Выращивание кристалла из камня, привезенного из

ХII Региональная научно-практическая конференция
«Колмогоровские чтения»
Направление: Химия
Тема работы: «Выращивание кристалла из камня, привезенного из с.
Фиагдон»
Автор работы:
Варзиев Сослан Аланович
МБОУ ДОД «СЮН с. Октябрьское»,
6 класс (11лет)
МБОУ СОШ с. ИР:
Научный руководитель:
Валиева Рита Петровна,
МБОУ ДОД «СЮН с. Октябрьское
педагог дополнительного образования
с. Октябрьское, 2016 год
1
Оглавление
1. Введение-------------------------------------------------------------3
2. Основная часть------------------------------------------------------6
2. 1 Методика исследований------------------------------------------6
2. 2 Результаты исследования----------------------------------------11
3. Заключение------------------------------------------------------------13
4. Литература------------------------------------------------------------14
2
1.
Введение
В 2014 году я стал ходить в творческое объединение «Занимательная
химия». Я люблю проводить различные химические опыты. Из книг я узнал,
что крупинки соли-маленькие кристаллики.
Природа создала и продолжает создавать кристаллы минералов. Можем ли
мы увидеть таинство роста кристаллов? Можем ли вырастить их сами? Да,
конечно можем.
Мы решили вырастить кристалл из камня, привезенного из с. Фиагдон на
котором отчетливо видны отложения солей.
Природа продолжает преподносить нам сюрпризы, создавая все новые
чудеса. Одним из чудес является Фиагдон.
(осет. Фыййагдон) —
горная река в Северной Осетии, правый приток Ардона (бассейн Терека). Устье
реки находится в 4 км по правому берегу реки Ардон. Длина реки составляет 75
км. Ущелье, по которому протекает Фиагдон, называется Куртатинским и
относится к Алагирскому району Северной Осетии.
Камни, привезенные из с.Фиагдон имеют различную форму и окраску.
Откуда они появились, и что с ними будет дальше? Я решила найти ответы на
эти
и
другие
вопросы.
Геологи читают камни и породы, словно книгу, и по ним восстанавливают
историю Земли. Камни служили человечеству с незапамятных времен: в
каменном веке в качестве орудий труда, позднее как строительный материал и,
наконец, в наши дни камни служат исходным материалом для производства
многих технических изделий.
Тема кристаллы нас очень заинтересовала, и решили вырастить его из
камня, привезенного из с. Фиагдон.
Для начала мы изучили технику безопасности:
3
-Не подносить пальцы и химические вещества к глазам и рту.
-После использования все оборудование тщательно промыть.
-После эксперимента вымыть руки.
Акту ль
сть: я очень люблю узнавать все новое и интересное, мне
нравится экспериментировать, наблюдать. Мне стало интересно узнать, можно
ли вырастить кристалл из камня, привезенного из с. Фиагдон.
в домашних условиях.
Цель ссле в
я: провести эксперимент по выращиванию кристалла из
камня, привезенного из Фиагдона.
З
ч
ссле в
я:
-изучить исторические сведения о соли;
-узнать о значении соли в жизни человека;
-познакомиться и использовать необходимые меры безопасности и защиты
при
проведении
эксперимента-вырастить
кристаллы
из
морской
соли
предварительно окрашенный морковным простерилизованным соком и сделать
соответствующие выводы.
Мет
ы:
1. Работа с научной литературой
2. Практическая работа Выращивание кристаллов морской соли
3. Наблюдение за ростом кристаллов
4. Фотографирование полученных кристаллов
Тема «Кристаллы» кту ль
. И если в нее вникать и вникать глубже, то
на основе полученных данных, в последующих опытах, можно вырастить
искусственный кристалл-алмаз в домашних условиях.
По
итогам
выполнения
исследовательской
работы
были
сделаны
следующие выводы:
1. Кристаллы морской соли могут расти за счет добавления новых слоев,
если есть нужное вещество (то есть, чтобы кристалл «рос» красивым за ним
нужно ухаживать: счищать некрасивые наросты);
4
2. Кристаллы морской соли обладают следующими свойствами- они
прекрасно окрашиваются морковным простерилизованным соком, хорошо
растут.
Может быть, кристаллическое состояние вещества – это та ступенька,
которая объединила неорганический мир с миром живой материи. Будущее
живой технологии принадлежит кристаллами кристаллическим агрегатам.
5
2. Основная часть
2.1
Методика исследования.
Рельеф.
Республика
Северная
Осетия-Алания
Ал
я)
(РСО– южный
регион
Российской
Федерации.
Расположена
в
предгорьях
Фото со спутника. Территория-8000кв.м
и
на
северных
склонах
Большого
Кавказа.
Площадь республики –
около 8 тыс. кв. км, население около 700 тыс. человек. Основное население
осетины и русские.
Граничит
со
Ставропольским
Кабардино-Балкарской,
Чеченской,
краем,
Ингушской
республиками, Грузией.
Рельеф
разнообразный.
Северной
На
севере
Осетии
–
очень
Ставропольская
равнина, южнее – Терский и Сунженский хребты, в
центральной части – Северо-Осетинская равнина. На Юге – Главный, или
Водораздельный, хребет Большого Кавказа (высота до 5033 м, гора Казбек).
6
Основная река – Терек с притоками Урух, Ардон, Фиагдон, Гизельдон,
Сунжа, Камбилеевка. В пойме реки Терек – лиственные леса, на высоте 800-1600
м – широколиственные леса с преобладанием бука, на высоте 1600-2000 м
преобладает сосна. Выше 2000 м – субальпийские и альпийские луга.
В верховьях рек Цей, Ардон и Фиагдон находится Северо-Осетинский
заповедник.
Около 40% территории Северной Осетии занимают горы; в них сегодня
постоянно проживает порядка 8-10 тыс. человек, или 1,5% населения
республики.
Северная Осетия – один из центров горного туризма и альпинизма.
Каждое
ущелье
горной
Осетии
наделено своей, только
ему присущей красотой
и неповторимо. Ущелье
реки
Фиагдон,
или
Куртатинское,
орошаемое
Куртатинское ущелье-река Фиагдон
холодным
Фиагдоном
и
притоками,
наиболее
известно
в
его
Осетии
своими историческими и культурными памятниками.
У небольшого селения Дзуарикау, находящегося примерно на полпути
между г. Владикавказом и Алагиром, дорога поворачивает в сторону гор и ведет в
глубину тенистого ущелья, обрамленного лесистыми хребтами с зеленеющими
альпийскими лугами на вершинах. Она плавно, без крутых подъемов и спусков,
влечет нас все дальше и дальше, открывая за каждым своим поворотом все новые
живописные дубравы, лужайки и нагромождения скал и приводит в Куртатинское
ущелье.
7
Куртатинское
ущелье
–
один
из основных
очагов
формирования
осетинского народа и его национальной культуры с эпохи раннего средневековья.
Предания рассказывают, что Куртатинское общество основали два братаалагирца — Курта и Тага. Потомки Тага перешли жить в соседние ущелья и
основали там Тагаурское общество.
Ущелье является центром осетино-грузинских культурных отношений:
через него проходил древний караванный путь в Закавказье. Здесь же, в районе
наиболее густонаселенном, большое количество сторожевых и оборонительных
башен, которые приковывают внимание путника своим внешним видом,
оригинальностью
форм,
своим
местоположением.
Они
так
слились
с
окружающим пейзажем, так дополняют обычную картину, что без них пейзаж
потерял бы некоторую долю своей дикой оригинальности.
Для начала работы нам по нашей просьбе привезли камень из с. Фиагдон, с
туристско – краеведческого центра г. Владикавказа.
Осмотрев камень, мы увидели, что она покрыта мелкими
крупинками соли. Чтобы получить достаточное количество
соли, мы решили разбить камень на небольшие кусочки.
Внутренняя часть камня была светлее, чем наружная.
В
Рисунок 1 Камень из
Фиагдона
небольшую кастрюлю положили данные образцы, добавив воды. Далее
камушки поставили на водяную баню, до полного испарения воды. Таким
образом, получили соль белого цвета.
Особое место среди кристаллов занимают
внимание человека. Люди научились получать
драгоценные камни, которые с древнейших
времен привлекают искусственно очень многие
Рисунок 3 Подготовка камня к
исследованиям
драгоценные камни. Например, подшипники для
часов и других точных приборов уже давно делают из
искусственных рубинов. Получают искусственно и
прекрасные кристаллы, которые в природе вообще
8
Рисунок 2 Разбивка камня на небольшие
куски
не существуют. Например, фианиты – их название происходит от сокращения
ФИАН – Физический институт Академии наук, где они впервые были
получены. Фианиты – искусственные кристаллы, которые
внешне очень похожи на бриллианты. Исследователи из
США
сумели
вырастить
огромные
кристаллы
пирофосфата калия. В лаборатории получили, самый
большой кристалл, который весит 318 килограмм. Его
вырастили в большом баке, где при температуре 65 градусов Цельсия испарялся
раствор пирофосфата калия и через 52 дня вырос прозрачный гигант почти без
дефектов. Кристаллы будут использоваться для сооружения сверхмощных
лазеров.
Есть пословица про соль: «Делить хлеб и соль» означало поддерживать
длительные отношения. Отсюда и народная примета-соль рассыпал, к ссоре,
неудаче. К соли всегда относились уважительно, экономно.
Из книг по истории знаем что соль, в Киевскую Русь
привозили из соляных озер Черного и Азовского морей.
Рисунок 4 Небольшое
количество воды для
исследований.
Здесь ее покупали и везли на Север. Соль обходилась
очень дорого, на торжественных пирах ее подавали на столы знатных гостей,
прочие же расходились «несолоно хлебавши». А когда Астраханского край
присоединился к Московскому государству, то соль стали привозить с озер
Прикаспии. Ее сгребали со дна озер и везли на судах вверх по Волге.
Соль
должна быть чистой, без примесей. Мелкая или крупная и,
обязательно, кристаллическая.
Растворимость
большинства
твердых
веществ
с
повышением температуры увеличивается. Растворимость в
горячей воде у солей повышается. В случае значительного
увеличения растворимости твердых веществ из полученного
раствора при охлаждении выпадают кристаллы этого
Рисунок 5 Закинули куски
камня в небольшой сосуд
вещества.
9
Для опыта по нашей просьбе с туристско - краеведческого центра, из с.
Фиагдон привезли камень для исследовательской работы. Камень был покрыт
белым налетом (маленькие кристаллики). С кристалликами и с камнем,
который раскололи на маленькие кусочки, провели опыт. (см. Опыт 1)
Вниз пластмассового контейнера насыпали соль. К соли прилили горячую
воду и довели до полного растворения, чтобы в растворе не осталось никаких
следов твердого вещества, т.е. приготовили насыщенный раствор данной соли.
В таком состоянии раствор может находиться очень долгое время.
Насыщенным называется такой раствор, который находиться в динамическом
равновесии с избытком растворенного вещества.
Для
того
чтобы
приготовить
насыщенный
раствор. Надо в воду при температуре 100 С добавлять
при перемешивании соль до тех пор, пока не
образуется
Рисунок 6 Сосуд после выпаривания
осадок.
динамическое
В
равновесии
этом
случае
между
наступит
раствором
и
избытком растворяемого вещества: сколько частиц
вещества будет переходить в раствор, столько их будет выделяться
(кристаллизоваться) из раствора. В насыщенном растворе при температуре 100
С содержится максимально возможное количество растворенного вещества.
Говоря о растворимости вещества, следует указывать температуру при
растворении, т.е. растворимость твердых веществ с увеличением температуры
возрастает. Чаще всего растворимость твердых веществ с увеличением
температуры возрастает.
Далее добавили камни в емкость с полученным раствором, но перед этим
надо было их промыть в теплой воде.
Контейнер отнесли в комнату, чтобы его не трогали. И не подвергался
перепадам температур. Контейнер накрыли чистым листом бумаги, чтобы в
него не попадала пыль. через двое суток увидели, что на камешках начались
10
появляться маленькие у кристаллики. как только самый первый кристалл
достиг поверхности воды-слили раствор, если этого не сделать, то он покроется
непрозрачным солевым слоем и потеряет прозрачность. После слива раствора
просушили кристаллы в течении дня.
2.2 Результаты исследования
Великая лаборатория - природа - уже не может удовлетворить спрос развивающейся
техники, и вот на специальных фабриках выращивают искусственные кристаллы:
маленькие, почти не заметные, и большие - весом в несколько килограммов.
Существуют различные способы выращивания кристаллов. Часто этот процесс
требует высоких температур и огромных давлений, но некоторые кристаллы можно
выращивать и в домашних условиях. Я использовала способ - испарение
растворителя. При этом создается небольшое перенасыщение раствора, за счет
которого и идѐт кристаллизация. Я выращивал кристаллы из камня, медного
купороса и сахара.
Опыт №1. Выр щ в
е кр ст лл в Камни погрузили в емкость с водой и
кипятили на водяной бане 6 часов. По мере как вода стала испаряться, мы заметили,
на дне сосуда образовался оранжевый кристаллический порошок. Раствор
процедили. Приготовили насыщенный раствор, т.е. размешал деревянной палочкой
до полного его растворения. Накрыл крышкой, а после остывания раствора снял
крышку и засыпал затравочный материал. Засыпанные затравочные кристаллы
оставил под крышкой на сутки и уже в открытом растворе стал наблюдать рост
кристаллов. Во время исследования нельзя беспокоить растущие кристаллы: не
трогать контейнер и не перемещать, не допускать вибрации, шума.
В домашних условиях получили кристалл, из камня, привезенного из с.
Фиагдон.
Для образования хорошо ограненных кристаллов необходимо, чтобы
11
ничто не мешало им свободно и всесторонне развиваться, не мешало бы им и не
препятствовало их росту.
Кристаллы капризны, требуют бережного к ним отношения. Соблюдения
рецепта и температуры раствора при погружении кристалла для дальнейшего роста.
В противном случае. Кристалл, который долго и терпеливо выращивали. Может за
несколько минут исчезнуть у нас на глазах! Но, если все выполнено, верно, с
терпением и бережностью, выращенный кристалл порадует нас своей красотой,
необычной формой, цветом, размером!
Результатом исследовательской работы считаем то, что:
-научились работать с книгами, узнавать из них то, что до нас другие люди,
многое узнали из книг по химии для старших классов;
- освоили некоторые способы выращивания кристаллов в водном растворе
соли;
-провели наблюдения за ростом кристаллов и вырастили удивительный
кристалл который впервые был получен в РСО-Алании.
Эксперимент 2015 года.
12
Заключение
По
итогам
выполнения
исследовательской
работы
были
сделаны
следующие выводы:
Для получения кристаллов необходимо соблюдение тех же условий, что и
для выращивания кристаллов морской соли:
1.
Кристаллы могут расти за счет добавления новых слоев, если есть
нужное вещество (то есть, чтобы кристалл «рос» красивым за ним нужно
ухаживать: счищать некрасивые наросты);
2.
Я получил кристалл из камня привезенный из с.Фиагдон. Кристаллы
лучше растут в насыщенном растворе, где тепло и много света. Полученный
кристалл имеет, светло-оранжевый цвет.
Мне очень нравиться выращивать кристаллы. Они очень красивые.
Поэтому я хочу продолжить эту тему другими опытами. Если говорить, о
кристаллах с философским настроем то можно сказать, что это материал,
который является промежуточным звеном между живой и неживой материей.
Кристаллы соли могут появляться при создании определенных условий, значит
если изменять условия кристаллизации и растворять различные вещества, то
можно получать кристаллы разной формы и цвета.
13
4.
Список литературы
1. Аликберова Л.Ю. Занимательная химия: Книга для учащихся, учителей
и родителей. М: АСТ-ПРЕСС. 1999
2. Большая детская энциклопедия: Химия сост.К. Люцис. М: Русское
энциклопедическое товарищество. 2000
3. Хомченко Г.П. химия для поступающих в вузы. М. Высш. Шк., 1986
14
15