Химический состав школьного мела различных типов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: Островская Анна

Ученица 10 “A” класса

Руководитель: учитель  химии 

 

 

 

 

 

 

г. Артем

2012г.

Оглавление

Введение………………………………………………………………………………………..….…………3

Цель …………………………………………………………………………………………………………….3

Задачи……………………………………………………………………………………………………….…3

Актуальность темы……………………………………………………………………………..………3

Практическая значимость…………………………………………………………………………..3

Новизна ………………………………………………………………………………………………...…….3

Физико-химический состав…………………………………………………………………..…….4

Опят №1………………………………………………………………………………………………...…….4-5

Сфера применения………………………………………………………………………………………5

Марка мела и их назначения……………………………………………………………………..…6

Мел который используется в нашей школе………………………………………….…….7

Производители школьного  мела……………………………………………………………….7-9

Действие мела на организм…………………………………………………………………………9

Основные показатели качества……………………………………………………………..……10

Качественный анализ мела……………………………………………………………………..…..11-12

Социологический опрос  среди учителей……………………………………………...…….13-16

Вывод……………………………………………………………………………………………………….….17

Рекомендации……………………………………………………………………………………………..17

Литература………………………………………………………………………………………………….18

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

Мел используется в школьных классах, поставляется в виде тонкой палочки примерно 9 мм в диаметре и 80 мм в длину. В каждом  классе школы имеется  меловая доска. На поверхности можно писать мелом, поскольку этот метод оказался дешевым  и легким. Как и в природе, мел  был использован для рисования  с доисторических времен, когда, по словам археологов, это помогло создать  некоторые из самых ранних пещерных рисунков. Позже, художники разных стран  и стилей, использовали мел в основном для эскиза, и некоторые такие  рисунки до сих пор сохранились. Мел был впервые сформирован  в палочки для удобства художников. Мел не был стандартом в учебных  заведениях до девятнадцатого века. Он приобрел свою популярность, когда  размеры класса начали увеличиваться  и  был  необходим удобный способ передачи информации, для большого количества студентов, в одно время. Мало того, что преподаватели используют большие классные доски, но и студенты работали с отдельными досками, в  комплекте с мелом и губкой, чтобы использовать как ластик.  Эти небольшие классные доски  были использованы для практики, особенно среди младших школьников. Все  меловые доски когда-то были черного  цвета, потому что они были сделаны  из специфического шифера. Хотя некоторые  эксперты предлагают изменить  на желтые классные доски и использовать темно-синий (фиолетовый) мел, для имитации письма  на бумаге. Когда было модно производить  классные доски из синтетических  материалов, в ХХ веке, они выбрали  зеленый цвет, утверждая, что это  было легче для глаз. Желтый стал предпочтительным цветом мела.Сегодня, почти весь производимый мел пишет  без пыли. Раньше, мягкий мел, как  правило, образовывал облако пыли, что  некоторые боялись, может способствовать респираторным заболеваниям. В принципе, производимый мел до сих пор образует пыль, Только что пыль оседает быстрее. Производители выпекают  мел  больше времени, чтобы материал еще  больше затвердел.

Цель работы:  Определить химический состав школьного мела различных  типов, используемого в  Гимназии №1 г.Артемаи выяснить особенности влияния его влияния на здоровье учителей.

Задачи:

1. С помощью социологического опроса выяснить какое влияние оказывает на учителей работа с мелом;
2. Выяснить, какой состав и качество мела может быть;
3. Исследовать школьный мел на примеси тяжелых металлов.

Актуальность темы:  тема проекта актуальна, так как учителя  ежедневно работают с мелом.

Практическая значимость: «Здоровье-бесценный дар природы. Оно даётся, увы, не

навечно, его надо беречь.» 

Новизна: исследование такого характера раньше учащимися нашей  школы  не

проводилось.

Физико-химический состав мела.

Изучением физико-химических свойств природного мела занимались многие исследователи  главным образом в инженерно  геологическом плане. Было установлено, что мел относится к жестким  палускальным породам. Его прочность  во многом зависит от влажности. Временное  сопротивление сжатию в воздушно-сухом  состоянии изменяется от 1000 до 4500. Сухой  мел имеет модуль упругости от 3000 МПа (для рыхлого мела) до 10000 МПа (для плотного) и ведет себя как  упругое тело. Угол внутреннего трения мела равен , сцепление в условиях всестороннего сжатия достигает 700-800. При увлажнении прочность мела начинает снижаться уже при влажности 1-2%, а при влажности 20-30% прочность  на сжатие увеличивается в 2-3 раза, при  этом появляются пластические свойства.

Проявление  вязко-пластических свойств природного мела с увеличением его влажности  приводит к серьезным осложнениям  в технологии при его переработке. От этого происходит налипание мела на элементы транспортных средств (ковш экскаватора, кузов самосвала, питатель, ленточный конвейер).

 

Содержание основных окислов, %
СаО	MgO	SIO2	Al2O3	Fe2O3	Na2O	К2О	SО3	Гигроскоп. Н2О*	ППП при 10000
55,02  -  55,33	0,16  -  0,45	0,30  -  0,76	0,10  -  0,15	0,04  -  0,10	0,11  -  0,13	0,06	Следы	0,08  -  0,11	43,36  -  43,47

 

Опыт №1.

Оборудование: 3 пробирки, 1 палочка, спекло. См. приложение №1

Карбонат кальция является основным компонентом.

Состав: карбонат кальция, крахмал, гипс. См. приложение №2

1.Качественная реакция  на соле-угольной кислоты является  кислоты. См. приложение №3

2.Качественная реакция  на крахмал это взаимодействие  с йодной водой. См. приложение №4

3.Гипс можно определить  с помощью микрокристаллической  реакции.

1. В пробирку добавить немного гипса и воды;
2. Каплю раствора перенести на стекло( дождаться пока высохнут);
3. Рассмотреть под микроскопом;
4. Мы видим, что образуются иончатые кристаллы.

См. приложение №5

Сфера применения мела

Цементная промышленность является одной из важнейших отраслей материального производства. Значение этой отрасли в народном хозяйстве  определяется прежде всего ее неразрывной  связью с ходом капитального строительства.

Цемент - один из главнейших строительных материалов, предназначенных для изготовления бетонов, железобетонных предметов  торговли, а так же для скрепления отдельных деталей строительных конструкций, гидроизоляции и многих других целей.

Для строительных нужд вяжущие материалы стали  использовать уже в глубокой древности. Первыми искусственными вяжущими веществами были гипс и известь, применявшиеся  древними египтянами и греками при  возведении монументальных сооружений, сохранившихся до наших дней.

В Британии в 1796 году было получено гидравлическое вяжущее вещество - романцемент - измельченный товар обжига природных мергелей. Примерно до середины XIX века романцемент был основным вяжущим веществом, применяемым в гидротехническом строительстве. В 1824г. в Великобритании, а в 1825г. в Российской Федерации, независимо друг от друга, создали новый материал, который в результате своего внешнего сходства в затвердевшем виде с природным камнем, добываемым вблизи английского города Портленда, получил название портландцемент.

Портландцемент - гидравлическое вяжущее вещество, получаемое путем совместного тонкого  измельчения портландцементного клинкера, гипса и некоторых добавок. Производство складывается из двух основных технологических процессов: получение клинкера и его помол с соответствующими добавками. Первый процесс наиболее энергоёмкий и ответственный, так как от качества клинкера зависят основные свойства цемента.

Существует  несколько способов производства портландцемента:

• сухой
• мокрый
• полусухой
• комбинированный

 

 

 

 

 

 

Марка мела и их назначение.

Наиболее важными требованиями к продуктам из мела (кроме содержания карбонатов) является его крупность  – тонина помола, выражаемая остатком на ситах, определенных размеров, или  процентное содержание частиц заданного  размера (например 90% частиц размером 2,0 мкр.).различные марки мела и их назначения, выпускаемы в Российской Федерации и странах СНГ, приведены  в таблице.

 

Обозначение	Марка мела	Потребление мела
МК-2; МК-3	Мел комковый	Для производства извести, в  стекольной, керамической и других отраслях промышленности
МД-1; МД-2; МД-3	Мел дробленый	в стекольной, керамической и других отраслях промышленности
ММ-1; ММ-2; ММ-3	Мел молотый	Для производства извести, в  стекольной, керамической и других отраслях промышленности
ММЖП	Мел молотый животнойподкармки	В сельском хозяйстве для  подкормки животных
ММПК	Мел молотый производства комбикормов	В сельском хозяйстве для  производства комбикормов
ММОР	Мел молотый очищенный	В резинотехнической, лакокрасочной, химической и других отраслях промышленности
ММС-1; ММС-2	Мел молотый сепарированный	В кабельной, лакокрасочной, резинотехнической, полимерной и других отраслях промышленности
ММХП-1	Мел молотый для химической промышленности	Химическая промышленность
МТД-1; МТД-2; МТД-3; МТД-4	Мел тонкодисперсный	При отсутствии марок ММС-1 и ММС-2 заменяются ими
МХО-1; МХО-2	Мел молотый химически  очищенный	В парфюмерной, косметической, резинотехнической, медицинской, пищевой  и др. Отраслях промышленности

 

 

 

 

 

 

 

Мел который используется в нашей  школе.

1. Белый круглый мел для школьных досок. Размер мелка 80х14мм, вес мелка 16 г, низкий уровень пыления, хорошая транспортабельность. Высококачественный школьный мел изготовлен из экологически чистых материалов.

 

2. Мел школьный белый квадратный.Размер мелка 80х14х14мм, вес мелка 20 г, низкий уровень пыления, хорошая транспортабельность.Белые мелки классической прямоугольной формы. Изготовлены из природных материалов (мела и гипса).

 

3. Мел школьный кусковой не токсичен. Не содержит вредных примесей и опасных веществ, не оставляет сложных пятен на одежде.

Предназначен для рисования  и письма на школьной доске, асфальте, бетоне и любой другой влажной  и сухой поверхности.Представляет

 собой брусок диаметром  10 мм и длиной 80 мм.

 

 

 

Производители школьного  мела.

Самый старый в России завод по производству мела находится в Белгороде. В окрестностях  этого города мел, как горную породу, добывают и  поныне. Собственно и название города произошло от слова «белый» - именно из белгородских карьеров мел и по сей день вагонами развозится по всем предприятиям, изготавливающим мел  поштучно. 
В России сегодня довольно много предприятий, производящих мел. Основные производители:«Алгем», «Вакарис», «Пегас», «Квартет-1». Самой «старой» фирме («Алгему») одиннадцать лет, самой «молодой»- «Квартету») два года.

В торговых точках города цветной  мел произведенный ООО  «Пегас»,  белый мел кусочками  на «Мелзаводе»  города Хвалынска Саратовской области. В нашей школе тоже хвалынский мел. 
   «Алгем» был первой на рынке фирмой, которая стала лить мел. При этом фирма запатентовала состав мела и его квадратную форму. Литой белый мел абсолютно безопасен для здоровья, так как его связующим является гипс в очень малых количествах. Несмотря на патент, именно с этим    составом и в этой форме мел делают и все остальные производители. 
     Самой дорогой частью любого производства, как известно, является изготовление пресс-формы.

 Как правило, заказ  на изготовление пресс-форм размещают  на специальных заводах. Железная   «болванка» обходится производителям  до 400 долларов в зависимости от  размера. С ее помощью изготавливается  матрица для производства мела - резиновая (полиуретановая) емкость  с ячейками в форме вытянутого  куба. Ее стоимость колеблется  от 100 до 200 долларов в зависимости  от размера. Таких матриц на  производстве нужно много, при  этом из строя они выходят  раз в два года. Все российские  матрицы - горизонтальные, на западе  чаще применяют вертикальную  заливку. Кроме того, за рубежом  распространен способ заливки  в огромные кубы - после высыхания  такой куб мела режется на  части по сухому  лазером или  фрезой, затем мелки оборачивают  в бумагу. 
В смесителе порошок мела тщательно перемешивается с гипсом (белый мел), а также с красителями (цветной). От качества порошка напрямую зависит качество мела - в частности, 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 химическая реакция связывания молекулярной структуры мела и гипса. Затем матрицу переворачивают на решетчатый специальный 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. 
У каждого красителя есть свои особенности, которые он переносит на приготовление мела. Например, красный пенит и разрыхляет, голубой, наоборот, сжимает и мелок кажется твердым. Эту специфику учитывают производители. 
У хороших производителей процент брака невелик. Расколовшиеся при снятии матрицы мелки сразу убираются работником. Пересушенные или недосушенные мелки, как правило, отбирают упаковщицы, так как именно через их руки проходит весь мел, производимый сегодня в России. Недосушенный мел возвращается на досушку, пересушенный в принципе является отходом производства. 
Градация мела по твердости мягкости была разработана на «Алгеме». Хотя конкуренты рассказывают, что возникла она случайно, в результате технологической ошибки производственников. Ведь твердым мел становится в двух случаях - от пересушки или от перебора гипса. Как бы то ни было, но градация в народе прижилась, и сегодня уже сложно представить себе, что когда-то весь мел был одинаков. Ведь действительно на асфальте удобнее и практичнее использовать твердый мел, который дольше служит владельцу, а на досках, на ткани или на мебели - мягкий или средне мягкий. Только мягкий мел подходит для письма по старым школьным доскам, которые еще называют «линолиумными». Для современных досок подходит любой мел. 
Упаковывается мел в «Наборы цветных мелков» в картонных коробочках, в большие коробки складывается белый мел для продаж россыпью (штучный мел).