Презентация "Выращивание кристаллов медного купороса и определение их плотности" 7 класс


Подписи к слайдам:
Название научной работы: Выращивание кристаллов.

Выращивание кристаллов медного купороса и определение их плотности

  • Выращивание кристаллов медного купороса и определение их плотности
  • (Исследовательская работа)
  • Бельзер Вячеслав
  • (ученик 7 А класса)
  • Киселев Роман
  • (ученик 7 А класса)
  • Научный руководитель
  • учитель физики
  • Н. А. Тычкова

  • Чтобы ответить на вопрос: «Что же такое кристалл?» мы решили вырастить кристаллы медного купороса, для последующего изучения их физических свойств.

Цель работы:

  • определить особенности роста кристаллов медного купороса и рассчитать их плотность.
  • Задачи:
  • провести анализ научно – популярной литературы по теме исследования;
  • вырастить кристаллы медного купороса в лабораторных условиях;
  • выявить изменения, происходящие с кристаллами при одинаковых условиях выращивания в зависимости от различной концентрации раствора;
  • определить плотность кристаллов медного купороса;

Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования:

    • теоретический анализ проблемы;
    • практические: выполнение работ по выращиванию кристаллов медного купороса; определение плотности кристаллов.
    • Базой исследования являлась: лаборатория кабинета физики МОУ СОШ № 91.

Глава I. Теоретические сведения о медном купоросе

  • 1.1. Что такое кристаллы
  • 1.2. Образование и рост кристаллов
  • 1.3. Методы выращивания кристаллов
  • 1.4. Кристаллизация из растворов
  • 1.5. Медный купорос и его применение

Медный купорос и его применение

  • Медный купорос - это бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде. Одно из свойств медного купороса – это способность поглощать воду даже из влажного воздуха. При этом бесцветные кристаллы окрашиваются в голубой цвет.
  • Медный купорос служит для покрытия медью металлов и окраски золота.
  • Безводный сульфат меди можно использовать как индикатор влажности, с его помощью в лаборатории проводят осушку этанола и некоторых других веществ.
  • Наибольшее количество непосредственно применяемого медного купороса расходуется на борьбу с вредителями в сельском хозяйстве, от грибковых заболеваний и виноградной тли, а также для протравливания хлебных зерен и других семян перед посевом - для уничтожения плесневого грибка, т. к. купорос ядовит, особенно для низших организмов.
  • Для консервирования древесины, чтобы она не подвергалась гниению.
  • Как удобрение для подкормки растений.
  • В медицине медный купорос употребляется во многих случаях как внутреннее и наружное средство.

Глава II. Собственные исследования

  • Используемое оборудование и реактивы для выращивания кристаллов
  • В работе использовалось оборудование: химические стаканы, стеклянные палочки, деревянные палочки, х/б нить, фильтровальная бумага, стеклянная воронка.
  • Реактивы: сульфат меди CuSO4 ∙ 5H2O (медный купорос); вода Н2О (кипяченная)

Опытно - экспериментальная часть

  • Избыток медного купороса поместили в химический стакан и залили горячей водой (60-70С), тщательно перемешивая. На дне стакана осталась нерастворившаяся соль.
  • Отделили раствор от не растворившейся соли и профильтровали его через фильтровальную бумагу.
  • Охладили отфильтрованный раствор до комнатной температуры (20С). Разлили в три стакана. Привязали затравочный кристаллик медного купороса к хлопчатобумажной нити. Прикрепили нить с кристалликом на деревянную палочку и погрузили кристаллик в охлажденный перенасыщенный раствор соли.

  • Один стакан с раствором поставили в шкаф при постоянной температуре (20 С), другой поместили на подоконник, третий установили возле батареи отопления(30-35С).
  • При выращивании кристаллов поддерживали постоянную температуру и насыщение раствора. Испарение раствора быстро происходило при повышенной температуре, поэтому приходилось доливать раствор.
  • Процесс кристаллизации происходил ровно, При температуре 20 С на нити образовалось три кристалла, а на дне мелкие сросшиеся кристаллики. При температуре 30-35С кристалл рос неправильной формы, вокруг него образовалось много мелких кристалликов, на дне стакана образовалось много сросшихся кристаллов, происходило быстрое испарение раствора.

  • В случае, когда в трех стаканах была налита жидкость разной концентрации, происходило следующее: при пересыщенном растворе кристаллов на нити было 5, на дне и на стенках стакана образовались мелкие кристаллики. Во втором стакане – раствор не насыщенный – кристалл не рос. В третьем стакане при малой концентрации раствора – «затравка» растворилась через час.
  • В конце эксперименты выбрали кристаллы для определения их плотности.

.

  • 1. Определение массы кристаллов:
  • Для определения массы кристаллов медного купороса использовались ученические весы с набором гирь.
  • 2. Определение объёма кристаллов:
  • Так как кристалл представляет собой прямоугольный параллелепипед, то его объём определяется по формуле: V = a∙b∙h, где а - длина кристалла, b - ширина кристалла, h - толщина кристалла. Измерения были проведены при помощи штангенциркуля с ценой деления 0,05 мм. Результаты измерений представлены в таблице №1.

  • 3. Определение плотности кристалла:
  • Для определения плотности исследуемых
  • кристаллов использовали формулу:

  • 4. Определение погрешностей вычислений:
  • - относительная погрешность массы
  • - относительная
  • погрешность объема
  • - относительная погрешность
  • плотности
  • ξ( ) = ξ(m) + ξ(V)

Масса, объем, плотность медного купороса с учетом погрешностей Таблица 1.

  • № опыта
  • m
  • масса (г)
  • a
  • длина
  • (см)
  • b
  • ширина
  • (см)
  • h
  • толщина
  • (см)
  • V
  • объем
  • (см3)
  • ρ
  • плотность
  • исследуемого
  • кристалла
  • (г/см3)
  • ξ (m)
  • %
  • ξ (V)
  • %
  • ξ(ρ)
  • %
  • Δρ
  • (г/см3)
  • ρ Δρ
  • плотность
  • (г/см3)
  • 1.
  • 0.75
  • 1,12
  • 0.9
  • 0.31
  • 0.31248
  • 2,400
  • 1,3
  • 2,59
  • 3,89
  • 0.093
  • 2.400 + 0.093
  • 2.
  • 1.30
  • 1,28
  • 1.1
  • 0.4
  • 0.5632
  • 2.308
  • 0,77
  • 2.09
  • 2,86
  • 0.065
  • 2.308 + 0.065
  • 3.
  • 0.85
  • 1.4
  • 0.81
  • 0.35
  • 0,3969
  • 2,142
  • 1,17
  • 2,42
  • 3.59
  • 0.077
  • 2,142 + 0,077
  • 4.
  • 1.32
  • 1,1
  • 0,75
  • 0,7
  • 0,5775
  • 2,286
  • 0.75
  • 1.82
  • 4.16
  • 0.095
  • 2,286 +0.095
  • 5.
  • 1,00
  • 1.2
  • 0,71
  • 0,52
  • 0,4430
  • 2,257
  • 1,0
  • 2,08
  • 3,08
  • 0,07
  • 2,257 + 0.07

Заключение

  • В результате проведённых исследований мы выяснили, что выдвинутая нами гипотеза полностью подтверждается: нам удалось вырастить кристаллы медного купороса и определить их плотность. Причём результаты наших измерений практически совпадают с табличными данными.
  • В ходе наблюдений за ростом кристаллов мы выяснили, Их рост зависит от условий выращивания: от температуры окружающей среды и концентрации раствора.
  • Замечено, что верхняя грань кристалла вырастает меньше нижней. Это можно объяснить тем, что насыщенный раствор (более тяжелый) опускается в низ, а менее насыщенный после выпадения из него вещества на кристалл поднимается вверх. Для получения правильного по форме кристалла необходимо постоянное перемешивание раствора.

Рекомендации:

  • Медный купорос является ядовитым веществом. Поэтому, работая с ним, необходимо исключить попадание данного вещества на руки. Готовить растворы лучше всего в резиновых перчатках.
  • Для приготовления раствора использовать кипяченную или дисцелированную воду.
  • Использовать свежеприготовленные, насыщенные растворы.
  • Обязательно фильтровать раствор.
  • Чтобы получить монокристалл необходимо удалять образовавшиеся сросшиеся мелкие кристаллы.
  • Полученные кристаллы тщательно покрывать бесцветным лаком против выветривания.
  • Продолжить работу по выращиванию и исследованию кристаллов других солей.

Литература

    • Банн Ч. Кристаллы. Их роль в природе и науке. – М.: Мир, 1969г.;
    • Блудов М.И. Беседы по физике // Книга для учащихся старших классов средней школы. – М.: Просвещение, 1992г.;
    • Квант: научно-популярный физико-математический журнал. М.: Наука. 1974 г.
    • Кристаллы. Рост. Структура. Свойства.- М.: «Наука», 1993г.;
    • Ландау Л.Д., Китайгородский А.И. Физика для всех, Книга 2. Молекулы.- М.:1978г.;
    • Пёрышкин А.В., Каменецкий С.Е., Факультативный курс физики. - М.: «Просвещение»,1976г.;
    • http://www.kristallikov.net/page6.html