В процессе проведения работы над исследовательским проектом по химии на тему «Выращивание кристаллов» обучающиеся 9 класса расширили знания об основных принципах выращивания кристаллов медного купороса и морской соли, а также проанализировали как будет изменяться скорость роста кристаллов в домашних условиях.

Подробнее о работе:

В готовом исследовательском проекте по химии на тему «Выращивание кристаллов» авторы изучили основные принципы выращивания кристаллов медного купороса и морской соли, а также провели анализ изменения скорости роста кристаллов в разных условиях. Обучающиеся смогли заметить скорость роста кристаллов увеличилась примерно на 0.1 см. Так что теперь с уверенностью можно сказать, что изменения температуры на 3-4 градуса увеличивает скорость роста кристалла.

Оглавление

Введение

1. Материалы для исследования
2. Выращивание кристаллов
3. Медный купорос
4. Морская соль
5. Изменения в температуре

Заключение

Прежде, чем мы начнём давайте узнаем, что из себя представляет кристалл и кристаллизация.
Кристалл - это твердый материал, компоненты которого (такие как атомы, молекулы или ионы) расположены в высокоупорядоченной микроскопической структуре, образуя кристаллическую решетку, которая простирается во всех направлениях.

Кристаллизация - это процесс, посредством которого образуется твердое тело, где атомы или молекулы высокоорганизованы в структуру.
В домашних условиях можно вырастить кристаллы почти всех солей, но начинать лучше с технологически простых материалов. К ним относятся морская соль, сахар, бура и, наконец, медный купорос и т.п. Два вида мы и решили взять медный купорос и морскую соль.
На просторах интернета находится достаточно обобщенная информация о выращивании кристаллов, однако точной последовательности действий не представлено.

При изучении основных принципов выращивания кристаллов в разные условия можно заметить, что соль может расти более быстро или более медленно. Нам стало интересно на сколько разная соль будет расти быстрее или медленнее при изменение внешних факторов.
Цель работы: изучить основные принципы выращивания кристаллов медного купороса и морской соли, а также проанализировать как будет изменяться скорость роста кристаллов в домашних условиях.

Задачи:

1. Ознакомиться с процессом выращивания кристаллов.
2. Провести наблюдение за ростом кристаллов в разных условиях.
3. Провести ряд исследований и опытов.
4. Сделать вывод из полученных результатов.

Оборудование, необходимое для выращивания кристаллов:

• Сосуд, в котором будет выращиваться кристалл.
• Сосуд для приготовления раствора.
• Леска без покрытия, толщиной 0,20 мм.
• Деревянная палочка для приготовления раствора.
• Деревянная палочка, длиннее, чем диаметр сосуда для выращивания кристаллов.
• Резиновые перчатки, для защиты кожи рук во время приготовления раствора.

1. Для приготовления, перенасыщенного раствора возьмём чистую стеклянную ёмкость объёмом 700 мл, столовую ложку для присыпания соли.
2. В тёплую воду постепенно добавляем ложки соли до того момента, пока соль не перестанет растворяться и оседать на дне.
3. Полученный раствор остужаем до комнатной температуры. Убеждаемся, что соль не растворяется на дне ёмкости.
4. Переливаем раствор через марлю (специальную бумагу), для фильтрации и извлечения из раствора больших частиц.
5. Берем горсть соли и кидаем на дно. Если мы сделали все правильно, то через 10-15 часов у нас появляется затравка. Она понадобиться чтобы выбрать понравившийся кристалл для опытов. Справа представлен пример как она выглядит.
6. Выливаем раствор и выбираем понравившийся кристалл. Высушиваем его (кладем на тряпочку до полного высушивания). Снова подготавливаем раствор.
7. Ранее выбранный кристалл привязываем к леске.
8. Кладем палочку на горлышко сосуда, тем самым помещая кристаллик в раствор. Сверху кладем сложенную в несколько раз чистую марлю.
9. Каждую неделю повторяем процедуру обновления раствора. Необходимо обязательно проверять то, чтобы раствор был перенасыщенным, иначе, кристалл начнет растворяться в воде, уменьшиться в размере, а может и полностью раствориться.
10. Через несколько дней или недель таких действий, когда кристалл вырастет до нужного вам размера, нужно покрыть его бесцветным лаком, тем самым завершая выращивание своего кристалла.

Обращаю ваше внимание, что главное, следить за качеством роста своего кристалла. Когда он достигнет определенного размера, он начнет слоиться по бокам. В таком случае, нужно завершать выращивание.

Мы накрыли сосуд с кристаллом плотной темной тканью и убрали его в неосвещенное место. На следующее утро на дне банки находились крупные, красивые кристаллики-затравки правильной формы.
Далее понаблюдаем как сильно будет изменяться размер кристалла.
Для начала мы из нашей затравки выбрали самый ровный кристалл. Потом поместили его в раствор, заранее привязав к нитке. Следующие две недели кристалл с жидкостью находился в тёмном месте при температуре +22 градуса. Для стабильного роста раствор меняли каждую неделю.

Изменения размера кристалла:

2 день – 0.8 см
5 день -1.2 см (фотография 1 Слева)
10 день – 1.5 см
14 день -1.8 см (фотография 1 Справа) Затравка

Фотография 1

Для выращивания мы взяли те же самые параметры (+22 градуса и тёмное помещение). Раствор меняли раз в 1 неделю.

Изменения размера кристалла:

2 день – 0.8 см (фотография 1)
5 день -1.1 см
10 день – 1.3 см
14 день -1.5 см

Фотография 1

Спустя 2 недели морская соль выросла на 0.7 см. Из-за разных структур кристаллы росли с разной скоростью.
Давайте проследим изменения на графике.

В ходе нашего эксперимента мы выяснили, что рост кристалла зависит от изменения температуры и количества содержащейся в растворе соли. Давайте проанализируем что будет, если увеличить температуру до +25 градусов.

Мини эксперимент
Мы решили сильно повысить температуру раствора и помимо этого сократить количество добавляемой соли в растворе, что привело к потере формы кристалла и уменьшению объёма. (До слева, После справа).

Изменения размера кристалла медного купороса:
15 день – 1.9 см
22 день – 2.1 см
27 день- 2.2 см (фотография 1)

Фотография 1

Как мы можем заметить, скорость роста кристалла изменилась, так как кристалл стал более широким. Это значит, что скорость образования решётки кристалла увеличилась.

Изменения в ширине:
На графике заметно как ширина кристалла сильно подскочила при изменении температуры. Если примерно сравнить изменения при разных температурах, то оказывается, что рост кристалла в более тёплых условиях увеличился на 0.1 см в общем. Давайте проверим, как изменение температуры подействует на кристалл из морской соли.

Изменения размера кристалла морской соли:
15 день – 1.6 см (фотография 1)
22 день – 1.9 см
27 день- 2.1 см

Давайте проследим изменения на графике.

Мы изучили основные принципы выращивания кристаллов медного купороса и морской соли, а также провели анализ изменения скорости роста кристаллов в разных условиях.
Как мы можем заметить скорость роста кристаллов увеличилась примерно на 0.1 см. Так что теперь мы с уверенностью можем сказать, что изменения температуры на 3-4 градуса увеличивает скорость роста кристалла.