Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Фруктовская средняя общеобразовательная школа имени Героя Российской Федерации
Малочуева Олега Григорьевича»
Конкурс исследовательских и проектных работ учащихся
Номинация «Мой первый проект»
ОЧИСТКА ПОВАРЕННОЙ СОЛИ МЕТОДОМ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ
Образовательный проект (исследование)
Автор Попельская Мария Игоревна, 9 а класс
Руководитель работы Мещерякова Светлана Николаевна
должность учитель
преподаваемый предмет химия
Луховицы
2018 г.
«Почти весь мир кристалличен.
В мире царит кристалл и его
твердые, прямолинейные законы».
А.Е. Ферсман
Актуальность работы
Кристаллы в нашей повседневной жизни играют важную роль. Порой мы даже не задумываемся об этом. Кристаллы обладают оптическими и механическими свойствами. Они применяются в производстве призм, оптических линз и приборов.
Природные вещества имеют определённую структуру. Так, лимонная кислота и поваренная соль в природе встречаются в виде кристаллов.
Примером может послужить соляная шахтав Величке (месторождение соли в городе Величка, Польша), которое разрабатывалось с XIII по XX века. Шахта отражает развитие методов и технологий добычи соли на протяжении семи столетий. Она представляет собой коридоры и галереи на семи подземных уровнях на глубине от 57 м до 198 м общей протяжённостью более 200 км.
С 1978 года соляная шахта входит в список всемирного наследия ЮНЕСКО.
Однажды я по неосторожности рассыпала пакетик с поваренной солью, который мама использует при консервации овощей. Естественно, соль загрязнилась. Чтобы её использовать, нужно было провести очистку образовавшейся смеси. Так возникла необходимость изучить литературу по способам очистки соли и практически осуществить операцию в домашних условиях, чтобы можно было употребить чистый продукт при засолке.
|
|
Как же вырастить кристаллы поваренной соли в домашних условиях? Для этого будет необходимо создать условия для выращивания кристаллов, а именно: температура воды, насыщенность растворов указанных веществ при данной температуре, концентрация растворённых веществ.
Методологические характеристики проекта
Объектом исследования стала поваренная соль мелкого помола.
Предмет исследования – физический процесс кристаллизации, который включает этапы приготовления растворов поваренной соли и затравка для выращивания кристаллов.
Гипотеза, на доказательство которой направлено исследование: для очистки поваренной соли от примесей можно использовать кристаллизацию растворённого вещества из его раствора.
Цель исследования - научиться очищать загрязнённые поваренную соль от примесей методом кристаллизации и выращивать кристаллы в домашних условиях для их дальнейшего использования.
Задачи исследования
1. Изучить литературу по очистке загрязнённой смеси;
2. ознакомиться с мерами безопасности при проведении работ по очистке смеси;
3. вырастить кристаллы соли;
4. проанализировать полученные результаты и сделать выводы.
Методы исследования
1. Постановка эксперимента по выращиванию кристаллов
2. Наблюдение за процессом роста кристаллов
3. Описание и объяснение наблюдаемых явлений
|
|
4. Анализ полученных результатов и их практическое применение
Меры техники безопасности при проведении опытов.
Хотя соль не ядовита, но соблюдать меры безопасности необходимо.
1. Нельзя пробовать кристаллы на вкус
2. Нужно избегать попадания вещества в нос и в глаза.
3. Из посуды, которая была использована в ходе эксперимента, есть строго запрещено.
4. Во время роста кристалла не трогать его руками, потому что на нем останутся следы от пальцев, и кристалл вырастет неправильной формы.
5. Всегда мыть руки по окончании опыта.
4. Теоретические основания исследования:
Свое исследование я начала с изучения литературы.Кристаллы окружают нас повсюду. Твердые тела, из которых строят дома, делают станки, все камни – это кристаллы, вещества, которые мы употребляем в быту (соль, сахар), - почти все они относятся к кристаллам. Слово «кристалл» происходит от греческого «крюсталлос», то есть «лед».
Кристаллы – это твердые тела, атомы или молекулы которых занимают определенные, упорядоченные положения в пространстве. Поэтому кристаллы имеют плоские грани. Кристаллы бывают естественного происхождения и искусственного, выращенные в специально созданных условиях. И каждый человек при желании может легко вырастить кристаллы у себя дома.
Экспериментальная часть проекта.
Используя полученные знания, я приступила к выращиванию кристаллов в домашних условиях. Решила вырастить самые доступные кристаллы – из поваренной соли NaCl, попутно очищая соль от примесей.
Кристаллы выращивают из насыщенных (перенасыщенных) растворов веществ на «затравке». Затравкой или центром кристаллизации может являться кристаллик данного вещества или любой другой центр кристаллизации (волокно).
|
|
Были заложены следующие экспериментальные опыты.
Экспериментальный опыт №1 «Определение оптимальной концентрации раствора для роста монокристалла и поликристалла поваренной соли»
| День | Совершаемое действие | 1 стакан | 2 стакан | 3 стакан |
| 1 день | Приготовление раствора | Приготовили раствор, насыпав в него 80 г вещества | Приготовили раствор, насыпав в него 60 г вещества | Приготовили раствор, насыпав в него 40 г вещества |
| 2 день | Приготовление затравки для раствора | Приготовили кристаллики на нитях, опустили в каждый стакан | ||
| 3 день | Появление кристаллов | Тут же образовалась друза | Образовывается друза, но меньше, чем в первом стакане | Образовывается монокристалл |
| 4 день | Сравнение кристаллов | Самый большой кристалл | Чуть меньше, чем в первом стакане | Совсем маленький кристаллик |
| 5день | 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 |
| 6 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 мы выяснили: для того, чтобы вырастить монокристалл поваренной соли, надо в 60 мл воды растворить 40 г соли. Для того чтобы вырастить красивый поликристалл, надо взять 60 мл воды и 60г соли.
Экспериментальный опыт №2. «Определение оптимальной температуры окружающей среды для выращивания кристаллов поваренной соли»
| День | Совершаемое действие | 1 стакан | 2 стакан | 3 стакан |
| 1 день | Приготовление раствора; место, где будет стоять стакан с раствором | Приготовили растворы; температура раствора во всех стаканах одинакова, - 20°С. Поставили стаканы в разные места (в холодильник, около отопительного прибора и в обычную среду). | ||
| 2 день | Оценка изменений в растворе | Во всех стаканах на дне появились маленькие кристаллики; один из них выбрали для затравки. | ||
| 3 день | Измерение температуры раствора | tраств. = 27°С | tраств. = 10°С | tраств. =29°С |
| 4 день | Оценка кристаллов | Во всех стаканах на нити образовались поликристаллы средних размеров | ||
| 5день | Сравнение кристаллов | Кристалл образовался самый маленький | Вырастает большой кристалл | Кристалл вырастает меньше, чем кристалл в холодильнике, но больше, чем кристалл в |
| 6 день | Сравнение и оценка кристаллов | Кристалл вырос самый маленький | Кристалл вырос меньше, чем кристалл у батареи, но больше, чем кристалл в обычных условиях | Кристалл вырос самый большой |
Вывод: Опыт показал, что оптимальная температура окружающей среды для выращивания кристаллов примерно равна 27°С.
Заключение и выводы
При выполнении этой работы мы выяснили, что мир кристаллов очень красив и необычен. Каждый его «представитель» уникален по своим свойствам и размерам. Кроме того кристаллы играют важную роль в жизни человека.
В ходе работы мы исследовали 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, нужно поставить стакан с раствором в тёплое и сухое место, но раствор приготовить оптимальной концентрации – 60 мл воды и 40г соли. Если кристаллизация происходит медленно, то вырастет монокристалл, а если быстро – поликристалл.
При выполнении проекта мы провели очистку поваренной соли методом кристаллизации, что подтвердило нашу гипотезу. Попутно определили оптимальные температуру и концентрацию соли для выращивания кристаллов. Практическое применение результатов опыта – возможность получить чистые от примесей кристаллы и использовать, например, при консервировании.