Алексей Лохов, Андрей Пальянов
Руководитель: П.В. Денисенко
8 класс школы-колледжа 130, г. Новосибирск
1996
АННОТАЦИЯ
В докладе рассказывается об образовании и росте нового типа плавающих кристаллов NaCI и сопутствующих этому явлению эффектах, как-то: образование соляных колец при высыхании капель раствора NaCI, рост дендритов по горизонтальной и вертикальной плоскостям.
ВВЕДЕНИЕ
Проблемой образования колец при высыхании капель растворов солей занимались ещё в 19 веке. В 1882 Лизеганг обнаружил, что при высыхании капли 20% раствора AgNО3 на поверхности, покрытой слоем смеси желатина и К2Сr2О7 образуется система концентрических колец, которые состоят из продукта реакции AgNO3 и K2Cr2O7 - бихромата серебра [5]. Проблемой образования плавающих кристаллов занимался Д.И.Менделеев, который их обнаружил и описал их форму: полые четырехгранные пирамидки, плавающие вершиной вниз. Ещё одно известное наблюдение - на месте высохшей капли AgCI образуются несколько концентрических колец. Рисунок 1 объяснит их образование [3].
По краям выпадают кристаллы, но по мере высыхания капли её объем уменьшается, и она висит на кристаллах. В какой-то момент капля с них срывается и собирается в каплю, но меньшего диаметра. Этот процесс повторяется несколько раз до того момента, когда вся вода испарится.
Рассмотрев несколько высохших капель раствора NaCl, мы увидели одну и ту же картину (рис. 2): несколько кристаллов находится в центре капли, соляное кольцо по периметру и дендритные структуры за пределами капли. Кристаллы в центре и некоторые кристаллы из соляного кольца имеют характерный крестик.
Рассмотрев процесс высыхания капли, мы заметили следующее: кристаллы образуются на поверхности раствора, а потом часть из них, находящаяся близко к краю, сползает к границе капли, и в процессе роста образуется соляное кольцо, а остальные опускаются вслед за понижающимся уровнем раствора и ложатся на дно. Рассмотрев такой кристалл под микроскопом, мы увидели, что он представляет из себя плавающую пирамидку Менделеева.
После этого мы решили подробнее рассмотреть процесс образования пирамидок. Известно ( [1], [2] ), что растворимость NaCI мало зависит от температуры, т.е. плотность раствора, насыщенного при 15 градусах равна плотности раствора, насыщенного при 20 градусах. Это означает, что поверхностный слой раствора может концентрацию большую, нежели сам раствор. По словам Д.И.Менделеева, эти кристаллы не тонут, т.к. постоянно доращиваются при опускании (рис. 4):
ЭКСПЕРИМЕНТ
Мы повторили опыт Менделеева: взяли сосуд с раствором, имеющем концентрацию, близкую к максимальной, и поместили над ним на расстоянии 20 см настольную лампу (лампочка 100 Вт). При температуре 22 градуса и влажности 50% мы получили менделеевские кристаллы. Но они образуются не всегда. Если поставить колбу с раствором в закрытый объём при почти 100% влажности, то образуются другие кристаллы, имеющие форму кубиков со срезанной верхней вершиной и ориентированные другой вершинкой вниз ( рис. 5 ):
Обычно они собираются в группы по 7-40 штук, а потом, достигнув размеров грани каждого кристалла 3-4мм, падают на дно. Кристаллы со срезанной вершинкой образовывались иногда и на дне сосуда, т.к. первоначально были ориентированы вершинкой вверх, а не боком (см. рис 6).
Впоследствии мы обнаружили наличие плавающих кристаллов для растворов других солей, например раствор AIK(SO4)2*12Н2О образует на поверхности одиночные кристаллы. Наоборот, при увеличении скорости испарения поверхность раствора покрывалась сплошной соляной коркой, которая состоит из сросшихся пирамидок Менделеева ( рис. 7 ):
При проведении опытов с кристаллами на поверхности мы заметили, что на стенках сосудов образуются дендриты, которые иногда даже "вылезали" наружу и росли по внешней стенке. Между дендритами и раствором находится полоса свободного пространства, покрытая тонкой пленкой раствора ( рис. 8 ):
Если поместить у основания растущего дендрита каплю концентрированного раствора NaCI, подкрашенную тушью, то она начинает подниматься по дендриту, показывая путь "строительного материала" ( рис. 9 ):
Как выяснили Хлуднева Евгения и Лапина Люба, строительный материал доставляется к вершине в основном по капиллярам внутри дендритов. Если же подкрашенную каплю поместить в центр высыхающей капли, то мы видим такую картину: из капли туши вытянулись тонкие лучи. Это следы сползающих плавающих кристаллов и потоков раствора к растущим дендритам.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Результатом проделанной работы явилось:
1. Обнаружение нового типа плавающих кристаллов, описание которого мы в литературе не нашли.
2. Установление возможности роста дендритов по вертикальной плоскости, описание чего мы также в литературе не нашли.
БЛАГОДАРНОСТИ
Благодарим нашего консультанта Денисенко П.В., Хлудневу Евгению и Лапину Любовь за предоставленные результаты, В.И. Шелеста за помошь в редактировании отчета.
Список литературы
1. Кузнецов "Кристаллы и кристаллография"
2. Менделеев Д.И. "Общая химия"
3. Гегузин "Капля"
4. Реми "Неорганическая химия"
5. Шубников А.В. "Зарождение и рост кристаллов"
Другие работы по теме:
Химия Шпаргалка
Азотосодержащ. в-ва. Нитросоединения, Амины, аминокислоты, белки. Амины. получение: R-NO2 +6H->R-NH2 +2H20 (нитросоед.) (амин) первичные: H-N-CH3 (метиламин)
Электролиз 3
Электро́лиз — физико-химический процесс, состоящий в выделении на электродах составных частей растворённых веществ или других веществ, являющихся результатом вторичных реакций на электродах, которое возникает при прохождении электрического тока через раствор либо расплав электролита.
Закон сохранения массы и энергии
Закон сохранения массы как важнейшее открытие атомно-молекулярной теории. Особенности изменения массы в химических реакциях. Определение молярной массы вещества. Составление уравнения реакции горения фосфора. Решение задач на "избыток" и "недостаток".
Кристаллогенезис - возникновение, рост и разрушение кристаллов
Причины и условия кристаллизации материальных частиц. Теории зарождения и роста идеальных кристаллов в работах Гиббса, Фольмера, Косселя и Странского. Описание точечных, линейных, двухмерных и объемных дефектов. История получения искусственных кристаллов.
Степень диссоциации
Электролит Формула Степень диссоциации Кислоты Соляная Бромоводородная Йодоводородная Азотная Серная Сернистая Фосфорная Фтороводородная Уксусная
Химия (Шпаргалка)
Азотосодержащ. в-ва. Нитросоединения, Амины, аминокислоты, белки. Амины. получение: R-NO +6H->R-NH (нитросоед.) (амин) первичные: H-N-CH (метиламин)
Способы кристаллизации
ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Химико-технологический факультет РЕФЕРАТ по курсу " Технология получения твердых веществ с заданными свойствами
Валентность элементов
Типы химических связей Ковалентная связь – наиболее общий вид химической связи, возникающий за счет обобществления электронной пары посредством обменного механизма, когда каждый из взаимодействующих атомов поставляет по одному электрону, или по донорно-акцепторному механизму, если электронная пара передается в общее пользование одним атомом (донором) другому атому (акцептору) (рис. 3.2).
Закон сохранения массы и энергии
Закон сохранения массы и энергии После доказательства существования атомов и молекул важнейшим открытием атомно-молекулярной теории стал закон сохранения массы, который был сформулирован в виде философской концепции великим русским ученым Михаилом Васильевичем Ломоносовым (1711-1765) в 1748 г. и подтвержден экспериментально им самим в 1756 г. и независимо от него французским химиком А.Л.Лавуазье в 1789 г.
Механические свойства твердых тел
Text Text ЗАДАЧА 1 ЗАДАЧА 1 Почему в природе не существует кристаллов шарообразной формы? Решение: Все монокристаллы анизотропные, т.е. физические свойства зависит от направления его кристаллов. Следовательно. Рост кристаллов не одинаков по разным направлениям внутри кристаллов.
Закон кубов Дебая
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН АЛЬМЕТЬЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ИНСТИТУТ Кафедра физики Реферат на тему: «Закон кубов Дебая»
Кристаллографические символы
Система обозначения граней и направлений. Индексы граней и ребер кристаллов. Символы ребер. Основные кристаллографические соотношения. Углы между двумя направлениями, между направлением и плоскостью. Межплоскостное расстояние и индексы плоскости.
Строение и свойства материалов
Условия получения крупнозернистой структуры при самопроизвольно развивающейся кристаллизации. Диаграмма состояния системы свинец-олово. Линейные несовершенства кристаллического строения и их влияние на свойства металлов. Устранение остаточного аустенита.
Кристаллы и их применение
Живя на Земле, сложенной кристаллическими породами, мы, безусловно, никак не можем отвлечься от проблемы кристалличности: мы ходим по кристаллам, строим из кристаллов, обрабатываем кристаллы на заводах, выращиваем их в лабораториях.
Рецепты по Фармакологии
Adrenal 0,1%-1мл; п/к в/м в/в 0,1%-10мл ф. (глаз) Aethaminali -Na порошок вн. 0,1; суп.,капли 0,2-0,3; 5%-10,0 в/в Aethaperasini (толокнянка) 0,004
Investigation Into Osmosis Potato Cylinders Essay Research
Paper Introduction Knowing that osmosis (a diffusion of water) will occur across a semi-permeable membrane whenever there is a difference between the water concentrations on the two sides of the membrane, and knowing that when this happens to cells they will either become turgid if water flows into them, or plasmolysed if water flows out of them, and thus change their volume, we want to test the hypothesis that:
Hess
’ Law Essay, Research Paper Hess’ Law:Work to be done:Find enthalpy change by measuring temperature change of a reaction. Chemicals and apparatus: Thermometer Scale Isolator NaOH, solid NaOH, 0.50M solution Acetic acid, 0.50M and 0.25M Lab: Reaction 1) The temperature of 200ml water that I poured into the isolator was 23.0єC.
Chemical Equilibria Essay Research Paper Darryl FaganPd
Chemical Equilibria Essay, Research Paper Darryl Fagan Pd. 4 01-20-00 AP Chemistry An Activity Series Chemistry Lab 5 Introduction; In this experiment you will study some metals and some nonmetals to find their relative reactivity. A ranking according to reactivity is called an activity series. For example, an activity series containing the elements calcium, gold and iron would put the reactive calcium at the top, iron in the middle, and the unreactive gold at the bottom.
Катионирование
Умягчение Na+ - катионированием. Н–Na – катионирование в процессе умягчения воды. Ренегерация Na+ - катионитовых фильтров.
Пьер Кюри
Curie, Pierre (1859–1906), французский физик, удостоенный в 1903 Нобелевской премии по физике (совместно со своей женой М.Складовской-Кюри и А.Беккерелем) за исследования радиоактивности.
Солі 2
Реферат на тему: Солі Робота учня 8 класу Ліцею №1 ім.Т.Г.Шевченка Комашка Станіслава -2004- Термін сіль умовний. Виникнення пояснюється подібністю за ознаками речовин цього класу до відомої здавна людству твердої кристалічної та солоної на смак сполуки – хлориду натрію NaCL.
Білети 6
Порядок проведення іспиту На іспиті студент бере один білет з комплекту. У білеті є 10 запитань, на кожне з яких наведено 3 відповіді, але тільки одна з трьох правильна. Завдання студента вибрати правильну відповідь і