Исследовательская работа «Школьный мел»

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?
- на кожу рук:
а) сушит

 б) аллергическая реакция
в) другое ………………………………………………………………………….
г) нет последствий
- на дыхательную систему:
а) кашель
б) проявления астмы
в) другое…………………………………………………………………………..
г) нет последствий

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?
- на кожу рук:
а) сушит

 б) аллергическая реакция
в) другое ………………………………………………………………………….
г) нет последствий
- на дыхательную систему:
а) кашель
б) проявления астмы
в) другое ………………………………………………………………………….
г) нет последствий

В оргкомитет.

Заявка

      Просим включить исследовательскую работу на конкурс «Твой первый шаг в науке».

Исследование мела.

Измельчение мела.

Прокаливание мела.

Действие йода на мел.

Действие уксусной кислоты на мел.

Добавление воды.

Замешивание.

Фильтрация.

Фильтрат на предметном  стекле.

Рассматривание под микросковом.

Исследовательская работа на тему «Школьный мел»


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. Но 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 школьных досках. 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? Решила провести соцопрос.  Меня 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?

Социологический опрос показал:

v    40% учителей не довольны качеством мела, поступающего в нашу школу (сильно пачкает руки, царапает доску и осыпается). Ещё добавили одно плохое качество - плохо отстирывается от одежды, если случайно им испачкаешься;

v    у некоторых учителей  мел вызывает отрицательные ощущения (сушит руки, вызывает чихание);

v    в школе нашлись учителя, которые пробовали мел на вкус.

 Решила разобраться в поставленной  проблеме, так как мел, поступающий в нашу школу, не отвечает требованиям - пачкает руки, сильно крошится, вызывает неприятные ощущения.

В чём причина?
 Состав мела должен отвечать за его качество.

 Цель работы:

Провести исследование школьного мела, поступающего в школу и изучить  действие на организм человека.

Задачи:

1. Провести анализ литературы

2. Изучить качественный  состав мела.

      3. Провести социологический опрос на выявление действия мела на организм человека.

1. Теоретическая часть.

1.1. 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.  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.

1.2.  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, так как  именно на Белгородчине находятся наиболее крупные месторождения качественного мела. Разведано свыше 29 месторождений мела утверждённым запасом 1.0 млрд. тонн.
       Существует много разновидностей известняков.

Ракушечник - это скопление обломков раковин, сцементированных в ячеистый агрегат. Если раковины имеют микроскопическую величину, образуется слабосвязанная, мягкая, только крошащаяся, мажущая порода - мел.

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.

      Пизолит - это уже более крупная горошина.

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.

Мергель - это несцементированная смесь карбоната кальция и глины.

1.3. Области применения известняков

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

- кускового известняка;

- щебня;

- штучного (стенового, пильного, бутового) камня;

- облицовочных плит;

- минеральной крошки;

- дробленого песка;

- минеральной ваты;

- известковой муки.

Основные потребители известняка:

- цементная промышленность (известняк, мел, мергель)

- строительство;

- металлургия;

- сельское хозяйство;

- пищевая промышленность;

- целлюлозно-бумажная;

- стекольная;

- кожевенная;

- медицина.

1.4. 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 других  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. 

1.5. 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.  Очень красивые мелки можно получить, смешивая  красную охру,  кармина, замешанных с молоком, отваром овсяной муки или раствором гумми-арабика. Обыкновенные мелки изготовляются из красного мела, красного болюса, колькотара.

 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.

2. Практическая часть.

2.1. 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?
- на кожу рук:
а) сушит

 б) аллергическая реакция
в) другое
г) нет последствий

- на дыхательную систему:
а) кашель
б) проявления астмы
в) другое
г) нет последствий

      Проанализировав анкеты учителей нашей школы, мы пришли к выводу, что качество школьных мелков учителей  устраивает не полностью, 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.

         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.

     Рекомендации  для уменьшения отрицательных последствий, которые появляются при постоянном контакте с мелом:

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.

2.2. Качественный анализ мела.

№ 1 Качественный анализ на содержание ионов кальция.

Ход работы.

Прокалила на спиртовке мел.

Вывод: Пламя спиртовки приобрело  красно – оранжевую окраску, что подтверждает наличие ионов кальция.

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

Ход работы.
В пробирку поместила мела и добавили немного уксусной кислоты.  
Вывод:  Мел – это известняк. При соприкосновении с уксусной кислотой он превращается в другие вещества, одно из которых углекислый газ, бурно выделяющийся в виде пузырьков.

№3 Качественный анализ на содержание примесей.

Распознавание гипса.
Ход работы.

Сначала растерла ступкой мел. Потом добавила дистиллированную воду и тщательно перемешала. Следующий этап – фильтрация. Затем каплю фильтрата поместила на предметное стекло и рассмотрела под микроскопом

Вывод: В процессе высыхания капли, растут кристаллики гипса, имеющие форму характерных иголок.

Распознавание крахмала.
Ход работы.

Крахмал  обнаружила с помощью йода и методом прокаливания.
Вывод: если при прокаливании мел чернеет, следовательно, что в его состав входит крахмал (углеводы при нагревании легко обугливаются); при действии йода раствор окрашивается в синий цвет.
Результаты исследования занесла в таблицу.

 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 мел в нашей школе,  узнала, что они состоят из карбоната ион, следовательно, там присутствует CaCO₃. Из примесей есть гипс и крахмал.
3.Анализируя анкеты учителей нашей школы,  пришла 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. Карцова А.А. Химия без формул. / А.А. Карцова; – СПб.: Авалон, 2005.

2. Мел // Естествознание: Энциклопедический словарь / Сост. В.Д. Шолле. – М.: Большая Российская Энциклопедия, 2002.

3. Ольгин О.М. Опыты без взрывов.; – М.: Химия, 1995.

4. Полосин В.С. Школьный эксперимент по неорганической химии. – М.: Просвещение, 1970.

5. Тяглова Е.В. Исследовательская деятельность учащихся: методическое пособие. – М.: Глобус, 2007.

6. Я познаю мир: Детская энциклопедия: Физика / Авт.-сост. Л.А. Савина. – М.: АСТ,   1995.

7. Интернет - источники

 http://www.proshkolu.ru/user/lkolganovado/blog/9963/

 http://portfolio.1september.ru/work.php?id=565737

 http://www.k-silikat.ru/chalk.php

 http://www.lformula.ru/index.php?part=him005&page=020

http://www.newchemistry.ru

 http://www.portfolio.1september.ru