Le mie esperienze:

1) Cristalli di sale da cucina- il processo di coltivazione non richiede prodotti chimici speciali. Tutti noi abbiamo sale da cucina (o sale da cucina) che introduciamo nel nostro cibo. I cristalli di sale da cucina sono cubetti trasparenti incolori.

Ho diviso il processo di coltivazione dei cristalli dal sale da cucina a casa in fasi:

Ho sciolto il sale da cui crescerà il cristallo in acqua riscaldata (deve essere riscaldato in modo che il sale si dissolva un po' più di quanto possa dissolversi a temperatura ambiente). Ho sciolto il sale finché non sono stato sicuro che il sale non si sciogliesse più (la soluzione era satura!) (Foto n. 1,2,3).

Fase 2: La soluzione satura è stata versata in un altro contenitore, dove si possono far crescere i cristalli (tenendo conto che aumenteranno). Ho filtrato la soluzione attraverso un filtro (io ho usato un tovagliolo, puoi usare una carta assorbente o un batuffolo di cotone). È necessario filtrare la soluzione, poiché i granelli possono interferire con la crescita di bellissimi cristalli (foto n. 4).

Ho lasciato raffreddare la soluzione. Più lentamente si raffredda, più grandi saranno i cristalli. In questa fase, assicurati che la soluzione non si raffreddi troppo.

Fase 3: Ho legato una piccola pietra su un filo, ho legato il filo ad un bastoncino di legno e l'ho posizionato sui bordi di un bicchiere (contenitore) dove è stata versata la soluzione satura. La pietra è stata immersa in una soluzione satura (Foto n. 5).

Fase 4: coprire la parte superiore del contenitore con il cristallo con un foglio di alluminio per evitare l'ingresso di polvere e detriti.

Importante da ricordare!

• 1. Il cristallo non può (mentre cresce) essere rimosso dalla soluzione senza un motivo speciale.
• 2. Non consentire ai detriti di penetrare nella soluzione satura
• 3. Periodicamente (una volta alla settimana) cambiare o rinfrescare la soluzione satura
• 4. Non dovresti dipingere la soluzione dove cresce il tuo cristallo, ad esempio con vernici o qualcosa di simile: questo rovinerebbe solo la soluzione stessa, ma non colorerà il cristallo! Il modo migliore per ottenere cristalli colorati è scegliere il giusto colore di sale!

I miei primi cristalli sul filo hanno iniziato a formarsi il giorno successivo (Foto n. 6), ogni giorno aumentavano un po', crescendo uno sull'altro (Foto n. 7,8,9), e alla fine ho ottenuto una forma allungata , non molto grande, cristallo bianco (Foto n. 10,11). In futuro potrò usarlo come “seme” per far crescere un cristallo di sale più grande.

2) Cristalli di solfato di rame

Per far crescere bellissimi cristalli di solfato di rame, ho acquistato la polvere di solfato di rame in un negozio di ferramenta. Viene utilizzato per controllare i parassiti e le malattie delle piante. A volte utilizzato nelle piscine per prevenire la crescita di alghe nell'acqua.

Attenzione! Il solfato di rame è un sale chimicamente attivo! Questa sostanza è velenosa! È necessario lavarsi accuratamente le mani dopo aver lavorato con polvere, soluzioni o cristalli di solfato di rame. Si può fare solo con gli adulti!

• 1. Preparato una soluzione satura di solfato di rame. Ho sciolto e agitato la polvere in acqua calda finché non ha smesso di sciogliersi (Foto n. 12,13).
• 2. Ho appeso un filo con una piccola pietra (seme) a un bastoncino di legno in modo che fosse immerso nella soluzione, ma non toccasse il fondo (Foto n. 14).
• 3. Ho lasciato a lungo il recipiente con la soluzione aperta a temperatura ambiente, coprendolo con un foglio di pellicola: l'acqua evaporerà lentamente e la polvere non entrerà nella soluzione (Foto n. 15).
• 4. Man mano che la soluzione evaporava, sulla sua superficie cominciò a formarsi una crosta, che strisciava lungo le pareti del recipiente oltre il suo bordo (Foto n. 16, 17).
• 5. Quando una parte sufficiente della soluzione fu evaporata, iniziarono a crescere bellissimi cristalli blu lucenti. Ho monitorato attentamente la crescita dei cristalli giorno dopo giorno

Tre giorni dopo l'inizio dell'esperimento, sul filo è apparso un cristallo di solfato di rame, anche il mio "seme" a forma di pietra ha cominciato a essere ricoperto di cristalli blu simili a una pietra preziosa (Foto n. 18, 19) . Dopo 3 settimane è cresciuto un cristallo blu abbastanza grande (Foto n. 20,21). In futuro utilizzerò questo cristallo anche per far crescere un cristallo molto più grande!

3) Cristallo dal set del giovane chimico “Prime Lezioni di Chimica”

Il set era composto da:

• 1. Miscela per la coltivazione dei cristalli. Ammonio diidrogeno fosfato (un tipo di sale con l'aggiunta di colorante alimentare in polvere).
• 2. Roccia base (ciottoli per “seme”).
• 3. Contenitore in plastica per la coltivazione dei cristalli con divisioni di misurazione e coperchio.
• 4. Recipiente di misurazione con divisioni.
• 5. Lente d'ingrandimento.
• 6. Pinzette.
• 7. Spatola per mescolare.

L'esperienza è stata la seguente:

• 1. Utilizzando un misurino, ho misurato 40 ml. acqua calda.
• 2. Versare una miscela speciale per la crescita dei cristalli nel contenitore di misurazione. Ho sciolto il composto in acqua, mescolando leggermente con una spatola (mi sono assicurato che la sostanza si fosse sciolta!) (Foto n. 22).
• 3. Spargere la roccia base sul fondo del contenitore per far crescere i cristalli.
• 4. Ho versato la soluzione preparata nel contenitore con la roccia base (Foto n.23).
• 5. Posizionare il contenitore in un luogo luminoso con un buon flusso d'aria (davanzale della finestra) (Foto n. 24,25)

Quando l'acqua evaporò, apparvero cristalli a forma di aghi.

Due settimane dopo, quando la soluzione era completamente evaporata, sul fondo del contenitore si sono formati dei cristalli abbastanza grandi. Anche le pareti del contenitore erano ricoperte di cristalli (Foto n. 26,27,28,29).

Bersaglio:

• Educativo: formazione dei concetti di “cristalli, stato cristallino della materia” sulla base di attività di ricerca e ricerca di problemi,
• studio delle condizioni di formazione dei cristalli
• Sviluppo: sviluppo di competenze pratiche e capacità di lavorare con prodotti chimici e attrezzature; capacità di applicare le conoscenze teoriche per spiegare i fenomeni osservati
• Educativo: educazione estetica; educazione di una personalità competente, comunicativa e completamente sviluppata.

Attrezzatura, reagenti: 2 bicchieri resistenti al calore, un filo spesso, un seme, un'asta di vetro per mescolare, un'asta per fissare il filo, un filtro, un imbuto, una capsula di Petri, polvere di solfato di rame, un microscopio, un vetrino, un ago da dissezione, pinzetta, un cristallo di solfato di rame.

Gli obiettivi della ricerca:

• far crescere cristalli di diversi sali;
• studiare le condizioni per la formazione dei cristalli;
• analizzare i risultati ottenuti.

Attrezzatura: 2 bicchieri resistenti al calore, filo spesso, bacchetta per agitare in vetro, bacchetta per fissare il filo, filtro, imbuto, capsula Petri, microscopio, vetrino, ago da dissezione.

Reagenti: polvere di solfato di rame, acqua distillata

DURANTE LE LEZIONI

1. Momento organizzativo. Annunciare l'argomento, fissare un obiettivo.

Parte introduttiva, creando motivazione per percepire il materiale educativo

Ragazzi, prima di iniziare la lezione, voglio controllare il vostro stato emotivo. Hai dei cartelli sulla tua scrivania che dicono "Scala dello stato emotivo". Metti un segno di spunta sulla tabella dei 6 volti la cui espressione riflette il tuo umore all'inizio della lezione.

Oggi nella lezione condurremo il lavoro pratico "Cristalli in crescita"

CRISTALLI

La crescita di un cristallo è come un miracolo,
Quando l'acqua normale
In un attimo, all'improvviso, lo è diventato
Un frammento di ghiaccio scintillante.
Un raggio di luce, perso nei bordi,
Si sbriciolerà in tutti i colori
E allora ci sarà più chiaro
Che tipo di bellezza c'è.

Pavel Leontyev

Scopo della lezione di oggi:

• far crescere cristalli di solfato di rame,
• studiare le condizioni della loro educazione,
• esaminare la struttura dei cristalli al microscopio
• conoscere la varietà dei cristalli e la loro bellezza

Cristalli, cristalli, infiorescenze
nell'oscurità della terra sommersa.
Quando sei sbocciato nel mondo
nessun altro fiore sbocciava.
È stato affilato poco a poco
Dal cristallo radioso dell'oscurità,
in modo che il cristallo possa farlo
accogliere l’inconcepibile distanza.
Fioca nella luce, ma come una torcia
candela vivente di cristallo
brilla nell'oscurità... Nell'oscurità -
l'inizio di ogni raggio.

(Poeta e filosofo spagnolo Miguel de Unamuno)

Fase I: Introduzione

Insegnante: Prima di iniziare il lavoro pratico, voglio parlarti: sai cosa sono i cristalli? (Li hai incontrati in fisica)

CRISTALLI –(dal greco krystallos, originariamente ghiaccio), solidi i cui atomi o molecole formano una struttura periodica ordinata (reticolo cristallino).

– Quali tipi di reticoli cristallini conosci dal tuo corso di chimica?
– Quindi, in quali tipologie si possono dividere tutti i cristalli, a seconda del tipo di reticolo cristallino?

(Dimostrazione dei reticoli cristallini di grafite, sale da cucina, rame)

– Quali proprietà hanno i cristalli?

(Anisotropia e isotropia) Viene chiamata la differenza nelle proprietà di un cristallo in diverse direzioni anisotropico". .

Isotropia, isotropia (da iso... e greco tropos - svolta, direzione), le stesse proprietà fisiche in tutte le direzioni (al contrario di anisotropia). Tutti i gas, i liquidi e i solidi allo stato amorfo sono isotropi in tutte le proprietà fisiche. Nei cristalli, la maggior parte delle proprietà fisiche sono anisotrope. Tuttavia, quanto maggiore è la simmetria di un cristallo, tanto più isotrope saranno le sue proprietà. Pertanto, nei cristalli altamente simmetrici (diamante, germanio, salgemma), l'elasticità, la resistenza e le proprietà elettro-ottiche sono anisotrope, ma l'indice di rifrazione della luce, la conduttività elettrica, il coefficiente di dilatazione termica, ecc. sono isotropi (nei cristalli meno simmetrici cristalli queste proprietà sono anche anisotrope.

– Tutti i cristalli hanno proprietà diverse, perché pensi che tutti i cristalli abbiano proprietà diverse?

La branca della fisica che studia i cristalli si chiama cristallografia.
I cristalli sono studiati da una branca della fisica chiamata fisica dello stato solido.
Chiunque studierà in un'università tecnica dopo la scuola e voglia collegare il proprio destino con la tecnologia studierà questa sezione in dettaglio e imparerà molte cose interessanti. (Fisica dello Stato Solido).

– Pensi che la nostra vita sia collegata ai cristalli, hanno un significato pratico nella natura e per l’uomo? Perché ne abbiamo bisogno?

Vivendo sulla Terra, camminiamo sui cristalli, costruiamo con i cristalli, lavoriamo i cristalli nelle fabbriche, li coltiviamo nei laboratori, li usiamo ampiamente nella tecnologia e nella scienza, mangiamo i cristalli, guariamo con loro...
Ma, inoltre, i cristalli sono un fenomeno naturale molto bello e affascinante - penso che molti saranno d'accordo con questo. Sono le pietre più insolite e misteriose. Fin dall'antichità gli sono state attribuite proprietà magiche e curative. Gli scienziati affermano che i cristalli sono in grado di registrare e trasmettere qualsiasi informazione. In grado di parlare.
Fyodor Mikhailovich Dostoevskij sosteneva che la bellezza salverà il mondo. Guardando cristalli e pietre preziose, provi una sensazione di giubilo e gioia.
Ammirando la bellezza, le persone hanno imparato a coltivare gemme e cristalli artificiali, ad esempio diamanti, zaffiri e cristalli. A questo scopo sono state create apparecchiature sofisticate. Oggi proveremo a far crescere i cristalli in laboratorio, utilizzando l'attrezzatura che avete sulla scrivania. Naturalmente non saremo in grado di ottenere diamanti o zaffiri, ma i cristalli di solfato di rame sono molto facili da ottenere.

– Ragazzi, a quali domande vorreste ricevere risposta nella lezione di oggi? (Perché crescono i cristalli, dove vengono utilizzati)
– Quale obiettivo ci prefiggeremo? (Coltiva i cristalli, esamina la loro struttura al microscopio, rispondi alla domanda: perché crescono i cristalli?)
– Penso che risponderemo insieme a queste domande alla fine della lezione.
– Perché pensi che i cristalli crescano? Scriviamo l'argomento.

Fase II: Completamento del lavoro(Scheda di istruzioni per gli studenti - Applicazione )

Bersaglio: coltivare cristalli di solfato di rame, studiare le condizioni della loro formazione.

Domanda problematica: perché i cristalli crescono?

- Facciamo conoscenza con la sostanza da cui otterremo i cristalli: il solfato di rame.

- Ragazzi, chi ricorda la formula del solfato di rame?
– Qual è il nome chimico di questa sostanza? Il minerale naturale da cui si ottiene il vetriolo è chiamato calcantite, contenente solfato di rame pentaidrato.
In natura, CuSO 4 5H 2 O si presenta sotto forma di minerale calcantite. Aggregati paralleli fino a 1 cm di spessore, intercalati con roccia giallastra e singoli cristalli di calcantite. Sul fondo del campione è presente un aggregato solforato a grana fine.
Ed ecco l'aspetto del solfato di rame, nei tuoi bicchieri con coperchio smerigliato. Solfato di rame- solfato di rame (II) pentaidrato CuSO 4 5H 2 O. Nell'antichità era chiamato vetriolo (dal latino vitrum- vetro), poiché i grandi cristalli ricordano il vetro colorato di blu.

Il solfato di rame è una sostanza chimica tossica di classe II, ovvero una sostanza poco tossica. Viene utilizzato per combattere le malattie delle piante fungine e batteriche: i pomodori vengono spruzzati contro la peronospora, alberi da frutta e bacche, alberi ornamentali e arbusti vengono spruzzati contro la crosta, la moniliosi, l'antracnosi e altre malattie e disinfettano anche le ferite. Combattono anche le malattie fungine dei pesci. (Gli acquariofili usano il solfato di rame per trattare i pesci affetti da branchiomicosi, girodattilosi, dattilogrosi, costiosi e odinosi).
Inoltre, viene utilizzato nell'industria nella produzione di fibre artificiali, coloranti organici, vernici minerali, per l'arricchimento dei minerali durante la flottazione, per la brunitura dell'acciaio e nella galvanica.

Fase III: Completamento del lavoro

– Il lavoro sarà di tipo problematico e di ricerca e sarà svolto in gruppi di 2 persone. Ogni gruppo ha istruzioni per lo studio. (Scrivi l'argomento e lo scopo sul tuo quaderno)
- Leggi le istruzioni. (5 min.) Leggere ed evidenziare le fasi principali del lavoro.
– Quali fasi principali del lavoro hai identificato:

• preparare una soluzione satura;
• filtrazione;
• seme;
• far crescere un singolo cristallo.
• aggiungendo la soluzione

– Quali metodi pensi che utilizzeremo nella lezione?

La cristallizzazione può essere effettuata in diversi modi. Uno di questi sta raffreddando una soluzione calda satura. Questo metodo non è applicabile alle sostanze la cui solubilità dipende poco dalla temperatura. Tali sostanze includono, ad esempio, cloruri di sodio e alluminio, acetato di calcio.
Evaporazione dell'acqua.
I cristalli possono anche crescere quando il vapore si condensa, creando fiocchi di neve e motivi sul vetro freddo.
Il terzo metodo consiste nel far crescere i cristalli da sostanze fuse raffreddandoli lentamente.

Fase 1: preparazione di una soluzione sovrasatura.

Quindi, procediamo alla prima fase del lavoro, preparando una soluzione sovrasatura.

Raccontaci la procedura.

– Quale soluzione si dice satura?
- Sovrasaturato?
– Perché pensi che abbiamo riscaldato l’acqua?
– Cos’è lo scioglimento?
– Che attrezzatura utilizzeremo?
– Quali regole devono essere seguite quando si esegue qualsiasi lavoro pratico?
– Ripetiamo le regole di sicurezza che devono essere seguite quando si lavora in una sala chimica

– Quale attrezzatura chimica utilizzeremo nel lavoro pratico?
– Possiamo ora determinare uno dei motivi della crescita dei cristalli? (Raffreddamento, cristallizzazione, cioè una volta raffreddate, le particelle diventano pesanti)
– Che esempio puoi dare dalla vita, in natura, riguardo alla formazione dei cristalli?
– Ad esempio, immaginiamo che in autunno piova, all’improvviso la temperatura è scesa, è diventata -1°C e ha iniziato a nevicare.
- Perché? Cosa è successo in natura? (Si è verificata la cristallizzazione. Formazione di fiocchi di neve - cristalli)

Quello. Non appena la temperatura cambia, avviene la cristallizzazione: la sostanza in eccesso cristallizza dalla soluzione.

Ricordare: Affinché i cristalli crescano nel modo più corretto possibile, la cristallizzazione deve procedere lentamente.
Dal punto di vista fisico il cristallo cresce perché lo richiede la seconda legge della termodinamica: l'energia libera del sistema diminuisce.

Una volta raffreddata, la soluzione produce un eccesso di solidi. Le particelle di materia hanno una certa forma, energia e sono attratte tanto più forte quanto più riescono ad avvicinarsi.

Fase 2: filtraggio

– Perché è noioso filtrare la sostanza in eccesso? (Interferirà con la formazione dei cristalli.) Per filtrare utilizziamo un filtro realizzato da noi stessi con un tovagliolo.
– Chi ricorda come lo facevamo in terza media? (Filtro)
– Ragazzi, sto osservando il vostro lavoro, se eseguite correttamente le azioni pratiche, la valutazione consisterà in una valutazione complessiva: la parte teorica, la parte pratica e le precauzioni di sicurezza.
– Vedo che molti hanno già filtrato la soluzione.
– Quale sarà la prossima fase di lavoro?

Fase 3: semina

- Seme. Cos'è un seme? (Per il seme ho preparato un pulsante per te. Qualcuno può creare il proprio seme).
– Legalo ad un filo e immergilo nella soluzione in modo che non tocchi il fondo e le pareti del recipiente.
– Ora osserveremo la crescita dei cristalli e registreremo le osservazioni in una tabella.
– Ragazzi, cosa ne pensate, i cristalli dovrebbero avere una certa forma oppure no?
– Ogni sostanza forma un cristallo di una certa forma.

Conclusione: i cristalli crescono da soluzioni durante il raffreddamento, l'evaporazione dell'acqua; la formazione di un cristallo è influenzata dall'energia di attrazione delle particelle. L’energia libera del sistema diminuisce ( Dalla legge della fisica).

Fase IV: Progetto sul tema “Spedizione nel mondo dei cristalli”.(Presentazioni degli studenti)

Per la lezione di oggi, un gruppo di 3 studenti ha preparato un progetto sul tema “Spedizione nel mondo dei cristalli” e ha condotto le proprie ricerche. Ascoltiamoli.
Finché i cristalli crescono.

Fase V: Cristalli al microscopio

Vediamo se hai dei cristalli nei tuoi vasi?
Diamo un'occhiata ai cristalli al microscopio e vediamo che struttura hanno.
– Allora, hai trovato le risposte alle domande poste all’inizio della lezione? (Perché i cristalli crescono?)
– Preparare il microscopio per l'uso. Posiziona il cristallo su un vetrino ed esaminalo prima a basso ingrandimento e poi ad alto ingrandimento, se il tuo microscopio lo consente.
– Qual è la forma di un cristallo di solfato di rame? (Rame vetriolo forme splendidamente decorate cristalli V modulo parallelepipedi obliqui).

Fase VI: diamo un'occhiata alle ultime conquiste della scienza nel nostro Paese.(Guarda il video)

VII tappa: conclusioni:

– L’obiettivo della lezione è stato raggiunto. Abbiamo appreso i metodi di produzione dei cristalli, le ragioni della loro crescita, la varietà dei cristalli e le loro applicazioni.

– Quindi, il mondo dell’apprendimento dei cristalli nella lezione di oggi è finito, ma continuerà nelle prossime lezioni, osserveremo la crescita dei cristalli. Se qualcuno vuole acquisire una conoscenza più approfondita dei cristalli, può leggere la letteratura e gli abstract preparati da Kupchenko.

Riepilogo della lezione: voti.

– Tutti riceveranno buoni voti per le precauzioni di sicurezza. Grazie per il lavoro.

Controllare il tuo stato emotivo.

– Segna nei disegni il tuo stato emotivo alla fine della lezione.

Nel laboratorio scolastico e a casa si possono ottenere bellissimi cristalli singoli o grappoli di piccoli cristalli, e con essi rivestire vari oggetti (graffette, figure di filo, carta). Come far crescere i cristalli dal sale disciolto nell'acqua? Chi volesse effettuare questo interessante esperimento dovrà stare attento, attento e seguire scrupolosamente le istruzioni.

Cos'è la cristallizzazione?

Quando una sostanza viene sciolta in acqua, le sue particelle entrano in soluzione. Il fenomeno opposto è chiamato “cristallizzazione”. Questo processo è associato a un cambiamento nella solubilità di una sostanza a diverse temperature. Con il raffreddamento graduale, i cristalli cadono dalla soluzione satura. La forma delle particelle risultanti è simile a cubi, rombi con bordi taglienti e diritti e lati lisci. Vari composti sono adatti all'esperimento: cloruro di sodio, zucchero, bicromato di potassio, solfato di rame e altre sostanze. Producono cristalli di diverse forme e colori. Il più accessibile dei composti idrosolubili è il sale da cucina. La sostanza è sicura per l'uomo e non provoca ustioni se entra in contatto con la pelle o all'interno del corpo. Scopriamo come far crescere velocemente i cristalli di sale.

Quando esegui l'esperimento, dovrai seguire semplici regole. Questo ti permetterà di ottenere in breve tempo cristalli grandi e di forma regolare:

utilizzare acqua demineralizzata o distillata;

far crescere cristalli di sostanze con buona solubilità;

condurre l'esperimento in contenitori puliti;

filtra la soluzione (puoi usare un tovagliolo di carta).

Puoi osservare il processo, ma non dovresti scuotere o spostare il contenitore. Molte persone sono interessate a come far crescere i cristalli dal sale in modo che abbiano una certa dimensione. Tutto dipende dalla temperatura alla quale si trova la soluzione satura, nonché dalla presenza di particelle e impurità non disciolte.

Con un raffreddamento lento, cadono cristalli grandi e con un raffreddamento rapido cadono molti cristalli medi e piccoli. Per raffreddarlo, lasciare il barattolo con la soluzione in una stanza fredda oppure metterlo in una ciotola con acqua e pezzi di ghiaccio.

Quale attrezzatura sarà necessaria per l’esperimento?

Il lavoro di laboratorio "Coltivare cristalli di sale" può essere completato con successo a casa. Avrai bisogno di oggetti e sostanze molto semplici:

boccetta di vetro o vetro (puoi prendere un barattolo);

padella per il riscaldamento a bagnomaria;

una ciotola di acqua fredda in cui si raffredderà la soluzione satura;

bastoncino per mescolare (vetro o legno);

imbuto e carta da filtro (tovagliolo di carta);

termometro dell'acqua;

filo di rame, graffetta;

discussioni;

bastoncino o matita per ghiaccioli;

mezzo bicchiere di sale da cucina;

Acqua demineralizzata.

Come fare i cristalli dal sale? Istruzioni per il lavoro di laboratorio

Seleziona in anticipo i cristalli più grandi di sale da cucina; serviranno come particelle di semi. Legateli ad un filo e avvolgetelo attorno ad un bastoncino di gelato (matita). Metti da parte questo pezzo per ora e prepara una soluzione satura. Sarà richiesto l'uso di un dispositivo di riscaldamento. Fare attenzione a non versare acqua calda o a non scottarsi con il bruciatore.

• presentazione a scuola sul tema “Soluzioni”;
• preparazione di una relazione sul lavoro di laboratorio;
• decorare un giornale da parete festivo;
• realizzare i giocattoli di Capodanno per l'albero di Natale;
• regali per amici, insegnanti, genitori;
• creazione di una collezione di cristalli coltivati.

Lavoro di laboratorio a domicilio sull'argomento "Osservazione della crescita dei cristalli dalla soluzione"

Il lavoro di laboratorio è destinato agli studenti del primo anno dell'istruzione professionale secondaria.

Visualizza il contenuto del documento
“Lavoro di laboratorio a domicilio sul tema “Osservazione della crescita dei cristalli dalla soluzione””

Lavoro di laboratorio a domicilio

SEZIONE 2. FISICA MOLECOLARE. TERMODINAMICA

Argomento 2.2. Stati aggregati della materia e transizioni di fase

Soggetto " Osservazione della crescita dei cristalli dalla soluzione»

1) formazione di motivazione positiva per l'attività indipendente;

2) sviluppo di capacità creative, interesse cognitivo;

3) sviluppare le capacità per acquisire e applicare autonomamente conoscenze, osservare e spiegare fenomeni, sviluppare abilità sperimentali, utilizzare strumenti, strumenti, letteratura di riferimento, risultati dell'osservazione dei processi;

4) formazione della conoscenza scientifica su fatti, concetti, metodi sperimentali.

La procedura per organizzare il lavoro pratico

1. Fase preparatoria

1.1. Istruzioni per studiare.

L'incarico viene assegnato agli studenti due mesi prima della presentazione del lavoro per la valutazione.

Argomento: “Osservazione della crescita dei cristalli dalla soluzione”

Attrezzatura: acqua distillata, vetro, contenitore per solfato di rame, bacchetta di vetro, soluzione satura di sale, solfato di rame.
Scopo: studiare un metodo per la crescita di cristalli di sale, solfato di rame, basato sull'evaporazione di una soluzione satura a temperatura costante; acquisire abilità nella coltivazione dei cristalli.

Lo schema sperimentale per la crescita dei cristalli per il solfato di rame e il sale da cucina è identico, quindi di seguito è riportato un algoritmo che può essere utilizzato per entrambi gli esperimenti.

1 . Prendi la polvere di solfato di rame (cloruro di sodio) e un bicchiere pulito di acqua distillata calda (quasi bollente).

2 . Versare la polvere di solfato di rame (cloruro di sodio) nell'acqua, mescolando con una bacchetta di vetro. Quindi aggiungine altro e mescola ancora. E così via finché la polvere non smette di dissolversi. Se necessario, filtrare la soluzione risultante.

3 . Fai un nodo all'estremità del filo (o annoda una perlina), lega l'altra estremità del filo a un bastoncino di legno e abbassa il nodo nell'acqua in modo che non tocchi il fondo.

4. Posizionare in un luogo dove la soluzione si raffredderà lentamente (quindi i cristalli avranno la forma corretta). Quando la soluzione si sarà raffreddata completamente, riporla in un luogo fresco e buio. Dopo un paio di giorni, sul filo appariranno piccoli cristalli di semi.

5 . Tira fuori i cristalli. Se la dimensione è sufficiente per te, trattali con vernice incolore per evitare la distruzione. In caso contrario, versare la vecchia soluzione e ripetere nuovamente la procedura con il vetro e la soluzione, quando la soluzione si sarà raffreddata, posizionare i piccoli cristalli in questa nuova soluzione e attendere che crescano ulteriormente.

Va notato che la dimensione del cristallo dipende dal volume del vetro e dalla quantità di polvere.

1.2. Lettura analitica a scopo di sistematizzazione.

1.3. Domande e compiti per l'autotest.

1.Come si chiama un cristallo?

2. Quali proprietà hanno i cristalli?

3. Cos'è chiamato reticolo cristallino?

4. Che ruolo svolgono i cristalli nella nostra vita?

5. Cosa sono i cristalli liquidi?

6. Quali fattori possono influenzare la crescita dei cristalli in casa?

1. Myakishev G.Ya., Bukhovtsev B.B., Sotsky N.N. Fisica. Libro di testo per la 10a elementare. – M. Prosveshcheniye, 2014, pp.238-242

2. Zhdanov L.S., Zhdanov G.L. Fisica. Libro di testo per l'educazione speciale secondaria

istituzioni educative. – M.: Scuola Superiore, 1990

3. Grande enciclopedia illustrata “Scienza e Tecnologia”, trad. dall'inglese A. V. Nemirova.
4. Enciclopedia per bambini “Che cos'è? Chi è?" Volume 2. Casa editrice "Pedagogia"

La fase principale è svolgere il lavoro pratico a casa

2.1. Formazione in materia di salute e sicurezza

sulla tutela del lavoro durante il lavoro di laboratorio

e laboratorio di fisica

Requisiti di sicurezza prima di iniziare i lavori

2.1. Studiare attentamente il contenuto e la procedura per lo svolgimento del lavoro di laboratorio o del lavoro pratico di laboratorio, nonché le tecniche sicure per la sua implementazione.

2.2. Preparare il posto di lavoro per il lavoro, rimuovere oggetti estranei. Posizionare i dispositivi e le attrezzature in modo tale da evitare che cadano o si ribaltino.

Requisiti di sicurezza durante il funzionamento.

3.1. Non assaggiare la soluzione per la crescita dei cristalli.

3.2. Riproduzione dell'algoritmo per eseguire lavori pratici e identificare aree problematiche.

3.3. Esecuzione indipendente del lavoro pratico.

3.4. Preparazione del rapporto.

3. Riflessione sui risultati raggiunti. Analisi degli errori commessi e previsione di ulteriori azioni.

4.Valutazione di laboratorio:

È possibile inviare un rapporto video o fotografico (presentazione) come rapporto sul lavoro svolto.

Il lavoro di laboratorio deve includere:

— Nome del lavoro di laboratorio (LR)

— Dispositivi e materiali

— Descrizione dello stato di avanzamento dei lavori e monitoraggio del processo

— Tabella dei risultati delle osservazioni

— Livello di indipendenza (2b)

— Correttezza e validità delle conclusioni, spiegazioni e descrizioni del lavoro. (3b)

— Cristallo coltivato (8b)

— Utilizzo del materiale teorico (2b)

Lavoro di laboratorio sulla coltivazione dei cristalli di sale



14. Cristalli in crescita di solfato di rame, allume di cromo-potassio e sale da cucina

Chimica in cucina: i nostri primi esperimenti chimici

Leggi attentamente la descrizione dell'esperienza che faremo in pratica svolgere (chiameremo il lavoro sperimentale con la nuova parola “PRACTICUM”). Per registrare le nostre osservazioni, prepareremo un quaderno (“JOURNAL DI LABORATORIO”). Puoi disegnare su questo quaderno ciò che ottieni come risultato dell'esperienza, quindi scansionare i disegni e inviarli al tuo insegnante via e-mail. Se hai una fotocamera digitale a tua disposizione, puoi fotografare tutte le fasi dell'esperimento con il suo aiuto e quindi inviare le immagini anche all'insegnante.

• Cristalli in crescita di solfato di rame, allume di cromo-potassio e sale da cucina.

Se non aspetti il ​​tempo e il cambio delle stagioni in riva al mare, puoi coltivare bellissimi cristalli di sale a casa in due o tre settimane. Per fare questo, avrai bisogno di un barattolo di vetro, filo e filo, nonché la necessaria scorta di sale, i cui cristalli coltiverai. I cristalli "coltivati ​​in casa" di solfato di rame blu brillante e allume di cromo-potassio (viola) sembrano molto impressionanti; anche i cubetti incolori di sale da cucina sono buoni.

Per prima cosa preparare la soluzione più concentrata del sale selezionato aggiungendo il sale in un bicchiere d'acqua fino a quando la porzione successiva di sale smette di dissolversi quando viene agitata. Successivamente, riscaldare leggermente la miscela per garantire la completa dissoluzione del sale. Per fare questo, metti il ​​bicchiere in una padella con acqua tiepida.

Versare la soluzione concentrata risultante in un barattolo o bicchiere; Lì, usando un ponticello di filo (puoi anche realizzare un ponticello dal nucleo di una penna a sfera), appendiamo un “seme” cristallino su un filo - un piccolo cristallo dello stesso sale - in modo che sia immerso nella soluzione. È su questo “seme” che crescerà la futura esposizione della tua collezione di cristalli.

Un bicchiere con una soluzione satura di sale da cucina e un filo con un “seme” per la crescita dei cristalli. Tre giorni dopo l'inizio dell'esperimento (foto a destra), il filo, immerso in una soluzione satura, si è trasformato in una “collana” di cristalli di cloruro di sodio.







Un bicchiere con una soluzione di solfato di rame e un filo con un “seme” per la crescita dei cristalli. Tre giorni dopo l'inizio dell'esperimento, sul filo è apparso un cristallo di solfato di rame, simile a una pietra preziosa.







Riporre il contenitore con la soluzione aperta in un luogo caldo. Quando il cristallo diventa abbastanza grande, rimuoverlo dalla soluzione, asciugarlo con un panno morbido o un tovagliolo di carta, tagliare il filo e coprire i bordi del cristallo con vernice incolore per proteggerlo dagli “agenti atmosferici” presenti nell'aria.

Ecco come apparirà un cristallo di solfato di rame cresciuto da una soluzione.



Segui i passaggi descritti qui esperimenti a casa e poi scrivi una lettera al tuo insegnante. In questa lettera descrivi tutto ciò che ha avuto successo osservare e fornire le risposte alle domande qui riportate. Allegare alla lettera disegni o fotografie, sempre con la spiegazione di ciò che è raffigurato e indicando la data in cui è stato eseguito l'esperimento.

Lavoro pratico in chimica “Cristalli in crescita”

Sezioni: Chimica

Bersaglio:

• Educativo: formazione dei concetti di “cristalli, stato cristallino della materia” sulla base di attività di ricerca e ricerca di problemi,
• studio delle condizioni di formazione dei cristalli
• Sviluppo: sviluppo di competenze pratiche e capacità di lavorare con prodotti chimici e attrezzature; capacità di applicare le conoscenze teoriche per spiegare i fenomeni osservati
• Educativo: educazione estetica; educazione di una personalità competente, comunicativa e completamente sviluppata.

Attrezzatura, reagenti: 2 bicchieri resistenti al calore, un filo spesso, un seme, un'asta di vetro per mescolare, un'asta per fissare il filo, un filtro, un imbuto, una capsula di Petri, polvere di solfato di rame, un microscopio, un vetrino, un ago da dissezione, pinzetta, un cristallo di solfato di rame.

Gli obiettivi della ricerca:

• far crescere cristalli di diversi sali;
• studiare le condizioni per la formazione dei cristalli;
• analizzare i risultati ottenuti.

Attrezzatura: 2 bicchieri resistenti al calore, filo spesso, bacchetta per agitare in vetro, bacchetta per fissare il filo, filtro, imbuto, capsula Petri, microscopio, vetrino, ago da dissezione.

Reagenti: polvere di solfato di rame, acqua distillata

1. Momento organizzativo. Annunciare l'argomento, fissare un obiettivo.

Parte introduttiva, creando motivazione per percepire il materiale educativo

Ragazzi, prima di iniziare la lezione, voglio controllare il vostro stato emotivo. Hai dei cartelli sulla tua scrivania che dicono "Scala dello stato emotivo". Metti un segno di spunta sulla tabella dei 6 volti la cui espressione riflette il tuo umore all'inizio della lezione.

Fig. 1. Determina il tuo stato emotivo



Oggi nella lezione condurremo il lavoro pratico "Cristalli in crescita"

CRISTALLI

La crescita di un cristallo è come un miracolo,
Quando l'acqua normale
In un attimo, all'improvviso, lo è diventato
Un frammento di ghiaccio scintillante.
Un raggio di luce, perso nei bordi,
Si sbriciolerà in tutti i colori
E allora ci sarà più chiaro
Che tipo di bellezza c'è.

Scopo della lezione di oggi:

• far crescere cristalli di solfato di rame,
• studiare le condizioni della loro educazione,
• esaminare la struttura dei cristalli al microscopio
• conoscere la varietà dei cristalli e la loro bellezza

Cristalli, cristalli, infiorescenze
nell'oscurità della terra sommersa.
Quando sei sbocciato nel mondo
nessun altro fiore sbocciava.
È stato affilato poco a poco
Dal cristallo radioso dell'oscurità,
in modo che il cristallo possa farlo
accogliere l’inconcepibile distanza.
Fioca nella luce, ma come una torcia
candela vivente di cristallo
brilla nell'oscurità... Nell'oscurità -
l'inizio di ogni raggio.

(Poeta e filosofo spagnolo Miguel de Unamuno)

Fase I: Introduzione

Insegnante: Prima di iniziare il lavoro pratico, voglio parlarti: sai cosa sono i cristalli? (Li hai incontrati in fisica)

CRISTALLI –(dal greco krystallos, originariamente ghiaccio), solidi i cui atomi o molecole formano una struttura periodica ordinata (reticolo cristallino).

– Quali tipi di reticoli cristallini conosci dal tuo corso di chimica?
– Quindi, in quali tipologie si possono dividere tutti i cristalli, a seconda del tipo di reticolo cristallino?

(Dimostrazione dei reticoli cristallini di grafite, sale da cucina, rame)

– Quali proprietà hanno i cristalli?

(Anisotropia e isotropia) Viene chiamata la differenza nelle proprietà di un cristallo in diverse direzioni anisotropia .

Isotropia, isotropia (da iso. e greco tropos - svolta, direzione), le stesse proprietà fisiche in tutte le direzioni (al contrario di anisotropia). Tutti i gas, i liquidi e i solidi allo stato amorfo sono isotropi in tutte le proprietà fisiche. Nei cristalli, la maggior parte delle proprietà fisiche sono anisotrope. Tuttavia, quanto maggiore è la simmetria del cristallo, tanto più isotrope saranno le sue proprietà. Pertanto, nei cristalli altamente simmetrici (diamante, germanio, salgemma), l'elasticità, la resistenza e le proprietà elettro-ottiche sono anisotrope, ma l'indice di rifrazione della luce, la conduttività elettrica, il coefficiente di dilatazione termica, ecc. sono isotropi (nei cristalli meno simmetrici cristalli queste proprietà sono anche anisotrope.

– Tutti i cristalli hanno proprietà diverse, perché pensi che tutti i cristalli abbiano proprietà diverse?

La branca della fisica che studia i cristalli si chiama cristallografia.
I cristalli sono studiati da una branca della fisica chiamata fisica dello stato solido.
Chiunque studierà in un'università tecnica dopo la scuola e voglia collegare il proprio destino con la tecnologia studierà questa sezione in dettaglio e imparerà molte cose interessanti. (Fisica dello Stato Solido).

– Pensi che la nostra vita sia collegata ai cristalli, hanno un significato pratico nella natura e per l’uomo? Perché ne abbiamo bisogno?

Vivendo sulla Terra, camminiamo sui cristalli, costruiamo con i cristalli, li lavoriamo nelle fabbriche, li coltiviamo nei laboratori, li utilizziamo ampiamente nella tecnologia e nella scienza, mangiamo cristalli e guariamo con essi.
Ma, inoltre, i cristalli sono un fenomeno naturale molto bello e affascinante - penso che molti saranno d'accordo con questo. Sono le pietre più insolite e misteriose. Fin dall'antichità gli sono state attribuite proprietà magiche e curative. Gli scienziati affermano che i cristalli sono in grado di registrare e trasmettere qualsiasi informazione. In grado di parlare.
Fyodor Mikhailovich Dostoevskij sosteneva che la bellezza salverà il mondo. Guardando cristalli e pietre preziose, provi una sensazione di giubilo e gioia.
Ammirando la bellezza, le persone hanno imparato a coltivare gemme e cristalli artificiali, ad esempio diamanti, zaffiri e cristalli. A questo scopo sono state create apparecchiature sofisticate. Oggi proveremo a far crescere i cristalli in laboratorio, utilizzando l'attrezzatura che avete sulla scrivania. Naturalmente non saremo in grado di ottenere diamanti o zaffiri, ma i cristalli di solfato di rame sono molto facili da ottenere.

– Ragazzi, a quali domande vorreste ricevere risposta nella lezione di oggi? (Perché crescono i cristalli, dove vengono utilizzati)
– Quale obiettivo ci prefiggeremo? (Coltiva i cristalli, esamina la loro struttura al microscopio, rispondi alla domanda: perché crescono i cristalli?)
– Penso che risponderemo insieme a queste domande alla fine della lezione.
– Perché pensi che i cristalli crescano? Scriviamo l'argomento.

Fase II: Completamento del lavoro (Scheda di istruzioni per gli studenti - Applicazione )

Bersaglio: coltivare cristalli di solfato di rame, studiare le condizioni della loro formazione.

Domanda problematica: perché i cristalli crescono?

- Facciamo conoscenza con la sostanza da cui otterremo i cristalli: il solfato di rame.



- Ragazzi, chi ricorda la formula del solfato di rame?
– Qual è il nome chimico di questa sostanza? Il minerale naturale da cui si ottiene il vetriolo è chiamato calcantite, contenente solfato di rame pentaidrato.
In natura, CuSO 4 5H 2 O si presenta sotto forma di minerale calcantite. Aggregati paralleli fino a 1 cm di spessore, intercalati con roccia giallastra e singoli cristalli di calcantite. Sul fondo del campione è presente un aggregato solforato a grana fine.
Ed ecco l'aspetto del solfato di rame, nei tuoi bicchieri con coperchio smerigliato. Solfato di rame- solfato di rame (II) pentaidrato CuSO 4 5H 2 O. Nell'antichità era chiamato vetriolo (dal latino vitrum- vetro), poiché i grandi cristalli ricordano il vetro colorato di blu.

Il solfato di rame è una sostanza chimica tossica di classe II, ovvero una sostanza poco tossica. Viene utilizzato per combattere le malattie delle piante fungine e batteriche: i pomodori vengono spruzzati contro la peronospora, alberi da frutta e bacche, alberi ornamentali e arbusti vengono spruzzati contro la crosta, la moniliosi, l'antracnosi e altre malattie e disinfettano anche le ferite. Combattono anche le malattie fungine dei pesci. (Gli acquariofili usano il solfato di rame per trattare i pesci affetti da branchiomicosi, girodattilosi, dattilogrosi, costiosi e odinosi).
Inoltre, viene utilizzato nell'industria nella produzione di fibre artificiali, coloranti organici, vernici minerali, per l'arricchimento dei minerali durante la flottazione, per la brunitura dell'acciaio e nella galvanica.

Fase III: Completamento del lavoro

– Il lavoro sarà di tipo problematico e di ricerca e sarà svolto in gruppi di 2 persone. Ogni gruppo ha istruzioni per lo studio. (Scrivi l'argomento e lo scopo sul tuo quaderno)
- Leggi le istruzioni. (5 min.) Leggere ed evidenziare le fasi principali del lavoro.
– Quali fasi principali del lavoro hai identificato:

• preparare una soluzione satura;
• filtrazione;
• seme;
• far crescere un singolo cristallo.
• aggiungendo la soluzione

– Quali metodi pensi che utilizzeremo nella lezione?

La cristallizzazione può essere effettuata in diversi modi. Uno di questi sta raffreddando una soluzione calda satura. Questo metodo non è applicabile alle sostanze la cui solubilità dipende poco dalla temperatura. Tali sostanze includono, ad esempio, cloruri di sodio e alluminio, acetato di calcio.
Evaporazione dell'acqua.
I cristalli possono anche crescere quando il vapore si condensa, creando fiocchi di neve e motivi sul vetro freddo.
Il terzo metodo consiste nel far crescere i cristalli da sostanze fuse raffreddandoli lentamente.

Fase 1: preparazione di una soluzione sovrasatura.

Quindi, procediamo alla prima fase del lavoro, preparando una soluzione sovrasatura.

Raccontaci la procedura.

– Quale soluzione si dice satura?
- Sovrasaturato?
– Perché pensi che abbiamo riscaldato l’acqua?
– Cos’è lo scioglimento?
– Che attrezzatura utilizzeremo?
– Quali regole devono essere seguite quando si esegue qualsiasi lavoro pratico?
– Ripetiamo le regole di sicurezza che devono essere seguite quando si lavora in una sala chimica

– Quale attrezzatura chimica utilizzeremo nel lavoro pratico?
– Possiamo ora determinare uno dei motivi della crescita dei cristalli? (Raffreddamento, cristallizzazione, cioè una volta raffreddate, le particelle diventano pesanti)
– Che esempio puoi dare dalla vita, in natura, riguardo alla formazione dei cristalli?
– Ad esempio, immaginiamo che in autunno piova, all’improvviso la temperatura è scesa, è diventata -1°C e ha iniziato a nevicare.
- Perché? Cosa è successo in natura? (Si è verificata la cristallizzazione. Formazione di fiocchi di neve - cristalli)

Quello. Non appena la temperatura cambia, avviene la cristallizzazione: la sostanza in eccesso cristallizza dalla soluzione.

Ricordare: Affinché i cristalli crescano nel modo più corretto possibile, la cristallizzazione deve procedere lentamente.
Dal punto di vista fisico il cristallo cresce perché lo richiede la seconda legge della termodinamica: l'energia libera del sistema diminuisce.

Una volta raffreddata, la soluzione produce un eccesso di solidi. Le particelle di materia hanno una certa forma, energia e sono attratte tanto più forte quanto più riescono ad avvicinarsi.

Fase 2: filtraggio

– Perché è noioso filtrare la sostanza in eccesso? (Interferirà con la formazione dei cristalli.) Per filtrare utilizziamo un filtro realizzato da noi stessi con un tovagliolo.
– Chi ricorda come lo facevamo in terza media? (Filtro)
– Ragazzi, sto osservando il vostro lavoro, se eseguite correttamente le azioni pratiche, la valutazione consisterà in una valutazione complessiva: la parte teorica, la parte pratica e le precauzioni di sicurezza.
– Vedo che molti hanno già filtrato la soluzione.
– Quale sarà la prossima fase di lavoro?

Fase 3: semina

- Seme. Cos'è un seme? (Per il seme ho preparato un pulsante per te. Qualcuno può creare il proprio seme).
– Legalo ad un filo e immergilo nella soluzione in modo che non tocchi il fondo e le pareti del recipiente.
– Ora osserveremo la crescita dei cristalli e registreremo le osservazioni in una tabella.
– Ragazzi, cosa ne pensate, i cristalli dovrebbero avere una certa forma oppure no?
– Ogni sostanza forma un cristallo di una certa forma.

Conclusione: i cristalli crescono da soluzioni durante il raffreddamento, l'evaporazione dell'acqua; la formazione di un cristallo è influenzata dall'energia di attrazione delle particelle. L’energia libera del sistema diminuisce ( Dalla legge della fisica).

Fase IV: Progetto sul tema “Spedizione nel mondo dei cristalli”. (Presentazioni degli studenti)

Per la lezione di oggi, un gruppo di 3 studenti ha preparato un progetto sul tema “Spedizione nel mondo dei cristalli” e ha condotto le proprie ricerche. Ascoltiamoli.
Finché i cristalli crescono.

Fase V: Cristalli al microscopio

Vediamo se hai dei cristalli nei tuoi vasi?
Diamo un'occhiata ai cristalli al microscopio e vediamo che struttura hanno.
– Allora, hai trovato le risposte alle domande poste all’inizio della lezione? (Perché i cristalli crescono?)
– Preparare il microscopio per l'uso. Posiziona il cristallo su un vetrino ed esaminalo prima a basso ingrandimento e poi ad alto ingrandimento, se il tuo microscopio lo consente.
– Qual è la forma di un cristallo di solfato di rame? (Rame vetriolo forme splendidamente decorate cristalli V modulo parallelepipedi obliqui).

Fase VI: diamo un'occhiata alle ultime conquiste della scienza nel nostro Paese. (Guarda il video)

VII tappa: conclusioni:

– L’obiettivo della lezione è stato raggiunto. Abbiamo appreso i metodi di produzione dei cristalli, le ragioni della loro crescita, la varietà dei cristalli e le loro applicazioni.

– Quindi, il mondo dell’apprendimento dei cristalli nella lezione di oggi è finito, ma continuerà nelle prossime lezioni, osserveremo la crescita dei cristalli. Se qualcuno vuole acquisire una conoscenza più approfondita dei cristalli, può leggere la letteratura e gli abstract preparati da Kupchenko.

Riepilogo della lezione: voti.

– Tutti riceveranno buoni voti per le precauzioni di sicurezza. Grazie per il lavoro.

Controllare il tuo stato emotivo.

– Segna nei disegni il tuo stato emotivo alla fine della lezione.

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Osservazione della crescita dei cristalli in condizioni di laboratorio

Sezioni: Fisica

I cristalli si trovano ovunque negli esseri umani. Cammina sui cristalli, costruisce con i cristalli, lavora i cristalli nelle fabbriche, li coltiva in condizioni di laboratorio e di fabbrica, crea dispositivi e prodotti dai cristalli, li usa ampiamente nella tecnologia e nella scienza, mangia i cristalli, viene trattato con loro, li trova negli organismi viventi , penetra nei segreti della struttura dei cristalli, entra nelle vaste distese dello spazio utilizzando strumenti di cristallo e coltiva cristalli nei laboratori spaziali.

Quindi, i cristalli sono ovunque. Sono diversi, belli, misteriosi (Allegato 1). Ebbene, chi di noi, ad esempio, non ha ammirato i fiocchi di neve? Le forme dei fiocchi di neve sono infinitamente varie. Il naturalista americano Bentley ha fotografato i fiocchi di neve al microscopio per più di 50 anni. Ho compilato un atlante di diverse migliaia di fotografie di fiocchi di neve e sono tutte diverse, non ne troverai una sola coppia identica (Appendice 2).

Un posto speciale tra i cristalli è occupato dalle pietre preziose, che fin dall'antichità hanno attirato l'attenzione dell'uomo. Diamante, rubino, zaffiro, smeraldo sono le pietre più costose e preferite. Le pietre preziose servivano come misura della ricchezza di principi e imperatori (Appendice 3).

Volevamo saperne di più sui cristalli, su come si formano, che forma e colore hanno e abbiamo provato a coltivarli noi stessi. Pertanto, l'obiettivo del nostro lavoro era osservare la crescita dei cristalli in condizioni di laboratorio.

Obiettivi lavorativi:

• studiare la letteratura su questo argomento e i metodi di coltivazione dei cristalli;
• selezione di sali per la crescita dei cristalli;
• preparazione di soluzioni sature;
• svolgimento della parte pratica.

Lo studio di articoli sulla formazione dei cristalli, la loro crescita in condizioni artificiali e la conduzione di semplici esperimenti ci hanno permesso di scrivere questo lavoro.

1. Articolo di letteratura
1. Caratteristiche dei cristalli

A volte le pietre vengono trovate nel terreno con una forma tale, come se qualcuno le avesse accuratamente tagliate, macinate e lucidate. Si tratta di poliedri con bordi piatti e lucenti. È difficile credere che questi poliedri ideali si siano formati da soli, senza l'aiuto umano. Tali pietre dalla forma regolare, simmetrica e sfaccettata sono chiamate cristalli. I cristalli trovati nella terra sono infinitamente vari. Le dimensioni dei poliedri naturali talvolta raggiungono l'altezza umana o più. Ci sono strati di cristalli spessi diversi metri. Ci sono cristalli piccoli, stretti e affilati, come aghi, e ce ne sono di enormi, come colonne (Appendice4). In alcune zone della Spagna, queste colonne cristalline vengono utilizzate come pilastri dei cancelli. Il Museo dell'Istituto delle corse di San Pietroburgo ospita un cristallo di rocca alto circa un metro e pesante più di una tonnellata, che per molti anni è servito come supporto al cancello di una delle case di Ekaterinburg.

Molti cristalli sono perfettamente puri e trasparenti, come l'acqua. Non c'è da stupirsi che dicano "trasparente come il cristallo", "cristallino" (Appendice 5).

Diamo uno sguardo più da vicino ai cristalli di diverse sostanze. Come puoi distinguerli? Per colore? Per splendore? No, questi sono segnali inaffidabili. Ad esempio, i cristalli di quarzo possono essere incolori, dorati, marroni, neri, lilla, viola. Nomi diversi, ma il minerale è lo stesso, il quarzo, uno dei minerali più diffusi sulla Terra, uno dei più utilizzati nell'industria (Appendice 6). Allo stesso tempo, ad esempio, il quarzo, il topazio e molti altri minerali possono essere trasparenti. Inoltre, campioni diversi dello stesso minerale possono avere colori e sfumature completamente diverse.

Osservando più da vicino i cristalli, non è difficile notare che la loro caratteristica è molto più caratteristica: cristalli di sostanze diverse differiscono tra loro nella forma. I cubetti di cristalli di salgemma non possono essere confusi con colonne di berillo o compresse di solfato di rame (Appendice 7). Quindi, ogni sostanza ha una sua forma caratteristica dalla quale può essere riconosciuta? Sì e no. Sì, ogni sostanza ha forme cristalline caratteristiche. Tuttavia, le forme dei cristalli di diverse sostanze possono essere molto simili. Ma non è questa la cosa principale. Dopotutto, un cristallo non cresce sempre come un poliedro, ma ci riesce solo in condizioni favorevoli, quando nulla interferisce con la sua crescita. Qual è la caratteristica più caratteristica, più elementare, di un cristallo? La risposta è: la caratteristica più caratteristica di un cristallo è la sua struttura atomica, la corretta disposizione simmetrica e regolare degli atomi. Ma questa caratteristica sarà da noi presa in considerazione nei lavori successivi.

1. Come crescono i cristalli in natura

I cristalli stanno crescendo. Crescono sempre in poliedri regolari e simmetrici se nulla interferisce con la loro crescita. Come crescono i cristalli in natura?

La solidificazione del magma è il processo di crescita dei cristalli dalle fusioni. Il magma è una miscela di molte sostanze. Tutte queste sostanze hanno temperature di cristallizzazione diverse, e la temperatura di cristallizzazione di ciascuna sostanza cambia a seconda delle condizioni in cui si trova attualmente il magma e di quali altre sostanze si trovano in esso. Pertanto, durante il raffreddamento e la solidificazione, il magma si divide in parti: i primi ad apparire nel magma e ad iniziare a crescere sono i cristalli della sostanza con la temperatura di cristallizzazione più alta. Quanto più lentamente il magma si solidifica, tanto più tempo i grani cristallini dei minerali che lo costituiscono hanno tempo per crescere. Pertanto, quando il magma solidifica lentamente si formano rocce a grana grossa, mentre quando il magma solidifica rapidamente si formano rocce a grana fine; tuttavia la dimensione dei cristalli dipende anche da tanti altri motivi.

Oltre cinquecento anni fa, gli antichi produttori di sale russi impararono a estrarre il sale dalle sorgenti saline. L'acqua delle sorgenti saline è amaramente salata; in essa sono disciolti molti sali diversi. In estate, quando l'acqua del lago evapora rapidamente sotto i raggi del sole cocente, i cristalli di sale iniziano a cadere da essa. Questi cristalli galleggiano sulla superficie del lago e si depositano sul fondo, sulle pietre costiere, sulle assi, o su qualsiasi oggetto solido che cade nel lago. Anche una mano immersa per pochi minuti nel lago si ricopre di un sottile strato di sale. La forza di cristallizzazione degli strati di sale è così grande che, espandendosi, vengono spremuti dal terreno, stando sui bordi.

Il normale sale da cucina, il cloruro di sodio, di cui una persona non può fare a meno, si presenta sotto forma di cristalli molto piccoli, mentre nel sale macinato si trova talvolta sotto forma di cristalli molto grandi: il cosiddetto salgemma. Lomonosov nel suo libro “Sugli strati della terra” definisce: “Il salgemma è puro sale di montagna, simile al cristallo”. (Appendice 8).

Hai notato i cosiddetti depositi di calcare sulle pareti di bollitori e pentole in cui bolle l'acqua? Raschia via le scaglie ed esaminalo al microscopio: vedrai che è un ammasso di cristalli molto piccoli. Si depositano sul fondo e sulle pareti della teiera proprio come cristalli di sali depositati dalle acque di un lago, o come cristalli di minerali sulle pareti di “cantine di cristallo”. Come si formano i cristalli di scaglie? L'acqua naturale contiene quasi sempre alcuni minerali disciolti; quando l'acqua bolle ed evapora, vengono rilasciati sotto forma di cristalli e si depositano sulle pareti del vaso, formando uno strato di incrostazioni. Quanto più sostanze estranee si sciolgono nell'acqua, tanto più spesso è lo strato di incrostazioni e tanto più velocemente si depositano. La scala è un fenomeno dannoso e talvolta pericoloso. Tutti sanno che un bollitore con uno spesso strato di calcare si riscalda più lentamente di un bollitore nuovo. Uno strato di cristalli sulle pareti della caldaia a vapore ne impedisce il funzionamento. Il calcare ispessisce le pareti, riduce il volume utile della caldaia e aumenta il consumo di carburante. Ora sono stati sviluppati metodi per combattere il calcare con l'aiuto dei cosiddetti agenti anticalcare, che vengono aggiunti all'acqua nella caldaia in quantità trascurabili. Una proprietà caratteristica degli agenti anticalcare è la loro capacità di avvolgere piccole particelle di polvere cristallina con la pellicola più sottile. Non importa quanto sia sottile questo film, non consente al cristallo di crescere ulteriormente. Invece di uno strato denso che copre l'intera superficie interna della caldaia, sul fondo si deposita un sedimento sciolto, che non è difficile da rimuovere.

Particolarmente interessante è la cristallizzazione delle acque sotterranee nelle grotte. Goccia dopo goccia l'acqua fuoriesce e cade dalle volte della grotta. Ogni goccia evapora parzialmente e lascia la sostanza in essa disciolta sul soffitto della grotta. Così, sul soffitto della grotta si forma gradualmente un piccolo tubercolo, che poi diventa un ghiacciolo. Questi ghiaccioli sono fatti di cristalli. Una dopo l'altra, le gocce cadono costantemente, giorno dopo giorno, anno dopo anno, secolo dopo secolo. I ghiaccioli si allungano e si allungano, e le stesse lunghe colonne di ghiaccioli dal fondo della grotta cominciano a crescere verso di loro. A volte i ghiaccioli che crescono dall'alto (stalattiti) e dal basso (stalagmiti) si incontrano, crescono insieme e formano colonne. Ecco come appaiono ghirlande a motivi geometrici e contorti e bizzarri colonnati nelle caverne sotterranee. I palazzi sotterranei sono favolosamente, straordinariamente belli, decorati con fantastici cumuli di stalattiti e stalagmiti, divisi in archi da reticoli di stalattiti. (Appendice 9).

In condizioni di freddo estremo, “il vapore esce dalla bocca di una persona”. È il vapore esalato da una persona che si cristallizza in brina bianca. Con il freddo le ciglia, i baffi e la barba delle persone si ricoprono di brina: anche questo è uno strato di cristalli di neve. Sul coperchio di un bollitore o di una padella puoi vedere come il vapore acqueo, cadendo su una superficie fredda, si condensa in gocce di acqua liquida. Se la temperatura è inferiore allo zero, il vapore acqueo, raffreddandosi, non si trasforma in un liquido, ma immediatamente in uno stato solido, ad es. in cristalli di ghiaccio ( Appendice 10). Le nuvole nel cielo non sono altro che accumuli di tali cristalli di ghiaccio o gocce d'acqua formate dal vapore acqueo che sale dal suolo. Quando i cristalli d'acqua ghiacciata nelle nuvole crescono, diventano più pesanti e alla fine cadono a terra: nevica. I cristalli di ghiaccio, gli intricati motivi che ammiriamo nei fiocchi di neve, possono distruggere un aereo in pochi minuti. Anche il ghiaccio, un terribile nemico degli aerei, è il risultato della crescita dei cristalli.

I cristalli sono i calcoli biliari nel fegato, i calcoli nei reni e nella vescica e i minuscoli depositi nell'uvea dell'occhio che causano gravi malattie umane.

Cristalli di sostanze proteiche si possono trovare nelle cellule delle patate e cristalli di gesso in alcune alghe. E anche nell'organismo animale più semplice - l'ameba - ci sono cristalli di ossalato di calcio.

Alcuni organismi viventi sono vere e proprie “fabbriche” di cristalli. I coralli, ad esempio, formano intere isole costituite da microscopici cristalli di carbonato di calce.

La pietra preziosa della perla è composta anche da piccoli cristalli prodotti dal mollusco ostrica perlifera. Se un granello di sabbia o un ciottolo entrano nel guscio di un'ostrica perlifera, il mollusco inizia a depositare la madreperla attorno al nuovo arrivato. Strato dopo strato, la madreperla cresce su un granello di sabbia, formando palline di perle.

In Cina, dove la pesca delle perle è particolarmente sviluppata, nelle conchiglie dei molluschi perliferi vengono collocate immagini di Buddha in stagno, piccoli oggetti in osso e metallo; Dopo alcuni anni questi prodotti vengono ricoperti da uno strato di madreperla.

1. Parte principale
2. Metodo di crescita dei cristalli in condizioni di laboratorio

Perché creano anche cristalli artificiali, se quasi tutti i corpi solidi intorno a noi hanno una struttura cristallina?

Innanzitutto i cristalli naturali non sono sempre sufficientemente grandi, spesso non sono omogenei e contengono impurità indesiderate. Coltivati ​​artificialmente è possibile ottenere cristalli più grandi e puri che in natura.

Esistono anche cristalli rari e molto apprezzati in natura, ma molto necessari nella tecnologia. Pertanto, sono stati sviluppati metodi di laboratorio e di fabbrica per la coltivazione di cristalli di diamante, quarzo e corindone. Nei laboratori vengono coltivati ​​grandi cristalli necessari alla tecnologia e alla scienza, gemme artificiali e materiali cristallini per strumenti di precisione; Anche quei cristalli vengono creati lì e studiati da cristallografi, fisici, chimici, metallurgisti e mineralogisti, scoprendo in essi nuovi fenomeni e proprietà notevoli. E, soprattutto, coltivando artificialmente i cristalli, creano sostanze che non esistono affatto in natura, molte nuove sostanze con le proprietà necessarie per la tecnologia, per così dire, cristalli “su misura” o “a occhio”.

Nei laboratori, i cristalli vengono coltivati ​​da fusioni e soluzioni, da vapori e da solidi. Per questo esistono molti modi ingegnosi, dispositivi complessi e installazioni. La crescita di grandi cristalli omogenei e puri dura talvolta molti mesi.

I cristalli vengono coltivati ​​in diversi modi. Ad esempio, raffreddando una soluzione satura. Al diminuire della temperatura, la solubilità della maggior parte delle sostanze diminuisce e precipitano. Innanzitutto, nella soluzione e sulle pareti del vaso compaiono minuscoli nuclei cristallini. Quando il raffreddamento è lento, si formano pochi nuclei, che gradualmente si trasformano in bellissimi cristalli di forma regolare. Con un rapido raffreddamento, si formano molti centri di cristallizzazione, il processo stesso diventa più attivo e non si otterranno i cristalli corretti: dopotutto, molti cristalli in rapida crescita interferiscono tra loro.

Un altro metodo per far crescere i cristalli consiste nel rimuovere gradualmente l'acqua da una soluzione satura. E in questo caso, più lentamente si rimuove l'acqua, migliori saranno i cristalli. Puoi lasciare un recipiente aperto con una soluzione a temperatura ambiente per lungo tempo; l'acqua evaporerà lentamente. Soprattutto se sopra metti un foglio di carta, che proteggerà anche la soluzione dalla polvere. Quando l'acqua evapora da un contenitore aperto, la soluzione satura diventa sovrasatura. E i cristalli cominciano a crescere al suo interno. Il cristallo in crescita può essere appeso a fili in una soluzione satura o posto sul fondo di un recipiente.

La velocità di crescita dei cristalli dipende anche dalla quantità di sale nella soluzione. La soluzione in cui crescono i cristalli deve essere satura. Quando un nucleo cristallino si è già formato e comincia a crescere, parte del materiale disciolto passa dalla soluzione al cristallo e la concentrazione della soluzione in prossimità dei cristalli diminuisce, diventa insaturo. Sembrerebbe che in questo momento la crescita dei cristalli dovrebbe fermarsi, ma una sostanza proveniente da aree distanti della soluzione con una concentrazione maggiore inizia a fluire verso le facce del cristallo e il processo continua.

1. Parte pratica

Per far crescere i cristalli utilizzeremo la tabella di solubilità delle sostanze in 100 grammi di acqua.

Il numero di grammi di solubilità di una sostanza in 100 g di acqua. Tabella 1.

MU "Dipartimento dell'Istruzione"

Convegno scientifico e pratico regionale

Scolari "Eureka, JUNIOR"

Coltivare cristalli a casa.

studente di 4a elementare

Istituzione educativa privata "Gymnasium No. 1"

Novorossijsk

Supervisore:

Privalova Lyudmila

Insegnante di Viktorovna

Classi primarie

Novorossijsk - 2010

1. Sezione "Contenuto dell'opera"

annotazione

Introduzione pp. 4-5

1.2. "Metodologia di ricerca"

Metodi per la crescita di cristalli di solfato di rame. p.6

Metodi per coltivare il sale da cucina.

Lavoro pratico. Osservazioni. pp.7-8

1.3. “Risultati della ricerca” p.9

2.Sezione “Conclusione”. p.10

5. Sezione “Elenco delle fonti bibliografiche utilizzate” p.12

6. Appendici D (foto) pp. 13-15

Sezione "Introduzione"

I cristalli ci circondano ovunque. I solidi con cui sono costruite le case, le macchine, le sostanze che usiamo nella vita di tutti i giorni, quasi tutti sono cristalli.

L'idea dei cristalli degli antichi era simile alle leggende. Credevano che il cristallo fosse formato dal ghiaccio e il diamante dal cristallo. I cristalli erano dotati di molte proprietà misteriose: curare le malattie, proteggere dai veleni e influenzare il destino di una persona.

Molti cristalli sono perfettamente puri e trasparenti, come l'acqua. Non c'è da stupirsi che esistano espressioni: “trasparente come il cristallo”, “cristallino”.

A volte le pietre vengono trovate nel terreno con una forma tale, come se qualcuno le avesse accuratamente tagliate, macinate e lucidate. La correttezza e la perfezione della forma di queste pietre e la superficie impeccabile sono sorprendenti. È difficile credere che tali poliedri si siano formati senza l'aiuto umano. Queste pietre dalla forma naturale, cioè non realizzata da mani umane, regolare e sfaccettata sono chiamate cristalli.

La parola "cristallo" deriva dal greco "krystallos", che significa "ghiaccio".

I bordi lucidi e lisci dei cristalli sembrano come se fossero stati lavorati da un abile smerigliatore. Le singole parti del cristallo si ripetono formando una bella forma regolare.

Osservando più da vicino, ad esempio, i cristalli di sale cresciuti, vediamo che sono costruiti da "mattoni" strettamente attaccati l'uno all'altro. Dopo aver rotto un cristallo, possiamo osservare che esso volerà in pezzi di diverse dimensioni. Dopo averli esaminati attentamente, scopriamo che questi pezzi hanno una forma regolare, del tutto simile alla forma di un grande cristallo, il loro genitore. La forma tipica dei cristalli di sale da cucina è quella dei cubetti.

Esistono forme speciali di cristalli: aghi, piume, rami, fiori, alberi, ecc. Esempi di cristalli così fantasiosi sono i famosi motivi di ghiaccio sulle finestre.

Tutti potevano osservare come i cristalli di ghiaccio apparivano, crescevano e cambiavano gradualmente forma sul vetro di una finestra ghiacciata. Se si libera un “occhio” rotondo nello strato opaco di ghiaccio che ricopre la finestra, respirando sul vetro o appoggiandoci sopra un dito (il calore scioglie il ghiaccio velocemente), e poi si smette di riscaldarlo, si ricoprirà di un strato di ghiaccio. Innanzitutto, aghi sottili, piume e stelle vengono allungati dai bordi al centro. Ora l'intero occhio ne è coperto e dai bordi dell'occhio cresce un nuovo strato di aghi e stelle, i singoli rami si collegano tra loro, fondendosi in uno strato continuo di ghiaccio.

Abbiamo osservato un processo simile quando abbiamo messo nel congelatore un bicchiere con una soluzione salina.

A volte sul cioccolato appare uno strato bianco. Il fatto è che a basse temperature l'acqua inizia a congelarsi: sulla superficie della tavoletta di cioccolato compaiono macchie bianche, il cioccolato “diventa grigio” - questo è il rilascio di cristalli di zucchero.

Quindi, i cristalli hanno una bella forma regolare. Ogni sostanza ha la sua caratteristica forma cristallina dalla quale può essere riconosciuta.

Il mondo dei cristalli è un fantastico mondo di poliedri che attraggono le persone con la perfezione e la bellezza della loro forma. Questi sono cristalli di normale sale da cucina e pietre preziose, quarzo e cristalli di molte altre rocce.

Tutti i cristalli che ci circondano non si sono formati una volta per tutte, ma sono cresciuti gradualmente. In natura, in un laboratorio, in una fabbrica, i cristalli crescono da soluzioni, da fusioni, da vapori, da solidi. Sembra quindi importante e interessante provare a coltivare un cristallo in casa senza l'utilizzo di accorgimenti particolari. Ciò ha determinato l’argomento dello studio, “Coltivare cristalli in casa”.

Ipotesi:

Puoi coltivare diversi cristalli a casa. Cristalli di sostanze diverse hanno forme, colori diversi e crescono in modo diverso.

Obiettivo del lavoro:

Coltiva cristalli di solfato di rame e sale da cucina in casa.

Compiti

1. Condurre un'analisi della letteratura su questo argomento

2. Preparare attrezzature e prodotti chimici

3. Conduci un esperimento e osserva la crescita dei cristalli

4.Valutare i risultati del lavoro e trarre conclusioni.

Attrezzatura:

Barattoli di vetro, garza, bastoncini di legno, fili grossi, sale da cucina, solfato di rame, un pentolino, un cucchiaio. Appendice D (Fig. 1)

1.2. "Metodologia di ricerca"

Metodi per la crescita di cristalli di solfato di rame

1. Preparare una soluzione satura di solfato di rame.

2.Filtrare la soluzione.

6. Condurre l'osservazione.

Metodi per coltivare cristalli di sale da cucina

1. Preparare una soluzione satura di sale da cucina.

2.Filtrare la soluzione.

3.Versare la soluzione in un barattolo di vetro.

4.Attacca un filo forte a un bastoncino di legno.

5.Immergere il filo in un barattolo di soluzione.

6. Condurre l'osservazione.

Preparazione di una soluzione satura:

A causa della mancanza di bilance da laboratorio, la soluzione è stata preparata come segue:

1. Sciogliere il sale (solfato di rame) in acqua finché non smette di dissolversi.

2. Collocato a bagnomaria.

3. Riscaldato ad una temperatura di circa 50 0C.

4.Mescolando costantemente, aggiungere sale (solfato di rame) 1 cucchiaio. cucchiaio.

5. Quando iniziano di nuovo a dissolversi male, la soluzione è pronta.

6. Rimosso dal bagnomaria e lasciato raffreddare.

Per far crescere i cristalli, è importante utilizzare una soluzione appena preparata.

Appendice D (Fig. 2,3,4)

1.3. "Risultati della ricerca"

Abbiamo deciso di sostituire le soluzioni con altre nuove. I cristalli superiori non molto belli di solfato di rame sono stati rimossi dal filo. I cristalli di sale non sono stati toccati. Appendice D (Fig. 14, 15)

Fine dell'esperimento il 10 novembre 2009

Solfato di rame: i cristalli crescevano grandi, di un bel blu scuro, a forma di “prisma”.

Sale da cucina: i cristalli di sale sono cubetti piccoli e trasparenti.

Appendice D (Fig. 16, 17,18,19)

2. Sezione “Conclusione”

L'ipotesi è stata confermata. Puoi coltivare diversi cristalli a casa. I cristalli di solfato di rame sono trasparenti, blu, di forma allungata. I cristalli di sale non sono trasparenti, bianchi, sotto forma di cubetti.

Il lavoro mi è piaciuto molto, è stato interessante osservare la crescita dei cristalli. In futuro potrò coltivare cristalli della forma e delle dimensioni di cui ho bisogno, ad esempio una rosa da regalare a mia nonna o ad un mio compagno di classe.

Sezione "Elenco delle fonti bibliografiche utilizzate"

1., “Libro di chimica da leggere a casa”, M., Chimica, 1994

2., “Dizionario enciclopedico di un giovane chimico”, M. 1982.

3. “Il minerale parla di sé”, M.: Nedra, 1985;

4. Olgin O. “Esperimenti senza esplosioni”, M.; “Chimica”, 1995

5. Materiali provenienti da siti Internet.

Appendice D

Fig.1 Fig.2

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Fig.3 Fig.4

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Fig.5 Fig.6

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Obiettivo del lavoro:osservazione del processo di crescita di un cristallo di cloruro di sodio e confronto dei cristalli risultanti con modelli di reticoli cristallini, verifica dell'anisotropia della resistenza per scissione.

Progresso:

Per coltivare i cristalli in casa, è necessario preparare soluzione salina sovrasatura. La sostanza di partenza era il sale, che le persone usano molto spesso, questo è il sale da cucina.

Versò dell'acqua calda in un bicchiere e vi spruzzò del sale da cucina, mescolando continuamente. Versò finché il sale non smise di sciogliersi e si formò un sedimento sul fondo, che non scomparve mescolando. Poi prese un pezzo di filo sottile e l'ho avvolto con un filo di lana, ho messo un bastoncino sul vetro e ho appeso un filo avvolto su un filo, la salamoia si è gradualmente raffreddata, quindi l'acqua ha cominciato ad evaporare, dopo tre giorni (il più a lungo possibile) , ho sfilato il filo e il sale si è depositato sui peli in cubetti piccoli e regolari.

È necessario misurare periodicamente le dimensioni di alcune facce: le facce dei cristalli cambiano dimensione, crescono, gli angoli tra le facce corrispondenti rimangono costanti.

Le forme dei cristalli ottenuti sono state confrontate con le forme dei modelli a reticolo cristallino. Il sale da cucina NaCl dovrebbe avere facce quadrate e cristalli cubi, in modo che il cristallo cresciuto soddisfi questi requisiti

Conclusione

Ho scelto il metodo più conveniente e accettabile per coltivare i cristalli a casa e ho coltivato cristalli di sale da cucina. Man mano che i cristalli crescevano, ho osservato. Ho confrontato le forme dei cristalli risultanti con le forme dei loro reticoli cristallini; corrispondono alle forme dei cristalli cubici.

Le forze attrattive che si creano tra piani costituiti da un solo tipo di ioni Na+ o Cl- (che formano le facce dell'ottaedro) sono cinque volte maggiori che tra piani paralleli alle facce del cubo, ciascuno dei quali contiene entrambi gli ioni, sia Na+ che Cl-. Ecco perché è molto più facile dividere un cristallo di NaCl lungo i piani di un cubo che lungo i piani di un ottaedro. Ecco perché cristallizza formando cubi. Il cristallo in realtà è costituito da ioni di segno opposto.

Conclusione

I cristalli singoli sono solidi le cui particelle formano un unico reticolo cristallino.

La forma esterna dei singoli cristalli dello stesso tipo può essere diversa, ma gli angoli intermedi

le loro facce corrispondenti rimangono costanti. Questa legge di costanza degli angoli è stata formulata dal naturalista francese J.B. Romeu de Lisle. Egli trasse un'importante conclusione: la forma corretta dei cristalli è associata al posizionamento regolare delle particelle che formano il cristallo. La maggior parte dei minerali sono cristalli singoli. Tuttavia, i cristalli singoli naturali di grandi dimensioni sono abbastanza comuni raramente. Attualmente, molti cristalli singoli vengono coltivati ​​artificialmente.

I cristalli sono caratterizzati dalla presenza di forze significative di interazione intermolecolare. Le forze di interazione tra gli atomi nei cristalli in direzioni diverse non sono le stesse. Le forze di attrazione che si creano tra i piani che formano le facce dell'ottaedro nei cristalli di sale da cucina costituiti da ioni dello stesso tipo sono cinque volte maggiori delle forze tra i piani paralleli alle facce del cubo, ciascuno dei quali contiene entrambi gli ioni, Na+ e Cl-. In questo possiamo rintracciare l'azione della legge dell'anisotropia. La sua essenza è che molte proprietà dei solidi dipendono dalla direzione in cui queste proprietà vengono misurate.Abbiamo studiato l'anisotropia della forza sul sale da cucina. Se i cristalli di sale da cucina vengono spezzati a forma di cubo, i piccoli frammenti avranno prevalentemente la forma di parallelepipedi rettangolari. Ciò significa che nelle direzioni parallele alle facce, la forza di un cristallo di sale da cucina è molto inferiore che in diagonale e in altre direzioni. Non abbiamo potuto studiare altre proprietà fisiche a causa dei limiti degli strumenti e dei materiali. Ad esempio, la conducibilità termica di un cristallo misurata in direzioni diverse potrebbe non essere la stessa, ma sarà la stessa solo in direzioni parallele e simmetriche. Lo stesso si può dire della conduttività elettrica, della durezza e di altre proprietà: in altre parole, alla simmetria della forma esterna si accompagna la simmetria delle proprietà fisiche dei cristalli.