Якимова Ольга Васильевна

Исследовательская работа "Создание искусственного инея путём выращивания кристаллов"

Материал опубликован 10 May 2022

Автор публикации: П. Мошев, ученик 2Б класса

Региональный конкурс исследовательских работ

среди обучающихся 1-11 классов

Верещагинский городской округ

МБОУ «ВСШИ»

(окружающий мир)

Создание искусственного инея путём выращивания кристаллов

фамилия, имя, отчество участника (полностью)	Мошев Павел Артёмович
полное наименование образовательной организации (согласно Уставу)	Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Верещагинская санаторная школа – интернат для детей, нуждающихся в длительном лечении»
класс участника	2

фамилия, имя, отчество руководителя (полностью)	Якимова Ольга Васильевна
место работы руководителя	МБОУ «Верещагинская санаторная школа – интернат для детей, нуждающихся в длительном лечении»
должность руководителя	Учитель начальных классов

Пермь – 2021

Оглавление

Введение

Однажды утром я проснулся, выглянул в окно и увидел зимнюю сказку: все деревья были покрыты инеем (Приложение 1).С уроков окружающего мира я знал, что иней – это тонкий слой кристаллов льда. Кристаллы очаровали меня своей красотой и заставили задуматься, что такое кристаллы и как возникают? Многие считают, что кристалл – это редкий драгоценный камень. Но оказывается, даже самые обычные вещества, окружающие нас, являются кристаллами – это кристаллы соли, сахара и даже замёрзшей воды. У нас дома есть компьютер с жидкокристаллическим монитором. Значит, применение кристаллов в нашем мире очень широко. Именно этим объясняется большой интерес к теме кристаллов и актуальность выбранной мною темы. А ради эксперимента я решил претворить зимнюю сказку в нашу жизнь и вырастить кристаллы на веточке.

Цель моей работы – научиться выращивать кристаллы в домашних условиях, похожие на иней на деревьях.

Задачи:

Изучить научно – познавательную литературу о кристаллах и их выращивании.

Вырастить кристаллы на веточке в домашних условиях.

Проанализировать полученные результаты.

Объект исследования: кристалл.

Предмет исследования: процесс кристаллизации.

Выдвинул следующую гипотезу: предположим, что получить зимнюю веточку в кристаллах инея можно и в домашних условиях.

Если моя гипотеза подтвердится, я докажу, что зимней сказкой можно любоваться и летом.

Я составил план работы:

Узнать из разных источников информации, что такое кристаллы и какие они бывают.

Создать условия для роста кристаллов и провести эксперимент.

Проанализировать полученные результаты.

Выбрал следующие методы:

Изучение литературы и отбор информации.

Эксперимент.

Наблюдение.

Анализ.

Обобщение.

Место и сроки проведения исследования: домашние условия в течение трёх недель.

Основное содержание: 2.1 Из истории кристаллов.

Первые кристаллы нашли много веков назад среди вечных снегов в Альпах, на территории современной Швейцарии. Они были очень красивые, совершенно бесцветные, очень напоминающие чистый лёд. Древние натуралисты так их и назвали – «кристаллос», по-гречески – лёд; это слово происходит от греческого «криос» - холод, мороз. Полагали, что лёд, находясь длительное время в горах, на сильном морозе, окаменевает и теряет способность таять.

2.2 Что состоит из кристаллов.

Раньше кристаллы считали редкостью, «игрой природы» и люди совсем не знали их строения. Но когда были изобретены лупа и микроскоп, новый мир раскрылся перед людьми. Оказалось, что из кристаллов состоят не только почти все минералы и металлы, но также многие другие тела, относительно которых никому и в голову не приходило, что они могут быть кристаллами. В глине, саже, костях, волосах, волокнах шерсти найдены мельчайшие, даже в микроскоп не различимые зерна кристаллического строения. Мы живем в мире кристаллов. Наши дома и города построены из камня и металла, т. е. в основном из кристаллов. Самолеты, мосты, рельсы, паровозы, пароходы, станки, тракторы, автомобили, крыши зданий, инструменты, гвозди, ножи и многие другие вещи тоже сделаны из кристаллических металлов. Снег под нашими ногами, соль и сахар на нашей кухне – всё это кристаллы. Нет такого места на Земле, где бы не было кристаллов. И не только на Земле! Из межпланетного пространства иногда прилетают к нам осколки небесных тел — метеориты. Оказалось, что они тоже состоят из кристаллов. Самые красивые среди кристаллов – драгоценные камни.

2.3 Что такое кристаллы.

Кристаллы – это твердые тела, которые имеют правильное строение. Кристалл похож на конструктор: в нем все частички имеют определенную форму и притягиваются между собой. Кристаллизация – это процесс перехода вещества из жидкого состояние в твёрдое кристаллическое с образованием кристаллов.

2.4 Какие бывают кристаллы.

По происхождению кристаллы бывают природные и искусственные (выращенные человеком). Природные растут сами в недрах земли в естественных условиях, а искусственные выращивает человек. Например, подшипники для часов делают из искусственных рубинов. Получают искусственно и прекрасные кристаллы, которых в природе вообще не существует. Например, фианиты. Кристаллы могут расти, а значит могут достигать гигантских размеров. В Оренбургской области нашли самый большой в России горный хрусталь, кристалл которого имел длину 170 см, ширину – 80 см, массу – 784 кг. Его иронично назвали «Малюткой». В настоящее время этот кристалл расположен у входа в Уральский музей геологии в городе Екатеринбурге (Приложение 2). Многие кристаллы являются продуктами жизнедеятельности живых организмов, например, жемчуг. Природа создает поистине удивительные творения.

2.5 Способы выращивания кристаллов.

Зачем же человек создает искусственные кристаллы? При искусственном выращивании можно получить кристаллы крупнее и чище, чем в природе. Есть и такие кристаллы, которые в природе редки и ценятся дорого, а в них нуждается наука и техника. Поэтому разработаны лабораторные и заводские методы выращивания кристаллов. В лабораториях кристаллы выращивают из расплавов, растворов, из паров и из твердых веществ используя разные способы (охлаждение, нагревание, насыщение и т.д.)

2.6 Новизна работы.

В настоящее время по теме кристаллизации существует достаточное количество исследований, но моя цель – не просто вырастить кристаллы, а попробовать вырастить их похожими на зимний иней на деревьях, поэтому для меня эта тема нова и интересна. Результаты исследования могут быть использованы на уроках окружающего мира, а выращенные кристаллы на веточках могут стать красивым украшением жилища.

2.7 Экспериментальная часть.

Изучив литературу, я узнал, что кристаллы можно попробовать вырастить из различных веществ: это и сахар, и соль, и лимонная кислота. В домашних условиях для выращивания кристаллов используют способ испарения насыщенного раствора. Растворы с разными веществами готовятся одинаково. На время исследования наша кухня превратилась в лабораторию.

Сначала я приготовил насыщенный раствор: в очень горячую, но не кипящую воду я насыпал вещество и размешивал до тех пор, пока оно не перестало растворяться и стало оседать на дно банки

(Приложение 3)

Готовый раствор профильтровал и перелил в банку, где будет происходить рост кристаллов.

Пока сироп остывал, приготовил веточки: замочил в воде, обсыпал сахаром, солью и лимонной кислотой и дал высохнуть (Приложение 4)

Веточками проткнул картон и опустил в приготовленный раствор, так чтобы они не касались стенок банки и были закрыты сверху, чтобы не попадали мусор и пыль (Приложение 5)

Начал наблюдать и результаты наблюдений заносить в таблицу.

Таблица 1.

Дата	Сахар	Соль	Лимонная кислота
7 января	раствор мутный, сахар держится на веточке	раствор мутный. Соль держится на веточке	раствор прозрачный, лимонная кислота на веточке осталась только в некоторых местах
	(Приложение 6)
12 января	в сахаре активно растут прозрачные кристаллы, их уже большое количество	в верхней части веточки образовались кристаллы белого цвета	несколько прозрачных кристаллов на почти голой веточке
	(Приложение 7)
17 января	кристаллов уже так много, что не видно саму веточку	кристаллы растут медленно, но равномерно	кристаллы располагаются в одном месте веточки, вся веточка по-прежнему голая
	(Приложение 8)
22 января	наблюдение прекращено, веточку я высушил и покрыл бесцветным лаком	кристаллы по всей веточке чёткой формы	По всей веточке прозрачные, довольно крупные кристаллы
	(Приложение 9)
27 января		кристаллы по всей веточке, очень напоминают иней на деревьях	кристаллы почти со всей веточки отпали и лежат на дне банки
	(Приложение 10)

По результатам наблюдений хочется отметить:

быстрее всех растут кристаллы сахара, уже на 7 день наблюдения вся веточка была покрыта крупными кристаллами.

кристаллы сахара и лимонной кислоты прозрачные, они не похожи на иней на деревьях.

вырастить кристалл из лимонной кислоты на веточке сложнее, чем из соли и сахара.

больше всех на иней похожи кристаллы соли (Приложение11)

Заключение

В результате проведённых исследований я узнал, что такое кристаллы, какие они бывают и как их можно вырастить. Моя гипотеза подтвердилась: я смог вырастить кристаллы на веточке, похожие на иней на деревьях и теперь зимней сказкой можно любоваться круглый год.

Эта тема мне была очень интересна. Мир кристаллов оказался удивителен и разнообразен. Я планирую продолжать свои эксперименты с новыми веществами.