Татьяна Викторовна Чернышева
Исследовательский проект «Выращивание кристаллов в домашних условиях»
«Выращивание кристаллов
в домашних условиях»
Воспитатель: Чернышева Татьяна Викторовна
Оренбургская область Город Гай
МАДОУ №20 "Дюймовочка"
Аннотация
Данная работа представляет собой исследование в области кристаллографии, в частности процесса выращивания кристаллов и условий, при которых образуются кристалл разной формы и цвета.
Публикация «Исследовательский проект „Выращивание кристаллов в домашних условиях“» размещена в разделах
- Исследовательская деятельность
- Кристалл. Выращивание кристаллов
- Проекты. Проектная деятельность
- Темочки
Цель исследования : вырастить кристаллы "Аметиста"
Предмет исследования : кристаллы "Аметиста"
Методы исследования :
1. Анализ научной литературы и газетных статей.
2. Использование Интернета в поиске информации.
3. Эксперимент.
4. Наблюдение.
5. Фиксирование результатов.
Вывод
• при благоприятных условиях некоторые твердые тела принимают форму кристаллов;
• кристаллы могут «расти»;
• кристаллы различных веществ имеют разную форму;
• кристаллы различных веществ имеют различные свойства.
Результаты: представление результатов работы дошкольникам, участие в конкурсе исследовательских проектов.
• освоили некоторые способы выращивания кристаллов в водном растворе;
• начали проводить наблюдения за ростом кристалла.
План исследования
В основе исследования поставлен вопрос о возможности выращивания кристаллов в домашних условиях. Общеизвестно, что в природе кристаллы образовались при охлаждении земной коры подобно тому, как образуется лед при замерзании воды. При охлаждении магмы сначала в ней образовались кристаллы того вещества, температура кристаллизации которого самая высокая. По мере дальнейшего охлаждения происходила кристаллизация других минералов, и так до тех пор, пока вся магма не затвердела. Пронаблюдать этот процесс представляет трудность, так как он длительный по времени. Кристаллы правильной геометрической формы встречаются в природе редко. Поэтому я решила пронаблюдать процесс кристаллизации в домашних условиях, используя вещества, часто встречающиеся в быту.
Для реализации поставленной цели были выдвинуты следующие задачи:
• узнать, что такое кристалл, изучить теоретические основы минерологи, о кристаллах
• создать условия для роста кристаллов и провести эксперимент
• Сделать вывод по полученным результатам
Предмет исследования : кристаллы
Объект исследования : процесс выращивания кристаллов
Гипотеза исследования :
Предположили, что кристаллы образуются при создании определенных условий; значит, если изменять условия кристаллизации и растворять различные вещества, то можно получать кристаллы разной формы и цвета.
Введение
Обоснование выбора темы
Невообразимое множество форм, размеров, цветов и их оттенков принимают минералы, они переливаются всеми цветами радуги и притягивают к себе скрытыми в них загадками. Каждый образец может стать уникальным хранителем частички истории происхождения и существования Земли. Мне очень интересно, какие минералы добывают в недрах нашей планеты. Оказывается, некоторые минералы обладают лечебными свойствами: они способны уменьшить боль, улучшить кровообращение, стабилизировать давление и т. д. Некоторые «камни» используют как амулеты и обереги. Бывают и камни знаков Зодиака, женских имён, планет и камни дней лунного месяца. Понятие «минерал» подразумевает твёрдое природное кристаллическое вещество. Многие кристаллы – продукты жизнедеятельности организмов. Способностью наращивать на инородных телах, попавших в раковину, перламутр, обладают некоторые виды моллюсков. Через 5-10 лет образовывается жемчуг. Кристаллы широко применяются в науке, промышленности, оптике, электронике. Далее я выяснила, что но кристаллы можно вырастить и в лаборатории, т. е получить искусственным путем. Я очень люблю узнавать все новое и интересное, мне нравится экспериментировать, наблюдать и собирать коллекции. У меня есть своя коллекция минералов и других камней. Мне стало интересно узнать, можно ли вырастить кристаллы в домашних условиях. Так была выбрана тема моего исследования :
«Выращивание кристаллов в домашних условиях»
Цель моего исследования : вырастить кристаллы "Аметиста" в домашних условиях.
Задачи исследования :
• узнать что такое кристаллы
• какими бывают кристаллы
• подобрать доступное оборудование и сырье для производства кристаллов;
• познакомиться и использовать необходимые меры безопасности и защиты при проведении эксперимента;
• вырастить кристаллы;
• изучить условия образования кристаллов, их формы, цвета;
• проанализировать полученные результаты.
Гипотеза исследования :
Предположим, что кристаллы образуются при создании определенных условий; значит, если изменять условия кристаллизации и растворять различные вещества, то можно получать кристаллы разной формы и цвета.
Теоретическая часть
«Чем больше вглядываешься в кристалл, тем
глубже он затягивает вас в свою глубину очарования»
И. Е. Репин
Наверное, все вы видели кристаллы воды - лёд. Узоры на окнах зимой – это тоже кристаллы воды. Множество разных веществ образуют кристаллы : металлы, драгоценные камни, и даже соль и сахар. Первые попытки искусственно получить минералы человек предпринимал с давних пор. Еще в средние века алхимики с помощью философского камня пытались превратить простые вещества в драгоценные камни. Но все это были попытки с негодными средствами, потому что алхимики совершенно не представляли законов строения вещества. Успех пришел лишь тогда, когда был в достаточной мере изучен процесс минералообразования. Что же такое кристаллы?Ответ на этот вопрос я нашла в большой детской энциклопедии.
Кристаллы – это твёрдые тела, имеющие естественную форму правильных многогранников. Название «кристалл» произошло от двух греческих слов – «холод» и «застывать», т. е. означало во времена Гомера «застывший лед» и относилось к кристаллам горного хрусталя, считавшимися окаменевшим льдом. Вначале этим термином называли только прозрачные ограненные природные тела, впоследствии он был распространен на непрозрачные и даже неограненные образования.
Кристаллы (от греч. crystallos—лед, однородные твердые тела, которые имеют закономерное внутреннее строение. Кристаллы растут, присоединяя частицы вещества из жидкости или пара. Их можно вырастить из растворов разных веществ. Изучая информацию в интернете, на различных образовательных сайтах, я нашла ответ на другой вопрос: Какими бывают кристаллы?
Кристаллы бывают разной формы. Иногда образуются дендриты - это кристаллы, похожие на веточки дерева; очень хрупкие, но очень красивые.
Друза- это группа сросшихся между собой кристаллов.
Монокристалл — отдельный однородный кристалл.
В природе чаще встречаются беспорядочно сросшиеся между собой монокристаллы. Такие твердые тела называются поликристаллы. Примерами поликристаллов являются : каменная соль, кварц, сахар, лед, железо, медь.
Многие кристаллы имеют очень интересную структуру. Существует даже специальный Минералогический Музей им. А. Е. Ферсмана Российской Академии Наук, посвящённый дендритам и драгоценным камням. Он находиться в Москве.
Кристаллы бывают различными по размерам. Многие из них можно увидеть только в микроскоп. Но встречаются гигантские кристаллы массой в несколько тонн. Люди научились выращивать искусственные кристаллы — рубины. Кристаллы могут иметь от четырех до нескольких сотен граней.
Следует различать идеальный и реальный кристалл.
Идеальный кристалл является, по сути, математическим объектом, имеющим полную, свойственную ему симметрию, идеализированно ровные гладкие грани и так далее.
Реальный кристалл всегда содержит различные дефекты внутренней структуры решетки, искажения и неровности на гранях и имеет пониженную симметрию многогранника вследствие специфики условий роста, неоднородности питающей среды, повреждений и деформаций. Реальный кристалл не обязательно обладает кристаллографическими гранями и правильной формой. В зависимости от типа кристаллической решетки, кристаллы делятся на 4 группы :
ионные
ковалентные (атомные)
молекулярные
металлические
Используют кристаллы для изготовления ювелирных украшений и в часовых механизмах. Выращивают и самые твердые на свете кристаллы — алмазы. Но, в домашних условиях, «замахиваться» на подобные проект я не стала. Можно вырастить кристаллы из соли, сахара, медного купороса. В настоящее время существует целый ряд способов выращивания кристаллов. Исходное вещество может быть твердым, растворенным или расплавленным, даже может находиться в газообразном состоянии. Из более чем 3000 минералов, существующих в природе, искусственно удалось получить уже несколько сот. Трудности выращивания связаны с необходимостью очень точного соблюдения режима выращивания кристаллов.
Предупреждение:
ПОМНИТЕ! Это химические реактивы, поэтому работать с ними детям лучше под наблюдением взрослых (кроме, работы с солью!
Практическая часть
Выращивание кристалла "Аметиста".
Ещё со средней группы, мы знакомились с различными камнями, кристаллами, и зная что они растут в разных местностях, видеть приходилось их близко не всегда и не всем. Но, мы решили, что попробуем вырастить свой кристалл в домашних условиях, а кристалл будет "Аметист"
Что такое аметист? Это синяя, синевато - розовая или красно-фиолетовая порода. Встречается обычно в виде свободно сидящих в пустотах и жилах среди кристаллических горных пород кристаллов и их сростков.
Вообще, считается, что аметист это драгоценный камень. Как же вырастили мы свой кристалл?
Нам понадобилось:
1.Ёмкость для смешивания раствора.
2. Затравка (мы использовали магазинную).
3. Емкость для выращивания кристалла (обязательно с отверстиями в крышке, чтобы раствор постепенно испарялся.)
Как мы действовали:
1. Для начала мы налили в емкость воду не менее 60 С.
2. После постепенно добавляли затравку в воду, пока он не переставал растворяться.
3. Перелили в емкость для выращивания кристалла.
4. Поставили ёмкость на хорошо освещаемую поверхность.
5. Осталось только подождать. (ОДИН МЕСЯЦ)
6. Выращивали почти до полного испарения воды в ёмкости.
У нас получилось много кристаллов аметиста лилового цвета.
Заключение
Из данного опыта можно увидеть, что каждое вещество образует кристаллы со своими индивидуальными свойствами, своей индивидуальной формой, цвета, тем самым доказала выдвинутую гипотезу.
В ходе работы мы с удивлением узнали, что кристаллы капризны, требуют бережного к ним отношения, соблюдения рецепта и температуры раствора при погружении кристалла для дальнейшего роста. В противном случае, кристалл, который долго и терпеливо выращивали, может за несколько минут исчезнуть у нас на глазах! Но, зато, если уж всё выполнено верно, терпеливо и бережно, выращенный кристалл порадует своей красотой, необычной формой, цветом, размером!
Дальнейшее развитие проекта.
Выращивание кристаллов в домашних условиях это долгий процесс. Наши кристаллы растут и я буду с интересом наблюдать за этим процессом. У меня появилось желание работать над этой темой дальше и осуществить ещё несколько идей: получить кристаллы из сахара и соли,.
Вывод
В ходе выполнения исследовательской работы мы сделали для себя следующие выводы:
• при благоприятных условиях некоторые твердые тела принимают форму кристаллов;
• кристаллы могут расти за счет добавления новых слоев, если есть нужное вещество (то есть, чтобы кристалл «рос» красивым за ним нужно ухаживать: убирать соринки, добавлять новый раствор, счищать некрасивые наросты);
• кристаллы растут из растворов, когда испаряется вода;
• кристаллы имеют разную форму;
• на форму кристаллов оказывает влияние температура (изменяется форма кристаллов и число граней кристаллов);
• кристаллы имеют различные свойства
• Результатом исследовательской работы считаю и то, что:
• освоили некоторые способы выращивания кристаллов в водном растворе;
• начали проводить наблюдения за ростом кристалла.
Новизна работы состоит в том, что позволила почувствовать себя в роли экспериментатора и самостоятельно получить образцы кристаллов.
Практическое значение исследования в том, что оно может быть использовано на уроках окружающего мира, на занятиях кружка.
Выращенные нами кристаллы получились красивыми, разными, яркими, но не практичными. На них можно смотреть и любоваться, но использовать их в жизни трудно, т. к. кристалл – хрупкий.
В будущем хотел вырастить красивые кристаллы разных цветов другими способами.
Закончить свою работу хочу словами Ильи Репина «Кристаллы будоражат наше воображение гармонией, поражают яркостью и многообразием окраски, своими замечательными свойствами, немеркнущей со временем красотой, тайнами зарождения и роста».
Список использованной литературы
1. Камни Мира / ред. группа: М. Аксенова, Е. Ананьева, А. Ростоцкая и др. -М. : Мир энциклопедий Аванта+, Астрель,2010.
2. Минералы. Сокровища Земли: Еженедельное издание, выпуск № 85, № 96, 2011.
3. Джаспер Стоун. Всё о лечебных и магических минералах. - СПб. : ООО «СЗКЭО»,2011.
4. Большая детская энциклопедия: Химия / сост. К. Люцис. М. : Русское энциклопедическое товарищество, 2000.
5. Энциклопедический словарь химика. М. : Педагогика, 1990
6. Девяткин В. В. Химия для любознательных или о чём не узнаешь на уроке. Ярославль: Академия Холдинг,2000.
7. Савенков А. И. Я-исследователь : Учебник-тетрадь для младших школьников. - Самара: Учебная литература,2004.
8. Леенсон И. А. Занимательная химия. М. : Дрофа, 1996.
Интернет-ресурсы
1. https://stranamasterov.ru/node/94632
2. https://s-s-s-p.blogspot.com/2012/02/blog-post_6039.html
3. https://livescience.ru/article_9/
4. https://about-crystall.ru/vyrashhivanie-kristallov-iz-saxara/
5. https://www.kristallikov.net/page6.html
6. https://www.bigpi.biysk.ru/encicl/articles/22/1002276/1002276A.htm
7. https://lithotherapy.ru/papers/kristally/6_druza.html
8. https://dic.academic.ru/dic.nsf/brokgauz_efron/35544/%D0%94%D0%B5%D0%BD%D0%B4%D1%80%D0%B8%D1%82%D1%8B
9. https://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/110398/%D0%9C%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%BA%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BB
10. https://zagadkikamnej.ru/litoterapiya/isczelenie-kristallami/legendyi-indejczev-o-kristallov.html
приложение
