Презентация на тему Выращивание и изучение физических свойств кристаллов медного купороса и перманганата

вырастить кристаллы из смеси растворов, крупные кристаллы способом затравки

и в лабораторных условиях изучить их некоторые физические свойства.
Цель работы:
Вырастить кристаллы медного купороса и перманганата калия, а также смеси растворов данных веществ.
Изучить и рассчитать электропроводность выращенных кристаллов медного купороса. Определить к какому классу электропроводимости относится данное вещество.
Изучить микротвердость и плотность кристаллов медного купороса.

и электропроводности кристаллов медного купороса нет ни в литературных

источниках, ни в Интернете. Сведения об электрическом сопротивлении кристаллов короткие: известно, что оно велико, но нет точных табличных данных.

кристаллов медного купороса и перманганата калия.
Предмет исследования

– расчёт электропроводимости и микротвердости кристаллов медного купороса, выращенных в домашних условиях.

задачи:
Провести анализ научной и научно – популярной литературы по

теме исследования и на этом основании:
Вырастить кристаллы медного купороса, перманганата калия и из смеси растворов данных веществ в домашних условиях;
Выявить объективные условия и изменения, происходящие с кристаллами при одинаковых условиях выращивания в зависимости от различного химического состава;
Определить микротвердость выращенных кристаллов.
Определить электропроводность выращенных кристаллов. Для выполнения некоторых частей данной задачи необходимо было создать «таблетку» из мелких кристаллов.
Изучить полученные результаты (сравнить с табличными, если таковые есть).

исследования:
Теоретический анализ проблемы;
Практические:
выполнение лабораторных работ:
по выращиванию кристаллов

медного купороса, перманганата калия и их смеси.
по созданию «таблеток» из мелких кристаллов для дальнейшего изучения их электропроводности.
по измерению плотности и микротвердости.
3. Применение метода компенсации для изучения электропроводности крупных кристаллов и «таблеток» медного купороса.

Псковского педагогического университета имени С.М.Кирова
частный дом в д.

Раково Новоизборской волости Печорского района.
кабинет физики МОУ «Изборский лицей»

Свойства кристаллов
Дефекты в кристаллах.
Применение кристаллов.

Образование и рост кристаллов.
Методы выращивания кристаллов.
Кристаллизация из растворов.
Кристаллы в природе.

твердые тела, в которых расположение атомов или молекул друг

относительно друга периодически повторяется в пространстве при параллельном перемещении. Кристаллические тела делятся на два вида: поликристаллические и монокристаллические.

электрический ток, обусловленная наличием в них подвижных заряженных частиц

(носителей заряда) — электроионов, ионов и др.

строгой периодичности частиц в кристаллической решетки.
Бывают:
точечные дефекты
линейные дефекты

поверхностные или двухмерные дефекты
объемные или трехмерные.

вертикальной направленной кристаллизации (ВНК) создан в 1924 И. В.

Обреимовым и Л. В. Шубниковым;
Метод горизонтальной направленной кристаллизации (ГНК) разработан в Институте кристаллографии АН;
Синтез драгоценных ювелирных и технических камней по способу М. А. Вернейля.
Кристаллизация из растворов.

в нижней части которого помещается исходное вещество, а в

верхней подвешивается затравка. В результате возникает конвекция раствора, обеспечивающая постоянный перенос вещества снизу вверх, в зону роста.

наблюдений. Мелкие кристаллы со дна емкости также взяты для

исследования.

рассчитать число твёрдости исследуемого кристалла медного купороса.
Приборы и материалы:

микротвёрдометр ПМТ-3, исследуемый кристалл.
Ход работы:
П.1. произведение 5 уколов в исследуемый кристалл.
П.2. замер диагоналей отпечатков алмазной пирамиды.
П.3. перевод числа деления окуляра в миллиметры.
П.4. расчёт числа твёрдости по формуле: , где H – число
твёрдости, P – нагрузка на пирамиду, выраженная в Ньютонах, d – диагональ отпечатка в мм.
П.5. Расчёт приборной и статистической погрешностей измерений.
Произведённые замеры дали следующие результаты:
1 дел = 0, 000315мм
d1 = 87,5 дел. = 0,0275625 мм, d2 = 84 дел. = 0,02646 мм, d3 = 85,5 дел. = 0,0269325 мм,d4 = 76 дел. = 0,02394 мм,d5 = 77,5 дел. = 0,0244125 мм

поэтому

плотность кристалла медного купороса.
Приборы и материалы: исследуемый кристалл, весы

лабораторные с разновесом, штангенциркуль.
Ход работы:
П.1. определение массы кристалла: В ходе проведённого взвешивания было определено, что масса исследуемого кристалла m = 0,065г
П.2. определение объёма кристалла:
Так как кристалл представляет собой прямоугольный параллелепипед, то его объём определяется по формуле: V = a∙b∙c, где а это длина кристалла, b – ширина кристалла, с – толщина кристалла. Измерения были проведены при помощи штангенциркуля с ценой деления 0,05 мм. В ходе измерений были получены следующие результаты:
a = 0,59 см; b = 0,38 см; с = 0,13 см
V = 0,59 см ∙ 0,38 см ∙ 0,13 см = 0,029146 см3 – объём исследуемого кристалла
П.3. определение плотности кристалла:

ξ(m) + ξ(V)


ξ(ρ) = 1,5% + 5,9% = 7,4%;

Итоговый результат: ρ = (2230 ±166)кг/м3, при ξ(ρ) = 7,4%
Для сравнения: табличный результат от 2200 до 2300кг/м3.Этот результат подтверждает выдвинутую гипотезу.

график – монокристалл
Синий график - поликристалл

= -A
Данные:
Монокристалл

Поликристалл
E1=5145.6 eB E1=4142 eB
E2=907.14 eB E2=709.7 eB

ИЗМЕРЕНИЙ (компенсационный метод измерений), один из вариантов метода сравнения

с мерой, в котором на нулевой прибор воздействует сигнал, пропорциональный разности измеряемой и известной величин, причем эту разность доводят до нуля. Пример: измерение электрических величин (электродвижущей силы, электрического сопротивления, емкости и др.) с применением потенциометров и измерительных мостов.

Кристалл медного купороса наиболее важная соль меди, часто служит

исходным сырьём для получения других соединений. Безводный сульфат меди можно использовать как индикатор влажности, с его помощью в лаборатории проводят осушку этанола и некоторых других веществ. Наибольшее количество непосредственно применяемого CuSO4 расходуется на борьбу с вредителями в сельском хозяйстве, в составе с бордосской смеси с известковым молоком – от грибковых заболеваний и виноградной тли, а также для протравливания зерна. В пищевой промышленности изредка используется в качестве консерванта(пищевая добавка Е519). Применяют при получении минеральных красок, при выделке кож, в гальванических элементах.

сильный окислитель; при смешении его с концентрированной H2SO4, а

также с некоторыми органическими веществами (напр., глицерином) может произойти взрыв. Используется для метода химического титриметрического анализа, основанный на применении растворов перманганата калия (КМnО4) для количественно объёмных определений. В химической практике широко применяют как окислитель; в медицине как дезинфицирующее средство при ожогах и других повреждениях, а также для отбеливания тканей, в фотографии.

медь, антос – цветок. Синтезированные формы: камень галицийский синий,

купорос медный, цианозит. Cu[SO4]⋅5H2O.Редкий. Цвет: голубой, синий до зеленовато-синего. Блеск стеклянный. Твердость 2 – 2,5. Плотность 2,2 – 2,3. В воде легко растворяется. Встречается в зоне окисления медных руд или выпадает из водных растворов на медных рудниках. Редок ввиду легкой растворимости.

подкласса простых оксидов, MnO2. Иногда содержит до несколько %

воды. Примеси K и др. Темные, плотные, землистые массы. Твердость от 2 до 6-6,5; плотность около 5,1 г/см3. Важная руда марганца. Чистые пиролюзиты используются в производстве сухих гальванических элементов, химических препаратов, в стеклянном, фарфоровом и других производствах.

что выдвинутая нами гипотеза полностью подтверждается: нам удалось вырастить

кристаллы медного купороса, перманганата калия и из смеси растворов данных веществ, а также определить опытным путём число электропроводности, плотности и микротвердости выращенных кристаллов медного купороса.
В ходе исследований мы выяснили , что кристаллы медного купороса являются полупроводником.

В ходе наблюдений за ростом кристаллов мы выяснили, что кристаллы разных солей растут с разной скоростью. Быстрее всего образовывались кристаллы медного купороса, немного медленнее кристаллы из смеси растворов и самыми медленными в росте оказались кристаллы перманганата калия.
Процесс кристаллизации происходил интенсивно в результате частого перепада температур, так как частный дом, где выращивались кристаллы, без удобств.