Влияние связующих веществ на качество школьного мела

Муниципальное общеобразовательное бюджетное учреждение

средняя общеобразовательная школа с .Ермекеево МР Ермекеевский район

Республики Башкортостан

Влияние связующих веществ на качество

школьного мела

2013-2014 учебный год

Оглавление                                                                                                    стр.

1. Введение                                                                                                    3                                                                    
2. Основная часть                                                                                          4-8

1.Литературный обзор                                                                              4-5    

     Месторождения и виды известняков                                                       4

     Химический состав мела                                                                          4

     Основные показатели качества мела                                                       4-5

2. Экспериментальная часть                                                                    5-7          

     Социальный опрос                                                                                        5-6

     Порядок проведения эксперимента                                                          7

     3.Выводы.                                                                                                    7-8

III. Заключение                                                                                                 9

4. Список литературы                                                                              10

Приложения                                                                                                      11-22  

1. Введение

 Начинается новый учебный год. Для любого учителя ясно как день – теперь только успевай запасаться мелом. Казалось бы, такой непритязательный продукт, тоннами расходуемый не только в учебных заведениях, но и детьми на тротуарах  и площадях нашей страны! Однако современный потребитель сегодня требует  даже от него качества и безопасности. Но качество школьного мела это проблема любого учебного заведения. Наша школа не является исключением.

 Проведенный опрос среди учителей показал, что  учителя недовольны качеством поступающего в школу мела: отмечают, что мел сильно пачкает руки, осыпается с доски, что вызывает раздражение верхних дыхательных путей.

Я решила выяснить причину того, отчего школьный мел, то сыпется, то оставляет чуть заметный след, а чаще царапает доску.

Объект исследования: карбонат кальция, гипс, крахмал, клей.

 Предмет исследования: мел, поступающий в МОБУ СОШ с. Ермекеево централизованно и мел, покупаемый учителями индивидуально.

 Гипотеза: существует мнение,  что на качество мела влияют связующие материалы. В качестве связующей добавки в основном применяется гипс и содержание его в мелках достигает 60%.

 Цель работы: провести исследования на выявление связующих материалов, используемых для изготовления школьных мелков.

    Методы исследования

1. Обзор литературы
2. Сравнительный анализ
3. Проведение эксперимента
4. Наблюдения
5. Математические расчеты
6. Компьютерное моделирование.

     II. Основная часть

1. Литературный обзор

 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.

 Химический состав мела

  Химический состав мела (в %): 85-98 CaСO3; 0,2-0,3 MgO; 0,5-0,6 SiO2; 0,2-0,4 Al 2O3; 0,02-0,7 FeO + Fe 2O 3. Минеральный состав (в %): 90-99 кальцита; 1-8 глинистых минералов (монтмориллонит, гидрослюды и каолинит); 0,01-0,1 пирита; 0,1-0,5 глауконита;0,2-6 кварца;0,01-0,7 опала; 0,01-0,5 цеолита-гейландита; 0,01 барита, содержание частиц <0,01 мм обычно сверх 90%. Плотность 2,70 – 2,72г/см; объемная масса скелета 1,42-1,56 г/см; пористость 45-50%; естественная влажность 30-33%;сопротивление сжатию влажного мела 1-2Мн.м (10-20кгс.см), сухого 4-5 Мн.м (40-50кгс.см).

 Основные показатели качества

          При изучении литературы по данной теме мы выявили следующие показатели, которыми должен обладать мел, используемый в школах:

 Очевидные:

1) Крошится при письме

2) Пачкает руки

3) Чистота  (белый)

4) Твердые вкрапления

Не очевидные:

1) Отсутствие следов клея ПВА

2) Использование очищенной воды

3) Качество красителей

4) Отсутствие примесей, содержащих тяжелые металлы.

Данные показатели исследуемых образцов привели в таблице «Основные показатели качества мела».  

2. Экспериментальная часть

Социологический опрос

            В социологическом опросе учителей МОБУ СОШ с. Ермекеево

 о качестве мела и его влиянии на здоровье организма участвовали

 учителя(32) которым были предложены следующие вопросы:

 Анкета

1. Довольны ли вы качеством мела?

А) Да                    

Б) Нет

2. Что вы из перечисленного испытываете при работе с мелом?

А) Пачкается рука

Б) Сухость кожи рук

В) Слоение ногтевой пластины

Г) Трескается кожа рук

Д) Ничего

3.Какие вы испытываете ощущения на дыхательную систему при работе с мелом?

А) Кашель

Б) Першение в горле

В) Чихание

Г) Приступ астмы

Д) Не испытываете

         Нами было опрошено 32 преподавателя нашей школы и получены следующие результаты которые мы предлагаем вам в виде таблиц и диаграмм (приложение 1).

  Анализ анкет:  На основании социологического опроса, можно сказать, что всех опрошенных учителей (100%) не устраивает качество мела, так как он царапает доску. У многих возникают следующие эффекты:  пачкается рука(100%), появляется сухость кожи рук(92%), возникает слоение ногтевой пластины(80%), трескается кожа рук(10%), появляется кашель(9%), першение в горле(7%), чихание(7%).

Выводы

На основе проведенных исследований  можно сделать следующие выводы:

– в продажу и в школу поступает мел, который не соответствует нормам ГОСТ, а имеет ТУ.

– не весь мел, который продаётся в магазинах, обладает хорошим качеством;

  – отсутствие высоких очевидных показателей указывает на не совершенство процесса производства;

  – постоянная работа с мелом вызывает пачкание рук, сухость кожи рук, слоение ногтевой пластины, трескание кож рук, кашель, першение в горле, чихание.

 – по своему химическому составу, все исследуемые образцы мела могут отрицательно влиять на здоровье учителей и обучающихся.

 Порядок проведения эксперимента            

Реактивы и оборудование:

1.Микроскоп; 2.предметные стекла; 3.пипетки; 4.штатив лабораторный с кольцом и муфтой; 5.ступки с пестиком; 6.химические стаканы на 100 мл; 7.стеклянные палочки;      8.сушильный шкаф; 9. аналитические весы; 10. дистиллированная вода; 11. раствор соляной кислоты 10 %; 12. образцы мелков. (6.3, 6.4, 6.5)

Ход работы

1. Взвешивание образцов мелков на аналитических весах:

2, 07 г;      2, 35 г;      2, 23 г.

2. Измельчение образцов мелков с помощью ступки. Проведение визуального анализа мелков.
3. Проведение качественной реакции на обнаружение иона СО3:

Поместить мелки в стакан и прилить избыток раствора соляной кислоты до прекращения химической реакции

CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O.

4. Провести фильтрование.
5. Анализ на содержание гипса, крахмала в образцах мелков.

Анализ на содержание гипса проводим с помощью микроскопа:

на предметном стекле при наличии гипса наблюдается игольчатая структура.

Крахмал можно обнаружить с помощью йодной воды:

крахмал образует соединение сине-фиолетового цвета.

6. Высушивание остатка образцов мела в сушильном шкафу при 130-150°С в течение 8 часов.
7. Проведение расчетов.
8. Анализ полученных экспериментальных данных.

Выполнение эксперимента (приложение 2)

3.Выводы

Проведенные экспериментальные исследования показали:

1. Пачкают руки, осыпаются с доски образцы мела № 2, 3. Образец № 1 руки не пачкает и оставляет хороший след на доске.
2. Образцы мела № 2, 3 содержат примеси в виде песка.
3. В качестве связующего материала  в образцах мела № 2, 3 используется гипс.
4. В качестве связующего материала в образце мела № 1 используется клей.
5. Содержание примесей в образце № 2 составляет 4,3 %.
6. Содержание примесей в образце № 3 составляет 21,5 %.
7. В образце №1 наличие гипса не установлено. Потемнение фильтровальной бумаги после прокаливания свидетельствует о содержании органических веществ, но так как крахмал не обнаружен, можно сделать вывод о наличии клея, который также может быть использован при изготовлении мелков.
8. Лучшим связующим материалом является клей.
9. Лучшими качествами обладает образец мела № 1. Данные образцы мела учителя покупают индивидуально.

   III.Заключение

 Наш эксперимент показал, что лучшими качествами обладает образец мела  № 1, в котором наличие гипса не установлено и в качестве связующего материала использован клей. Следовательно, лучшим связующим компонентом мела является клей, а не гипс, который был обнаружен в образцах №2 и №3.Но в настоящее время в качестве связующей добавки в основном применяют гипс.

 Наша научно-исследовательская работа полностью подтверждает существующее мнение, что на качество мела влияют связующие материалы, которые производители должны правильно подбирать и основной добавкой сделать клей.

   IV.Список литературы

А. Ликум – «Всё обо всем» популярная энциклопедия для детей, Том 1. Москва, 1993г.

ГОСТ Состав, способы производства, области применения меловых пород. 1972 г.

П.А. Оржековский, В.Н. Давыдов, Н.А. Титов – «Творчество учащихся на практических занятиях по химии». АРКТИ, Москва, 1999г.

П.И. Воскресенский – «Техника лабораторных работ». Химия. Москва. 1973г.

С.А. Шапиро, М.А. Шапиро – «Аналитическая химия». Высшая школа. Москва. 1989г.

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

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

7. Л.А. Савина, О.Г. Хинн  « Я познаю мир»

8.Журнал «Химия в школе» №5, 1991г. 9. Кукушкин Ю.Н. Химия вокруг нас М., Высшая школа, 1992.

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

 11.www.newchemistry.ru

 12. www.portfolio.1september.ru