15
ГБОУ ПК
«Школа – интернат для детей с нарушением зрения»
г. Пермь
| 
|
Реферат выполнила ученица 8 класса Умрилова Влада Руководитель: Л.Ю. Захарова, учитель химии
|
2016г.
СОДЕРЖАНИЕ
|
| ВВЕДЕНИЕ
| 3 |
| I | ПРИРОДНЫЙ МЕЛ | 4 - 6 |
| 1. | Происхождениемела |
|
| 2. | Свойства и состав мела |
|
| 3. | Местонахождения мела в природе и его добыча
|
|
| II | ПРИМЕНЕНИЕ МЕЛА
| 7 - 9 |
| III | ШКОЛЬНЫЕ МЕЛКИ | 10 - 12 |
| 1. | Производство и состав школьных мелков |
|
| 2. | Влияние школьного мела на организм человека
|
|
| IV | ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ | 13 - 19 |
| 1. | Социологический опрос учителей школы-интерната |
|
| 2. | Лабораторное исследование - Экспериментальное определение физико-химических свойств мела; - Качественный анализ состава школьного мела.
|
|
| V. | СЕКРЕТЫ ШКОЛЬНОГО МЕЛА
| 20 |
|
| ЗАКЛЮЧЕНИЕ
| 21 |
|
| ЛИТЕРАТУРНЫЕ ИСТОЧНИКИ | 22 |
В В Е Д Е Н И Е
Сотни лет человек использует мел для различных целей. В школе он служит для письма на досках, и каждый из нас не раз держал его в руках. А сколько истин было открыто с помощью кусочка мела, сколько совершено открытий! И до сих пор школьный учитель, держа в руке незаметный, но и незаменимый кусочек мела, совершает чудеса.
В настоящий момент еще не найдена альтернатива известкового мела. Сейчас в школах появились интерактивные, где-то маркерные доски и другие средства обучения. Однако школьный мел остался до сих пор. Качество школьного мела - проблема любого учебного заведения и нашей школы в том числе. Я решила выяснить причину того, отчего школьный мел то сыпется, то оставляет чуть заметный след, а чаще царапает доску.
Сегодня к школьному мелу предъявляются очень серьезные требования, поэтому он должен быть экологически чистым и безопасным продуктом. Однако в процессе использования мел начинает пылить, пачкать руки, вызывать неприятное ощущение на дыхательную систему организма школьников и учителей.
Я считаю, что исследование состава, качества школьного мела и его влияния на здоровье людей актуально и практически значимо.
Гипотеза: Школьный мел может оказывать отрицательное влияние на здоровье людей.
Цель: Определить состав мела, используемого в нашей школе, оценить его качество и выяснить особенности его влияния на организм учеников и учителей.
Задачи:
Собрать достоверную информацию о происхождении, составе, свойствах и применении школьного мела.
Провести эксперименты по изучению качественного и количественного состава различных сортов школьного мела, пригодности для использования.
Провести социологический опрос на выявление действия мела на организм школьного учителя.
Оценить влияние мела на здоровье человека.
I. ПРИРОДНЫЙ МЕЛ
1.Происхождение мела
Мел — осадочная горная порода органического происхождения белого цвета, мягкая и рассыпчатая. Он состоит из мелких обломков и целых известковых скелетов микроорганизмов – кокколитов (70-90%), корненожек фораминифер (20%) и других.
Мало кто знает, что когда-то мел был живым организмом. В водах океана существуют различные виды мельчайших растений и животных. Одним из них являются одноклеточные существа под названием «фураминифера» с панцирем из извести. Отмирая, они опускаются на океаническое дно. Через миллионы лет образуется толстый слой из этих панцирей, который постепенно цементируется и превращается в мягкий карбонат кальция, который мы называем мелом.
| 
| Кальцитовые скелеты микроорганизмов, слагающих мел: 1 — фораминиферы (зарисовки под световым микроскопом); 2 — кокколиты и их обломки (зарисовки с электронно-микроскопических фотоснимков). |
Но возможен и другой способ возникновения мела - подобно соли и гипсу, которые осаждаются на дно морей, озер, лагун, за счет испарения воды. Моря постепенно высыхали и отступали, превращаясь в сушу. Слои мела, находившиеся на морском дне, были подняты над поверхностью моря. Наиболее рыхлые участки были размыты водой, оставив высокие меловые скалы. 
Ярким примером тому пролив Ла-Манш. В различных районах мира мел залегает вдали от моря, там, где когда-то было старое море. Примером тому штаты - Канзас, Арканзас, Техас в США. Но самый хороший мел получают в Англии.
2. Свойства и состав мела
Мел – белая, горная порода, мягкая и рассыпчатая, слабосцементированная, мажущая, тонкозернистая разновидность карбонатных пород, состоящая в основном из карбоната кальция природного происхождения или полученного искусственным путем. Мел не растворяется в воде. Показатель преломления 1,55. Плотность 2,70-2,72 г/см3. Пористость 45-50%. Естественная влажность 30-33%. Твердость по шкале Мооса 3.
Основу химического состава мела составляет карбонат кальция (CaCO3) с небольшим количеством карбоната магния (MgCO3), но обычно присутствует и некарбонатная часть, в основном оксиды металлов (CaO, MgO, Al2O3, FeO, Fe2O3;), мельчайших зерен кварца (SiO2) и микроскопические псевдоморфозы кальцита по ископаемым морских организмов (радиолярии и др.). Нередко встречаются крупные окаменелости мелового периода: белемниты, аммониты и др.
3. Местонахождения мела в природе и его добыча
Во многих странах мира запасы природного мела можно назвать практически неограниченными. В число этих стран входит Россия, многие страны СНГ и Европы. Через всю Евразию пролегает мощнейший меловой пояс, который берет своей начало в Ливийской пустыне и Сирии, проходит через Россию, Украину и Польшу, после чего заканчивается в южной части Англии и Северной Франции.
Надо отметить тот факт, что распределение запасов мела на территориях весьма неравномерно. Почти 50% евразийских запасов мела расположено на территории России, около 33% на Украине и 12% в Белоруссии. Остальные запасы более равномерно распределены между странами Европы, Литвой, Казахстаном и Грузией.
В настоящее время в России известно и разрабатывается 138 месторождений природного мела. Только их исследованные запасы оценивают в 3300 млн. тонн. Общий же запас просто не поддается оценкам специалистов. Наиболее крупные меловые карьеры находятся в Волгоградской и Белгородской областях. Эти месторождения дают больше 15 млн. тонн мела за год.
В Пермском крае мела немного, он добывается в незначительных количествах в Кишертском районе.
Отличительной особенностью мела является экологическая чистота, легкая добыча и простая переработка, причем на все это тратится довольно мало энергии и человеческих ресурсов. Переработка и добыча мела не нарушает экологический баланс в природе, что также очень важно на сегодняшний день.
В России довольно много предприятий, производящих мел: «Алгем», «Вакарис», «Пегас», «Квартет-1», «Кетбис», «Лантан» и др.
II. ПРИМЕНЕНИЕ МЕЛА
Сотни лет человек использует мел для различных целей. Природный мел по физико-структурным признакам и составу подразделяются на 4 типа: мел чистый, мел глинистый, меловой мергель, мелоподобный карбонат кальция.
Так же мел, выпускаемый в РФ и странах СНГ, имеет различные марки (см. таблицу).
| Обозначение | Марка мела | Сферы использования |
| МК-2 и МК-3 | Комковый | Стекольная, керамическая и другие отрасли промышленности. Производство извести |
| МД-1;МД-2;ММ-3 | Дробленый | Стекольная, керамическая и другие отрасли промышленности |
| ММ-1;ММ-2;ММ-3 | Молотый | Стекольная, керамическая и другие отрасли промышленности |
| ММЖП | Молотый для животной подкормки | Для подкормки животных |
| ММПК | Молотый для производства комбикормов | Производство комбикормов |
| ММОР | Молотый очищенный | Лакокрасочная, химическая и другие отрасли промышленности |
| ММС-1;ММС-2 | Молотый сепарированный | Кабельная, лакокрасочная, резинотехническая, полимерная и другие отрасли промышленности |
| ММХП-1 | Молотый для хим. промышленности | Химическая промышленность |
| МТД-1;МТД-2;МТД-3;МТД-4 | Тонкодисперсный | В случае отсутствия марок ММС-1 и ММС-2 используется тонкодисперсный мел |
| МХО-1;МХО-2 | Молотый химически очищенный | Парфюмерная, косметическая, резинотехническая, медицинская, пищевая и др. отрасли промышленности |
В полиграфии.
Мел — необходимый компонент «мелованной бумаги», используемой в полиграфии для печати качественных иллюстрированных изданий. 
Большинство современных мелованных сортов бумаги покрыты двумя или тремя слоями мела. Меловое покрытие придает бумаге дополнительную гладкость. Кроме того, оно делает бумагу микропористой, что приводит к тому, что при печати оттиск имеет более яркие краски по сравнению с печатью на офсетной бумаге без покрытия.
Обычно бумагу мелуют в три приема: первый тонкий слой мела наносят прямо в бумагоделательной машине, в то время, как остальные два слоя наносят на отдельной машине. Такая технология имеет несколько преимуществ. Во-первых, первый слой мела наносится на влажную основу, что увеличивает прочность покрытия. Во-вторых, этот первый слой является своего рода "грунтовкой", на которую последующие слои ложатся значительно равномернее.
В промышленности.
Мел природный обработанный в соответствии с требованиями к различным степеням чистоты, является необходимым сырьем для различных отраслей промышленности.
- В качестве наполнителя мел широко применяют в лакокрасочнойпромышленности при производстве краски и эмульсии.
- В резиновой, бумажной, стекольной промышленности он необходим в качестве белого пигмента.
- Мел применяется в сахарной промышленности для очистки свекловичного сока.
- Мел также нужен при изготовлении спичек.
- В числе других карбонатных пород в стекольном производстве мел применяется в качестве одного из компонентов шихты (в количестве до 30 %) при варке стекла, вводимого в шихту в порошковом виде. Мел придает стеклу термическую стойкость, механическую прочность, устойчивость против химических реагентов и выветривания.
В перечисленных случаях используют мел, который был получен химическим путем из кальцийсодержащих минералов, так называемый осажденный мел.
Природный мел широко применяется в качестве дешёвого материала (пигмента) для побелки, окраски заборов, стен, бордюров, для защиты стволов деревьев от солнечных ожогов.
Мел необходим для производства вяжущих веществ (известь, портландцемент), в производстве строительных и отделочных материалов, сухих смесей, шпатлевок.
Мел нашел широкое применение в качестве дисперсного наполнителя для полимерных композиций (полипропилена и полиэтилена), резиновых и пластмассовых изделий.
Применяется мел и в сельском хозяйстве: для известкования почв, подкормки животных и птиц, производства удобрений и комбикормов.
В медицине.
При недостатке кальция медицинский мел может быть прописан как добавка к пище (остеопороз, патология паращитовидных желез и вытекающий дефицит пара-гормона, рахит и др.). 
Медицинский мел применяют
- для противовоспалительного действия кальция (при простуде, ОРВИ);
- при пониженной свертываемости крови (ионы кальция необходимы для этого процесса).
Следует отметить, что при рентгеновских исследованиях желудочно-кишечного тракта применяют вещество, которое иногда ошибочно принимают за мел. На самом деле это взвесь также нерастворимого в воде сульфата бария.
Осаждённый мел используется в парфюмерии как составная часть зубных порошков.
В образовательной сфере.
Мел используется для письма на больших досках для общего обозрения (например, в школах). Он оставляет отчетливо видные следы, помогающие школьникам в образовательном процессе.
III. ШКОЛЬНЫЕ МЕЛКИ
1. Производство и состав школьных мелков
При производстве школьных мелков порошок мела тщательно перемешивается с гипсом (CaSO4), связующими примесями, чтобы он не крошился (крахмал, декстрины, ПВА), а так же с красителями (цветной). В порошке не должно быть твердых частиц гипса или песка, которые потом царапают доску при письме. Полученный порошок ссыпается в бочку и разводится водой. Смесь заливается в матрицы, где вода постепенно испаряется, происходит химическая реакция связывания молекулярной структуры мела и гипса. Затем матрицу переворачивают на специальный решетчатый поддон и «снимают» ее с мелков. Поддон ставят в сушильный шкаф, выдерживают там мел определенное время, затем готовые мелки поступают в цех упаковки. 
При изготовлении школьных мелков круглой формы применяют технологию экструзионного способа. При этом мокрый мел в виде тонких колбасок поступает из машины, похожей на мясорубку. Колбаски укладываются на противень, режутся и сушатся в печах. Чтобы придать мелу квадратную форму, применяют метод литья. 
Лучший мел для школы на 95% состоит из природного мела. Добавляя различные красители, можно получить мел любого цвета. Формованный школьный мелок на 40 % состоит из мела (карбонат кальция CaCO3) и на 60 % из гипса (сульфат кальция CaSO4).
Твердым мел становится от перебора гипса, а мягким от длительной пересушки или использования очень высокой температуры.
В состав школьного мела входит до 4% примесей: глина, кварц, углекислая магнезия, углерод и оксиды железа.
2. Влияние школьного мела на организм человека
Здоровье человека всегда было предметом пристального изучения специалистов самых разных профессий, ведь сохранение и укрепление здоровья населения - одна из наиболее актуальных проблем.
По прогнозам Всемирной Организации Здравоохранения в начале XXI века самыми распространенными заболеваниями человека являются аллергические заболевания, бронхиальная астма, сердечно - сосудистые заболевания. По информации Института иммунологии, каждый третий житель России подвержен аллергии, а в ближайшем будущем аллергиком будет каждый второй.
Мел выделяет много пыли, действие которой на организм обусловлено индивидуальными особенностями каждого человека. Как и любая пыль, меловая пыль накапливается в дыхательных путях, вызывая раздражения. Отсюда кашель, першение в горле, чихание. Очень часто это может вызывать аллергические реакции. Пострадать может и чувствительная кожа. Руки от мела могут чесаться, кожа сохнуть.
Школьный мел предназначен для детей, и поэтому он должен обладать безопасностью. Состав и все свойства изделия должны быть указаны на упаковке. Школьный мелок должен изготавливаться с учётом всех существующих стандартов производства из экологически чистого сырья.
Давно подмечено, что многие дети с удовольствием грызут мел. Почему возникает такая потребность?
Считается, что съесть кусочек мела или извести хочется тогда, когда в организме не хватает кальция. Кальций – это основа костной ткани, участвует в водносолевом обмене. Он способен нормализовать возбудимость нервной системы и мышц. Дефицит кальция в организме может возникнуть при однообразном питании, недостаточном потреблении творога, сыра, молока. И только из этих продуктов кальций лучше всего усваивается.
А мел человеческому организму является не только ненужным, но и неполезным. И если его сильно хочется, то это является нарушением вкусовых пристрастий. Это может быть также признаками железодефицитной анемии, при которой нарушается синтез гемоглобина из-за дефицита железа. Такой феномен часто наблюдается у беременных женщин и детей.
Любой мел, как и таблетки кальция - это мертвая форма кальция, организмом не усваивается. Есть вероятность, что избытки будут откладываться в почках, суставах и даже тканях. От съеденного мела быстро образуются камни в почках – оксалат кальция.
Контактируя с кислотной средой желудка, мел превращается в подобие гашеной извести, которая крайне вредно влияет на слизистую оболочку пищеварительных органов. Врачи советуют при недостатке кальция принимать специальные кальцийсодержащие препараты, а не чистый мел – это на порядок безопасней.
При производстве школьного мела все-таки применяются некоторые токсичные примеси. Это конечно, красители (ведь не пищевые же красители добавляются в мел) и некоторые склеивающие вещества, например, клей ПВА и БФ. В их составе присутствует фенолформальдегидная смола, поэтому клеи ядовиты, оказывают вредное воздействие на кожу, пересушивают её, вызывают дерматиты и экземы и даже обладают канцерогенным действием.
Клеи казеиновый и канцелярский являются природными, поэтому не опасны.
В совокупности перечисленного оказывается, что частое использование школьных мелков совсем небезопасно для организмов людей.
IV. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ
1. Социологический опрос учителей школы-интерната
«Влияние школьного мела на здоровье»
Для выяснения воздействия мела на здоровье человека я провела социологический опрос наших учителей, которые в силу специфики работы вынуждены постоянно пользоваться мелом.
Анкета
| ФИО | Предмет |
| 1. Много ли вы пишете мелом? |
|
| 2. Каким видом мела вы чаще всего пользуетесь? | - толстый прямоугольный - тонкий квадратный - круглый - другой |
| 3. Устраивает ли вас качество мела? |
|
| 4. Если не устраивает, то, что именно? | - крошится - плохо видим на доске - царапает доску - пачкает руки |
| 5. Как вы считаете, оказывает ли постоянная работа с мелом влияние на ваш организм? |
|
| 6. Имеются ли отрицательные последствия на руки? | - сушит кожу - аллергическая реакция - слоятся ногти - другое - нет последствий |
| 7. Имеются ли отрицательные последствия на дыхательную систему? | - кашель - затруднение дыхания - другое - нет последствий |
| 8. Употребляете ли вы мел в пищу? Почему? |
|
| 9. Можно ли заменить доску и мел в школе? Если да, то чем? |
|
| 10. |
|
1. На основании социологического опроса я выяснила, что половина опрошенных учителей нашей школы пользуются мелом часто, остальные – редко.
2. В школе чаще используется толстый прямоугольный мел (60%), реже - тонкий квадратный (40%).
3. 60% учителей качество мела устраивает, 40% - видят недостатки в нём.
4. По словам наших педагогов, мел пачкает руки и одежду, хотя к этому уже давно привыкли (60%). Отдельные респонденты отмечают, что иногда кусочки мела оставляют слишком слабый след на доске или царапают её (40%).
5. Негативное влияние на здоровье отметили 40% учителей, столько же сказали «не знаю», нет замечаний по этому поводу у 20%.
6. По мнению большинства опрошенных учителей, школьный мел негативно влияет на кожу рук, сушит её, поэтому приходится постоянно пользоваться увлажняющим кремом для рук. Учителей, получивших серьезные проблемы с кожей рук (экземы, шелушение и трещины на ладонях) в школе нет.
7. На существенное расстройство дыхательной системы никто не пожаловался, хотя иногда мел вызывает кашель.
8. В пищу мел никто из учителей не применяет, но о таких случаях я слышала в среде наших учащихся.
9. Несмотря на технический прогресс, по мнению учителей, полностью заменить мел пока нельзя. Хорошей альтернативой стали интерактивные доски или доски для письма маркерами.
2. Лабораторное исследование
Актуальность исследования заключается в том, что мел, используемый потребителем, отличается по качеству. А всегда ли качество связано с безопасностью для здоровья?
Цель работы: Определить химический состав и наличие связующих материалов в меле, используемом в школе-интернате.
Предмет исследования: школьные мелки 5-ти образцов.
Методы исследования:
Теоретические: метод сравнения, анализ, обобщение.
Практические: проведение химических экспериментов.
Оборудование и реактивы: образцы школьного мела (5 видов), лабораторные весы с разновесами, соляная кислота, пробирки, спиртовой раствор йода, дистиллированная вода, спиртовка.
Экспериментальное определение физико-химических
свойств мела
При изучении литературы по данной теме мы выявили следующие показатели, которыми должен обладать мел, используемый в школах:
| Очевидные: Крошится при письме; Пачкает руки; Чистота (белый); Твёрдые вкрапления. | Не очевидные: Отсутствие следов клея ПВА; Использование очищенной воды; Качество красителей; Отсутствие примесей, содержащих тяжелые металлы. |
Для рассмотрения очевидных показателей качества мела мы взяли 5 образцов мела, которые используются в нашей школе:
Образец №1 - мел школьный белый, ЗАО «Финансовая компания «Форум», Россия, Санкт-Петербург,предназначен для рисования на любой поверхности
Образец №2-мел школьный цветной, ЗАО «Финансовая компания «Форум», Россия, Санкт-Петербург, предназначен для рисования на любой поверхности.
Образец №3 – мелки школьные, ООО «Пегас», г.Клин, Московская обл., предназначены для рисования на любой шероховатой поверхности.
Образец №4 – асфальтовые мелки, ООО «Пегас», г.Клин, Московская обл., предназначены для рисования на любой шероховатой поверхности.
Образец №5 – мелки школьные белые, ООО «АЛГЕМ», Московская обл., Сергиево-Посадский р-н, предназначены для рисования на любой поверхности.
Физические свойства исследуемых образцов мела
|
| №1 | №2 | №3 | №4 | №5 |
| Форма | Брусок квадратной формы | Брусок квадратной формы | Брусок квадратный с закруг. краями | Брусок квадратный с закруг. краями | Брусок с округлыми краями |
| Цвет | белый | цветной (желтый) | белый | белый | белый |
| Сыпучесть
| низкая | средняя | низкая | большая | средняя |
| (оценили по следам на черной ткани) |
| Маркость | низкая | высокая | средняя | высокая | средняя |
| Твердые вкрапления | нет | есть частицы белого мела | нет | нет | нет |
| Прочность при разломе | прочен | средняя | прочный | Легко ломается | прочный |
| Удобство при письме | 4 | 3 | 4 | 3 | 5 |
| (оценили субъективно по 5-тибальной шкале) |
Согласно показателям, из 5 образцов наиболее качественными, обладающими малой сыпучестью, маркостью и относительным удобством при письме, являются образцы под номерами 1, 3 и 5. Цветные мелки №2 имеют более низкое качество. А образец № 4 обладает самыми плохими показателями качества, видимо, потому что этот мел предназначен для рисования на асфальте, а не на школьной доске.
Качественный анализ состава школьного мела
Основным компонентом мела является карбонат кальция СаСО3. Природный мел не содержит никаких других компонентов. Но при изготовлении формованных мелков, в порошок мела добавляются вещества – связующие, например, крахмал или гипс. Чтобы узнать, какие связующие вещества применялись для изготовления имеющихся в нашем интернате мелков, я провела качественный анализ.
Распознавание карбонат - анионов (СО32-)
Оборудование и реактивы: штатив с пробирками, ступка с пестиком, спички, образцы школьного мела, соляная кислота (разб.).
Ход работы:
В ступке растерла кусочки мела в порошок.
Пересыпала порошок в пробирку.
Прилила немного разбавленной соляной кислоты HCl.
Наблюдала реакцию (шипение) - выделение углекислого газа.
Поднесла горящую лучину, огонь гаснет, т.к. углекислый газ не поддерживает горение.
СаСО3 + 2HCl → СаCl2 + СО2↑ + Н2О
СО32-- + 2Н+ → СО2↑ + Н2О
Наблюдения при добавлении кислоты:
Образец 1: слабое вспенивание;
Образец 2: среднее вспенивание;
Образец 3: слабое вспенивание;
Образец 4: очень интенсивное вспенивание;
Образец 5: среднее вспенивание.
Вывод: наличие в составе всех мелков карбоната кальция подтвердилось с помощью соляной кислоты. Сильное вспенивание мела в пробирке 4 говорит о том, что асфальтовые мелки содержат больше природного мела, но меньше добавок.
Распознавание катионов кальция (Са2+)
Оборудование и реактивы: спиртовка, спички, щипцы, образцы школьного мела.
Небольшие кусочки мела каждого исследуемого образца прокалила в пламени спиртовки. Пламя спиртовки от каждого образца приобретало красно – оранжевую окраску, что подтвердило наличие катионов кальция.
Вывод: Все образцы мела содержат ионы кальция и карбонат - ионы, следовательно, в них присутствует карбонат кальция (CaCO3).
Распознавание связующего компонента - крахмала
Оборудование и реактивы: образцы школьного мела, пипетка, спиртовый раствор иода, крахмал.
Крахмал обнаружить просто: с помощью спиртового раствора иода. Окраска иода должна измениться на синий цвет, если в образцах присутствует крахмал.
Ход работы.На исследуемые кусочки мела пипеткой нанесла по 2 – 3 капли раствора йода. Сравнила окраску с окраской иода на порошке чистого крахмала.
Наблюдения: На крахмале при добавлении раствора иодая увидела темно-фиолетовое окрашивание, но эта реакция не произошла при попадании иода на наши брусочки мела.
Вывод: Исследуемые школьные мелки не содержат крахмал. Значит, в качестве связующего компонента к ним добавлен клей ПВА.
Качественное определение сульфата кальция (гипса) в меле
Гипотеза: Существует мнение, что на качество мела влияют связующие материалы. В качестве связующей добавки в основном применяется гипс, и содержание его в мелках может достигать 60%. Определение гипса в меле проведем на основании того, что карбонат кальция растворим в кислоте, а гипс – нет.
Оборудование и реактивы: лабораторные весы с разновесами, ступка с пестиком, стеклянные палочки, образцы школьного мела, химический стакан, фарфоровые чашки, соляная кислота.
Подготовили фарфоровые чашки для опыта, с помощью весов измерили их массу. В каждую насыпали порцию исследуемого образца мела по 0,5грамм.
Добавили по 10мл раствора соляной кислоты. Наблюдалось интенсивное вспенивание – выделение углекислого газа. На дне каждой чашки остался нерастворимый осадок.
Испарили жидкость, высушили осадок, который представляет собой смесь гипса и хлорида кальция, и взвесили. Результаты занесли в таблицу.
| Образец | Масса чашки (г) | Масса чашки с мелом (г) | Масса чашки после высушивания | Масса осадка (г) | Доля гипса в меле (%) |
| Образец № 1 | 60 | 60,5 | 61,030 | 0,530 | 45 |
| Образец № 3 | 64 | 64,5 | 65,028 | 0,528 | 49 |
| Образец № 4 | 68 | 68,5 | 69,040 | 0,540 | 27 |
Расчёты:
1. mмела = 0,5г; mсух. остатка = 0, 533г;
mгипса в меле = x; mкарбоната кальция в меле = 0,5 – x.
0, 5 – x y
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑
100 111
Y ∙100 = (0,5 – x)∙111 y = (0,5 – x)∙1,11
После выпаривания: 0,53 = (0,5 – x)∙1,11 + x
0,53 = 0, 555 – 1,11x + x
0,11x = 0,025 x = 0,2г гипса в образце 1 wгипса = 0,23:0,5∙100% = 45%.
3. 0,528 = 0, 555 – 1,11x + x
0,11x = 0, 027x = 0,24г гипса в образце 2 wгипса = 49%.
4. 0,54 = 0, 555 – 1,11x + x
0,11x = 0,015 x = 0,14г гипса в образце 3 wгипса = 27%.
Вывод. В исследуемых образцах мела основным компонентом является карбонат кальция. Крахмал не обнаружен, поэтому наш мел не крошится. В качестве связующего компонента добавлен гипс, в пропорциях, соответствующих стандарту. Значит, по своему химическому составу, исследуемые образцы отвечают нормам и не могут отрицательно влиять на здоровье. Самым безопасным является образец №5 округлой формы фирмы «Алгем», что подтвердил его качественный анализ.
Наши рекомендации:
Для уменьшения отрицательных последствий, которые появляются при постоянном контакте с мелом, рекомендуем учителям нашей школы:
1. Использовать мел только хорошего качества.
2. Стирать мел с доски только влажной тряпкой.
3. Как можно чаще промывать тряпку для стирания мела и протирать лоток, прикреплённый к доске.
4. Во время работы чаще мыть руки со смягчающим туалетным мылом: «глицериновое», «ланолиновое», «вазелиновое», «молочное» и другие.
5. После уроков смазывать руки увлажняющим кремом для рук.
Если приходится часто пользоваться мелом (например, нашим учителям), то неизбежно пачкаются руки. Чтобы этого избежать предлагаем следующие советы:
1. Окунуть мел на несколько секунд в разбавленное в 2—3 раза молоко. Мел перестанет пачкаться, а писать будет по-прежнему хорошо.
2.Можно покрыть школьный мелок тонким слоем конторского клея с тех сторон, за которые его держат при работе.
3. Можно завернуть мел бумагой, а лучше фольгой.
4. Ещё один секрет: нужно вставить, слегка заточив, брусок мела в «пенал» от использованной губной помады. Это «орудие производства» можно носить даже в сумочке.
| 
| Новинки! Мел в пластиковых держателях, без пыли.
Каждый мелок обернут специальной бумажной полоской. |  |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе работы над проектом, мной был изучен большой теоретический материал о происхождении, составе, свойствах и применении мела. Я выяснила, что мел имеет большое практическое значение, это один из самых распространенных материалов в промышленности.
Из природного мела по специальным технологиям получают школьные мелки.
При выполнении исследовательской работы проведен обширный химический эксперимент, результаты которого обработаны и обобщены, проведено анкетирование учителей и проанализированы результаты.
Исследуя мел в нашей школе, мы установили его состав: карбонат кальция, гипс. Крахмал не обнаружен, значит, в качестве загустителя был использован клей ПВА. К сожалению, качественной реакции на клей ПВА мы не нашли в литературе.
Школьные мелки содержат склеивающие вещества (клей ПВА, БФ или др.), а часто и красители, что не совсем безопасно для здоровья. Поэтому мел никогда нельзя пробовать на вкус.
Не весь мел обладает хорошим качеством, что свидетельствует о несовершенстве производства школьного мела. Производители не указывают состав мела, который при покупке может учитывать потребитель.
По своему химическому составу, как мы установили, исследуемые образцы не могут отрицательно влиять на здоровье, но постоянная работа с мелом может вызывать сухость кожи рук и кашель.
Несмотря на все последствия влияния школьного мела на организм, я все же думаю, что обычный мел и школьная доска на данный момент являются более безопасными для здоровья, чем маркерные доски, которые выделяют эфиры и вызывают приступы астмы, а интерактивные доски дают излишнее напряжение на глаза.
Цели и задачи работы выполнены в полном объеме. Я узнала много важной и интересной информации, а проведение исследования позволило мне научиться планировать и проводить химические эксперименты.
ЛИТЕРАТУРНЫЕ ИСТОЧНИКИ
1. Биология: Человек и его здоровье. Учебник для 9 класса. 1992 год.
2. Большая серия знаний (химия), Современная педагогика, Москва, 2002.
3. Воскресенский П.И. Техника лабораторных работ. Москва.1973.
4. Габриелян О.С. Химия. 9 класс: Учеб.для общеобразоват. учреждений. М.: Дрофа, 2003.
5. Голкунов В.И. – Химический эксперимент в школе. Самара. 1998.
6. Гросс Э., Вайсмантель Х. – Химия для любознательных. Основы химии и занимательные опыты. Москва. 1998.
7. Карцова А.А. Химия без формул. Авалон. 2005.
8. Кукушкин Ю. Н. Химия вокруг нас М., Высшая школа, 1992.
9. Ликум А. Все обо всем. Популярная энциклопедия для детей. Том1. Москва. 1997.
10. Мел // Естествознание: Энциклопедический словарь / Сост. В.Д. Шолле. – М.: Большая российская энциклопедия, 2002. - 543 с.
11. Ольгин О.М. Опыты без взрывов. Москва. Химия, 1995.
12. Оржековский П.А., Титов Н.А. и др. Кружковые занятия по изготовлению школьных мелков. //Химия в школе. 1991. №5.
13. Рудзитис Г. Е., Фельдман Ф.Г. Неорганическая химия. Учеб. Для 9 кл. – М.: Просвещение, 1989.
14. Справочник школьника. Химия /Сост. Кременчугская М., Васильев С. Москва. Филолог. 1995.
15. Степин Б.Д. Аликберова Л.Ю. Книга по химии для домашнего чтения. – М.: Химия, 1995.
16. Энциклопедия юного химика. Москва. 2000.
17. Я познаю мир: Детская энциклопедия. Химия. Издательство АСТ. Москва. 1999.
18. http://ru.wikipedia.org/wiki/. Википедия (свободная энциклопедия). Мел.
19. http://www.lformula.ru/. Забытые рецепты
20. http://olimp.bspu.ru/. Школьный мел и его влияние на здоровье учителей.
21. http://wapref.ru/. Международный Фестиваль «Звезды Нового Века». 2013 Естественные науки.
22. http://www.proshkolu.ru/.
