Кристалл сахара                 Кристаллы поваренной соли(NaCl)   Выращивание кристаллов можно осуществить и другим способом — постепенным удалением воды из насыщенного раствора. И в этом случае чем медленнее удаляется вода, тем лучше получается результат. Оставьте открытым сосуд с раствором при комнатной температуре на длительный срок, накрыв его листом бумаги, — вода при этом будет испаряться медленно, и пыль в раствор попадать не будет. Растущий кристаллик можно либо подвесить в насыщенном растворе на тонкой прочной нитке, либо положить на дно сосуда. В последнем случае кристаллик периодически надо поворачивать на другой бок. По мере испарения воды в сосуд следует подливать свежий раствор. Даже если наш исходный кристаллик имел неправильную форму, он рано или поздно сам выправит все свои дефекты и примет форму, свойственную данному веществу, например превратится в октаэдр, если используете соль хромокалиевых квасцов, ромб — если используете медный купорос. Выращивание кристаллов — процесс занимательный, но требующий бережного и осторожного отношения к своей работе. Теоретически размер кристалла, который можно вырастить в домашних условиях таким способом, неограничен. Известны случаи, когда энтузиасты получали кристаллы такой величины, что поднять их могли только с помощью товарищей. Но, есть некоторые особенности их хранения (конечно каждая соль и вещество имеют свои особенности). Например, если кристаллик квасцов оставить открытым в сухом воздухе, он, постепенно теряя содержащуюся в нём воду, превратится в невзрачный серый порошок. Чтобы предохранить его от разрушения, можно покрыть бесцветным лаком. Медный купорос и поваренная соль — более стойки и Вы смело можете с ними работать.

Как вырастить кристалл

Вырастить кристалл можно из разных веществ: например из сахара, даже каменные — искусственное выращивание камней, с соблюдением строгих правил по температуре, давлению, влажности и других факторов (искусственные рубины, аметисты, кварц, цитрины, морионы).
В домашних условиях, конечно, всего этого у нас не получится, поэтому поступим другим образом.

Будем выращивать кристаллы соли. У всех у нас есть дома обычная пищевая соль (как наверное, знаете, что её химическое название хлорид натрия NaCl). Подойдёт и любая другая соль (соль — с химической точки зрения), например, можно получить красивые синие кристаллы из медного купороса или или любого другого купороса (например железного). Можно использовать квасцы (двойные соли металлов серной кислоты), тиосульфата натрия (раньше использовался для изготовления фотографий). Для всех этих солей (да и вообще для соли) не требуется особых каких-то условий: сделали раствор, опустили туда «зародыш» (всё это подробно описано ниже) и растёт он себе, каждый день прибавляя в росте.

Да, не следует раскрашивать раствор, где растёт Ваш кристалл, например красками или чем нибудь подобным, — это лишь испортить сам раствор, а кристалл всё же не покрасит! Лучший способ получить цветные кристаллы — это подобрать нужную по цвету соль! Но будьте внимательными: например кристаллы жёлтой кровной соли имеют красно-оранжевый цвет — а раствор получается жёлтым. Вот теперь можем приступить!

Выращивание кристаллов поваренной соли

 

Кристаллы поваренной соли — процесс выращивания не требует наличия каких-то особых химических препаратов. У нас всех есть пищевая соль (или поваренная соль), которую мы принимаем в пищу. Её также можно назвать и каменной — всё одно и то же. Кристаллы поваренной соли NaCl представляют собой бесцветные прозрачные кубики.

 

1. Разведите раствор поваренной соли следующим образом: налейте воды в ёмкость (например стакан) и поставьте его в кастрюлю с тёплой водой (не более 50°С — 60°С).

2. Насыпьте пищевую соль в стакан и оставьте минут на 5, предварительно помешав. За это время стакан с водой нагреется, а соль растворится. Желательно, чтобы температура воды пока не снижалась.

3. Затем добавьте ещё соль и снова перемешайте. Повторяйте этот этап до тех пор, пока соль уже не будет растворяться и будет оседать на дно стакана. Мы получили насыщенный раствор соли. (Пересыщенный раствор соли ЭТО более 36 граммов на 100 г воды).

4. Перелейте его в чистую ёмкость такого же объёма, избавившись при этом от излишек соли на дне.

5. Выберите любой понравившийся более крупный кристаллик поваренной соли и положите его на дно стакана с насыщенным раствором. Лучше кристаллик привязать за нитку и подвесить, чтобы он не касался стенок стакана.

6. Теперь нужно подождать. Уже через пару дней можно заметить значительный для кристаллика рост. С каждым днём он будет увеличиваться.

 

А если проделать всё то же ещё раз (приготовить насыщенный раствор соли и опустить в него этот кристаллик), то он будет расти гораздо быстрее (извлеките кристаллик и используйте уже приготовленный раствор, добавляя в него воды и необходимую порцию пищевой соли). Помните, что раствор должен быть насыщенным, то есть при приготовлении раствора на дне стакана всегда должна оставаться соль (на всякий случай). Для сведений: в 100г воды при температуре 20°С может раствориться приблизительно 35 г поваренной соли. С повышением температуры растворимость соли растёт.

Выращивание снежинки из кристаллов соли

 

Актуальность исследования. Зимой мы часто любовались покрытыми инеем деревьями, внимательно рассматривали снежинки во время снегопадов. И на одном из уроков окружающего мира мы узнали, что и иней, и снежинки это кристаллы, которые образовываются из паров воды.

Кристаллы встречаются повсюду. Они разнообразны, красивы, загадочны. Нам захотелось побольше узнать о том, какие бывают кристаллы, как они образуются, чем отличаются, и попытаться самой вырастить это маленькое чудо.

Нами была сформулирована тема исследования: «выращивание снежинки из кристаллов соли».

Объект исследования:кристаллы.

Предметом исследования процесс кристаллизации.

Цель исследования:вырастить кристаллы из поваренной пищевой соли в домашних условиях.

Изучение научной литературы по теме исследования позволило выдвинуть следующую гипотезу: мы предполагаем, что в домашних условиях действительно можно вырастить кристаллы из поваренной соли.

В соответствии с целью и гипотезой исследования были определены следующие задачи:

  1.                Проанализировать научную литературу по теме исследования.
  2.                Получить полную информацию о снеге и о снежинках, используя различные источники информации.
  3.                Рассмотреть понятие «кристалл» и познакомиться со способами выращивания кристаллов.
  4.                Выяснить, какие условия нужно создать для роста кристаллов.
  5.                Наблюдать процесс роста кристалла.
  6.                Доказать, что можно вырастить кристаллы в домашних условиях.
  7.                Описать наблюдения.

Для решения поставленных задач и проверки гипотезы были использованы следующие методы исследования:

                    теоретический анализ литературы по исследуемой проблеме;

                    наблюдение за процессом роста кристалла;

                    эксперимент.

Практическое значение исследования в том, что оно может быть использовано на уроках окружающего мира, во внеклассных мероприятиях.

Происхождение снежинки

Жизнь снежинки начинается высоко в небе, в холодном — прехолодном облаке.

Облака состоят из воздуха и воды. Но есть в них частицы и других веществ: соли, песка, пепла. Внутри облака могут оказаться даже живые бактерии, которые попали в небо на подхваченных ветром листьях деревьев. Такая частичка и нужна снежинке, чтобы начать расти (рис.1).

Описание: Иллюстрация 4 из 62 для Снег. Зимнее чудо - Кассино, Нельсон

Рис. 1.

 

Как снежинка растет?

Водяные пары поднимаются высоко над землей, туда, где царит сильный холод. Там сразу же из водяных паров образуются крохотные льдинки-кристаллики. Это еще не те снежинки, какие падают на землю, они еще очень малы. Но шестиугольный кристаллик все время растет, развивается и наконец, становится удивительной красы звездочкой (рис.2)

Описание: Иллюстрация 5 из 62 для Снег. Зимнее чудо - Кассино, Нельсон Описание: Иллюстрация 6 из 62 для Снег. Зимнее чудо - Кассино, Нельсон

Рис. 2.

Волшебное число 6.

Каждая снежинка имеет шесть лучей или шесть граней. Все из-за того, что при низкой температуре молекулы воды объединяются в группы по шесть, образуя правильные шестиугольники. Вот почему снежинки всегда имеют шестиугольную (плоскую) или шестигранную (объемную) форму. (рис.3).

Описание: Иллюстрация 6 из 62 для Снег. Зимнее чудо - Кассино, Нельсон

Рис. 3.

 

Если представить снежинку в виде циферблата, ее лучи укажут на 2,4,6,8,10,12 часов.(рис.4)

Описание: Иллюстрация 6 из 62 для Снег. Зимнее чудо - Кассино, Нельсон Описание: Иллюстрация 6 из 62 для Снег. Зимнее чудо - Кассино, Нельсон

Рис. 4.

 

Снежинки рождаются, когда маленькие капельки воды в облаках, попадая в холодную атмосферу, превращаются в кристаллы и замерзают. Ни одна снежинка не похожа на свою подружку-снежинку (рис. 5).

Описание: Иллюстрация 6 из 62 для Снег. Зимнее чудо - Кассино, Нельсон

Рис. 5.

 

Снежинки развиваются из мелких ледяных кристалликов, имеющих форму шестигранников. Во время очень сильных морозов (при температуре — 30С) ледяные кристаллики выпадают в виде «алмазной пыли» — в этом случае на поверхности земли образуется слой очень пушистого снега (рис.6).

Описание: Иллюстрация 6 из 62 для Снег. Зимнее чудо - Кассино, Нельсон

Рис. 6.

 

От чего зависит форма снежинки?

Японским ученым удалось выяснить, что форма снежинок зависит от температуры воздуха. Оказалось, что самые красивые кристаллы — звезды — появляются только при небольшом морозе (-14, -15, -16, -17 градусов). (рис.7).

Описание: Иллюстрация 6 из 62 для Снег. Зимнее чудо - Кассино, Нельсон

Рис. 7.

 

Встречаются разные формы снежинок: игольчатые звезды; пластинчатые звезды; ежи, состоящие из нескольких столбиков; столбики с пластинками и звездами на концах. Встречаются также 12-лучевые звезды. Снежинки часто соединяются между собой и выпадают в виде хлопьев. Упадет снежинка на руку — не почувствуешь. Ведь весит она всего около миллиграмма! Чаще всего встречаются снежинки –звезды с шестью лучами (рис. 8).

Описание: http://fs00.infourok.ru/images/doc/306/305982/640/img4.jpg

Рис. 8.

 

Почему снежинки белые?

Снежинка — это снег, а снег — это просто замерзшая вода. Почему тогда снег белый, если это замерзшая вода? Он должен быть бесцветным. Снег белый оттого, что плоскость снежинки отражает свет, поэтому снег и кажется белым.

Почему снег скрипит под ногами?

Это происходит потому, что под тяжестью тела человека ломаются нежные лучики снежинок — звездочек. А так как их очень, очень много, слышится треск.

О чем поют снежинки?

При падении в воду снежинка создает крайне высокий звук, неслышимый для человека, но неприятный для рыб.

В лютый мороз самые маленькие снежинки прилетают погреться к нашим домам и остаются сказочными узорами на стеклах.

Побелело на ночь всюду.

А у нас в квартире чудо!

За окошком двор исчез –

Там волшебный вырос лес !

Снежинки растут, как растут кристаллы любого вещества, переходящего из жидкого состояния в твердое. Всего через несколько минут, упав на теплую поверхность, снежинка потеряет свой уникальный образ, который никогда снова не повторится.

Снежинки — это кристаллы, которые образуются из паров воды. Нам стало интересно, а из чего еще могут образовываться такие красивые кристаллы?

Основные сведения о кристаллах и их свойства

Интересно происхождения слова «кристалл» (оно звучит почти одинаково во всех европейских языках). Много веков назад среди вечных снегов в Альпах, на территории современной Швейцарии, нашли очень красивые, совершенно бесцветные кристаллы, очень напоминающие чистый лед. Древние натуралисты так их и назвали — «кристаллос», по-гречески — лед; это слово происходит от греческого «криос» — холод, мороз. Полагали, что лед, находясь длительное время в горах, на сильном морозе, окаменевает и теряет способность таять. Один из самых авторитетных античных философов Аристотель писал, что «кристаллос рождается из воды, когда она полностью утрачивает теплоту». Римский поэт Клавдиан в 390 году то же самое описал стихами:

«Ярой альпийской зимой лед превращается в камень.

Солнце не в силах затем камень такой растопить

Кристаллы можно вырастить из растворов разных веществ. В природе кристаллы бывают разной формы, разного размера и цвета (рис.9).

Описание: http://fs00.infourok.ru/images/doc/306/305982/640/img4.jpg

Рис. 9.

 

Особое место среди кристаллов занимают драгоценные камни, которые с древнейших времен привлекают внимание человека. Люди научились получать искусственно очень многие драгоценные камни.

В природе найти нужный кристалл сложно, поэтому его можно вырастить искусственно. Нам стало интересно, можно ли выращивать кристаллы и как это сделать. Я решила вырастить снежинку из кристаллов соли.

Соль была известна человечеству с древнейших времен, ценилась на вес золота. К ней всегда относились очень бережно и уважительно.

Описание: http://fs00.infourok.ru/images/doc/306/305982/640/img4.jpg

 

В древнем Риме наёмным солдатам часто платили жалование не деньгами, а солью, отсюда и произошло слово солдат.Соль считали оберегом и наделяли защитными свойствами.

Соль — это и символ дружбы. «Делить хлеб и соль» означало поддерживать долгие отношения. Народная примета гласит: соль рассыпал — быть ссоре.

Михаил Васильевич Ломоносов писал, что в его время за 5 плиток соли можно было купить раба.

Получение кристаллов в домашних условиях

Кристаллы выращивают из насыщенных (перенасыщенных) растворов веществ на «затравке». Затравкой или центром кристаллизации может являться кристаллик данного вещества или любой другой центр кристаллизации (волокно). Выращивание кристаллов — это искусство. Поэтому получается не все сразу. Немного настойчивости, упорства, аккуратности, и можно стать обладателем красивых кристаллов.

Этапы выращивания снежинки из кристаллов соли

Нам понадобится:

                    белая пушистая (синельная) проволока (3 кусочка по 7 см)

                    пол-литровая стеклянная банка

                    поваренная соль (NaCl) ( около 18 чайных ложек),

                    белая нитка и деревянная палочка для подвешивания снежинки .

Описание: C:\Users\красные зори\Desktop\фото проекта\P1231858.JPG

 

Ход эксперимента:

  1.                Делаем снежинку, перемотав кусочки проволоки посередине обычной ниткой. Концы нитки должны остаться достаточно длинными, чтобы за них можно было подвешивать нашу снежинку.

Описание: C:\Users\красные зори\Desktop\фото проекта\P1231858.JPG

 

  1.                В литровую банку нальем кипяток. Можно и просто горячую воду, но чем горячее, тем быстрее будут образовываться кристаллы. Теперь туда же начнем добавлять соль, тщательно размешивая. Нам надо получить перенасыщенный солевой раствор — т. е. соль надо добавлять до тех пор, пока она не перестанет растворяться в воде. Если раствор получился мутным из-за того, что соль была с примесями, то его желательно отфильтровать и перелить в новую банку.

Описание: C:\Users\красные зори\Desktop\фото проекта\P1231858.JPG

 

  1.                Теперь в этот раствор опускаем нашу снежинку и ставим банку в тихое место.

Описание: C:\Users\красные зори\Desktop\фото проекта\P1231858.JPG

 

  1.                Процесс активного образования кристаллов будет идти быстро до тех пор, пока вода не остынет до комнатной температуры. Дальше процесс пойдет гораздо медленнее.

Описание: C:\Users\красные зори\Desktop\фото проекта\P1231858.JPG

 

Поэтому примерно через несколько недель снежинка уже примет окончательный вид.Описание: https://pp.vk.me/c629417/v629417028/4fd3d/jWnYUi7rEk4.jpgОписание: https://cs7063.vk.me/c540108/v540108848/b867/FhowDtYQ3rA.jpg

 

Заключение

При растворении поваренной соли в воде кажется, что соль полностью исчезает. Но это не так. Частички соли распадаются на мельчайшие кусочки, невидимые глазу. Но при определенных условиях они могут собраться вместе и снова стать видимыми. Да не просто видимыми, а создать причудливые структуры. Когда мы делаем перенасыщенный солевой раствор, растворяя в банке с водой соли больше, чем она может «принять», то излишки соли тут же начинают снова собираться в кристаллы. Очагом роста кристаллов может послужить любое тело в воде: пылинка, не растворившийся кристаллик той же соли или нитка. Поэтому когда мы опускаем в солевой раствор нашу снежинку, на ней тут же начинают расти кристаллы соли.

Гипотеза полностью подтвердилась. Нам удалось вырастить снежинку из кристаллов поваренной соли и научились проводить наблюдения за ростом кристалла.

 

Литература:

 

  1.                Вахрушев А.А. Я и мир вокруг: учебник / А.А. Вахрушев, Д.Д. Данилов, А.С. Раутиан, С.В. Тырин. — М.: Баласс.- 2011. — 96 с.
  2.                Герасимова Дарья «Книжки-шнуровки. Волшебные снежинки». Лабиринт, 2013 г.
  3.                Дворнякова Ольга «Книжка про снежинки». Издательство: Настя и Никита 2015 г.
  4.                Кассино Марк, Нельсон Джон «Снег. Зимнее чудо». Издательство: Манн, Иванов и Фербер, 2015 г.
  5.                Стюарт Иэн «Какой формы снежинка? Магические цифры в природе». Мир книги, 2007 г.
  6.                Шаскольская М.П. «Кристаллы». Москва 1985 г.
  7.                Шереметьева Татьяна «Большая энциклопедия российских почемучек» АСТ, 2014 г.

Leave a Reply