Навчальний проект 2 9 клас хімія Вирощування кристалів солей

Навчальний проект 2. Вирощування кристалів солей

Проблема, яку необхідно розв’язати під час дослідження: у природі під впливом різних природних факторів утворюються поклади дорогоцінних кристалів (кришталь, апатити, сапфіри тощо), які вирощуються сьогодні і штучно (алмази). А чи можна виростити кристали солей у лабораторних умовах?

План проведення дослідження

1. Мета: ознайомитись з методикою вирощування кристалів солей з їх розчинів, набувати практичних навичок вирощування кристалів, спостерігаючи за їх розмірами і формою.
Завдання: 1) опрацювати додаткову літературу з вирощування кристалів та їх застосування;
2) виростити кристали з розчинів мідного купоросу, алюмокалієвих галунів та хромокалієвих галунів.

2. Опис суті дослідження. Збір, аналіз, систематизація літератури з даної теми, ознайомлення з методикою вирощування кристалів з насичених розчинів солей, виконання практичної частини за послідовною схемою, обробка результатів дослідження та доведення їх до загалу.

3. Висновки. Під час виконання проекту було поглиблено теоретичні знання про хімічний склад мінералів, їх класифікацію та застосування; отримали практичні вміння та навички вирощування кристалів солей з їх насичених водних розчинів.

4. Одержані результати: під час роботи над проектом було вивчено основні властивості кристалів (мінералів), класифікацію за хімічним складом: оксиди (опали, аметист, кришталь), гідроксиди (корунд), силікати, алюмосилікати (апатити) тощо. Виростили кристали мідного купоросу (синій колір), алюмосилікатних галунів (прозорі), а також хромокалієвих галунів (фіолетові).

Штучно створені кристали широко використовуються та вирощуються в промислових умовах. Кристали всіх речовин , які добре розчиняються у воді, вирощують з розчинів у термостатах – установках, у яких автоматично підтримується задана температура. В своїй роботі ми спробували підібрати єдиний оптимальний режим, при якому можна виростити монокристали солей .

Вихідні речовини : CuSO₄ *5H₂O(купрум (II)сульфат пентагідрат, мідний купорос), KAl(SO₄)₂*12H₂O(алюмо-калієві галуни),K₄[Fe(CN)₆] (жовта кровяна сіль, калій гексаціаноферрат(ІІ)), K₃[Fe(CN)₆] (червона кровяна сіль, калій гексаціаноферрат(ІІІ)) ,K₂CrO₄ (калій хромат) , K₂Cr₂O₇ (калій дихромат) .

Умови проведення та хід виконання експерименту: розчинність даних солей із збільшенням температури:                                                                                                                

Формула	Температура C
	0	20	60	100
	Розчинність речовин в 100 г води, г
CuSO4*5H2O KAl(SO4)2.*12H2O           K2CrO4 K2Cr2O7 K4[Fe(CN)6]*3H2O K3[Fe(CN)6]	14,3 3,0 58,2 5,0 14,9 ~30,0	20,7 5,9 61,7 13,1 28,9 42,9	40,0 24,8 68,6 50,5 55,9 71,0	75,4 154,0 75,6 102,0 77,8 91,6

У 100 мл води при нагріванні розчиняли солі до утворення насиченого розчину, враховуючи максимальну розчинність кожної солі. Утворені розчини фільтрували і повільно охолоджували, добре закутавши. Вирощені початкові кристали використали як затравку. Далі вирощування проводили в температурному діапазоні 16– 18градусів, затравка поміщалася в розчин на нитці для рівномірного росту кристала. Дослід проводився три тижні (25.02-18.03).

Отримані результати

Вихідна речовина	Утворені монокристали	Основні проблеми	Висновок
CuSO4*5H2O KAl(SO4)2*12H2O К2СrO4 K2Cr2O7 K4[Fe(CN)6] K3[Fe(CN)6]	Кристали симетричної та несиметричної форми; 2,5см найбільший . Великі кристали (3,2см) несиметричні . Невеликі кристали (0,5см) кубічної форми. Невеликі кристали (0,8см) симетричні .  Кристали (~1см) симетричні. Великі кристали (2,5см) симетричні.	- Утворення великої кількості полікристалів .   Утворення великої кількості початкових кристалів . Розчин став каламутним. Важко виділити індивідуальні кристали , багато солі в осаді . Утворення полікристалів.	Цим способом можна вирощувати монокристали солей, розчинність яких залежить від температури. Кристали будуть використані    на уроках та позаурочно.

Вирощування кристалів в домашніх умовах можна віднести до виготовлення виробів з природного матеріалу, тому що необхідна для цього сіль - матеріал натуральний, природний. Необхідно лише дотримуватися певної обережності при роботі з цими хімічними реактивами. Якщо ж ви хочете пройти цей фокус для зовсім маленьких дітей, то краще всього використовувати хлорид натрію, тобто звичайну кухонну сіль.

Як виростити кристали?
Для цього спочатку потрібно приготувати насичений розчин будь перерахованої вище солі. Візьміть відповідний посуд, налийте в неї воду і поставте на вогонь. Коли вода стане дуже гарячою, але ще не буде кипіти, зменшіть вогонь і починайте засипати в неї сіль, постійно помішуючи, до тих пір, поки сіль не перестане розчинятися. Насичений розчин для вирощування кристалів готовий.
Тепер прив'яжіть до одного кінця нитки якийсь маленький предмет - гаєчку, намистинку або камінчик - а інший кінець закріпіть на олівці або будь-якому іншому стрижні. Нитку вище вантажу змастіть вазеліном, а сам вантаж помістіть в ємність з розчином так, щоб він повністю покривав вантаж. Слідкуйте, щоб ваша гаєчку не торкалася дна і не виглядала над поверхнею розчину. Залишилося тільки чекати, коли вантаж обросте кристалами солі. Майте на увазі, що різні солі дають кристали різної форми, а їх величина буде залежати від того, як швидко остигав розчин: чим повільніше це відбувається, тим більше виходять кристали. Тому, якщо ви хочете зробити ялинкові прикраси, то укутайте ємність з розчином чимось теплим і поставте ближче до батареї. Слідкуйте за зростанням кристалів і рівнем розчину: кристал весь час повинен бути повністю в нього занурений.
Зазвичай цей процес займає від кількох днів до кількох тижнів. У процесі росту ви можете коректувати форму кристалів, зскрібаючи ножем непотрібні нарости. Можна взагалі припинити ріст деяких граней, просто змастивши їх вазеліном. Якщо ж вам захочеться, щоб вони знову почали збільшуватися, видаліть вазелін ацетоном.
Коли кристали стануть потрібного вам розміру і форми, їх потрібно дістати з розчину, висушити і покрити безбарвним лаком. Без такої обробки вже через кілька днів вони можуть зруйнуватися.

За допомогою цього нехитрого способу можна робити дуже гарні речі. Наприклад, якщо замість вантажу ви опустіть в розчин зроблену з тонкого дроту сніжинку або будь-яку іншу фігурку, то через кілька днів отримаєте ажурне прикраса, яку можна використовувати для декору будинку, маскарадного костюма або альбому в стилі скрапбукінг. Можна експериментувати з різними солями, спробувати підфарбовувати розчин, робити його більш-менш насиченим, швидше або повільніше остуджувати. Це дуже захоплююче заняття, яке обов'язково сподобається вашим дітям, викликавши у них інтерес до таких наук, як хімія і фізика.

�ористовувати і не залишати акумулятор поблизу джерел відкритого вогню або тепла;
• для зарядження використовувати тільки призначені для цього акумулятора зарядні пристрої;
• не підключати акумулятор до пристроїв, не призначених для живлення від нього;
• не кидати акумулятор у вогонь і не нагрівати його;
• не замикати між собою позитивний і негативний виводи акумулятора металевими предметами або дротами;
• не зберігати акумулятор разом з металевими предметами, такими як скріпки або шпильки;
• не зчавлювати, не кидати й не піддавати акумулятор механічним впливам;
• не паяти акумулятор та не проколювати його гострими предметами.