Հնարավո՞ր է տանը բյուրեղներ աճեցնել: Փորձենք միասին գտնել այս հարցի պատասխանը, առաջարկել այս փորձի անցկացման մեթոդներ։
Մենք հիանալի գիտենք, որ բնության մեջ կարելի է գտնել տարբեր ձևերի և չափերի բյուրեղներ: Ձմռանը ձյան փաթիլները զարդարում են պատուհանները, ծառերի ճյուղերը։ Բյուրեղների մի մասը որոշ օրգանիզմների թափոններ են։
Ներածություն
Օրինակ, բյուրեղների աճը բնորոշ է կեղևի մեջ ընկած փափկամարմիններին։ 5-10 տարի հետո նրա մեջ ձևավորվում է մի գեղեցիկ մարգարիտ՝ յուրահատուկ իր տեսքով և յուրահատուկ փայլով։
Շափյուղաները, սուտակները, ադամանդները և այլ թանկարժեք քարերը կարելի է համարել բյուրեղներ: Բնական բյուրեղների նշանակությունը արդյունաբերության, գիտության, էլեկտրոնիկայի, օպտիկայի մեջ մեծ է։
Տանը բյուրեղներ աճեցնելը զվարճալի գործունեություն է սկսնակ հետազոտող քիմիկոսների համար: Այն անվտանգ է, ուստի այն հարմար է նույնիսկ տարրական դասարանների աշակերտների համար:
Բծախնդիր պատրաստման, մանրակրկիտ կատարման միջոցովփորձ, տեղի է ունենում փորձեր կազմակերպելու հմտությունների ձևավորում և զարգացում։
Կարևոր է սկսել բյուրեղների աճեցումը նյութի ագրեգատային վիճակների, բյուրեղների աճի գործընթացը վերահսկելու ուղիների մասին պատկերացումներից հետո:
Եթե բյուրեղացումն ընթանում է ցածր արագությամբ, կարող եք հույս դնել մեծ բյուրեղ ստանալու վրա: Բարձրացնելով գործընթացի արագությունը՝ կարելի է ակնկալել ստանալ բազմաբյուրեղ փոքր բյուրեղներ։
Կարևոր տեղեկություն
Բյուրեղապակյա աճող նախագիծը կարելի է սկսել տեսական տերմիններով և հասկացություններով: Բյուրեղները նյութի պինդ վիճակն են։ Այն բնութագրվում է որոշակի ձևով, դեմքերի քանակով, որոնք կապված են ատոմների դասավորության առանձնահատկությունների հետ: Նույն նյութի բյուրեղները միշտ ունեն նույն ձևը, սակայն չափերի տարբերությունները թույլատրելի են։
Բյուրեղների աճը կապված է լուծույթի թերմոդինամիկական պարամետրերի փոփոխության, լուծույթի ագրեգացման պինդ վիճակի անցման հետ։
Բնության մեջ կան բազմաթիվ տարբեր նյութեր, որոնք կարող են ձևավորել բյուրեղներ:
Օրինակ, ջրի բյուրեղների աճեցումը ներառում է ջերմաստիճանի իջեցում: Երբ ջուրը սառչում է, այն ձևավորում է ձյան փաթիլներ կամ սառույցի բյուրեղներ: Նմանատիպ սխեմայի համաձայն՝ հանքային բյուրեղների առաջացումն իրականացվում է ապարների առաջացման որոշակի պրոցեսների ժամանակ։
Երկրի ներքին մասում հալված և տաք ապարների զգալի քանակությունը հանքային լուծույթներ են:
Դրանց մակերեսին հրելիսհողի վրա տեղի է ունենում դանդաղ սառեցում, ինչը հանգեցնում է պինդ ձևի անցմանը:
Օրինակ, լեռնային գրանիտը պարունակում է հանքանյութերի բյուրեղներ՝ դաշտային սպաթ, քվարց, միկա: Միլիոնավոր տարիներ առաջ գրանիտը գոյություն ուներ որպես հանքանյութերի հալված զանգված: Մեր ժամանակներում երկրակեղևում կան տարբեր հալված ապարներ, որոնց աստիճանական սառեցմամբ առաջանում են տարբեր տեսակի բյուրեղներ։
Բյուրեղների աճեցման մեթոդները տարբեր են և կախված են նյութի քիմիական կառուցվածքից, ջերմաստիճանից, լրացուցիչ բաղադրիչների օգտագործումից։
Գործընթացի առանձնահատկություններ
Գործընթացը կարելի է բաժանել մի քանի առանձին կետերի.
- բնական, կապված բնության մեջ կրթության հետ;
- արհեստական.
Երկրորդ տարբերակը պահանջված է հետևյալ դեպքերում.
- գիտական և տեխնիկական նպատակներով;
- արտադասարանական, գործնական, փորձարարական աշխատանք կատարելիս;
- պատահական բյուրեղների առաջացում:
Ինչպե՞ս կարող է տեղի ունենալ բյուրեղների աճ վերջին դեպքում: Քիմիան բյուրեղացման այս տարբերակը համարում է որպես փորձի չնախատեսված արդյունք, որի դեպքում տվյալ դեպքում հետազոտողի կողմից վերահսկողություն չկար։ Ինքնաբյուրեղ բյուրեղացում նկատվում է լրացուցիչ ֆիզիկական կամ քիմիական գործընթացների առկայության դեպքում՝ լուծիչի գոլորշիացում, լուծույթի բաղադրիչների օքսիդացում։
Ֆիզիկական և քիմիական բնութագրեր
Աճող բյուրեղներաղից բացատրվում է լուծիչներում նյութի լուծելիությամբ, որն ուղեկցվում է բյուրեղային կառուցվածքի քայքայմամբ։ Նման գործընթացի համար անհրաժեշտ ջերմությունը վերցվում է շրջակա միջավայրից։ Օրինակ, ամոնիումի թիոցիանատ NH4SCN և կալիումի յոդիդ լուծարելու դեպքում ջերմաստիճանի փոփոխությունը կարող է զգալ փորձանոթի հետ անմիջական շփման միջոցով:
Նաև տանը աղից բյուրեղներ աճեցնելը կապված է դիֆուզիայի հետ: Օրինակ՝ վերցնելով կալիումի պերմանգանատի մի քանի բյուրեղներ (կալիումի պերմանգանատ) և լուծելով դրանք ջրի մեջ՝ կարելի է տեսնել, թե ինչպես են վարդագույն պտտվող պտույտները ձևավորվում գլանների ծավալի վրա։ Ուժեղ խառնման արդյունքում ամբողջ լուծույթը ձեռք է բերում միատեսակ վարդագույն գույն: Եթե այն սառեցված է, կարող եք հույս դնել կալիումի պերմանգանատի գեղեցիկ բյուրեղների վրա:
Երեխաների համար բյուրեղների աճեցումը լավագույնս հաշվի է առնվում նատրիումի քլորիդի, պղնձի սուլֆատի վրա (2):
Կարևոր ասպեկտներ
Փորձարարական աշխատանքի համար նյութ ընտրելիս կարևոր է հաշվի առնել որոշ փաստեր.
- Սկզբնական նյութը չպետք է թունավոր լինի: Օրինակ՝ երեխաների համար «Բյուրեղների աճեցում տանը» նախագիծը թույլ չի տալիս օգտագործել կալիումի ցիանիդ, նատրիումի սուլֆատ, քանի որ նման աղերի հիդրոլիզից արտազատվում են թունավոր միացություններ, որոնք կարող են թունավորումներ առաջացնել։
- Ընտրված նյութերը պետք է կայուն արդյունք տան: Օրինակ՝ նատրիումի սուլֆատի բյուրեղները, երկաթ-ամոնիումային և քրոմ-կալիումական շիբը, մանգանի աղերը խոնավության կորստով վերածվում են չնկարագրված փոշիների, և, հետևաբար, դրանք.ներառված չեն բյուրեղյա աճեցման հավաքածուի մեջ:
- Ընտրված ռեակտիվների ընդունելի արժեք և մատչելիություն: Ինչպե՞ս կարելի է բյուրեղներ աճեցնել: Երեխաների համար նախատեսված հավաքածուները ներառում են մատչելի բաղադրիչներ, ինչպես նաև գործնական աշխատանք կատարելու մանրամասն հրահանգներ։
- Կայուն նյութերի օգտագործում. Հետադարձելի հիդրոլիզի ենթարկվող նյութերի ընտրությունը խորհուրդ չի տրվում: Այսպիսով, ամոնիումի աղերը, որոնք բարձր հիգրոսկոպիկ են, փոխազդում են ջրի հետ, ինչի արդյունքում դժվար կլինի ակնկալել ցանկալի արդյունք։
Էլ ի՞նչ պետք է իմանա երիտասարդ ալքիմիկոսը: Բյուրեղների աճեցումը ներառում է գործողությունների որոշակի հաջորդականություն (ալգորիթմ): Միայն աշխատանքի բոլոր պահանջներն ու փուլերը բավարարելու դեպքում կարող եք հույս դնել ցանկալի արդյունքի վրա։
Բյուրեղները ցանկալի է պահել սառնարանում, որպեսզի չհրահրեն դրանց ոչնչացումը: Կան որոշ նյութեր, որոնք կարող են գոյատևել կայուն բյուրեղային ձևով բավականին երկար ժամանակ։
Օրինակ, դպրոցականների համար լավագույն տարբերակը պղնձի սուլֆատից, աղից բյուրեղներ աճեցնելն է։ Այս բաղադրիչները հասանելի են գների տիրույթում, որը հարմար է իրենց քիմիական-ֆիզիկական, կենսաբանական բնութագրերին:
Ստացված բյուրեղների անգույն լաքով լրացուցիչ ծածկույթով դուք կարող եք զգալիորեն երկարացնել դրանց «կյանքի ժամկետը»:
Պահանջվում է սարքավորումներ
Ինչպե՞ս աճեցնել բյուրեղներ: Երեխաների համար նախատեսված հավաքածուները ներառում են քիմիական ապակյա իրեր՝ ջերմակայուն ակնոցներ,զտիչ թուղթ, ձագար, ապակե ձող, ռեագենտներ։
Եթե փորձն իրականացվում է տանը, ապա ֆիլտրի թղթի փոխարեն կարելի է օգտագործել զուգարանի թուղթ (անձեռոցիկներ), իսկ էլեկտրական վառարանի վրա դրված հին կաթսան կարող է ջրային բաղնիքի դեր խաղալ։
Իսկական քիմիական ձագարի այլընտրանքը հին պլաստիկ շշի վիզն է:
Ուրիշ ի՞նչն է կարևոր հաշվի առնել բյուրեղապակյա աճեցման փորձ կատարելիս: Բացի ուղղակի մշակումից, կարևոր է ձեռք բերել փորձարարական գործունեության արդյունքը պահպանելու հմտություններ։
Կրթության ընտրանքներ
Բյուրեղների ձևավորման երեք տարբեր տարբերակ կա.
- հալվածքից;
- լուծույթից;
- գազային փուլից.
Որպես հալված վիճակից բյուրեղացման օրինակ կարող ենք նշել ջրից սառույցի տեսքը, ինչպես նաև հրաբխային ապարների առաջացումը:
Վիտրիոլից բյուրեղների աճեցումը հեղուկ փուլից ագրեգացման պինդ վիճակի անցման բնորոշ օրինակ է:
Գոլորշիների կամ գազի սառեցման դեպքում, ձգողականության էլեկտրական ուժերի պատճառով, նկատվում է ատոմների կամ մոլեկուլների միացումը բյուրեղային վիճակի։ Միաբյուրեղների արհեստական արտադրության ամենատարածված տարբերակներից, որոնք կարող են իրականացնել տարրական դասարանների աշակերտները, առանձնացնում ենք պղնձի սուլֆատից բյուրեղների մշակումը։ Գործընթացի բարդությունը կայանում է նրա հոսքի աննշան արագության մեջ։
Ուսանողների նախագծային աշխատանքի օրինակ
Թեմայի արդիականությունն այն է, որ տրվել էբյուրեղների աճեցման մանրամասն հրահանգներ, ինչպես նաև կոնկրետ արդյունքներ:
Նախագծի վարկածը՝ գեղեցիկ և եզակի բյուրեղներ կարելի է աճեցնել տանը։
Նախագծի նպատակը՝ ինքնուրույն աճեցնել աղի բյուրեղները:
Նախագծի նպատակները՝
- վերլուծել տեսական տեղեկատվությունը հետազոտական հարցի վերաբերյալ;
- բացահայտել աղի արժեքը մարդկային կյանքի համար;
- աճեցրեք աղի բյուրեղները ձեր սեփական ձեռքերով;
- պարզաբանել բյուրեղների առաջացման պայմանները;
- գնահատել գործնական գործունեության ընթացքում ձեռք բերված արդյունքները։
Պատմական նախապատմություն
Նատրիումի քլորիդը սովորական սննդամթերք է: Բնության մեջ այս միացությունը հանդիպում է որպես հանքային հալիտ, որը նաև կոչվում է «ժայռային աղ»: Նատրիումի քլորիդը զգալի քանակությամբ հայտնաբերված է ծովի ջրում: Այս միացությունը հայտնաբերվել է երկրի աղիքներում, գետերի ափերին, լեռներում:
Առանց որոշակի քանակությամբ կերակրի աղի, շատ կենդանի օրգանիզմներ սկսում են աղի սովամահություն: Գիշատիչները նատրիումի քլորիդի պակասը լրացնում են որսի մսով և արյունով, բուսակերները լիզում են աղի հողերը։
Օրական 10-15 գրամ աղը բավական է մարդուն (1 ճաշի գդալից ոչ ավել), այդ քիմիական նյութի ավելցուկը հանգեցնում է երիկամների հիվանդությունների։ Հնում աղից մետաղադրամներ էին պատրաստում, 5 սալիկ աղի համար կարելի էր ստրուկ գնել։
Հին Հռոմում վարձու զինվորներին վճարում էին ոչ թե փողով, այլ աղով: Բրիտանացիները կարծում էին, որ նատրիումի քլորիդի լուծույթը,շաղ տալով իրի վրա, կանխում է դժբախտությունը: Հենց աղն էր համարվում բարեկամության և հյուրընկալության խորհրդանիշ։ Հայտնի նշան կա, ըստ որի, երբ այն ցրված է, պետք է պատրաստվել անհաջողության, վեճի։
Կիևյան Ռուսիայում նյութը առաջացել է Ազովի և Սև ծովերի աղի լճերից: Դա այնքան թանկ ապրանք էր, որ մատուցվում էր միայն ազնիվ հյուրերի համար։
Կան քաղաքներ, որոնք հայտնվել են նատրիումի քլորիդի արդյունահանման վայրերում.
- Սոլիկամսկ.
- Solvychegodsk.
- Bursol.
- Սոլիկամսկ.
- Սոլիգալիչ.
- Սոլ-Իլեցկ.
Հետաքրքիր է բյուրեղների մասին
Բառը հունարեն նշանակում է «սառույց»: Նրանք ունեն տարբեր ձևեր, կառուցվածքներ, չափեր: Օրինակ, հսկա նմուշները հասնում են մի քանի տոննա զանգվածի։ Հին մարդիկ հավատում էին, որ բյուրեղը կարելի է ստանալ սառույցից, իսկ ադամանդը՝ բյուրեղից։ Նրանք օժտված էին կախարդական հատկություններով, կարծում էին, որ բյուրեղները բուժում են մահացու հիվանդությունները, ազդում մարդու ճակատագրի և կյանքի վրա։
Գոյություն ունեն բյուրեղների հատուկ ձևեր՝ ճյուղեր, փետուրներ, ասեղներ, ծառեր, ծաղիկներ: Օրինակ՝ ձմռանը պատուհանների նախշերը։ Մարդիկ սովորել են արհեստականորեն սուտակ աճեցնել։ Քարերը անհրաժեշտ են ոսկերչական արդյունաբերության, ինչպես նաև ժամացույցների ճշգրիտ շարժումների արտադրության համար։
Պրակտիկա
Աղի բյուրեղների աճեցումը չի ներառում հատուկ քիմիական նյութեր: Յուրաքանչյուր տանը սննդի համար աղ կա: Այս քիմիական միացության բյուրեղներն ենթափանցիկ անգույն խորանարդներ: Աղի բյուրեղների աճեցման կարգը բաժանվել է մի քանի փուլերի.
- Տաք ջրի մեջ աղի լուծում. Գործընթացը շարունակվել է այնքան ժամանակ, մինչև եկավ այդպիսի պահ, մինչև նյութը դադարել է լուծվել (հագեցած լուծույթ):
- Պատրաստված խառնուրդը լցնում են մեկ այլ տարայի մեջ, որի մեջ կարելի է աճեցնել վերջնական բյուրեղները։ Որպեսզի բծերը չխանգարեն բյուրեղացման գործընթացին, լուծույթը նախ ֆիլտրում են անձեռոցիկով կամ զուգարանի թղթի միջով:
- Փոքր խիճը կապում են թելի վրա, որն իջեցնում են պատրաստված լուծույթի մեջ։
- Բեռնարկղը պատված է մետաղացված փայլաթիթեղով, որպեսզի բեկորներն ու փոշին չմտնեն ներսում:
Կարևոր միավոր
Մեծ և գեղեցիկ բյուրեղներ ստանալու համար անցանկալի է առանց հատուկ անհրաժեշտության խճաքարը հանել։
Բեկորները չպետք է մտնեն հագեցած լուծույթ, քանի որ դա կհանգեցնի բյուրեղացման արագության նվազմանը և բացասաբար կանդրադառնա ձևավորված մասնիկների չափի վրա:
Մի օգտագործեք ներկանյութեր բյուրեղներ աճեցնելիս, քանի որ դա ոչ միայն կփչացնի լուծույթն ինքնին, այլև բացասաբար կանդրադառնա վերջնական արդյունքի վրա:
Դատելով ակնարկներից՝ թելի վրա առաջին բյուրեղները գոյանում են փորձի մեկնարկից 2-3 օր հետո։ Աստիճանաբար դրանք մեծանում են չափերով, աճում միմյանց վրա։ Ի վերջո, ձևավորվում է նատրիումի քլորիդի բավականին մեծ թափանցիկ բյուրեղ:
Պղնձի սուլֆատ բյուրեղների մշակում
Գեղեցիկ սուլֆատի մասնիկներ ստանալու համարպղինձը կարելի է ձեռք բերել ապարատային խանութում պղնձի սուլֆատի փոշի: Այս նյութն օգտագործվում է գյուղատնտեսության մեջ՝ պայքարելու վնասակար միկրոօրգանիզմների դեմ, որոնք ոչնչացնում են բանջարեղենը և մրգային մշակաբույսերը։
Պետք է հիշել, որ պղնձի սուլֆատը ակտիվ քիմիական միացություն է: Թունավոր է։ Փոշու լուծարման գործընթացից հետո, ինչպես նաև պղնձի սուլֆատ բյուրեղներով աշխատելիս անհրաժեշտ է ձեռքերը լվանալ։
Նախ պետք է պատրաստել այս աղի հագեցած լուծույթ։ Դրա համար փոշին լուծվում է տաք ջրի մեջ, մինչև լուծարման գործընթացը դադարի։ Այնուհետև թելին կցվում է մի փոքրիկ խճաքար (սերմ), այն կասեցվում է պղնձի սուլֆատի լուծույթով տարայի մեջ, որպեսզի այն չդիպչի հատակին։ Անոթը երկար ժամանակ բաց է մնում, սենյակային ջերմաստիճանը պահպանվում է։ Որպեսզի բեկորներն ու փոշին ներս չմտնեն, տարան կարելի է ծածկել սննդի փայլաթիթեղով։
Գոլորշիացման ընթացքում լուծույթի մակերեսին կհայտնվի ընդերք՝ աստիճանաբար վերածվելով կապույտ փայլուն բյուրեղների։ 3-4 օր հետո «սերմը» մեծանում է թանկարժեք քարեր հիշեցնող կապույտ բյուրեղներով։ Երեք շաբաթ անց դուք կարող եք ստանալ պղնձի սուլֆատի մեծ բյուրեղ:
Ցանկության դեպքում կարող եք զինվել երիտասարդ քիմիկոսի պատրաստի հավաքածուով, որը նախատեսված է տարբեր բյուրեղներ աճեցնելու համար։
Որպես նյութ օգտագործվում է
Ամոնիումի երկհիդրոֆոսֆատը, որին ավելացնում են սննդի փոշի ներկանյութ։ Հավաքածուի մեջ կան նաև «սերմի համար» անհրաժեշտ խճաքարեր, կափարիչով պլաստիկ տարա և աճեցման համար չափված բաժանումներ, պինցետներ,խոշորացույց, խառնիչ թիակ։
Փորձի համար չափում են 40 մլ տաք ջուր, այնուհետև խառնուրդը լցնում են, սպաթուլայի հետ հարելով լուծում են ջրի մեջ։ Հիմնական քարը ցրված է տարայի հատակի երկայնքով, լուծույթը լցվում է տարայի մեջ։ Այն տեղադրված է լուսավոր տեղում, օրինակ՝ պատուհանագոգին։ Երբ ջուրը գոլորշիանում է, տարայի մեջ հայտնվում են ասեղաձև աղի բյուրեղներ։ 2-3 շաբաթ հետո ջուրն ամբողջությամբ գոլորշիանալու է, կարող եք տեսնել ամոնիումի աղի մեծ բյուրեղներ։
Փակվում է
Նախապես առաջարկված ալգորիթմի համաձայն հետազոտական աշխատանք կատարելիս կարելի է հույս դնել առաջադրանքի կատարման վրա։ Տանը աճեցված բյուրեղները բավականին մեծ են։
Անկախ փորձերի ընթացքում երիտասարդ քիմիկոսը կարող է անել հետևյալ եզրակացությունները.
- համեմատեք տարբեր քիմիական նյութերի բյուրեղների աճի գործընթացը;
- վերլուծել աճեցված բյուրեղների գույնի, չափի, ձևի տարբերությունները;
- մասնիկները կարող են աճել մոլախոտերը հեռացնելիս՝ ազատվելով անցանկալի աճից;
- բյուրեղների աճի գործընթացն իրականացվում է ջրի գոլորշիացման ժամանակ;
- դրանց ձևի և չափի վրա ազդում է ջերմաստիճանը:
Դատելով ակնարկներից՝ բյուրեղները բավականին քմահաճ են, նրանց խնամքով պետք է վերաբերվել, ջերմաստիճանի ռեժիմի լիակատար պահպանում, գործողությունների հաջորդականություն, «սերմի» օգտագործում։ Եթե դուք համբերատար եք, ուշադիր և ուշադիր վերաբերվեք այս նախագծին, ապա միանգամայն հնարավոր է տանը ինքնուրույն աճեցնել անսովոր ձևի, գույնի, չափի բյուրեղներ:
Չպետք է մոռանալ, որ բյուրեղային նյութերը մարդուն անհրաժեշտ են հաստոցներ պատրաստելու, տներ կառուցելու, կենցաղային նպատակներով։
Երկրի փորոտիքում այնպիսի իդեալական ձևի քարեր կան, ասես ինչ-որ մեկը դրանք հղկել է, հղկել, որակով կտրել։
Մեզնից յուրաքանչյուրը զարմանքով նայեց անթերի ձյան փաթիլներին, գետի ափին ավազի մանր հատիկներին, հիացած թանկարժեք և կիսաթանկարժեք քարերով:
Դժվար է հավատալ, որ հենց բնությունն է, առանց մարդու միջամտության, ստեղծել այս բյուրեղային նյութերը:
Գործնական գործունեության ընթացքում ուսանողները ծանոթանում են տեսական նյութերին, փորձարարական գործունեության հմտություններին, ուսումնասիրում անվտանգության հիմնական կանոնները։
