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 |
Производство 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. Основной же костяк
производителей, делающих качественные мелки, невелик,это:«Алгем», «Вакарис», «Пегас», «Квартет-1». Самой «старой» фирме («Алгему») диннадцать лет, самой «молодой»-(«Квартету») два года. В Белгороде мел производили раньше и производят теперь экструзионным способом.
При этом мокрый мел в виде тонких колбасок поступает из машины, похожей на мясорубку. Колбаску 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. «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. Кроме всех прочих заслуг, «Алгем» также является единственной пока в России фирмой, официально зарегистрировавшей свой товарный знак.
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. Знаменитая 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), а всевозможные фигурные мелки (например, портновские) вкладываются в пеналы блистерной упаковки. Что еще интересного можно узнать о меле? Например, что «Алгем» для производства мела использует очищенную воду, это в первую очередь оценивают «поедатели» мела.
Очень важна сегодня для потребителя упаковка мела. Мало того, что она должна быть достаточно твердой (чтобы мелки не сломались), оформление ее требует сегодня значительных затрат - на покупку лицензионного персонажа, на качественную печать и так далее. Как правило, у всех производителей есть несколько вариантов оформления «родной» упаковки, а также несколько заказов на производство мелков в лицензионных упаковках. Так, «Квартет» производит мелки для серии «Фунтик» (лицензия принадлежит компании «Фарм»), а также для серии Laplandia (принадлежащей компании «Релайт»). «Алгем» выпускает мелки под маркой Boom, принадлежащей компании «Про Бюро» (Boom Classic,Boom Tom&Jerry, Boom Simsala Grimm). Кроме того, «Алгем» выпускает наборы для домашнего использования мела - специальная доска, упаковка мела и губка. «Квартет» выпускает запатентованные двуцветные мелки в виде толстых округлых карандашей.
Они очень удобны для преподавателей, когда одним цветом пишешь, а другим нужно подчеркивать, и, конечно, для детей (покупаешь 6 мелков, но 12 цветов). А также уже отлажено производство бильярдного мела, который также запатентован - никто в России его больше не выпускает. Акции, детские праздники, конкурсы «Рисуем на асфальте» спонсирует в Москве фирма «Алгем». Как правило, у каждой фирмы-производителя есть свои подшефные интернаты и школы. Традиционно самым доступным импортным мелом для нас был чешский мел, в частности, производимый компанией Koh-I-Noor. Из других марок на этом поприще оставили след компании Pelican, Crayola, Jovi, Ses. Было время, когда импорт совокупно перекрывал продажи российского мела. Однако,после кризиса 1998 года, разница в цене стала столь существенной (150 рублей против 15 условно), а качество российских мелков столь повысилось, что сегодня, практически 90% продаж составляет отечественный мел. Импортный мел перешел в категорию элитных товаров и его довольно трудно найти в обычных канцелярских лавочках. Вообще технология изготовления литого мела к нам пришла из Чехии. Портновский мел - один из самых сложных для производства мелков. Во-первых, нужно подбирать специальные красители, которые должны состирываться с ткани, а, во-вторых, у него должна быть специальная форма, инженерная конструкция которой учитывает особенности работы портных. Этот мелок должен быть очень тонким, но в то же время не должен ломаться. Треугольные мелки, которые выпускает большинство производителей, не подходят для этих целей, так как их уголки ломаются при первом нажатии. Наиболее точные по решению мелки выпускает «Квартет». 5
Области использования мела
Мел используется в сельском хозяйстве для известкования почв, подкормки животных. В промышленности мел применяется для производства цемента и извести, как наполнитель для резины, пластмасс, лакокрасочных материалов, для получения соды, стекла, очистки сахара, приготовления школьных мелков. Осажденный мел используется в медицине как лечебный препарат, в парфюмерии составная часть зубных порошков. В пластичном искусстве мел применяют как основу левкаса других грунтов как компонент при изготовление художественных красок. Белый мел и черный мел (тонкие итальянские карандаши) используют для рисования. 2
Основные показатели качества
При изучении литературы по данной теме мы выявили следующие показатели, которыми должен обладать мел, используемый в школах:
- а) Очевидные:
- 1. Крошится при письме
- 2. Пачкает руки
- 3. Чистота (белый)
- 4. Твердые вкрапления
- б) Не очевидные:
- 1. Отсутствие следов клея ПВА
- 2. Использование очищенной воды
- 3. Качество красителей
- 4. Отсутствие примесей, содержащих тяжелые металлы 5
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:
- Меловые краски применяются для внутренней отделки во время строительных и ремонтных работ.
- Мел входит в состав цементных смесей , обеспечивая их мягкостью и эластичностью.
- Молотый природный мел активно используется для производства стекла.
- Мел входит в состав фермерских комбикормов и используется для удобрения почвы.
- 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.
- Применяется мел и в бытовых целях как впитывающий и отбеливающий компонент.
- Производство зубных порошков и паст также не обходится без применения мела.
- 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.
- 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.
- 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.
Рисование способствует развитию мелкой моторики, творческого начала и усидчивости у малышей. Существует великое множество материалов для художественного творчества, и одним из самых первых, с которым дети знакомятся, едва научившись ходить, являются цветные мелки. Использование мелков не требует от малышей каких-либо определенных навыков, но при этом ребенок учится держать инструмент (в нашем случае - мел) правильно, что поможет ему в дальнейшем легче освоить технику рисования цветными карандашами и красками .
Сегодня купить мелки - не проблема, но мы все же решили коснуться очень интересной темы: «Как сделать мелки самостоятельно?»
Магазинные мелки или hand-made: расставляем приоритеты
Сразу оговоримся, что сенсационного факта против заводских мелков сейчас не будет. Знакомые нам с детства, они более чем доступны по цене и не содержат токсичных примесей, опасных для ребенка.
Некоторые вопросы могут вызвать лишь красители в цветных мелках, изготавливаемых недобросовестными производителями, но таковых единицы. Себестоимость мелка минимальна, поэтому «мудрить» с составом с целью его удешевления нет необходимости. Это могут делать только фирмы-однодневки, занимающиеся производством в кустарных условиях. В свою очередь, серьезные компании строго соблюдают ГОСТы и технологические нормы.
Рисование мелками на асфальте - прекрасный способ провести время с ребенком на свежем воздухе
Так стоит ли тратить время на изготовление мелков своими руками или проще их купить? Ответ на этот вопрос заключается не в качестве материала, получаемого на выходе, а в самом процессе. Изготавливать мелки легко, а само занятие станет прекрасным способом совместного интересного времяпрепровождения с детьми. Еще один важный аспект заключается в упомянутых ранее красителях. Если ваш малыш принадлежит к возрастной категории, которой пока еще не присуще соблюдать правила гигиены, и он стремится попробовать окружающие предметы на вкус либо лезет в рот испачканными руками, тогда самодельные мелки с природными красящими пигментами несколько обезопасят ситуацию и сведут ваши волнения к минимуму.
Мелки своими руками: техника изготовления
Для изготовления мелков в домашних условиях вам необходимо будет приобрести гипс, который и станет их основой. Красящим веществом могут выступать краски (темпера, гуашь) и пищевые или природные красители. Следует отметить, что мелки с добавлением пищевых красителей сильно пачкают руки. Также вам потребуется одноразовая посуда, а именно стаканчики в количестве, соизмеримом с планируемым числом цветовых вариаций мела, и несколько ложек. Другие составляющие зависят от формы для мелка.
Для первого варианта вам потребуются:
- Силиконовая форма для льда или «яйца» из «Киндер-сюрприза»;
- Вазелин.
Мелкам «собственного производства» можно придать любой оттенок
Для второго способа следует запастись:
- Картоном;
- Вощеной бумагой или плотным полиэтиленом;
- Скотчем.
Если в качестве формовочного материла вы решите выбрать «яйца» из «Киндер-сюрприза» или силиконовую форму для льда, тогда рецептура будет следующей. Для начала в стаканчике следует смешать гипс с водой в пропорции 1,5:1. Должна получиться смесь, напоминающая сметану средней густоты. К гипсовой массе добавляется краситель, его количество зависит от интенсивности цвета, который вы хотите получить в результате. Смесь интенсивно перемешивается ложкой (по возможности быстрее, поскольку гипс очень быстро застывает). Полученная масса помещается в форму, предварительно смазанную вазелином, и опять перемешивается зубочисткой для того, чтобы избавиться от воздушных пузырьков, способствующих крошению и ломкости мелка. Если за формовочную основу вы взяли пластиковые «яйца», тогда состав одного цвета следует вылить в две половинки, дать ему слегка подсохнуть (на это потребуется не более трех минут), и соединить половинки. Через 30 минут мелки можно вынуть и оставить в теплом сухом месте на сутки до полного высыхания.
Второй способ идентичен первому с той лишь разницей, что на подготовку форм уйдет чуть больше времени. В качестве формы используется скрученный в трубочку и проклеенный на стыке картон. Далее все просто: вощеная бумага (полиэтилен) скручивается в трубочку и помещается в подготовленный картон. Дно заготовки заклеивается скотчем. На следующем этапе повторяются ранее описанные действия (вазелин не используется).
Если после приготовления мелков у вас осталась лишняя смесь, ни в коем случае не выливайте ее в раковину или унитаз: помните, что это все-таки гипс, который вскоре застынет и, вполне возможно, испортит сантехнику. Дождитесь, пока состав загустеет, и выбросите его в мусорное ведро.
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.
