Презентация «Как образуются кристаллы?» онлайн бесплатно на сайте электронных школьных учебников school-textbook.com
1 слайд Как образуются кристаллы? Иванова Елена, Пригарин Женя.
2 слайд Цель: узнать о кристаллах и вырастить их в домашних условиях. Задачи: 1). Изучив соответствующую литературу о кристаллах, выяснить, каковы их свойства, узнать, как образуются кристаллы – эти удивительные произведения природы; 2). Изучить методику выращивания кристаллов в домашних условиях; 3). Провести опыты по выращиванию кристаллов в различных условиях; 4).
Учимся выращивать красивые кристаллы из солей! (химия)
Обобщить результаты опытов и сделать выводы о выращивании кристаллов в различных условиях. Гипотеза: предположим, что кристаллы растут , как дети.
3 слайд Почему мы выбрали данную тему? Нас заинтересовала эта тема, мы сразу решили, что будем изучать кристаллы. Особенно нас заинтересовал тот факт, что можно кристаллы вырастить в домашних условиях. Сначала мы даже не поверили в это.
Стали проводить опыты и, действительно, мы на собственных опытах убедились в утончённости и правильности форм кристаллов, а так же в том, что кристаллы можно вырастить в домашних условиях. Это занятие было очень интересным и увлекательным!
4 слайд Вид кристаллов Кристаллы… Многие думают, что это красивые, редко встречающиеся камни. Они бывают разных цветов, в большинстве своём прозрачны и, что самое замечательное, обладают красивой, правильной формой. Обычно кристаллы представляют собой многогранники, стороны (грани) их идеально плоские, рёбра- строго прямые. Они радуют глаз чудесной игрой света в гранях, удивительной правильностью строения.
5 слайд Форма кристаллов. У каждого кристаллика множество граней разной формы. Кристаллы окружают нас повсюду. Твёрдые тела, из которых мы употребляем в быту, — почти все они относятся к кристаллам. Почему же мы этого обычно не замечаем?
Дело в том, что мы редко находим в природе тела в виде отдельных одиночных кристаллов. Чаще всего вещество встречается в виде прочно сцепившихся мельчайших кристаллических зернышек. Каждое из этих зернышек меньше тысячной доли миллиметра. Такую структуру можно увидеть лишь в микроскоп. Итак, изучать кристаллы – это значит изучать почти все окружающие нас тела.
6 слайд Знакомые с детства кристаллы. Есть кристаллы скромные, например кристаллы каменной соли — природного хлористого натрия, т.е. обычной поваренной соли. Они встречаются в природе в виде прямоугольных параллелепипедов или кубиков.
7 слайд План работы: Поисково — теоретический этап, включающий поиск литературы о кристаллах, её изучение, знакомство с методиками выращивания кристаллов, выбор методики по выращиванию кристаллов в домашних условиях. Опытно-экспериментальный этап, включающий в себя проведение опытов по выращиванию кристаллов, фотографирование кристаллов на разных стадиях их роста. Заключительный этап, получение результатов и их осмысление, формулирование выводов по работе.
8 слайд Форма кристаллов. Формы кристаллов разных веществ разные. Кубики кристаллов каменной соли нельзя спутать со «столбиками» берилла или с «табличками» медного купороса; от шестигранных призм «карандашиков» кварца можно отличить восьмигранные кристаллы алмаза.
Но не всегда кристалл попадает к нам в руки в его естественной многогранной форме, потому что не всегда кристалл вырастает многогранником. Это удаётся лишь при благоприятных условиях, когда ничто не мешает ему при росте. Соль Берилл Медный купорос Алмаз Кварц.
9 слайд Разные кристаллы. Соль Горный хрусталь. Медный купорос Коррозия металла
13 слайд Как растут кристаллы? Если сравнить рост кристаллов с постепенным ростом какого-нибудь сооружения из кирпичей то, оказывается, в кристалле сначала достраивается ряд, потом вся плоскость и только потом начинается укладка новой плоскости. Кристалл растёт слоями: пока один слой не достроен, следующий строиться не начинает.
Интересно, что если спилить углы у кристалла, то он «залечит свои раны» и снова примет свойственную данному веществу форму. Правда, абсолютно правильная форма кристалла представляет собой идеальный случай. В природных условиях такая форма обычно искажается (нарушается) из-за примесей и соседства других кристаллов.
14 слайд Выращивание кристаллов в домашних условиях. Способы выращивания кристаллов Существуют три метода получения искусственных кристаллов: кристаллизация из паров, кристаллизация из раствора и кристаллизация из расплава. В домашних условиях наиболее подходящим способом является выращивание кристаллов из водных растворов.
Мы брали насыщенный раствор поваренной соли при высокой температуре. Раствор ставили остывать, кинув туда два кристалла соли. Чтобы получить более крупные кристаллы, необходимо было по остывании раствора извлекать на фильтр осадок излишка соли, выбирать там самые крупные. Простейшая установка, которой мы воспользовались в своих опытах, состояла из стеклянного сосуда, крышки, раствора и исходного кристаллика (зародыша) крупные кристаллы, а остальные снова растворяли в растворе при кипячении. Эту операцию повторяли несколько раз.
16 слайд Опыт 2 Налили в чашку небольшое количество насыщенного раствора поваренной соли. Через двое суток жидкость полностью испарилась, а на дне и стенках чашки образовались кристаллы соли. Они имели правильную форму кубиков.
17 слайд Опыт 3. Налили в чашку насыщенный раствор соли и в чашку опустили нить. Через три дня на нити появились маленькие кристаллики Ежедневно, убирая с нити маленькие наросты, мы оставляли более крупные кристаллы. Этот способ позволил нам получить более крупные кристаллы .
18 слайд Влияние температуры на рост кристаллов. Мы решили выяснить, влияет ли на рост кристаллов внешняя температура, а также начальная температура раствора. Мы брали два стакана с насыщенным раствором соли, в одном был раствор с температурой 20 ºС, а в другом – раствор, начальная температура которого была 80 ºС .Стаканы мы поставили в холодное место (температура 12-15 ºС).
Два других сосуда (чашки) с растворами при тех же начальных температурах мы поставили в тёплое место (23 -25 ºС). Через несколько дней сравнили результаты опытов. Оказалось, что в холодном месте кристаллов, выращенных из горячего раствора, было больше по объёму, хотя количество жидкости под кристаллами было почти одинаковым.
То есть кристаллы здесь росли быстрее, и плотность кристаллов в этом сосуде была меньшей. Мы думаем, что это связано с тем, что в горячем растворе молекулы движутся быстрее, размах их колебаний больше, а значит, они прирастают друг к другу на больших расстояниях, отсюда и меньше плотность. В тёплом же помещении практически никакой разницы в росте кристаллов мы не обнаружили.
19 слайд Влияние температуры на рост кристаллов. 80 ºС 23 -25 ºС.
20 слайд Послание из кристаллов (опыт) В одной из книг нас заинтересовал опыт, в котором предлагалось написать записку, применив вместо чернил кристаллы соли. Мы решили проделать и такой опыт. В четверть стакана налили воды и насыпали три чайных ложки соли, затем хорошо перемешали.. Нагрели духовку. На листе цветной бумаги нарисовали кисточкой, обмакнув её в раствор, простые изображения, затем включили духовку и положили в неё лист с «посланием». Через несколько минут появились видимые рисунки
Источник: prezentaziya.ru
Кристаллы-деревья
На фото — не отпечатки древних растений, а кристаллы пиролюзита в зольнхофенском известняке (масштабная шкала внизу фото дана в миллиметрах). Такие формы кристаллов из-за их сходства с настоящими деревьями называются дендритами, от греческого δένδρον — «дерево». Иногда их и правда принимают за отпечатки растений.
Пиролюзит MnO2 чаще всего встречается в виде скрытокристаллических агрегатов (то есть таких, в которых кристаллы неразличимы глазом), напоминающих почки, сажу или землю — такие формы выделений так и называются: почковидные, сажистые или землистые. Этот черный минерал с металлическим блеском образует осадочные месторождения марганца и имеет промышленное значение. В месторождениях он встречается вместе с другими марганцевыми и железистыми оксидами и гидроксидами — гаусманитом, манганитом, браунитом, псиломеланом, лимонитом.
Различные формы пиролюзита: a — тонкоигольчатые кристаллы, b — скрытокристаллическая почковидная форма. Фото с сайта mindat.org
В виде дендритов пиролюзит встречается нечасто: для их образования нужны специфические условия. Дендритные формы кристаллов являются разновидностью скелетных кристаллов (см. картинку дня Скелетная шпинель), которые расщепились в процессе роста на отдельные ветви.
Расщепление происходит, как правило, в стесненных условиях и/или при неравномерном процессе кристаллизации — например, при резком падении температуры раствора или когда питающий раствор негомогенный. Рост кристалла начинается с зародыша — центра кристаллизации.
Если параметры раствора (температура, давление, концентрация соединений) со временем не меняются или меняются слабо, то будет образовываться кристалл правильной формы. Однако если один или несколько параметров меняются быстро, образование зародышей тоже будет происходить быстрее, и они будут слипаться между собой. Поступление вещества (диффузия) к растущим зародышам становится еще более неравномерным, и, как следствие, образуются характерные ветвящиеся формы. Направление роста «веточек» происходит в сторону наиболее интенсивного массопереноса — то есть по направлению поступления питающего раствора. Сам процесс образования дендрита принято называть дендритовым ростом.
Дендриты пиролюзита (черного цвета) в зольнхофенском известняке. Фото с сайта commons.wikimedia.org. О других находках в зольнхофенском известняке см. новость Птерозавры-рамфоринхи охотились на головоногих моллюсков юрского периода и картинку дня Загадочные тилакоцефалы с большими глазами
Дендриты бывают двухмерными и трехмерными. Двухмерные дендриты вырастают на поверхности тонких трещин горных пород. Трехмерные дендриты растут в открытых пустотах горных пород. Так, рост кристаллов пиролюзита с главного фото происходил в трещине известняка, по которой проходил раствор, обогащенный марганцем.
Двухмерные (a, b, c) и трехмерные (d, e, f) дендриты. a — дендриты гётита в слое агата; b — дендриты гидроксидов железа в кварце, развивающиеся внутри трещины; c — дендриты окислов марганца в халцедоне; d — самородное золото; e — дендрит самородной меди; f — дендрит самородной меди из трещины в медистом кварците, покрыт тонкой корочкой малахита и атакамита. Фото a–d, f — c сайта mindraw.web.ru, e — с сайта museum.ru
Дендриты образуются не только в природе, но и в литейном производстве. Размер дендритных кристаллов является важным фактором, определяющим свойства литых сплавов. Например, если расплав охлаждать медленно, то и новые дендриты будут образовываться медленно, и в итоге они будут крупнее. И наоборот, если охлаждение будет быстрым, количество дендритов будет больше, а их итоговый размер меньше. Чем мельче дендриты, тем лучше механические и технологические свойства у готовой продукции, но полностью избавиться от дендритов сложно.
Первым обратил внимание на дендриты в сталях российский ученый Дмитрий Константинович Чернов. Он всесторонне исследовал систему железо–углерод и заложил основы металлографии. В честь него был назван один из самых крупных металлических дендритов, обнаруженных при выплавке металла, — кристалл Чернова: его высота 39 см, а масса — 3,45 кг.
Ввиду того, что дендриты напрямую влияют на свойства получаемых сплавов, изучение дендритного роста важно для промышленности. В 1990-х годах НАСА провел эксперимент по изучению роста дендритов в невесомости.
В земных условиях, из-за наличия гравитации, в растворе или расплаве возникают участки с неравномерной концентрацией элементов и, как следствие, с неравномерной диффузией вещества к растущим граням. То есть дендриты растут в неоднородной среде.
Чтобы избежать влияния гравитации, сотрудники НАСА спроектировали прибор с дистанционным управлением, позволяющий контролировать ход эксперимента с Земли (при этом сам аппарат находился на орбите). В качестве модельных веществ в первых двух экспериментах выступал динитрил янтарной кислоты, в третьем — пивалиновая кислота (см. Pivalic acid). Динитрил янтарной кислоты использовался в качестве аналога черных металлов (железа и сплавов на его основе, марганца, хрома, ванадия), пивалиновая кислота — аналога цветных металлов (меди, свинца, олова, алюминия, титана и других). Благодаря эксперименту была получена информация о формах вершин дендритных кристаллов и влиянии условий охлаждения на их рост, что важно для теории роста кристаллов.
Однако с дендритным ростом исследователи столкнулись гораздо раньше. Соединения, способные кристаллизоваться в виде «деревьев», были известны еще средневековым алхимикам. Наиболее известны Дерево Дианы (см. Diana’s Tree) и Дерево Сатурна.
В первоначальных рецептах слабую азотную кислоту смешивали с ртутью, серебром (Дерево Дианы) или свинцом (Дерево Сатурна; Сатурн — алхимическое название свинца). В получившемся растворе происходила кристаллизация амальгамы в форме дерева. Такие «деревья» настолько впечатляли средневековых алхимиков, что они верили в существование «живых» кристаллов.
Рост кристаллов происходит на затравке из амальгамы серебра и ртути. В качестве раствора — азотная кислота с растворенными в ней ртутью и серебром
Опыты с деревьями не потеряли своей актуальности до сих пор. Проводились, например, эксперименты с медью и водным раствором нитрата серебра: растворы смешивали и фиксировали процесс роста в них дендритов. Такая постановка эксперимента во многом напоминает опыты, которые ставили средневековые алхимики.
Дерево Дианы. Кристаллизация амальгамы серебра в воде. Фото с сайта pinterest.ru
Но, наверное, самая распространенная форма дендритов — это кристаллы льда на оконных стеклах. Появление дендритов льда напрямую зависит от условий охлаждения. В интервале температур от 0 до минус 6°C на поверхности оконного стекла отлагается однородный слой непрозрачного, рыхлого льда, и дендриты не образуются. Но если охлаждение поверхности стекла начинается при положительной температуре и высокой относительной влажности, то на его поверхности вначале отлагается пленка воды, которая уже при понижении температуры кристаллизуется в виде дендритов.
В качестве центров кристаллизации выступают дефекты поверхности стекла — микроскопические царапины, сколы, трещины. При этом форма дендритов в верхней и в нижней части стекла отличается: внизу, где под действием силы тяжести скапливается больше воды, дендриты, как правило, больше. В верхней части стекла, где пленка воды меньше, дендриты, соответственно, тоньше.
Фото с сайта en.wikipedia.org, масштабная шкала дана в миллиметрах.
Александр Марфин
Источник: elementy.ru
Презентация по химии на тему «Как образуются кристаллы?» скачать бесплатно
<>
Презентация по слайдам
Текст слайда: Как образуются кристаллы? Иванова Елена, Пригарин Женя.
Текст слайда: Цель: узнать о кристаллах и вырастить их в домашних условиях. Задачи: 1). Изучив соответствующую литературу о кристаллах, выяснить, каковы их свойства, узнать, как образуются кристаллы – эти удивительные произведения природы; 2). Изучить методику выращивания кристаллов в домашних условиях; 3). Провести опыты по выращиванию кристаллов в различных условиях; 4).
Обобщить результаты опытов и сделать выводы о выращивании кристаллов в различных условиях. Гипотеза: предположим, что кристаллы растут , как дети.
Текст слайда: Почему мы выбрали данную тему? Нас заинтересовала эта тема, мы сразу решили, что будем изучать кристаллы. Особенно нас заинтересовал тот факт, что можно кристаллы вырастить в домашних условиях. Сначала мы даже не поверили в это.
Стали проводить опыты и, действительно, мы на собственных опытах убедились в утончённости и правильности форм кристаллов, а так же в том, что кристаллы можно вырастить в домашних условиях. Это занятие было очень интересным и увлекательным!
Текст слайда: Вид кристаллов Кристаллы… Многие думают, что это красивые, редко встречающиеся камни. Они бывают разных цветов, в большинстве своём прозрачны и, что самое замечательное, обладают красивой, правильной формой. Обычно кристаллы представляют собой многогранники, стороны (грани) их идеально плоские, рёбра- строго прямые. Они радуют глаз чудесной игрой света в гранях, удивительной правильностью строения.
Текст слайда: Форма кристаллов. У каждого кристаллика множество граней разной формы. Кристаллы окружают нас повсюду. Твёрдые тела, из которых мы употребляем в быту, — почти все они относятся к кристаллам. Почему же мы этого обычно не замечаем? Дело в том, что мы редко находим в природе тела в виде отдельных одиночных кристаллов.
Чаще всего вещество встречается в виде прочно сцепившихся мельчайших кристаллических зернышек. Каждое из этих зернышек меньше тысячной доли миллиметра. Такую структуру можно увидеть лишь в микроскоп. Итак, изучать кристаллы – это значит изучать почти все окружающие нас тела.
Текст слайда: Знакомые с детства кристаллы. Есть кристаллы скромные, например кристаллы каменной соли — природного хлористого натрия, т.е. обычной поваренной соли. Они встречаются в природе в виде прямоугольных параллелепипедов или кубиков.
Текст слайда: План работы: Поисково — теоретический этап, включающий поиск литературы о кристаллах, её изучение, знакомство с методиками выращивания кристаллов, выбор методики по выращиванию кристаллов в домашних условиях. Опытно-экспериментальный этап, включающий в себя проведение опытов по выращиванию кристаллов, фотографирование кристаллов на разных стадиях их роста. Заключительный этап, получение результатов и их осмысление, формулирование выводов по работе.
Текст слайда: Форма кристаллов. Формы кристаллов разных веществ разные. Кубики кристаллов каменной соли нельзя спутать со «столбиками» берилла или с «табличками» медного купороса; от шестигранных призм «карандашиков» кварца можно отличить восьмигранные кристаллы алмаза.
Но не всегда кристалл попадает к нам в руки в его естественной многогранной форме, потому что не всегда кристалл вырастает многогранником. Это удаётся лишь при благоприятных условиях, когда ничто не мешает ему при росте. Соль Берилл Медный купорос Алмаз Кварц.
Текст слайда: Разные кристаллы. Соль Горный хрусталь. Медный купорос Коррозия металла
Текст слайда: Как растут кристаллы? Если сравнить рост кристаллов с постепенным ростом какого-нибудь сооружения из кирпичей то, оказывается, в кристалле сначала достраивается ряд, потом вся плоскость и только потом начинается укладка новой плоскости. Кристалл растёт слоями: пока один слой не достроен, следующий строиться не начинает.
Интересно, что если спилить углы у кристалла, то он «залечит свои раны» и снова примет свойственную данному веществу форму. Правда, абсолютно правильная форма кристалла представляет собой идеальный случай. В природных условиях такая форма обычно искажается (нарушается) из-за примесей и соседства других кристаллов.
Текст слайда: Выращивание кристаллов в домашних условиях. Способы выращивания кристаллов Существуют три метода получения искусственных кристаллов: кристаллизация из паров, кристаллизация из раствора и кристаллизация из расплава. В домашних условиях наиболее подходящим способом является выращивание кристаллов из водных растворов.
Мы брали насыщенный раствор поваренной соли при высокой температуре. Раствор ставили остывать, кинув туда два кристалла соли. Чтобы получить более крупные кристаллы, необходимо было по остывании раствора извлекать на фильтр осадок излишка соли, выбирать там самые крупные. Простейшая установка, которой мы воспользовались в своих опытах, состояла из стеклянного сосуда, крышки, раствора и исходного кристаллика (зародыша) крупные кристаллы, а остальные снова растворяли в растворе при кипячении. Эту операцию повторяли несколько раз.
Текст слайда: Опыт 2 Налили в чашку небольшое количество насыщенного раствора поваренной соли. Через двое суток жидкость полностью испарилась, а на дне и стенках чашки образовались кристаллы соли. Они имели правильную форму кубиков.
Текст слайда: Опыт 3. Налили в чашку насыщенный раствор соли и в чашку опустили нить. Через три дня на нити появились маленькие кристаллики Ежедневно, убирая с нити маленькие наросты, мы оставляли более крупные кристаллы. Этот способ позволил нам получить более крупные кристаллы .
Текст слайда: Влияние температуры на рост кристаллов. Мы решили выяснить, влияет ли на рост кристаллов внешняя температура, а также начальная температура раствора. Мы брали два стакана с насыщенным раствором соли, в одном был раствор с температурой 20 ºС, а в другом – раствор, начальная температура которого была 80 ºС .Стаканы мы поставили в холодное место (температура 12-15 ºС).
Два других сосуда (чашки) с растворами при тех же начальных температурах мы поставили в тёплое место (23 -25 ºС). Через несколько дней сравнили результаты опытов. Оказалось, что в холодном месте кристаллов, выращенных из горячего раствора, было больше по объёму, хотя количество жидкости под кристаллами было почти одинаковым.
То есть кристаллы здесь росли быстрее, и плотность кристаллов в этом сосуде была меньшей. Мы думаем, что это связано с тем, что в горячем растворе молекулы движутся быстрее, размах их колебаний больше, а значит, они прирастают друг к другу на больших расстояниях, отсюда и меньше плотность. В тёплом же помещении практически никакой разницы в росте кристаллов мы не обнаружили.
Текст слайда: Влияние температуры на рост кристаллов. 80 ºС 23 -25 ºС.
Текст слайда: Послание из кристаллов (опыт) В одной из книг нас заинтересовал опыт, в котором предлагалось написать записку, применив вместо чернил кристаллы соли. Мы решили проделать и такой опыт. В четверть стакана налили воды и насыпали три чайных ложки соли, затем хорошо перемешали.. Нагрели духовку. На листе цветной бумаги нарисовали кисточкой, обмакнув её в раствор, простые изображения, затем включили духовку и положили в неё лист с «посланием». Через несколько минут появились видимые рисунки
Текст слайда: Опыт: послание из кристаллов.
Текст слайда: Опыт 5: Как получить цветные кристаллы? Мы смешивали гуашь красную с солью и проделывали опыт по образованию кристаллов – они получились белые. Мы смешивали сок свеклы – тоже поучили белые кристаллы. Мы смешивали кристаллики марганца с солью и получили розовые кристаллы. Вывод: цветной кристалл получиться только, если соединить его с другим цветным кристаллом.
Текст слайда: Разные кристаллы. Кристаллы серебра Кристаллы раствора соли.
Текст слайда: Минералы.
Текст слайда: Кристаллы в пещере.
Текст слайда: Камни.
Текст слайда: Кристаллы для дизайнеров.
Текст слайда: Кристаллы для ювелиров.
Текст слайда: Кристаллы для ювелиров.
Текст слайда: Вывод. Главную цель своей работы мы достигли: мы научились выращивать кристаллы в домашних условиях. При проведении экспериментов мы учились наблюдать за ростом кристаллов, анализировать полученные результаты, осмысливать их. Работа нас очень увлекла. Нам хотелось сделать ещё и другие опыты, но некоторые компоненты для этих опытов мы не могли найти.
Трудности при постановке опытов возникали из-за того, что мы не могли поддерживать строго одну и ту же температуру окружающей среды, то есть не могли обеспечить чистоту эксперимента. Кроме этого нам ещё не хватает знаний по данной теме, чтобы объяснить некоторые наблюдаемые явления. Мы собираемся продолжить работу по выращиванию кристаллов, хотим вырастить кристаллы медного купороса. Причём, надеемся вырастить достаточно крупные монокристаллы.
Источник: globuss24.ru