Мария Ковалёва
Учебно-исследовательская работа «Выращивание кристаллов из сахара»
Учебно-исследовательская работа
Тема: «Выращивание кристаллов из сахара»
Выполнила:
Воспитанница
МБДОУ «Иртышский детский сад»
Ковалёва Алиса Николаевна
Воспитатель:
МБДОУ «Иртышский детский сад»
Ковалёва Мария Николаевна
Омск - 2017
СОДЕРЖАНИЕ:
I.Введение…. 3
II. Основная часть
2.1 Что такое кристалл….…. 5
2.2 Виды и формы кристаллов…. 6
Публикация «Учебно-исследовательская работа „Выращивание кристаллов из сахара“» размещена в разделах
- Исследовательская деятельность
- Кристалл. Выращивание кристаллов
- Сахар. Изучаем сахар
- Сахар. Экспериментирование, исследовательская деятельность
- Темочки
2.3 Способы образования кристаллов…. 6
2.4 Применение кристаллов человеком…. …7
2.5 Приготовление раствора…. 8
2.6 Затравка для кристаллов…. …. 9
2.7 Выращивание кристаллов…. ….…. …. 9
III.Заключение….…10
IV.Список использованных источников и литературы ….….…. 12
Приложение….13-20
I. Введение
Обоснование и актуальность выбранной темы
Я очень люблю узнавать все новое и интересное. Мне нравится экспериментировать, наблюдать, собирать коллекции. Мне стало интересно узнать, можно ли вырастить кристаллы в домашних условиях.
Из книг я узнала, что кристаллы получают в лаборатории, но бывают они и в природе. Каждый из нас любовался снежинками, ведь – они тоже кристаллы льда. Одна снежинка не похожа на другую, они очень удивляют своим многообразием.
Многие кристаллы – это продукты жизнедеятельности организмов. Способностью наращивать на инородных телах, попавших в раковину, перламутр, обладают некоторые виды моллюсков. Через 5-10 лет образуется жемчуг.
Многие кристаллы идеально чисты и прозрачны, как вода. Недаром существуют выражения : «кристально чистый», «прозрачный, как кристалл».
Кристаллами являются алмазы, рубины, сапфиры и другие драгоценные камни, из которых делают красивые украшения. Кристаллы широко применяются в науке, промышленности, оптике, электронике и даже медицине.
Меня очень заинтересовала эта тема, и я решила вырастить кристаллы сахара в домашних условиях.
Цель работы : научиться выращивать кристаллы сахара в домашних условиях.
Задачи:
- Узнать, что такое кристалл.
- Выяснить какие условия нужно создать для роста кристаллов.
- Подготовить оборудование для выращивания кристаллов
- Приготовить насыщенный раствор сахара;
- Вырастить из него кристаллы;
- Наблюдать за постепенным ростом кристаллов, замерять размеры;
- Доказать, что можно вырастить кристаллы в домашних условиях.
Гипотеза:
В домашних условиях из насыщенного раствора сахара с добавлением разных пищевых красителей можно вырастить разные по величине кристаллы (возможно, они будут разной формы).
Предмет исследования: кристаллы сахара.
Объект исследования: процесс кристаллизации.
Выбранный метод исследования:
- работа с информацией;
- проведение эксперимента;
- наблюдение;
- анализ полученных результатов и сравнение с гипотезой.
Практическая значимость:
При выращивании кристаллов в домашних условиях я прочитал много интересной литературы про кристаллы и получил первый опыт в выращивании кристаллов.
План работы :
1. Изучение литературы по темам:
- что такое кристаллы;
- виды кристаллов;
- значение кристаллов для человека;
- выращивание кристаллов в домашних условиях;
- применение кристаллов.
2. Выполнение практической части.
3. Формулирование выводов.
4. Оформление отчета о работе.
5. Создание компьютерной презентации на основе полученных в работе материалов.
6. Защита проекта.
II. Основная часть
2.1. Что такое кристалл
Само слово «кристалл» имеет греческое происхождение и означает прозрачный лед.
Кристалл — это твердые тела с очень строгим расположением составляющих их невидимых частиц. Поэтому кристаллы имеют правильную форму, ровные грани и всегда очень красив.
Я выяснила, что кристаллы имеют различную форму, бывают большие и маленькие, хрупкие и прочные, цветные и прозрачные, природные и искусственные.
В природе существуют сотни веществ, которые образуют кристаллы. Вода — это одно из самых распространенных из веществ. Замерзшая вода имеет кристаллическую структуру. Кристаллы умеют размножаться : там, где был один кристалл, со временем может появиться целая их группа.
Кристаллы способны залечивать повреждения. Они имеют четкую структуру, которая как бы передается по наследству. Конечно, никто впрямую не называет кристаллы живыми существами. Но, все же список их особенностей впечатляет. Тем более если учесть, что многие люди верят в
лечебные свойства кристаллов и в их способность влиять на настроение человека.
Как можно объяснить появление кристаллов? В книгах я прочитала, что кристаллы состоят из мелких частиц – атомов. Мне строение кристаллов еще не сосем понятно, так как мы еще не изучаем химию. Но мне кажется, что кристаллы можно сравнить с пазлами. Пазлы собирают из отдельных кусочков, и получается большая картинка. Так и кристаллы : из небольших частичек получается большой кристалл.
2.2. Виды и формы кристаллов
Наука о кристаллах началась с изучения горного хрусталя (или кварца). Его блестящие бесцветные кристаллы впервые были найдены еще в древности среди снегов Швейцарии.
Кварц бывает разного цвета. Прозрачный кварц называют горным хрусталем, фиолетовый – аметистом. Бывает розовый, голубой кварц и других цветов. (см. приложение 1)
Кристаллы могут иметь всевозможные формы. Внешняя форма – это проявление физических свойств кристалла. А свойства кристалла зависят от внутреннего строения.
Все кристаллы одного вещества имеют одинаковую форму, но могут отличаться размерами.
Кристаллы могут иметь форму различных призм, основанием которых могут быть правильный треугольник, квадрат, параллелограмм и шестиугольник. (см. приложение 2)
Почему кристаллы вырастают многогранными? Потому что скорости роста кристаллов в разных направлениях разные. Если бы они были одинаковыми, кристалл рос бы во все стороны одинаково и вырос бы шаром.
2.3. Способы образования кристаллов
Считается, что кристаллы обладают некоторыми свойствами живых существ. В самом деле – они умеют расти.
Кристаллизация – это процесс образования кристаллов из раствора, расплава, а иногда из газа.
Примером кристаллизации из расплава может служить образование льда из воды (ведь вода – это расплавленный лёд).
Пример кристаллизации из раствора в природе – выпадение соли из морской воды.
При охлаждении газа образуются кристаллические твёрдые вещества – снежинки.
Наиболее распространёнными способами искусственного выращивания кристаллов является кристаллизация из раствора сахара и соли. Кристаллы растут из насыщенного раствора при медленном испарении растворителя.
2.4. Применение кристаллов человеком
Применения кристаллов в науке и технике очень многочисленны.
Твердые и жидкие кристаллы используют в технике: при производстве телевизоров, компьютеров, микроволновых печей и других электронных приборов благодаря их электрическим и оптическим свойствам.
Алмаз, рубин, сапфир, гранат и кварц — это не только красивые драгоценные и полудрагоценные камни, которые используются для ювелирных украшений. Алмаз применяют при производстве инструментов для распиливания сверхпрочных материалов.
Лазер делается с использованием рубина и граната. Вся часовая промышленность работает на искусственных рубинах. Из прозрачного кварца делают линзы, призмы и др. детали оптических приборов.
Кремень, аметист, яшма, опал, халцедон — все это разновидности кварца. Мелкие зернышки кварца образуют песок. А самая красивая, самая чудесная разновидность кварца - это и есть горный хрусталь. Поэтому из прозрачного кварца делают линзы, призмы и др. детали оптических приборов.
Кристаллотерпевты – это целители, которые применяют в практике кристаллы или хрустальные поющие чаши. Эти чаши изготавливают из чистого кварца, они очень хрупкие. Обычно чаши белоснежного цвета и бывают наборами по семь штук. Каждая чаша настраивается на определенную ноту. На поющих чашах обычно играют одним из двух способов: ударяя по ним войлочными молоточками разного размера или же ведя по краю деревянной палочкой, обернутой замшей. Люди убеждены, что звук хрустальных поющих чаш может вылечить некоторые заболевания.
Применение человеком кристаллов очень широко и оно непрерывно увеличивается.
2.5. Приготовление раствора
Для исследования было выбрано вещество, из которого можно вырастить кристаллы в домашних условиях.
Процесс выращивания кристаллов сахара не требует наличие каких-то особенных химических препаратов. У меня дома есть сахар, который мы употребляем в пищу.
Необходимое оборудование:
- четыре прозрачных стакана,
- четыре деревянные палочки (шпажки,
- пищевые красители –4 цвета,
- крепежные принадлежности (прищепки).
Для проведения опыта я приготовила насыщенный раствор сахара (см. приложение 3).
Насыщенный раствор – это такой раствор, в котором вещества находится так много, что оно уже не растворяется.
Я взяла 2 стакана сахара и 2 стакана кипяченой воды, соотношение должно быть не меньше 1:1. Вначале я вскипятила воду (для лучшего растворения сахара, потом постепенно добавила 2 стакана сахара и хорошо размешала.
После растворения всего сахара в воде, видно, что на дне раствора остался осадок, который уже не растворяется. Это значит, что получился насыщенный раствор.
Потом в четыре стакана я добавила разные по цвету красители. Получилось четыре очень ярких насыщенных раствора с красителями (см. приложение 4). Затем эти растворы нужно оставить остывать на 15 минут. За это время я приготовил «затравку».
2.6. Затравка для кристаллов
Затравка - это небольшой кристаллик вещества, который опускают в раствор для роста кристаллов.
Сначала нужно смочить палочки в воде, а затем обвалять их в сахаре (см. приложение 5). После этого нужно оставить их хорошо высохнуть, иначе ничего не получится.
Сахар, который прилип к палочкам и будет «затравкой» для роста кристаллов.
2.7. Выращивание кристаллов
Когда палочки хорошо высохли, я опустила вертикально по две штуки в каждый стакан. Часть палочки нужно оставить не погруженной в раствор для того, чтобы можно было закрепить палочки прищепками (см. приложение 6)
Важно знать, что нельзя опускать палочки до самого дна, они не должны его касаться. И две палочки, опущенные в один стакан, так же не должны касаться друг друга. Это расстояние необходимо для того, чтобы было место для роста кристаллов.
Затем я поставила стаканы с опущенными в них палочками на кухне на подставку и стала наблюдать.
Один раз в день я доставала палочки из раствора и замеряла размеры кристаллов. Кристаллы росли прямо на глазах!
Если приглядеться к выращенным кристаллам сахара, то можно заметить, что они состоят как бы из «кирпичиков», плотно прилепленных друг к другу. Эти «кирпичики» разные по размеру, но одинокой формы.
Выращивание кристаллов - это сложный и интересный процесс. Чем больше занимаешься выращиванием кристаллов, тем больше возникает вопросов и хочется найти на них ответы.
III. Заключение
- Гипотеза моя подтвердилась, в домашних условиях из насыщенного раствора сахара с добавлением разных пищевых красителей можно вырастить кристаллы;
- Из насыщенного раствора сахара получились кристаллы одинаковой формы, но разных размеров;(см. приложение 7)
- Кристаллы быстрей росли в течение восьми дней, потом их рост замедлился. Это наглядно видно на диаграмме роста кристаллов по дням (см. приложение 8).
- Возможно, на размер выращенных кристаллов влияет краситель, который был растворен в растворе или качество подготовленной «затравки»;
- В результате эксперимента мы доказали, что для роста кристаллов необходимы : насыщенный раствор, затравка, терпение, время и желание.
- Нужно вырастить кристаллы из другого вида раствора (например, соли) и сравнить формы выросших кристаллов. Еще интересно попробовать вырастить кристаллы при разных температурах.
- Работа мне очень понравилась, мне было интересно наблюдать за ростом кристаллов. Я была удивлена, что из раствора на палочках наросло много кристаллов.
Практическое использование результатов исследования:
- рассмотрение выращенных кристаллов на классном часе;
- создание своей коллекции минералов;
- применение в пищевых целях (сладкий и съедобный леденец).
Вывод: кристаллы можно вырастить в домашних условиях при соблюдении определенных условий.
