Муниципальное образовательное учреждение Средняя общеобразовательная школа № 99 Орджоникидзевского района

Муниципальное образовательное учреждение
Средняя общеобразовательная школа № 99
Орджоникидзевского района
Городского округа город Уфа
Республики Башкортостан
Проектно – исследовательская работа
по теме: «Школьный мел и его влияние на здоровье учителей»
Авторы: 1) Новиков Александр, 9 а класс;
2) Латыпов Аскар, 9 а класс.
Руководитель: Пестрякова Виктория Ивановна
учитель химии и биологии МОУ СОШ № 99
Уфа - 2010
Тип проекта: исследовательно-практическая работа.
Цель: изучить состав школьного мела и его влияние на здоровье
учителей.
Задачи проекта:
1)
2)
3)
4)
Приобщить обучающихся к самостоятельной работе с информацией.
Изучить географическое местонахождение мела.
Изучить состав школьного мела.
Выявить влияние школьного мела на организм учителей.
Вопросы проекта:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
Изучить историю возникновения мела.
Изучить способ приготовления школьного мела.
Рассмотреть область определения мела.
Провести качественный анализ мела (Практическая работа).
Провести социологический опрос учителей МОУ СОШ №99.
Выяснить влияние мела на организм преподавателей.
Оборудование и реактивы:
1) микроскоп;2)предметное стекло; 3)пипетка; 4)штатив лабораторный с
кольцом и муфтой; 5)воронка; 6)пробка с газоотводной трубкой; 7)ступка с
пестиком; 8)химический стакан; 9 пробирки; 10)фильтровальная бумага;
11)стеклянные палочки; 12)образцы школьного мела; 13)дистиллированная вода;
14)известковая вода; 15)соляная кислота (разб.); 16)фарфоровая ложечка;
17)спиртовка; 18)спички; 19)пинцет; 20)спиртовой раствор йода; 21)тиосульфат
натрия; 22)йодид калия.
План













История возникновения мела.
Месторождения и виды известняков.
Географическое местонахождение мела.
Химический состав мела.
Производство мела.
Применение мела.
Влияние мела на организм.
Основные показатели качества мела.
Качественный анализ школьного мела (практическая работа).
Социологический опрос учителей МОУ СОШ №99.
Выводы.
Рекомендации.
Используемая литература.
История возникновения мела
Оказывается, мел имеет как растительное, так и животное происхождение.
Он состоит из известковых водорослей – кокколитофорид (70-90%) и
корненожек - фораминифер (1 -20%).Это всё простейшие организмы, которые
извлекали из морской воды карбонат кальция и строили свои раковины и
скелет.
Отмирая, они опускались на дно океанов. Со временем из этих раковин и
скелетов образовывался толстый слой. На это уходили миллионы лет.
Постепенно этот слой цементировался, превращался мягкий известняк,
который мы называем мелом.
Но существует и другой способ отложения. Подобно соли и гипсу, которые
осаждаются на дно морей, озёр, лагун, за счёт испарения воды. Из курса
географии мы знаем, что на Земле происходили различные изменения. Так
моря высыхали и отступали, превращаясь в сушу. Ярким примером тому
является пролив Ла-Манш. Слои мела, находившиеся на морском дне, были
подняты над поверхностью моря. Наиболее рыхлые участки были размыты
водой, оставив высокие меловые скалы. Наиболее известные находятся у
Дувра на английской стороне и у Дьеппа – на французской. В различных
районах Мира мел залегает вдали от моря там, где когда- то было море.
Примером тому штаты - Канзас, Арканзас, Техас в США. Но самый хороший
мел получают в Англии.
Месторождения и виды известняков
Известняки встречаются почти на всех материках, за исключением
Австралии. Они сформировались в разные геологические эпохи. Мощность
пластов варьирует от нескольких сантиметров до сотен метров. На
сегодняшний день
добыча и производство мела на территории СНГ
существует в России, Белоруссии, Украине и Казахстане. В России известняки
обычны в Центральных районах европейской части.
Ежегодное потребление природного мела в кусковом, дроблёном и
измельчённом виде в разных странах превышает 150 млн. тонн. Производство
качественных марок мела сосредоточено в России в первую очередь на
меловых заводах Белгородской области т. К. именно на Белгородчине
находятся наиболее крупные месторождения качественного мела. Разведано
свыше 29 месторождений мела утверждённым запасом 1.0 млрд. тонн.
Географическое местонахождение мела
Состав мела и его местонахождение в природе.
Мел, слабо сцементированная, мажущаяся, тонкозернистая разновидность
карбонатных пород, состоящая в основном из карбоната кальция природного
происхождения или полученного искусственным путем. Природный мел
сложен главным образом кальцитовыми скелетными частицами
микроорганизмов – известковых водорослей кокколитофорид (70-90%) и
корненожек – фораминифер (1 – 20%). Изредка в меле встречаются раковины
моллюсков, скелеты мшанок, морских ежей, лилий, кремневых губок,
кораллов. в меле иногда рассеяны конкреции кремня, пирита и фосфорита
мела представляет собой полу затвердевший морской ил, отлагавшийся на
глубину 30-500метров о более. Залежи мела широко распространены в
природе.
Наиболее значительная полоса отложений мела распространена от р. Эмба в
западном Казахстане до Великобритании. Их мощность местами достигает
сотни метров (например, в районе Харькова – 600 метров). В зависимости от
способа производства в области преимущественного применения в России
мела подразделяют на виды, марки, сорта, установленные ГОСТОМ.
Месторождение мела в России сосредоточены в Брянской, Белгородской,
Ульяновской и Саратовской областях России, а также в Узбекистане,
Белоруссии, Казахстане, во Франции (Парижский бассейн), Великобритании и
Дании.
Мел, которым мы пишем на доске, состоит преимущественно из раковинок
морских корненожек. В океанах и морях оседают на дно раковины отмерших
корненожек. За тысячи и миллионы лет скопляются громадные толщи
раковинок, которые впоследствии при геологических перемещениях земной
коры могут оказаться на суше в виде меловых и известковых гор (например,
на Украине). Таким образом, ничтожно малые по своим размерам и
грандиозные по своей массовости простейшие входят в состав земной коры.
Химический состав мела
Химический состав мела (в %): 85-98 CaСO3; 0,2-0,3 MgO; 0,5-0,6 SiO2; 0,20,4 Al 2O3; 0,02-0,7 FeO + Fe 2O 3. Минеральный состав (в %): 90-99 кальцита;
1-8 глинистых минералов (монтмориллонит, гидрослюды и каолинит); 0,01-0,1
пирита; 0,1-0,5 глауконита;0,2-6 кварца;0,01-0,7 опала; 0,01-0,5 цеолитагейландита; 0,01 барита, содержание частиц <0,01 мм обычно сверх 90%.
Плотность 2,70 – 2,72г/см; объемная масса скелета 1,42-1,56 г/см; пористость
45-50%; естественная влажность 30-33%;сопротивление сжатию влажного
мела 1-2Мн.м (10-20кгс.см), сухого 4-5 Мн.м (40-50кгс.см).
Основу химического состава мела составляет карбонат кальция с
небольшим количеством карбоната магния, но обычно присутствует и
некарбонатная часть, в основном оксиды металлов. В составе мела обычно
находится незначительная примесь мельчайших зёрен кварца и
микроскопические псевдоморфозы кальцита по ископаемым морским
организмам (радиолярии и др.) Нередко встречаются крупные окаменелости
мелового периода: белемниты, аммониты и др. Его элементы относятся к
семейству щелочноземельных металлов, которые составляют подгруппу
периодической системы элементов.
Формованный школьный мелок на 40 % состоит из мела (карбонат кальция)
и на 60 % из гипса (сульфат кальция).
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
(перечисляю в порядке их появления на рынке): «Алгем», «Вакарис», «Пегас»,
«Квартет-1».
В Белгороде мел производили раньше и производят теперь экструзионным
способом. При этом мокрый мел в виде тонких колбасок поступает из
машины, похожей на мясорубку. Колбаски укладываются на противень,
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
(некоторые дети, а порой и взрослые, белый мел в прямом смысле слова едят).
Зато этот мел мягок, приятен на ощупь, практически не пачкает рук.
«Алгем» - первая фирма на российском рынке, 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.
При производстве порошок мела тщательно перемешивается с гипсом (белый
мел), а также с красителями (цветной). От качества порошка напрямую
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 - 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 - 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 невелик. Расколовшиеся при
снятии матрицы мелки сразу убираются работником. Пересушенные или
недосушенные мелки, как правило, отбирают упаковщицы: 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 от перебора гипса, а мягким от длительной пересушки или
использования очень высокой температуры. 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
линолеумными». 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.
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 двухцветные мелки в виде толстых
округлых карандашей. Они очень удобны для преподавателей, когда одним
цветом пишешь, а другим подчеркиваешь, и, конечно, для детей (покупаешь 6
мелков, но 12 цветов). Уже отлажено производство бильярдного мела,
который также запатентован - никто в России его больше не выпускает.
Применение мела
Мел — необходимый компонент «мелованной бумаги», используемой в
полиграфии для печати качественных иллюстрированных изданий. Молотый
мел широко применяется в качестве дешёвого материала (пигмента) для
побелки, окраски заборов, стен, бордюров, для защиты стволов деревьев от
солнечных ожогов.
Мел применяют в лакокрасочной промышленности (белый пигмент),
резиновой, бумажной, в сахарной промышленности — для очистки
свекловичного сока, для производства вяжущих веществ (известь,
портландцемент), в стекольной промышленности, для производства спичек. В
этих случаях обычно используют т. н. Мел осаждённый, полученный
химическим путём из кальцийсодержащих минералов.
Мел используется для письма на больших досках для общего обозрения
(например, в школах) (формованный школьный мелок на 40 % состоит из мела
(карбонат кальция) и на 60 % из гипса (сульфат кальция). При недостатке
кальция медицинский мел может быть прописан как добавка к пище. Следует
отметить, что при рентгеновских исследованиях желудочно-кишечного тракта
применяют вещество, которое иногда ошибочно принимают за мел. На самом
деле это взвесь также нерастворимого в воде сульфата бария.
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 пластическом
искусстве мел применяют как основу левкаса и других грунтов, как компонент
при изготовлении художественных красок (в том числе пастели). Белый мел и
черный мел (так называемый итальянский карандаш) используются как
материалы для рисования.
Влияние мела на организм
На сегодняшний день сохранение и укрепление здоровья населения - одна
из наиболее актуальных проблем. Здоровье человека всегда было предметом
пристального изучения специалистов самых разных профессий.
По прогнозам Всемирной Организации Здравоохранения в начале 21 века
самыми распространенными заболеваниями человека являются аллергические
заболевания, бронхиальная астма, сердечно - сосудистые заболевания. По
информации Института иммунологии, каждый третий житель России
подвержен аллергии, а в ближайшем будущем аллергиком будет каждый
второй. От бронхиальной астмы на сегодняшний день страдает 12% населения
России, тогда как в странах Европы и США эта цифра составляет 5%. По
прогнозам, в ближайшие годы процент больных астмой может повыситься в
России до 30%. Причем эти заболевания настигают людей везде: на улицах, в
помещениях, при обращении, казалось бы, с совсем безопасными веществами.
Как только ребенок идет в школу, он начинает пользоваться мелом.
Школьный мел сопровождает нас с первого до одиннадцатого класса,
педагоги пользуются им постоянно. Сегодня к школьному мелу
предъявляются очень серьезные требования, поэтому школьный мел считается
экологически чистым и безопасным продуктом. Однако в процессе
использования школьный мел начинает пылить, забиваться в нос, пачкать
руки. Некоторые учащиеся любят есть мел, а ведь школьный мел – это
продукт, содержащий в своем составе помимо основных безопасных (как
считается) компонентов: известняка, гипса, крахмала, еще и склеивающие
вещества (клей ПВА, БФ, казеиновый, канцелярский и др.), красители, что не
совсем безопасно для их здоровья.
Пыль мела может вызывать аллергические реакции. Аллергия – это
хроническое заболевание. Аллергическая реакция проявляется в том случае,
если иммунная система организма реагирует на вещества, которые, как
правило, не являются вредными. Пыль от мела – является аллергеном. Этот
аллерген может вызвать приступ астмы. В настоящий момент еще не найдена
альтернатива школьного мела (восковой мел не подходит для использования
на школьных досках). Сейчас в школах появляются интерактивные,
маркерные доски. Однако школьный мел как существовал много лет в школах,
так и остался до сих пор. Поэтому, мы считаем, что исследование состава,
качества школьного мела и его влияния на здоровье людей актуально и
практически значимо.
Основные показатели качества
При изучении литературы по данной теме мы выявили следующие
показатели, которыми должен обладать мел, используемый в школах:
I Очевидные:
1) Крошится при письме
2) Пачкает руки
3) Чистота (белый)
4) Твердые вкрапления
II Не очевидные:
1) Отсутствие следов клея ПВА
2) Использование очищенной воды
3) Качество красителей
4) Отсутствие примесей, содержащих тяжелые металлы.
Данные показатели исследуемых образцов привели в таблице «Основные
показатели качества мела».
Таблица «Основные показатели качества мела»
Мел
Цвет
Сыпучесть
Маркость
Кусковой
Серо белый
Белый
Белый
Средняя
Большая
Средняя
Круглый
Прямоугольный
Средняя
Твёрдые
вкрапления
Имеются
Твёрдый,
мягкий
Твёрдый
Большая
Средняя
Отсутствуют
Отсутствуют
Мягкий
Твёрдо мягкий
Качественный анализ школьного мела
Основным компонентом мела является карбонат кальция. Природный
(пиленый) мел не содержит никаких других компонентов. При изготовлении
формованных мелков в порошок мела добавляются вещества – связующие,
например, крахмал или гипс.
Чтобы узнать, какие связующие вещества применялись для
изготовления имеющихся в классе мелков, проводится качественный анализ.
Наличие в составе мелка карбоната кальция подтверждается с помощью
соляной кислоты (выделяющийся углекислый газ вызывает помутнение
известковой воды). Присутствие гипса в качестве связующего можно доказать
проведением микрокристаллоскопической реакции. Для этого кусочек мела
растирается в ступке и полученный порошок взбалтывается в стакане с
дистиллированной водой. После производится фильтрование. Капля
фильтрата рассматривается под микроскопом. В процессе высыхания капли
растут кристаллики гипса (если он входит в состав мелка), имеющие форму
характерных иголок и игольчатых друз.
Крахмал обнаружить просто. Например, если при прокаливании мелка
он чернеет, то можно сделать вывод, что в его состав входит крахмал
(углеводы при нагревании легко обугливаются). В качестве реактива на
крахмал можно использовать и раствор йода. Наличие крахмала в меле мы
обнаруживали раствором йода.
Практическая работа «Качественный анализ мела»
Ход работы
Оборудование и реактивы:
1)микроскоп; 2)предметное стекло; 3)пипетка; 4)штатив лабораторный с
кольцом и муфтой; 5)воронка; 6)пробка с газоотводной трубкой; 7)ступка с
пестиком; 8)химический стакан; 9)пробирки; 10)фильтровальная бумага;
11)стеклянные палочки; 12)образцы школьного мела; 13)дистиллированная
вода; 14)известковая вода; 15)соляная кислота (разб.); 16)фарфоровая
ложечка; 17)спиртовка; 18)спички; 19)пинцет; 20)спиртовый раствор йода;
21)тиосульфат натрия; 22)йодид калия.
Распознавание карбонат - анионов (СО32-).
В пробирку внесли несколько кусочков мела и прилили небольшое
количество разбавленной соляной кислоты HCl. Быстро закрыли пробирку
пробкой с газоотводной трубкой. Конец трубки опустили в другую пробирку,
в которой находится 2 – 3 мл известковой воды. Несколько минут наблюдали,
как через известковую воду походят пузырьки углекислого газа. Известковая
вода помутнела. Следовательно, в состав мела входят карбонат - анионы
(СО32-).
СаСО3 + 2HCl → СаCl2 + СО2↑ + Н2О
СО32- + 2Н+ → СО2↑ + Н2О
СО2 + Са(ОН)2 → СаСО3↓ + Н2О
Распознавание крахмала.
Крахмал мы обнаруживали с помощью спиртового раствора йода.
На исследуемые кусочки мела нанесли по 2 – 3 капли раствора йода. Окраска
раствора йода изменилась с круглым мелом (цвет синий). С остальными
образцами мела окраска спиртового раствора йода не менялась.
Микрокристаллическая реакция на гипс.
Каждый исследуемый образец мела измельчили в ступке и массу
1 грамм растворили в 2 мл. дистиллированной воды. Тщательно
перемешали полученный раствор стеклянной палочкой.
Полученный раствор профильтровали. Затем каплю фильтрата
поместили на предметное стекло и рассмотрели под микроскопом.
В процессе высыхания капли растут кристаллики гипса (если он
входит в состав мела), имеющие форму характерных иголок и
игольчатых друз.
Определение катионов кальция (Са2+).
Небольшие кусочки мела каждого исследуемого образца
прокалили в пламени спиртовки. Пламя спиртовки приобрело
красно – оранжевую окраску у каждого образца мела, что
подтверждает наличие катионов кальция.
Результаты исследований:
Окраска
пламени
спиртовки
Выделение
углекислого
газа
Наличие
гипса
Окраска
раствора йода
Кусковой
Краснооранжевый
Бурно
Имеется
Коричневый
Круглый
Краснооранжевый
Медленно
Небольшое
количество
Синий
Прямоугольный
Краснооранжевый
Медленно
Имеется
Коричневый
Мел
Вывод: Образцы мела все содержат ионы кальция и карбонат - анион,
следовательно, в нём присутствует карбонат кальция (CaCO3). Из примесей
мы обнаружили гипс и крахмал.
Вывод по экспериментальной части:
1) Все исследуемые образцы мела содержат в своём составе катионы кальция.
2) Примеси в наших образцах были гипс, крахмал и клей.
3) Кусковой мел состоит из карбоната кальция и огромного количества
примесей, пачкает руки, плохо пишет.
4) Круглый мел состоит из карбоната кальция, сильно пачкает руки, мягко
пишет, крошится т.к. в качестве связывающего вещества в нём крахмал.
5) Прямоугольный мел содержит карбоната кальция, мало крошится и меньше
всего пачкает руки, но очень карябает доску, т. к. в качестве связывающего
вещества содержит помимо гипса - клей.
Из всех образцов, исследуемых мелков, учителя больше всего работают с
круглым мелом.
Определение содержания ионов тяжелых металлов.
Используя стандартные методики определения ионов в веществе, мы
попытались узнать качественный состав мела.
Мы не стали определять наличие ионов Ca2+ и CО32- , так как минерал
кальцит составляет основной % массы.
Для определения, мы решили взять ионы тяжелых металлов, таких как Pb и
Hg. Всем известно, что они способны накапливаться в организме человека,
вызывая тем самым, различные заболевания. Наиболее интересным является
ион Hg2+, так как ртуть и ее соединения являются ядовитыми веществами.
Ежедневно человек позлащает с пищей 0,02-0,05 мг ртути. Это количество не
опасно. А вот увеличение ртутной дозы чаще всего приводит к отравлению,
порой со смертельным исходом. До сих пор биологическая роль этого
вещества до конца не выяснена, но уже хорошо известно, что оно пагубно
влияет на поглощение и обмен многих микроэлементов и активность
ферментов.
Ртуть легко испаряется, ее пары могут проникнуть в организм через кожу и
легкие. Ядовито и большинство соединений ртути .
Время от времени в разных частях планеты появляются очаги ртутного
заражения. Самый известный случай массового отравления ртутью (синдром
Минамата). Сотни жителей этого японского города пострадали, долгое время
питаясь рыбой, выловленной в заливе, вода которого содержала ртуть.
Качественная реакция на катионы ртути (Hg2+)
Характерные и специфические реакции катионов двухвалентной ртути.
Из обще аналитических реакций на катионы ртути характерной реакцией
является образование нерастворимого в кислотах черного осадка сернистой
ртути. Наиболее же распространенными реакциями для обнаружения этих
катионов являются специфические реакции с йодистым калием,
дифенилкарбазидом, дифенилкарбазоном и восстановления до
металлической ртути.
1.Образование сернистой ртути НgS.
Если к раствору солей ртути прилить соляной или серной кислоты и
через этот раствор, подогреть и до 60—80° С, пропустить сероводород или
прилить к нему сероводородной ВОДЫ, или же, добавив к нему раствор
тиосульфата натрия Nа2S2O3 прокипятить, то во всех случаях из раствора
выпадет черный осадок НgS.
Hg2++S2-=HgS
Эта реакция настолько чувствительна, что, ею открываются ничтожные
следы катионов ртути.
2. С йодистым калием.
Катионы Нg2+ образуют ярко-красный осадок йодной ртути НgJ2. Однако
последняя в избытке KJ очень легко растворяется, переходя при этом в очень
устойчивую комплексную соль состава К2 [НgJ4]:
Hg(N03)2 + 2КJ =  НgJ2 + 2КNОз,
НgJ2+2KJ=К2[НgJ4].
Микроспособы
Эти микроспособы состоят в следующем:
1) На фильтровальную бумагу наносят последовательно каплю исследуемого
раствора, на нее - каплю раствора КJ (образование К2[НgJ2], а затем каплю
концентрированного раствора КОН (образование реактива Несслера). После
того как полученное пятно полностью разойдется на бумаге, его
обрабатывают парами аммиака, для чего бумагу с пятном помещают над
горлышком склянки с раствором NН4ОН. При этом пятно становится черным
(выделение металлической ртути).
2) В раствор, содержащий катионы двухвалентной ртути, осторожно
погружают кончик стеклянной палочки, смоченный раствором KJ; при этом
вокруг палочки образуется яркое оранжево-красное кольцо йодистой ртути,
которое очень быстро исчезает.
3) На фильтрованную бумагу наносят каплю разбавленного раствора KJ. Затем
в капилляр набирают испытуемый раствор, и кончик капилляра прижимают в
течение 5—10 секунд к центру полученного от Щ пятна. При этом в
присутствии ионов Нg2+ под капилляром образуется красное пятно НgJ2.
Указанные микрореакции дают возможность обнаружить Нg2+ в
присутствии катионов всех аналитических групп. Иногда им мешают катионы
серебра и свинца. Однако эти катионы можно удалить из раствора осаждением
смесью растворов КС1 и К2SО4. Концентрация Нg2+ для обнаружения их этой
реакцией должна быть не менее 10 мг/л.
Качественная реакция определения ионов свинца (Pb2+)
Реакции катионов группы соляной кислоты (Pb2+, Hg2+).
Свинец очень опасен для здоровья, так как накапливаясь в организме
человека может вызывать заболевания : свинцовые колики, лихорадки,
различные приступы, и прочие.
Определение ионов свинца в исследуемом растворе можно провести по
следующей схеме:
Pb2++2J-=PbJ2
Ход работы.
Определение ионов ртути (Hg2+).
Исследуемый образец мела измельчаем в ступке и массу 1 грамм
растворяем в 2 мл. дистиллированной воды.
1) К 1 мл. данного раствора приливаем соляной кислоты (HCl).
2) Нагреваем до t 60-80 .
3) Приливаем раствор тиосульфата натрия Na2S2O3 ,кипятим 1-2 мин.
4) Выпадение черного осадка указывает на наличие ионов Hg2+.
Hg2+ + S2− = HgS
5) В ходе реакции чёрный осадок сульфида ртути не образовался.
Следовательно, в данном образце мела не содержится ртуть.
Определение ионов свинца (Pb2+).
1) Исследуемый образец мела измельчаем в ступке и массу 1 грамм
растворяем в 2 мл. дистиллированной воды.
2) К полученному раствору добавляем 4-6 мл. дистиллированной
воды.
3) Осадок отфильтровываем.
4) К полученному фильтрату добавляем 1-2 мл раствора KJ.
5) Фильтрат охлаждаем под краном с холодной водой. Если ионы
свинца присутствуют, то мы обнаружим выпадение зелено-желтых
кристаллов йодида свинца (PbJ2).
Pb2++2KJ=PbJ2+2K+
В ходе проведённых качественных реакций на катионы ртути и свинца мы
получили следующие результаты:
Данные образцы мела не содержат ионов ртути и свинца.
Социологический опрос учителей
В социологическом опросе учителей МОУ СОШ №99 города Уфы
о качестве мела и его влиянии на здоровье организма участвовали все
учителя(32) которым были предложены следующие вопросы:
Анкета
1. Довольны ли вы качеством мела?
А) Да
Б) Нет
2. Что вы из перечисленного испытываете при работе с мелом?
А) Пачкается рука
Б) Сухость кожи рук
В) Слоение ногтевой пластины
Г) Трескается кожа рук
Д) Ничего
3.Какие вы испытываете ощущения на дыхательную систему при работе
с мелом?
А) Кашель
Б) Першение в горле
В) Чихание
Г) Приступ астмы
Д) Не испытываете
Нами было опрошено 32 преподавателя нашей школы и получены
следующие результаты которые мы предлагаем вам в виде таблиц.
Таблица № 1
Довольны ли вы качеством мела?
Ответы
Процент, %
0
100
Да
Нет
Диаграмма №1
Таблица № 2
Что вы из перечисленного испытываете при работе с мелом?
Ответы
Пачкается рука
Сухость кожи рук
Слоение ногтевой
пластины
Трескается кожа рук
Ничего
Процент, %
100
92
80
10
0
Диаграмма №2
Таблица № 3
Какие вы испытываете ощущения на дыхательную систему
при работе с мелом?
Ответы
Процент, %
Кашель
Першение в горле
Чихание
Приступ астмы
Не испытываете
9
7
7
0
0
Диаграмма №3
Анализ анкет: На основании социологического опроса, можно сказать, что
всех опрошенных учителей (100%) не устраивает качество мела, так как он
царапает доску. У многих возникают следующие эффекты: пачкается
рука(100%), появляется сухость кожи рук(92%), возникает слоение ногтевой
пластины(80%), трескается кожа рук(10%), появляется кашель(9%), першение
в горле(7%), чихание(7%).
Можно ли самостоятельно определить качество мела?
Вот некоторые рекомендации − самые простые и, в то же время, очевидные
и показательные:
- при письме мел не должен сильно крошиться;
- мел не должен сильно пачкать руки;
- мел должен быть чистым (белый);
- в нем не должно быть твердых вкраплений, царапающих доску.
Выводы
На основе проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
– в продажу и в школу поступает мел, который не соответствует нормам
ГОСТ, а имеет ТУ.
– не весь мел, который продаётся в магазинах, обладает хорошим качеством;
– отсутствие высоких очевидных показателей указывает на не совершенство
процесса производства;
– постоянная работа с мелом вызывает пачкание рук, сухость кожи рук,
слоение ногтевой пластины, трескание кож рук, кашель, першение в горле,
чихание.
– по своему химическому составу, все исследуемые образцы мела могут
отрицательно влиять на здоровье учителей и обучающихся.
Со школьным мелом работать небезопасно. В школах необходимо
заменить меловые доски на магнитно-маркерные .
Рекомендации
На основе проведенных исследований можно дать следующие
рекомендации:
1) После работы с мелом, по окончанию урока, мыть руки туалетным мылом,
который увлажняет кожу («Глицериновое», «Ланолиновое», «Вазелиновое»,
«Молочное», «DOVE»)
2) Доску в классе протирать только влажной салфеткой во избежание попадания
пыли мела в верхние дыхательные пути.
3) Перед работой с мелом на кожу рук наносить крем, обладающим защитными
свойствами («Силиконовый», «Гидрофобный», «Детский»).
4) В период между работами с мелом на кожу рук и ногтевой пластины наносить
любой питательный крем.
5) Использовать мел только хорошего качества.
Данная работа может быть использована при изучении темы: «Соли
угольной кислоты».
Используемая литература
1.Тяглова Е.В. Исследовательская деятельность учащихся по химии:
методическое пособие. – М.: Глобус, 2007.
2. Ширшина Н. В. Химия: проектная деятельность учащихся. – Волгоград:
Учитель,2007.
3.Габриелян О. С. Химия. 9класс: Учеб. для общеобразоват. учеб. заведений. –
М.: Дрофа,2004.
4.Егоркин В.Ф., Кирюшкин Д. М., Полосин В. С. Внеклассные практические
занятия по химии. – М.: Просвещение, 1965.
5.Полосин В.С. Школьный эксперимент по неорганической химии. – М.:
Просвещение, 1970.
6.Оржековский П.А., Титов Н.А. и др. Кружковые занятия по изготовлению
школьных мелков. //Химия в школе. 1991. №5. С. 62-65.
7. Оржековский П.А., Давыдов В.Н., Титов Н.А. Творчество учащихся на
практических занятиях по химии. Книга для учителя. Аркти, М., 1999
8. Оржековский П.А., Титов Н.А., Костенчук И.А. Организация творческого
сотрудничества учащихся на практических занятиях. Химия в школе, 1995,
N1.