В природе существует особый по своей красоте и необычности мир, влекущий своей загадочностью и волшебством – это мир кристаллов.
Тема выращивания кристаллов становится все более актуальной для всего человечества. В настоящее время кристаллы буквально вошли в каждый дом.
В сердце каждого телевизора, сотового телефона, компьютера находится кристалл. Выращивание кристаллов сохраняет природные богатства и ускоряет научно-технический прогресс. Сейчас мы знаем, что даже некоторые части нашего организма кристалличны, например, роговица глаза. Мир кристаллов и мир людей стали неразрывны.
Актуальность моего исследования связана с выращиванием своего необычного кристалла
Цель работы:
Вырастить кристаллы и определить, что влияет на рост кристалла.
Задачи:
1. Собрать информацию о кристаллах.
2. Вырастить кристаллы из карбамида
3. Выявить наиболее благоприятные условия для роста кристаллов в домашних условиях.
4. Провести работу по анализу выполненных экспериментов, сделать выводы и представить результаты.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ: ЧТО ТАКОЕ КРИСТАЛЛЫ?
Что такое кристаллы? Кристаллы – это твердые тела, атомы или молекулы которых занимают определенные, упорядоченные положения в пространстве.
1.1 Строение кристаллов.
Все кристаллы состоят из отдельных частиц: молекул и атомов, располагающихся в строгом порядке. Они образуют кристаллическую решетку. Каждому атому отведено место в определенном узле решетки, при этом образуются правильные многогранники. Кристалл может иметь от трех до нескольких сотен граней. Но при этом они обладают замечательным свойством. Все плоские грани пересекаются друг с другом под определенными углами. Углы между соответствующими гранями всегда одинаковы. Например, у кристаллов поваренной соли (NaCl) всегда их грани пересекаются под прямым углом. Кристаллы красивы и разнообразны. Секрет их красоты - в симметрии.
1.2 Виды кристаллов.
Кристаллические тела могут быть монокристаллами и поликристаллами.
Монокристаллом называют одиночный кристалл. («моно» - один) Поликристаллом называют совокупность сросшихся друг с другом хаотически ориентированных маленьких кристаллов. («поли» - много)
Если в кристаллическом теле кристаллизация началась одновременно во многих точках вещества и скорость ее была достаточно высока, то мы получим поликристалл. Растущие кристаллики являются препятствием друг другу и мешают правильному огранению друг друга.
Нам удалось вырастить один такой поликристалл
Но в данной работе речь пойдет в основном о монокристаллах.
ОПЫТНО-ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
СПОСОБЫ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ
Существуют различные способы выращивания кристаллов. Часто этот процесс требует высоких температур и огромных давлений, но некоторые кристаллы можно выращивать в домашних условиях.
Выращивание кристаллов можно осуществить, постепенно удаляя воду из насыщенного раствора, то есть путем испарения.
Кристаллы можно выращивать из насыщенного раствора соли, из раствора медного купороса, а так же из раствора карбамида, который я и применил в своем исследовании.
ВЫРАЩИВАНИЕ КРИСТАЛЛОВ
Я буду использовать уже готовый набор, для выращивания кристаллов на основе карбамида «Лучистые кристаллы» желтого цвета
Для этого мне дополнительно потребуются ножницы, линейка, перчатки, фартук, присмотр взрослого.
Этап 1: изучаю содержимое набора
- Химический реактив. Реактив в пузырьке, с откручивающейся крышкой.
- Поддон. Поддон - пластиковая тарелочка с прорезями для установки.
- Картонная основа. 2 картонные полоски которые надо разрезать, и установить отрезанные кусочки в поддон.
- Инструкция. Бумажная инструкция, достаточно подробная и понятная
Этап 2: внимательно читаю инструкцию
Этап 3: приступаю к опыту следуя инструкции
Нарезаю картонные полоски 2 шт. длинной 3 см. и 2 шт. длинной 4 см.
Устанавливаю их в поддон в прорези, для установки.
Заливаю их реактивом из пузырька, так чтоб картонки намокли, немного жидкости оставляю, на всякий случай, для доливки если потребуется.
Этап 4: Переношу ёмкость с насыщенным раствором и картонными полосками в место, где нет сквозняков, вибрации и сильного света (выращивание кристаллов требует соблюдения этих условий).
Этап 5: Наблюдаю за ростом и формой кристаллов. Теперь нужно подождать. С каждым часом кристаллы будут увеличиваться.
ТАБЛИЦА НАБЛЮДНЕНИЙ
|
ДАТА
|
ВРЕМЯ
|
ЦВЕТ
|
ТЕМП РОСТА
|
|
23.12.2018
|
18-00
|
жёлтый
|
начало опыта
|
|
24.12.2018
|
14-00
|
жёлтый
|
Появились кристаллики 0,7 см. на концах картонных полосок
|
|
25.12.2018
|
17-15
|
жёлтый
|
Кристаллы подросли на
0,5 см. т.е. стали 1,2 см.
|
|
26.12.2018
|
17-05
|
жёлтый
|
Кристаллы подросли еще на 1 см, покрывают всю поверхность полосок
|
|
27.12.2018
|
17-00
|
жёлтый
|
Кристаллы прекратили рост, достигли размеров от 3 до 3, 5 см по всей поверхности полосок
|
ВЫВОД
1. Главное в том, что рост кристаллов был довольно быстрым процессом, они достигли своего максимума в течение пяти дней.
2. Опыт показал, что кристаллы продолжали расти без дополнительной подливки раствора карбамида.
3. Кристаллы выросли как на картонных полосках, так и в поддоне.
4. Опыт показывает, что место, для выращивания кристаллов было выбрано правильно. Среда и температура благоприятны, для роста кристаллов. 5. Основное условие, для успешного роста кристаллов это то что жидкость должна испарятся.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Кристаллы – одно из самых красивых и загадочных творений природы. В кристаллах есть что-то удивительное и завораживающее. Они поражают своей четкостью линий, в которой скрывается необыкновенная красота. Кристаллы играли и играют до сих пор немаловажную роль в жизни человека.
Мы живем среди кристаллов, ходим по ним и широко используемых в нашей повседневной жизни. Земная кора на 95% состоит из кристаллов. Мы добываем кристаллы из земных недр, используем в лабораториях, в технике, обрабатываем на фабриках, создаем изделия из кристаллических материалов. Природные кристаллы всегда возбуждали любопытство у людей. Их цвет, блеск и форма затрагивали чувство прекрасного, и люди украшали ими себя и жилище. Все природные драгоценные камни, такие, как алмаз, рубин, сапфир и изумруд, кроме опала, являются кристаллическими. Почти все горные породы: гранит, песчаники, известняк – кристаллы. Кристаллы кварца, кальцита и других прозрачных веществ, пропускающих ультрафиолетовое и инфракрасное излучение, до сих пор применяются для изготовления призм и линз оптических приборов. Полупроводниковые приборы, изготавливаются из кристаллических веществ, главным образом кремния и германия. Полупроводниковые диоды используются в компьютерах и системах связи, а солнечные батареи, помещаемые на наружной поверхности космических летательных аппаратов, преобразуют солнечную энергию в электрическую. Перечень видов применения кристаллов уже достаточно длинен и непрерывно растет. В настоящее время изучением кристаллов занимается наука кристаллография.
