Реферат : О некоторых особенностях роста кристаллов NaCl 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Реферат >> Математика


О некоторых особенностях роста кристаллов NaCl




О некоторых особенностях роста кристаллов NaCl

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"

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.nsu.ru/

Похожие работы:

  • Кристаллы в природе

    Реферат >> Физика
    ... Рассмотрим симметрию некоторых кристаллических форм. Кристаллы в форме куба (NaCl, KCl ... установлено, что специфические особенности кристаллов связаны с особыми ... процессе роста кристалла. Образование точечных дефектов возможно в процессе роста кристалла ...
  • Кристаллы и их свойства

    Реферат >> Физика
    ... каменную соль NaCl являющуюся одним ... образом образуются и кристаллы некоторых минералов. Например, летучие ... пропускает инфракрасную, а особенно ультрафиолетовую части спектра света ... пересыщенным и начнется рост кристалла. Во время роста кристалла стакан с ...
  • Оптическая спектроскопия кристаллов галита с природной синей окраской

    Дипломная работа >> Наука и техника
    ... Кроме того, в изучаемых кристаллах некоторые следы агрегатных F-центров начинают ... (3.9) Рис.18. Энергетическая схема кристалла NaCl с примесными уровнями F-центров. ... роста коэффициента поглощения. Такое отличие, в частности, можно связать с особенностями ...
  • Твердые кристаллы

    Реферат >> Геология
    ... Каждый кристаллик есть вещество NaCl, но одновременно он имеет ... частиц, приносящихся извне некоторой жидкостью". Эта идея о росте кристаллов в результате отложения ... ненаправленными связями между структурными единицами, особенно для металлов и ионных соединений ...
  • Генезис минералов. Методы выращивания кристаллов

    Реферат >> Геология
    ... Типоморфные минералы и типоморфные особенности минералов. Геологическая обстановка ... CaSO4*2 H2O, галит NaCl, мирабилит Na2SO4 * ... и происходит рост кристаллов. 2.4 Выращивание кристаллов из жидкой ... Аналогично зонной плавке некоторые авторы использовали зонную ...
  • Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию. Особенности каждой системы

    Реферат >> Химия
    ... по агрегатному состоянию. Особенности каждой системы» Выполнил: ... хлорида серебра: AgNO3 + NaCl =AgCl + NaNO3. С ... к употреблению. Однако в некоторых случаях синерезис - великое благо ... образует ядро мицеллы. Рост кристалла прекращается, когда в растворе ...
  • Химия, элементы таблицы Менделеева

    Реферат >> Химия
    ... по реакции: 2 NH3 + NaOCl = H2O + N2H4 + NaCl. Хороший выход гидразина при ... др.) дали важные указания на некоторые особенности верхней атмосферы. Так как у лития ... нагретым до 1100 °С зародышевым кристаллом достигалась скорость их роста до 0,5% в час. ...
  • Создание безотходной технологии в производстве кальцинированной соды

    Контрольная работа >> Химия
    ... 5. Массовая доля хлоридов в пересчете на NaCl, %, не более 0,2 0,5 0,8 0,4 ... Особенно ... роста кристаллов температура уже не оказывает существенного влияния на рост кристаллов. При нормальном росте кристаллов образуются кристаллы ... по некоторым параметрам ...
  • Производство кальцинированной соды

    Реферат >> Химия
    ... Отличительною особенностью разработанного Сольвэ ... скорость растворения NaCl сильно уменьшается. ... . Попутно поглощается некоторое количество углекислоты, содержащейся ... начальный период роста кристаллов. В процессе даль­нейшего роста кристаллов температура уже ...
  • Научные основы школьного курса химии. методика изучения растворов

    Реферат >> Педагогика
    ... обучения, с учетом возрастных особенностей учащихся и психологических основ его ... Фенолфталеин- бесцветную. При диссоциации соли NaCl  Na+ + Cl- ... . Изменение растворимости некоторых видов с изменением ... Как можно объяснить рост кристаллов? Как отмечают авторы ...