XXIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Мел - удивительная горная порода

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы

Полищук А.П. 1

---

1МБОУ «ЦО-гимназия №1»

Белоглазова Н.А. 1

---

1МБОУ «ЦО-гимназия №1»

Работа в формате PDF

3.3 MB

1. Введение

Был сначала гладким, целым,
На доске чертил он белым.
Рисовал, а сам худел.
Догадались? Это...

(…мел)

Первое, что приходит в голову, когда мы говорим о школе – школьная доска. Но даже в современном мире, где используются высокотехнологичные виды досок, такие как магнитные, маркерные, цифровые и прочие виды, в миллионах классов и аудиторий используют меловые доски. И даже в век информационных технологий мел не теряет своего значения и остается незаменимым помощником. Поэтому, я считаю, что школьный мел сейчас является не менее актуальным как и сотню лет назад. (Рис. 1-2)

Рис.1

Рис.2

Мне захотелось больше узнать о том, что такое мел, из чего он сделан, используется ли он еще где-то, историю его появления. Также мне было интересно узнать, что знают ученики начальной школы об этом минерале. Для этого я составила анкеты с вопросами (Приложение 1). Оказалось, что ребятам почти ничего не известно об этом интересном веществе (Диаграмма 1). Надеюсь, что мое исследование будет полезным не только для меня, но и для моих одноклассников.

Цель исследования: изучение школьного мела, его свойств и состава.

Задачи собственного исследования: изучить историю возникновения мела, изготовить школьный мел своими руками, поделиться своими знаниями с одноклассниками.

Гипотеза: предположим, что природный мел имеет много полезных свойств, которые не видны на первый взгляд, и из него можно изготовить школьный мел своими руками.

Объект исследования: мел.

Предмет исследования: состав и свойства природного и школьного мела.

Методы исследования:

• Работа с литературой и интернет-ресурсами;

• Проведение экспериментов;

• Анкетирование учащихся.

Практическая польза исследования: данная работа может быть использована на уроках окружающего мира, и будет полезна для расширения кругозора учащихся младших классов.

2. Основная часть

2.1. История происхождения мела

Интересно, что существует несколько разновидностей известняка, таких как мел, ракушечник, туф и мергель. Они также отличаются друг от друга по образованию, внешнему виду и составу (Рис.3).

Рис.3

Мел – карбонат кальция (CaCO3), разновидность известняка, осадочная горная порода природного (зоогенного) происхождения, состоящая из скрытокристаллического кальцита. Имеет белый цвет, мягкая и рассыпчатая, нерастворимая в воде (Рис.4-5).

Рис.4

Рис.5

Основу мела составляет кальцит, его в породе до 98%. Также присутствует магнезит. Ещё доли процента приходятся на оксиды металлов. Мел обладает большей устойчивостью к атмосферным воздействиям. Он образует высокие, крутые скалы - меловые отложения. Эти отложения могут встречаться как над землей, так и под землей.

Рассуждая над тем, что такое мел, уделила внимание его появлению в природе. Около 80 млн. лет назад, когда на Земле существовали динозавры, был Меловой период. Тёплые и мелкие моря той поры давали приют бесчисленному множеству мельчайших моллюсков, строивших свои скелеты и раковины из добываемого из воды кальция. Останки этих существ, скопившиеся в донных отложениях многометровыми пластами, и превратились в хорошо знакомый нам мел. Таким образом, мел хранит историю нашей планеты (Рис.6) [2].

Рис.6 Меловой период

Все применяющиеся в науке сорта и виды мела, также, как и их типы и оттенки, вырабатываются из различных меловых карьеров и зависят от тех примесей, которые, в свою очередь, содержатся всё в тех же карьерах (Рис.7). Известняки встречаются почти на всех материках, за исключением Австралии.

Рис.7

Ежегодное потребление природного мела в кусковом, дроблёном и измельчённом виде в разных странах превышает 150 млн. тонн. Самый качественный мел в России изготавливают на меловых заводах Белгородской области, так как именно на Белгородчине находятся наиболее крупные месторождения качественного мела (Рис.8). Месторождения мела в России сосредоточены в Брянской, Белгородской, Ульяновской и Саратовской областях.

Рис.8 Меловой карьер в Белгородской области

2.2. Области применения мела

Мела в мире добывается огромное количество. Рассмотрим области его применения. Мел применяют как добавку во многих областях: (Рис.9)

• Мел - необходимый компонент «мелованной бумаги», используемой в полиграфии для печати качественных иллюстрированных изданий.

• В промышленности - для производства цемента и извести, как наполнитель для резины, пластмасс, лакокрасочных материалов, для получения соды, стекла, очистки сахара.

• Мел применяется для окраски заборов, бордюров, стен, для защиты стволов деревьев от солнечных ожогов, для побелки потолков. В народе его называют известь, которую мы гасим водой, а после применяем.

• Используется в медицине, как лечебный препарат¹ и в составе наполнителя².

• В парфюмерии, как составная часть зубных паст, помад, тональных кремов, пудр.

• В искусстве, как компонент при изготовлении художественных красок.

• Очень жесткий мел нужен портнихе, чтобы сделать разметку на тканях.

• В спорте: в гимнастике, скалолазании, тяжелой атлетике мел применяется для рук при удалении пота и уменьшения скольжения.

• Ни одна школа и детский сад не обходятся без мела, который с успехом применяется для письма и рисования.

• В быту: можно почистить дома раковину. Если поместить мел в небольшой мешочек и положить в бельевой шкаф или около металла, мел впитает влагу и неприятные запахи.

• В сельском хозяйстве мел вносят в почву для уменьшения ее кислотности, а также для изготовления комбикорма для животных [1].

Впервые дети знакомятся с мелом еще до поступления в детский сад или школу, рисуя на асфальте цветными мелками красочные картинки и играя в «классики»³.

Из вышеперечисленного, мы можем сделать вывод о том, что мел используется очень широко, как в повседневной жизни, так и в промышленности.

Рис.9

2.3. Школьный мел

Природный мел, используемый для производства школьных мелков, добывается в карьерах. Он абсолютно безопасен и не содержит посторонних примесей. Оказывается, для производства хорошего школьного мела природный белый мел специально готовят. Сначала его разбивают на мелкие кусочки, сортируют, убирают все примеси и растирают на жерновах с добавлением воды.

Получившуюся массу отстаивают, дают тяжелым примесям, песку и камням осесть на дно сосуда. Раствор более чистого материала переливают во второй сосуд, а затем в следующий, до тех пор, пока вся ненужная примесь не опадет на дно и не удалится из мелового раствора.

Полученную массу долго отстаивают в чане, затем сливают воду, а оставшуюся массу переливают в обтянутый полотном ящик. Стекшую массу просушивают на решетке. Если высушенный мел становится излишне рассыпчатым, то в него добавляют немного гипса и клея. А с помощью различных красителей можно получить мелки любого цвета (Рис.10-11).

Рис.10

Рис.11

Меловая пыль может оказывать негативное влияние на здоровье человека. Мел может вызывать аллергию, при длительном контакте с кожей, сухость и приступ кашля. Несмотря на важность, мел может быть опасным и причинять вред здоровью человека, поэтому при использовании его нужно быть аккуратным и соблюдать рекомендации по безопасному использованию мела.

Для уменьшения отрицательных последствий, которые появляются при постоянном контакте с мелом, рекомендовано: вытирать мел с доски только влажной тряпкой; промывать тряпку для стирания мела как можно чаще; проветривать класс. Некоторые учащиеся любят, есть мел, а ведь школьный мел-это продукт, содержащий в своем составе опасные компоненты: гипс, клей ПВА, красители, что не совсем безопасно для их здоровья.

Качество и безопасность школьного мела для здоровья будет зависеть от честности производителя.

Вывод: Мел - горная порода, разновидность известняка, состоящая из нескольких минералов. Он появился десятки миллионов лет назад. В настоящее время мел необходим и широко применяется в разных отраслях [2].

3. Практическая часть

3.1. Анкетирование

Цель: выявление знаний о меле у учеников начальной школы.

Провела анкетирование среди учеников начальной школы. Опросила 36 ребят (Приложение 1) (Диаграмма 1).

Предложила ответить на следующие вопросы:

1. Что такое мел?

2. Знаете ли Вы, как появился мел?

3. Из чего состоит мел?

4. Где, по Вашему мнению, используется мел?

5. Какими свойствами он обладает?

Проанализировала анкеты одноклассников и пришла к выводу:

1. 12 учеников из 36 опрошенных практически ничего не знают о меле

2. 15 учеников имеют общие представления о меле, как он появился и какими свойствами обладает

3. 9 учеников тоже задавались этими вопросами и без особого труда ответили на них

Вывод: Выяснила, что одноклассники пользуются мелом часто, но о школьном меле знают мало. Несмотря на технический прогресс в нашей школе заменить мел пока полностью нельзя.

3.2. Опыт №1 «Изготовление школьного мела своими руками»

Цель: Изготовление школьного мела своими руками.

Изучила процессы производства мела, приступила к его изготовлению своими руками [4].

Взяла дроблённый природный мел 1 стакан (250 мл), связующее вещество гипс 5 часть стакана (50 мл), крахмал (20 мл) и воду (100 мл), 2 капли моющего средства, краситель - гуашь или пищевой краситель, добавила 1 каплю ароматизатора (Рис.12). В миску высыпала мел, гипс, крахмал – размешала (Рис.13). Отдельно смешала воду, краситель и моющее средство (Рис.14). Постепенно и тщательно перемешивая, добавила полученную жидкость в смесь до получения консистенции густой сметаны (Рис.15). Полученную смесь распределила в формы (Рис.16). Поставила сушиться на 1 сутки.

Через сутки провела испытание мела. Самодельный мел не уступил покачеству школьному мелу.

Вывод: Каждый желающий может сам изготовить школьный мел по своему вкусу: с любимым запахом, цветом, любой формы, который ни чем не будет уступать, купленному в магазине.

Рис.12 Рис.13

Рис.14 Рис.15

Рис.16

3.3. Опыт №2 «Изучение состава и свойств мела»

Цель: Изучение состава и свойств мела: молотого, школьного и самодельного [3].

1. Если потрогать руками мел: школьный и самодельный - твердый, шероховатый, только молотый мел рассыпчатый. Мел оставляет след на руках. При письме - он крошится, сыпется.

Значит, все образцы хрупкие и оставляют след (Рис.17).

Рис.17

2. Взяла чаши. Поместила в них образцы мела. Налила немного воды. Воду весь мел впитал очень быстро.

Значит, все образцы мела хорошо впитывают воду (Рис.18-19).

Рис.18 Рис.19

3. Взяла чаши. Поместила в них образцы мела. Налила немного растительного масла. Все образцы мела впитали масло. Чаши оказались сухие.

Значит, образцы мела хорошо впитывают жир, поэтому при использовании сушат кожу рук (Рис.20-21).

Рис.20 Рис.21

4. Погрузила образцы мела в воду, она помутнела. Образцы практически не повредились, они содержат клей или гипс. Молотый мел превратился в суспензию.

Значит, мел не растворяется в воде (Рис.22-23).

Рис.22 Рис.23

5. Оказывается, присутствие крахмала может изменить цвет йода. Взяла образцы мела и капнула на них йод. Цвет йода изменился на сине - фиолетовый, только на одном виде мела (самодельном) (Рис.24-25).

Рис.24 Рис.25

Вывод: Узнала, что образцы мела хрупкие и оставляют след, хорошо впитывают воду и жир, не растворяются в воде, а крахмал содержит не все образцы мела.

4. Заключение

Проведя свое исследование, я узнала, что такое мел, изучила историю его происхождения. Разобрала состав, и свойства мела. Выяснила, что есть различие между школьным и природным мелом.

Моя гипотеза подтвердилась: природный мел имеет полезные свойства и из него можно изготовить школьный мел своими руками.

Цель исследования достигнута, так как мне удалось изучить состав и свойства мела и изготовить школьный мел своими руками.

5. Список использованной литературы

1. Аликберова Л.Ю., Стёпин Б.Д. Книга по химии для домашнего чтения. М.: Химия, 1995г. - 145с.

2. БСЭ. М.: Большая Российская энциклопедия, том 27, 2011г. - 93с.

3. Ольгин О.М. Опыты без взрывов. / О.М.Ольгин; - М.: Химия, 1995г. - 39 с.

4. Оржековский П.А, Давыдов В.Н., Титов Н.А. - Творчество учащихся на практических занятиях по химии. М.: АРКТИ, 1999г. - 7с.

5. Интернет - источники:

http://www.o-krohe.ru/tvorchestvo/melki-dlya-risovaniya/

http://www.toybytoy.com/toy/Crayons_school

http://zegold.ru/mineral/mel.html

http://www.mirstroek.ru/articles/moreinfo/?id=989

http://docs.cntd.ru/document/1200024841