Исследовательская работа "Состав мела. Съедобен ли он?". Мел пищевой: в чем его польза и как правильно применять

КАРПЕНКО ЮЛИЯ

Объект

Предмет исследования – мел.

Цель

Гипотеза

1. Изучить литературу о меле.

2. Изучить информацию о применении мела в быту и на производстве.

3. Провести анкетирование.

4. Обработать результаты анкетирования.

5. Подвести итоги.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Исследовательская работа

« Мел »

Работу выполнила

ученица 4-а класса

МОУ «СОШ р.п.Озинки»

Карпенко Юлия

Руководитель: Паницкая Т.И.

Озинки 2015

Введение ……………………………………………………………………...

Актуальность работы, проблема, методы исследования………………….

Цель, задачи…………………………………………………………………..

Происхождение, свойства и применение мела.............................................

Анкета для учителей и учащихся…………………………………………...

Анализ анкет…………………………………………………………………

Заключение…………………………………………………………………...

Список источников…………………………………………………………..

Введение

Кто из нас не знает мела? Чьи карманы и пальцы в детстве не пачкал кусочек легкого камня цвета снега? Кому не известно счастье художественного творчества «мелового» периода? Кто, будучи подростком, не исследовал свойства мела в «пузырящихся» опытах, не рассматривал меловой мазок под микроскопом?

Какие тайны хранит мел? Иногда кусочек мела вдруг начинал царапать доску, а Татьяна Ивановна нам говорила, что это остатки древних ракушек. И вот такой простой кусочек заинтересовал меня.

Объект моего исследования – полезные ископаемые.

Предмет исследования – мел.

Цель исследования: изучить мел как полезное ископаемое, выяснить его происхождение, где встречается в природе, где используется в быту и на производстве.

Гипотеза моего проекта заключается в том, что мел в нашей жизни играет важную роль.

Для себя я определила этапы исследовательской деятельности:

1. Изучить литературу о меле.
2. Изучить информацию о применении мела в быту и на производстве.
3. Провести анкетирование.
4. Обработать результаты анкетирования.
5. Подвести итоги.

Задачи:

1. Собрать достоверную информацию о происхождении, составе, свойствах и применении школьного мела.

2. Провести социологический опрос на выявление действия мела на организм человека.

Знакомый всем с детства белый кусковой мел подарен нам древними морями мелового периода. Его состав зависит от глубины формирования пласта - мелководной или глубоководной. Несмотря на полное снижение прочности при большом увлажнении, относят к жестким полускальным породам.

Применение его настолько широко, что сложно назвать отрасль, где он не задействован в качестве сырья или вспомогательного материала.

Из чего состоит

В состав мела входят раковины моллюсков, ил, силикаты, различные подмеси, которые влияют на цвет и качество. Иногда встречаются неповрежденные древние окаменелости.

С позиции химии, мел составляют две части:

1. Карбонатная основа включает около 99% карбонаты кальция и 1-2% карбоната магния, которые растворяются в уксусной и соляной кислотах.
2. Некарбонатные подмеси - окислы металлов, глина, кварцевый песок и другие, не растворимые в кислотах.

Как добывают

Добыча ведется открытым способом в карьерах. Месторождения отличаются мощностью пластов и показателями содержания карбоната кальция (углекислый кальций) CaCO3 и различных примесей. Именно процентное содержание определяет экономическую целесообразность глубокого обогащения и его дальнейшее применение. Если примесей много (иногда - более 10%), мел используют в сельском хозяйстве для нейтрализации кислотности почв или производства извести. Хотя, для месторождений Западных стран, где содержание CaCO3 составляет 50-70%, является нормой.

Залегает порода достаточно близко к поверхности, толщина пластов в различных месторождениях составляет от 16 до 90 м, но физико-механические и химические свойства мела на различных горизонтах одного и того же месторождения могут значительно отличаться.

Упрощенно процесс производства выглядит следующим образом: из карьера породу доставляют на комбинат для сушки в специальных установках при температуре до 400°C, для измельчения кусков используют дробилки и мельницы. Молотый мел проходит дезинтегратор для тонкого помола и сепаратор. В результате получается сепарированный мел.

К продукту требования выдвигаются как по чистоте содержания в составе карбоната, так и по тонкости помола. Только современное оборудование комбинатов по выпуску меловой продукции может обеспечить требуемые качества.

Свойства мела

Физические

При увлажнении мел теряет свою прочность на сжатие: при влажности более 30% приобретает пластические свойства. По этой причине на упаковках должно быть обозначено: «Боится сырости».

Растворимость - свойство вещества растворяться в жидкости не образуя взвеси, как сахар или соль. В воде мел не растворяется, а образует суспензию и в дальнейшем выпадает в осадок.

Плотность молотого мела составляет 2,6 г/см3, объемная масса - 950-1200 кг/м3.

Мел совсем не морозоустойчив, процесс замораживания и оттаивания в состоянии насыщенном водой для него не применим.

Химические

Если присутствует избыток кислорода, то карбонат CaCO3 вступает в реакцию, образуя гидрокарбонат Ca(HCO3), который придает воде жесткость.

При прокаливании CaCO3 в диапазоне температур от 900 до 1200°C он разлагается на углекислый газ и воздушную известь CaO - вот чем мел отличается от извести. Негашеная известь - это продукт, полученный путем обжига мела, ракушечника или известняка.

Вопрос из школьной программы: как отличить мел от гашеной извести, если оба вещества уже находятся в виде суспензий для окраски? Вспоминаем: мел реагирует с уксусом, выделяя углекислый газ - в какой емкости пойдет характерная реакция, там он и будет.

Где используется мел

Применение мела в какой либо области промышленности обусловлено его категорий, которая зависит от процентного содержания карбонатов.

• 1 - чистый мел (ММО, МКБ-1, ММ-1, ММС-1, ММС2, ММСП, ММСГ-2);
• 2 - слабоглинистый (МК-2, ММ-2),
• 3 - сильноглинистый (МК-З, ММ-З),
• 4 - мергелеподобный (ММИП-1, ММИП-2, ММЖП, ММПК).

Согласно стандартам, буквенное обозначение марок и применение по отраслям следующее:

• МК - комковый,
• ММ - молотый,
• ИН - для известковых почв,
• ЖП - для подкормки сельскохозяйственных животных и поит,
• ПК - производство комбикормов,
• С - сепарированный,
• СГ - сепарированный гидрофобизированный,
• О - обогащенный.

По этой маркировке на упаковке или в каталоге можно определить назначение и качество материала.

Насколько серьезные требования предъявляются к отдельным маркам, как к сырью, можно увидеть по следующим примечаниям ГОСТа:

• для применения в лакокрасочной и полимерной промышленности дополнительно устанавливаются показатели коэффициента отражения;
• для использования в кабельной промышленности ограничивается доля свободной щелочи.

Где применяется в строительстве

Мел строительный продается как в чистом виде, так и в сухих смесях. Для строительства предназначен комковый марок МК-1, МК-2, МК-3.

• Самая дешевая «марающаяся» водная краска - мел для побелки, колер которому добавляли синькой для белья. С появлением клея ПВА его стали добавлять для фиксации мела в окрасочном слое - так появился прообраз водоэмульсионной краски.
• Клеевую шпаклевку для стен готовили непосредственно перед нанесением, один из ее составов: олифа, клеевой раствор, мел.
• Венские белила, основу которых составляет мел, самая известная клеевая краска.
• Добавление к мелу олифы позволило создать знаменитую замазку стекол деревянных окон.
• Тонкодисперсный мел применяется как наполнитель в пластмассы и краски для экономии основного сырья и обеспечения таких качеств, как прочность, огнестойкость, цветность, износостойкость и других.

Вреден ли мел? Пожалуй, это - один из самых самый экологически чистых и безвредных строительных материалов.

Мел у многих людей ассоциируется со школой, а точнее со школьной доской и множеством слов и формул. Но лишь некоторые знают, что эти палочки из мягкого белого известняка способны на большее. Сейчас мы расскажем Вам об альтернативных методах использования обычного мела, которые Вам точно пригодятся!

Как использовать мел

1. Отбеливаем воротнички

Тщательно натрите пятно белым мелом. Оставьте мел на 10 минут, а затем застирайте как обычно. Мел впитает загрязнения и поможет вернуть белизну воротничкам на ваших рубашках.

2. Удаляем жирные пятна

Свежее пятно от любимого сэндвича быстро исчезнет, если натереть его мелом и оставить на 10 минут. Перед загрузкой в стиральную машину вытрите излишки мела.

3. Удаляем пятна на замшевой обуви

Измельчите мел и посыпьте его на жирное пятно. Оставьте на несколько часов или на ночь. Наутро пятно исчезнет!

4. Предотвращение неприятных запахов в корзине для белья

Поместите несколько кусочков мела в нижнюю часть корзины с грязным бельем. Мел впитает влагу из одежды, предотвратив возникновение плесени. Важно менять мел на новый хотя бы раз в месяц.

5. Придаем сияние столовым приборам

Положите кусочек мела в то место, где храните столовое серебро. Он будет впитывать влагу и сохранит блеск серебра.

6. Ювелирные украшения больше не потускнеют

Кусок мела в шкатулке также позволит предотвратить потускнение ювелирных изделий. Мел будет поглощать сернистые соединения внутри коробки и украшения не будут чернеть.

7. Предотвращение запаха в гардеробе

Кусочки мела в шкафу предотвратят затхлость, которая часто образуется в закрытых шкафах.

8. Перестановка мебели

Мел можно использовать при создании ориентировочного варианта перестановки мебели. Вы можете нарисовать на полу схему и посмотреть со стороны, прежде чем начать двигать вещи вокруг.

9. Защита от ржавчины

Мел впитывает влагу, поэтому горстка мела в ящике для инструментов поможет предотвратить ржавчину.

10. Скрываем пятна на потолке

Временно скрыть подтеки или следы загрязнений на потолке можно с помощью белого мела.

11. Средство от муравьев

По какой-то причине муравьи не любят пересекать линии, нарисованные мелом. Проведите черту у дверных проемов, на подоконниках, словом, везде, откуда муравьи приходят в ваш дом.

12. Отбеливание ногтей

Натрите щеточку белым мелом, затем протрите ею под кончиками ногтей. Щетинки удалят грязь, а белый мел сделает внутреннюю поверхность ногтей светлой, чистой и ухоженной.

Мел представляет собой осадочную горную породу, имеющую органическое происхождение. Структура материала тонкозернистая, рассыпчатая и мягкая, слабосцементированная. Природный мел имеет белый цвет. Он не растворяется в воде. По минеральному составу напоминает известняк.

Мел включает в себя:

• скелетные обломки;
• раковины фораминифер;
• фрагменты водорослей;
• мелкодисперсный кальцит;
• нерастворимые минералы.

При внимательном анализе в меловых отложениях обнаруживаются примеси в виде очень мелких зерен кварца. В меловых залежах могут встречаться окаменелости, относящиеся к меловому периоду: аммониты и белемниты. Для природного мела не характерны слоистость и перекристаллизация. В структуру материала включены многочисленные ходы животных-грунтоедов.

Кальцит, доминирующий в комплексном составе мела, может иметь как аутогенное, так и биогенное происхождение. До 75% породы слагается из органических остатков. В своей основной массе они представлены скелетами и оболочками планктона и фораминифер. Скелетные остатки в составе мела имеют очень небольшие размеры - всего 5-10 мкм. Могут в этом веществе содержаться также скелеты мшанок, раковины моллюсков, остатки морских ежей, кораллов, кремневых губок.

До 10% объема мела составляют примеси некарбонатного типа:

• каолинит;
• глауконит;
• полевые шпаты;
• кварц;
• пирит;
• опал;
• халцедон.

Гораздо реже можно встретить кремень и фосфорит.

Меловые толщи нередко пересекают крупные трещины, заполненные меловой мукой. Сеть таких трещин обычно сгущается ближе к поверхности. На разных уровнях горизонтальных пластов мел отличатся по своим механическим качествам и химическому составу.

По структурным свойствам и физическим признакам различают три разновидности мела:

• белый пишущий;
• мергелистый;
• мелоподобный известняк.

Химические свойства мела

Химический состав мела определяется большим содержанием карбоната кальция с включениями карбоната магния. Мел может содержать также и некарбонатную часть, включая окислы металлов. Принято считать, что химическая формула этого вещества соответствует известной формуле карбоната кальция (CaCO3). Но реальный состав мела сложнее. В этом минерале около половины окиси кальция. До 43% состава мела приходится на углекислый газ; он находится в связанном состоянии. Примерно 2% общей массы вещества составляет окись магния. Обязательны, хотя и не слишком значительны, включения кварца. Мел со сравнительно высоким содержанием кремния имеет более высокую плотность. Мел содержит незначительное количество оксида алюминия, а окислы железа довольно часто окрашивают меловые пласты в красный цвет.

Карбонатная часть мела растворима в соляной и уксусной кислотах. Некарбонатная часть включает в себя кварцевый песок, глины, оксиды металлов. Некоторые их этих компонентов в кислотах не растворяются. В незначительном количестве в мел входят частицы магнезиального кальцита, а также доломита и сидерита.

Молекулярной формуле мела соответствует несколько типов кристаллических соединений, которые содержат в узлах решеток ионы.

Физические свойства мела

Мел считается полускальной породой жесткого типа. Прочность этого минерала определяется влажностью. При воздействии на мел воды прочностные характеристики мела снижаются. Изменения происходят нередко уже при 2% влажности. При 35% влажности прочность на сжатие возрастает примерно в 2-3 раза, мел становится пластичным. Это физическое свойство затрудняет переработку вещества. Мел начинает активно налипать на рабочие части машин. Вязкость и пластичность мела нередко не позволяют добывать его с нижних горизонтов.

Плотность мела достигает 2700 кг/куб. м; пористость - до 50%. Влажность в естественных условиях среды колеблется в пределах от 19 до 33%. Если мел увлажить, его прочность заметно снижается. При влажности около 30% мел проявляет свои пластические свойства. Мел, встречающийся в природе, не отличается устойчивостью к морозам. После множественных циклов замораживания и размораживания мел обычно распадается на мелкие кусочки.

При анализе физических свойств мела особое внимание уделяется поведению породы при измельчении. В технологическом процессе принято устанавливать показатель распускаемости мела во влажной среде при регулируемом механическом воздействии. Модуль упругости мела для рыхлого состояния составляет 3000 МПа, для уплотненного - 10000 МПа. Временное сопротивление сжатию: 1000-4500 МПа.

Карбонат кальция, находясь в измельченном виде, обладает высокой дисперсностью. Присутствие мела в изделии уменьшает его абразивность. Физические свойства этого вещества помогают повысить термическую стойкость изделий, их механическую прочность, устойчивость при выветривании и воздействии реагентов.

Ранее считалось, что химические и физические свойства мела одинаковы для всех месторождений. Однако практика показала, что это не так. Свойства меловых залежей отличаются даже в пределах одного месторождения. Поэтому при добыче минерала промышленным способом выполняется технологическое картирование. Химические свойства мела и его физические характеристики изучаются на разных участках месторождений. На карты наносят места скопления качественной меловой породы.

Месторождения мела

Самые богатые месторождения мела расположены в Европе. Его можно встретить от Западного Казахстана до Британских островов. Мощность меловых пластов достигает сотен метров. В районе Харькова обнаружены отложения с мощностью пластов до 600 м. Огромный меловой пояс тянется через всю Европу, захватывая северную часть Франции, юг Англии, Польшу, Украину, Россию. Часть отложений смещена в Азию; запасы мела имеются в Ливийской пустыне и в Сирии.

В США месторождения мела отмечены только в южных и центральных штатах. Однако мел там низкого качества; по этой причине его приходится ввозить в США из Дании, Великобритании и Франции.

Запасы мела распределяются очень неравномерно. До половины качественного мела с хорошим содержанием карбоната кальция сосредоточено в Российской Федерации. В абсолютных цифрах запасы мела в России оцениваются в 3300 млн т. Неограниченные прогнозные месторождения мела расположены в Белгородской области. Очень качественный мел с низким содержанием примесей некарбонатного типа добывают в Воронежской области.

Практическое значение мела

Практическое применение мела определяется его химическими и физическими свойствами. В промышленности его используют для производства цемента, извести, соды, стекла и школьных мелков. Мел служит также наполнителем для пластмасс, бумаги, резины, лакокрасочных материалов. Он входит в рецептуру зубных паст и порошков.

Находит мел применение и в сельском хозяйстве: его применяют для известкования почвы и в качестве подкормки для животных, для защиты стволов деревьев от солнечных ожогов.

Мел является необходимым компонентом при производстве мелованной бумаги. Ее широко используют в полиграфической отрасли для изготовления иллюстрированных изданий. Успешно применяется мел в качестве основного наполнителя и пигмента при изготовлении картона.

Находит мел применение и в строительстве. Дешевый молотый мел используют для побелки, грунтовки, окрашивания стен.

Современный образ жизни оказывает огромное влияние на здоровье человека. Все чаще можно встретить людей, страдающих авитаминозом и недостаточным количеством полезных веществ в организме. Именно поэтому в последнее время большой популярностью пользуется мел для еды.

Хочется мела, что это значит?

Многие считают потребность в меле весьма странным явлением, ненормальным для рядового человеческого организма.

В быту обычно желание погрызть мел связывают с беременными женщинами, они действительно нередко имеют такие вкусовые пристрастия. Это обусловлено тем, что в период формирования и роста плода женскому организму требуются двойные порции витаминов и микроэлементов.

Особенно важно достаточное количество кальция, который содержит кусковой мел для еды. Он служит строительным материалом для большинства тканей, нервных клеток, скелета, хрящевых тканей, волос, ногтей, внутренних органов и кожи маленького человека.

Однако нехватка кальция может сопровождать абсолютно любого человека, обычно она характеризуется следующими симптомами :

• Ломкие и тусклые волосы;
• Кариес, хрупкость костей (частые переломы);
• Ломкие ногти, подверженные расслоению;
• Тусклый оттенок кожи;
• Потеря эластичности кожи;
• Судороги в мышцах;

Подобные состояния характеризуют выраженное нарушение кальциевого обмена, справиться с которым поможет природный мел для еды.

Из чего состоит мел

Состав мела для еды представлен комбинацией из неорганических солей (карбонатов). Главным элементом подобных соединений считается Ca(кальций). Многие уверены, что природный кусковой мел – это ничто иное, как известный всем со школьной скамьи карбонат CaCO3.

Однако углубленное изучение данного вопроса позволяет убедиться в том, что мел для еды включает в себя и другие элементы таблицы Менделеева :

• Безусловно, окись кальция занимает практически половину компонентного состава вещества. Содержание СаО в минерале доходит до 55%.
• Вторую позицию в списке составляющих занимает углекислый газ или CO2. Его доля в составе мела порой достигает отметки в 43%.
• Окись такого металла, как магний (MgO), занимает весьма незначительный объем, который обычно не превышает значения 2%.
• Кварцевая составляющая влияет на плотность мела для еды в виде прямой пропорции. Чем больше SiO2 содержит вещество, тем выше его плотность. Массовая доля кварца от общего объема порой доходит до 6%.
• Al2O3 совсем немного уступает в объемном содержании кварцевым включениям. Общий объем оксида алюминия в известковой породе соответствует 4 %.

Иногда можно встретить природный мел с розоватым или даже красноватым оттенком. Такой особенностью порода обладает благодаря повышенному содержанию окисей железа. В обычном белом меле содержание Fe2O3 не превышает порога в 0,5 %.

Где добывают мел

Желающим восполнить дефицит кальция следует знать, какой есть мел для еды и откуда он поступает в продажу.

На территории Российской Федерации расположены более 100 месторождений природного мела. Среди них выделяются три зоны, в которых сосредоточенность карбонатных запасов достигает высоких показателей.

Огромную долю в этой цифре занимает Волгоградская область, на долю ее карьеров выпадает до 26% запасов страны.Кусковой мел из данных месторождений отличается отличным качеством, он содержит минимальное количество примесей. Число посторонних включений не превышает 2%. Однако Волгоградский мел достаточно водонасыщен, показатель содержания воды в сухом меле превышает заданные нормы практически на 10-15 %. Этот факт затрудняет его добычу.

Следующую позицию занимает Белгородская область, здесь сосредоточено до 24% меловых запасов. Вкусный мел, добываемый на здешней территории, на 99 % состоит из карбонатов, что является превосходным свидетельством высокого качества.

Саратовская область владеет 11% — ной долей в общем объеме мелового богатства Российской Федерации.

Вред и польза мела при употреблении в пищу

Все большую популярность обретает мел кусковой для еды, вред и польза данного вещества обсуждаются специалистами по сей день. Оценить однозначно осадочный минерал не представляется возможным, ведь он имеет как отрицательное, так и положительное влияние на человеческий организм.

Польза природного мела для еды заключается в следующем :

1. Укрепляет хрупкие кости и служит профилактикой против кариеса;
2. Помогает поддерживать здоровье и красоту волос, ногтей, зубов и кожи;
3. В небольших количествах помогает наладить работу пищеварительной системы;
4. Обеспечивает подвижность суставов и эластичность мышц;
5. Способствует правильной работе сердечно-сосудистой системы;
6. Участвует в обменных процессах на межклеточном уровне;
7. Влияет на свертываемость крови и на уровень гемоглобина (косвенно).

Отрицательное влияние вкусный мел для еды проявляет лишь при переизбытке его в организме.

Чрезмерное употребление кальция приводит к следующим побочным явлениям :

1. Повышение свертываемости крови;
2. Снижение прочности костной ткани и зубной эмали;
3. Возникновение риска заболеваний эндокринной системы;
4. Стенокардия;
5. Снижение мышечного тонуса;
6. Появление почечно-каменной болезни;
7. Повышение кислотности желудочных соков, что способствует развитию болезней желудочно-кишечного тракта (гастрит и язва);
8. Подагра;
9. Кальциноз (отложения солей Ca в тканях внутренних органов).

Рассуждая о негативных последствиях употребления мела для еды, можно сделать вывод о том, что они вызваны количеством и качеством потребляемого минерала.

Какой мел лучше для еды

Люди с недостатком кальция в организме часто интересуются, где купить мел для еды, какой лучше. Также они занимаются изучением вопроса, какой самый вкусный мел для еды.

При желании погрызть кусковой мел обычно на ум приходит школьный мелок для доски. Однако этот продукт не только не принесет пользы, но и способен причинить вред ввиду наличия в нем химических добавок. Такие вещества отравляют организм, образовавшиеся токсины нарушают работу внутренних органов и портят здоровье в целом.

Доказано, что школьные мелки сушат дыхательные пути, оседая на эпителии гортани. Также они забивают сосуды, происходит известкование, которое приводит к сбоям в функционировании сердечно- сосудистой системы.

Твердые частички, которые содержит такой вид мела, способны оцарапать эмаль зуба, что неизбежно приведет к кариесу. Аналогично они действуют и на слизистую рта, создавая в ней микроскопические ранки, которые незаметны человеческому взгляду. Эти трещинки — прямой путь к появлению воспалительных процессов и проникновению инфекции в организм.

Попадая в желудок, школьный мел вызывает реакцию, схожую на процесс гашения. Такой мел менее вкусный по сравнению с природным аналогом.