Кристаллы поваренной соли.

Министерство образования Российской Федерации

Муниципальное Образовательное Учреждение

«Гимназия № 10»

 

РЕФЕРАТ ПО ПРЕДМЕТУ «ОКРУЖАЮЩИЙ МИР»

«Выращивание кристаллов в домашних условиях»

 

 

Выполнил: ученица 4 «Б» класса

Скудова Елизавета

Проверил: Боева Елена Викторовна

 

Тверь 2012

 

 

Оглавление

 

 

Введение…………………………………………………………3

I. Что такое кристаллы…………………………………………4

II. Виды кристаллов……………………………………………..5

III. Как вырастить кристалл……………………………………..7

3.1 Что такое соль? ……………………………………………..7

3.2 Кристалл поваренной соли……………………………….…9

3.3 Кристалл меди ………………………………………………12

Заключение ………………………………………………..…….14

Список литературы ………………………………………….….16

 

 

Введение

 

Едва прозрачный лед, над озером тускнея,

Кристаллом покрывал недвижные струи.

А.С.Пушкин

Мир кристаллов – удивительный мир многогранников, привлекающих совершенством и красотой своей формы. Это кристаллы обычной пова-ренной соли и драгоценные камни, кварц, кристаллы многих других пород.

Все кристаллы, окружающие нас, не образовались когда-то раз и навсегда готовыми, а выросли постепенно. В природе, в лаборатории, на заводе кристаллы растут из растворов, из расплавов, из паров, из твердых веществ.

По размерам кристаллы бывают различными. Многие из них можно увидеть только в микроскоп. Но встречаются гигантские кристаллы массой в несколько тонн. Разнообразие кристаллов по форме очень велико. Кристаллы можно получить в лаборатории, но они бывают и в природе. Например, снежинки, морозные узоры на стеклах окон и иней, украшающий зимой голые ветки деревьев, представляют собой кристаллы льда, выросшие из паров воды. Многие кристаллы являются продуктами жизнедеятельности организмов. Некоторые виды моллюсков обладают способностью наращивать на инородных телах, попавших в раковину, перламутр. Через 5-10 лет образуется жемчуг. Кристаллами являются алмазы, рубины, сапфиры и другие драгоценные камни. Кристаллы широко применяются в науке, промышленности, оптике, электронике.

Существуют два простых способа выращивания кристаллов из насыщенного раствора: путем охлаждения насыщенного раствора или путем выпаривания. Мне захотелось самой попробовать вырастить кристалл поваренной соли, кристалл медного купороса в домашних условиях, методом охлаждения насыщенного раствора.

 

 

Что такое кристаллы?

Кристаллы (от греч. krystallos, что первоначально означало «лёд») - вещества, атомы или молекулы которых образуют кристаллическую решётку, то есть, расположены в правильном повторяющемся порядке.

Кристаллическая структура индивидуальна для каждого вещества, и относится к основным физико-химическим свойствам этого вещества.

Кристаллизация – процесс образования кристаллов из паров, растворов, расплавов. Кристаллизация начинается при достижении некоторого предельного условия, например, переохлаждения жидкостей, пересыщения пара, когда практически мгновенно возникает множество мелких кристалликов – центров кристаллизации. Кристаллики растут, присоединяя атомы или молекулы из жидкости или пара. Кристаллы можно вырастить из растворов разных веществ.

Существуют физические науки, изучающие кристаллы

• кристаллография — наука о кристаллах, их структуре, возникновении и свойствах. Она тесно связана с минералогией, физикой твёрдых тел и химией. Исторически кристаллография возникла в рамках минералогии, как наука, описывающая идеальные кристаллы.
• структурная кристаллография - занимается определением внутренней структуры кристаллов и классификацией кристаллических решеток.
• кристаллооптика - изучает оптические свойства кристаллов.
• кристаллохимия - изучает закономерности образования кристаллов из различных веществ и в разных средах.

Виды кристаллов

Кристаллы бывают разной формы. У каждого вещества есть своя характерная форма кристаллов, по которой его можно узнавать.

Часто кристаллы имеют форму правильных многогранников. Например, кристаллы каменной соли имеют форму кубиков, кристаллы аквамарина - шестигранников. Сросшиеся или ветвистые кристаллики образуют кристаллическую гроздь, которую называют друзой.

Иногда образуются дендриты - это кристаллы, похожие на веточки дерева, иглы, перья, цветы. Примерами таких причудливых кристаллов служат ледяные узоры на окнах.

Каждый мог наблюдать, как возникают, растут и постепенно меняют свою форму кристаллы льда на стекле замерзшего окна. Если расчистить в непрозрачном слое льда, затянувшего окно, круглый «глазок», подышав на стекло или приложив к нему палец (от тепла лед быстро тает), а затем перестать греть его, он опять затянется слоем льда. Сначала от краев к середине вытягиваются тонкие иголочки, перышки, звездочки. Вот уже весь глазок покрыт ими, а от краев глазка растет новый слой иголочек и звездочек, отдельные веточки соединяются друг с другом, сливаясь в сплошной слой льда. Они очень хрупкие, но очень красивые.

Существует даже специальный музей, посвящённый дендритам и драгоценным камням – Минералогический музей.

Интересные факты

• Самые большие кристаллы были обнаружены в Пещере кристаллов в шахтовом комплексе Найка, в мексиканском штате Чиуауа
• Некоторые из найденных там кристаллов гипса достигают 15 метров в длину, а в ширину — 1 метр.

Сросток кристаллов гипса из пещер Найка. Прозрачный призматический кристалл

Размер: 18 x 14 x 13 см., масса 2,6 кг гипса 22.6 x 2.6 x 1.6 см., найденный

среди гигантских кристаллов (закреплён

на искусственной подставке).

Как вырастить кристалл.

Что такое соль?

Соль - это химическое соединение, обра­зовавшееся в результате взаимодействия кислоты и щелочи. С точки зрения минералогии - это дети­ще вековых геологических процессов, созревшие в лоне планеты многокилометровые залежи эвапоритов.

Соленый вкус - уникальное и важнейшее свойство, которое в чистом виде свойственно только каменной соли. Так природа выделила среди других веществ то, которое обладает незаменимыми биологическими функциями, и главная из них - поддержание солевого баланса в тканях и клетках. При испарении морской воды под солнцем находящиеся в ней химические ве­щества выкристаллизовываются в определенном поряд­ке и представляют собой смесь, близкую по набору и соотношению основных ее компонентов к неорганиче­ским соединениям крови человека. Этот минерал с пол­ным основанием можно отнести к бесценным!

Интуитивно люди это чувствовали. По рассказам Н. Миклухо-Маклая, папуасы, найдя дерево, долго пролежавшее в морской воде, сжигали его и ели соле­ную золу. Египтяне выпаривали под солнцем соль из морской воды в специальных ваннах. Шумеры в III ты­сячелетии до н. э. опускали бревна в воду Персидско­го залива, затем высушивали и счищали с них кристал­лы соли.

На Руси издавна была известна беломорская соль, так называемая «морянка», ее варили русские поморы, жившие на побережье Белого моря. Еще в XII веке князь Святослав определил налог с соляных варниц: «...На мори от чрена и от салгы по пузу». Чтобы разобраться в древнерусском языке, обращаемся к В. Далю. Пузом в беломорских солеварнях называли мешок соли в 2 четверика, то есть объемом около 52 л. Чрен - же­лезная сковорода, сама - котел, в которых выпарива­ли морскую воду.

Наибольшего расцвета соляной промысел достиг в XVI-XVII веках. В это время в Беломорье выварива­лось около 700 тысяч пудов соли. Более 2,5 веков на­зад сложности с доставкой соли заставили командора Первой Камчатской экспедиции В. Беринга организо­вать добычу соли на Тихоокеанском побережье в Охотске, где ее получали из морской воды вымораживани­ем.

Наиболее вероятно, что первое знакомство человека с солью произошло в лагунах теплых морей или на соляных озёрах, где на мелководье соленая вода интенсивно испарялась под действием высокой температуры и ветра, а в осадке накапливалась соль. По образному выражению Пифагора, «соль была рождена благородными родителями: солнцем и морем».

Соляные кучи на солончаке Уюни, Боливия

Соль бывает белая, розовая, экстра, йодированная, диетическая, морская и др. Каждая имеет свое предназначение - одна подходит для салатов, другая для солений, а третья рекомендуется в качестве профилактики болезней.

Соль — это кристаллическое вещество, которое хорошо растворяется в воде. Ее много в морях, куда она попадает из притоков. В свою очередь речная вода впитывает ее из почвы, по которой протекает.
Соль, или хлористый натрий, - вещество, важное для жизни. В человеческом организме также содержится довольно много соли. Есть она и в натуральных продуктах питания. Соль, которую мы едим, в основном добывается из морской воды. Один ее литр содержит 30-40 граммов соли. Добывают ее и выпариванием из соляных озер, а еще в соляных копях. Еще в природе встречается каменная соль — осадочная горная порода, содержащая хлористый натрий. Встречается в природе в виде минерала галита (каменная соль).

 

Кристаллическая решётка хлорида натрия.
Голубой цвет = Na⁺
Зелёный цвет = Cl⁻

 

Кристаллы поваренной соли.

 

Мы приготовили чистую стеклянную банку. Затем на газу нагрели воду, перелили в банку и стали при постоянном помешивании растворять поваренную соль, до тех пор пока она не перестала растворяться.

 

 

Дальнейшие добавки соли у нас не растворялись и осели на дно в виде осадка. Когда соль совсем перестала растворяться, мы перелили получившийся раствор в другую чистую стеклянную банку, чтобы на дно стакана с раствором не попало ни одной крупинки. Таким образом, мы приготовили насыщенный раствор поваренной соли. Затем опустить в банку нитку, подвешенную на карандаше, и поставили открытую в теплое место и начали свои наблюдения.

 

 

 

Через трое суток после начала опыта нитка, опущенная в насыщенный раствор, превратилась в "ожерелье" из маленьких кристаллов поваренной соли, на дне банки также образовались кристаллы. Кроме того, мы увидели, что одновременно с образованием кристаллов произошло еще одно изменение – уменьшилось количество воды. Вода испарилась, и в растворе оказалось «лишнее» вещество.

 

По краям банки образовалась «белая шуба», так как при испарении вода улетучивалась, а соль оседала. При медленном испарении, кристаллики соли растут медленно, но имеют правильную форму. Быстрее и легче кристалл растет тогда, когда в насыщенный раствор помещается кристалл – затравка. При этом выделение из раствора твердого вещества будет заключаться не в образовании новых кристалликов, а в росте затравки. Кристаллы соли похожи на полупрозрачные кубики. Когда кристалл вырос достаточно большим, вынули его из раствора, обсушили бумажной салфеткой, обрезали нитку и покрыли грани кристалла бесцветным лаком, чтобы предохранить от "выветривания" на воздухе.

 

Кристаллы меди.

Сульфат меди - белые кристаллы, хорошо растворимые в воде. Однако из водных растворов, а также на воздухе хотя бы с незначительным содержанием влаги кристаллизуется голубой пентагидрат CuSO₄ · 5H₂O — медный купорос. Благодаря этому свойству сульфат меди(II) иногда используется в качестве индикатора влажности помещения.

Медный купорос применяют в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями и болезнями растений, в промышленности при производстве искусственных волокон, органических красителей, минеральных красок, в гальванопластике и др.

Медный купорос хорошо растворяется в воде. Кристаллическая структура кристаллов медного купороса – триклинная.

 

 

Мне очень понравилось выращивать кристаллики, поэтому захотелось тем же способом вырастить кристалл, растворяя в воде порошок медного купороса.

 

Через трое суток после начала опыта на нитке появился кристалл медного купороса, похожий на драгоценный камень. Кристалл меди рос намного быстрее, чем кристалл поваренной соли. После 2 недель опыта выросли очень красивые синие кристаллы.

 

Кристаллы медного купороса выросли за более короткое время и оказались крупнее, чем кристаллы поваренной соли.

 

 

 

Заключение

 

В этой работе научилась выращивать кристалл поваренной соли, кристалл медного купороса, узнала, что необходимо для выращивания и как происходит рост кристалла. Мне было очень интересно наблюдать за ростом большого кристалла из маленьких крупинок обычной поваренной соли и порошка медного купороса.

Изучив литературу, посвященную кристаллам, и проведя эксперимент по выращиванию кристаллов в домашних условиях, можно сделать следующие выводы.

1) Кристаллы окружают нас повсюду, «почти весь мир кристалличен»;

2) Кристаллы различных веществ отличаются друг от друга по своей форме;

3) Кристаллы окружающие нас, не образовались когда – то раз и навсегда готовыми, а выросли постепенно: в природе, в лаборатории, на заводе. И мы убедились в этом, вырастив кристаллы, применяя раствор соли и медного купороса;

4) Размер кристалла из раствора медного купороса гораздо крупнее, чем из раствора поваренной соли.

5) Скорость роста кристалла из медного купороса во много раз превышает, скорость роста кристалла поваренной соли.

6) Кристалл медного купороса имеет более плотную и твердую структуру.

7) Искусственные кристаллы очень нужны. Дело в том, что, выращивая кристаллы в лабораториях, человек может узнать, как кристаллы рождаются и живут в природных условиях, изучить свойства кристаллов.

Мне понравился процесс выращивания кристаллов – это очень увлекательное занятие. У меня появилось желание украсить веточку сосны и ели «инеем» из кристаллов поваренной соли, поместив веточку в насыщенный раствор поваренной соли, вместо шерстяной нити, и укрепив кристалл – «затравку на веточке. Вот так любой человек в домашних условиях может подарить близким «чудо».

 

 

Список литературы

1.Ольгин «Чудеса на выбор» Забавная химия для детей. ИД Мещерякова М., 2010

2. «Я познаю мир» Драгоценные камни и минералы». Астрель, 2000.

3.Алексинский В. Н.; "Занимательные опыты по химии", М.: Просвещение, 1995г.

4. Интернет-энциклопедия «Кругосвет» www.krugosvet.ru

«Википедия» www.wikipedia.org

5.Статья о выращивании кристаллов на сайте www.alhimik.ru

6. В.Чернавцев Гипсовое чудо света. Вокруг света, № 11, 2008, стр.16-22