Проект "Магия кристаллов" 2 класс
1
Состав проектной группы
№
п/п
Фамилия, имя
Класс
1
Арестова Мария
2а
2
Аюпов Ислам
2а
3
Елизаров Даниил
2а
4
Зубенко Полина
2а
5
Иванова Диана
2а
6
Сорокина Галина
2а
7
Фомина Анжелика
2а
8
Щербаков Денис
2а
2
Содержание
Введение……………………………………………………………………. 3 - 4
Теоретическая часть……………………………………………………….5 – 8
Из истории……………………………………………………………………5 - 6
Что такое кристаллы?......................................................................................7
Разнообразие кристаллов ……………………………………………………7
Применение кристаллов……………………………………………………..8
Способы выращивания кристаллов в домашних условиях………………..8
Практическая часть………………………………………………………..9 - 15
Выращивание кристаллов медного купороса……………………………...9 - 10
Выращивание кристаллов поваренной и морской соли…………………..10 - 11
Выращивание кристалла селитры………………………………………….11
Выращивание кристаллов питьевой соды…………………………………12
Выращивание кристаллов сахара……………………………………..........12
Выращивание кристаллов фосфата аммония и квасцов из набора
«Огромный кристалл»………………………………………………………12 – 13
Розы, украшенные кристаллами…………………………………………….14 – 15
Заключение………………………………………………………………….16
Литература………………………………………………………………….17
Приложение
3
Введение
Кристаллы - удивительное и непредсказуемое явление природы. Размеры, цвета и формы
кристаллов иногда просто поражают своей необычностью. Кажется, что кристаллы - редкое
явление, но на самом деле мы встречаем их везде на протяжении всей своей жизни. Это и
снежинки зимой, и драгоценные камни в ювелирных изделиях, и корунд на наждачной шкурке, и
даже алмазное напыление некоторых напильников. Мы строим дома из кристаллов, также едим
кристаллы, лечимся ими, но, что самое главное – мы сами частично состоим из кристаллов. Соль,
сахар, снег, лед, глина и песок, сотни других веществ – все это не что иное, как кристаллы.
В начале года на уроке окружающего мира мы изучали свойство воды – растворимость. В
одном из стаканов мы растворили поваренную соль. После урока стакан оставили на подоконнике
и забыли про него. Через несколько дней мы с удивлением заметили, что на стенках стакана
появился белый налет. Нам стало интересно, как так получилось, ведь вода в стакане после
растворения соли была прозрачная. Оказалось, как сказала Людмила Евгеньевна, начался процесс
кристаллизации. А так как мы дети очень любознательные, нам нравится узнавать все новое и
интересное, экспериментировать, наблюдать, стало еще интересней и появилось много вопросов:
- Что такое кристаллизация?
- Как происходит процесс?
- Что такое кристалл?
- Где встречаются кристаллы?
- Как выглядят?
- Какие бывают?
- Можно ли вырастить кристаллы самим?
- А, если да, то из чего?
Мы решили сами ответить на эти вопросы. Вот так и появился наш проект.
Тема проекта «Магия кристаллов»
Цель: выращивание кристаллов разных веществ в домашних условиях
Задачи работы:
• изучить и систематизировать литературу по теме проекта;
• познакомиться со способами выращивания кристаллов;
• освоить методику выращивания кристаллов;
• провести наблюдения за процессом кристаллизации;
• создать мультимедийную презентацию по теме проекта и коллекцию кристаллов.
• выступить с результатами проекта перед одноклассниками, обучающимися школы
Объект исследования: кристаллы
Предмет исследования: как происходит процесс кристаллизации
Методы исследования:
• работа с источниками информации.
• наблюдение,
• эксперимент,
• фиксирование результатов.
Гипотеза: мы предполагаем, что вырастить кристаллы в домашних условиях возможно.
План работы:
1. Выбор темы проекта, целей, задач, выдвижение гипотезы.
2. Сбор информации.
4
3. Выращивание кристаллов.
4.Оформление результатов исследования в форме мультимедийной презентации и коллекции
кристаллов.
5. Презентация результатов проекта на внеклассном мероприятии для одноклассников,
обучающихся школы
6. Анализ полученных результатов.
Актуальность исследования: выращивание кристаллов интересное и увлекательное
занятие и, пожалуй, самое простое, доступное и недорогое для большинства юных
исследователей, максимально безопасное с точки зрения техники безопасности, что
немаловажно для тех, кто проводит эксперименты дома. Тщательная подготовка и
выполнение оттачивают навыки в умении аккуратно обращаться с веществами и правильно
организовывать план своей работы. А также неотъемлемой частью нашей жизни стали
приборы на основе жидких кристаллов, поэтому эта тема актуальна для современного
человека. И может быть, проведенное нами исследование повлечет за собой осознанный
выбор будущей профессии кого-нибудь из нас.
Практическая значимость проекта состоит в создании классной коллекции
«Кристаллы», составлении презентации с фотографиями выращенных кристаллов.
Результаты исследования могут быть использованы на уроках окружающего мира, во
внеклассных мероприятиях, на занятиях кружка.
5
Теоретическая часть
В недрах земли люди порой находят камни,
имеющие удивительную форму – иногда кажется,
что их кто-то специально выпиливал, затем
полировал, чтобы они приобрели именно такую
форму. Речь идет о многогранниках с плоскими
гранями и прямыми ребрами. Правильность и
совершенство формы этих камней, а также
безукоризненная поверхность их граней часто
поражают человека своей красотой. Иногда, смотря
на их, нам трудно поверить, что они образовались
сами без участия человека. Именно такие камни с природной, не сделанной руками человека,
правильной, симметричной, многогранной формой и называются кристаллами. Так что же
такое кристаллы?
Из истории
Слово «кристаллос» в переводе с греческого первоначально означало «лёд», а в
дальнейшем «горный хрусталь». Удивительное сходство кристаллов льда и горного
хрусталя было подмечено уже очень давно. В древности и в средние века думали, что
кристаллы горного хрусталя и кристаллы льда – одно и то же, только лёд замерзает у нас на
глазах, а горный хрусталь – лишь при особенно сильном морозе. Предполагали, что лёд
становится хрусталём через тысячу лет, а хрусталь становится алмазом через тысячу веков.
Но словом «кристалл» называют не только кристаллы замерзшей воды. Почти все
камни, горные породы состоят из кристаллов. Руды металлов и сами металлы, выплавляемые
из этих руд, соль, сахар и многое другое вокруг нас – это все кристаллические вещества.
Самые красивые среди кристаллов – драгоценные камни.
Первые сведения о горном хрустале мы находим у римского учёного Плиния
Старшего (I век н. э.), величайшего авторитета для учёных древности и средневековья.
В древности кристаллам приписывали всякие
необыкновенные свойства. Считали, например, что кристалл
аметиста навевает счастливые сны.
Вображаемый портрет XIX
века (прижизненные
изображения Плиния
Старшего не сохранились)
6
Изумруд спасает мореплавателей от бурь
Сапфир помогает при укусах скорпионов.
Алмаз бережёт от болезней.
Топаз приносит счастье в ноябре.
Гранат – в январе и т. д.
Человека, укушенного змеёй, заставляли съесть толчёный изумруд. Можно себе
представить, как это помогало больному! Так рассуждать могли только в те времена, когда
ещё не умели проверять свои утверждения опытом.
Древние обитатели Америки – инки – поклонялись как божеству большому кристаллу
зелёного изумруда.
Англичанин Джером Горсей, (прожил в России с 1573 по 1591 год), посетивший
Москву в XVI веке, рассказал в своих записках, как царь Иван Грозный показывал ему свои
драгоценные камни: коралл, бирюзу, алмаз, морион (дымчатый горный хрусталь), изумруд,
яхонт лазоревый (сапфир), яхонт красный (рубин).
(Иван Грозный показывает свои сокровища англичанину Горсею. Картина А. Д.
Литовченко. Государственный Русский музей. Санкт-Петербург.)
7
Что такое кристаллы?
Кристалл — это твердое состояние вещества. Он имеет определенную форму и
определенное количество граней вследствие расположения своих атомов. Частички, из
которых состоит кристалл, в разных веществах выстраиваются и соединяются вместе
различными способами. Из-за этого кристаллы могут иметь различные формы и размеры.
Изучением кристаллов занимается специальная (очень непростая) наука
кристаллография; ее изучают в институтах и университетах, когда уже знают и химию,
и физику и некоторые другие науки.
Как образовались красивые кристаллы горного хрусталя, светящиеся
многочисленными сколами кристаллы гипса нам с вами увидеть в природных условиях
невозможно. Искусственные же кристаллы некоторых минералов ученые получают
в лабораториях с помощью очень сложных приборов.
Разнообразие кристаллов
Гигантские кристаллы в
шахте Найка, Мексика
Кристаллы, которые залегают глубоко в земле, являются
бесконечно разнообразными. Их часто называют «цветами мира
камней». Размеры таких природных многогранников достигают
подчас человеческого роста. Встречаются также очень тонкие
кристаллы, толщина которых меньше чем у листка бумаги. Но
бывают и огромные пласты, толщина которых достигает
нескольких метров.
Бывают кристаллы маленькие, узкие и острые как иголки, но
также могут быть громадной формы, на подобии величественных
колонн.
Иногда образуются дендриты - это кристаллы, похожие на
веточки дерева; очень хрупкие, но очень красивые.
Многие кристаллы идеально чисты и прозрачны, как вода.
Недаром постоянно можно слышать выражения: «прозрачный,
как кристалл», «кристально чистый». Кристаллы могут иметь и
разные размеры.
8
Некоторые минералы образуют кристаллы, которые разглядеть можно только с
помощью микроскопа. Другие же образуют кристаллы, вес которых составляет несколько
сотен фунтов.
Применение кристаллов
Каменная соль давно и навечно вошла в жизнь человека. Мы называем ее в быту
просто солью, в технике - поваренной, или пищевой, солью. Ни с чем несравнимый вкус
соли человек оценил давно. В древности страны, куда ее завозили, платили цену, равную
золоту: за килограмм соли – килограмм золотого песка.
Природные кристаллы всегда возбуждали любопытство у людей. Их цвет, блеск и
форма затрагивали человеческое чувство прекрасного, и люди украшали ими себя и жилище.
Таблетки – это спрессованные кристаллы. Усвоение, растворение таблеток зависит от
того, какими гранями покрыты эти микрокристаллики. Витамины, оболочка нервов, белки, и
вирусы – это все кристаллы.
Самый твердый и самый редкий из природных минералов -
алмаз. Сегодня алмаз в первую очередь камень-работник, а не
камень-украшение.
Благодаря своей исключительной твердости алмаз играет
громадную роль в технике. Алмазными пилами распиливают камни.
Вся часовая промышленность работает на искусственных
рубинах. Кристалл кварца используется в телефонных трубках. А
самая красивая, самая чудесная разновидность кварца - это и есть
горный хрусталь т.е. прозрачные кристаллы кварца. Поэтому из прозрачного кварца делают
линзы, призмы и др. детали оптических приборов.
Кристаллы сыграли важную роль во многих технических новинках 20 в.
Неотъемлемой частью нашей жизни стали мобильные телефоны, цифровые фото- и
видеокамеры уже вытеснили пленочные фотоаппараты, жидкокристаллические телевизоры
и мониторы постепенно изживают старые (В 1888 г. австрийский ботаник Реинедзер
обнаружил, что при нагревании кристалл размягчался и в дальнейшем превращался в
настоящую жидкость).
И сейчас ещё часто люди, рассматривая чудесные, сверкающие, переливающиеся
многогранники кристаллов, не хотят верить, что они созданы природой, а не человеком.
Способы выращивания кристаллов в домашних условиях
Удивительно, но выращивать кристаллы можно не только в химических и
промышленных лабораториях, но и в домашних условиях. Самые популярные вещества, из
которых выращивают кристаллы дома – это поваренная соль, морская соль, сахар и медный
купорос.
Существует всего два способа выращивания кристаллов в домашних условиях:
1. путем выпаривания воды, в котором находится вещество;
2. путем изменения температуры воды, охлаждения.
Берется нужное вещество, готовится из него перенасыщенный (концентрированный)
раствор, кладется в раствор так называемая затравка, мелкий кристаллик, и путем
прилипания молекул вещества на затравку кристаллик растет. А чтобы молекулы прилипали,
нужно либо остужать воду, либо выпаривать (можно и то, и другое). Быстрый способ
выращивания кристаллов – это медленное охлаждение раствора.
9
Практическая часть
Для выращивания кристаллов нам потребовалось:
• чистая посуда
• карандаш
• нитка (шерстянная или шёлковая)
• поваренная соль
• медный купорос
• морская соль для ванны
• питьевая сода
• сахар
• алюминиево-калиевые квасцы
• селитра
• салфетка или марля
• искусственные розы
• пуговица
• набор «Огромный кристалл»
Условия для выращивания кристаллов
1. Кристаллик нельзя при росте без особой причины вынимать из раствора.
2. Не допускать попадание мусора в насыщенный раствор
3. Отсутствие сквозняков.
4. Неяркий свет.
5. Отсутствие вибрации
6. Терпение
Выращивание кристалла медного купороса
Медный купорос применяют в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями и
болезнями растений, в промышленности - при производстве искусственных волокон,
органических красителей и др. Его можно купить в магазине «Все для
сада и огорода», «Цветы».
Работали вместе с родителями, т.к. это вещество ядовито. Нужно
работать в перчатках и тщательно мыть руки после работы с порошком,
растворами или кристаллами медного купороса.
1. Сделали концентрированный раствор. Для этого взяли теплую воду,
растворили в ней столько медного купороса, сколько возможно.
2. Перелили через фильтр в другую чистую емкость.
3.Приготовили затравку-пуговицу. Привязали ее к нитке и опустили ее в раствор.Чтобы
кристаллик равномерно разрастался со всех сторон, пуговицу лучше в подвешенном
состоянии держать в растворе. Для этого сделали перемычку из палочки.
4. Далее наш раствор поставили в темное теплое место.
5. Через трое суток после начала опыта на нитке появился кристалл медного купороса.
6. Через 3 недели, когда кристалл вырос достаточно большим, мы вынули его из раствора,
обсушили бумажной салфеткой и покрыли кристалл бесцветным лаком, чтобы предохранить
от разрушения на воздухе.
10
Результаты выращивания кристаллов медного купороса
Первый кристалл медного купороса, мы оставили высыхать (на сутки) на открытом
воздухе, поэтому начался процесс разрушения. Пришлось кристалл выращивать ещё раз.
Выращивание кристаллов пищевой и морской соли
1. Налили горячую воду в стакан, насыпали пищевую соль в стакан и оставили минут на
5, предварительно помешав. За это время соль растворилась. Добавили ещё соль и
снова перемешали. Повторяли этот этап до тех пор, пока соль не перестала
растворяться. Получили насыщенный раствор соли.
2. Перелили полученный раствор в чистый стакан через салфетку
3. Приготовили затравку. Привязали ее к нитке и опустили в раствор.
4. Далее раствор поставили в темное теплое место.
11
5. Через 2 суток после начала опыта мы заметили, что кристалл начал расти. На нитке
появился налет, больше похожий на осадок или пыль. Маленькие кристаллики начали
формироваться на пятый день.
6. Через 25 дней мы вынули его из раствора, обсушили бумажной салфеткой и покрыли
кристалл бесцветным лаком.
Результаты выращивания кристаллов пищевой соли
Результаты выращивания кристаллов морской соли для ванны
1. Когда готовили насыщенный раствор из соли для ванны, заметили, что она плохо
растворяется и в холодной и в горячей воде.
2. Раствор приобретает цвет соли, которую мы взяли. Кристалл цвет морской соли не
приобрел, а вот осадок позеленел.
3. Кристалл начал свой рост на пятый день. Вырос за 28 дней.
Выращивание кристалла селитры
Вырастили мы кристалл из селитры (минеральное удобрение для почвы). Для этого
повторили все этапы работы с медным купоросом. Работали под руководством родителей.
Как мы были рады, когда через 3 дня заметили появление кристалла. Но кристалл оказался
настолько маленьким и хрупким, что сломался. Мы повторили опыт. Сначала кристалл
никак не хотел расти. Он появился только на седьмой день. Через 6 дней кристалл подрос
ещё. Через неделю мы закончили опыт, та как кристалл перестал расти.
Результаты выращивания кристаллов селитры
12
Кристалл селитры растет очень быстро. Кристалл довольно крупный, прозрачный.
Выращивание кристалла питьевой соды
Вырастили мы кристалл из питьевой соды (белый порошок с солоноватым вкусом,
хорошо растворимый в воде). Купить соду можно в любом обычном магазине. Соду
добавляют в тесто в качестве разрыхлителя.
Для этого повторили все этапы работы с солью. Кристаллы на стенках стакана и на
нитке появились через сутки. Но росли очень медленно. Через неделю рост вообще
прекратился.
Результаты выращивания кристаллов питьевой соды
Кристаллы белые, непрозрачные, очень хрупкие. Взять в руки невозможно,
рассыпаются. Кристаллы на стенках стакана похожи на иней.
Выращивание кристалла из сахара
Ещё мы вырастили кристалл сахара. Чтобы его вырастить, налили в банку тёплой
воды и стали класть в неё сахар, пока он не перестал растворяться. Потом подвесили ниточку
с бисеринкой. Кристалл начал расти, но очень медленно! Кристалл соли растет несколько
дней, а кристалл сахара с трудом удалось вырастить только за 8 недель. Потом мы решили
поменять насыщенный раствор на новый, и наш кристалл растворился.
Результаты выращивания кристаллов сахара
Одиночного кристалла не получилось, но осадочные кристаллы на дне банки
достаточно большие. В образовании кристалла принимали участие даже мошки.
Выращивание кристаллов фосфата аммония, квасцов и медного купороса с солью
из набора «Огромный кристалл»
Фосфата аммония (2) - это удобрение, ценится вследствие большой концентрации
питательных веществ и очень большой растворимости.
Квасцы (1) – это белый кристаллический порошок, получаемый в заводских условиях
при обработке боксита или глины, используется в медицинских целях.
13
1 2
Действовали по инструкции из набора:
1. Растворили порошок.
2. Добавили затравку – камешки.
3. Наблюдали рост кристалла.
Понадобилось 37 дней на выращивание кристалла квасцов, 28 дней - на фосфат
аммония, 27 дней - на медный купорос с солью.
Результаты выращивания кристаллов фосфата аммония (2), квасцов (1)
и медного купороса с солью (3)
(2) Кристаллы выросли небольшие, похожие на осколки стекла, серовато-желтого
цвета.
(1) Кристаллы выросли крупные одиночные, малинового цвета (использован пищевой
краситель)
(3) Кристалл медного купороса с солью вырос огромный, прозрачный, голубого цвета
с незначительными светлыми вкраплениями.
1. 2.
3.
14
Розы, украшенные кристаллами
Конечно, захотелось нам использовать методику выращивания кристаллов и для
украшения. Мы взяли искусственные розы, приготовили концентрированные растворы соли,
сахара и медного купороса. Опустили розы в растворы, ждали долго 2 месяца. Но результат
превзошёл все наши ожидания. Лепестки роз покрылись отдельными кристаллами, словно
капельками росы.
Результаты выращивания кристаллов сахара, соли, медного купороса
на искусственных розах
Также при выращивании кристаллов медного купороса на розе у нас случился
интересный факт. Когда кристалл на розе уже был сформировавшийся, мы решили окунуть
розу в раствор соли. После погружения розы в раствор, кристаллы медного купороса через
сутки на ней растворились.
15
Все выращенные кристаллы мы собрали и оформили наглядное пособие «Коллекция
кристаллов».
А так же выступили с результатами исследования в своем классе и других классах.
16
Заключение
Работая над проектом, мы узнали, что кристалл – это твердое состояние вещества,
имеет определенную форму, цвет и определенное количество граней. Познакомились с
разнообразием и применением кристаллов. Научились выращивать кристаллы, используя
горячий насыщенный раствор и специальные наборы. Для выращивания кристаллов мы
использовали разные вещества: поваренную соль, морскую соль, сульфат магния, медный
купорос, селитру, квасцы, сахар, пищевую соду и воду.
Сульфат магния, медный купорос, селитру приобрели в хозяйственном магазине, а
соль, сахар, пищевую соду в продовольственном магазине.
Поняли, что для появления кристалла необходимо соблюдать точные инструкции и
правила техники безопасности (не растворять вещества в посуде, в которой готовят пищу;
при приготовлении насыщенного раствора надо пользоваться прихваткой, чтобы не обжечь
руки; иногда работать в перчатках после окончания работы необходимо тщательно вымыть
руки), быть терпеливыми и трудолюбивыми. Кристалл может достаточно долго храниться
при правильной обработке.
Из выращенных кристаллов мы изготовили наглядное пособие «Коллекция
кристаллов», создали презентацию с фотографиями, выступили перед одноклассниками.
В дальнейшем результаты нашего исследования могут быть использованы на уроках
окружающего мира и в других классах, во внеклассных мероприятиях, на занятиях кружка в
будущем.
Рефлексия
В процессе работы мы научились работать с книгами, узнавать из них то, что до нас
уже знали другие люди; освоили некоторые способы выращивания кристаллов, наблюдали за
ростом кристаллов; усвоили основные этапы и важные правила выращивания кристаллов,
изготовили наглядное пособие «Коллекция кристаллов».
В ходе работы над проектом мы нашли ответы на все поставленные вопросы, сумели
вырастить кристаллы, рассказали одноклассникам и другим ребятам об итогах работы.
Многим понравилось, некоторые заинтересовались нашими экспериментами.
Конечно, не все было гладко. При изучении литературы возникла трудность в поиске
информации в сети интернет. Помогли родители. Теперь мы знаем, как это делать. Были у
нас и другие проблемы: разрушение и изменение цвета кристаллов, сросшиеся кристаллы.
Но эти неудачи помогли нам понять, что мы делали неправильно.
По завершению работы над проектом нам было необходимо создать презентацию для
выступления в программе Microsoft PowerPoint, а работать в этой программе мы совсем не
умели. С основами работы в этой программе нас ознакомила Людмила Евгеньевна. Под её
руководством мы создали презентацию.
Таким образом, мы считаем, что цель и задачи, поставленные нами в начале работы,
достигнуты. Гипотеза исследования полностью подтвердилась: кристаллы многих веществ
можно вырастить в домашних условиях.
Не смотря на то, что мы научились выращивать кристаллы различных веществ, ещё
столько вопросов осталось без ответа:
- Почему разные вещества дают кристаллы разной формы, а некоторые вовсе не образуют
кристаллов?
- Как вырастить одиночный кристалл?
- Что надо сделать, чтобы кристаллы получились большими и красивыми.
А раз остались вопросы без ответа, мы решили продолжить работу над проектом в
следующем году.
Мы уверены, что приобретенные знания, умения и навыки обязательно пригодятся в
дальнейшей учёбе.
17
Список использованных источников информации
Литература:
1. Белов Н.В. Энциклопедия драгоценных камней и кристаллов, Минск: «Харвест», 2009
2. Большая книга «Почему». Перевод с итальянского Ольги Живаго, М.: РОСМЭН, 2010
3. Пакулова В.М. Природа. Неживая и живая. М.:«Дрофа», 1998
4. Шалагаева Г.П. Современная энциклопедия начальной школы. М.:«Эксмо», 2006
Интернет- ресурсы:
1. Геология Земли http://www.geologiazemli.ru/articles/112
2. Википедия http://ru.wikipedia.org/wiki/E519
3. Кристаллов.NET http://www.kristallov.net/mineraly.html
4. Мир кристаллов http://www.mirkristallov.com/
