Нестандартное творческое домашнее задание: мини-проект по физике «Мир кристаллов»

Всероссийский конкурс для учителей физики и астрономии на лучшую методическую разработку «Нестандартное домашнее задание»

Нестандартное творческое домашнее задание: мини-проект по физике.

Тема домашнего задания «Мир кристаллов».

Аудитория: 7класс.

Цели домашнего задания: проверить знания учащихся по темам «Агрегатное состояния вещества», «Раствор»; учить творческому подходу к оформлению своей работы; воспитывать интерес к предмету «физика».

Степень сложности: средний.

Тип задания: индивидуальное.

Материал необходимые для опыта: стакан, раствор, деревянные палочки для мини-шашлычков, веточки, нить.

Задание: вырастить кристалл в домашних условиях.

Время на выполнение: 1 неделя.

Способ проверки: ответ у доски-защита мини-проекта.

Пример оформления домашнего задания /ученица 7 класса

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа №11

Выполнила:

Ученица 7а класса

Афанасьева Екатерина

Руководитель:

учитель физики

Чикова Наталья Николаевна

г. Коломна, 2014

Практическая часть: выращивание кристаллов соли, сахара, медного купороса.

5.1 Кристаллы медного купороса

Обычно кристаллы выращивают так: в насыщенный раствор соли на нитке опускают затравку (небольшой кристаллик), стакан накрывают марлей или фильтровальной бумагой и оставляют раствор медленно испаряться. Процедура проста, но ждать, пока вырастет кристалл приходиться недели, а иногда и месяцы.

А нельзя ли вырастить кристаллы быстрее, например – за день. Конечно можно, но вместо одного большого кристалла у вас образуется сросток кристаллов поменьше. Ниже описано, как быстро вырастить кристаллы медного купороса. Так изменяется растворимость сульфата меди с температурой:

Сначала растворимость сульфата меди довольно быстро растет с увеличением температуры. Когда температура достигнет примерно 80°С, дальнейшее нагревание почти не ведет к увеличению растворимости соли.

Приступим к эксперименту. В стакан на 500 мл налейте 300 мл воды, добавьте туда 200гр медного купороса и поставьте стакан на песчаную баню. Включите нагрев. Раствор время от времени перемешивайте, пока весь медный купорос не раствориться.

Снимите стакан с песчаной бани и поставьте его на керамическую плитку. Дайте раствору немного остыть и внесите в него затравку – кристаллик сульфата меди, привязанный к нитке. Затравка может раствориться, но это не имеет большого значения. При охлаждении раствора на нитке образуются небольшие кристаллики сульфата меди, но основное количество сульфата меди выпадет в осадок (поскольку снизу - в месте контакта стакана с керамической плиткой раствор больше всего охлаждается).

Извлечем нитку с кристаллами из раствора и повторим процедуру: снова поставьте стакан на песчаную баню и нагрейте до растворения осадка. Выключите нагрев (не снимайте стакан с бани), накройте стакан чашкой петри и дайте раствору частично остыть. После этого внесите в раствор нитку с кристаллами, снова накройте стакан и оставьте его на ночь.

Утром на нитке образуется гроздь кристаллов медного купороса размером 5-10 см. При быстром выращивании кристаллов сульфата меди из горячего раствора затравка не имеет большого значения. В раствор можно даже опустить нитку без затравки – все равно на ней осядут кристаллики.

Медный купорос.

Увы, кристаллы на рабочей емкости получились гораздо лучше, чем на нити. Это лишний раз доказывает, что выращивание кристаллов – дело тонкое.

5.2 Сахарные кристаллы

Чтобы вырастить сахарный кристалл на палочке нам понадобится:
• 2 стакана воды;
• 5 стаканов сахара;
• деревянные палочки для мини-шашлычков;
• плотная бумага;
• прозрачные стаканы;
• кастрюля

Возьмем ¼ стакана воды, пару столовых ложек сахара и на огне доведем сахар до полного растворения, получив сироп. Теперь небольшое количество сахара рассыпаем на бумажке, и, обмакнув палочку в сироп, обваляем ее в сахаре. Так можно заготовить несколько палочек. Оставим их до полного высыхания.

Затем берем кастрюлю, выливаем в нее 2 стакана воды и 2,5 стакана сахара. Ставим на средний огонь и, помешивая, растворяем весь сахар, потом в получившийся сироп высыпаем оставшиеся 2,5 стакана сахара и варим до полного растворения. Выключаем огонь и оставляем сироп на плите минут на 15.

Пока сироп остывает, подготовим палочки. Берем бумажки и протыкаем шпажкой дырочку посередине, так, чтобы бумажка плотно сидела на шпажке.

Достаем заготовки и надеваем бумажки на них.

Затем разливаем горячий сироп по прозрачным стаканам. Важно, чтобы сироп не успел остыть, иначе кристаллы не будут расти. Чтобы сделать цветные сахарные кристаллы, можно добавить немного пищевого красителя и размешать его в сиропе.

Опускаем заготовку в стакан таким образом, чтобы она не касалась дна и стенок емкости. Бумажка служит как держателем палочки, так и крышкой, защищающей сироп от попадания пыли. То же самое проделываем со всеми остальными заготовками: размещаем их в стаканах и оставляем расти минимум на неделю.

Кроме того, кристалл сахара может вырасти… в банке с вареньем!

Кристаллы сахара, выросшие в малиновом варенье с 2010 г.,

найдены в 2013 г.

5.3 Кристаллы поваренной соли

Чтобы вырастить соляные кристаллы, надо приготовить горячий насыщенный раствор какой-либо соли (проще и доступней всего - хлорида натрия), осторожно охладить его, чтобы излишек растворенного вещества не выпал в осадок (такой раствор называется пересыщенным), и, наконец, ввести затравку—кристаллик той же соли, подвешенный на нитке. После этого остается только прикрыть сосуд листком бумаги, поставить в укромное место и ждать, пока не вырастет крупный кристалл. А можно в качестве затравки использовать, например, сухую ветку гипсофилы – и получить сказочные цветы.

А еще дома можно вырастить на сухих ветках почти настоящий на вид иней.

Готовится насыщенный раствор соли. В полученный рассол погружают заготовленный декоративный природный материал и выдерживают в нем до двух суток. С образованием на поверхности кристалликов растение вынимают и сушат. Выращивая домашний иней, не следует использовать соль «Экстра». Соляризация пойдет намного быстрее, если декорируемый материал опустить в кипящий солевой раствор и сразу вынести на мороз.

5.4 Кристаллы из набора «Волшебный криталл»

Эти замечательные кристаллы выросли из соляного раствора, входящего в набор для выращивания кристаллов. Химический состав набора, к огромному сожалению, не указан производителем. Предположительно, это может быть сульфат натрия. Изучение курса химии позволит мне в дальнейшем узнать, какая именно соль образовала такие замечательные образцы.

Заключение

Процесс выращивания кристаллов в домашних условиях это очень интересное и увлекательное занятие. Работа по выращиванию кристаллов сделала меня более наблюдательным, расширила мой кругозор не только по физике, но и по химии и геометрии. При выполнении этой работы я еще раз убедился, что мир кристаллов красив и разнообразен. Каждый его «представитель» уникален по своим свойствам, размерам и особенностям строения.

В ходе работы я определила оптимальные условия для быстрого выращивания кристаллов. Например, чтобы вырастить кристалл поваренной соли (за короткий срок), нужно поставить стакан с раствором в тёплое место, но раствор приготовить оптимальной концентрации – 100мл воды и 100г соли. Если кристаллизация происходит медленно, то вырастет монокристалл, а если быстро – поликристалл.

При изучении кристаллов я убедилась: свойства их настолько разнообразны, что я смогла исследовать лишь некоторые из них. Но самое главное - я нашла применение этим кристаллам - изготовление сувениров.