Нордопов Аркадий

В работе рассматривается изготовление цветных мелков из подручных материалов: гипс, крахмал, яичная скорлупа. Проводится исследование их качеств.

Скачать:

Предварительный просмотр:

МОУ «Могойтуйская средняя общеобразовательная школа №1 имени В.Р.Гласко»

НПК младших школьников «Я - исследователь»

Исследовательская работа по теме

«Изготовление цветных мелков»

Выполнил: Нордопов Аркадий

ученик 2-б класса

Руководитель: Цыбикова А.В.

учитель начальных классов

пгт. Могойтуй

2017 год

1. Введение
2. Что такое мел?
3. Применение мела.
4. Технология изготовления школьного мела.
5. Практическая часть. Изготовление цветных мелков.
6. Заключение.
7. Источники информации.

1. 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 в школе с мелом. Да и рисуем мелом на асфальте, заборах, на стенах домов мелом.

В школе мел даёт нам учитель. Дома мы просим купить мел родителей, но родители не будут же каждый день покупать нам мел. И меня заинтересовал вопрос: а можно ли самому изготовить мел и из чего?

Объект исследования : цветные мелки.

Предмет исследования : компоненты мела: гипс, крахмал, яичная скорлупа, клей, краски.

Гипотеза : существует мнение, что мел можно изготовить и в домашних условиях из подручных средств.

Цель: изготовить цветные мелки своими руками в домашних условиях

Задачи:

1) изучить историю мела;

2) узнать про технологию его изготовления и применение мела в жизни человека;

3) изготовить цветной мел в домашних условиях;

4) опробовать изготовленный мел на асфальте;

5) обобщить результаты работы.

Методы исследования:

1. изучение информации;
2. практический (изготовление мела);
3. наблюдение;
4. обобщение.

Практическая значимость заключается в описании разных способов изготовления цветного мела в домашних условиях. А также можно предложить своим родителям сэкономить средства на покупке цветных мелков.

1. Что такое мел?

Мел - это мельчайшие остатки раковин, обломков скелетов вымерших морских животных. Мел откладывался в водоемах в течение миллионов лет. А когда они обмелели, то известняки вышли на поверхность.

Мел - осадочная горная порода белого цвета, мягкая и рассыпчатая, нерастворимая в воде. Изредка в меле встречаются раковины моллюсков, скелеты мшанок, морских ежей, лилий, кремневых губок, кораллов.

Мел представляет собой полузатвердевший морской ил, отлагавшийся на глубине 30-500м и более.

Мел принадлежит к очень распространенным в природе веществам минерального происхождения и потому общеизвестен. Он получается, кроме того, и искусственным путем.

Мел натурального происхождения часто имеет серовато-желтый оттенок. Бывает и совершенно серый мел. Лучшие сорта мела (наиболее чистые) имеют почти снежно-белый цвет, так как состоят почти из чистого карбоната кальция. Побочными натуральными примесями, находящимися в составе мела, являются: глина, кварц, карбонат магния, углерод и оксид железа. Эти примеси в хороших сортах мела не превышают 4% его состава. Углерод окрашивает мел в серый цвет, а оксид железа - в желтоватый.

Искусственный продукт получается осаждением растворов извести углекислым газом. Мел этот состоит из чистого карбоната кальция, в котором на 100 вес. ч. продукта приходится 56 вес. ч. оксида кальция и 44 вес. ч. углекислого газа. Он обладает безукоризненным белым цветом, чрезвычайно тонок и хорошо кроет, но цена его значительно выше натурального продукта.

3. Применение мела

Мел используется в сельском хозяйстве (для известкования почв, подкормки животных). Осажденный мел используется в медицине (как лечебный препарат), в парфюмерии (составная часть зубных порошков, паст). В пластическом искусстве мел применяют как основу левкаса и других грунтов, как компонент при изготовлении художественных красок (например, пастели). Белый мел и чёрный мел (т. н. итальянский карандаш) используются как материалы для рисования. В промышленности мел применяется для производства цемента и извести, как наполнитель для резины, пластмасс, лакокрасочных материалов, для получения соды, стекла, очистки сахара; изготовления школьных мелков.

1. Технологии изготовления школьных мелков

Существует несколько способов изготовления школьных мелков.

1. Экструзионный способ. При этом способе мокрый мел в виде тонких колбасок поступает из машины, похожей на мясорубку. Колбаски укладываются на противне, режутся и сушатся в печах. Получаются мелки круглой формы. Технологическая особенность этих мелков – их «связывание» происходит за счет клея (чаще всего ПВА), что не совсем безопасно для здоровья детей (как известно белый мел в прямом смысле едят, причем как дети, так и взрослые). Зато этот мел мягок, приятен на ощупь, практически не пачкает рук.
2. Метод литья . Литой белый мел абсолютно безопасен для здоровья, так как его связующим является гипс в очень малых количествах.

Литой мел изготавливается с помощью пресс – формы, которая представляет собой емкость с ячейками в форме вытянутого куба. В смесителе порошок мела тщательно перемешивается с гипсом (белый мел), а также с красителями (цветной). От качества порошка напрямую зависит качество мела – в нем не должно быть твердых частиц гипса или песка, которые потом царапают доску при письме.

Полученный порошок ссыпается в бочку, где вручную разводится водой. Смесь заливается в матрицы и остается там на некоторое время – вода постепенно испаряется, происходит реакция связывания молекулярной структуры мела и гипса.

Затем матрицу переворачивают на специальный решетчатый поддон и «снимают» ее с мелков. После этого матрицы моют в специальном мыльном растворе - сырые мелки будут легче от нее отставать. Поддон ставят в сушильный шкаф, выдерживают там мел определенное время, затем готовые мелки поступают в цех упаковки. Упаковка производится вручную.

1. Отмучивание. Для лучших сортов различных мелков применяется так называемый отмученный мел (в торговле называется плавленый мел). Для приготовления отмученного мела применяют природный мел. Его разбивают на куски, сортируют, отбрасывают все примеси и затем растирают с водой на мельничных жерновах. Полученная масса отстаивается, причем тяжелые примеси (песок, камни) осядут на дно. Жидкость, содержащую уже более чистый материал, пропускают во второй чан, затем в третий, пока все посторонние примеси не осядут на дно и не будут удалены. Затем дают массе довольно долго отстаиваться в чану, вода сливается, а оставшаяся масса перекладывается в ящики с дырчатыми стенками, обтянутыми полотном. Далее массу сушат на решетах, причем если после высушивания мел очень рассыпается, то добавляют немного раствора декстрина или клея.

1. Практическая часть. Изготовление цветных мелков

Приготовление мела – простое и недорогое предприятие, которое вы можете устроить у себя дома, используя вещи, которые почти наверняка найдете под рукой. Добавьте немного красок и получите цветные мелки, которыми можно рисовать.

1 способ

1. Соберите все необходимое. Помимо ингредиентов для приготовления мела, вам нужно также найти форму. Поищите дома или отправляйтесь в ближайший магазин товаров дл хобби, чтобы собрать следующие вещи:

• Гипс. Вы можете купить большую пачку гипса почти в любом магазине товаров для хобби. Вам понадобится 1/2 стакана гипса на партию мела.
• Гуашевая краска.
• Вощеная бумага (или сами натрите бумагу свечкой). Она нужна вам для того, чтобы выложить ей формы для мела. Без бумаги мел приклеится к ним.
• Что-то, что вы будете использовать как форму. Вы можете воспользоваться картонной трубкой от туалетной бумаги или бумажных полотенец, пластиковыми формами для льда (только если вы не собираетесь больше их использовать по назначению) или любыми трубками или картонными формами.
• Изолента или скотч. Вам необходимо закрыть дно трубки, которую вы будете использовать как форму, чтобы удержать смесь внутри.

1. Приготовьте формы. Выстелите формы вощеной бумагой, глянцевой стороной вверх. Если вы используете трубки, заклейте один край скотчем, чтобы удержать меловую смесь внутри.

Налейте краску в миску. Вам нужно 2 ст. ложки краски на партию мела. Отмерьте краску в миску, на одну миску – один цвет. Вы можете смешивать краски, чтобы получить новые цвета; например, смешайте красный мел с желтым, чтобы получить оранжевый, или синий с желтым, чтобы получить зеленый. Убедитесь, что общее количество краски на миску будет около 2 ст. ложек.

Добавьте гипс. Насыпьте 1/2 стакана гипса в каждую миску. Тщательно перемешайте смесь, чтобы все ингредиенты полностью соединились, и не осталось комков.

Добавьте каплю жидкого посудного мыла. Так мел будет лучше отмываться. Просто вмешайте 1-2 капли в каждую миску со смесью.

Перелейте мел в формы. С помощью ложки переложите смесь в отдельные формы, по одному цвету на каждую форму. Наполняйте формы так сильно, как захочется – меловая смесь не расширится, когда будет высыхать. Накройте формы вощеной бумагой, когда закончите.

Дайте мелу высохнуть. Перенесите мел в сухое место, чтобы из него испарилась влага. Мел готов к использованию после того, как высохнет полностью.

2 способ

1. Соберите все ингредиенты. Этот способ изготовления мела включает в себя только натуральные продукты, которые вы можете найти в любом магазине, если вдруг их не оказалось по рукой. Соберите следующие вещи в качестве подготовки для вашего проекта по изготовлению мела:

• Скорлупа от яиц.
• Мука. Она сделает смесь более густой и сделает мел пышнее.
• Пищевой краситель. Подойдет как жидкий краситель, так и гель.
• Формы. Используйте трубки от туалетной бумаги или формы для льда, или же любые другие формы, которые вам захочется.
• Вощеная бумага. Она понадобится для того, чтобы выложить ей формы.
• Липкая лента.

2. Подготовьте формы. Выложите выбранные вами формы вощеной бумагой, глянцевой стороной вверх. Если вы используете картонные трубки, заклейте скотчем один конец.

3. Измельчите яичные скорлупки. Перед тем, как делать это, убедитесь, что они полностью сухие. Воспользуйтесь ступкой и пестиком или миской и тыльной стороной ложки, чтобы измельчить скорлупки в мелкий порошок. Убедитесь, что не осталось ни одного крупного кусочка скорлупы; смесь должна быть абсолютно однородной.

1. Подготовьте ингредиенты. Простой рецепт мела состоит из двух вещей: крахмал и вода в равных пропорциях. Используйте пищевые красители, чтобы сделать больше чем один цвет. В качестве формочек можете использовать трубки от туалетной бумаги или бумажных полотенец или другие мелкие емкости.

Мел – это не только знакомый всем предмет из школьных времен, но также свидетель эпох, прошедших миллионы лет назад.

Большую часть состава мела образуют кальциевые отложения панцирей доисторических микроорганизмов и простейших растений. Меловые отложения, в том числе обработанные, используют сегодня в различных сферах – от производства красок и пищевых добавок до косметических средств.

Как произошел мел?

Мел является природным материалом и добывается как полезное ископаемое. В основе своей он представляет собой кальциевые отложения, сформированные из остатков древних земных организмов.

При производстве мела и мелосодержащей продукции применяют уже обработанный мел.

Природные меловые залежи зачастую содержат различные нежелательные примеси – камни, песок и разнообразные минеральные частицы. Поэтому мел, добытый на месторождениях, ломают и смешивают с водой таким образом, чтобы получить взвесь.

При этом тяжелые примеси опускаются на дно, а легкие частицы кальция направляют в специальный резервуар, где их после добавления специального склеивающего вещества высушивают, превращая в мел, которым можно рисовать.

Необработанный мел из меловых карьеров используют в строительных целях для получения извести.

Предлагаем вашему вниманию другую статью о происхождении , его составе и лечебных свойствах.

Что такое мел и из чего он состоит?

В состав мела входят:

• окиси кальция – от 47 до 55%;
• углекислый газ — до 43%;
• диоксид кремния – не более 6%;
• оксид алюминия – до 4%;
• окись магния – не более 2% общей массы мела;
• также в состав мела может входить железо, однако, его концентрация обычно не превышает 0,5%.

Скопления мела

Накопление меловых залежей началось в так называемый меловой период, охватывающий период в 80 млн. лет. Около 20% осадочных пород Земли включают в свой состав мел.

Месторождения мела:

• К крупнейшим меловым залежам причисляют Белые скалы Дувра, меловые пещеры во французском городе Шампань и меловые скалы Монс Клинт в Дании.
• На территории Украины меловые горные месторождения толщиной до 600 метров располагаются южнее Харькова.
• Наиболее крупные месторождения Воронежской области – Копанищенское, Россошанское и Бутурлинское. Город Белгород, предположительно, получил своё название благодаря местным меловым залежам.

Образование мела

Формирование и накопление известняковых отложений происходило более восьмидесяти миллионов лет.

Фораминиферы – одноклеточные организмы, раковины которых послужили основой для образования сегодняшних меловых залежей. После смерти этих простейших их панцири опускались на дно океана, создавая фораминиферовые известняки.

Эти образования наряду с остатками одноклеточных растений кокколитофорид являются составляющей частью сегодняшних меловых скоплений. Спрессованные под давлением воды, остатки кокколитофорид и раковин древних моллюсков миллионы лет дополнялись скелетными останками рыб и животных.

Невзирая на то, что еще в 1953 году ученые объявили о преимущественной роли растений в образовании известняковых пород, среди обывателей до сих пор бытует мнение о главенстве фораминиферов.

Состав

В состав меловых отложений входят:

• Фрагменты скелетов – примерно 10%. Это останки не только простейших, но и крупных многоклеточных животных.
• Раковины древних моллюсков – 10 %. Среди них были животные с известняковыми панцирями – фораминиферы.
• Частички известкового нароста водорослей – не более 40%. Большая часть известняковых отложений, вопреки распространенному мнению, образовалась из остатков простейших растений – кокколитофорид, а не благодаря раковинам фораминиферов. Кокколитофориды не вымерли, они прекрасно чувствуют себя на просторах мирового океана и сегодня, принимая участие в обмене углерода между океаном и атмосферой.
• Измельченный кристаллический кальцит – не более 50%. Это природные минеральные образования сложного происхождения.
• Нерастворимые силикаты – до 3%. Это минералы геологического происхождения – песок, осколки горных пород, заносимые в меловые отложения ветром и водой.Свойства мела

Большое влияние на свойства мела имеет влажность, воздействующая на его прочность и пластичность. Повышение влажности приводит к деформации, тогда как в сухой среде мел может рассыпаться даже от незначительного давления.

Насыщенная влагой порода прилипает к строительным инструментам. Именно поэтому строительные работы с использованием карбоната кальция проводят в странах с жарким и засушливым климатом. Прекрасным примером древней постройки из известняка является египетская пирамида Хеопса (Хуфу).

При минусовой температуре порода склонна к распаду на фрагменты в несколько миллиметров.

Стоимость мела

Цена мела будет зависеть в первую очередь от его вида (обработки) и предназначения:

• для рисования на асфальте обойдутся не дороже 200-400 рублей за упаковку.
• Белые мелки без красителей будут стоить около 100 рублей .
• Фермерский мел закупаю большими партиями, отгружая его по несколько тонн. Стоимость каждой тонны молотого мела составляет 3000-5000 рублей.
• Цена на пищевой мел , использующийся в медицине и в пищевых добавках (Е-170) – от 40 до 300 рублей за 100 граммов. В медицине также использовался камень ).

Применение мела

Сегодня мел является достаточно широко распространённым материалом для различных сфер производства.

Итак, мел применяется в следующих сферах:

1. Меловые краски применяются для внутренней отделки во время строительных и ремонтных работ.
2. Мел входит в состав цементных смесей , обеспечивая их мягкостью и эластичностью.
3. Молотый природный мел активно используется для производства стекла.
4. Мел входит в состав фермерских комбикормов и используется для удобрения почвы.
5. Мел является основой для косметических средств – помады, тонального крема, пудры и др. Именно мел в составе тонального крема впитывает лишний жир и защищает кожу от блеска.
6. Применяется мел и в бытовых целях как впитывающий и отбеливающий компонент.
7. Производство зубных порошков и паст также не обходится без применения мела.
8. При производстве бумажной и картонной продукции тонкодисперсный (измельченный) мел используется как наполнитель и отбеливатель бумаги. Мел, обработанный стеариновой кислотой, обладает гидрофобными свойствами. Его также используют в бумажной промышленности. Содержание мела в бумаге повышает качество печати и снижает вероятность износа печатной аппаратуры.
9. Не так давно мел использовали для нанесения разметки на игровое поле . Взвесь, поднимающуюся в воздух после попадания мяча на линию, было легко увидеть. Сегодня вместо мела используют диоксид титана.
10. Для удаления пота и уменьшения риска скольжения мел используют в таких видах спорта, как тяжелая атлетика, гимнастика и скалолазание и сегодня.

Можно ли есть мел?

Недостаток кальция и других полезных микроэлементов может привести к желанию употребления мела в пищу. Во время беременности, при анемии у некоторых людей возникает сильная тяга к поеданию мела, поэтому вопрос о безопасности этого минерала для организма возникает у многих.

Безусловно, один или два маленьких кусочка чистого мела не принесут сильного вреда для организма. Однако, необходимо помнить, что мел без примесей недоступен в свободной продаже и достать его практически не представляется возможным, разве что в аптеке в виде кальция глюконата. В самый распространённый товар – «школьный мелок», при производстве добавляют клей и различные красители, токсичные для организма.

Употребление мела в больших количествах может вызвать известкование сосудов, образование камней в почках и спровоцирует проблемы с пищеварительным трактом.

Помимо губительного воздействия примесей, входящих в состав строительного и канцлерского мела, ему свойственно окисление при взаимодействии с желудочным соком, превращающее его во вредный химический реагент.

Что делать, если хочется есть мел?

Желание употребления мела в пищу зачастую является сигналом о нехватке кальция в организме. Причинами его дефицита могут быть однообразное питание, длительные стрессовые состояния, ослабление организма после тяжелых болезней и беременность.

Учитывая, что во время беременности именно кальций является основой образования нервной и скелетной системы ребенка, недостаток этого минерала обязательно должен быть восполнен. В данном случае разнообразие рациона не способно полностью решить проблему, поэтому врачи настоятельно рекомендуют во время беременности принимать специальные витаминные комплексы.

Из-за того что нервная трубка плода формируется на ранних сроках, для того чтобы минимизировать риски неправильного развития, необходимо начать принимать витамины еще во время планирования беременности. Анемия и дефицит кальция в организме часто появляются при обильных и долгих месячных.

При симптомах сильного кальциедефицита (судорогах, заметном ухудшении и побледнении кожных покровов и волос) можно принимать таблетки кальция глюконата. В отличие от канцелярского и других видов промышленного мела они безопасны, однако, при длительном применении могут приводить к запорам.

Как правило, тяга к поеданию мела заканчивается после расширения рациона питания и включения в него молочных продуктов, куриных яиц и свежей зелени.

В некоторых случаях стремление к поеданию несъедобных и малосъедобных веществ может быть признаком психического расстройства. Следствием употребления несъедобных предметов являются кишечная непроходимость и пищевые дефициты.

Школьный мел купить оптом и в розницу

Несмотря на все достижения прогресса, в школах по-прежнему сохраняются классные доски, на которых пишут мелом. Когда-то для этого использовали обычный природный мел. Это практически ничего не стоило, зато доставляло массу неудобств, поскольку мел мог быть слишком твёрдым или крошиться, царапал поверхность или оставлял бледный след. Этих недостатков полностью лишён школьный мел, который в любых количествах можно приобрести у компании «ТК Мел-торг».

Особенности и преимущества школьного мела

Школьный мел может быть естественного происхождения (кусковым или пилёным) и промышленного производства (прессованным или отмученным). Первый вид продукта дешевле, а другой намного разнообразнее, поскольку ему можно придавать различные специальные свойства. Особенности школьного мела второго вида обеспечивает процесс его производства, который включает следующие этапы:

• измельчение сырья;
• осаживание тяжёлых примесей (песка и проч.) в воде;
• приготовление пластичной меловой массы путём её обезвоживания с введением добавок для придания специальных свойств готовой продукции;
• формование мелков и последующая их сушка.

В качестве добавок при производстве школьных мелков используются глина, гипс, казеин и другие ингредиенты. Рецептура такой продукции не регламентируется нормативными документами. Единственное требование - безвредность для человека. В результате мелки могут иметь разную твёрдость (по аналогии с графитовыми карандашами), сводится к минимуму пыление. Школьные мелки чаще имеют квадратное и круглое сечение, реже - треугольное и шестиугольное. Таким же образом изготавливаются цветные мелки с добавлением красителей.

Наши предложения

ТК «Мел-торг» предлагает все виды школьного мела, включая цветные мелки. У нас можно приобрести этот товар на вес, в том числе в качестве сырья для собственного производства, а также в виде готовой расфасованной продукции. Фасованные мелки упаковываются в пеналы/футляры, блистеры, коробки, ведёрки - от трёх до ста штук в упаковке.

Мы приглашаем к сотрудничеству школьные и дошкольные учреждения, торговые предприятия и частных лиц. У нас вы найдёте самые привлекательные цены для оптовых и розничных покупателей. Весь наш ассортимент школьного мела имеет сертификаты санитарной безопасности. Компания «ТК Мел-торг» также предлагает широкий выбор других видов минерального сырья и продукции.

• Школьный мел «Лантан»

Один из немногих школьных сортов мела, в который добавляются компоненты (клеящие вещества), способствующие его укреплению и предотвращающие крошение. Это может быть клей или казеин. Цветные же мелки, кроме клеящих составляющих, содержат ещё и красители. Естественно, что добавки совершенно безопасны, поскольку мел предназначен для использования его детьми.

«Лантан» - твёрдый сорт мела: он совершенно не крошится и абсолютно не пачкает руки и одежду. Производится этот сорт мела по специальной высокотехнологичной технологии, причем не только в России, но и в странах ближнего зарубежья.

• Школьный мел «Антошка»

Изготовлен из экологически чистых материалов, не имеет добавок и примесей. Хорошо ложится на доску, не царапает её и не крошится. Средней мягкости. Упакован мел в картонные коробочки с разным количеством брусков.

Обычно мел «Антошка» производится в форме брусков с квадратным сечением, длиной до 80 мм, шириной около 15 мм и массой до 30 гр. В общем, его форма и масса подобраны таким образом, чтобы при работе он комфортно ложился в руку.

• Школьный мел «Алгем»

• Школьный мел Белгородский (пиленый)

Школьный мел предназначен для нанесения им информации на доску. Выпускается в виде брусочков круглой и прямоугольной формы. Упаковывается в картонные коробочки. Количество мелков в таре может быть разное, но в основном упаковка имеет от 10 до 120 мелков. В малых количествах предлагаются цветные мелки, поскольку они рассчитаны на учеников младших классов, большое же количество белых мелков в пачке обусловлено тем, что белым мелом пользуются ученики всех классов и преподаватели.

Мел добывается в экологически чистых карьерах Белгородской области на крупнейшем месторождении России. Там же ему придают форму мелка, известную каждому со школы.

Белгородский школьный мел имеет среднюю плотность, не очень пачкает руки и не крошится. А так же является самым затребованным сортом мела во всех школах страны.

• Школьный мел Оренбургский (пиленый)

На сегодняшний день рынок предлагает массу некачественных школьных мелков, поэтому найти хороший мел довольно сложно. Именно таким мелом, является оренбургский школьный мел. Он мягкий, не царапает доску, хорошо ложится на неё и не сильно сыпется.

Производится он на Урале в Оренбурге из природного мела. Не имеет добавок и наполнителей. Поставляется в форме круглых брусочков, со стандартным диаметром 8 мм и длиной 80 мм. Оренбургские школьные мелки белоснежного цвета и идеально подходят для классических школьных досок.

Международный Фестиваль «Звезды Нового Века» - 2013

Естественные науки (от 11 до 13 лет)

«Оценка качества школьного мела»

МАОУ лицей №82 г. Челябинск

Научный руководитель:

учитель географии высшей категории.

Введение 2

I. История возникновения мела и его местонахождение в природе 3

II. Химический состав мела и область его применения 4

III. Производство школьного мела 5

Практическая часть

IV. Основные показатели качества мела 6

V. Качественный анализ школьного мела 7

VI. Изготовление школьных мелков в домашних условиях 8

VII. Социологический опрос учеников 5 Г кл МАОУ лицея №82 9

VIII. Выводы 11

IX. Используемая литература 12

X. Приложения 13

Введение

Сотни лет человек использует мел для различных целей. В школе с первого по одиннадцатый класс мы используем мел для письма на досках, конечно, мы видим надпись на упаковке нетоксично, изготовлен из экологически чистых продуктов, безопасно, но при его использовании сталкиваемся с небольшими проблемами. Я решила самостоятельно узнать состав мела, область его применения и определить качество школьного мела.

Актуальность : Сегодня к школьному мелу предъявляются очень серьезные требования, поэтому он считается экологически чистым и безопасным продуктом. Однако в процессе использования школьный мел начинает пылить, пачкать руки, вызывать неприятное ощущение на дыхательную систему организма школьника.

Гипотеза : Школьный мел может оказывать отрицательное влияние на здоровье учеников.

Цель работы: Определить состав школьного мела, используемого в лицее № 82 г. Челябинска и выяснить его особенности влияния на организм ученика.

Задачи:

· Изучить географическое местонахождение мела в природе и его состав

· Рассмотреть способ производства школьного мела

· Исследовать образцы мела и выяснить соответствие с основными показателями качества мела.

· Выяснить с помощью социологического опроса, оказывает ли вредное влияние на организм учеников, контакт с мелом.

Предмет исследования : школьный мелок 3-х образцов.

Объект исследования : Респонденты 5 Г класса лицея № 82, 32 человека.

Методы исследования :

Теоретические: метод сравнения, анализ, обобщение.

Практические: исследование-проведение химических экспериментов.

Оборудование и реактивы: образцы школьного мела (три вида), уксусная кислота, пробирки, раствор спиртовой, раствор йода, дистиллированная вода, спиртовка.

I. История возникновения мела и его местонахождение в природе

Не все знают, что в начале мел был живым организмом. В водах океана существует различные виды мельчайших растений и животных. Одним из них является одноклеточные существо под названием «фураминифера» с панцирем из извести. Отмирая, они опускаются на океаническое дно. Со временем образуют толстый слой из этих панцирей. Конечно, на это уходит миллионы лет. Постепенно этот слой цементируется и превращается в мягкий карбонат кальция, который мы называем мелом.1

Но существует и другой способ отложения. Подобно соли и гипсу, которые осаждаются на дно морей, озер, лагун, за счет испарения воды. Из предмета географии мы знаем, что на земле происходили различные изменения. Так моря высыхали и отступали, превращались в сушу. Ярким примером тому пролив Ла-Манш. Слои мела, находившиеся на морском дне, были подняты над поверхностью моря. Наиболее рыхлые участки были размыты, оставив высокие меловые скалы. В различных районах мира мел залегает в дали от моря, там, где когда-то было моря. Примером тому штаты-Канзас, Арканзас, Техас в США. Но самый хороший мел получают в Англии.2

Добыча и переработка мела не вызывает серьезных экологических нарушений. Запасы мела практически не ограничены во многих Европейских странах, странах бывшего СНГ и Российской Федерации. Мощный меловой пояс простирается через весь Европейский континент, включая север Франции, южную часть Британии, Польшу, проходит через Украину и смещается в Азию-Сирию и Ливийскую пустыню. Запасы мела распределены по территориям не равномерно: около 50% запасов качественного мела без вредных примесей, с высоким содержанием известняка и магния сосредоточены в Российской Федерации, около 33% на Украине и 12% в Белоруссии.

Имеются не большие по запасам местонахождения в Казахстане, Литве и Грузии. Общие балансовые запасы мела в РФ оцениваются в 3300 млн. т. при неограниченных прогнозных запасах. Белгородская область имеет неограниченные ресурсы мела, всего разведано 29 месторождений мела с суммарными запасами 1000 млн. т.. Наиболее крупными месторождениями мела являются Лебедянское, Стойленское и Логовское.

Производство качественных марок мела сосредоточено в России в первую очередь на меловых заводах в Белгородской области, так же в Брянской области , крупные месторождения: Фокинское, при содержании 75% мела и 25% глины, принято считать натуральным.

Меловые крутосклоны-у с. Супонева на правом берегу р. Десны обнажена толща песчаного мела туранского возраста (поздний мел), где содержится большое количество остатков раковин

1-Аркадий Ликум. Все обо всем. Том 1. Популярная энциклопедия для детей. Из-во Москва. 19стр.

двухстворчатых молюсков-инотерамов.

Знаменитая градация мела по твердости-мягкости была разработана на «Алгеме». Твердым мел становится от перебора гипса, а мягким от длительной пересушки или использования очень высокой температуры.

Сейчас трудно представить, что раньше весь выпускаемый мел был одинаковый. Например: твердый мел используется для рисования на любой шероховатой поверхности, а мягкий или средне-мягкий, на досках, ткани или мебели.

При производстве порошок мела тщательно перемешивается с гипсом (белый мел), а так же с красителями (цветной). От качества порошка зависит качество мела, например, в нем не должно быть твердых частиц гипса или песка, которые потом царапают доску при письме. Полученный порошок ссыпается в бочку, где вручную разводится водой. Смесь заливается в матрицы и остается там на некоторое время, затем вода постепенно испаряется, происходит химическая реакция связывания молекулярной структуры мела и гипса. Затем матрицу переворачивают на специальный решетчатый поддон и «снимают» ее с мелков. После этого матрицы моют в специальном мыльном растворе т. к.сырые мелки будут легче от нее отставать. Поддон ставят в сушильный шкаф, выдерживают там мел определенное время, затем готовые мелки поступают в цех упаковки. Упаковка производится вручную, у хороших производителей процент брака не велик. Расколовшиеся при снятии матрицы мелки сразу убираются работниками. Пересушенные или недосушенные мелки отбирают упаковщики, «недосушенный» мел возвращают на досушку, пересушенный – в отходы производства .6

IV . Основные показатели качества мела.

К основным показателям качества мела можно отнести:

Очевидные

· Крошится

· Пачкает руки

· Чистота (белый)

· Твердые вкрапления

Неочевидные

· Отсутствие следов клея ПВА

· Использование очищенной воды

· Качество красителей

Для рассмотрения очевидных показателей качества мела возьмем 3 образца мела:

Образец 1-мел фирмы «Алгем», Москва (этот мел используют ученики моего класса на уроках возле доски)

Образец 2-мел фирмы «Эликонт», Белгород

Образец 3-мел фирмы «Пегас», Клин

Согласно показателям, из трех образцов, наиболее качественными обладающих хорошим цветом, малой сыпучестью, маркостью являются образцы № 1.

Образец цвет, средняя сыпучесть.

Образец №3-высокая сыпучесть, большая маркость.

Сыпучесть (можно определить на черной ткани)
Маркость	Маленькая
Наличие твердых вкраплений
Имеет форму	Брусок с закруглёнными краями	Брусок квадратной формы	Брусок квадратной формы

V . Качественный анализ школьного мела.

Основным компонентом мелка является карбонат кальция(CaCO3). Природный мел не содержит никаких других компонентов. При изготовлении мелков в порошок мела добавляются связующие вещества, на пример крахмал или гипс.

Чтобы узнать, какие связующие вещества применялись для изготовления мела, проводится качественный анализ.

Опыт № 1. На определение карбонат кальция в меле (CaCO3).

· Измельчаем в ступке кусочек мела до порошка.

· Насыпаем в пробирку стеклянной палочкой измельченный мел.

· Добавляем в пробирку несколько капель уксусной кислоты.

· Наблюдаем реакцию (шипение), выделяется углекислый газ.

· Подносим горящую лучину, огонь гаснет, углекислый газ не поддерживает горение.

Вывод:

Карбонат кальция (CaCO3) взаимодействует с уксусной кислотой, выделяется углекислый газ (СО2), все образцы мела содержат карбонат кальция (CaCO3), так как при добавлении кислоты активно выделяется углекислый газ (СО2).

Опыт № 2. На определение гипса в меле.

В пробирке с измельченным мелом добавляем теплую воду, интенсивно встряхиваем, добавляем несколько капель уксусной кислоты.(кислота растворит карбонат кальция, а гипс нет)

Пробирка нет, раствор белый и небольшой осадок на дне

Пробирка серая пена долго не оседает

Пробирка №3-раствор серый, не оседает

Вывод:

Образцы №2 и №3 содержат большое количество гипса, образец е.

Опыт № 3. определение содержания крахмала.

Крахмал мы обнаружим с помощью спиртового раствора йода. На исследуемые кусочки мела нанесли 2-3 капли раствора йода. Окраска цвета и йода должна изменится на синий цвет, если присутствует крахмал в образцах.

Образец № 1		Вывод (есть или нет крахмал?)
Нет синего окрашивания	Крахмала нет
Образец № 2	Нет синего окрашивания, но цвет близок к фиолетовому	Крахмала нет, но вероятно добавлено другое вещество, похожее на клей ПВА
Образец № 3	Нет синего окрашивания	Крахмала нет

Я, хочу узнать, что же присутствует в образце №2 , беру клей ПВА, добавляю 3 капли йода и полученный цвет близок к цвету в образце № 2. Возможно, в состав мела образец №2 при производстве добавлен клей ПВА.

VI Изготовление школьных мелков в домашних условиях.

После того, как я познакомилась с материалом о изготовлении школьного мела, мне захотелось попробовать самой приготовить мел. Оказывается, это не сложный процесс, главное набраться терпения и учитывать правильную дозировку.

Мне понадобилось:

Порошок мела, порошок гипса (алебастра), крахмал, ступка и стеклянная ложка, химический стакан, формочки для льда, весы с техническими разновесами (из кабинета химии в школьной лаборатории), резиновые перчатки.

С начало пытаюсь изготовить форменный мелок с добавление гипса:

1. Нужно взвесить 12г. Порошка мела и 18г. Порошка гипса

3. В ступку добавляем немного очищенной воды (вода «Люкс») и быстро перемешиваем, чтобы получилась масса похожая на сметану, т. к. гипс может быстро затвердеть.

Теперь пробуем изготовить школьный мелок с добавление крахмала.

1. Нужно взвесить 12г. Порошка мела и 18г. Порошка крахмала.

2. Полученную смесь тщательно перемешиваем стеклянной палочкой, затем растираем, чтобы не было комочков.

3. В ступку добавляем немного очищенной воды и быстро перемешиваем, чтобы получилась масса похожая на сметану.

4. Выливаем полученную массу в формочку для льда и несколько дней сушим в теплом месте.

Было заметно, что цвет у массы с добавление крахмала отличается по цвету у массы с добавлением гипса, а так же масса с добавление гипса быстро затвердела, а масса с добавлением крахмала только на вторые сутки.

Задача выполнена. Получился мел! Мел с гипсом серого цвета, очень твердый, на доске пишет хорошо, но не очень яркий, не сыпется. (Получение 1 образца)

Мел с крахмалом, цвет почти белый, но есть сероватый оттенок, мягкий, в руках сыпится, очень пылит, но на доске пишет ярче мела с гипсом, однако таким мелом я бы не стала пользоваться на уроке.(получение 2 образца)

VII C оциологический опрос учеников 5Г 82 лицей.

1. Вас устраивает мел, которым вы пишите на уроке?

2. Отметьте, что из перечисленного вы испытываете после работы с мелом?

А) марает руки

Б) вызывает сухость кожи

В) царапает доску или плохо пишет

Г) ничего

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

Б) кашель

В) першит в горле

Г) не испытываю ничего

Мною было опрошено 32 ученика моего класса и получены следующие результаты, которые я рассчитала в процентах (таблицы в приложении).

Анализ анкет:

На основании социологического опроса можно сказать, что 22 ученика устраивает качество мела, 10 учеников не устраивает качество мела.

Царапает доску-21%

Марает руки-41%

Вызывает сухость кожи-32%

Першение в горле-17%

Чихание-11%

Не испытывают ничего - 63% и 10%

Заключение

На основе проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

· Не весь мел, поступающий в продажу в магазины обладает хорошим качеством.

· Мел имеет большое практическое значение, так как применяется в разных областях нашей жизни.

· Исследуя мелки я узнала, что они состоят из карбоната кальция (природный мел), гипса и крахмала, а возможно и других склеивающих веществ (клей ПВА).

· При качественном анализе
школьного мела самым безопасным является образец № 1 фирма «Алгем», он соответствует всем ГОСТ нормам (этим мелом пользуются в нашем лицее).

· Образец № 2 может оказать отрицательное влияние на здоровье, так как пыль мела может вызвать аллергические реакции, она является аллергеном и это может вызвать приступ астмы.

· Никогда не употребляйте школьный мел на вкус.

Анализируя анкеты учеников, я пришла к выводу, что школьный мел может при постоянном контакте оказывать отрицательные последствия на здоровье, чтобы не было таковых:

· После работы с мелом, мойте руки со смягчающим мылом.

· Стирать мел с доски только влажной тряпкой.

· Часто промывать тряпку и протирать лоток, прикреплённый к доске.

· Использовать мел только хорошего качества.

Не смотря на все последствия влияния школьного мела на организм, все же 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.

Я планирую продолжить свою работу, на данный момент разработана анкета для социологического опроса учителей лицея № 82 ,чтобы выяснить какое влияние оказывает работа с мелом на здоровье учителей.

Список литературы

1. Аркадий Ликум. Все обо всем. Том 1. Популярная энциклопедия для детей. Из-во Москва. 19стр.

2. Мел/Естествознание. Энциклопедический словарь/сост. .-М. Большая российская энциклопедия. 20с.

Другие источники:

kraeved *****/82/100488/index. ht.

ru/publikatsii/marki-mela-i-in.

Приложение

https://pandia.ru/text/78/168/images/image002_11.png" width="624" height="527 src=">

https://pandia.ru/text/78/168/images/image004_10.png" width="624" height="794 src=">

Таблица марок мела и их назначения

Обозначение	Марка тела	Сферы использования
МК-2 и МК-3	Комковый	Производство извести
МД-1;МД-2;ММ-3	Дробленый	Стекольная, керамическая и другие отрасли промышленности.
ММ-1;ММ-2;ММ-3		Стекольная, керамическая и другие отрасли промышленности.
	Молотый для животной подкормки	Для подкормки животных
	Молотый для производства комбикормов	Производство комбикормов
	Молотый очищенный	Лакокрасочная, химическая и другие отрасли промышленности
ММС-1;ММС-2	Молотый сепарированный	Кабельная, лакокрасочная, резинотехническая, полимерная и другие отрасли промышленности
	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

Главный компонент мела - карбонат кальция (CaCO3) - одна из форм известняка. Известняковые отложения формируются из кокколитов - панциря крошечных жгутиковых пластинок, созданных из разложившихся скелетов планктона. Для изготовления пастельных мелков за основу берется сульфат кальция (CaSO4), который добывается из - эвапоритового минерала, который формируется из солей океанской воды.

Мел и дегидрированный гипс имеют похожие свойства. Пастельные мелки также содержат глину и масла, связывающие компоненты и придающие стойкость цвету. Благодаря этому составу, мелки имеют бархатистую структуру, плавно скользят по поверхности и не крошатся. Хотя на производстве особое внимание уделяется очистке от примесей, все же некоторое их количество остается. Основные из них: кремний, алюминий, железо, фосфор и сера. В меньшем количестве присутствуют марганец, медь, титан, оксид натрия, оксид калия, фтор, мышьяк и стронций.

Процесс производства мела

Для производства мела разрабатывается известняковый карьер; обычно это открытая разработка. Затем известняк крошат и перемалывают вместе с водой в шаровой дробилке (вращающемся стальном барабане, внутри которого разбрызгивается вода). На данном этапе из известняка вымываются посторонние примеси, и остается чистый порошок.

Добыча гипса точно такая же, как и известняка. Разница в том, что гипс необходимо обезводить, чтобы получить сульфат кальция. Это происходит в специальной камере, где гипс нагревается до температуры 116-121 градус по Цельсию. При кипении выпаривается от 12 до 15 процентов его массы. Далее гипс подогревается до 204 градусов и в таком виде достается из камеры. Затем массу помещают в вибрационный грохот, где отсеиваются крупные частички. После этого порошок снова промывается, высушивается, упаковывается в мешки и отправляется производителю мела.

На фабрике по производству мелков мел или сульфат кальция снова перемалываются. Для производства школьных мелков в массу добавляют воду и доводят ее до консистенции глины. Затем массу штампуют и режут на бруски около 60 см длиной, которые помещают в специальную форму, по пять штук на каждую. Эту форму отправляют в печь, где выдерживают массу в течение четырех дней при температуре 85 градусов по Цельсию. Затем затвердевшие мелки режут на бруски длиной 80 мм. Для изготовления цветных мелков пигменты смешиваются с основой в сухом виде, и только после этого добавляется вода и начинается описанный выше цикл производства.