Исследование по выращиванию кристалла хлорида натрия из поваренной соли

• Название: Исследование по выращиванию кристалла хлорида натрия из поваренной соли
• Дата: 20.04.2023
• Размер: 1.03 Mb.
• Имя файла: proekt_vyrashchivanie_kristallov_hlorida_natriya.pptx
• Тип: Исследование; #1076070

Проект «Выращивание кристаллов»

Авторы: Сенюкова Виктория, Беляева Юлия, Шварцкопф Наталия, ученицы 10 класса МОУ «Аладьинская школа»

Актуальность: Мы очень любим проводить опыты и эксперименты, предполагать их исход, наблюдать и анализировать, происходящие процессы. Совсем недавно мы были на экскурсии в музее с. Желанное Шацкого района, где была представлена коллекция камней, многие из которых оказывается являются кристаллами. Она нас восхитила изяществом и красотой форм, которые принимают «неживые» вещества. И, когда на уроке при изучении агрегатных состояний вещества нам предложили вырастить кристалл в домашних условиях, мы сразу согласились сделать это. Оказалось, что выращивание кристаллов очень интересное и увлекательное занятие.
Гипотеза: полагаем, что даже в домашних условиях можно вырастить некоторые виды кристаллов.
Цель проекта: Изучить теоретический материал о кристаллах, провести исследование по выращиванию кристалла хлорида натрия из поваренной соли.

Из коллекции краеведческого музея с. Желанное

ProPowerPoint.Ru

Задачи исследования:
1. Выяснить, что называют кристаллом;
2. Изучить условия роста кристаллов, создать их;
3. Провести эксперимент по выращиванию кристаллов;
4. Проанализировать полученные результаты и сделать фотоотчет.
Объект исследования: кристаллы поваренной соли (Cl Na).
 Предмет исследования: процесс кристаллизации.
Методы исследования:
1.Изучение литературы по теме;
2.Изучение материалов Интернета;
3.Изучение мер безопасности и соблюдения их при проведении эксперимента;
4.Опыты – наблюдение, исследование, анализ.

МИР КРИСТАЛЛОВ

Кристаллы – удивительные создания природы. Это твёрдые тела, в которых частицы (атомы и молекулы) расположены закономерно, образуя трёхмерно-периодическую пространственную укладку — кристаллическую решётку.
При росте кристаллов на их поверхности самопроизвольно возникают плоские грани, а сами кристаллы принимают разнообразную геометрическую форму. Они восхищают нас яркими цветами и прозрачностью, ровными гладкими гранями и, самое главное, правильной формой. Словно их кто-то специально вырезал, отшлифовал и раскрасил.
Самые распространенные кристаллы, которыми мы любуемся, это снежинки. Они получаются при замерзании воды. Каждая отдельная частица соли или сахара — тоже кристалл! Многие из самых обычных веществ вокруг нас представляют собой кристаллы.
На сегодняшний день люди умеют выращивать искусственные кристаллы такие как: рубины, изумруды, бриллианты, которые широко используют в ювелирной промышленности.
В интернете есть примеры выращивания кристаллов в домашних условиях.

История происхождения слова

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 то же самое описал стихами:

«Ярой альпийской зимой лед превращается в камень.

Солнце не в силах затем камень такой растопить.»

Аналогичный вывод сделали в древности в Китае и Японии – лед и горный хрусталь обозначали там одним и тем же словом. И даже в 19 в. поэты нередко соединяли воедино эти образы:

«Едва прозрачный лед, над озером тускнея,

Кристаллом покрывал недвижные струи.»

А.С.Пушкин. К Овидию

»

Монокристаллы и поликристаллы

Кристаллические тела могут быть монокристаллами и поликристаллами. Монокристаллом называют одиночный кристалл. Примерами огранённых природных монокристаллов могут служить монокристаллы кварца, каменной соли, исландского шпата, алмаза, топаза.
Большинство встречающихся в природе и получаемых в технике твердых тел представляют собой совокупность сросшихся друг с другом маленьких кристаллов, такие тела называют поликристаллами. Примерами поликристаллов являются: каменная соль, кварц, сахар, лед.

Интересные факты о кристаллах

В древности кристаллам приписывали всякие магические свойства. Считали, например, что изумруд спасает мореплавателей от бурь. Кристалл аметиста навевает счастливые сны. Алмаз бережёт от болезней. Сапфир помогает при укусах скорпионов. Топаз приносит счастье в ноябре. Гранат - в январе и т.д.
Кристаллы воспроизводят сами себя и таким образом растут;
Самые большие кристаллы, длиной 15м были обнаружены в 2000 году в Пещере кристаллов в шахтовом комплексе Найка, в мексиканском штате Чиуауа.
Есть и представители самых больших и крошечных кристаллов. Хранятся они в Австрии в музее "Хрустальные миры". Самый крупный весит более 62 кг. Все они принадлежат к самой знаменитой компании "Сваровски" и занесены в книгу рекордов Гиннеса;
Кристаллы являются продуктами жизнедеятельности организмов. Некоторые виды моллюсков обладают способностью наращивать на инородных телах, попавших в раковину, перламутр. За 5-10 лет появляется драгоценный камень жемчуг, имеющий кристаллическое строение.

Драгоценные камни

Особое место среди кристаллов занимают драгоценные камни, которые с древнейших времен привлекают внимание человека. Люди научились получать искусственно очень многие драгоценные камни. Например, подшипники для часов и других точных приборов уже давно делают из искусственных рубинов. Получают искусственно и прекрасные кристаллы, которые в природе вообще не существуют. Например, фианиты – их название происходит от сокращения ФИАН – Физический институт Академии наук, где они впервые были получены. Фианиты – кристаллы кубического оксида циркония ZrO2, которые внешне очень похожи на бриллианты.

ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ

 Жидкокристаллическим (мезоморфным) состоянием вещества называется такое состояние, свойства которого являются промежуточными между свойствами твердого кристалла и жидкости. Согласно законам термодинамики, агрегатные состояния веществ подразделяются на три вида: твердое, жидкое и газообразное, однако такое разделение не отражает внутреннее строение вещества, степень упорядоченности его частиц. Некоторые вещества (стекла, смолы) обладают свойствами характерными и для твердых, и для очень вязких переохлажденных жидкостей. В частности, некоторые органические материалы переходят из твердого состояния в жидкое, испытывая ряд переходов, включающих образование новой фазы, которую называют жидкокристаллическим состоянием (жидким кристаллом). Они нашли широкое применение в изготовлении экранов телевизоров, в медтехнике.

Применение кристаллов

На кухне - мы едим кристаллы, например, соль или сахар.
Многие дома панельные. Они сделаны из бетона (искусственного камня) в состав которого входит щебень из кристаллического сланца.
В медицине используют кристаллы – лучи от кварцевой лампы используются в медицине для дезинфекции.
Самый твердый и редкий минерал – алмаз. Используется как украшение. Так же из-за его исключительной твердости многие режущие инструменты покрывают смесью алмазного порошка и клейкого вещества. Алмазным порошком шлифуют и полируют твердые камни, закаленную сталь, твердые и сверхтвердые сплавы.
Все часы работают на искусственных рубинах. Его используют в лазерах, так как его кристалл усиливает свет. Сапфир прозрачен, поэтому из него делают пластины для оптических приборов.
Кристаллы используются в устройствах для записи и воспроизведения звука. Кристаллы кремния и германия входят в состав полупроводниковых диодов, которые есть в каждом компьютере и мобильном телефоне., видеокамере, телевизоре.
Материал поляроид – тонкая прозрачная пленка, заполненная крохотными игольчатыми кристаллами. Поляроидные пленки используют в поляроидных очках, так как они гасят блики отраженного света. Это важно для полярников, которым приходится смотреть на ослепительный снег, а так же для водителей автотранспорта.

Несколько слов О соли

Соль ценилась во все времена, а в древние времена она ценилась на вес золота. Так ведь и в самом деле, как прожить без нее? Без золота можно, а вот без нее — никак. На Руси говорили «Без соли и жито — трава!»
В древности люди добывали соль так: сушили растения, которые имели солёный вкус, а затем сжигали на костре. Золу использовали в пищу.
В средние века ее цена была настолько высока, что она играла роль денег, как и другие ценные предметы. В Древнем Риме ею платили воинам жалованье, а чиновникам  ее выдавали как  паек». Еще с тех давних времен,  она преподносилась всем гостям в знак расположения и дружбы.
На Руси, как известно, тоже встречают гостей хлебом с солью. Считается, что она защищает от враждебных сил и чар. В России в ХVI веке известные русские предприниматели Строгоновы самые большие доходы получали от добычи соли. С предгорий Урала соль отправлялась в Москву, Казань, Нижний Новгород, Калугу и даже за границу.
История добычи соли прослеживается в названиях старинных русских городов: Соликамск, Соль-Илецк, Солигорск, Сольветка и многих других. До настоящего времени в Соликамске сохранился солеваренный завод XIX века, который является музеем истории соли России. Многие озёра носят название Солёное.
В нашей стране добывают 6 миллионов тонн соли.

Условия для выращивания кристаллов:

1. Воду нужно взять дистиллированную, т. е. не содержащую других растворённых в ней солей.
2. Кристаллик не следует при росте вынимать из раствора.
3. Не допускать попадание мусора в насыщенный раствор.
4. Не допускать сквозняков.
5. Не оставлять сосуд с раствором на прямых солнечных лучах света.
6. Периодически (раз в 5 дней) менять или обновлять насыщенный раствор.

Выращивание кристаллов

Нальём в сосуд 200 мл горячей воды. Насыпаем поваренную соль и тщательно размешиваем. Делаем раствор пересыщенным, а затем фильтруем его.
Привязали на палочку нитку и опустили ее в раствор. Поставили раствор охлаждаться.
В сосуд опускаем нитку, чтобы она не касалась стенок и дна сосуда. Далее поставим емкость с ниткой остывать.
На следующий день появятся наросшие на нитку кристаллики.
Кристаллы на нитке опустили во второй сосуд с насыщенным раствором соли.
Дадим несколько дней, чтобы они подрастали.
Потом мы достали из раствора нитку и подогрели раствор. Уже через пару дней заметили значительный для кристаллика рост. С каждым днём кристалл увеличивался.

Наш эксперимент

ProPowerPoint.Ru

В ходе эксперимента выяснили

Вырастить кристаллы в домашних условиях возможно.
Выращенный кристалл имеет более выраженный цвет чем раствор.
Кристаллы соли растут медленно. Чтобы эксперимент прошел удачно, нужно брать соль без примесей.
Верхняя грань кристалла вырастает меньше нижней. Это можно объяснить тем, что насыщенный раствор (более тяжелый) опускается в низ, а менее насыщенный после выпадения из него вещества на кристалл поднимается вверх.

Вывод: для получения правильного по форме кристалла необходимо постоянное перемешивание раствора.

2. Колебания температуры раствора сильно сказываются на процессе роста кристалла. При увеличении температуры раствора кристалл начинает растворяться.

Вывод: у хлорида натрия наблюдается зависимость растворимости от температуры (при более высокой температуре растворимость больше).

ВЫПОЛНИВ ПРОЕКТ, МЫ

Узнали много интересного о кристаллах.
Выяснили, что кристалл – это твердое состояние вещества, имеет определенные свойства. Кристаллы бывают естественные и искусственные.
Познакомились с разнообразием и применением кристаллов.
Освоили способ выращивания кристаллов, наблюдали за ростом кристаллов.
Для выращивания кристаллов использовал: поваренную соль. Пришли к выводу, что для роста кристалла необходимо, чтобы с поверхности кристалла шло испарение жидкости, а скорость роста зависит от температуры.
Для того, чтобы эксперимент стал удачным и результативным необходимо соблюдать точные инструкции и правила безопасности.

Используемая литература и ресурсы

Большая книга экспериментов для школьников. Под ред. Антонеллы Местяни; Пер. с ит. Э.И. Мотылёвой - М.: ЗАО «РОС МЭН-ПРЕСС», 2006.
http://mirkristallov.com
https://ru.wikipedia.org
http://facty.by// Интересные факты о кристаллах