Что входит в состав школьного мела

Обновлено: 02.07.2024

Во всем мире не найдется человека, который бы за свою жизнь не столкнулся с мелом. В миллионах классов на Земле школьники пишут мелом на доске. А что бы делал учитель без мела? 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.

В настоящий момент еще не найдена альтернатива известкового мела (восковый мел не подходит для использования на школьных досках). Сейчас в школах появляются интерактивные, маркерные доски и другие средства обучения. Однако школьный мел как существовал много сотен лет в школах, так и остался до сих пор. Качество школьного мела это проблема любого учебного заведения. Наша школа не является исключением. Я решила выяснить причину того, отчего школьный мел то сыпется, то оставляет чуть заметный след, а чаще царапает доску.

Актуальность работы заключается в том, что мел, используемый потребителем, отличается по качеству. А всегда ли качество связано с безопасностью для здоровья?
Проблема: низкое качество школьного мела может привести к заболеваниям учащихся и педагогов.
Цель: Изучение физических и химических свойств и влияние на организм человека школьного мела.

Задачи:
1. Собрать достоверную информацию о происхождении, составе, свойствах и применении школьного мела.
2. Провести эксперименты по изучению качественного и количественного состава различных сортов школьного мела, пригодности для использования.
3. Провести социологический опрос на выявление действия мела на организм человека.
4. Оценить влияние мела на здоровье человека.

В ходе работы использованы следующие методы исследования:
- поиск и анализ достоверной информации из достоверных источников;
- химический эксперимент;
- анкетирование учителей и анализ результатов.

Происхождение, свойства, применение мела

Мел — белая горная порода, мягкая и рассыпчатая. Мел не растворяется в воде.

Основу химического состава мела составляет карбонат кальция с небольшим количеством карбоната магния, но обычно присутствует и некарбонатная часть, в основном оксиды металлов. В составе мела обычно находится незначительная примесь мельчайших зёрен кварца и микроскопические псевдоморфозы кальцита по ископаемым морским организмам (радиолярии и др.) Нередко встречаются крупные окаменелости мелового периода: белемниты, аммониты и др. [6] Его элементы относятся к семейству щелочноземельных металлов, которые составляют подгруппу периодической системы элементов. Мел, которым мы пишем на доске, состоит преимущественно из раковинок морских корненожек. В океанах и морях оседают на дно раковины отмерших корненожек. За тысячи и миллионы лет скопляются громадные толщи раковинок, которые впоследствии при геологических перемещениях земной коры могут оказаться на суше в виде меловых и известковых гор (например, на Украине). Таким образом, ничтожно малые по своим размерам и грандиозные по своей массовости простейшие входят в состав земной коры.

Сотни лет человек использует мел для различных целей. Мел, которым мы пользуемся в классе, смешивают со связующими примесями, чтобы он не крошился. Лучший мел для школы на 95% состоит из мела. Добавляя различные красители, можно получить мел любого цвета. Мел используется для письма на больших досках для общего обозрения (например, в школах). Формованный школьный мелок на 40 % состоит из мела (карбонат кальция) и на 60 % из гипса (сульфат кальция). [4]

Мел применяют в лакокрасочной промышленности (белый пигмент), резиновой, бумажной, в сахарной промышленности — для очистки свекловичного сока, для производства вяжущих веществ (известь, портландцемент), в стекольной промышленности, для производства спичек. В этих случаях обычно используют так называемый мел осаждённый, полученный химическим путём из кальцийсодержащих минералов.

При недостатке кальция медицинский мел может быть прописан как добавка к пище.

Мел в числе других карбонатных пород в стекольном производстве применяется в качестве одного из компонентов шихты при варке стекла, вводимого в шихту в порошковом виде в количестве до 30 % от объема последней. Мел придает стеклу термическую стойкость, механическую прочность, устойчивость против химических реагентов и выветривания.[1]

Экспериментальное определение физико-химических свойств мела

Основные показатели качества

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

- крошится при письме
- пачкает руки
- чистота (белый)
- твердые вкрапления

Качественный анализ школьного мела

Основным компонентом мела является карбонат кальция. Природный (пиленый) мел не содержит никаких других компонентов. При изготовлении формованных мелков в порошок мела добавляются вещества – связующие, например, крахмал или гипс.
Чтобы узнать, какие связующие вещества применялись для изготовления имеющихся в классе мелков, проводится качественный анализ.

1) микроскоп
2) предметное стекло
3) пипетка
4) штатив лабораторный с кольцом и муфтой
5) воронка
6) пробка с газоотводной трубкой
7) ступка с пестиком
8) химический стакан
9) пробирки
10) фильтровальная бумага
11) стеклянные палочки
12) образцы школьного мела
13) дистиллированная вода
14) известковая вода
15) соляная кислота (разб.)
16) фарфоровая ложечка
17) спиртовка
18) спички
19) пинцет
20) спиртовый раствор йода
21) тиосульфат натрия
22) йодид калия

Распознавание карбонат – анионов (СО₃ 2- )

В пробирку внесли несколько кусочков мела и прилили небольшое количество разбавленной соляной кислоты HCl. Быстро закрыли пробирку пробкой с газоотводной трубкой. Конец трубки опустили в другую пробирку, в которой находится 2 – 3 мл известковой воды. Несколько минут наблюдали, как через известковую воду походят пузырьки углекислого газа. Известковая вода помутнела. Следовательно, в состав мела входят карбонат – анионы (СО₃ 2- ).

Вывод: Наличие в составе мелка карбоната кальция подтверждается с помощью соляной кислоты (выделяющийся углекислый газ вызывает помутнение известковой воды).

Распознавание крахмала.

Крахмал обнаружить просто. Например, если при прокаливании мелка он чернеет, то можно сделать вывод, что в его состав входит крахмал (углеводы при нагревании легко обугливаются). В качестве реактива на крахмал можно использовать и раствор йода. Крахмал мы обнаруживали с помощью спиртового раствора йода. На исследуемые кусочки мела нанесли по 2 – 3 капли раствора йода. Окраска раствора йода изменилась с круглым мелом (цвет синий). С остальными образцами мела окраска спиртового раствора йода не менялась.

Микрокристаллическая реакция на гипс.

Присутствие гипса в качестве связующего можно доказать проведением микрокристаллоскопической реакции. Каждый исследуемый образец мела измельчили в ступке и массу 1 грамм растворили в 2 мл. дистиллированной воды. Тщательно перемешали полученный раствор стеклянной палочкой. Полученный раствор профильтровали. Затем каплю фильтрата поместили на предметное стекло и рассмотрели под микроскопом. В процессе высыхания капли растут кристаллики гипса (если он входит в состав мела), имеющие форму характерных иголок и игольчатых друз.

Небольшие кусочки мела каждого исследуемого образца прокалили в пламени спиртовки. Пламя спиртовки приобрело красно – оранжевую окраску у каждого образца мела, что подтверждает наличие катионов кальция (Са 2+ ).

Вывод: Образцы мела все содержат ионы кальция и карбонат – анион, следовательно, в нём присутствует карбонат кальция (CaCO₃). Из примесей мы обнаружили гипс и крахмал.

Вывод по экспериментальной части:

1) Все исследуемые образцы мела содержат в своём составе катионы кальция.
2) Примеси в наших образцах были гипс, крахмал и клей.
3) Кусковой мел состоит из карбоната кальция и огромного количества примесей, пачкает руки, плохо пишет.
4) Круглый мел состоит из карбоната кальция, сильно пачкает руки, мягко пишет, крошится, т.к. в качестве связывающего вещества в нём крахмал.
5) Прямоугольный мел содержит карбонат кальция, мало крошится и меньше всего пачкает руки, но очень карябает доску, т. к. в качестве связывающего вещества содержит помимо гипса – клей.

Влияние школьного мела на здоровье учеников и учителей

На сегодняшний день сохранение и укрепление здоровья населения – одна из наиболее актуальных проблем. Здоровье человека всегда было предметом пристального изучения специалистов самых разных профессий.

По прогнозам Всемирной Организации Здравоохранения в начале 21 века самыми распространенными заболеваниями человека являются аллергические заболевания, бронхиальная астма, сердечно-сосудистые заболевания.

Как только ребенок идет в школу, он начинает пользоваться мелом. Школьный мел сопровождает нас с первого до одиннадцатого класса, педагоги пользуются им постоянно. Сегодня к школьному мелу предъявляются очень серьезные требования, поэтому школьный мел считается экологически чистым и безопасным продуктом. Однако в процессе использования школьный мел начинает пылить, забиваться в нос, пачкать руки. Некоторые учащиеся любят есть мел, а ведь школьный мел – это продукт, содержащий в своем составе помимо основных безопасных (как считается) компонентов: известняка, гипса, крахмала, еще и склеивающие вещества (клей ПВА, БФ, казеиновый, канцелярский и др.), красители, что не совсем безопасно для их здоровья. [4]

Для выяснения воздействия мела на здоровье человека мы опросили наших учителей, которые в силу специфики своих предметов вынуждены постоянно пользоваться мелом.

Анкета для учителей

1. Как вы считаете, оказывает ли постоянная работа с мелом влияние на ваш организм?

2.Имеются ли отрицательные последствия, если да, то какие?
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.

3. Можно ли заменить доску и мел в школе? Если да, то чем?

Проанализировав анкеты учителей нашей школы, мы пришли к выводу, что 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.

По мнению большинства опрошенных учителей, школьный мел негативно влияет на кожу рук и может вызвать аллергические реакции при вдыхании частиц мела. Половина опрошенных отметили, что вынуждены постоянно пользоваться увлажняющим кремом для рук. Есть среди учителей и те, кто получил серьезные проблемы с кожей рук: экземы, шелушение и трещины на ладонях.

Несмотря на технический прогресс, по мнению учителей полностью заменить мел пока нельзя. Хорошей альтернативой стали бы доски для письма маркерами и интерактивные доски.

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

Заключение

Школьный мел – это продукт, содержащий в своем составе помимо основных безопасных (как считается) компонентов: известняка, гипса, крахмала, еще и склеивающие вещества (клей ПВА, БФ, казеиновый, канцелярский и др.), красители, что не совсем безопасно для их здоровья.

Исследуемые образцы мела имеют содержание карбоната кальция от 40 до 80% и содержат гипс. Несмотря на внешнее сходство, образцы ведут себя по-разному при добавлении горячей воды и соляной кислоты.

Изучив литературу, я рекомендую учителям тщательно мыть тряпку от мела и не стирать мел с доски сухой тряпкой. Уменьшить негативное влияние мела на кожу рук можно, если завернуть мел бумагой, а лучше фольгой. Еще один вариант решения проблемы сыпучести мела: заранее обработать поверхность мела канцелярским силикатным клеем.

Проведение исследования позволило мне научиться планировать и проводить химические эксперименты и получать достоверные результаты. Результаты опытов обрабатывали методами математической статистики.

Список источников

1. Карцова А.А. Химия без формул. / А.А. Карцова; – СПб.: Авалон, 2005. С. 101-103.
2. Мел // Естествознание: Энциклопедический словарь / Сост. В.Д. Шолле. – М.: Большая российская энциклопедия, 2002. – 543 с.
3. Мел // Даль В. Толковый словарь живого великорусского языка: в 4 т. М.: Рус. яз., 1998 Т 4. – 688 с.
4. Ольгин О.М. Опыты без взрывов. / О.М.Ольгин; – М.: Химия, 1995. 136 с.
5. Справочник школьника. Химия / Сост. М. Кременчугская, С. Васильев. М.: Филолог, 1995. 380 с.
6. Степин Б.Д. Аликберова Л.Ю. Книга по химии для домашнего чтения. / Б.Д. Степин, Л.Ю. Алкберова. – М.: Химия, 1995. 270 с.
7. Я познаю мир: Детская энциклопедия: Химия / Авт.-сост. Л.А. Савина. – М.: АСТ, 1995. – 448 с.

Интернет источники

Работу выполнила: Бабуева Саяна, 8 класс
Руководитель: Гармаева Бутит-Цыбжит Павловна, учитель химии

Белый мел от FILA-GIOTTO, 100 штук в упаковке, отличного качества.
Всем хорошо знакомые школьные доски с тёмной поверхностью, на которой так удобно писать мелом, до сих существуют во многих учебных заведениях самых развитых стран. Дело в том, что они - самые удобные и самые безопасные, какие бы новинки не появлялись.

Новые маркерные доски могут выделять эфиры и вызывать астму, а интерактивные доски дают излишнее напряжение на глаза. Поэтому у обычной традиционной доски конкурентов нет.

Главное - чтобы доска была хорошая, и мел для неё - тоже.

Мел школьный белый. ГДЕ КУПИТЬ. Школьные мелки можно купить в майшоп - в каталоге есть упаковки по 100 штук, а также цветные мелки. Также смотрите каталоги и в лабиринте. И в озоне - в разделе аксессуаров для досок.

Не весь мел хорош. Один мел крошится, превращаясь в пыль; другой - царапает доску, третьего практически не видно на доске, слишком бледный.

12 неосыпающихся белых мелков. Для рисования на доске или асфальте. Мелки имеют пониженное выделения пыли, изготовлено с экологически чистых материалов и легко смываются водой с рук и одежды.

Одно из событий - появление так называемых некрошащихся мелков без пыли. Делают их обычно с использованием казеина. Это такие мелки, которые не пачкают руки и одежду, их изготавливают по специальной технологии. Хотя мелки и называются некрошащимися , тем не менее, их частицы всё же всегда присутствуют в воздухе школьных помещений. Обычный хороший мелок ничуть не хуже.

Качественные мелки не крошатся, образуют минимум меловой пыли, имеют насыщенные цвета; белый мелок отлично видно на школьной доске.

Раньше (ещё недавно) все доски для письма мелом были исключительно деревянными. Их покрывали матовой краской, обычно чёрной или тёмно-коричневой. Такой фон обеспечивал максимальную контрастность с записями, сделанными мелом. Современная же школьная доска имеет металлическую основу, что позволяет работать не только с мелом, но и размещать на ней вспомогательные пособия на магнитах. Краску для покрытия рабочей поверхности сегодня не использует ни один производитель досок; у каждой компании разработаны свои специальные составы, к которым предъявляются повышенные требования по устойчивости к химическим и механическим воздействиям.Очень хороши доски, изготовленные из металла с лаковым покрытием.

Мел школьный - состав

Для лучших сортов мелков применяется отмученный мел (в торговле он называется плавленный мел). Для приготовления отмученного мела применяют природный натуральный мел. Такой мел абсолютно безвреден и не содержит никаких посторонних компонентов. Он абсолютно не токсичен.

Более дешёвые мелки можно приготовить размешиванием в воде смеси из светлой глины хорошего качества и мела, но такими можно рисовать на асфальте, это не для школьных досок.

Школьный мел предназначен для детей, и поэтому он должен обладать безопасностью. Токсичных примесей при производстве школьного мела не применяется. Состав и все свойства изделия должны быть указаны на упаковке мела. Школьный мелок должен изготавливаться с учётом всех существующих стандартов производства из экологически чистого сырья. Только тогда мел в школе и дома будет безопасен, а возможность отравления исключена. Для школ мел выпускается прессованный и кусковой.

Основой прессованного мела является сульфат кальция, получаемый из гипса. При изготовлении школьного мела, который имеет форму, применяют крахмал и известняк.

Для ежедневного использования в школах больше всего подходит кусковой природный мел, почти на 100% состоящий из карбоната кальция. Этот вид школьного мела наиболее безопасен для здоровья ребёнка (и, что немаловажно, и учителя).

Производители мелков

Наиболее известные отечественные предприятия по производству мелков — Алгем , Эликонт , Вакарис , Пегас , Квартет-1 . Самый старый завод в России по производству мела расположен в Белгороде, а одним из самых первых на рынке является компания Алгем - она первая начала отливать мел, запатентовав состав и квадратную форму. Литой белый мел содержит гипс в минимальном количестве.

Мел круглый "White Peps" от Maped, 100 штук, белый - один из лучших видов мела для школы. Высококачественный мел из карбоната кальция. Для детского творчества и школы. Не крошится. Технология меньше пыли . Круглая форма позволяет чертить и рисовать без напряжения руки.

Другие компании по производству хорошего мела - это Пифагор , Brauberg, Хатбер , Koh-I-Noor. Лучшими считаются Maped, Herlitz.

В случае с белыми мелками наиболее всего популярны объёмные упаковки - сразу 100 штук. А вот цветными мелки покупают небольшими коробками, по 6-12 мелков. Объясняется такая разница очень просто: цветные мелки ориентированы на детей младшего и среднего школьного возраста, их покупают родители для рисования на асфальте. Белый мел — это в основном продукт для образовательных учреждений, его закупают школы, или родители на класс, сразу на весь учебный год. Школа может закупать мел подешевле, поэтому лучше всего, когда родители сами выбирают и покупают качественный мел для своего класса - особенно это важно для младшей школы.

Так же, как и чернографитные карандаши, мелки имеют градацию по твёрдости. Она зависит от степени сушки и состава мелка. Более твёрдый мелок рассчитан на рисование на асфальте, для школьных досок лучше всего мел средней твёрдости, а мягкий используется для портновских работ.

Действие мела на организм обусловлено индивидуальными особенностями каждого человека. Как и любая пыль, меловая пыль также накапливается в дыхательных путях, вызывая раздражения. Отсюда кашель, першение в горле, чихание. Пострадать может и чувствительная кожа. Руки от мела могут чесаться, кожа сохнуть.

Белые школьные мелки "Koh-i-Noor" классической формы предназначены для письма и рисования на школьных досках, асфальте и бетоне. Мелки легко и мягко пишут, оставляют четкий и яркий след. В наборе 100 мелков белого цвета.

- это пристрастие людей с пониженным содержанием железа. Такой феномен часто наблюдается у беременных женщин и детей. Тем более мел в школе должен быть совершенно безопасный.

Мел (помимо изготовления мелков) применяется во многих других отраслях: в сахарной, резиновой, бумажной, стекольной промышленностях, при получении соды. Мел — необходимый компонент мелованной бумаги, используемой в полиграфии для печати качественных иллюстрированных изданий. Молотый мел широко применяется в качестве материала для побелки, окраски заборов, стен, бордюров, для защиты стволов деревьев от солнечных ожогов.

Как самому сделать мелок из мела

Мелки можно делать даже и самостоятельно, если знаете, где взять чистый мел. При изготовлении цветного мела порошок мела смешивают с соответствующим количеством минеральных красок и замешивают в водном растворе столярного клея, гумми-арабика или декстрина, также используются пивные дрожжи, клейстер из овсяной муки. В качестве наполнителя для белых мелков можно применять гипс, алебастр, а также и свинцовые белила, но эти материалы 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. Тщательно замешанные мел, красящее вещество и связующее вещество выкладывают на стол или на доски, которые предварительно покрываются 5-6 листами макулатуры или любой бумаги, которую не жалко. Бумага поглощает влагу, и масса приобретает густую консистенцию. Когда масса станет достаточно густой и её можно будет брать в руки, что она не прилипает, берут кусок массы величиной с орех, скатывают в шарик, а затем раскатывают ладонью в цилиндрик. Далее цилиндрик прокатывают при помощи гладкой дощечки, чтобы он стал ровный и гладкий. Отформованные мелки помещают на доски, покрывают бумагой и сушат в тени.

Если много работаете с мелом.

Если постоянная работа с мелом вызывает сухость кожи рук и кашель, эти симптомы со временем могут привести к заболеваниям аллергического характера.

Белые школьные неосыпающиеся мелки "Crayola" изготовлены из экологически безопасных материалов, они не образуют пыли и не рассыпаются. 12 штук.

Для профилактики аллергических реакций на мел рекомендуется:

во время работы с мелом почаще мыть руки со смягчающим туалетным мылом: хорошо подходит глицериновое, ланолиновое, вазелиновое и молочное мыло, жидкое мягкое мыло, а также крем-мыло Dove, и т.п.;
после каждого урока желательно смазывать руки увлажняющим кремом для рук;
стирать мел с доски только влажной тряпкой - так меловой пыли гораздо меньше;
промывать тряпку для стирания мела с доски как можно чаще, чтобы она была чистой.

Мел школьный - белый и цветной

Цветные мелки для рисования по школьным доскам, асфальту, бумаге и другим поверхностям.

Мел "Фиксики", 6 цветов.

Мел цветной, 100 штук. Цветные мелки для рисования по школьным доскам, асфальту, бумаге и другим поверхностям. Удобны в использовании, не крошатся, яркие и насыщенные цвета, высокая покрывающая способность. Не царапают доску. Не пачкают руки.

Мел для досок 150 штук, белый, беспыльный. Легко стирается и не царапает поверхность. Обеспечивает длительное письмо - не крошится. Сделано в России.

Когда мы были в школе, то любой из нас писал мелом на доске. Дети часто рисуют разноцветными мелками на асфальте. Мел довольно часто используется в нашей жизни. А знаете ли вы из чего делают мел?

Сам по себе мел - это осадочная горная порода белого цвета, мягкая и рассыпчатая, нерастворимая в воде, органического (зоогенного) происхождения. Является видом известняка и состоит из минерала кальция (кальцит), который еще называют карбонатом кальция или CaCO3.

90 миллионов лет назад в Северной Европе мел накапливался в нижней части великого моря. Простейшие организмы, такие как фораминиферы, жили на морском мусоре, который осыпался вниз из верхних слоев океана. Их частицы были сделаны из кальцита, извлеченные из морской воды.

Школьные мелки , которые используются в школах, институтах и просто по необходимости для письма на больших поверхностях только на 40% состоят из мела, остальные 60% это гипс .

Теперь вы знаете, что школьные мелки только на 40% состоят из мела, а другие 60% - это гипс.

В видео фрагменте передачи "Галилео" показано как делают мелки:

Особенности возникновения

Немногие знают, из чего делают мел. Уделим внимание его возникновению в природе. Когда на Земле жили динозавры (а это было примерно 80 млн лет назад), был Меловой период. В крохотных морях того времени обитали миллионы маленьких моллюсков, которые свои скелеты и раковины строили из кальция, находящегося в воде. В донных отложениях скапливались останки существ многометровыми слоями и трансформировались в белый мел.

Структура минерала

До 10 % мела находится в составе раковин крохотных моллюсков фораминифер.
Около 10 % - обломки скелетов многоклеточных животных, простейших существ, которые накапливают кальций в тканях.
До 50 % составляет мелкодисперсный кристаллический кальцит.
До 3 % - кусковый мел (в виде силикатов). Он представлен в виде мусора геологического (остатков горных пород, песка), занесенного течениями и ветрами в меловые отложения.
Во фрагментах наростов водорослей находится до 40 % солей кальция. Микроскопическая живая взвесь в морях – это кокколитофоры, создающие известковый ил.

Химический состав

Итак, вы уже знаете, из какого камня делают мел. Теперь рассмотрим его состав. Известно, что белый минерал содержит до 50 % оксида кальция, и примерно 2 % оксида магния. Какие субстанции придают окраску этому минералу?

Мел иногда может содержать даже 3-4 % оксида алюминия, а также немного оксидов железа. В этом случае он будет иметь розовый или красный оттенок.

Считается, что химическая формула этой горной породы идентична формуле карбоната калия - СаСО₃.

В его состав входят:

оксид алюминия – до 4 %;
углекислый газ – до 43 %;
окиси кальция – от 47 до 55 %;
диоксид кремния – не более 6 %;
окись магния – не более 2 % от общего веса тела;
иногда железо – не более 0,5 %.

Кстати, высокое содержание кремния увеличивает плотность мела.

Интересные факты

Вы знаете, из чего делают школьный мел? Можно ли его есть? Если у человека в организме недостаточно кальция, у него возникает тяга к поеданию мела. Доктора к данному вопросу относятся неоднозначно. Когда он оказывается под влиянием желудочного сока (соляной кислоты концентрированной), он значительно меняет свои качества.

Мел проходит через большое число окислительных процессов. В итоге он лишается первичной нейтральности, превращается в химическое агрессивное соединение, похожее по свойствам на гашеную известь (гидроксид кальция).

Именно поэтому слизистая оболочка ЖКТ при контакте с окисленным минералом серьезно страдает.

Если мел употреблять в пищу в больших количествах, это спровоцирует известкование сосудов. При недостатке кальция намного безопаснее принимать особые медпрепараты, к примеру, глюконат кальция.

Доктора предупреждают пациентов о недопустимости применения в пищу аграрного кормового, канцелярского, строительного мела.

Применение и добыча

Как делают мел? В основном его получают путем карьерных открытых разработок. Добытые глыбы крошат, затем погружают в воду. При беспрестанном размешивании частички кальция всплывают на поверхность. Их высушивают и используют для разнообразных целей. Кстати, в виде кладочного сырья мел применять неразумно, так как у него малая твердость.

Камни, которые не прошли подобную переработку, отправляют на обжиг. В результате образуется известь, которую долгое время использовали для побелки потолков внутри строений. Сегодня такая сфера применения почти отсутствует, так как были созданы иные отделочные материалы.

Нынче мел добавляют в разные цементные смеси для того, чтобы придать им дополнительную мягкость. Также минерал востребован при создании стекла, пластмасс, резины, каучука, смесей композитных и лакокрасочных материалов.

В огромных количествах породу применяют в ковровой и линолеумной промышленности. С его помощью регулируют вязкие качества латексного клея, улучшают теплосберегающие свойства изделий, придают им прочность.

Кальций необходим для изготовления удобрений почвенных и комбикормов. Порошок меловой – это база для создания многих косметических средств: помады губной, пудры, кремов. Сложно представить функционирование бумажной и картонной промышленности без этого материала.

Физико-химические характеристики

В зависимости от своеобразия месторождений, в природных свойствах мела могут быть значительные отличия. Существенно влияет на минерал влажность воздуха. Он в воде не растворяется, а формует суспензию. Карбонат кальция при впитывании влаги свою прочность теряет. Пластичность материала при этом значительно увеличивается.

Это вносит серьезные проблемы в переработку и добычу мела, он прилипает к ковшу экскаватора. Имеет незначительную морозостойкость. После размораживания он распадается на большое число мелких отдельных частиц. Данное свойство применяют в сельском хозяйстве для снижения кислотности почвы.

Чем мел отличается от извести?

Несмотря на общие корни, эти материалы отличаются по составу, свойствам. Оба считаются экологически безопасными, но известь получают путем обжига природного известняка, а в составе мела имеется углекислый газ.

Желаете собственными силами отличить известь от мела? Возьмите маленькую горсть каждого сырья, разотрите в пыль, а затем смойте тонкой струей воды. Мел тот час же исчезнет вместе с водой, а вот для того чтобы удалить известь, придется порядочно потрудиться.

От известковой побелки следов не остается. Мел же будет долгое время напоминать о себе даже после окончания ремонта. У извести обнаружены великолепные антисептические свойства, поэтому ее применяют для защиты кустарников и деревьев от поражения насекомыми.

Применение в школе

Каждый должен знать, из какого камня делают школьный мел. На первый взгляд, этот продукт имеет невзрачный вид. Он весьма актуален для учеников и учителей в учебных заведениях, его расходуют малыши, рисуя на городских тротуарах. Потребитель требует качества от любой продукции, и мел исключением не является.

Многие учителя жалуются, что он кожу разъедает, сыпется с доски, сильно руки пачкает, раздражает голосовые связки. В чем причина?

Известно, что школьный мел на 40 % состоит из карбоната кальция и на 60 % из гипса или иной любой связующей субстанции (крахмала, клея ПВА). Также в нем есть немного оксидов металлов, карбоната магния, примесей кварца, морских ископаемых организмов (фораминиферов, радиолярий).

Когда с морского дна слои породы были подняты на поверхность, они образовали меловые скалы, самые известные из которых расположены в Англии и Франции. В РФ самые большие месторождения размещены в Белгородской и Воронежской областях, а также в Ульяновской, Саратовской и Брянской.

Самый древний в России завод по изготовлению мела находится в Белгороде. В районе этого города минерал, как горную породу, добывают и сегодня. Именно из белгородских карьеров его развозят по всем предприятиям, производящим материал поштучно.

Производство

Мел для рисования применялся издавна. Археологи и ныне обнаруживают пещерные рисунки, сделанные этой породой. Некоторые художники рисовали эскизы своих картин. Именно тогда мел для удобства приобрел свою общепринятую форму в виде палочки.

Так как мел – это рассыпчатая и мягкая горная порода (порошок), его часто смешивают со связующими субстанциями – водой и глиной. После полученную массу помещают в формочки и сушат. Если необходим цветной материал, в смесь добавляют разнообразные примеси. Для получения черных мелков, к примеру, добавляют углерод, а для ярко-красных – оксид железа.

Некоторые производители в виде связующего вещества добавляют декстрин или гипс. И уже из этой смеси далее делают школьный мел. Для получения цветных мелков на последнем этапе иногда добавляют красители.

Базовые требования

Мы уже ответили на вопрос, из чего делают школьный мел. Состав его довольно-таки разнообразен. Базовые требования, предъявляемые к писчему материалу, такие:

не должен сыпаться при письме на доске;
не должен руки пачкать сильно;
белый продукт должен быть чистым;
отсутствие твердых вкраплений, царапающих доску.

Кстати, мел кожу рук разъедать не может, так как реакция его среды нейтральна. Беспрестанная работа с этим минералом может вызывать сухость кожи рук. Поэтому чаще мойте их, смазывайте защитным кремом.

ИЗУЧЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ШКОЛЬНОГО МЕЛА, ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Мел, его происхождение, состав, применение ……………………..

Изучение химических свойств школьного мела, его влияние на здоровье человека ……………………………………………………..

2.1. Результаты проведенного исследования по выявлению влияния школьного мела на здоровье учителей МБОУ СОШ №28 г.о.Самара (2015-2016 уч. год)…………………………………………………….

Результаты исследования по определение содержания карбоната кальция (CaCO₃) в школьном и строительном меле…….

2.3. Рекомендации по использованию школьного мела…………….

ВВЕДЕНИЕ

На сегодняшний день сохранение и укрепление здоровья населения - одна из наиболее актуальных проблем. Как только ребенок идет в школу, он начинает пользоваться мелом. Школьный мел сопровождает нас с первого до одиннадцатого класса, педагоги пользуются им постоянно. Сегодня к школьному мелу предъявляются очень серьезные требования, как и к любому продукту потребления.

Гипотеза: ни в каждом исследуемом образце, при проведении химического эксперимента, будет обнаружено наличие карбоната кальция.

Объект исследования: мел и его свойства.

Предмет исследования: карбонат кальция, как вещество, входящее в состав школьного и строительного мела.

В ходе работы использованы следующие методы исследования:

- поиск и анализ информации из достоверных источников;

- анализ полученных данных (оформление полученных результатов в виде таблиц, схем, презентации).

Актуальность нашего исследования заключается в том, что производители мела, чтобы снизить свои затраты и повысить прибыль, зачастую идут на хитрости и вместо мела, содержащего карбонат кальция, используют более дешевый материал, который может оказывать негативное воздействие на организм человека. Многие учителя, имеющие длительный опыт работы в школе, заметили, что, используя в настоящее время школьный мел, у них появляться сухость кожи рук, возникать слоение ногтевой пластины, трескается кожа рук, появляется сухой кашель, мел разъедает кожу, сильно пачкает руки, сыпется с доски, вызывает раздражение голосовых связок и т.п. Однако, кроме учителей, мелом пользуются также и учащиеся, которые при частом использовании мела испытывают такое же негативное его воздействие на организм.

В нашем исследовании мы попытаемся доказать, что в домашних условиях экспериментально можно определить наличие или отсутствие карбоната кальция в различных образцах мела.

Цель исследования: экспериментально определитьсодержание карбоната кальция (CaCO₃) в школьном и строительном меле.

Задачи:

Изучить литературу по проблеме исследования;

Провести химический эксперимент по определению содержания карбоната кальция в строительном меле и школьном меле, различных производителей;

Дать рекомендации учителям и учащихся по безопасному использованию школьного мела;

Оформить результаты исследования и сделать выводы.

МЕЛ, ЕГО ПРОИСХОЖДЕНИЕ, СОСТАВ, ПРИМЕНЕНИЕ

Мел — белая горная порода, мягкая и рассыпчатая, не растворяется в воде. Он входит в состав земной коры и его часть более 4% от всей коры. Больше 20% осадочных пород состоит из известняка или мела.

Мел, которым мы пишем на доске, состоит преимущественно из раковинок морских корненожек. В океанах и морях оседают на дно раковины отмерших корненожек. За тысячи и миллионы лет образуются громадные толщи раковинок, которые впоследствии при геологических перемещениях земной коры могут оказаться на суше в виде меловых и известковых гор.

В энциклопедическом словаре под мелом понимается тонкоземлистый, мягкий, марающийся (пишущий) известняк, в чистом виде белого цвета, иногда же сероватый или желтоватый[2,3].

Основным компонентом мела является карбонат кальция.

Карбонат кальция (углекислый кальций) — неорганическое химическое соединение, соль угольной кислоты и гидроксида кальция. Химическая формула —CaCO₃. В природе встречается в виде минералов — кальцита, арагонита и ватерита, является главной составной частью известняка, мрамора, мела, входит в состав скорлупы яиц. Нерастворим в воде и этиловом спирте.

В природе встречаются три полиморфные модификации (минералы с одинаковым химическим составом, но с различной кристаллической структурой): кальцит, арагонит и фатерит (ватерит). Некоторые горные породы (известняк, мел, мрамор, травертин и другие известковые туфы) практически полностью состоят из карбоната кальция с некоторыми примесями. Кальцит является стабильным полиморфом карбоната кальция и встречается в самом разнообразном геологическом окружении: в осадочных, метаморфических и магматических горных породах. Около 10 % всех осадочных пород составляют известняки, сложенные преимущественно кальцитовыми остатками раковин морских организмов. Арагонит является вторым по устойчивости полиморфом CaCO₃ и в основном образуется в раковинах моллюсков и скелетах некоторых других организмов. Также арагонит может образовываться и в неорганических процессах, например в карстовых пещерах или гидротермальных источниках. Фатерит является наименее стабильной разновидностью этого карбоната, и очень быстро превращается в воде либо в кальцит либо в арагонит. В природе встречается относительно редко, когда его кристаллическая структура стабилизирована теми или иными примесями.

Мел находит довольно значительное применение в практике. Он входит в состав разного рода красок и замазок, строительных смесей, в состав различных порошков для чистки металлов и зубов, а также служит для письма. Условно мел можно классифицировать на строительный и школьный.

Строительный мел – это грубо обработанный материал, содержащий большое количество примесей и химических веществ, которые добавляют для придания ему тех или иных свойств.

Школьный мел бывает 2х основных типов - кусковой и прессованный. Кусковой мел сейчас встречается очень редко. Такой мел делают, распиливая меловые глыбы, добываемые в карьере. Природный (кусковой) мел содержит только карбонат кальция. Основа же для прессованного мела - не карбонат, а сульфат кальция (CaSO₄), который получают из гипса (CaSO₄-2H₂O). При изготовлении формованных мелков в порошок гипса добавляются такие компоненты, как известняк, крахмал, а также склеивающие вещества (клей ПВА, БФ, казеиновый, канцелярский и др.) Формованные мелки также содержат разного рода красители.

2.ИЗУЧЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ШКОЛЬНОГО МЕЛА, ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

2.1. Результаты проведенного исследования по выявлению влияния школьного мела на здоровье учителей МБОУ СОШ №28 г.о. Самара (2015-2016 уч. год)

Для того чтобы определить влияет ли школьный мел на здоровье человека мы опросили 10 учителей МБОУ СОШ №28 г.о. Самара, которые в силу специфики своих предметов вынуждены пользоваться мелом. Для этого мы их попросили ответить на несколько вопросов анкеты, которая представлена в приложении 1. Минимальный педагогический стаж, опрошенных нами учителей составил 6 лет, а максимальный 35.

Рис.1 Диаграммарезультатов опроса

Рис. 2 Диаграмма результатов опроса

В результате нашего опроса мы выяснили, что больше половины опрошенных отметили, что вынуждены постоянно пользоваться увлажняющим кремом для рук.

Несмотря на технический прогресс, по мнению учителей полностью заменить мел пока нельзя. Хорошей альтернативой стали бы доски для письма маркерами и интерактивные доски, но к сожалению ни каждая школа может позволить обеспечить каждого учителя этими досками.

Полученные результаты опроса подтвердили актуальность выбранной нами темы для исследования.

2.2. Результаты исследования по определение содержания карбоната кальция (CaCO₃) в школьном и строительном меле

С химической точки зрения карбонат кальция - CaCO₃- это кальциевая соль угольной кислоты. При взаимодействии карбонатов практически с любой кислотой будет образовываться угольная кислота, которая мгновенно распадается на углекислый газ и воду, поэтому при взаимодействии карбоната кальция с любой кислотой будет выделяться углекислый газ. При проведении химического эксперимента в домашних условиях в качестве кислоты (для определения карбоната кальция) мы использовали всем нам известную уксусную кислоту- (эта́новая кислота) — органическое вещество с формулой CH₃COOH. Слабая, предельная одноосно́вная карбоновая кислота, представляет собой бесцветную жидкость с характерным резким запахом и кислым вкусом. [1]

В качестве исследуемых образцов нами были использованы строительный мел, природный и кусочек школьного мела Chalk, фото представлены на рисунке 3.

Рис. 3 Фото исследуемых образцов

Пробы исследуемых образцов были помещены в стаканы, в каждый из которых была добавлена уксусная кислота (CH₃COOH), уксус столовый 9% фото которого представлены на рисунке 4.

Рис. 4 Фото используемой в эксперименте уксусной кислоты

При внесении в стакан с уксусом пробы со строительным мелом наблюдалось бурное выделение углекислого газа (при внесении горящей спички в среду с углекислым газом, пламя тухнет), что подтверждает наличие в нем карбоната кальция. Полученных результаты исследования представлены на рисунке 5.

Рис. 5 Фото экспериментального исследования строительного мела на наличие в нем карбоната кальция

Химическая реакция, лежащая в основе проведенного нами эксперимента, выражается следующим уравнением:

2CH₃COOH + CaCO₃(CH₃COO)₂Ca+СО₂+Н₂О[1].

Две молекулы уксусной кислоты при взаимодействии с одной молекулой карбоната кальция, приводит к образованию одной молекулы соли ацетата кальция, одной молекулы углекислого газа и одной молекулы воды.

При проведении реакции со школьным мелом, после добавления уксусной кислоты, выделение газа не наблюдалось, т.е. содержание карбоната кальция не обнаружено. Результаты исследования образца школьного мела представлены на рисунке 6.

Рис. 6 Фото результатов исследования школьного мела на наличие в нем карбоната кальция

Полученные нами результаты экспериментального исследования подтвердили выдвинутую нами гипотезу: ни в каждом исследуемом образце, при проведении химического эксперимента, будет обнаружено наличие карбоната кальция.

2.3. Рекомендации по использованию школьного мела

Изучив литературу и проведя исследование, мы рекомендуем учителям следующие правила при использовании школьного мела, которые помогут уменьшить его негативное воздействие на их здоровье и здоровье учащихся:

Тщательно мыть тряпку от мела;

Не стирать мел с доски сухой тряпкой;

Уменьшить негативное влияние мела на кожу рук можно, если завернуть бумагой, а лучше фольгой, ту часть мела, которую держат рукой при написании;

Мойте руки после каждого использования мела и используйте крем для рук;

Чтобы сделать школьный мел не пачкающим руки, достаточно окунуть его на несколько секунд в разбавленное в 2—3 раза молоко (после такой процедуры мел перестает пачкаться, а писать будет по-прежнему хорошо);

Лучший мел для ежедневного использования в школе — это природный (кусковой) мел, который на более чем на 95% состоит из карбоната кальция, безопасного для здоровья человека;

Определить наличие карбоната кальция можно в домашних условиях, используя уксусную кислоту.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

По результатам проведенного нами исследования можно сказать, что все поставленные нами задачи был решены.

Практической ценностью работы является глубокое изучение выбранной темы: прочитана литература по проблеме исследования; проведен химический эксперимент по определению содержания карбоната кальция в строительном меле и школьном меле различных производителей и доказано, что не все производители школьного мела используют карбонат кальция для его производства; даны рекомендации по безопасному использованию школьного мела, которыми могут воспользоваться учителя для сохранения их здоровья и здоровья учащихся; оформлены результаты исследования и сделаны выводы.

Данная работа может быть использована на уроках и во внеклассной работе естественно-научного цикла. Собранный материал может представлять интерес для широкого круга слушателей, интересующихся окружающим нас миром.

Проведение исследования позволило научиться планировать и проводить химические эксперименты и получать достоверные результаты.

БИБЛИОГРАФИЯ

Карцова А.А. Химия без формул. / А.А. Карцова; – СПб.: Авалон, 2005. С. 101-103.

Мел // Естествознание: Энциклопедический словарь / Сост. В.Д. Шолле. – М.: Большая российская энциклопедия, 2002. - 543 с.

Мел // Даль В. Толковый словарь живого великорусского языка: в 4 т. М.: Рус. яз., 1998 Т 4. - 688 с.

Я познаю мир: Детская энциклопедия: Химия / Авт.-сост. Л.А. Савина. – М.: АСТ, 1995. – 448 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Анкета-опросник

Влияет ли школьный мел на ваше здоровье?

Какой предмет Вы преподаете? ___________________________________

Ваш стаж педагогической деятельности? ___________________________

Используете ли Вы при работе школьный мел? ______________________

Испытывает ли кожа ваших рук дискомфорт при использовании мела? ______________________________________________________________

Применяете ли Вы какие-нибудь меры для борьбы с дискомфортом при использовании школьного мела?

Читайте также: