Почему же кристаллы выделяются из раствора? Чтобы понять это, следует познакомиться с некоторыми свойствами растворов.
Попробуйте растворять в воде столовую соль: в граненом стакане воды растворится 70 граммов соли, а если вы будете сыпать соль дальше, она перестанет растворяться и будет оседать на дно. То же самое вы увидите с сахаром: в стакане с холодной воды растворится примерно двадцать чайных ложек сахарного песка, а затем сахар тоже будет оседать на дно, не растворяясь.
‼️Офигеть! Кристаллы ДОМА!
В 100 граммах холодной воды может раствориться только совершенно определенное количество сахара (194 грамма), поваренной соли (35 граммов) или любого другого вещества. Количество вещества, которое может раствориться в 100 граммах воды, называется растворимостью этого вещества в воде; например, растворимость поваренной соли в воде при комнатной температуре равна 35 граммам. Растворимость зависит от температуры. Попробуйте растворить сахар не в холодной воде, а в горячей, и вы убедитесь что при повышении температуры растворимость сахара увеличивается. У разных веществ растворимость по-разному зависит от температуры.
Итак, при каждой данной температуре в воде может раствориться лишь строго ограниченное количество вещества, определяемое его растворимостью.
Возьмите стакан горячей воды и всыпьте любое кристаллическое вещество, растворимое в воде: гипосульфит, соду, борную кислоту, квасцы. Если вы достанете крупные кристаллы, то сначала растолките их в порошок. В стакан горячей воды всыпьте столько порошка, сколько может раствориться.
Когда порошок совсем перестанет растворяться и начнет оседать на дно, слейте образовавшийся раствор в другой стакан так, чтобы на дно стакана с раствором не попало ни одной крупинки порошка. Для этого профильтруйте раствор через фильтрованную бумагу или через чистую тряпочку.
В получившемся растворе количество вещества как раз соответствует его растворимости при данной температуре; раствор «насытился», и больше он не может поглотить ни крупинки вещества. Такой раствор называется насыщенным. Теперь оставьте стакан с раствором и дайте ему остыть.
При остывании растворимость почти всех веществ уменьшается; пока наш раствор был горячим, в стакане воды было растворено, скажем, 12 ложек вещества, тогда как при комнатной температуре в нем могло бы раствориться лишь 10 ложек этого вещества. Таким образом, теперь в растворе окажется лишнее вещество. Иначе говоря, при высокой температуре раствор был насыщенным, а остыв, он стал перенасыщенным. Такой перенасыщенный раствор не может долго существовать, поэтому лишнее вещество выделяется из раствора и оседает на дно стакана. Рассмотрите в лупу, и вы увидите, что этот осадок состоит из кристаллов.
‼️Быстрые необычные кристаллы.
Растворенное вещество кристаллизуется из пересыщенных растворов потому, что его оказывается в растворе слишком много — больше, чем раствор может удержать в себе.
Прозрачные кристаллики алюмокалиевых квасцов выросли из водного раствора за несколько часов. Чтобы подготовить водный раствор алюмокалиевых квасцов, надо растворить в 400 см3 горячей воды истолченные в порошок 48 г алюмокалиевых квасцов. Если же растворить 60г квасцов, то получится раствор, перенасыщенный при 15˚C на 12г.
Поэтому-то надо брать горячую воду: в холодной не растворились бы больше 48г. Перенасыщенный раствор начнет кристаллизоваться, если в него попадает какая-нибудь «затравка». Для этого достаточно приоткрыть крышку банки на одну- две секунды: в раствор попадут пылинки квасцов из воздуха. Можно также внести в раствор иголкой несколько пылинок квасцов. Попав в перенасыщенный раствор, пылинки квасцов в нем немедленно начнут расти, а уж если в растворе началась кристаллизация, она не остановится, пока не выделится весь избыток растворенного вещества.
Так же можно вырастить один большой кристалл. Для этого в неостывший раствор надо положить или подвести на нитке небольшой кристаллик – «затравку». Сначала он немного растворится, а затем примется расти.
Если в сосуд с раствором опустить какой-нибудь предмет, на котором находится много затравок, то он весь обрастет кристалликами. Опустите в раствор нитку, на которой есть кристаллические пылинки, — на них начнут осаждаться кристаллики, и в результате вырастает «нитка бус» из многогранных кристалликов. Такие нитки по красоте могут соперничать с искусственно ограненными бусами, но, к сожалению, кристаллы, выращенные из водных растворов, обычно очень быстро тускнеют и легко разрушаются. В этом трудность их применения в технике.
Можно сделать фигурки из кристаллов.
Для этого надо приготовить каркас из проволоки, обмотанной обычными нитками или ватой, окунуть его в насыщенный раствор, тут же вынуть и просушить при комнатной температуре. Нитки пропитаются раствором и при высыхании на них образуются мельчайшие кристаллики, которые в дальнейшем послужат «затравками». А дальше опускайте этот каркас в раствор и наращивайте на нем кристаллы. Если опустить в раствор разборную синтетическую елочку, предварительно обмотав ее ствол и ветви нитками, то можно вырастить «заснеженную» елку. Для этого лучше взять не квасцы, а дигидрофосфат калия (КН2РО4) или дигидрофосфат аммония (NH4H2PO4), — замечательные кристаллы, которые растят для приборов, управляющих лучом лазера. Их растворимости на 100 г воды:
Источник: cyberpedia.su
Что такое затравка для кристалла
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF
Введение
«Почти весь мир кристалличен.
В мире царит кристалл и его твердые,
Академик Ферсман А.Е.
Кристаллы – поразительные создания природы. Нас восхищают их яркие цвета и прозрачность, ровные, гладкие грани и, самое главное, правильная форма. Кристаллы выглядят таким образом, словно их кто-то специально вырезал, отшлифовал и раскрасил.
В природе кристаллы растут тысячи лет, а ученые изобрели быстрые способы выращивания искусственных кристаллов, что широко используется повсеместно. Возникла мощная отрасль промышленности, сосредоточенная на производстве различных кристаллов, используемых в электронике, радиотехнике, оптике, лазерной технике, технике измерений – практически везде. Многие ученые мира ищут все новые способы синтеза искусственных кристаллов. Но сегодня, этим интереснейшим делом могут заняться не только великие ученые и исследователи, но и мы, обычные школьники.
Изучение кристаллов в школе в рамках школьной программы почти не предусмотрено. Поскольку тема очень интересная и актуальная, я решила изучить этот вопрос более подробно.
Цель работы: вырастить кристаллы различных веществ из насыщенных водных растворов их солей в условиях школьной лаборатории.
Задачи:
- Изучить особенности строения кристаллических тел.
- Познакомиться с методами выращивания кристаллов.
- Освоить методики выращивания кристаллов из растворов их солей.
Объект исследования: кристаллы.
Предмет исследования: процесс кристаллизации.
Гипотеза: если создать определенные условия, то можно вырастить кристаллы различных веществ в условиях школьной лаборатории.
Глава 1. Теоретическое обоснование проблемы.
Твердые тела могут существовать в двух различных состояниях, отличающихся своим внутренним строением и свойствами. Это кристаллическое и аморфное состояние твердых тел.
Кристаллы (от греч. krystallos –«прозрачный лед», в дальнейшем — горный хрусталь, кристалл) — твёрдые тела, в которых образующие их частицы (атомы, молекулы, ионы) расположены закономерно, образуя трёхмерно-периодическую пространственную укладку — кристаллическую решётку. Этот пространственный порядок сохраняется на огромных «по атомным масштабам» расстояниях. Атомы, находящиеся на противоположных гранях монокристалла, могут быть удалены на десятки сантиметров, и в то же время они располагаются параллельно.
Часто твёрдые вещества образуют (в зависимости от условий) более чем одну форму кристаллической решётки; такие формы называются полиморфными модификациями. Например, среди простых веществ известны графит и алмаз, которые являются гексагональной и кубической модификациями углерода.
Если весь образец вещества представляет собой один кристалл, то такое тело называется монокристаллом или просто кристаллом. В других случаях тело представляет собой множество мелких кристалликов, причудливо сросшихся между собой, например, кусок рафинада. Такие тела называют поликристаллическими.
Кристаллическое состояние характеризуется наличием четко выделяемых естественных граней, образующих между собой определенные углы. Кристаллы могут иметь от четырех до нескольких сотен граней. Но при этом они обладают замечательным свойством – какими бы ни были размеры, форма и число граней одного и того же кристалла, все плоские грани пересекаются друг с другом под определенными углами. Углы между соответственными гранями всегда одинаковыми. Кристаллы каменной соли, например, могут иметь форму куба, параллелепипеда, призмы или тела более сложной формы, но всегда их грани пересекаются под прямыми углами.
Второй вид твердого состояния – аморфное состояние. Аморфные вещества не имеют упорядоченной структуры и в отличие от кристаллов не расщепляются с образованием кристаллических граней; как правило не имеют определённой точки плавления.
Некоторые вещества могут находиться в любом из этих двух состояний. Например, если расплавить кристаллический кварц (температура плавления около 1700° С), то при охлаждении он образует плавленый кварц, с другими физическими свойствами, одинаковыми по всем направлениям.
Аморфное состояние — неустойчивое состояние твердых тел, которые стремятся со временем перейти в кристаллическую форму, хотя этот процесс может протекать достаточно долго.
1.2 Формы кристаллов
Кристаллы могут иметь всевозможные формы. В науке о кристаллах — кристаллографии — в зависимости от симметрии расположения атомов выделяют 6 кристаллических групп, которые разделены на 32 класса.
Русский учёный Е.С.Фёдоров установил, что в природе может существовать только 230 различных пространственных групп, охватывающих все возможные кристаллические структуры. Большинство из них обнаружены в природе или созданы искусственно.
Кристаллы могут иметь форму различных призм, основанием которых могут быть правильный треугольник, квадрат, параллелограмм и шестиугольник.
Кристаллические решётки металлов часто имеют форму гранецентрированного (медь, золото) или объёмно-центрированного куба (железо), а также шестигранной призмы (цинк, магний).
Примеры простых кристаллических решёток:
- – простая кубическая; 2 – гранецентрированная кубическая;
3 – объёмно-центрированная кубическая;4 – гексагональная
В основе классификации кристаллов и объяснения их физических свойств может лежать не только форма элементарной ячейки, но и другие виды симметрии, например, поворот вокруг оси.
Осью симметрии называют прямую, при повороте вокруг которой на 360° кристалл несколько раз совмещается сам с собой. Число этих совмещений называют порядком оси.
Существуют кристаллические решётки, обладающие осями симметрии 2-го, 3-го, 4-го и 6-го порядков. Возможна симметрия кристаллической решётки относительно плоскости симметрии, а также комбинация разных видов симметрии.
Большинство кристаллических тел являются поликристаллами, т.к. в обычных условиях вырастить монокристаллы достаточно сложно, этому мешают всевозможные примеси. Современная техника нуждается в кристаллах высокой степени чистоты, поэтому перед наукой встал вопрос о разработке эффективных методов искусственного выращивания монокристаллов различных химических элементов и их соединений.
Выращивание кристаллов — это хобби, приверженцы которого создают собственные клубы и участвуют в соревнованиях. Выращивание кристаллов — это сложный технологический процесс, поэтому, чем дольше ждёшь, тем более впечатляющими будут результаты.
1.3 Способы образования кристаллов
Существует три способа образования кристаллов: кристаллизация из расплава, из раствора и из газовой фазы. Примером кристаллизации из расплава может служить образование льда из воды (ведь вода – это расплавленный лёд), а также образования вулканических пород. Пример кристаллизации из раствора в природе – выпадение сотен миллионов тонн соли из морской воды. При охлаждении газа (или пара) электрические силы притяжения объединяют атомы или молекулы в кристаллическое твёрдое вещество – так образуются снежинки.
Наиболее распространёнными способами искусственного выращивания монокристаллов являются кристаллизация из раствора и из расплава. В первом случае кристаллы растут из насыщенного раствора при медленном испарении растворителя или при медленном понижении температуры.
Если твёрдое вещество нагреть, оно перейдёт в жидкое состояние – расплав. Трудности выращивания монокристаллов из расплавов связаны с высокой температурой плавления. Например, для получения кристалла рубина нужно расплавить порошок оксида алюминия, а для этого его нужно нагреть до температуры 2030 °С.
1.4 Выращивание крупных одиночных кристаллов.
Для того, чтоб кристалл вырос крупным и геометрически ровным, т. е. имел природную форму, необходимо довольно много времени. Обычно кристалл вырастает на 0,1-0,8мм в сутки, что во многом зависит от соли. Т. е. за месяц – полтора можно вырастить довольно крупный кристалл.
Выращивание крупного одиночного кристалла – очень длительный и сложный процесс, требующий терпения и осторожности. Для начала вам потребуется затравка – маленький кристаллик, который и будет центром кристаллизации. Обычно кристаллик, используемый как затравка, представляет собой уменьшенную копию выращиваемого кристалла.
Для того, чтобы получить затравку, используется очень простой метод: готовится максимально концентрированный раствор соли, переливается в стакан с вертикальными стенками и накрывается листком бумаги. Через несколько дней на дне стакана появляются первые кристаллики. Обычно они все имеют разную форму. Именно из них и отбираются те, которые имеют более правильную форму.
Раствор, в который собираются погрузить затравку, желательно приготовить заранее и оставить на пару дней для выпадения первых кристалликов (чтобы быть уверенным, что затравка не растворится). Раствор фильтруют от выпавших кристалликов, переливают в чистый стакан и погружают туда затравку. Стакан накрывают бумагой и оставляют на полке. Уже через неделю можно заметить, что кристалл заметно подрос. Чем дольше он будет оставаться в растворе, тем крупнее он станет.
Раствор со временем испаряется и если верхняя часть кристалла окажется на воздухе, то это может испортить весь кристалл. Для того, чтобы этого не произошло, необходимо добавлять раствор по мере необходимости.
В процессе выращивания кристалла может возникнуть ещё одна проблема: в ходе роста основного кристалла на дне появляются и растут другие, случайно выпавшие кристаллы. Их желательно удалять хотя бы раз в 1-2 недели.
1.5 Выращивание сростков кристаллов (друз).
Это – один из самых быстрых способов выращивания кристаллов. Если выращивание одиночных кристаллов занимает много времени и рассчитано на постепенный, правильный рост кристаллов, то выращивание друзы гораздо легче, потому что оно ориентируется на быстрое, хаотическое выпадение кристаллов.
Для начала потребуется приготовить перенасыщенный раствор соли в горячей воде. После охлаждения раствора в него вносят затравку – подвешенный на ниточке кристаллик. Уже через 5-10 часов можно увидеть большое количество кристалликов на нитке, на затравке, на дне стакана. Раствор оставляют в покое в течение 3-5 дней, затем вынимают нитку с кристаллом, раствор нагревают, добавляют воды и снова делают максимально концентрированным. После охлаждения в него вновь вносят нитку с уже подросшим кристаллом и оставляют на 3-5 дней.
Эту процедуру повторяют до тех пор, пока кристалл не достигнет необходимого размера. Кстати, довольно неплохие результаты получаются, если смешать оба метода: сначала вырастить друзу, а потом погрузить её в раствор для медленной кристаллизации.
Глава 2. Практическое обоснование проблемы.
Изучив методики выращивания кристаллов, я поняла, что самым доступным методом в условиях школьной лаборатории является кристаллизация из насыщенных растворов солей путем их охлаждения. Для опытов я решила взять поваренную соль, медный купорос и глауберову соль.
- Выращивание кристаллов поваренной соли(NaCl)
Одна из особенностей хлорида натрия – его тяга к образованию поликристаллов, поэтому очень редко вырастает один крупный кристалл. Намного чаще выпадает куча мелких бесцветных прозрачных кубической формы кристалликов, нарастающих друг на друга. Такие кристаллы еще более хрупкие, чем монокристаллы, но по-своему очень красивы.
Ход эксперимента: приготовила насыщенный раствор поваренной соли. Для этого в стакан налила 100 мл кипяченной воды, нагрела её до 600С. В горячей воде растворяла поваренную соль до тех пор, пока соль не перестала растворяться в воде. Получила насыщенный раствор, его профильтровала.В стакан с раствором опустила шерстяную нить с узелком на конце. Узелок выполняет роль затравки.
Через сутки по всей длине нити образовались кристаллы соли, но очень мелкие, более крупные кристаллики образовались на узелке. На четвертые сутки кристаллы поваренной соли стали чуть крупнее. На седьмые сутки образовалось огромное количество небольших кристаллов, нарастающих друг на друга. Крупный монокристалл вырастить мне не удалось. 2.2Выращивание кристаллов медного купороса (CuSO4 ͯ 10H2O).
Будут ли расти монокристалл или поликристаллы медного купороса зависит не только от положения затравки в растворе (на дне или на нитке), материала подвеса (леска или нить), но и от температуры раствора и чистоты вещества. При выращивании из горячего раствора растут как правило поликристаллы. Из медного купороса, купленного в магазине удобрений, также чаще растут поликристаллы из-за большого количества примесей в нем.
Ход эксперимента: в горячей кипяченной воде растворяласоль медного купороса до тех пор, пока она не перестала растворяться в воде. Получила насыщенный раствор, его профильтровала. В стакан с раствором медного купороса опустила шерстяную нить с узелком на конце. Узелок выполняет роль затравки.
Поставила стакан с раствором остывать, и уже через несколько часов увидела наросшие на нить кристаллики. Через три дня вынула из раствора обросшую кристалликами шерстяную нить. Через неделю выросли красивые друзы медного купороса ярко-синего цвета, потому что кристаллы я выращивала из горячего раствора.
2.3Выращивание кристаллов сульфата натрия (Na2 SO4 ).
Кристаллы сульфата натрия бесцветные прозрачные. Интересно то, что сульфат натрия сильно подвержен полиморфизму – образованию совершенно разных кристаллических решеток одним и тем же веществом. Так что количество форм его кристаллов довольно большое: снежинки (> 70 — 80̊С), иглы (>40 — 50̊С), шестиугольник и октаэдр (комнатная температура), призмы (
Источник: school-science.ru
Рост кристаллов в искусственных условиях
В искусственных условиях кристаллы выращивают из раствора или из расплава.
Классификация кристаллов
| Выращивание кристаллов из раствора | Выращивание кристаллов из расплава |
 Медный купорос   Поваренная соль  Алюмоаммонийные квасцы |
  Алмаз Сапфир   Берилл Кварц   Гранат Изумруд  Рубин |
Выращивание кристаллов из расплава
Из расплава кристаллы выращивают таким образом. В установке расплав находится в неподвижном тигле, куда опущена затравка с растущим на ней кристаллом. Затравка укреплена на стержне, который непрерывно охлаждают.
По мере того, как кристалл вырастает, его всё время поднимают, вытягивая стержень с затравкой из расплава, так что с расплавом соприкасается не весь кристалл, а только небольшой его слой, именно тот самый, который сейчас растёт. Кристаллы во время роста ещё обычно вращают, чтобы тепло от него отводилось равномерно. В домашних условиях вырастить кристалл из расплава невозможно.
Вырастить кристаллы в домашних условиях можно только из раствора.
II. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ (ВЫРАЩИВАНИЕ КРИСТАЛЛОВ ИЗ РАСТВОРОВ)
Кристаллы выращивают из насыщенных (перенасыщенных) растворов веществ на «затравке». Затравкой или центром кристаллизации может являться кристаллик данного вещества или любой другой центр кристаллизации (волокно). Выращивание кристаллов – это искусство. Поэтому получается не все сразу. Немного настойчивости, упорства, аккуратности, и можно стать обладателем красивых кристаллов.
Исследуем некоторые из свойств кристаллов, такие, как симметрия, рост кристаллов, форма, наличие кристаллической решётки, закон постоянства углов.
II.1. Экспериментальный опыт №1
«Нахождение оптимальной концентрации раствора для роста монокристалла и поликристалла поваренной соли».
Общие сведения наблюдений
| Температура окружающей среды, в которой находится раствор | Объём воды и масса соли в растворе | Получившийся кристалл | |
| 1 стакан | Температура окружающей среды одинакова, она равна 23 °С | V вода = 50 мл m соль = 70 г | В этом стакане кристалл вырос быстрее всех; по виду – поликристалл. |
| 2 стакан | V вода = 50 мл m соль = 50 г | Вырос поликристалл средней формы и размеров. | |
| 3 стакан | V вода = 50 мл m соль = 30 г | Вырос монокристалл, хоть и маленький, но симметричный и правильной формы; он рос медленнее всех. |
Дневник наблюдений
| День | Совершаемое действие | 1 стакан | 2 стакан | 3 стакан |
| 1 день | Приготовление раствора | Приготовили раствор, насыпав в него 70 г вещества | Приготовили раствор, насыпав в него 50 г вещества | Приготовили раствор, насыпав в него 30 г вещества |
| 2 день | Оценка изменений, происходящих в растворе | Образовался осадок на стенках сосуда | Тоже самое произошло и в этом стакане | Около воды небольшой осадок на стенке сосуда |
| 3 день | Приготовление затравки для раствора | Приготовили кристаллики на нитях, опустили в каждый стакан | ||
| 4 день | Появление кристаллов | Тут же образовалась друза | Образовывается друза, но меньше, чем в первом стакане | Образовывается монокристалл |
| 5 день | Сравнение кристаллов | Самый большой кристалл | Чуть меньше, чем в первом стакане | Совсем маленький кристаллик |
| 6 день | Оценка кристаллов | Большой сросток кристаллов – друза, каждый из кристалликов имеет форму куба | Сросток чуть меньше, чем в первом стакане, но кристаллики имеют кубическую форму | Совсем мелкий монокристалл в форме куба |
| 7 день | Сравнение и оценка кристаллов (итог) | В итоге образовалась друза большого размера | Образовалась друза среднего размера, кристаллики которой имеют форму куба | Образовался монокристалл в форме куба |
Вывод: в ходе опыта я выяснила: для того, чтобы вырастить монокристалл поваренной соли, надо 50 мл воды и 30 г соли. Для того, чтобы вырастить красивый поликристалл, надо 50 мл воды и 50г соли.
II.2. Экспериментальный опыт №2
«Нахождение оптимальной температуры окружающей среды для выращивания кристаллов поваренной соли».
Общие сведения наблюдений
| Температура окружающей среды, в которой находится раствор | Объём и температура воды, и масса соли в растворе | Получившийся кристалл | |
| 1 стакан | tокр. ср. = 25 °С | Vвода = 50 мл tвода = 20 °С mсоль = 30 г | Получился небольшой поликристалл |
| 2 стакан | tокр. ср. = 8 °С | Vвода = 50 мл tвода = 8 °С mсоль = 30г | Кристалл вырос чуть-чуть больше |
| 3 стакан | tокр.ср.=27 °С | Vвода = 50 мл tвода = 25 °С mсоль = 30 г | Кристалл вырос самый большой из всех этих трёх |
Дневник наблюдений
Вывод: оптимальная температура окружающей среды для выращивания кристаллов – примерно равна 23°С.
II.3. Экспериментальный опыт №3
«Сравнение кристаллов медного купороса и поваренной соли».
Для того, чтобы вырастить кристалл медного купороса, я поступала следующим образом: к 50мл очень горячей воды добавляла кристаллы медного купороса до получения насыщенного раствора (30 г). Опускала в насыщенный горячий раствор кристаллик на хлопчатобумажной нити (нить с «затравкой») и ставила раствор в теплое место (вода испаряется, и раствор все время является насыщенным).
Общие сведения наблюдений
| Температура окружающей среды, в которой находится раствор | Объём воды и масса соли в растворе | Получившийся кристалл | ||
| Медный купорос | 1 стакан | t= 30°С | Vвода = 50 мл mсоль = 30г | Кристалл получился голубоватого оттенка, симметричен (монокристалл) |
| Поваренная соль | 2 стакан | t= 30°С | Vвода = 50 мл mсоль = 30г | Кристалл получился в форме куба (монокристалл) |
Дневник наблюдений
| День | Совершаемое действие | 1 стакан | 2 стакан |
| 1 день | Приготовление раствора | Приготовили раствор медного купороса | Приготовили раствор поваренной соли |
| 2 день | Оценка изменений | Ничего не произошло | На дне появились мелкие кристаллики |
| 3 день | Приготовление затравки для раствора | Взяли кристаллик медного купороса, завязали его на нити, опустили в раствор | Опустили в раствор нить с затравкой |
| 4 день | Оценка появившихся кристаллов | На нити появились маленькие кристаллики | Появились кристаллики на нити кубической формы |
| 5 день | Сравнение появившихся кристаллов | Появившиеся кристаллы по размерам больше, чем кристаллы поваренной соли, но всё же маленькие | Кристаллики очень малы по размерам |
| 6 день | Оценка кристаллов | Образовался моно кристалл небольшого размера | Образовался монокристалл |
| 7 день | Сравнение и оценка кристаллов (итог) | В итоге на нити образовался монокристалл средних размеров | На нити образовался небольшой монокристалл |
Вывод: у веществ разного химического состава кристаллы имеют разную форму и отличаются по таким свойствам, как симметрия, выращивание, к тому же углы, образованные соответственными гранями, в кристаллах разных веществ будут неравными (по закону постоянства углов). Но есть и сходства, например, оба кристалла имеют кристаллическую решётку.
II.4.Экспериментальный опыт №4
«Сравнение кристаллов морской и поваренной солей».
Общие сведения наблюдений
| Температура окружающей среды, в которой находится раствор | Объём воды и масса соли в растворе | Получившийся кристалл | ||
| Морская соль | 1 стакан | Температура окружающей среды везде одинакова, она равна 23 °С. | Vвода = 50 мл mсоль = 30г | Получился поликристалл, друза (самый маленький). |
| Поваренная соль | Крупная | 2 стакан | Vвода = 50 мл mсоль = 30г | Кристалл вырос самый большой из этих трёх, монокристалл. |
| Мелкая | 3 стакан | Vвода = 50 мл mсоль = 30г | Получился монокристалл поваренной соли (мелкой), чуть меньше предыдущего. |
Дневник наблюдений
| 1 стакан | 2 стакан | 3 стакан | ||
| 1 день | Приготовление раствора | Приготовили раствор морской соли | Приготовили раствор крупной поваренной соли | Приготовили раствор мелкой поваренной соли |
| 2день | Оценка изменений | На дне появляются мелкие кристаллики | На дне появляются мелкие кристаллики | Ничего не происходит |
| 3 день | Приготовление затравки для раствора | Берём один из кристаллов, образовавшихся на дне, каждого стакана, привязываем на ниточки и опускаем в растворы соответствующего вещества – они будут служить затравками | ||
| 4 день | Оценка появившихся кристаллов | Кристаллы не появились | Появляется небольшой кристалл на нити | Появляется очень маленький кристалл на нити |
| 5 день | Сравнение появившихся кристаллов | К затравке присоединились мелкие кристаллики | Образовывается большой кристалл | Появляется маленький кристалл в форме куба |
| 6 день | Оценка кристаллов | Образуется поликристалл | Больше похоже на монокристалл | Образуется мелкий монокристалл |
| 7 день | Сравнение и оценка кристаллов (итог) | В итоге на нити образовался мелкий поликристалл, в форме куба | Образовался большой монокристалл в форме куба | Образовался примерно такой же по размерам монокристалл, как кристалл крупной соли |
Вывод: у веществ одного и того же химического состава форма выращенных кристаллов одинакова, но скорость выращивания кристаллов этих веществ абсолютно разная.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
При выполнении этой работы я выяснила, что мир кристаллов красив и разнообразен. Каждый его «представитель» уникален по своим свойствам, размерам и особенностям строения. Кроме того, что кристаллы красивы, они играют важную роль в жизни человека.
В ходе работы я исследовала очень интересное свойство кристаллов – их рост в искусственной среде. Оказывается, кристаллы можно вырастить дома, без каких- либо усилий. Для быстрого выращивания нужны оптимальные условия. Например, чтобы вырастить кристалл поваренной соли (за короткий срок), нужно поставить стакан с раствором в тёплое место, но раствор приготовить оптимальной концентрации – 50 мл воды и 30-50 г 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.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. «Физика. Строение вещества». А. Е. Гуревич. 2001 год.
2. «Факультативный курс физики». А. В. Пёрышкин. 1976 год.
3. Энциклопедия «Аванта +» Физика. 2003 год.
4. Универсальная школьная энциклопедия для детей «Аванта +». 2004 год.
6. www. yandex. ru
7. Энциклопедия «Аванта +» Химия. 2004 год.
8. Большая энциклопедия «Кирилла и Мефодия». 2006 год.
9. «Хочу всё знать. Занимательная химия». И.А.Леенсон.1 996 год.
10. «Химия для всех». Г. Б. Шульпин. 1987 год.
Источник: infopedia.su