Научно – исследовательская работа: «Изучение химического состава и

1. Научно – исследовательская работа: «Изучение химического состава и связующих материалов школьного мела» Выполнили: ученицы 11 Б Школа № 25 Дубкова Ольга и Марисова Яна Руководитель: Родионова Л.В. 2009 г.

2. Актуальность работызаключается в том, что мел, используемый потребителем, отличается по качеству. А всегда ли качество связано с безопасностью для здоровья? Предмет исследования: школьный мел.

3. Гипотеза: Существует мнение, что на качество мела влияют связующие материалы. В качестве связующей добавки в основном применяется гипс и содержание его в мелках достигает 60 %. Время от времени в разных частях планеты появляются очаги ртутного заражения. Оказывает ли это какое – либо влияние ионов Hg 2+и Pb 2+ на качество мела?

4. Цель работы: Определить химический состав и наличие связующих материалов в меле, используемого в школе № 25. Задачи: 1. Анализ литературных данных. 2. Исследовать химический состав школьного мела. 3. Провести исследования на выявление связующих материалов. 4. Исследовать образцы мела на наличие очевидных показателей. 5. Выяснить с помощью социологического опроса, оказывает ли какое – нибудь вредное влияние постоянный контакт с мелом. 6. Анализ полученных экспериментальных данных.

5. Методы исследования: 1.Обзор литературы 2. Сравнительный анализ 3. Проведение эксперимента 4. Физико-химические методы 5. Наблюдения 6. Компьютерное моделирование

6. Республика Мордовия

7. Области использования мела

8. Материалы и методы исследования Образцы исследуемого мела Образец 1 – «Пегас» г. Клин (школьный мел) Образец 2 – «Форум» г. Санкт - Петербург Образец 3 – «Каляка – Маляка» г. Москва Образец 4 – «Центрум – С» г. Люберцы Образец 5 – «Природный мел» (Большеберезниковский район) РМ № 1 №2 №3 №4 №5

9. Определение основных показателей качества

10. Качественный анализ на содержание CaCO3. Проведение качественной реакции на обнаружение ионов СО32-: поместить измельченный мел в стакан и прилить избыток раствора соляной кислоты до прекращения химической реакции: СаСО3 + 2НСl = CaCl2 + CO2 ↑ + H2O Наблюдения при проведении качественной реакции на обнаружение ионов Ca2+, показали: при внесение ваты, пропитанной раствором мела в уксусной кислоте, в пламя спиртовой горелки пламя окрашивается в кирпично-красный цвет, это говорит о присутствии ионов Ca2+ в образцах мела.

11. Определение содержания СаСО3 в меле методом обратного титрования. При титровании исследуемых образцов мела, определили объем второго титранта (NaOH), пошедшего на титрование остатка первого титранта (HCl): V1 (NaOH) = 9 мл; V2 (NaOH) = 11 мл; V3 (NaOH) = 7,5 мл; V4 (NaOH) = 14 мл; V5 (NaOH) = 5мл; Обратное титрование

12. m 1(CaCO3) =( 0,2 ⋅ 100 – 9 ⋅ 0,1 ) ⋅50 / 1000 = 0,955 г; m 2(CaCO3) =( 0,2 ⋅ 100 – 11 ⋅ 0,1 ) ⋅50 / 1000 = 0,945 г; m 3(CaCO3) =( 0,2 ⋅ 100 – 7,5 ⋅ 0,1 ) ⋅50 / 1000 = 0,962 г; m 4(CaCO3) =( 0,2 ⋅ 100 – 14 ⋅ 0,1 ) ⋅50 / 1000 = 0,930 г; m 5(CaCO3) =( 0,2 ⋅ 100 – 5 ⋅ 0,1 ) ⋅50 / 1000 = 0,975 г; Массовая доля ω (CaCO3) в анализируемом образце мела вычисляется по формуле: ω (CaCO3) = [m (CaCO3) / m обр. ] / 100 ω 1 (CaCO3) = (0,955 г / 1г) ⋅ 100% = 95,5%; ω 2 (CaCO3) = (0,945 г / 1г) ⋅ 100% = 94,5%; ω 3 (CaCO3) = (0,962 г / 1г) ⋅ 100% = 96,2%; ω 4 (CaCO3) = (0,930 г / 1г) ⋅ 100% = 93,0%; ω 5 (CaCO3) = (0,975 г / 1г) ⋅ 100% = 97,5%.

13. Методика определения наличия гипса и крахмала • в образцах мелков. • Анализ на содержание гипса проводим с помощью микроскопа: на предметном стекле при наличие гипса наблюдается игольчатая структура. • Крахмал можно обнаружить с помощью йодной воды: крахмал образует соединение сине-фиолетового цвета. • Качественный анализ на содержание гипса. • Наблюдения под микроскопом показали: • образцы № 1, 2 и 3 на предметном стекле имеют игольчатую структуру; • образцы № 4 и 5 игольчатую структуру не имеют. Игольчатая структура Определение наличия гипса

14. Определение наличия ионов Hg2+ и Pb2+ • Определение наличия ионов Hg2+ • Исследуемый образец мела массой 1 грамм измельчаем в ступке и • растворяем в 2 мл. дистиллированной воды. • 2) К 1 мл. данного раствора приливаем HCl. • 3) Нагреваем до t 60°с – 80°с • 4) Приливаем раствор тиосульфата натрия Nа2S2O3, кипятим 1-2 мин. • 5) Выпадение чёрного осадка на наличие ионов Hg2+. • Hg2++S2- = HgS↓ Определение наличия ионов Hg2+

15. Определение наличия ионов Pb2+ 1) Исследуемый образец мела массой 1 грамм измельчаем в ступке и растворяем в 2 мл. дистиллированной воды. 2) Осадок отфильтровываем. 3) К фильтрату добавляем 1 – 2 мл. раствора KJ. 4) Фильтрат охлаждаем под краном с холодной водой, если ионы свинца присутствуют, то мы обнаружим выпадение зелёно-жёлтых кристаллов PbJ2. Pb2+ + 2KJ=PbJ2↓ +2K+ Фильтрование Определение ионов Pb2+

16. В ходе эксперимента мы получили следующие результаты:

17. Социологический опрос Нами было опрошено 50 преподавателей нашей школы и получены следующие результаты: Нами было опрошено 50 учеников нашей школы и получены следующие результаты:

18. Выводы • На основе проведённых исследований можно сделать следующие • выводы: • не весь мел, встречающийся на прилавках магазинов, обладает • хорошим качеством; • отсутствие высоких очевидных показателей указывает на не • совершенство процесса производства; • постоянная работа с мелом вызывает сухость кожи рук и кашель, • которые со временем могут перерасти в заболевания аллергического • характера; • по своему химическому составу, исследуемые образцы отвечают • нормам и не могут отрицательно влиять на здоровье; • -образцы № 1,2,3,4,5 не содержат ионов ртути и свинца; • -в качестве связующего материала в образцах мела № 2,3 используется • гипс; • -в качестве связующего материала в образцах № 1,4 используется клей. • -в образцах № 1,4 наличие гипса не установлено.Потемнение • фильтрованной бумаги после прокаливания свидетельствует • о содержании органических веществ, но так как крахмал не обнаружен, • можно сделать вывод о наличии клея, который также может быть • использован при изготовлении мела. • -лучшим связующим материалом является клей. • -лучшими качествами обладает мел № 1, но содержание клея для • придания ему необходимой прочности недостаточно.

19. Наши рекомендации: Для уменьшения отрицательных последствий, которые проявляются при постоянном контакте с мелом, рекомендуем учителям. -во время работы чаще мыть руки со смягчающим туалетным мылом. -после каждой учебной смены смазывать руки увлажняющим кремом для рук; -стирать мел с доски только влажной тряпкой; -промывать тряпку как можно чаще; -использовать мел только хорошего качества.

20. БУДЬТЕ ЗДОРОВЫ! СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

21. Литература. 1. С.А.Шапиро, М.А. Шапиро – «Аналитическая химия». Высшая школа. Москва.1989г. 2 . П.И.Воскресенский «Техника лабораторных работ». Химия. Москва.1973г. 3. География Республики Мордовии, В.Н. Пресняков. Мордовия.2005г. 4. ГОСТ Состав, способы производства, области применения меловых пород .1972г. 5. П.А.Оржековский, В.Н. Давыдов – «Творчество учащихся на практических занятиях по химии. АРКТИ, Москва,1999г. 6. Энциклопедия юного химика. Москва,2000г. 7. Большая серия знаний (химия), Современная педагогика, Москва,2002г. 8. А. Ликум – «Всё обо всём» популярная энциклопедия для детей, Том I Москва,1993г. 9. Большая серия знаний (химия), Современная педагогика, Москва,2002г. 10. Интернет. 11. Химия. Новое учебное пособие, Издательство Феникс, Ростов на Дону,2004г. 12. Энциклопедия юного химика, Москва,1997г. 13. Я познаю мир (химия), «Издательство АСТ», Москва,1999г. 14. Б.В.Некрасов «Основы общей химии», Москва, 1973г. 15. Г.М. Чернобельская - Методика обучения химии в средней школе, Москва,2001г. 16. Н.Е.Кузнецова - Методика обучения химии, Просвещение,1984г. 17. В.И.Голкунов – Химический эксперимент в школе, Самара,1998г. 18. О.М.Петрухин – Практикум по физико – химическим методам анализ,Москва,2001г. 19. Э.Гросс, Х.Вайсмантель – Химия для любознательных. Основы химии и занимательные опыты, Москва,1998г.