praktická práce

1.3 Pokusy na pěstování krystalů

Cíl: získat nasycený roztok kuchyňské soli.

Vybavení: sůl, voda, sklo.

Pokrok:

Připravila jsem si skleněnou nádobu a odměřila dva díly vody a jeden díl kuchyňské soli. Požádal jsem dospělého, aby mi ohřál dva díly vody. Jeden díl kuchyňské soli nasypte do skleněné sklenice s horkou vodou a míchejte, dokud se nepřestane rozpouštět. Ve sklenici se rozpustila pouze část soli. Další přídavky soli se nerozpustily a padaly na dno sklenice ve formě sedimentu. Když se sůl úplně přestala rozpouštět, přelila jsem vzniklý roztok do další sklenice, aby na dno sklenice s roztokem nespadlo jediné zrnko.

Závěr: K experimentu jsem dostal nasycený roztok.

Účel: pěstování krystalů.

Vybavení: dvě sklenice: sklenice č. 1 s nasyceným roztokem kuchyňské soli, sklenice č. 2 se slabým (nenasyceným) roztokem kuchyňské soli, dvě nitě s „zárodečnými“ krystaly.

Pokrok:

Do každé sklenice vložíme vlákna se zárodečnými krystaly a začneme pozorovat.

Pozorovací deník:

1. Stále je těžké určit, co se ve skle č. 1 děje.

2. Ve sklenici č. 2 dochází k procesu rozpouštění krystalu – „semínka“, protože sklenice obsahuje nenasycený solný roztok.

1. Ve skle č. 1 probíhá proces krystalizace.

2. Ve sklenici č. 2 se „zárodečný“ krystal rozpustil, to znamená, že proces rozpouštění skončil.

3. Pokles hladiny roztoku ve sklenicích je způsoben odpařováním vody.

1. Odpařování vody pokračuje.

Pozorovací období	Popis akcí	Výsledek
Konec 4. týdne	pozorování	Ve skle č. 1 krystaly přibývají. V obou sklenicích hladina vody klesá.
Konec 5. týdne	pozorování	Na niti v nasyceném roztoku se krystaly zvětšují a objevují se nové. Hladina roztoku ve sklenicích klesá. Na stěnách je plaketa.
Konec 6. týdne	pozorování	1. Ve skle č. 1 dochází ke zvětšení velikosti krystalů a jejich počtu. 2. Hladina vody v obou sklenicích klesá. Na uvolňovacích stěnách brýlí se objevil povlak.

Závěry: 1. Ve skle č. 1 probíhá proces krystalizace.

2. V obou sklenicích pokračuje odpařování vody.

3. Ve skle č. 2 také začal proces krystalizace, ale později, když se roztok nasytil, a projevil se tvorbou plaku na stěnách skla.

1. Sklo č. 1. Proběhl proces krystalizace, který se projevuje tvorbou krystalů na niti a na stěnách skla.

2. Sklo č. 2. Tvorba krystalů na stěnách skla.

Obecné závěry:

1. Kuchyňská sůl se skládá z krystalů.

2. Když se krystaly soli dostanou do kontaktu s vodou, rozpustí se.

3. Krystaly soli se mohou nejrychleji tvořit v nasyceném roztoku kuchyňské soli.

4.Jak se voda odpařuje, sůl opět tvoří krystaly.

5.Krystaly lze za nezbytných podmínek pěstovat doma. Podmínky pro tvorbu krystalů soli doma jsou:

A) přítomnost nasyceného solného roztoku;

B) nitě se semenem.

Krystalizace roztoků na příkladu pěstování krystalů stolní soli

Pokus 1. Účel: prozkoumat strukturu soli jejím zkoumáním pod lupou. Vybavení: lupa, špetka soli. Postup práce: Na talířek jsem nasypal špetku soli, přinesl k soli lupu a viděl malé krystalky. Závěr: kuchyňská sůl se skládá z krystalů...

Krystaly v přírodě vznikají při různých geologických procesech z roztoků, tavenin, plynných nebo pevných fází. Významná část minerálních látek vznikla krystalizací z vodných roztoků...

Krystalogeneze – vznik, růst a zánik krystalů

Významný příspěvek k řešení otázek o mechanismu růstu krystalů přinesly rozvinuté teorie růstu ideálních krystalů. Na konci 19. stol. Americký fyzik J. Gibbs (1839-1903), francouzský fyzik P. Curie a ruský krystalograf G.V...

Krystalogeneze – vznik, růst a zánik krystalů

Při různých odchylkách od ideálních krystalizačních podmínek (například ve viskózním, znečištěném nebo vysoce přesyceném médiu) rostou exotické útvary. Zkušenost ukazuje...

Krystalogeneze – vznik, růst a zánik krystalů

Porušení správnosti uspořádání částic, které tvoří strukturu skutečných krystalů, tzn. odchylky od jejich ideální struktury vedou ke vzniku defektů. Pro badatele je defekt zdrojem informací o událostech, které se staly s krystalem...

Lavoisier - jeden ze zakladatelů vědecké chemie

Jedna z prvních a nejvýznamnějších Lavoisierových prací byla věnována řešení otázky, zda lze vodu proměnit v pevninu. Tato otázka v té době zaměstnávala mnoho badatelů a zůstala nevyřešena, když se jí začal zabývat Lavoisier...

Mikrokrystaloskopie

Při nízkých koncentracích požadovaného iontu (mikrosložky) se nemusí tvořit sraženina. V tomto případě můžete přidat vhodný ion (makrosložku), který bude reagovat s činidlem...

Většina přírodních nebo průmyslových pevných materiálů je polykrystalických, tzn. skládají se z mnoha jednotlivých, náhodně orientovaných, malých krystalických zrn, někdy nazývaných krystality...

Popis, prezentace, tvorba krystalů a struktura vlastností v oblasti použití krystalů

Nikdo neviděl, jak vzniká krystalové jádro v roztoku nebo tavenině. Lze navrhnout, že náhodně se pohybující atomy nebo molekuly se mohou náhodně uspořádat v tomto pořadí...

Popis, prezentace, tvorba krystalů a struktura vlastností v oblasti použití krystalů

Rozvoj vědy a techniky vedl k tomu, že mnohé drahé kameny nebo jednoduše krystaly, které se v přírodě vyskytují jen zřídka, se staly velmi nezbytnými pro výrobu dílů pro přístroje a stroje, pro vědecký výzkum...

Popis, prezentace, tvorba krystalů a struktura vlastností v oblasti použití krystalů

Při pohledu na různé krystaly vidíme, že se všechny liší tvarem, ale každý z nich představuje symetrické těleso. Ve skutečnosti je symetrie jednou z hlavních vlastností krystalů. Tělesům říkáme symetrická...

Popis, prezentace, tvorba krystalů a struktura vlastností v oblasti použití krystalů

První, kdo objevil tekuté krystaly, byl rakouský botanik Reinitzer. Při studiu nové látky cholesterylbenzoátu, kterou syntetizoval, zjistil, že při teplotě 145 °C krystaly této látky tají a tvoří zakalenou...

Popis, prezentace, tvorba krystalů a struktura vlastností v oblasti použití krystalů

V závislosti na typu uspořádání molekulárních os se tekuté krystaly dělí na tři typy: nematické, smektické a cholesterické. Nematické krystaly. V molekulách, které mají výrazný anizotropní tvar...

Stanovení kyseliny askorbové v reálném přípravku

Pro analýzu jsem provedl experimenty, které popisují dvě metody: jodometrii a coulometrii. 1) Jodometrie. Kyselina askorbová (vitamín C, C6H8O6, dále označovaná jako AscH2) je slabá kyselina, která se disociuje ve dvou krocích: AscH2 AscH? + H+ Ka1 = 6...

Proces pěstování krystalů

Existují tři způsoby tvorby krystalů: krystalizace z taveniny, z roztoku a z plynné fáze. Příkladem krystalizace z taveniny je tvorba ledu z vody (vždyť voda je roztavený led)...

Před zahájením práce si pečlivě přečtěte její popis až do konce. Nejprve si vyberte správnou sůl pro experiment. Pro pěstování krystalů je vhodná jakákoli sůl, která je vysoce rozpustná ve vodě (síran měďnatý nebo železitý, kamenec atd.). Poslouží i kuchyňská sůl – chlorid sodný.

Vybavení, které budete potřebovat:

• litrová sklenice nebo malý rendlík, ve kterém budete připravovat solný roztok;
• dřevěná lžíce nebo míchací tyčinka;
• nálevka s vatou pro filtraci roztoku;
• termoska se širokým hrdlem o objemu 1 litr (je potřeba, aby se roztok pomalu ochlazoval, pak vyrostou velké krystaly).

Pokud nemáte trychtýř nebo požadovanou termosku, můžete si je vyrobit sami.

Chcete-li vytvořit trychtýř, vezměte plastovou láhev na pití a pomocí nůžek opatrně odřízněte horní 1/3 cesty, jak je znázorněno na obrázku 92.

Rýže. 92.
Výroba trychtýře z plastové láhve

Místo termosky postačí obyčejná skleněná litrová zavařovací sklenice.

Umístěte jej do lepenkové nebo polystyrénové krabice. Není třeba brát velkou krabici, hlavní věc je, že se úplně vejde do sklenice. Mezery mezi krabicí a sklenicí pevně utěsněte kousky hadru nebo vaty. K těsnému uzavření sklenice budete potřebovat plastové víko.

Připravte horký nasycený solný roztok. Chcete-li to provést, naplňte nádobu do poloviny horkou vodou (nemusíte používat vařící vodu, abyste se nespálili). Po částech osolíme a mícháme. Když se sůl přestane rozpouštět, nechte roztok jednu až dvě minuty působit, aby se nerozpuštěné krystaly měly čas usadit. Roztok přefiltrujte přes nálevku naplněnou vatou do čisté termosky. Termosku uzavřete víčkem a roztok nechte dvě až tři hodiny pomalu chladnout.

Roztok se trochu ochladil. Nyní do něj vložte semínko - krystal soli nalepený na špičce nitě. Po zavedení semene přikryjte nádobu víkem a nechte dlouho působit. Bude trvat několik dní, než vyroste velký krystal.

Na niti obvykle roste několik krystalů. Je nutné pravidelně odstraňovat přebytečné, aby vyrostl jeden velký krystal.

Důležité je zaznamenat podmínky experimentu a jeho výsledek, v našem případě se jedná o charakteristiky výsledného krystalu. Pokud se získá několik krystalů, je uveden popis největšího.

Vzniklý krystal nakreslete nebo vyfotografujte (obr. 93, 94). Prozkoumejte svůj krystal a odpovězte na otázky.

Rýže. 93. Stolní sůl krystal
Rýže. 94. Krystaly síranu měďnatého

• Kolik dní jsi krystal pěstoval?
• jaký má tvar?
• Jakou barvu má krystal?
• Je to průhledné nebo ne?
• Jaké jsou rozměry krystalu: výška, šířka, tloušťka?
• Jaká je hmotnost krystalu?

Praktická práce č. 5
Čisticí kuchyňská sůl

Účelem této práce je čištění kuchyňské soli kontaminované říčním pískem.

Kontaminovaná kuchyňská sůl, kterou vám nabízíme, je heterogenní směs krystalů chloridu sodného a písku. K jeho oddělení je potřeba využít rozdílu vlastností složek směsi, například rozdílné rozpustnosti ve vodě. Jak víte, stolní sůl se dobře rozpouští ve vodě, zatímco písek je v ní prakticky nerozpustný.

Znečištěnou sůl od vyučujícího dejte do kádinky a zalijte 50-70 ml destilované vody. Obsah míchejte skleněnou tyčinkou, dokud se sůl zcela nerozpustí ve vodě.

Solný roztok lze od písku oddělit filtrací. Za tímto účelem sestavte instalaci podle obrázku 95. Pomocí skleněné tyčinky opatrně nalijte obsah sklenice na filtr. Průhledný filtrát vyteče do čisté sklenice, zatímco nerozpustné složky původní směsi zůstanou na filtru.

Rýže. 95.
Instalace filtrace

Kapalina ve sklenici je vodný roztok kuchyňské soli. Čistá sůl se z něj dá izolovat odpařením. Za tímto účelem nalijte 5-7 ml filtrátu do porcelánového hrnku, vložte jej do prstence stativu a opatrně jej zahřívejte nad plamenem lihové lampy za stálého míchání skleněnou tyčinkou, dokud se tekutina zcela nevylije. odpařil. Porovnejte krystaly soli získané po odpaření roztoku s původní kontaminovanou solí. Uveďte techniky a postupy, které jste použili k čištění kontaminované soli.

Městská vzdělávací instituce "Pechnikovskaya střední škola"

okres Kargopol

Archangelská oblast

Vědecká a praktická práce

„Krystaly. Rostoucí krystaly."

Dokončili žáci 8. ročníku

Veshnyakova Kristina, Volynkina Maria.

Vědecký ředitel

Učitel fyziky

Kolegicheva M.A.

Pechnikovo

Akademický rok 2011 – 2012
Obsah. Strana

1. 
   Úvod. Co jsme věděli o krystalech? 3
   1. 
      1.1. Relevance práce
   2. 
      1.2. Účel a cíle práce
   3. 
      1.3. Praktický význam práce

1. 
   Přehled literatury
   1. 
      2.1. Co jsou krystaly 3
   2. 
      2.2. Krystalová struktura 4
   3. 
      2.3. Krystaly ve vesmíru 4
   4. 
      2.4. Aplikace krystalů 4
   5. 
      2.5. Krystalky ledu a vody 5
2. 
   Praktická část

3.1. Pěstování krystalů soli 6

3.2. Pěstování vodních krystalů 6

1. 
   Závěry 6

5. Literatura 7

Úvod. Co jsme věděli o krystalech?
Krystaly... ale to jsou krásné, zřídka nalezené kameny. Přicházejí v různých barvách, většina je průhledná, a co je nejlepší, mají krásný pravidelný tvar. Krystaly jsou obvykle mnohostěny, jejich strany (čela) jsou dokonale ploché a jejich hrany jsou přísně rovné. Potěší oko nádhernou hrou světla v jejich okrajích, úžasnou správností jejich struktury...

Všechno, co bylo řečeno, je opravdu pravda, ale... krystaly nejsou vůbec muzejní raritou. Krystaly nás obklopují všude. Pevné látky, ze kterých stavíme domy a vyrábíme stroje, látky, které používáme v každodenním životě – téměř všechny patří ke krystalům.

Relevance práce.

Moderní věda se snaží učit nové věci, dívat se za hranice vesmíru a odhalovat tajemství mikrosvěta. Ale za velkými cíli zapomínáme na to, co je poblíž, bez čeho se neobejdeme a používáme každý den. Význam práce spočívá v nalezení zajímavých a neobvyklých věcí v okolí, v tom, co je k dispozici pro pozorování a studium, a nevyžaduje zvláštní úsilí ani náklady. Například sůl. Sůl, která je na každém stole, v každém domově, známá i známá, neznámá i tajemná! Nebo sníh. Sníh, který nám leží pod nohama.

Cíl práce:

Naučte se pěstovat krystaly doma.

Cíle práce:

· zjistit, co jsou krystaly a kde se nacházejí;

· dozvědět se o použití krystalů;
· pěstovat krystaly doma;
· studovat podmínky vzniku krystalů, jejich tvary;
Praktický význam práce spočívá v tom, že ji lze využít v hodinách fyziky na toto téma nebo v hodinách techniky k provádění kreativní práce.

Přehled literatury.

1. 
   Co jsou krystaly

Název „krystal“ pochází ze dvou řeckých slov – „studený“ a „zmrazit“, tj. znamenalo "zmrzlý led" v Homerově době a odkazovalo se na skalní krystaly považované za zkamenělý led. Slovo „krystal“ zní ve všech evropských jazycích téměř stejně. Před mnoha staletími byly mezi věčnými sněhy v Alpách na území moderního Švýcarska nalezeny velmi krásné, zcela bezbarvé krystaly, velmi připomínající čistý led. Starověcí přírodovědci je nazývali - "crystallos", řecky - led; Toto slovo pochází z řeckého „krios“ – zima, mráz. Věřilo se, že led, který je v horách po dlouhou dobu v silném mrazu, zkamení a ztrácí schopnost tání. Jeden z nejuznávanějších starověkých filozofů, Aristoteles, napsal, že „crystallos se rodí z vody, když úplně ztrácí teplo“. Římský básník Claudianus popsal totéž ve verších v roce 390 př.nl:

V hořké alpské zimě se led mění v kámen.

Slunce pak není schopno takový kámen roztavit.

Podobný závěr byl učiněn ve starověku v Číně a Japonsku - led a křišťál tam byly označeny stejným slovem. A to ještě v 19. století. básníci často spojovali tyto obrazy dohromady. Například A.S. Pushkin ve svém díle „Ovidiovi“ napsal:

Sotva průhledný led, stmívající se nad jezerem,

Krystal zakrýval nehybné trysky.

1. 
   Krystalická struktura

Nejprve se tímto termínem označovala pouze průhledná, fasetovaná přírodní těla, později se rozšířil i na neprůhledné a dokonce i nevyřezané útvary. Na konci 17. stol. bylo zjištěno, že v jejich uspořádání existuje určitá symetrie. Bylo také zjištěno, že některé neprůhledné minerály mají také přirozený pravidelný výbrus a že tvar výbrusu je charakteristický pro konkrétní minerál. Vznikl odhad, že tvar může souviset s vnitřní strukturou. Nakonec se krystaly začaly nazývat všechny pevné látky, které mají přirozený tvar pravidelných mnohostěnů. Většina přírodních a umělých pevných materiálů je polykrystalická, monokrystaly se nazývají monokrystaly. Přirozený tvar krystalů je důsledkem uspořádaného uspořádání atomů v krystalu. V roce 1784 napsal francouzský opat R. Gayuy knihu, ve které navrhl, že krystaly vznikají jako výsledek správného uspořádání malých identických částic, které nazval „molekulární bloky“. Haüy ukázal, jak lze položením takových „cihel“ získat hladké, ploché okraje kalcitu. Rozdíly ve tvaru různých hmot vysvětlil rozdílem jak ve tvaru „cihel“, tak ve způsobu jejich pokládky.

Trojrozměrné periodické prostorové uspořádání se nazývalo krystalová mřížka.

Hlavním rysem krystalové struktury je její opakovatelnost na přísně identické vzdálenosti. Krystalové mřížky jsou velmi rozmanité. Vlastnosti společné všem krystalům však dokonale vysvětluje mřížková struktura krystalů.

Krystaly ve vesmíru

V oblacích, v hlubinách Země, na vrcholcích hor, v písečných pouštích, v jezerech, mořích a oceánech, ve vysokých pecích, v chemických závodech, ve vědeckých laboratořích, v rostlinných buňkách, v živých i mrtvých organismech - krystaly najdeme všude. Mnohé krystaly jsou produkty životně důležité činnosti organismů. Některé druhy měkkýšů mají schopnost růst perleti na cizích tělesech zachycených ve skořápce. Po 5-10 letech se tvoří perly. Mezi krystaly patří diamanty, rubíny, safíry a další drahé kameny. Na Zemi není místo, kde by nebyly krystaly, kde by neustále docházelo ke vzniku, růstu a ničení krystalů. Meteority, poslové z hvězdného světa, se také skládají z krystalů. Ve vesmírných mimozemšťanech - meteoritech - jsou krystaly známé na Zemi a krystaly minerálů, které se na Zemi nenacházejí.

1. 
   Aplikace krystalů.

• 
  Přírodní krystaly vždy vzbuzovaly v lidech zvědavost. Jejich barva, lesk a tvar se dotýkaly lidského smyslu pro krásu a lidé jimi zdobili sebe i své domovy. S krystaly byly odedávna spojovány pověry; jako amulety měly své majitele nejen chránit před zlými duchy, ale také je obdarovat nadpřirozenými schopnostmi.
• 
  Později, když se stejné minerály začaly brousit a leštit jako drahé kameny, se u „šťastných“ talismanů a „vlastních kamenů“ odpovídajících měsíci narození uchovalo mnoho pověr. Všechny přírodní drahokamy kromě opálu jsou krystalické a mnohé z nich, jako je diamant, rubín, safír a smaragd, lze nalézt jako krásně broušené krystaly. Křišťálové šperky jsou dnes stejně populární jako v období neolitu.
• 
  Na základě zákonů optiky hledali vědci průhledný, bezbarvý a bezchybný minerál, ze kterého by se broušením a leštěním daly vyrobit čočky. Nebarvené krystaly křemene mají potřebné optické a mechanické vlastnosti a byly z nich vyrobeny první čočky, včetně těch do brýlí. Ani po nástupu umělého optického skla potřeba krystalů zcela nezmizela; Krystaly křemene, kalcitu a dalších průhledných látek propouštějících ultrafialové a infračervené záření se dodnes používají k výrobě hranolů a čoček pro optická zařízení.
• 
  Krystaly jsou základem mnoha moderních zařízení: počítačů, generátorů a přijímačů záření, magnetických záznamových zařízení, spotřební elektroniky, solárních panelů umístěných na vnějším povrchu kosmických lodí, pro laserové technologie atd.
• 
  Krystalické prášky (sůl, cukr, léky, minerální hnojiva, výbušniny atd.) jsou široce používány v potravinářství, farmaceutickém průmyslu, zemědělství, hutnictví a dalších oblastech.
• 
  Umělé krystaly. Po dlouhou dobu snil člověk o syntéze kamenů, které jsou stejně drahé jako ty, které se nacházejí v přírodě. Až do 20. století takové pokusy byly neúspěšné. Ale v roce 1902 bylo možné získat rubíny a safíry, které mají vlastnosti přírodních kamenů. Později, koncem 40. let, byly syntetizovány smaragdy a v roce 1955 společnost General Electric a Fyzikální ústav Akademie věd SSSR oznámily výrobu umělých diamantů, které v přírodě vůbec neexistují. Například kubické zirkonie – jejich název pochází ze zkratky FIAN – Fyzikální ústav Akademie věd, kde byly poprvé získány. Kubické zirkonie jsou krystaly kubického oxidu zirkoničitého ZrO2, které jsou svým vzhledem velmi podobné diamantům.

Z umělých rubínů se odedávna vyráběla například ložiska do hodinek a dalších přesných přístrojů.

Krystaly ledu a sněhu

Krystaly zmrzlé vody, tzn. led a sníh zná každý. Tyto krystaly pokrývají obrovské rozlohy Země téměř šest měsíců (a v polárních oblastech po celý rok), leží na vrcholcích hor a sklouzávají z nich dolů v ledovcích a plují jako ledovce v oceánech.

Ledová pokrývka řeky, masivu ledovce nebo ledovce samozřejmě není jeden velký krystal, skládá se z mnoha jednotlivých krystalů. Nemůžete je vždy rozeznat, protože jsou malé a všechny jsou srostlé dohromady. Někdy lze tyto krystaly rozeznat v tajícím ledu, například v ledových krách jarního ledového driftu na řece. Pak můžete vidět, že led se skládá jakoby z „tužek“ spojených dohromady, jako ve složeném balíčku tužek:

Ledové jehly dosahují délky 1-2 cm a někdy dosahují 10-12 cm.

V mrazivých dnech, kdy slunce ještě nestihlo zničit stopy nočních mrazů, jsou stromy a keře pokryty mrazem. Na větvích jsou vidět trsy tenkých šestihranných jehlic - ledových krystalků. Les je zdoben pohádkovým bohatstvím krystalů a křišťálovým oblečením. Každý jednotlivý ledový krystal, každá sněhová vločka je křehká a malá.

Mrazivé vzory na okenním skle- to je v podstatě stejné jako námraza, která se tvoří na zemi a na větvích stromů. Mechanismus vzniku námrazy a těchto vzorů je stejný.

Na skle se objevují vzory v důsledku tvorby krystalů z podchlazených kapiček vody.

Kvalita a vzhled výsledného vzoru závisí na vlhkosti vzduchu, rozdílech a změnách teplot uvnitř i venku, povrchu skla, směru, síle a rychlosti větru. To je důvod, proč se kresby vždy liší a nejsou si navzájem podobné.

Vědci napočítali obrovské množství typů ledových vzorů. Velmi časté vzory jsou dendrity a trichity. Dendrity na oknech rostou ve tvaru stromů. Ledové obrazce – trichity zase vypadají jako vláknité útvary.

V podmínkách vysoké vlhkosti a kladné vnitřní teploty se na oknech objevují dendritické vzory. Nejprve se na skle objeví tenký film vody a poté dojde ke krystalizaci. Jelikož je tloušťka vodního filmu ve spodní části oken větší, dochází zde k tvorbě ledových „stromů“. Ale s nedostatkem vlhkosti se na oknech objevují miniaturní dendrity

Na ostrých hranách skla, kde se často tvoří třísky a praskliny, se obvykle tvoří trichitové vzory. Ve většině případů jsou hlavní vlákno i přilehlé tenké proužky námrazy mírně zakřivené.

Praktická část

1. Pěstování krystalů soli

Mnoho technologických potřeb pro krystaly podnítilo výzkum metod pro pěstování krystalů s předem určenými chemickými, fyzikálními a elektrickými vlastnostmi. Úsilí vědců nebylo marné a byly nalezeny metody, jak vypěstovat velké krystaly stovek látek, z nichž mnohé nemají žádnou přírodní analogii. V laboratoři se krystaly pěstují za pečlivě kontrolovaných podmínek, aby byly zajištěny požadované vlastnosti, ale v zásadě laboratorní krystaly vznikají stejně jako v přírodě – z roztoku, taveniny nebo páry. Nejjednodušší experimenty s pěstováním krystalů lze provádět s kuchyňskou solí.

Nejjednodušší experimenty s pěstováním krystalů lze provádět s kuchyňskou solí. To jsme udělali.

Připravili jsme nasycený roztok kuchyňské soli: za tímto účelem přidejte sůl do teplé vody a míchejte, dokud se sůl již nerozpustí a neusadí se na dně hrnku. Do hrnku namočili vlněnou nit a položili ji na teplé místo.

Krystaly soli začaly růst. Sůl se dokonce vytvořila na vnější straně hrnku, ale nevypadala moc jako krystaly. Krásné krystaly vytvořené na šňůrce a na dně hrnku

Krystaly lze vypěstovat odebráním semene. tj. malý krystal a navázáním na nit, spusťte jej do solného roztoku.

Krystaly soli lze pěstovat i na modřínových větvích. K tomu je třeba je ponořit do solného roztoku a poté po chvíli vyjmout a nechat uschnout. Na větvích se tvoří krystalická námraza ze soli. Tyto větve lze použít k výrobě kytic.

2. Pěstování ledových krystalků

Zkušenost 1. Nalijte vodu do malého hlubokého podšálku na čaj. Umístěte talířek do sněhu. Po nějaké době se teplota vody vyrovná 0 °C, ale voda bude nadále vydávat teplo. Při ztrátě tepla začne voda v podšálku o teplotě 0 °C mrznout. Na hladině vody se objeví průhledné, podlouhlé jehlicovité krystalky ledu. Objevují se odděleně, rychle se spojují do skupin a tvoří tvrdou ledovou krustu na hladině vody. Při pohledu přes lupu mají ledové krystaly tvar vysoce protáhlých šestibokých hranolů. Mezi nimi je mnoho šesticípých „hvězd“. Jedná se o jehlice uspořádané do rozmarné skupiny a tvořící tenkou hvězdicovou strukturu. Ledové jehly přibývají a rostou, setkávají se a větví se. Na okenním skle se tak tvoří námrazové vzory. Pro tvorbu dendritů je nutné rychlé ochlazení.

Zkušenost 2. Umístěte velkou kapku vody na malý čistý kousek sklenice. Sklenici velmi ochlaďte přitlačením ke sněhu nebo chladící směsi. Po zamrznutí kapka vody poskytne krásné krystaly v podobě různých hvězd. Takové krystalické hvězdy se tvoří v kapičkách vody unášených pohybem vzduchu do značné výšky. Během chladného období padají hvězdy sněhových vloček a dostávají se na zem. Říkáme: "Sněží."
Závěry. V průběhu naší práce jsme se tedy o krystalech dozvěděli více, zjistili jsme, že kolem nás je spousta zajímavých a neobvyklých věcí, které jsou přístupné pozorování a studiu a nevyžaduje to mnoho úsilí a nákladů. Zkusili jsme vypěstovat krystaly a uspěli jsme.

Literatura.

1. 
   Velká ruská encyklopedie.16 svazek. M - Vědecké nakladatelství "Velká ruská encyklopedie" 2010.
2. 
   M.P.Shaskolskaya. Krystaly. M- „Věda“ 1985.

3. Materiál z GeoWiki – otevřené encyklopedie věd o Zemi.

4. http://course-crystal.narod.ru/p36aa1.html

5. http://www.novate.ru/blogs/131008/10496/

6. Moderní krystalografie. M., 1979-1981.T.1-4;Chuprunov E.V., Khokhlov A.F., Fadeev M.A. Krystalografie. M., 2000;

Kondratiev Filip

Za jeden den lze v laboratoři vypěstovat krystal o hmotnosti až 1 kg. Pro mnoho lidí se pěstování krystalů stalo nezbytnou nutností. hobby. Práce pojednává o metodách pěstování monokrystalů z různých solí

Stažení:

Náhled:

Obecní vzdělávací rozpočtová instituce

"Syasstroy střední škola č. 2"

Vědecká a praktická práce

Na téma:

"Rostoucí krystaly"

Vedoucí: učitel chemie

Bochková Irina Anatoljevna

Syasstroy

rok 2012.

Úvod

Zdůvodnění tématu projektu a jeho relevance strana 2

1. Analytický přehled

1.1 Co je to krystalová stránka 3

1.2 Tvary krystalů strana 3

1.3 Způsoby tvorby krystalů strana 4

1.4 Aplikace krystalů strana 42. Experimentální část

2.1 Příprava zásobního roztoku strana 6

2.2 Pěstování osiva strana 6

2.3 Pěstování monokrystalů str. 6

3.4 Ukládání krystalů strana 6Výsledky experimentu strana 6

Závěry strana 6

Bibliografie strana 6

Úvod

Odůvodnění výběru tématu projektu a jeho relevance:

"Téměř celý svět je krystalický. Světu dominuje krystal a jeho pevná látka,

Přímé zákony"

Akademik Fersman A.E.

Z knih jsem se dozvěděl, že krystaly se získávají v laboratoři, ale existují i ​​v přírodě. Například sněhové vločky, mrazivé vzory na okenním skle a námraza, která v zimě zdobí holé větve stromů. Mnohé krystaly jsou odpadními produkty organismů. Některé druhy měkkýšů mají schopnost růst perleti na cizích tělesech zachycených ve skořápce. Po 5-10 letech se tvoří perly. Mezi krystaly patří diamanty, rubíny, safíry a další drahé kameny. Za jeden den v laboratoři vypěstujete krystal soli o váze asi 1 kilogram. Krystaly jsou široce používány ve vědě, průmyslu, optice a elektronice.

Toto téma mě velmi zaujalo a rozhodl jsem se, že si krystaly soli vypěstuji doma.

Cíl práce: Naučte se pěstovat krystaly.

úkoly:

1. Prostudujte si literaturu o krystalech a metodách jejich pěstování.

2. Pěstujte monokrystaly různých solí.

Plán práce projektu

1. Studium literatury na témata:

1. Co jsou krystaly;
2. Typy krystalů;
3. Význam krystalů pro člověka;
4. Pěstování krystalů doma.
5. Aplikace krystalů

2. Dokončení praktické části.

1. Formulace závěrů.
2. Vypracování pracovní zprávy.
3. Vytvoření počítačové prezentace na základě materiálů získaných v práci.
4. Ochrana projektu.

1. Analytický přehled

1. Co je krystal

Krystal je pevné skupenství hmoty. Má určitý tvar a určitý počet ploch díky uspořádání svých atomů. Všechny krystaly jedné látky mají stejný tvar, i když se mohou lišit velikostí.

Každá chemická látka, která je za daných termodynamických podmínek v krystalickém stavu, odpovídá specifické krystalové struktuře.

V přírodě existují stovky látek, které tvoří krystaly. Voda je jednou z nejběžnějších z nich. Zamrzající voda se mění v ledové krystaly nebo sněhové vločky.

Minerální krystaly se také tvoří při určitých horninotvorných procesech. Obrovské množství horké a roztavené horniny hluboko pod zemí jsou ve skutečnosti minerální roztoky. Když jsou masy těchto tekutých nebo roztavených hornin tlačeny k zemskému povrchu, začnou se ochlazovat.

Chladnou velmi pomalu. Minerály se mění v krystaly, když přecházejí z horké kapaliny do studené pevné formy. Například skalní žula obsahuje krystaly minerálů, jako je křemen, živec a slída. Před miliony let byla žula roztavenou hmotou minerálů v kapalném stavu. V současné době se v zemské kůře nachází masy roztavených hornin, které se pomalu ochlazují a tvoří krystaly různých typů.

1.2 Tvary krystalů

Krystaly mohou mít nejrůznější tvary. Všechny známé krystaly na světě lze rozdělit do 32 typů, které lze zase seskupit do šesti typů. Krystaly mohou mít různé velikosti. Některé minerály tvoří krystaly, které lze vidět pouze mikroskopem. Jiné tvoří krystaly, které váží několik set liber.

Za krystalické se považují látky, jejichž atomy jsou uspořádány pravidelně tak, že tvoří pravidelnou trojrozměrnou mřížku, nazývanou krystalická. Krystaly řady chemických prvků a jejich sloučenin mají pozoruhodné mechanické, elektrické, magnetické a optické vlastnosti.

Ruský vědec E.S. Fedorov zjistil, že v přírodě může existovat pouze 230 různých vesmírných skupin, které pokrývají všechny možné krystalové struktury. Většina z nich (ale ne všechny) se nachází v přírodě nebo jsou uměle vytvořeny. Krystaly mohou mít podobu různých hranolů, jejichž základem může být pravidelný trojúhelník, čtverec, rovnoběžník a šestiúhelník.

Krystalové mřížky kovů mají často podobu plošně centrované (měď, zlato) nebo tělo centrované krychle (železo), stejně jako šestibokého hranolu (zinek, hořčík).

Klasifikace krystalů a vysvětlení jejich fyzikálních vlastností může být založeno nejen na tvaru základní buňky, ale také na jiných typech symetrie, například rotaci kolem osy. Osou symetrie je přímka, při otočení o 360°, kolem které se krystal několikrát vyrovná sám se sebou. Počet těchto zarovnání se nazývá pořadí os. Existují krystalové mřížky s osami symetrie 2., 3., 4. a 6. řádu. Symetrie krystalové mřížky vzhledem k rovině symetrie je možná, stejně jako kombinace různých typů symetrie.

Většina krystalických pevných látek jsou polykrystaly, protože Za normálních podmínek je poměrně obtížné monokrystaly pěstovat, překáží tomu nejrůznější nečistoty. Moderní technologie vyžaduje krystaly vysokého stupně čistoty, takže věda stojí před otázkou vývoje účinných metod pro umělé pěstování monokrystalů různých chemických prvků a jejich sloučenin.

Pěstování krystalů je koníček, jehož vyznavači si zakládají vlastní kluby a účastní se soutěží. Pěstování krystalů je složitý technologický proces, takže čím déle budete čekat, tím působivější budou výsledky.

1.3 Metody tvorby krystalů

Existují tři způsoby tvorby krystalů: krystalizace z taveniny, z roztoku a z plynné fáze. Příkladem krystalizace z taveniny je tvorba ledu z vody (vždyť voda je roztavený led), stejně jako vznik vulkanických hornin. Příkladem krystalizace z roztoku v přírodě je vysrážení stovek milionů tun soli z mořské vody. Když se plyn (nebo pára) ochladí, elektrické přitažlivé síly spojí atomy nebo molekuly do krystalické pevné látky – tvoří se sněhové vločky.

Nejběžnější metody umělého pěstování monokrystalů jsou krystalizace z roztoku a z taveniny. V prvním případě krystaly rostou z nasyceného roztoku s pomalým odpařováním rozpouštědla nebo s pomalým poklesem teploty.

Pokud se pevná látka zahřeje, přejde do kapalného stavu - taveniny. Obtíže při pěstování monokrystalů z tavenin jsou spojeny s vysokými teplotami tání. Chcete-li například získat rubínový krystal, musíte roztavit prášek oxidu hlinitého, a proto jej musíte zahřát na teplotu 2030 ° C.

1.4 Aplikace krystalů

Použití krystalů ve vědě a technice je tolik a rozmanité. Dovolte mi uvést několik příkladů.

Krystaly hrály důležitou roli v mnoha technických inovacích 20. století. Některé krystaly při deformaci generují elektrický náboj. Aplikace výroby radiofrekvenčních generátorů se stabilizací křemennými krystaly. Tím, že křemenná deska vibruje v elektrickém poli vysokofrekvenčního oscilačního obvodu, je možné stabilizovat přijímací nebo vysílací frekvenci.

Diamant.

Nejtvrdším a nejvzácnějším přírodním minerálem je diamant. Díky své výjimečné tvrdosti hraje diamant obrovskou roli v technologii. Diamantové pily se používají k řezání kamenů. Diamant má obrovský význam při vrtání hornin a při těžebních operacích. Diamantové hroty se vkládají do rycích nástrojů, dělicích strojů, přístrojů na zkoušení tvrdosti a vrtáků do kamene a kovu. Diamantový prášek se používá k broušení a leštění tvrdých kamenů, kalené oceli, tvrdých a supertvrdých slitin. Diamant samotný lze brousit, leštit a gravírovat pouze diamantem. Nejkritičtější části motorů v automobilové a letecké výrobě jsou zpracovávány diamantovými frézami a vrtáky.

Korundy.

Rubín a safír patří k nejkrásnějším a nejdražším z drahých kamenů. Krvavě červený rubín a azurově modrý safír jsou stejný minerál - korund, oxid hlinitý A 12 O 3 . Barevný rozdíl je způsoben velmi malými nečistotami.

Skromný, nenápadný hnědý korund, neprůhledný, jemný - smirkový používaný k čištění kovu, ze kterého se vyrábí brusný papír. Korund se všemi jeho odrůdami je jedním z nejtvrdších kamenů na Zemi, po diamantu nejtvrdším. Korund lze použít k vrtání, broušení, leštění, ostření kamene a kovu. Brusné kotouče, brousky a brusné prášky jsou vyrobeny z korundu a smirku.

Celý hodinářský průmysl běží na umělých rubínech. V polovodičových továrnách se nejjemnější obvody kreslí rubínovými jehlami. V textilním a chemickém průmyslu natahují vodítka rubínových nití nitě z umělých vláken, nylonu a nylonu.

Novým životem rubínu je laserový nebo optický kvantový generátor (OQG). V roce 1960 Byl vytvořen první rubínový laser. Ukázalo se, že rubínový krystal zesiluje světlo. Laser svítí jasněji než tisíc sluncí.

Výkonný laserový paprsek s obrovským výkonem. Snadno propálí plech, svaří kovové dráty, propálí kovové trubky a vyvrtá ty nejtenčí otvory do tvrdých slitin a diamantu. Tyto funkce plní pevný laser využívající rubín, granát a neodit. V oční chirurgii se nejčastěji používají neodynové lasery a rubínové lasery.

Safír je průhledný, proto se z něj vyrábí destičky pro optické přístroje. Většina safírových krystalů jde do polovodičového průmyslu.

Křemen.

Pazourek, ametyst, jaspis, opál, chalcedon jsou všechny odrůdy křemene. Malá zrnka křemene tvoří písek. A nejkrásnější, nejúžasnější odrůda křemene je horský křišťál, tzn. průhledné krystaly křemene. Čočky, hranoly a další části optických přístrojů se proto vyrábí z průhledného křemene.

Elektrické vlastnosti křemene jsou obzvláště úžasné. Pokud stlačíte nebo roztáhnete křemenný krystal, objeví se na jeho hranách elektrické náboje. Toto je piezoelektrický jev v krystalech. Piezoelektrické krystaly jsou široce používány k reprodukci, záznamu a přenosu zvuku.

Polaroid.

Své využití v technologii našel i polykrystalický materiál Polaroid.

Polaroid je tenký průhledný film zcela vyplněný drobnými průhlednými jehličkovitými krystaly látky, která dvojlomy a polarizuje světlo. Všechny krystaly jsou umístěny paralelně k sobě, takže všechny stejně polarizují světlo procházející filmem. Polaroidní fólie se používají v polaroidových brýlích. Polaroidy ruší odlesky odraženého světla a umožňují průchod všemu ostatnímu světlu. Jsou nepostradatelné pro polárníky, kteří se musí neustále dívat na oslnivý odraz slunečních paprsků z ledového sněhového pole.

Polaroidové brýle pomohou předcházet kolizím s protijedoucími auty, ke kterým velmi často dochází tím, že světla protijedoucího auta oslepí řidiče, a ten toto auto nevidí. Pokud jsou čelní skla automobilů a skla světlometů vyrobena z polaroidu a oba polaroidy jsou natočeny tak, že jejich optické osy jsou posunuty, pak čelní sklo nepropustí světlo světlometů protijedoucího automobilu a „zhasne“ to."

Seznam použití krystalů je poměrně dlouhý a neustále se rozrůstá.

2. Experimentální část

2.1 Příprava zásobního roztoku

Sůl se rozpustí v horké vodě, dokud se nezíská nasycený roztok. Nasycený roztok byl zfiltrován. Roztok jsem nechal pomalu vychladnout.

Pěstoval jsem krystaly kamence draselného, ​​síranu hlinitého a draselného KAl(SO 4 ) 2 , síran měďnatý, síran železnatý.

2.2 Pěstování osiva

O den později se na dně sklenice vytvořily krystaly soli. Roztok byl scezen, krystaly byly od sebe pečlivě odděleny a byl vybrán ten největší a nejsprávnější.

2.3 Pěstování monokrystalů

Připravte nový nasycený roztok. Přivázal jsem zárodečný krystal k niti, připevnil ho k tužce a ponořil krystal do roztoku. Několik týdnů jsem sledoval, jak krystaly rostou.

1. Záchrana krystalů

Vyrostlé monokrystaly byly vysušeny a potaženy bezbarvým lakem, aby se zachovala krystalizační voda.

Výsledky experimentu

Pěstoval jsem drúzy a monokrystaly síranu měďnatého a monokrystaly kamence draselného. Kamenec draselný byl obarven potravinářským barvivem.

závěry

1. Tvar krystalu je určen tvarem jeho krystalové mřížky.
2. Nečistoty v roztoku soli ovlivňují tvar krystalu.
3. Rostoucí krystaly- Tento proces je zábavný, ale vyžaduje pečlivý a pečlivý přístup k vaší práci.

Bibliografie