Муниципальное общеобразовательное учреждение                                                                              «Средняя общеобразовательная школа №12» г. Ржева

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА НА ТЕМУ:

«Школьный мел»

                                                                Выполнила: Смирнова Ольга

                                                                                       Руководитель: Погонялина О.В.

Ржев

2012г.

      Содержание:

      Введение

1. Теоретическая часть

1. Нахождение в природе.
2. Области использования.
3. Состав.
4. Свойства мела.
5. Производства мела.

2. Практическая часть.

1. Социологический опрос.
2. Качественный анализ школьных мелков.

3. Выводы.

                                                                                                                                      Литература.

Введение

Каждый из нас хорошо представляет себе обычный, ничем не  примечательный школьный мелок. И не только представляет, но и не раз держал в руках во время учёбы. А сколько истин было открыто с помощью кусочка мела, сколько совершено открытий! И до сих пор школьный учитель, держа в руке незаметный, но в тоже время незаменимый кусочек  мела, совершает  чудеса. А так ли уж незаменим школьный мел? Всё больше в последнее время говорят и пишут о преимуществах интерактивных досок. Конечно, до нашего         города такое новшество пришло, мы по-прежнему работаем  с мелом. Поэтому нам очень важно его качество. Почему?  Мы заметили, что сейчас  на доске практически мелом писать нельзя. Даже на новых. Один мел крошится, за секунды превращаясь в пыль; другой - карябает доску, третьего практически не заметно. Что же делать? Может быть, дело в  качестве поставляемого в наши школы мела? Мы решили провести соцопрос. Нас интересовали следующие вопросы:

№1. Довольны ли Вы качеством мела, который поступает в нашу школу?

№2. Вызывает  ли данный мел у Вас какие- либо отрицательные ощущения?

№3. Пробовали ли Вы  мел на вкус?

Социологический опрос показал:

1. 100% учителей не довольны качеством мела, поступающего  в нашу школу (сильно пачкает руки, царапает доску и осыпается). Учащиеся ещё добавили одно плохое качество - плохо отстирывается от школьной формы, если случайно им испачкаешься;
2. у многих учителей и учащихся мел вызывает отрицательные  ощущения (сушит руки, вызывает чихание);
3. в  школе нашлись учителя и учащиеся, которые пробовали  мел на вкус.

Мы решили разобраться в поставленной перед нами проблеме:

Актуальность работы: мел, поступающий в нашу школу, не отвечает требованиям -  пачкает  руки, сильно крошится, вызывает неприятные ощущения. В чём причина?

Объект исследования: школьный мел

Предмет исследования: мел, поступающий в МОУ СОШ №12

Гипотеза: состав мела должен отвечать за его качество.

Цель работы:

Провести исследование школьных мелков, поступающих в нашу школу, и изучить их действие на организм человека.

Задачи:

1. Провести анализ литературы
2. Изучить качественный и количественный состав мела.
3. Провести социологический опрос на выявление действия мела на организм человека.

Методы:

1. Обзор литературы.
2. Эксперимент.
3. Наблюдение.
4. Математический расчёт.
5. Компьютерная презентация.    

Географическая и геологическая информация о меле

История возникновения мела

Оказывается, мел имеет как растительное, так и животное происхождение. Он состоит из известковых водорослей – кокколитофорид (70-90%) и корненожек  - фораминифер (1 -20%).Это всё простейшие организмы, которые извлекали  из морской воды карбонат кальция и строили свои раковины и скелет.

Отмирая, они опускались на дно океанов. Со временем из этих раковин и скелетов образовывался толстый слой. На это уходили миллионы лет. Постепенно этот слой цементировался, превращался мягкий известняк, который мы называем мелом.

Но существует  и другой способ  отложения. Подобно соли и гипсу, которые осаждаются на дно морей, озёр, лагун, за счёт испарения воды. Из курса географии  мы знаем, что на Земле происходили различные изменения. Так моря высыхали и отступали, превращаясь в  сушу. Ярким примером тому является пролив Ла-Манш. Слои мела, находившиеся на морском дне, были подняты над поверхностью моря. Наиболее рыхлые участки были размыты водой, оставив высокие меловые скалы. Наиболее известные находятся у Дувра на английской стороне и у Дьеппа – на французской. В различных районах Мира мел залегает вдали от моря там, где когда- то было море.  Примером тому штаты - Канзас, Арканзас, Техас в США. Но самый хороший мел получают в Англии.

Месторождения и виды известняков

Известняки встречаются почти на всех материках, за исключением Австралии. Они сформировались в разные геологические эпохи. Мощность пластов варьирует от нескольких сантиметров до сотен метров. На  сегодняшний день  добыча и производство мела на территории СНГ существует в России, Белоруссии, Украине и Казахстане. В России известняки обычны в Центральных районах  европейской части.

Ежегодное потребление природного мела в кусковом, дроблёном и измельчённом виде в разных странах превышает 150 млн. тонн. Производство качественных марок мела сосредоточено в России в первую очередь на меловых заводах Белгородской области т. К. именно на Белгородчине находятся наиболее крупные месторождения качественного мела.   Разведано свыше 29 месторождений мела утверждённым запасом 1.0 млрд. тонн.

Существует много разновидностей известняков

1. Ракушечник - это скопление обломков раковин, сцементированных в ячеистый агрегат. Если раковины имеют микроскопическую величину, образуется слабосвязанная, мягкая, только крошащаяся, мажущая порода - мел.
2. Оолит - он состоит из мелких, размером с рыбьи икринки шариков, которые то- же сцементированы между собой. Внутри такого шарика может быть песчинка, обломок раковины или другой какой- либо материал.
3. Пизолит - это уже более крупная горошина.
4. Травертин – это известняк, который образуется на поверхности, в результате осаждения карбоната кальция (кальцита или арагонита) из воды углекислых источников. Если такие отложения пористые( губчатые) , их называют известковым туфом.
5. Мергель  - это несцементированная смесь карбоната кальция и глины.

Области применения известняков

Известняки (в широком понимании) имеют огромное применение. Они используются в виде:

1. кускового известняка;
2. щебня;
3. штучного (стенового, пильного, бутового) камня;
4. облицовочных плит;
5. минеральной крошки;
6. дробленого песка;
7. минеральной ваты;
8. известковой муки.

Основные потребители известняка:

1. цементная промышленность (известняк, мел, мергель)
2. строительство;
3. металлургия;
4. сельское хозяйство;
5. пищевая промышленность;
6. целлюлозно-бумажная;
7. стекольная;
8. кожевенная;
9. медицина.

Области использования.

Мел — необходимый компонент «мелованной бумаги», используемой в полиграфии для печати качественных иллюстрированных изданий. Молотый мел широко применяется в качестве дешёвого материала (пигмента) для побелки, окраски заборов, стен, бордюров, для защиты стволов деревьев от солнечных ожогов.

Карбонат кальция (мел) в современной мировой индустрии является широко используемым материалом. Развитие отраслей резинотехнической и электротехнической, полимерной, лакокрасочной и др. промышленностей требует увеличения выпуска качественных наполнителей, к которым в первую очередь относится мел. Ежегодное потребление природного мела в кусковом, дробленом и измельченном виде в развитых странах превышает 150 млн.т. В США и Канаде ежегодно производится  свыше 7,5 млн. т. молотого мела и более 15 млн. т. в Европе.

                   Сахарная промышленность (очистка свекольного сока).

Резиновая промышленность.                                Лакокрасочная промышленность.

 Добавка к пище.                         Мел.                            Бумажная

                                                                промышленность. 

     Рентгеновское                                                                                           

  обследование желудка.                      Стекольная    промышленность.                                                                                                                              

                       Изготовление художественных красок.

                      В парфюмерии как составная часть зубных порошков.

          Подкормка животных.                                Производство вяжущих веществ.

Получение соды.                          Мел.                      Производство спичек.

Известкование почв.                                                                  Наполнитель для резины.

                    Приготовление школьных мелков. 

           Производство мела.

Мел для письма, а также мел для дерева и кожи получают формовкой белого отмученного (молотого) мела со связующим веществом. Мелки, кроме красивого цвета, должны обладать определенной твердостью, т. е. не должны быть слишком твердыми или слишком мягкими. Порошок мела смешивают с соответствующим количеством минеральных красок для получения любого оттенка и замешивают в водном растворе столярного клея, гумми-арабика или декстрина.                           Минеральную краску можно применить любую, но нужно заметить, что смешивание с мелом портит цвет берлинской лазури, бакана и хромовой желтой. В качестве наполнителя для белых мелков можно применять гипс, алебастр, а также и свинцовые белила, но эти материалы, в общем, слишком дороги. Для придания мелку мягкости можно прибавить мыла (в виде мыльной воды), масла или воска. Готовые высушенные мелки погружают в масло, что улучшает их цвет и .делает их более мягкими. В качестве связующего вещества для цветных мелков применяются также пивные дрожжи, клей, гумми-арабик, а также клейстер из овсяной муки. Приготовление ведется следующим образом.
   Тщательно замешанные мел, красящее вещество и связующее вещество выкладывают на стол или на доски, которые предварительно покрываются 5-6 листами использованной бумаги (макулатурой). Вследствие поглощения бумагой значительной части влаги масса приобретает густую консистенцию. Когда масса станет достаточно густой, и ее можно брать в руки, не опасаясь прилипания, берут кусок величиной с орех, скатывают в шарик, а затем раскатывают ладонью в цилиндрик. После этого цилиндрик прокатывают при помощи гладкой дощечки, чтобы он получил ровную и гладкую поверхность. Отформованные таким образом мелки помещают на доски, покрывают бумагой и сушат в тени.

Зеленые мелки
Зеленые мелки изготавливают из горной зелени, в смеси с мелом и пивными дрожжами, из смеси берлинской лазури с хромовой желтой или, наконец, из желтого бакана в смеси с зеленым ультрамарином или швейфуртской зеленью (ядовита!).

Красные мелки

Изготовляют из марены,  бакана, замешивая последние  с пивными дрожжами, овсяной мукой, молоком или гумми-арабиком.        Смешивают 4 вес. ч. мела, 1 вес. ч. известкового мергеля и окрашивают отваром кошенили с квасцами. Очень красивые мелки можно получить, смешивая 2 вес. ч. красной охры, 1 вес. ч. кармина, замешанных с молоком, отваром овсяной муки или раствором гумми-арабика. Обыкновенные мелки изготовляются из красного мела, красного болюса, колькотара и т. п.

Синие мелки
Парижская синь дает темные оттенки. Чтобы мелки не были слишком твердыми, применяют следующий метод. Парижскую синь, тонко измельченную, обрабатывают концентрированной серной кислотой, которая ее обесцвечивает. Последующая промывка водой восстанавливает ее цвет и сопровождается выпадением тонкого осадка, который смешивают с равным количеством мела и замешивают водой с прибавлением небольшого количества мыла и декстрина.

Желтые мелки
Получаются из желтой охры или хромовой желтой, которую применяют в чистом виде или растертую с медом и замешанную с раствором гуммиарабика или пивными дрожжами.

Черные мелки
Изготовляются из ивового угля или ламповой сажи с прибавлением небольшого количества парижской сини и склеивающих веществ.

           Практическая часть.

                Социологический опрос.

 Анкета

 1.Устраивает ли вас качество мела?

А) ДА                      

Б) Нет

2.Если не устраивает, то, что именно?

 3.Имеете ли вы, какие ни будь отрицательные

последствия, которые оказывает ежедневная работа с мелом?

 а) на кожу рук:

1.сушит

2.аллергическая реакция

3.другое

4.нет  последствий

б) на дыхательную систему:

 1.кашель

 2.проявления астмы

 3.другое

 4.нет последствий

Проанализировав анкеты учителей нашей школы, мы пришли к выводу, что качество школьных мелков учителей не устраивает, т.к. у некоторых учителей есть отрицательные последствия: аллергия на мел, ломкость ногтей, сухость рук, кашель. Также мел иногда не пишет или сыпется.

Выводы: постоянная работа с мелом вызывает сухость кожи рук и кашель, которые со временем могут привести к заболеваниям аллергического характера.

Наши рекомендации: для уменьшения отрицательных последствий, которые появляются при постоянном контакте с мелом, рекомендуем учителям нашей школы

1. во время работы чаще мыть руки со смягчающим туалетным мылом: «глицериновое», «ланолиновое», «вазелиновое» и «молочное»;
2. после каждого урока смазывать руки увлажняющим кремом для рук;
3. стирать мел с доски только влажной тряпкой;
4. промывать тряпку для стирания мела как можно чаще.

Качественный анализ мела.

Оборудование и реактивы: микроскоп, предметное стекло, пипетки, штатив лабораторный, воронка, спиртовка, пробка с газоотводной трубкой, пробирки, ступка с пестиком, фильтровальная бумага, образцы школьных мелков, известковая вода, соляная кислота(10%), вода дистиллированная.

№1 Качественный анализ на содержание ионов кальция.

Ход работы.

Прокалили на спиртовке каждый образец.

№2 Качественный анализ на содержание  карбонат иона (CO3-2)

Ход работы.

В пробирку поместили кусочек мела и добавили немного соляной кислоты. Быстро закрыли пробкой с газоотводной трубкой, конец которой опустили в другую пробирку, где находилась известковая вода.

№3 Качественный анализ на содержание примесей.

         3- а Распознавание гипса.

Ход работы

Сначала мы растёрли в ступке образцы мела. Потом добавили дистиллированной воды и тщательно перемешали. Следующий этап – фильтрация. Затем каплю фильтрата поместили на предметное стекло и рассмотрели под микроскопом.

         3-б Распознавание крахмала.

Ход работы.

Крахмал мы обнаруживали с помощью йода   и методом прокаливания.

Результаты исследования занесли в таблицу.

Вывод: Образцы мела все содержат ионы кальция и карбонат ион, следовательно, там присутствует CaCO3. Из примесей мы нашли гипс и крахмал.

Действие мела на организм человека

Действие его на организм обусловлено  индивидуальными особенностями каждого человека. Как и любая пыль, меловая пыль накапливается в дыхательных путях, вызывая раздражения. Отсюда могут быть такие симптомы, как: кашель, першение в горле, чихание. Пострадать может и сверхчувствительная кожа. Руки могут чесаться, кожа сохнуть. У людей с пониженным содержанием железа может наблюдаться  «странное» гастрономическое пристрастие, например, поедание  мела. Такой феномен часто наблюдается у беременных женщин и  детей.

Вывод: Мелом, поступающим в нашу школу, работать очень тяжело. Возможно, действительно возникла необходимость в приобретении интерактивных досок. А как обстоят дела у вас?

Выводы.

1.Мел имеет большое практическое значение, т.к. применяется в сахарной, резиновой, бумажной, стекольной промышленностях, в получении соды, приготовлении школьных мелков и т.д.

2.Исследуя мелки в нашей школе, мы узнали, что они состоят из карбоната кальция (природный мел), гипса и крахмала.

3.Анализируя анкеты учителей нашей школы, мы пришли к выводу, что школьный мел может оказывать отрицательное влияние на здоровье, но несмотря на это, меловые доски в настоящее время являются самыми безопасными для здоровья, т.к. маркерные доски могут выделять эфиры и вызывать астму, а интерактивные доски дают излишнее напряжение на глаза.

Литература

    1.П.А. Оржековский,В.Н. Давыдов, Н.А. Титов

«Творчество учащихся на практических занятиях по химии» АРКТИ, Москва 1999г.

    2. Л.А. Савина, О.Г. Хинн

          « Я познаю мир»

    3.Журнал «Химия в школе» №5, 1991г.

4. Кукушкин Ю.Н. Химия вокруг нас М., Высшая школа, 1992.

5 .Химия и общество. М., Мир, 1992. Перевод с англ. к. х. н. М.Ю. Гололобова, под ред. Проф., д. х. н. М.Г. Гольфельда.

6. www.newchemistry.ru
7. www.portfolio.1september.ru