ФЕДЕРАЛЬНАЯ НАУЧНО – ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА ТВОРЧЕСКОГО И НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ ДЕТЕЙ И МОЛОДЁЖИ

РЕГИОНАЛЬНЫЙ ЭТАП VIII ВСЕРОССИЙСКОГО ДЕТСКОГО КОНКУРСА

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ И ТВОРЧЕСКИХ РАБОТ

«ПЕРВЫЕ ШАГИ В НАУКЕ»

Секция: Химия

Тема: Волшебные кристаллы

Автор: Курганский Руслан

Научный руководитель: Ткачева Лариса Николаевна

Место выполнения работы: МБОУ СОШ №13

Выступление

Однажды мама приготовила мой любимый борщ, но когда я его попробовал, то он показался мне невкусным. Я задумался, почему же так получилось? Оказывается, все дело в соли! В приготовлении пищи это важнейшая добавка, без неё пища кажется пресной. Я решил узнать, откуда берется соль, и как можно получить соль в домашних условиях?

           Я предположил, что соль можно добыть разными способами, некоторые способы менее затратны, некоторые – более затратны, не все способы можно испробовать в домашних условиях.

           Я поставил следующие задачи исследования:

1. Узнать, как люди «открыли» соль и начали использовать её в приготовлении пищи; какими способами добывается соль;
2. Попробовать получить соль разными способами в домашних условиях; сравнить способы получения соли и сделать выводы.

Я работал с информационными источниками: энциклопедией, интернетом; проводил практический эксперимент - моделировал процесс добычи соли в домашних условиях, наблюдал, сравнивал.

В ходе исследовательской работы я учился работать  с книгами, узнавал из них то, что до меня уже знали другие люди, пользовался интернет-ресурсами.

Исторические сведения о соли

Кто, где и когда впервые приправил свою еду солью – не знает никто, но считается, что человек начал употреблять соль около 5-7 тысяч лет назад. В Китае производили соль с помощью выпаривания – в больших солеварнях варили солевой рассол. В Древнем Египте, Индии, Персии добывалась каменная соль из соляных глыб. В Древней Греции и Римской империи соль получали из морской воды путём естественного выпаривания.

На Руси соль появилась в 11-12 веках. В местах, богатых почвенной солью, рыли колодцы. В глубине колодцев появлялась соленая подпочвенная вода. Ее вытягивали из колодцев ведрами и выпаривали. Известны самые крупные солевары – Строгановы из Пермского края.

Для выварки 10—15 пудов соли нужно было вырубить очень много деревьев. Поэтому цена соли была очень высокой – за пуд (16 пачек) соли можно было купить избу. Соль была настолько дорога, что из-за нее устраивали войны.

Сейчас в России наибольшее количество поваренной соли получают, добывая каменную соль из шахт. Выварочную соль производят очень мало — менее 5%.

Соль важна для организма человека. С детства мы знаем вкус соли, без неё пища кажется невкусной. Но много соли есть нельзя – это вредно для здоровья человека.

Из книг я узнал, что каменная соль добывается из осадочных пород в соляных шахтах. Это первый способ.

Ещё она добывается из соляных озер, где отлагается сама. Вода в таких озерах перенасыщена солью, поэтому солью покрыты все берега. Это второй способ – осадок из кристаллов.

Самым соленым в мире является Мертвое море.

При испарении солёной воды образуются кристаллы. Этот третий способ может быть естественным – в жарких странах под палящим солнцем при испарении воды, а может быть и искусственным – при нагревании и длительном кипячении солёной воды.

Существует ещё один древний способ получения соли: люди просто поливали водой дрова, лежащие в огне, и соль отлагалась еще быстрей – прямо на дровах.

Получение соли в домашних условиях

Я решил попробовать получить соль в домашних условиях разными способами.

1). Первым способом получить соль в домашних условиях невозможно, потому что соляную шахту изготовить дома нельзя.

2). Чтобы попробовать второй способ, мне пришлось  сделать домашнее соляное озеро.

Для проведения эксперимента по выращиванию кристаллов соли мне понадобилось:

• одна пачка соли стоимостью 10 рублей;
• вода;
• оборудование:

Ход работы:

1. Я взял банку и налил в неё теплую воду, стал насыпать соль до тех пор, пока она не перестала растворяться.
2. Раствор процедил через салфетку, чтобы не осталось соринок.
3. Остудил раствор.
4. Взял нитку с гаечкой, подвесил на линейке так, чтобы она погрузилась в раствор, но не достала до дна. Вместо гаечки можно подвесить большой кристалл соли – «затравка».
5. Поставил банку с раствором в место, где нет сквозняков.
6. Уже через 2 дня я заметил, что грузик оброс кристаллами, они были похожи на снег.
7. Через неделю кристаллы увеличились в размерах, появились и на дне банки. Вода с каждым днем испарялась, кристаллы росли, на стенках банки образовался белый налет – это оседали частички соли.
8. Через 2 недели я вынул нитку, аккуратно слил воду и подсушил кристаллы. Потом сбрызнул лаком, чтобы кристаллы не разрушились. Вот результат моей работы:

3). Третий способ – выпаривание. Я попробовал получить соль способом искусственного выпаривания.

Солевой раствор приготовил так же, как и в предыдущем опыте.  Мне понадобились:

Ход работы:

Я налил солевой раствор в кастрюлю и поставил на плиту. Раствор нагрелся, и под воздействием тепла вода через 2 часа испарилась. На стенках и на дне кастрюли я увидел белый налет – это осталась соль, но не в виде кристаллов, а больше похожа на порошок. Вот что у меня получилось:

4). Четвёртый способ – на горящих углях.

Солевой раствор приготовил так же, как и в предыдущих опытах.

Оборудование:

Ход работы:

Вместе с мамой на даче мы разожгли костер, когда дрова перегорели и превратились в тлеющие угли, я стал выливать небольшими порциями приготовленный заранее соляной раствор.

Вода сразу испарилась и превратилась в пар, а на углях образовался белый налет в виде очень мелких крупинок. Это были кристаллики соли.

Кристаллы соли получились мелкие, их было очень трудно собирать на остывших углях. Они получились с примесью пепла. Вот как они выглядели.

А ещё вместе с мамой я выращивал кристаллы медного купороса. Это химическое вещество, поэтому работать с ним детям можно только под наблюдением взрослых!

Сравнение способов получения соли

Я сравнил второй, третий и четвёртый способы получения соли.

Для получения кристаллов соли вторым способом я потратил 2 недели, стоимость оборудования составила около 20 рублей. А получился у меня кристалл весом 130 граммов.

А при выпаривании времени затратил значительно меньше – 2 часа. Но стоимость оборудования больше  12 тысяч рублей. А ещё было затрачено электричество, т.к. у меня дома электрическая плита, на сумму 11 рублей. Я спросил у соседей, у которых дома газовая плита, сколько стоит нагревание в течение 2 часов. Получилась сумма 12 рублей, а соли вышло больше – 180 граммов.

Четвёртый способ оказался самым быстрым. На горящих углях получилось около 100 граммов соли. Затраты при этом были невелики: 100 рублей. Но соль получилась грязная, в пищу её использовать нельзя. Этот способ может пригодиться только для получения соли, которую используют во время гололёда.

Получается, что производство соли вторым способом – выращиванием кристаллов, хоть и дольше по времени, но требует значительно меньше расходов. А вот третий способ очень дорогой.

Кроме того, выращивание кристалла соли в банке мне понравилось больше, потому что кристалл на гаечке получился большой и красивый. А при выпаривании получается порошок.

Выводы

Мои предположения подтвердились:

1. Соль добывается разными способами: добыча в шахтах из осадочных пород, осадочная соль в виде кристаллов, вываривание или выпаривание, получение соли на горящих углях.
2. В домашних условиях можно получить кристаллы соли тремя способами: способом выпаривания, способом «выращивания» на предмете, на горящих углях.
3. Способ выпаривания более затратный по сравнению с образованием кристаллов с помощью оседания частиц, так как для него требуется электроэнергия или газ. Способ выращивания кристаллов соли не требует больших затрат на оборудование и энергию, только более длителен по времени. На углях соль получается очень быстро и недорого, но в пищу её применять нельзя.

При выращивании кристаллов соли сам кристалл получается крупный и красивый. Еще я понял, что знаю о соли очень мало. Я увидел, что самые простые и знакомые вещи могут быть необычными. Изучение соли невозможно провести даже за один год. Хочется больше узнать, как образуется соль и другие вещества кристаллической формы, что еще интересного и удивительного можно сделать с помощью обычной соли.

Рекомендации тем, кто хочет вырастить кристаллы соли:

1. Соль лучше брать крупного помола, такую как для засолки.
2. Не допускать попадания мусора в раствор, где растут кристаллы.
3. Кристаллики во время роста нельзя вынимать из раствора без особой надобности.
4. Можно за 2-3 недели вырастить красивые кристаллы у себя дома.
5. Готовые кристаллы лучше сбрызнуть лаком для волос, что кристаллы не разрушились.       

Используемая литература:

1. Азбука природы. – М., Издательский дом «Ридерз Дайджест»,  1997. – 336 с.
2. Книга ответов для почемучки: Пер. с англ. А.Ишутиной. – Харьков: Книжный Клуб « Клуб Семейного досуга», 2007. – 400 с.: илл.
3. «Минералы. Сокровища земли» Еженедельное издание. Выпуск № 14,17, 2009.

Интернет-ресурсы:

1. «Занимательная химия»  - http://www.kristallikov.net/index.html
2. «Живая наука» - http://livescience.ru/article_9/