Фрагмент презентации проекта

Подготовили: Тютюнникова Наталья Филимонова Анастасия 9-1 класс Руководитель: Ткаченко Лариса Тадеушевна МОУ г.Гатчины «Лицей 3» 2005

Постановка проблемы Каждый из нас привык видеть вещества в трёх состояниях: газообразном, жидком и твёрдом. Ту же самую воду мы видим в этих состояниях. Когда мы выходим на улицу зимой и ловим рукой снежинку (это и есть твёрдое состояние воды) и она тает у нас на ладони, превращаясь в каплю воды (это жидкое состояние воды), то мы при этом видим два состояния воды, и как она из одного переходит в другое. Если рассмотреть снежинку поближе, то можно увидеть много маленьких кристаллов различной формы, из которых она состоит. Также и узоры, которые мороз рисует на окнах, тоже можно назвать кристаллическими. Когда мы смотрим на эти узоры, мы задумываемся, насколько бывают разнообразны формы кристаллов. Нас это заинтересовало, и нам захотелось узнать из чего и как можно получить кристаллы ещё больше и красивее. А самое главное, что мы сами можем получить кристаллы и для этого достаточно химической лаборатории, которая находится у нас в школе. И поэтому мы решили изучить эту тему получше, побольше узнать о кристаллах, их строении, из чего и как их выращивают, сделать несколько опытов для получения кристаллов. И описание этих опытов, интересная информация и факты о кристаллах, которые мы нашли в ходе нашей работы, находятся в нашем проекте. На главную страницу

Роль воды в природе Кристаллы Растворы Наши опыты Фотографии кристаллов Вывод

Роль воды в организме человека, или зачем же мы пьем? О роли воды в нашей жизни догадываются, наверное, все. Как поется в одной песне: «…и выходит без воды и ни туды, и ни сюды…». Давайте постараемся вкратце сформулировать, для чего же именно она нужна нашему организму. Вода составляет около 2/3 человеческого организма и является существенным компонентом каждой клетки, Н 2 О образует жидкую часть крови и лимфы и служат средой, в которой растворены другие вещества и в которой происходят все химические реакции. Жизнь зародилась в воде, и именно вода составляет основу внутренней среды животных и растительных организмов. Однако вода в организме содержится не только в жидкостях, но и в плотных образованиях. Так, например, кости скелета содержат 22%, печень – 70%, а серое вещество мозга – 86% воды. С возрастом количество ее в организме уменьшается, и это одно из следствий старения. Вода – универсальный растворитель. Вследствие полярности молекул она обладает наибольшей способностью ослаблять связи между частицами, молекулами и ионами многих веществ. Это имеет большое значение для солевого обмена организма. Всасывание солей в кишечнике возможно благодаря тому, что они растворены в воде. Поступая в кровь, соли оказывают влияние на важнейшую На главную страницу

биологическую константу организма – величину осмотического давления крови. Таким образом, в поддержании этой константы наряду с солями играет роль и вода, причем она снижает осмотическое давление, тогда как соли повышают его. С другой стороны, благодаря высокой растворяющей способности, вода вбирает в себя многие загрязнения: соли тяжелых металлов, нефтепродукты, ядохимикаты и т.д. Понятно, что употребление такой загрязненной воды, не может не сказаться на здоровье. Н 2 О и минеральные соли входят в состав пищеварительных соков, что во многом определяет их значение для пищеварения. И хотя Н 2 О и минеральные соли не являются источниками энергии в организме, нормальное поступление и выведение их организма является условием его нормальной деятельности. Н 2 О участвует в регуляции температуры тела: испаряясь она охлаждает тело, предохраняя его от перегрева; транспортирует растворенные вещества. Велико значение воды в теплообмене человека. Известно, что человек расходует часть тепла на испарение пота с кожной поверхности и воды с поверхности органов дыхания. На главную страницу

гидроксильных ионов среды (рН). Таким образом, вода выступает как основа кислотно-щелочного равновесия в организме – важнейшего фактора, определяющего скорость многих биохимических реакций в тканях и органах. Кроме того, вода принимает участие во многих химических реакциях. Потеря организмом воды приводит к тяжелым нарушениям, например при расстройстве пищеварения у грудных детей самым опасным является обезвоживание организма, что влечет за собой судороги, потерю сознания. При длительной нехватке воды страдает нервная система, появляются психические расстройства. Периоды полной апатии сменяются зрительными и слуховыми галлюцинациями. Нарушается деятельность жизненно важных нервных центров - дыхательного и сердечно-сосудистого. Если эти явления нарастают, может наступить смерть. С природной водой доставляются некоторые минеральные соли и микроэлементы, необходимые для жизнедеятельности организма. При правильной организации питания и особенно при приеме витаминно-минеральных комплексов значение воды как источника минеральных веществ снижается и должно приниматься в расчет только при курсовом употреблении минеральных вод с лечебными целями. На главную страницу

РАСТВОРЫ. РАСТВОРИМОСТЬ Если в сосуд с водой поместить кристаллы поваренной соли, сахара или перманганата калия (марганцовки), то мы можем наблюдать, как количество твердого вещества постепенно уменьшается. При этом вода, в которую были добавлены кристаллы, приобретает новые свойства: у нее появляется соленый или сладкий вкус (в случае марганцовки появляется малиновая окраска), изменяется плотность, температура замерзания и т.д. Полученные жидкости уже нельзя назвать водой, даже если они неотличимы от воды по внешнему виду (как в случае с солью и сахаром). Это – растворы. Растворы - однородная многокомпонентная система, состоящая из растворителя, растворённых веществ и продуктов их взаимодействия. Растворы не отстаиваются и сохранятся все время однородными. Если раствор профильтровать через самый плотный фильтр, то ни соль, ни сахар, ни марганцевокислый калий не удается отделить от воды. Следовательно, эти вещества в воде раздроблены до наиболее мелких частиц – молекул. На главную страницу

Молекулы могут опять собраться в кристаллы только тогда, когда мы выпарим воду. Таким образом, растворы – это молекулярные смеси. По агрегатному состоянию растворы могут быть жидкими (морская вода), газообразными (воздух) или твёрдыми (многие сплавы металлов). Размеры частиц в истинных растворах - менее м (порядка размеров молекул). Любой раствор состоит из растворителя и растворенного вещества. В приведенных примерах растворителем является вода. Но не всегда обязательно вода является растворителем. Например, можно получить раствор воды в серной кислоте. Здесь растворителем будет кислота. Можно приготовить и растворы кислоты в воде. Из двух или нескольких компонентов раствора растворителем является тот, который взят в большем количестве и имеет то же агрегатное состояние, что и раствор в целом. Давайте разберемся в том, как происходит растворение веществ. Для этого понаблюдаем, как растворяется добавленный в чай сахар. Если чай холодный, то сахар растворяется медленно. На главную страницу

Наоборот, если чай горячий и размешивается ложечкой, то растворение происходит быстро. Попадая в воду, молекулы сахара, находящиеся на поверхности кристаллов сахарного песка, образуют с молекулами воды донорно-акцепторные (водородные) связи. При этом с одной молекулой сахара связывается несколько молекул воды. Тепловое движение молекул воды заставляет связанные с ними молекулы сахара отрываться от кристалла и переходить в толщу молекул растворителя. Между молекулами сахара и воды возникают водородные связи, благодаря которым молекулы сахара отрываются от поверхности кристалла. Молекулы воды, не связанные с молекулами сахара, на рисунке не показаны. Молекулы сахара, перешедшие из кристалла в раствор, могут передвигаться по всему объему раствора вместе с молекулами воды благодаря тепловому движению. Это явление называется диффузией. Диффузия происходит медленно, поэтому около поверхности кристаллов находится избыток уже оторванных от кристалла, но еще не диффундировавших в раствор молекул сахара. На главную страницу

КРИСТАЛЛЫ - БОЛЬШИЕ И МАЛЕНЬКИЕ О выращивании кристаллов написано так много, и эти опыты настолько эффектны и несложны в исполнении, что наверняка вы их ставили хотя бы раз и знаете, в чем принцип. Собственно, ничего мудреного тут нет: надо приготовить горячий насыщенный раствор какой-либо соли (хлорида натрия, сульфата меди или железа, квасцов, дихромата калия и т. д., перечень очень велик), осторожно охладить его, чтобы излишек растворенного вещества не выпал в осадок (такой раствор называется пересыщенным), и, наконец, ввести затравку - кристаллик той же соли, подвешенный на нитке. После этого остается только прикрыть сосуд листком бумаги, поставить в укромное место и ждать, пока не вырастет крупный кристалл, на что могут уйти недели или даже месяцы; единственное, что придется изредка делать-это подливать понемногу насыщенный раствор по мере испарения. Все это действительно известно. Но вариантов опыта очень много, и мы выберем не самые распространенные, например, с нитратом свинца и иодидом калия. Смешайте одинаковые объемы 10%-ных растворов этих солей, и в сосуде выпадет осадок иодида свинца. Аккуратно слейте с него жидкость. На главную страницу

КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ УЗОРЫ Есть такие вещества, которые называют изоморфными: они кристаллизуются одинаково, несмотря на разный состав. Кристаллы одного такого вещества способны расти в насыщенном растворе другого: получается как бы "кристалл в кристалле". Если его разрезать, то на срезе окажется геометрический узор. Самые доступные среди изоморфных веществ - квасцы, кристаллогидраты двойных сульфатов с общей формулой М'М"'(SO 4 ) 2. 12H 2 O. Воспользуемся тремя их разновидностями: темно-фиолетовыми хромокалиевыми KCr(SO 4 ) 2. 12H 2 O, зелеными железоаммонийными NH 4 Fe(SO 4 ) 2. 12H 2 O и бесцветными алюмокалиевыми КАl(SO 4 ) 2. 12Н 2 О. В эмалированную или стеклянную посуду налейте воду, насыпьте каких-либо квасцов (одного вида) и нагревайте, размешивая стеклянной или деревянной палочкой, но не до кипения. Когда соль растворится, добавьте еще порцию тех же квасцов и снова нагревайте. Когда раствор станет насыщенным, быстро профильтруйте его через ватный тампон, помещенный в стеклянную или эмалированную воронку, ополоснутую крутым кипятком. Если воронка будет холодной, может начаться преждевременная кристаллизация и кристаллы закупорят воронку. На главную страницу

Банку с раствором квасцов прикройте и оставьте медленно остывать. На дно выпадут небольшие кристаллы. Если они будут срастаться, нагрейте раствор, добавив немного воды, и вновь охладите. Кристаллы извлеките, обсушите, переложите в пробирку и закройте ее пробкой. Так же приготовьте кристаллу других квасцов. Насыщенные растворы сохраняйте! Чтобы не перепутать их, наклейте на банки этикетки. Отберите по одному кристаллику каждого вида, обвяжите тоненькими нитями (например, от капронового чулка) и опустите каждый в "свой" раствор. Банки держите подальше от сквозняков; накройте их бумажными крышками. Примерно за неделю кристаллы заметно вырастут. Поменяйте их местами. Если с самого начала подвесить в каждой банке по два кристалла, то будет еще больше чередований цветов. Чтобы не запутаться, к концам нитей прикрепите ярлычки и записывайте в лабораторном журнале, сколько времени и в каком растворе находятся кристаллы. На главную страницу

Опыт 1.Опыт 1.Смешайте одинаковые объёмы 10%-ных растворов нитрата свинца и иодида калия, в сосуде выпадает осадок иодида свинца. Аккуратно слейте с него жидкость. Вскипятите воду в каком-либо прозрачном сосуде, подкислите её уксусом и, пока она кипит, добавьте ещё влажный осадок иодида свинца, взболтав его. При медленном остывании жидкости в ней вырастут золотистые кристаллы. Опыт 2.Опыт 2.Слейте в пробирку растворы из опыта 1, вскипятите содержимое вместе с осадком, чтобы он растворился, а затем быстро остудите под краном. В этом случае образуются мельчайшие золотые кристаллики, взвешенные в жидкости. Опыт 3.Опыт 3.Выращивание кристаллов кристаллической меди. Мелкие медные кристаллы получаются, когда гвоздь опускают в раствор медного купороса. Они настолько малы, что пленка меди на поверхности кажется почти сплошной. А чтобы приготовить крупные кристаллы, надо как-то замедлить реакцию, чтобы выделяющаяся в реакции медь успела осесть на кристаллы и достаивала их. Медленное охлаждение – возможный способ, но в том случае, когда не идёт химическая реакция… Тормозом для реакции будет служить поваренная соль. На главную страницу

Положите на дно сосуда(например, стеклянной банки) немного кристаллов медного купороса и засыпьте их поваренной солью, по возможности мелкой. Прикройте их кругом, вырезанным из промокательной или фильтровальной бумаги; этот круг должен касаться стенок сосуда. Сверху, прямо но бумагу, положите железный кружок несколько меньшего диаметра. Заранее протрите его наждачной бумагой и промойте. Налейте в банку насыщенный раствор поваренной соли, чтобы он полностью закрыл железный кружок. Дальше всё пойдёт без вашего участия. Сколько времени придется ждать, точно сказать нельзя – многое зависит от условий опыта. Во всяком случае, не час и не два, а несколько дней. Итак, спустя несколько дней вы обнаружите в сосуде красивые красные кристаллы меди. Меняя размеры сосуда, размеры кристалликов медного купороса, толщину слоя поваренной соли и температуру опыта, можно получить медные кристаллы разнообразной формы, порой на редкость необычной. А иногда вырастают дендриты – незавершённые в развитии кристаллы, похожие на ветви деревьев. Если оставить медные кристаллы в том же сосуде, в котором они были получены, то долго они не сохранятся. На главную страницу

Опыт4.Опыт4.Осторожно налейте в сосуд горячей вскипяченной воды (если вы используете банку, то сначала сполосните ее горячей водой, чтобы она не треснула). Присыпайте туда соль(медный купорос, поваренную и т.д.) и тщательно размешивайте его до растворения. Добавляйте соль до тех пор, пока она не перестанет растворяться. Именно из такого насыщенного раствора и выращивают кристаллы. Опустите в раствор нитку, так чтобы она не касалась стенок и дна банки (можете на конце нитки завязать узелок). Не закрывайте горло сосуда полностью, иначе вода не сможет испарятся. Поставьте сосуд с ниткой остывать и уже через несколько часов вы увидите наросшие на нитке кристаллики. Дайте пару дней им подрасти, потом выньте из раствора обросшую кристалликами нитку. Если размеры кристаллов вас не устраивают, подогрейте сосуд с оставшимся раствором до кипения, стараясь растворить осадок на дне сосуда, добавьте новую порцию соли до насыщения раствора. После того, как вы донасытите раствор, дайте ему выстоятся 3-5 часов, а затем опустите туда нитку с кристалликами. Так вы порастите их еще пару дней. Вы можете повторять эту процедуру до тех пор, пока не удовлетворитесь размером сростка кристаллов. На главную страницу

Хромат,бихромат калия, Висмут кристаллический Медь кристаллическая Хлорид кобальта Медный купорос Гидрофталат калия Красная кровяная соль На главную страницу

Самоанализ Проведя большую исследовательскую работу мы выяснили, что кристаллы бывают различных форм и цветов. Это зависит от 1)строения вещества, 2)концентрации вещества, 3)температуры раствора. Мы узнали много нового и интересного о формах и размерах, о способах выращивания кристаллов. Мы сделали много опытов по выращиванию кристаллов. Большинство опытов у нас получилось.Выращенные кристаллы мы оставили в кабинете химии как экспериментальный Материал для отработки этой темы в рамках школьного научного общества, а также в качестве дидактического материала на уроках химии. У нас получились кристаллы медного купороса, иодида свинца, меди, соли и сахара. Нам удалось вырастить крупный кристалл медного купороса.Кристалл получился правильной формы, что может служить Хорошим наглядным пособием для учителя на уроках химии при изучении темы«Кристаллические решетки». Но, к сожалению, несколько опытов у нас не получилось.Не удалось вырастить друзы из алюмосиликатов, получить смешанные кристаллы.Это может служить следующим этапом разработки темы «Кристаллы» в рамках школьного научного общества. КонецЗадание