Observarea creșterii cristalelor in vitro

Cristalele se găsesc peste tot omul. El merge pe cristale, construiește cristal se ocupă de cristale pe plante cultivate în laborator și fabrica, creează dispozitive și produse din cristal, este utilizat pe scară largă în inginerie și știință, mânca cristale tratate de ei, el le găsește în organisme vii pătrunde secretele structură cristalină, are vedere întinderea drumurilor cosmice cu ajutorul dispozitivelor de cristal și cristal cultivate în laboratoare spațiale.

Astfel, cristalele sunt peste tot. Acestea sunt diverse, frumos, misterios (Anexa 1). Ei bine, care, de exemplu, noi nu admiram fulgii de zăpadă? Infinitul forme variate de fulgi de zăpadă. naturalistul american Bentley mai mult de 50 de ani fotografierea fulgi de zăpadă sub un microscop. Atlas sa ridicat la câteva mii de poze cu fulgi de zăpadă și toate dintre ele sunt diferite, nu veți găsi nici una din aceeași pereche (apendicele 2).

Un loc aparte printre cristalele iau pietre care din cele mai vechi timpuri au atras atenția oamenilor. Diamond, rubin, safir, smarald cele mai scumpe și pietre preferate. Gems este o măsură a bogăția de prinți și împărați (apendicele 3).

Ne-am dorit sa afle mai multe despre cristale, deoarece acestea sunt formate, ce formă, și ce culoare sunt și să încerce să crească cristalele ei înșiși. Prin urmare, scopul muncii noastre a fost observarea creșterii cristalelor în laborator.

Obiectivele de activitate:

• să examineze literatura de specialitate cu privire la acest subiect și metoda de creștere a cristalelor;
• alegere săruri pentru cristale în creștere;
• prepararea soluțiilor saturate;
• punerea în aplicare a părții practice.

Studiul articolelor privind formarea cristalelor, cultivarea lor în condiții artificiale, efectuarea de experimente simple, ne-a permis să scrie această lucrare.

1. literatura de specialitate

1. Caracteristici cristale

Pământul găsi, uneori, pietre o astfel de formă, ca și cum cineva a avut grijă retezate, șlefuit, lustruit. Acesta poliedre cu avionul și fețele lucioase. Greu de crezut că o astfel de poliedre ideale formate de la sine, fără ajutorul omului. Astfel de pietre cu simetrică corectă, numită formă poliedrică și cristale. Cristalele situate în pământ, sunt infinit de variate. Dimensiunile poliedre naturale, uneori ajunge la creștere uman sau mai mult. Există straturi kristally- de câțiva metri grosime. Cristalele sunt mici, înguste și ascuțite sub formă de ace, și sunt uriașe, ca și coloanele (Prilozhenie4). În unele zone din Spania, cum ar fi coloane cristaline dau stâlpi pentru uși. Muzeul Gonnogo Institutul din București păstrat înălțimea de cristal de rocă de aproximativ un metru și o greutate de mai mult de o tonă, care de mai mulți ani, a servit ca un piedestal la poarta unei case în Ekaterinburg.

Multe cristale au fost perfect clare și transparente, cum ar fi apa. Nu e de mirare ei spun „limpede ca cristalul“, „limpede ca cristalul“ (Anexa 5).

Luați în considerare cu atenție cristale de diverse substanțe. Cum de a le deosebi unul de altul? În culoare? În strălucire? Nu, acestea sunt semne de insecuritate. De exemplu, cristale de cuarț poate fi incolor, auriu, maro, negru, violet, lila. Nume diferite, dar mineralul este același, cuarț, una dintre cele mai comune minerale pe Pământ, unul dintre cele mai utilizate în industrie (Anexa 6). În același timp, de exemplu, pot fi transparente, și cuarț, topaz și multe alte minerale. În plus, diferite probe de aceleași culori și nuanțe minerale pot fi destul de diferite.

Privind mai aproape atent la cristalele, este ușor pentru a le vedea mult mai trăsătură caracteristică: cristalele de substanțe diferite diferă unele de altele cu formele lor. Cuburi de cristale de sare nu poate fi confundată cu reazemele sau tablete de sulfat de cupru beriliu (apendicele 7). Deci, fiecare substanță are propria formă caracteristică prin care este posibil să aflăm? Ei bine, da și nu. Da, fiecare substanță cristale de forme sunt tipice. Cu toate acestea, formele de cristale de diferite substanțe pot fi foarte asemănătoare. Dar nu lucrul cel mai important. Nu este întotdeauna de cristal crește mnogogrannikom- el avea succes numai în condiții favorabile, atunci când nu este nimic de oprire el la creșterea economică. Care este cel mai caracteristic, cea mai caracteristica de bază a cristalului? Răspunsul este că cea mai Trăsătura caracteristică a cristalului - este structura sa atomică, simetrică dreapta, aranjament regulat de atomi. Dar, această funcție va fi luate în considerare de către noi în lucrări ulterioare.

1. Cum să crească cristale în natură

Cristalele cresc. Ei cresc mereu poliedre corecte, simetrice, în cazul în care nimic nu le împiedică în timpul creșterii. Pe măsură ce cristalele cresc în natură?

Vindecarea magma - un proces de creștere a cristalelor din topitură. Magma este un amestec de mai multe substanțe. Toate aceste substanțe sunt temperaturi diferite de cristalizare, în afară de temperatura de cristalizare a fiecărei substanțe variază în funcție de condițiile în care magma este în acest moment și în care substanțele sunt încă în ea. De aceea, în timpul răcirii și solidificării magmei este separat în două părți: prima parte din magma apar și începe să crească cristale de substanță la care cea mai înaltă temperatură de cristalizare. Cu cât sunt mai încet solidifică magmatice, mai mult timp să crească boabe de cristal de minerale sale constitutive. Prin urmare, rocile mazarat se formeaza atunci cand magma se solidifică încet și cu Rapid - fină; Cu toate acestea, amploarea cristalitelor depinde și de mulți alți factori.

Cu mai mult de cinci sute de ani au învățat să drevnerumynskie salină extrage sare din izvoare de sare. Apa din izvoarele amar sărat sărat, există multe săruri dizolvate diferite. În timpul verii, când razele de soare dogoritor apa lacului se evapora repede, începe să scadă din cristale de sare. Aceste cristale plutesc pe suprafața lacului și sedimentat, pe pietrele de coastă de pe panourile, pe orice obiecte solide a scăzut în lac. Chiar și o parte, a scăzut la câteva minute la lac, acoperit cu un strat subțire de sare. Puterea de cristalizare a straturilor de sare este atât de mare, încât prin extinderea, acestea sunt stoarse din pământ, devenind pe margine.

sare de masă comună, clorură de sodiu, fără de care oamenii nu pot face, este o formă de cristale foarte fine, în aceeași sare pământ este uneori găsit într-o formă de cristale foarte mari, este așa-numita sare. Lomonosov în cartea sa „Pe straturile Pământului“ definește: „sare Rock este roca de sare pură, cristal cum ar fi“ (apendicele 8).

Ați observat. că pe pereții oale, în care se fierbe apa, a precipitat așa-numitul gunoi? Răzuiește scara si uita-te la ea sub un microscop și veți vedea că este o colecție de cristale foarte mici. Ei stau pe fundul și părțile laterale ale fierbătorului precum cristalele de sare precipitate din apele lacului, sau cum ar fi cristale minerale de pe pereții „beciurile de cristal“. Cum poate sunt formate cristale de depuneri de calcar? In apa naturala aproape întotdeauna sunt substanțele minerale dizolvate; când apa fierbe si se evapora, ele sunt precipitate sub formă de cristale și se depun pe peretii vaselor, formarea unui strat de nămol. Cele mai multe substanțe străine dizolvate în apă, mai gros stratul de scară și cu atât mai rapid este depozitat. Fenomenul Nakip- dăunător și, uneori, periculoase. Toată lumea știe că fierbătorul cu un strat gros de gunoi este încălzit mai lent decât un nou ceainic. Un strat de cristale pe pereții cazanului împiedică funcționarea acestuia. perete calcarul se îngroașă, reduce volumul util al cazanului, crește și consumul de carburant. Acum, au fost dezvoltate metode de combatere a calcarului, folosind așa-numitele anticrustă care în urmă se ridică la apa din cazan. proprietate caracteristică anticrustă este capacitatea lor de a încapsula cristaline din film subțire de particule mici de praf. Nu contează cât de subțire acest film, iar cristalele cresc în continuare, nu. In loc de un strat dens care acoperă întreaga suprafață interioară a cazanului stabilește precipitat liber pentru a elimina care nu este dificil de la partea inferioară.

Deosebit de interesantă a apelor subterane cristalizare în peșteri. Picătură cu picătură de apă prelinge și cad din bolțile peșterii în jos. Fiecare picătură se evaporă parțial, astfel, și lasă pe tavanul substanței cave, care a fost dizolvată în ea. Deci, format treptat, pe tavanul peșterii un cucui mic, care crește apoi un țurțure. Aceste turturi sunt realizate din cristale. Unul după altul, picăturile cad în mod uniform zi după zi, an după an, secol de secole. Țurțuri toate întinse și întinse, ci pentru a le satisface, ei încep să crească aceiași poli lungi de turturi din partea de jos a peșterii. Uneori icicles tot mai sus (stalactite) și inferioară (stalagmite) întâlni, sunt topite împreună pentru a forma coloana. Deci, există în peșteri subterane cu modele, ghirlanda răsucite, colonade capricioasă. Wonderously, extrem de frumoase palate subterane decorate grămezi fantastice de stalactite și stalagmite, divizat în bare arc de stalactite (apendicele 9).

În extrem de rece „aburul iese din gura omului.“ Se cristalizează pereche îngheț alb exhalat de om. Mustăți, gene, bărbi oameni acoperite cu îngheț în frig: this- prea strat de cristale de zăpadă. Pe coperta tigaie sau fierbătorul este posibil pentru a vedea modul în care vine vaporii de apă în contact cu o suprafață rece, apa condensează în picăturile de lichid. Dacă temperatura este sub zero, vaporii de apă fiind răcite, nu trece un lichid, dar o dată în stare solidă, adică în cristale de gheață (Prilozhenie10). Nori pe nebe- nu este pur și simplu acumularea de cristale de gheață sau picături de apă, formate din vaporii de apă se ridică de la sol. Când cristalele de apă înghețată în nori cresc, ele devin mai greu și în cele din urmă cad la pământ: este ninge. Cristale de gheață, modele complicate pe care le admirăm în fulgilor de zăpadă, poate distruge avionul în câteva minute. Cireașa - un aircraft- inamic teribil, de asemenea, un rezultat al creșterii cristalelor.

Calculii biliari în depunerea de ficat, pietre la rinichi si vezica urinara minut în coroidă, provocând boli umane grave, sunt cristale.

Celulele de cartofi pot fi găsite cristale de proteine, in unele cristale de gips vodoroslyah-. Și chiar și în cel mai simplu organism viu - în Amoeba - există cristale de oxalat de calciu.

Unele lucruri vii sunt adevărate „din fabrică“ ale cristalelor. Coral, de exemplu, formează întreaga insulă compus din cristale fine microscopice de carbonat de calciu.

perle Gemstone, de asemenea, este construit din cristale fine, care produce o perla scoici. În cazul în care perla coajă devine un bob de nisip sau piatră, moluscă începe să se sideful în jurul străin. Strat cu strat creste pe nacre nisip, perle care fac perle.

În China, în cazul în care, special dezvoltat de vânătoare perla în scoica perla coajă investească staniu imagini ale lui Buddha, piese mici de os, metal; după câțiva ani, aceste produse sunt acoperite de un strat de nacre.

1. principal

1. Metoda cristalelor de crestere in vitro

De ce mai mult și de a crea cristale artificiale, și dacă da, aproape toate solidele au o structură cristalină în jurul nostru?

Mai întâi de toate, atunci, că cristalele naturale nu sunt întotdeauna suficient de mari, acestea sunt de multe ori nu sunt omogene, acestea sunt impurități nedorite. In artificiale care cresc cristale mai mari se pot obține și mai curat decât în ​​natură.

Sunt acele cristale, care în natură sunt rare și prețuită costisitoare, iar tehnica este foarte necesară. laborator și fabrica metode de crestere cristale de diamant, cuarț, prin urmare, a dezvoltat corindon. În laboratoarele cultivate cristale mari necesare pentru știință și tehnologie, pietre artificiale, materiale cristaline pentru instrumente de precizie; creează cristale și cei care studiază crystallographers, fizicieni, chimiști, metalurgiști, mineralogists, deschizând fenomene noi, interesante și proprietăți în ele. Si cel mai important, cristale de creștere artificială a oferi substanțe care nu există în natură, multe materiale noi cu proprietăți dorite pentru tehnica, ca să spunem așa, cristale sau „tailor-made“, „aproximativ“.

In laboratoarele cristalele cultivate din topituri sau soluții de vapori de solide. Pentru a face acest lucru, există mai multe modalități ingenioase de dispozitive și sisteme complexe. Creșterea cristalelor mari, uniforme si pure dureaza, uneori, de luni de zile.

Cristalele au fost crescute prin metode diferite. De exemplu, răcirea soluției saturate. Cu scăderea temperaturii, solubilitatea majorității substanțelor scade, și precipită. În primul rând, există mici cristale, embrioni în soluție și pereții vasului. Când răcirea este lent embrioni, mic format, și ele se transformă treptat în cristale frumoase de formă regulată. Cu rapide centre de cristalizare de răcire format multe, procesul in sine este mai activ, cristal obișnuit nu va funcționa: după toate, multe cristale care se dezvoltă rapid interfera unele cu altele.

O altă metodă de cristale în creștere, sunt îndepărtarea treptată a apei din soluția saturată. Și în acest caz, mai lent apa este îndepărtată, cu atât mai bine cristalele. Poate fi lăsat vas deschis cu soluția la temperatura camerei timp de srok- lung cu apa se va evapora lent. Mai ales atunci când a pus pe partea de sus a foaie de hârtie, care protejează de asemenea împotriva prafului soluție. Pe măsură ce apa se evaporă din vasul deschis soluție saturată devine suprasaturată. Și începe să crească cristale. Cultivarea de cristal poate fi agățată pe un șir de caractere într-o soluție saturată sau pus pe fundul vasului.

Rata de creștere a cristalului de asemenea, depinde de cantitatea de sare din soluție. O soluție în care cristalele sunt cultivate, trebuie să fie saturate. Când nucleele de cristal deja formate și începe să se ridice, o parte din materialul dizolvat le trece la soluția de cristal și concentrația soluției în apropierea scade cristal, devine nesaturat. S-ar părea la acest punct ar trebui să oprească creșterea cristalelor, dar substanța din porțiuni îndepărtate ale soluției cu o concentrație mai mare începe să curgă fețele cristalului, iar procesul continuă.

1. Partea practică

Crystal creștere a solubilității utilizarea de masă a substanțelor în 100 grame de apă.

Numărul de grame de substanțe solubile în 100 g de apă. Tabelul 1.

formă nedeterminată 3g789mg

Trebuie remarcat faptul că cea mai mare rată de creștere a cristalului într-un nitrat de sulfat de cupru și potasiu. cristale mici de sulfat de cupru, am găsit deja în a doua zi.

La sfârșitul experimentului, cristalele formate sunt scoase din soluție, se usucă cu prosoape de hârtie și a pus în cutii speciale.

Deci, în cursul experimentelor care le-am primit:

• luminos transparent cristal albastru de sulfat de cupru, care este un poliedre asemănător cu o placă;
• roz acicular cristal de azotat de potasiu;
• cristal alb transparent de clorură de sodiu;
• cristal de formă nedefinită, cu o clorură de amoniu nuanță albastră (Prilozhenie13).

1. concluzie

În studiul nostru, am considerat caracteristicile cristalelor, cum să crească cristale în natură și modul în care acestea pot fi cultivate în laborator, au învățat să soluții saturate de anumite substanțe și să respecte cristalizarea acestor substanțe.

Ca rezultat, am văzut că cristalele din fiecare material are rata de cristalizare, forma și culoarea.

Acest subiect a fost foarte interesant pentru noi. Cristale Lumea sa dovedit uimitoare și diverse. Ca rezultat, am avut alte probleme care necesită în continuare și mai în profunzime studiu. Prin urmare, ne propunem să continue să studieze acest subiect.