Исследовательская работа по теме Школьный мел и его влияние на здоровье учителей2

Краевой научно-практическая конференция
«Шаг в науку-2014»
Группа «ЮНИОР»
Секция «Химия и химические технологии»

Школьный мел и его влияние на здоровье учителей


Российская Федерация, Забайкальский край
Агинский Бурятский округ
село Хара-Шибирь
Бабуева Саяна
МОУ « Хара-Шибирская средняя общеобразовательная школа»
8 класс
Руководитель: Гармаева Бутит-Цыбжит Павловна
учитель химии
МОУ «Хара-Шибирская средняя общеобразовательная школа»









с.Хара-Шибирь
Во всем мире не найдется человека, который бы за свою жизнь не столкнулся с мелом. В миллионах классах 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:
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 человека.
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 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.
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 мел

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





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

Таблица «Основные показатели качества мела»

Мел
Цвет
Сыпучесть
Маркость
Твёрдые вкрапления
Твёрдый, мягкий

Кусковой
Серо – белый
Средняя
Средняя
Имеются
Твёрдый

Круглый
Белый
Большая
Большая
Отсутствуют
Мягкий

Прямоугольный
Белый
Средняя
Средняя
Отсутствуют
Твёрдо - мягкий



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.

Практическая работа «Качественный анализ мела»

Оборудование: 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 (СО32-).
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 (СО32-).
СаСО3 + 2HCl СаCl2 + СО2 + Н2О
СО32- + 2Н+ СО2 + Н2О
СО2 + Са(ОН)2 СаСО3 + Н2О
Вывод: Наличие в составе мелка карбоната кальция подтверждается с помощью соляной кислоты (выделяющийся углекислый газ вызывает помутнение известковой воды).
Распознавание крахмала.