praktiskais darbs

1.3 Eksperimenti ar kristālu audzēšanu

Mērķis: iegūt piesātinātu galda sāls šķīdumu.

Aprīkojums: sāls, ūdens, stikls.

Progress:

Sagatavoju stikla trauku un izmērīju divas daļas ūdens un vienu daļu galda sāls. Es palūdzu pieaugušajam uzsildīt man divas ūdens daļas. Vienu daļu galda sāls ielej glāzē ar karstu ūdeni un maisa, līdz tā pārstāj šķīst. Glāzē ir izšķīdusi tikai daļa sāls. Turpmākās sāls piedevas nešķīst un nokrita uz stikla dibenu nogulšņu veidā. Kad sāls pilnībā pārstāja šķīst, iegūto šķīdumu ielēju citā glāzē, lai līdz ar šķīdumu glāzes dibenā nenokristu neviens graudiņš.

Secinājums: eksperimentam saņēmu piesātinātu šķīdumu.

Mērķis: kristālu audzēšana.

Aprīkojums: divas glāzes: glāze Nr.1 ​​ar piesātinātu galda sāls šķīdumu, glāze Nr.2 ar vāju (nepiesātinātu) galda sāls šķīdumu, divi pavedieni ar “sēklu” kristāliem.

Progress:

Katrā glāzē ievietojam pavedienus ar sēklu kristāliem un sākam novērot.

Novērošanas dienasgrāmata:

1. Joprojām grūti noteikt, kas notiek stiklā Nr.1.

2. Stiklā Nr. 2 notiek kristāla – “sēklas” – šķīdināšanas process, jo stikls satur nepiesātinātu sāls šķīdumu.

1. Stiklā Nr.1 ​​notiek kristalizācijas process.

2. Stiklā Nr.2 “sēklu” kristāls ir izšķīdis, tas ir, šķīšanas process ir beidzies.

3. Šķīduma līmeņa pazemināšanās glāzēs ir saistīta ar ūdens iztvaikošanu.

1. Turpinās ūdens iztvaikošana.

Novērošanas periodi	Darbību apraksts	Rezultāti
4. nedēļas beigas	novērojums	Stiklā Nr.1 ​​kristāli palielinās. Abās glāzēs ūdens līmenis pazeminās.
5. nedēļas beigas	novērojums	Uz pavediena piesātinātā šķīdumā kristāli palielinās un parādās jauni. Šķīduma līmenis glāzēs samazinās. Uz sienām ir plāksne.
6. nedēļas beigas	novērojums	1. Stiklā Nr.1 ​​ir novērojams kristālu izmēra un to skaita pieaugums. 2. Ūdens līmenis abās glāzēs pazeminās. Uz briļļu atbrīvojošajām sieniņām parādījās pārklājums.

Secinājumi: 1. Stiklā Nr.1 ​​notiek kristalizācijas process.

2. Abās glāzēs turpinās ūdens iztvaikošana.

3. Stiklā Nr.2 arī sākās kristalizācijas process, bet vēlāk, šķīdumam piesātinot, izpaudās aplikuma veidošanā uz stikla sieniņām.

1. Stikls Nr.1. Ir izgājis kristalizācijas process, kas izpaužas kā kristālu veidošanās uz vītnes un uz stikla sieniņām.

2. Stikls Nr. 2. Kristālu veidošanās uz stikla sieniņām.

Vispārīgi secinājumi:

1. Galda sāls sastāv no kristāliem.

2.Kad sāls kristāli nonāk saskarē ar ūdeni, tie izšķīst.

3.Sāls kristāli visātrāk var veidoties piesātinātā galda sāls šķīdumā.

4. Ūdenim iztvaikojot, sāls atkal veido kristālus.

5. Nepieciešamajos apstākļos kristālus var audzēt mājās. Nosacījumi sāls kristālu veidošanai mājās ir:

A) piesātināta sāls šķīduma klātbūtne;

B) pavedieni ar sēklu.

Šķīdumu kristalizācija, izmantojot galda sāls kristālu audzēšanas piemēru

Eksperiments 1. Mērķis: izpētīt sāls struktūru, pārbaudot to zem palielināmā stikla. Aprīkojums: palielināmais stikls, šķipsniņa sāls. Darba gaita: uzbēru šķipsniņu sāls uz apakštasītes, pienesu sālim palielināmo stiklu un ieraudzīju mazus kristāliņus. Secinājums: galda sāls sastāv no kristāliem...

Dabā kristāli veidojas dažādu ģeoloģisko procesu laikā no šķīdumiem, kausējumiem, gāzes vai cietām fāzēm. Ievērojama daļa minerālu sugu radās, kristalizējoties no ūdens šķīdumiem...

Kristaloģenēze - kristālu rašanās, augšana un iznīcināšana

Būtisku ieguldījumu jautājumu risināšanā par kristālu augšanas mehānismu sniedza izstrādātās ideālo kristālu augšanas teorijas. 19. gadsimta beigās. Amerikāņu fiziķis Dž. Gibss (1839-1903), franču fiziķis P. Kirī un krievu kristalogrāfs G.V...

Kristaloģenēze - kristālu rašanās, augšana un iznīcināšana

Dažādās novirzēs no ideāliem kristalizācijas apstākļiem (piemēram, viskozā, piesārņotā vai ļoti pārsātinātā vidē) aug eksotiski veidojumi. Pieredze rāda...

Kristaloģenēze - kristālu rašanās, augšana un iznīcināšana

Daļiņu, kas veido īstu kristālu struktūru, izkārtojuma pareizības pārkāpums, t.i. novirzes no to ideālās struktūras rada defektus. Pētniekam defekts ir informācijas avots par notikumiem, kas notikuši ar kristālu...

Lavuazjē - viens no zinātniskās ķīmijas pamatlicējiem

Viens no pirmajiem un svarīgākajiem Lavuazjē darbiem bija veltīts jautājuma risināšanai, vai ūdeni var pārvērst par zemi. Šis jautājums tajā laikā nodarbināja daudzus pētniekus un palika neatrisināts, kad Lavuazjē sāka to risināt...

Mikrokristaloskopija

Pie zemām vēlamā jonu (mikrokomponenta) koncentrācijām nogulsnes var neveidoties. Šajā gadījumā varat pievienot piemērotu jonu (makrokomponentu), kas reaģēs ar reaģentu...

Lielākā daļa dabisko vai rūpniecisko cieto materiālu ir polikristāliski, t.i. tie sastāv no daudziem atsevišķiem, nejauši orientētiem, maziem kristāliskiem graudiņiem, kurus dažreiz sauc par kristalītiem...

Kristālu apraksts, noformējums, veidošanās un īpašību struktūra kristālu pielietojuma jomā

Neviens nav redzējis, kā šķīdumā vai kausē veidojas kristāla kodols. Var domāt, ka nejauši kustīgie atomi vai molekulas var nejauši sakārtoties šādā secībā...

Kristālu apraksts, noformējums, veidošanās un īpašību struktūra kristālu pielietojuma jomā

Zinātnes un tehnikas attīstība novedusi pie tā, ka daudzi dabā reti sastopami dārgakmeņi vai vienkārši kristāli ir kļuvuši ļoti nepieciešami ierīču un mašīnu detaļu izgatavošanai, zinātniskiem pētījumiem...

Kristālu apraksts, noformējums, veidošanās un īpašību struktūra kristālu pielietojuma jomā

Aplūkojot dažādus kristālus, redzam, ka tiem visiem ir atšķirīga forma, taču katrs no tiem attēlo simetrisku ķermeni. Patiešām, simetrija ir viena no galvenajām kristālu īpašībām. Mēs saucam ķermeņus par simetriskiem...

Kristālu apraksts, noformējums, veidošanās un īpašību struktūra kristālu pielietojuma jomā

Pirmais, kurš atklāja šķidros kristālus, bija austriešu botāniķis Reinicers. Pētot viņa sintezēto jauno vielu holesterilbenzoātu, viņš atklāja, ka 145°C temperatūrā šīs vielas kristāli kūst, veidojot duļķainu...

Kristālu apraksts, noformējums, veidošanās un īpašību struktūra kristālu pielietojuma jomā

Atkarībā no molekulāro asu sakārtotības veida šķidros kristālus iedala trīs veidos: nematiskajos, smektiskajos un holesteriskajos. Nematiskie kristāli. Molekulās, kurām ir izteikta anizotropa forma...

Askorbīnskābes noteikšana reālā preparātā

Analīzei es veicu eksperimentus, kas apraksta divas metodes: jodometriju un kulometriju. 1) Jodometrija. Askorbīnskābe (C vitamīns, C6H8O6, turpmāk tekstā AscH2) ir vāja skābe, kas sadalās divos posmos: AscH2 AscH? + H+ Ka1 = 6...

Kristālu audzēšanas process

Ir trīs veidi, kā veidot kristālus: kristalizācija no kausējuma, no šķīduma un no gāzes fāzes. Kristalizācijas piemērs no kausējuma ir ledus veidošanās no ūdens (galu galā ūdens ir izkausēts ledus)...

Pirms darba uzsākšanas rūpīgi izlasiet tā aprakstu līdz beigām. Vispirms izvēlieties eksperimentam pareizo sāli. Kristālu audzēšanai ir piemērots jebkurš sāls, kas labi šķīst ūdenī (vara vai dzelzs sulfāts, alauns u.c.). Derēs arī galda sāls – nātrija hlorīds.

Aprīkojums, kas jums būs nepieciešams:

• litra burka vai neliela katliņa, kurā gatavosiet sāls šķīdumu;
• koka karote vai maisīšanas nūja;
• piltuve ar vati šķīduma filtrēšanai;
• termoss ar platu kaklu ar 1 litru tilpumu (tas ir nepieciešams, lai šķīdums lēnām atdziest, tad izaugs lieli kristāli).

Ja jums nav piltuves vai nepieciešamā termosa, varat tos izgatavot pats.

Lai izveidotu piltuvi, paņemiet plastmasas dzēriena pudeli un ar šķērēm uzmanīgi nogrieziet augšējo 1/3 daļu, kā parādīts 92. attēlā.

Rīsi. 92.
Piltuves izgatavošana no plastmasas pudeles

Termosa vietā derēs parasta stikla litru burka.

Ievietojiet to kartona vai putupolistirola kastē. Nav jāņem liela kaste, galvenais, lai tā pilnībā atbilstu burciņai. Atstarpes starp kastīti un burku cieši aiztaisiet ar lupatas vai vates gabaliņiem. Lai burku cieši noslēgtu, jums būs nepieciešams plastmasas vāks.

Sagatavo karstu piesātinātu sāls šķīdumu. Lai to izdarītu, piepildiet burku līdz pusei ar karstu ūdeni (nav nepieciešams izmantot verdošu ūdeni, lai izvairītos no apdegumiem). Pa daļām pievieno sāli un samaisa. Kad sāls pārstāj šķīst, atstājiet šķīdumu vienu vai divas minūtes, lai neizšķīdušiem kristāliem būtu laiks nosēsties. Filtrējiet šķīdumu caur piltuvi, kas piepildīta ar vati, tīrā termosā. Aizveriet termosu ar vāku un ļaujiet šķīdumam lēnām atdzist divas līdz trīs stundas.

Šķīdums ir nedaudz atdzisis. Tagad ievietojiet tajā sēklu - sāls kristālu, kas pielīmēts vītnes galā. Pēc sēklu ievietošanas trauku pārklāj ar vāku un atstāj uz ilgu laiku. Paies vairākas dienas, līdz izaugs liels kristāls.

Parasti uz pavediena aug vairāki kristāli. Periodiski nepieciešams noņemt liekos, lai izaugtu viens liels kristāls.

Ir svarīgi reģistrēt eksperimenta apstākļus un tā rezultātu, mūsu gadījumā tās ir iegūtā kristāla īpašības. Ja tiek iegūti vairāki kristāli, tiek sniegts apraksts par lielāko.

Uzzīmējiet vai nofotografējiet iegūto kristālu (93., 94. att.). Pārbaudi savu kristālu un atbildi uz jautājumiem.

Rīsi. 93.Galda sāls kristāls
Rīsi. 94. Vara sulfāta kristāli

• Cik dienas tu audzēji kristālu?
• Kāda ir tā forma?
• Kādā krāsā ir kristāls?
• Vai tas ir caurspīdīgs vai nē?
• Kādi ir kristāla izmēri: augstums, platums, biezums?
• Kāda ir kristāla masa?

Praktiskais darbs Nr.5
Tīrīšanas galda sāls

Šī darba mērķis ir attīrīt ar upes smiltīm piesārņoto galda sāli.

Jums piedāvātais piesārņotais galda sāls ir neviendabīgs nātrija hlorīda kristālu un smilšu maisījums. Lai to atdalītu, ir jāizmanto maisījuma sastāvdaļu īpašību atšķirības, piemēram, atšķirīga šķīdība ūdenī. Kā zināms, galda sāls labi šķīst ūdenī, savukārt smiltis tajā praktiski nešķīst.

Skolotāja doto piesārņoto sāli ieliek vārglāzē un ielej 50-70 ml destilēta ūdens. Samaisiet saturu ar stikla stienīti, līdz sāls ir pilnībā izšķīdis ūdenī.

Sāls šķīdumu var atdalīt no smiltīm, filtrējot. Lai to izdarītu, salieciet instalāciju, kā parādīts 95. attēlā. Izmantojot stikla stieni, uzmanīgi ielejiet stikla saturu uz filtra. Caurspīdīgais filtrāts ieplūdīs tīrā stiklā, bet sākotnējā maisījuma nešķīstošās sastāvdaļas paliek uz filtra.

Rīsi. 95.
Filtrēšanas uzstādīšana

Šķidrums glāzē ir galda sāls ūdens šķīdums. Tīru sāli no tā var izolēt, iztvaicējot. Lai to izdarītu, 5-7 ml filtrāta ielej porcelāna krūzē, ievieto statīva gredzenā un uzmanīgi karsē uz spirta lampas liesmas, nepārtraukti maisot saturu ar stikla stienīti, līdz šķidrums ir pilnībā izkusis. iztvaikojis. Salīdziniet sāls kristālus, kas iegūti pēc šķīduma iztvaicēšanas, ar sākotnējo piesārņoto sāli. Uzskaitiet metodes un darbības, ko izmantojāt piesārņotā sāls tīrīšanai.

Pašvaldības izglītības iestāde "Pečņikovskas vidusskola"

Kargopoles rajons

Arhangeļskas apgabals

Zinātniskais un praktiskais darbs

"Kristāli. Augošie kristāli."

Aizpildījuši 8. klases skolēni

Vešņakova Kristīna, Voliņkina Marija.

Zinātniskais direktors

Fizikas skolotājs

Koļegicheva M.A.

Pečņikova

2011. – 2012. mācību gads
Satura rādītājs. Lappuse

1. 
   Ievads. Ko mēs zinājām par kristāliem? 3
   1. 
      1.1. Darba atbilstība
   2. 
      1.2. Darba mērķis un uzdevumi
   3. 
      1.3. Darba praktiskā nozīme

1. 
   Literatūras apskats
   1. 
      2.1. Kas ir kristāli 3
   2. 
      2.2. Kristāla struktūra 4
   3. 
      2.3. Kristāli Visumā 4
   4. 
      2.4. Kristālu pielietojums 4
   5. 
      2.5. Ledus un ūdens kristāli 5
2. 
   Praktiskā daļa

3.1.Sāls kristālu audzēšana 6

3.2. Ūdens kristālu audzēšana 6

1. 
   Secinājumi 6

5. Literatūra 7

Ievads. Ko mēs zinājām par kristāliem?
Kristāli... bet tie ir skaisti, reti sastopami akmeņi. Tie ir dažādās krāsās, vairums ir caurspīdīgi, un, pats labākais, tiem ir skaista, regulāra forma. Parasti kristāli ir daudzskaldņi, to malas (sejas) ir pilnīgi plakanas, un to malas ir stingri taisnas. Tie priecē aci ar brīnišķīgo gaismas spēli savās malās, apbrīnojamo struktūras pareizību...

Viss teiktais tiešām ir patiesība, bet... kristāli nebūt nav muzeju retums. Kristāli mūs ieskauj visur. Cietās vielas, no kurām būvējam mājas un izgatavojam mašīnas, vielas, ko lietojam ikdienā – gandrīz visas pieder pie kristāliem.

Darba atbilstība.

Mūsdienu zinātne cenšas apgūt jaunas lietas, raudzīties tālāk par Visumu un atklāt mikropasaules noslēpumus. Bet aiz lieliem mērķiem aizmirstam to, kas ir tuvumā, bez kā nevaram iztikt un lietojam ikdienā. Darba aktualitāte slēpjas tajā, ka tuvumā atrodas interesantas un neparastas lietas, kas ir pieejamas novērošanai un izpētei, un tas neprasa īpašu piepūli vai izdevumus. Piemēram, sāls. Sāls, kas ir uz katra galda, katrā mājā, zināma un pazīstama, nezināma un noslēpumaina! Vai sniegs. Sniegs, kas guļ zem mūsu kājām.

Darba mērķis:

Uzziniet, kā mājās audzēt kristālus.

Darba mērķi:

· uzzināt, kas ir kristāli un kur tie ir atrasti;

· uzzināt par kristālu izmantošanu;
· audzēt kristālus mājās;
· pētīt kristālu veidošanās apstākļus, to formas;
Praktiskā nozīme darbs ir tāds, ka to var izmantot fizikas stundās par šo tēmu vai tehnoloģiju stundās radošu darbu veikšanai.

Literatūras apskats.

1. 
   Kas ir kristāli

Nosaukums “kristāls” cēlies no diviem grieķu vārdiem – “auksts” un “sasalst”, t.i. Homēra laikā apzīmēja "sasalušu ledu" un apzīmēja kalnu kristālus, ko uzskatīja par pārakmeņojušos ledu. Vārds "kristāls" visās Eiropas valodās skan gandrīz vienādi. Pirms daudziem gadsimtiem starp mūžīgajiem sniegiem Alpos, mūsdienu Šveices teritorijā, tika atrasti ļoti skaisti, pilnīgi bezkrāsaini kristāli, kas ļoti atgādina tīru ledu. Senie dabaszinātnieki tos sauca tā - "kristallos", grieķu valodā - ledus; Šis vārds cēlies no grieķu “krios” - auksts, sals. Tika uzskatīts, ka ledus, ilgstoši atrodoties kalnos stiprā salnā, pārakmeņojas un zaudē spēju kust. Viens no autoritatīvākajiem senajiem filozofiem, Aristotelis, rakstīja, ka "kristālijas dzimst no ūdens, kad tas pilnībā zaudē siltumu". Romas dzejnieks Klaudiāns 390. gadā pirms mūsu ēras pantā aprakstīja to pašu:

Skarbajā Alpu ziemā ledus pārvēršas akmenī.

Saule tad nespēj izkausēt šādu akmeni.

Līdzīgs secinājums tika izdarīts senos laikos Ķīnā un Japānā - ledu un kalnu kristālu tur apzīmēja ar vienu un to pašu vārdu. Un pat 19. gs. dzejnieki bieži apvienoja šos attēlus kopā. Piemēram, A.S. Puškins savā darbā “Ovidijam” rakstīja:

Tik tikko caurspīdīgs ledus, kas blāvs virs ezera,

Kristāls pārklāja nekustīgās strūklas.

1. 
   Kristāla struktūra

Sākumā šis termins tika lietots, lai apzīmētu tikai caurspīdīgus, slīpētus dabiskos ķermeņus; vēlāk tas tika paplašināts, lai aptvertu necaurspīdīgus un pat negrieztus veidojumus. 17. gadsimta beigās. tika atzīmēts, ka to izkārtojumā ir zināma simetrija. Tika arī konstatēts, ka dažiem necaurspīdīgiem minerāliem ir arī dabisks regulārs griezums un ka griezuma forma ir raksturīga konkrētam minerālam. Radās minējums, ka forma varētu būt saistīta ar iekšējo struktūru. Galu galā kristālus sāka saukt par visām cietajām vielām, kurām ir dabiska regulāru daudzskaldņu forma. Lielākā daļa dabisko un mākslīgo cieto materiālu ir polikristāliski; monokristālus sauc par monokristāliem. Kristālu dabiskā forma ir sekas sakārtotam atomu izvietojumam kristālā. 1784. gadā franču abats R. Gajujs uzrakstīja grāmatu, kurā viņš ierosināja, ka kristāli rodas, pareizi izkārtojot sīkas identiskas daļiņas, kuras viņš nosauca par “molekulārajiem blokiem”. Hejs parādīja, cik gludas, plakanas kalcīta malas var iegūt, ieklājot šādus "ķieģeļus". Viņš skaidroja dažādu vielu formas atšķirības ar atšķirību gan “ķieģeļu” formā, gan to klāšanas veidā.

Trīsdimensiju periodisko telpisko izkārtojumu sauca par kristāla režģi.

Kristāla struktūras galvenā iezīme ir tā atkārtojamība stingri identiskos attālumos. Kristāla režģi ir ļoti dažādi. Tomēr visiem kristāliem kopīgās īpašības lieliski izskaidro kristālu režģa struktūra.

Kristāli Visumā

Mākoņos, Zemes dzīlēs, kalnu virsotnēs, smilšainos tuksnešos, ezeros, jūrās un okeānos, domnās, ķīmiskajās rūpnīcās, zinātniskajās laboratorijās, augu šūnās, dzīvos un mirušos organismos - mēs atrodam kristālus visur. Daudzi kristāli ir organismu dzīvībai svarīgās darbības produkti. Dažiem mīkstmiešu veidiem ir iespēja izaudzēt perlamutru uz čaulā noķertiem svešķermeņiem. Pēc 5-10 gadiem veidojas pērles. Kristāli ietver dimantus, rubīnus, safīrus un citus dārgakmeņus. Uz Zemes nav vietas, kur nebūtu kristālu, kur kristālu rašanās, augšana un iznīcināšana nenotiek visu laiku. Meteorīti, zvaigžņotās pasaules vēstneši, arī sastāv no kristāliem. Kosmosa citplanētiešiem - meteorītiem - ir uz Zemes zināmi kristāli un uz Zemes neatrasto minerālu kristāli.

1. 
   Kristālu pielietojums.

• 
  Dabiskie kristāli vienmēr ir izraisījuši cilvēkos zinātkāri. To krāsa, spīdums un forma aizkustināja cilvēka skaistuma izjūtu, un cilvēki ar tiem rotāja sevi un savas mājas. Jau ilgu laiku māņticība ir saistīta ar kristāliem; tāpat kā amuletiem, tiem vajadzēja ne tikai aizsargāt savus saimniekus no ļaunajiem gariem, bet arī apveltīt ar pārdabiskām spējām.
• 
  Vēlāk, kad tos pašus minerālus sāka griezt un pulēt kā dārgakmeņus, dzimšanas mēnesim atbilstošos “laimīgajos” talismanos un “savējos akmeņos” tika saglabātas daudzas māņticības. Visi dabiskie dārgakmeņi, izņemot opālu, ir kristāliski, un daudzi no tiem, piemēram, dimants, rubīns, safīrs un smaragds, ir atrodami kā skaisti griezti kristāli. Kristāla rotaslietas tagad ir tikpat populāras kā neolīta periodā.
• 
  Balstoties uz optikas likumiem, zinātnieki meklēja caurspīdīgu, bezkrāsainu un bezdefektu minerālu, no kura slīpējot un pulējot varētu izgatavot lēcas. Nekrāsotiem kvarca kristāliem ir nepieciešamās optiskās un mehāniskās īpašības, un no tiem tika izgatavotas pirmās lēcas, tostarp brillēm. Pat pēc mākslīgā optiskā stikla parādīšanās nepieciešamība pēc kristāliem pilnībā neizzuda; Kvarca, kalcīta un citu caurspīdīgu vielu kristāli, kas pārraida ultravioleto un infrasarkano starojumu, joprojām tiek izmantoti, lai izgatavotu prizmas un lēcas optiskām ierīcēm.
• 
  Kristāli ir daudzu mūsdienu ierīču pamatā: datori, starojuma ģeneratori un uztvērēji, magnētiskās ierakstīšanas ierīces, plaša patēriņa elektronika, saules paneļi, kas novietoti uz kosmosa kuģu ārējās virsmas, lāzertehnoloģijām utt.
• 
  Kristāliskos pulveri (sāls, cukurs, zāles, minerālmēsli, sprāgstvielas utt.) plaši izmanto pārtikas, farmācijas rūpniecībā, lauksaimniecībā, metalurģijā un citās jomās.
• 
  Mākslīgie kristāli. Cilvēks jau ilgu laiku ir sapņojis sintezēt akmeņus, kas ir tikpat dārgi kā dabā sastopamie. Līdz 20. gs šādi mēģinājumi bija nesekmīgi. Bet 1902. gadā izdevās iegūt rubīnus un safīrus, kuriem piemīt dabīgo akmeņu īpašības. Vēlāk, 40. gadu beigās, smaragdi tika sintezēti, un 1955. gadā uzņēmums General Electric un PSRS Zinātņu akadēmijas Fizikālais institūts ziņoja par mākslīgo dimantu ražošanu, kas dabā vispār nepastāv. Piemēram, kubiskais cirkonijs – to nosaukums cēlies no saīsinājuma FIAN – Zinātņu akadēmijas Fizikālais institūts, kur tie pirmo reizi iegūti. Kubiskais cirkonijs ir kubiskā cirkonija oksīda ZrO2 kristāli, kas pēc izskata ir ļoti līdzīgi dimantiem.

Piemēram, pulksteņu un citu precīzijas instrumentu gultņi jau sen ir izgatavoti no mākslīgajiem rubīniem.

Ledus un sniega kristāli

Sasaluša ūdens kristāli, t.i. ledus un sniegs ir zināms visiem. Šie kristāli gandrīz sešus mēnešus klāj plašus Zemes plašumus (un polārajos apgabalos visu gadu), guļ kalnu virsotnēs un slīd no tām ledājos un peld kā aisbergi okeānos.

Upes ledus sega, ledāja masīvs vai aisbergs, protams, nav viens liels kristāls, tas sastāv no daudziem atsevišķiem kristāliem. Jūs ne vienmēr varat tos atšķirt, jo viņi ir mazi un visi ir sapludināti. Dažkārt šos kristālus var pamanīt kūstošā ledū, piemēram, ledus gabalos, kad ledus dreifē uz upes pavasarī. Tad jūs varat redzēt, ka ledus sastāv it kā no “zīmuļiem”, kas ir sapludināti kopā, kā salocītā zīmuļu iepakojumā:

Ledus adatas sasniedz 1-2 cm garumu un dažreiz sasniedz 10-12 cm.

Salnas dienās, kad saule vēl nav paspējusi iznīcināt nakts salnu pēdas, kokus un krūmus klāj sarma. Uz zariem var redzēt tievu sešstūrainu adatu ķekarus - ledus kristālus. Mežs ir izrotāts ar pasakainu kristālu bagātību un kristāla tērpu. Katrs atsevišķs ledus kristāls, katra sniegpārsla ir trausla un maza.

Apsarmojuši raksti uz logu stikla- tas būtībā ir tas pats, kas sarma, kas veidojas uz zemes un koku zariem. Sala veidošanās mehānisms un šie modeļi ir vienādi.

Raksti uz stikla parādās, jo no pārdzesētiem ūdens pilieniem veidojas kristāli.

Iegūtā raksta kvalitāte un izskats ir atkarīgs no gaisa mitruma, atšķirībām un temperatūras izmaiņām iekšpusē un ārpusē, stikla virsmas, vēja virziena, stipruma un ātruma. Tāpēc zīmējumi vienmēr izrādās atšķirīgi un nav līdzīgi viens otram.

Zinātnieki ir saskaitījuši milzīgu skaitu ledus modeļu veidu. Ļoti izplatīti modeļi ir dendrīti un trihīti. Dendrīti uz logiem aug kokiem līdzīgās formās. Savukārt ledus raksti – trihīti izskatās pēc šķiedrainiem veidojumiem.

Augsta mitruma un pozitīvas iekštelpu temperatūras apstākļos uz logiem parādās dendrītu raksti. Vispirms uz stikla parādās plāna ūdens kārtiņa, un tad notiek kristalizācija. Tā kā logu apakšējā daļā ūdens plēves biezums ir lielāks, šeit veidojas ledus “koki”. Bet ar mitruma trūkumu uz logiem parādās miniatūri dendriti

Uz stikla asajām malām, kur bieži veidojas šķembas un plaisas, parasti veidojas trihīta raksti. Vairumā gadījumu gan galvenā šķiedra, gan blakus esošās plānās sarmas sloksnes ir nedaudz izliektas.

Praktiskā daļa

1.Sāls kristālu audzēšana

Daudzas tehnoloģiskās vajadzības pēc kristāliem ir veicinājušas pētījumus par kristālu audzēšanas metodēm ar iepriekš noteiktām ķīmiskajām, fizikālajām un elektriskām īpašībām. Pētnieku pūles nebija veltīgas, un tika atrastas metodes, kā izaudzēt lielus simtiem vielu kristālus, no kuriem daudzām nav dabiska analoga. Laboratorijā kristāli tiek audzēti rūpīgi kontrolētos apstākļos, lai nodrošinātu vēlamās īpašības, taču principā laboratorijas kristāli veidojas tāpat kā dabā - no šķīduma, kausējuma vai tvaikiem. Vienkāršākos kristālu audzēšanas eksperimentus var veikt ar galda sāli.

Vienkāršākos kristālu audzēšanas eksperimentus var veikt ar galda sāli. Tā mēs arī izdarījām.

Mēs pagatavojām piesātinātu galda sāls šķīdumu: lai to izdarītu, pievienojiet sāli siltam ūdenim un samaisiet, līdz sāls vairs nešķīst un nosēžas krūzes apakšā. Viņi iemērca vilnas pavedienu krūzē un nolika to siltā vietā.

Sāka augt sāls kristāli. Sāls pat veidojās krūzes ārpusē, taču tas neizskatījās pēc kristāliem. Uz auklas un krūzes apakšā izveidojās skaisti kristāli

Kristālus var audzēt, paņemot sēklu. i., mazu kristāliņu un piesienot pie diega, nolaidiet sāls šķīdumā.

Sāls kristālus var audzēt arī lapegles zaros. Lai to izdarītu, tās jāiemērc sāls šķīdumā un pēc kāda laika jāizņem un jāļauj nožūt. Uz zariem veidojas kristālisks sarma no sāls. No šiem zariem var veidot pušķus.

2. Ledus kristālu audzēšana

Pieredze 1. Ielejiet ūdeni nelielā dziļā tējas apakštasītē. Novietojiet apakštasīti sniegā. Pēc kāda laika ūdens temperatūra kļūs vienāda ar 0°C, bet ūdens turpinās izdalīt siltumu. Zaudējot siltumu, 0°C ūdens apakštase sāks sasalt. Uz ūdens virsmas parādīsies caurspīdīgi, iegareni adatveida ledus kristāli. Parādoties atsevišķi, tie ātri saplūst grupās un veido cietu ledus garozu uz ūdens virsmas. Skatoties caur palielināmo stiklu, ledus kristāliem ir ļoti iegarenas sešstūra prizmas. Starp tām ir daudz sešstaru "zvaigžņu". Tās ir adatas, kas sakārtotas dīvainā grupā un veido plānu zvaigžņu struktūru. Pieaugot un augot, ledus adatas saskaras viena ar otru un zarojas. Šādi uz logu stikla veidojas sarmas raksti. Dendrīta veidošanai nepieciešama ātra dzesēšana.

Pieredze 2. Novietojiet lielu ūdens pilienu uz neliela tīra stikla gabala. Ļoti atdzesējiet stiklu, piespiežot to pret sniegu vai dzesēšanas maisījumu. Sasalis ūdens piliens dos skaistus kristālus dažādu zvaigžņu formā. Šādas kristāliskas zvaigznes veidojas ūdens pilienos, ko gaisa kustība aiznes ievērojamā augstumā. Aukstajā sezonā sniegpārslu zvaigznes nokrīt un sasniedz zemi. Mēs sakām: "Snieg."
Secinājumi. Tā nu darba gaitā uzzinājām vairāk par kristāliem, noskaidrojām, ka mums apkārt ir daudz interesanta un neparasta, un tas ir pieejams vērošanai un izpētei un neprasa lielu piepūli vai izdevumus. Mēģinājām audzēt kristālus, un mums tas izdevās.

Literatūra.

1. 
   Lielā krievu enciklopēdija 16. sējums. M - Zinātniskā izdevniecība "Lielā krievu enciklopēdija" 2010.
2. 
   M.P.Šaskoļska. Kristāli. M- “Zinātne” 1985.

3. Materiāls no GeoWiki - atvērtas enciklopēdijas par Zemes zinātnēm.

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

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

6. Mūsdienu kristalogrāfija. M., 1979-1981.T.1-4;Čuprunovs E.V., Hohlovs A.F., Fadejevs M.A. Kristalogrāfija. M., 2000;

Kondratjevs Filips

Vienā dienā laboratorijā var izaudzēt līdz 1 kg smagu kristālu. Daudziem cilvēkiem kristālu audzēšana ir kļuvusi par nepieciešamu nepieciešamību. hobijs. Darbā aplūkotas metodes monokristālu audzēšanai no dažādiem sāļiem

Lejupielādēt:

Priekšskatījums:

Pašvaldības izglītības budžeta iestāde

"Syasstroy 2. vidusskola"

Zinātniskais un praktiskais darbs

Par tēmu:

"Augošie kristāli"

Vadītājs: ķīmijas skolotājs

Bočkova Irina Anatoljevna

Syasstroy

2012. gads.

Ievads

Projekta tēmas pamatojums un tā atbilstība 2.lpp

1. Analītiskais apskats

1.1 Kas ir kristāls 3. lpp

1.2 Kristāla formas 3. lpp

1.3 Kristālu veidošanās metodes 4. lpp

1.4 Kristālu uzklāšana 4. lpp2. Eksperimentālā daļa

2.1. Izejas šķīduma sagatavošana 6. lpp

2.2 Sēklu audzēšana 6. lpp

2.3. monokristālu audzēšana 6. lpp

3.4 Kristālu saglabāšana 6. lppEksperimentu rezultāti 6. lpp

Secinājumi 6. lpp

Bibliogrāfija 6. lpp

Ievads

Projekta tēmas izvēles pamatojums un atbilstība:

"Gandrīz visa pasaule ir kristāliska. Pasaulē dominē kristāls un tā cietā viela,

Vienkārši likumi"

Akadēmiķis Fersmans A.E.

No grāmatām uzzināju, ka kristālus iegūst laboratorijā, bet tādi pastāv arī dabā. Piemēram, sniegpārslas, apsarmojuši raksti uz logu stikla un sarma, kas ziemā rotā kailos koku zarus. Daudzi kristāli ir organismu atkritumi. Dažiem mīkstmiešu veidiem ir iespēja izaudzēt perlamutru uz čaulā noķertiem svešķermeņiem. Pēc 5-10 gadiem veidojas pērles. Kristāli ietver dimantus, rubīnus, safīrus un citus dārgakmeņus. Laboratorijā vienas dienas laikā var izaudzēt apmēram 1 kilogramu smagu sāls kristālu. Kristālus plaši izmanto zinātnē, rūpniecībā, optikā un elektronikā.

Mani ļoti ieinteresēja šī tēma, un es nolēmu mājās audzēt sāls kristālus.

Darba mērķis: Iemācieties audzēt kristālus.

Uzdevumi:

1. Izpētiet literatūru par kristāliem un to audzēšanas metodēm.

2. Audzējiet dažādu sāļu monokristālus.

Projekta darba plāns

1. Studē literatūru par tēmām:

1. Kas ir kristāli;
2. Kristālu veidi;
3. Kristālu nozīme cilvēkiem;
4. Kristālu audzēšana mājās.
5. Kristālu pielietojumi

2. Praktiskās daļas aizpildīšana.

1. Secinājumu formulēšana.
2. Darba atskaites sagatavošana.
3. Datorprezentācijas izveide, pamatojoties uz darbā iegūtajiem materiāliem.
4. Projekta aizsardzība.

1. Analītisks apskats

1. Kas ir kristāls

Kristāls ir ciets vielas stāvoklis. Tam ir noteikta forma un noteikts skaits seju atomu izvietojuma dēļ. Visiem vienas vielas kristāliem ir vienāda forma, lai gan tie var atšķirties pēc izmēra.

Katra ķīmiskā viela, kas noteiktos termodinamiskos apstākļos atrodas kristāliskā stāvoklī, atbilst noteiktai kristāla struktūrai.

Dabā ir simtiem vielu, kas veido kristālus. Ūdens ir viens no visizplatītākajiem no tiem. Sasalstošs ūdens pārvēršas ledus kristālos vai sniegpārslās.

Minerālu kristāli veidojas arī noteiktos iežu veidošanās procesos. Liels daudzums karstu un izkusušu iežu dziļi pazemē patiesībā ir minerālu šķīdumi. Kad šo šķidro vai izkausēto iežu masas tiek virzītas uz zemes virsmu, tās sāk atdzist.

Tie atdziest ļoti lēni. Minerāli pārvēršas kristālos, kad tie no karsta šķidruma pārvēršas aukstā cietā formā. Piemēram, iežu granīts satur tādu minerālu kristālus kā kvarcs, laukšpats un vizla. Pirms miljoniem gadu granīts bija izkausēta minerālu masa šķidrā stāvoklī. Pašlaik zemes garozā ir izkusušu iežu masas, kas lēnām atdziest un veido dažāda veida kristālus.

1.2 Kristāla formas

Kristāliem var būt visdažādākās formas. Visus pasaulē zināmos kristālus var iedalīt 32 tipos, kurus savukārt var sagrupēt sešos veidos. Kristāliem var būt dažādi izmēri. Daži minerāli veido kristālus, kurus var redzēt tikai ar mikroskopu. Citi veido kristālus, kas sver vairākus simtus mārciņu.

Vielas, kuru atomi ir sakārtoti regulāri tā, ka tie veido regulāru trīsdimensiju režģi, ko sauc par kristāliskām, uzskata par kristāliskām. Vairāku ķīmisko elementu un to savienojumu kristāliem ir ievērojamas mehāniskās, elektriskās, magnētiskās un optiskās īpašības.

Krievu zinātnieks E. S. Fedorovs konstatēja, ka dabā var pastāvēt tikai 230 dažādas kosmosa grupas, kas aptver visas iespējamās kristāla struktūras. Lielākā daļa no tām (bet ne visas) ir sastopamas dabā vai radītas mākslīgi. Kristāli var būt dažādu prizmu formā, kuru pamats var būt regulārs trīsstūris, kvadrāts, paralelograms un sešstūris.

Metālu kristāla režģiem bieži ir seju centrēta (varš, zelts) vai ķermeni centrēta kuba forma (dzelzs), kā arī sešstūra prizma (cinks, magnijs).

Kristālu klasifikāciju un fizikālo īpašību skaidrojumu var balstīt ne tikai uz vienības šūnas formu, bet arī uz citiem simetrijas veidiem, piemēram, griešanos ap asi. Simetrijas ass ir taisna līnija, kuru pagriež par 360°, ap kuru kristāls vairākas reizes izlīdzinās pats ar sevi. Šo izlīdzinājumu skaitu sauc par asu secību. Ir kristāla režģi ar 2., 3., 4. un 6. kārtas simetrijas asīm. Iespējama kristāliskā režģa simetrija attiecībā pret simetrijas plakni, kā arī dažādu simetrijas veidu kombinācija.

Lielākā daļa kristālisko cietvielu ir polikristāli, jo Normālos apstākļos ir diezgan grūti audzēt monokristālus, to traucē visa veida piemaisījumi. Mūsdienu tehnoloģijām nepieciešami augstas tīrības pakāpes kristāli, tāpēc zinātne saskaras ar jautājumu par efektīvu metožu izstrādi dažādu ķīmisko elementu un to savienojumu monokristālu mākslīgai audzēšanai.

Kristālu audzēšana ir hobijs, kura piekritēji veido savus klubus un piedalās konkursos. Kristālu audzēšana ir sarežģīts tehnoloģisks process, tāpēc, jo ilgāk gaidīsiet, jo iespaidīgāki būs rezultāti.

1.3. Kristālu veidošanas metodes

Ir trīs veidi, kā veidot kristālus: kristalizācija no kausējuma, no šķīduma un no gāzes fāzes. Kristalizācijas piemērs no kausējuma ir ledus veidošanās no ūdens (galu galā ūdens ir izkusis ledus), kā arī vulkānisko iežu veidošanās. Kristalizācijas piemērs no šķīduma dabā ir simtiem miljonu tonnu sāls nogulsnēšanās no jūras ūdens. Kad gāze (vai tvaiks) atdziest, elektriskie pievilkšanas spēki piespiež atomus vai molekulas kopā kristāliskā cietā vielā - veidojas sniegpārslas.

Visizplatītākās metodes monokristālu mākslīgai audzēšanai ir kristalizācija no šķīduma un no kausējuma. Pirmajā gadījumā kristāli aug no piesātināta šķīduma ar lēnu šķīdinātāja iztvaikošanu vai ar lēnu temperatūras pazemināšanos.

Ja cietu vielu karsē, tā pārvērtīsies šķidrā stāvoklī - kausē. Grūtības monokristālu audzēšanā no kausējumiem ir saistītas ar augstu kušanas temperatūru. Piemēram, lai iegūtu rubīna kristālu, jums jāizkausē alumīnija oksīda pulveris, un šim nolūkam tas jāuzsilda līdz 2030 ° C temperatūrai.

1.4. Kristālu pielietošana

Kristālu pielietojumi zinātnē un tehnoloģijā ir tik daudz un dažādi. Ļaujiet man sniegt dažus piemērus.

Kristāliem bija nozīmīga loma daudzos 20. gadsimta tehniskos jauninājumus. Daži kristāli deformējoties rada elektrisko lādiņu. Radiofrekvenču ģeneratoru ar kvarca kristālu stabilizāciju ražošanas pielietojums. Piespiežot kvarca plāksni vibrēt radiofrekvences svārstību ķēdes elektriskajā laukā, iespējams stabilizēt uztveršanas vai raidīšanas frekvenci.

Dimants.

Cietākais un retākais no dabīgajiem minerāliem ir dimants. Pateicoties tā izcilajai cietībai, dimants spēlē milzīgu lomu tehnoloģijā. Dimanta zāģi tiek izmantoti akmeņu griešanai. Dimantam ir milzīga nozīme akmeņu urbšanā un ieguves darbos. Dimanta galus ievieto gravēšanas instrumentos, dalīšanas iekārtās, cietības pārbaudes aparātos un akmens un metāla urbjos. Dimanta pulveri izmanto cieto akmeņu, rūdīta tērauda, ​​cieto un īpaši cieto sakausējumu slīpēšanai un pulēšanai. Pašu dimantu var tikai griezt, pulēt un iegravēt ar dimantu. Automobiļu un lidmašīnu ražošanā vissvarīgākās dzinēju daļas tiek apstrādātas ar dimanta griezējiem un urbjiem.

Korunds.

Rubīns un safīrs ir vieni no skaistākajiem un dārgākajiem dārgakmeņiem. Asinssarkanais rubīns un debeszils safīrs ir viens un tas pats minerāls - korunds, alumīnija oksīds A 12 O 3 . Krāsu atšķirība ir saistīta ar ļoti maziem piemaisījumiem.

Pieticīgs, neuzkrītošs brūns korunds, necaurspīdīgs, smalks - smirģelis, ko izmanto, lai notīrītu metālu, no kura tiek izgatavots smilšpapīrs. Korunds ar visām tā šķirnēm ir viens no cietākajiem akmeņiem uz Zemes, cietākais pēc dimanta. Korundu var izmantot akmens un metāla urbšanai, slīpēšanai, pulēšanai, asināšanai. Slīpēšanas diski, slīpmašīnas un slīpēšanas pulveri ir izgatavoti no korunda un smirģeļa.

Visa pulksteņu industrija darbojas uz mākslīgajiem rubīniem. Pusvadītāju rūpnīcās vissmalkākās shēmas tiek vilktas ar rubīna adatām. Tekstilrūpniecībā un ķīmiskajā rūpniecībā rubīna diegu vadotnes velk pavedienus no mākslīgajām šķiedrām, neilona un neilona.

Rubīna jaunā dzīve ir lāzera vai optiskais kvantu ģenerators (OQG). 1960. gadā Tika izveidots pirmais rubīna lāzers. Izrādījās, ka rubīna kristāls pastiprina gaismu. Lāzers spīd spožāk nekā tūkstoš saules.

Spēcīgs lāzera stars ar milzīgu jaudu. Tas viegli izdeg cauri lokšņu metālam, metina metāla stieples, sadedzina metāla caurules un urbj plānākos caurumus cietajos sakausējumos un dimantā. Šīs funkcijas veic cietais lāzers, izmantojot rubīnu, granātu un neodītu. Acu ķirurģijā visbiežāk izmanto neodīna lāzerus un rubīna lāzerus.

Safīrs ir caurspīdīgs, tāpēc no tā tiek izgatavotas plāksnes optiskajiem instrumentiem. Lielākā daļa safīra kristālu nonāk pusvadītāju rūpniecībā.

Kvarcs.

Krams, ametists, jašma, opāls, halcedons ir visas kvarca šķirnes. Mazie kvarca graudi veido smiltis. Un visskaistākā, brīnišķīgākā kvarca šķirne ir kalnu kristāls, t.i. caurspīdīgi kvarca kristāli. Tāpēc lēcas, prizmas un citas optisko instrumentu daļas ir izgatavotas no caurspīdīga kvarca.

Kvarca elektriskās īpašības ir īpaši pārsteidzošas. Ja jūs saspiežat vai izstiepjat kvarca kristālu, tā malās parādās elektriskie lādiņi. Tas ir pjezoelektriskais efekts kristālos. Pjezoelektriskos kristālus plaši izmanto skaņas reproducēšanai, ierakstīšanai un pārraidīšanai.

Polaroid.

Polikristāliskais materiāls Polaroid ir atradis savu pielietojumu arī tehnoloģijās.

Polaroid ir plāna caurspīdīga plēve, kas pilnībā piepildīta ar sīkiem caurspīdīgiem adatas formas kristāliem, kas abpusēji sadala un polarizē gaismu. Visi kristāli atrodas paralēli viens otram, tāpēc tie visi vienādi polarizē gaismu, kas iet cauri plēvei. Polaroīda plēves tiek izmantotas polaroīda brillēs. Polaroīdi novērš atstarotās gaismas atspīdumu, ļaujot visam pārējam gaismai iziet cauri. Tie ir neaizstājami polārpētniekiem, kuriem nemitīgi jāskatās uz saules staru žilbinošo atspulgu no ledus sniega lauka.

Polaroīda brilles palīdzēs novērst sadursmes ar pretim braucošām automašīnām, kas ļoti bieži notiek tāpēc, ka pretimbraucošās automašīnas gaismas akls autovadītājam, un viņš šo auto neredz. Ja automašīnu vējstikli un auto lukturu stikls ir izgatavoti no polaroīda, un abi polaroīdi ir pagriezti tā, lai to optiskās asis tiktu nobīdītas, tad vējstikls neielaidīs pretimbraucošas automašīnas lukturu gaismu un "nodzēsīs". to.”

Kristālu lietojumu saraksts ir diezgan garš un nepārtraukti pieaug.

2. Eksperimentālā daļa

2.1. Izejas šķīduma pagatavošana

Izšķīdina sāli karstā ūdenī, līdz iegūst piesātinātu šķīdumu. Piesātinātais šķīdums tika filtrēts. Šķīdumu atstāju lēnām atdzist.

Es audzēju kālija alauna kristālus, alumīnija kālija sulfātu KAl(SO 4 ) 2 , vara sulfāts, dzelzs sulfāts.

2.2. Sēklu audzēšana

Dienu vēlāk glāzes apakšā izveidojās sāls kristāli. Šķīdums tika notecināts, kristāli tika rūpīgi atdalīti viens no otra, un tika izvēlēts lielākais un pareizākais.

2.3. monokristālu audzēšana

Sagatavots jauns piesātināts šķīdums. Es piesēju sēklu kristālu pie diega, piestiprināju to pie zīmuļa un nolaidu kristālu šķīdumā. Es skatījos, kā kristāli aug vairākas nedēļas.

1. Kristālu glābšana

Izaugušie monokristāli tika žāvēti un pārklāti ar bezkrāsainu laku, lai saglabātu kristalizācijas ūdeni.

Eksperimentu rezultāti

Es audzēju drūzas un vara sulfāta monokristālus un kālija alauna monokristālus. Kālija alauns tika krāsots ar pārtikas krāsvielu.

secinājumus

1. Kristāla formu nosaka tā kristāla režģa forma.
2. Sāls šķīdumā esošie piemaisījumi ietekmē kristāla formu.
3. Augošie kristāli- Process ir izklaidējošs, taču prasa rūpīgu un rūpīgu attieksmi pret savu darbu.

Bibliogrāfija