Исследовательский проект по окружающему миру по теме: «Выращивание кристаллов в домашних условиях»

Исследовательский проект по окружающему миру по теме:

«Выращивание кристаллов в домашних условиях»

Автор:Кузнецова Мария Вячеславовна

г. Нефтеюганск

МБОУ СОШ № 6, 4 а класс

Руководитель:Фасхутдинова Ольга Владимировна, учитель начальных классов

МБОУ «СОШ№6»

2014 год

«Выращивание кристаллов в домашних условиях»

Кузнецова Мария Вячеславовна

Россия, Тюменская область, г. Нефтеюганск

муниципальное бюджетное образовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №6», 4 а класс

Аннотация

Данная работа представляет собой исследование в области кристаллографии, в частности процесса выращивания кристаллов и условий, при которых образуются кристаллы разной формы и цвета.

Цель исследования: вырастить кристаллы соли, медного купороса и сахара в домашних условиях.

Предмет исследования: кристаллы поваренной соли, сахара, медного купороса.

Методы исследования:

Анализ научной литературы и газетных статей.

Использование Интернета в поиске информации.

эксперимент,

наблюдение,

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:пополнение моей коллекции, представление результатов работы учащимся школы, участие в городском конкурсе исследовательских проектов .

я научилась работать с книгами, узнавать из них то, что до нас уже знали другие люди;

освоила некоторые способы выращивания кристаллов в водном растворе;

начала проводить наблюдения за ростом кристалла

«Выращивание кристаллов в домашних условиях»

Кузнецова Мария Вячеславовна

Россия, Тюменская область, г. Нефтеюганск

муниципальное бюджетное образовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №6», 4 а класс

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: кристаллография

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.

Библиография

Основоположником кристаллографии называют французского священника и минеролога Рене-Жюоста Аюи . Аюи предположил, что каждый кристалл состоит из совокупности элементарных ячеек и образует простую геометрическую форму с постоянными углами. Различие кристаллических форм соответствует разному химическому строению. А британский ученый Дэйвид Брюстер утверждал, что кристаллы обладают оптическими свойствами.

«Выращивание кристаллов в домашних условиях»

Кузнецова Мария Вячеславовна

Россия, Тюменской область, г. Нефтеюганск

муниципальное бюджетное образовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №6», 4 а класс

Научная статья

Обоснование выбора темы

Летом я ездила в гости к бабушке в Красноярский край. Там очень красивая природа. Мы много гуляли с мамой вдоль склонов и любовались. Во время прогулки я шла и случайно собирала камешки, которые мне понравились. Однажды мы поехали на родник, и я нашла красивый слоистый камень серебристого цвета.Это была слюда. Так я нашла мой первый минерал. (приложение №1Фото №1,№2)

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. Способностьюнаращивать 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 соли, медного купороса и сахара в домашних условиях.

Задачи исследования:

узнать что такое кристаллы

какими бывают кристаллы

подобрать дома 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.

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. (фото №3кристаллы воды) Изучая информацию в интернете, на различных образовательных сайтах, я нашла ответ на другой вопрос: Какими бывают кристаллы?

Кристаллы бывают разной формы. Иногда образуютсядендриты - это кристаллы, похожие на веточки дерева; очень хрупкие, но очень красивые. (дендриты фото №4,5)

Друза- это группа сросшихся между собой кристаллов.(фото №6)

Монокристалл — отдельный однородный кристалл.

В природе чаще встречаются беспорядочно сросшиеся между собой монокристаллы. Такие твердые тела называютсяполикристаллы. Примерами поликристаллов являются: каменная соль, кварц, сахар, лед, железо, медь.

Многие кристаллы имеют очень интересную структуру. Существует даже специальныйМинералогический   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 правильнойформой.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)!

Процесс выращивания кристаллов

Из данного опыта можно увидеть, что каждое вещество образует кристаллы со своими индивидуальными свойствами, своей индивидуальной формой, различного цвета, тем самым доказала выдвинутую гипотезу.

В ходе работы я с удивлением узнала, что маленький кристалл сахара растет очень медленно – больше месяца. А большой кристалл медного купороса вырастает за несколько дней. 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!

Вывод

В ходе выполнения исследовательской работы я сделала для себя следующиевыводы:

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 различных веществ имеют разную форму;

на форму кристаллов оказывает влияние температура (изменяется форма кристаллов и число граней кристаллов);

кристаллы различных веществ имеют различные свойства (одни кристаллы окрашиваются, другие – бесцветны; одни кристаллы растут хорошо, другие – плохо).

Результатом исследовательской работы считаю и то, что:

я научилась работать с книгами, узнавать из них то, что до нас уже знали другие люди;

усовершенствовала навык работы с компьютером и работы с интернетом ( поиск информации)

освоила некоторые способы выращивания кристаллов в водном растворе;

начала 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, во внеклассных мероприятиях, на занятиях кружка.Может быть, эти исследования помогут мне выбрать в будущем специальность. Приобретенные знания, умения и навыки обязательно пригодятся в дальнейшей учёбе.

Список литературы

Савенков А. И. Я-исследователь: Учебник-тетрадь для младших школьников.- Самара: Издательство «Учебная литература».- 2004.

Камни Мира / ред. группа: М. Аксенова, Е. Ананьева, А. Ростоцкая и др.-М.: Мир энциклопедий Аванта+, Астрель,2010.

Джаспер Стоун. Всё о лечебных и магических минералах.- СПб.: ООО»СЗКЭО»,2011.

Минералы. Сокровища Земли: Еженедельное издание, выпуск №№85,96, 2011.

Энергия камней: Еженедельное издание, выпуск №№8,10,17,26,48, 2011

Аликберова Л.Ю. Занимательная химия: Книга для учащихся, учителей и родителей. М.: АСТ-ПРЕСС. 1999.

Большая детская энциклопедия: Химия / сост. К. Люцис. М.: Русское энциклопедическое товарищество. 2000.

Боровицкий П.И. Краткий справочник преподавателя естествознания. М.: Учпедгиз. 1951.

Владимиров А.В. Солёное золото: Научно-худож. литература. М.: Дет. лит.1986.

Девяткин В.В. Химия для любознательных или о чём не узнаешь на уроке. Ярославль: Академия Холдинг. 2000.

Леенсон И.А. Занимательная химия. М.: Дрофа. 1996.

Энциклопедический словарь химика. М.: Педагогика. 1990

Интернет-ресурсы:

http://stranamasterov.ru/node/94632

http://s-s-s-p.blogspot.com/2012/02/blog-post_6039.html

http://livescience.ru/article_9/

http://about-crystall.ru/vyrashhivanie-kristallov-iz-saxara/

http://www.kristallikov.net/page6.html

http://www.bigpi.biysk.ru/encicl/articles/22/1002276/1002276A.htm

http://lithotherapy.ru/papers/kristally/6_druza.html

http://dic.academic.ru/dic.nsf/brokgauz_efron/35544/%D0%94%D0%B5%D0%BD%D0%B4%D1%80%D0%B8%D1%82%D1%8B

http://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

http://zagadkikamnej.ru/litoterapiya/isczelenie-kristallami/legendyi-indejczev-o-kristallov.html

Приложение1

Фото №1Красноярский край ,г.Саяны, Родник Фото № 2 Слюда

Приложение2

Фото №3 Кристаллы воды

Приложение 3

Формы Дендритов

Фото №4 Дендриты золота и Фото №5 и серебра

Приложение 4

Фото № 6 Друза кристаллов кварца (горный хрусталь)

Приложение 5

Фото №7 Монокристалл топаза

Приложение 6

Фото №8 Поликристалл соли

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/33960-issledovatelskij-proekt-po-okruzhajuschemu-mi