Kalcio oksidas. Fizinės, šiluminės ir cheminės savybės

Struktūrinė formulė

Tikra, empirinė arba grubi formulė: CCaO3

Kalcio karbonato cheminė sudėtis

Molekulinė masė: 100,088

Kalcio karbonatas (kalcio karbonatas) yra neorganinis cheminis anglies rūgšties ir kalcio junginys. Cheminė formulė – CaCO 3. Gamtoje jis randamas mineralų – kalcito, aragonito ir vaterito – pavidalu, yra pagrindinis kalkakmenio, marmuro, kreidos komponentas, yra kiaušinių lukštų dalis. Netirpus vandenyje ir etanolyje. Registruotas kaip baltas maistinis dažiklis (E170).

Taikymas

Naudojamas kaip baltas maistinis dažiklis E170. Kadangi kreida yra pagrindas, ji naudojama rašant ant lentų. Kasdieniame gyvenime jis naudojamas lubų balinimui, medžių kamienų dažymui, dirvožemiui šarminti sodininkystėje.

Masinė gamyba/naudojimas

Išvalytas nuo pašalinių priemaišų kalcio karbonatas plačiai naudojamas popieriaus ir maisto pramonėje, plastikų, dažų, gumos, buitinės chemijos gamyboje, statybose. Popieriaus gamintojai kalcio karbonatą vienu metu naudoja kaip baliklį, užpildą (pakeičiantį brangius pluoštus ir dažus) ir kaip deoksidacinę medžiagą. Stiklo dirbinių, butelių ir stiklo pluošto gamintojai kaip kalcio šaltinį naudoja didžiulius kiekius kalcio karbonato – vieno iš pagrindinių stiklo gamybai reikalingų elementų. Plačiai naudojamas gaminant asmens priežiūros produktus (pvz., dantų pastą) ir medicinos pramonėje. Maisto pramonėje jis dažnai naudojamas kaip lipnumą reguliuojanti ir sausų pieno produktų atskyrimo priemonė. Vartojant viršijančią rekomenduojamą dozę (1,5 g per parą), gali pasireikšti pieno ir šarmų sindromas (Burnett sindromas). Rekomenduojamas sergant kaulinio audinio ligomis.
Plastiko gamintojai yra vieni pagrindinių kalcio karbonato vartotojų (daugiau nei 50 % viso suvartojamo kiekio). Naudojamas kaip užpildas ir dažiklis, kalcio karbonatas būtinas gaminant polivinilchloridą (PVC), poliesterio pluoštus (crimpleną, lavsaną ir kt.), poliolefinus. Gaminiai iš šių plastikų yra visur – vamzdžiai, santechnika, plytelės, plytelės, linoleumas, kilimai ir kt. Kalcio karbonatas sudaro apie 20% dažų pigmento, naudojamo dažų gamyboje.

Statyba

Statyba yra dar vienas didelis kalcio karbonato vartotojas. Glaistai, įvairūs sandarikliai – visuose juose yra nemažai kalcio karbonato. Taip pat kalcio karbonatas yra esminis komponentas gaminant buitinę chemiją – santechnikos valiklius, batų tepalus.
Kalcio karbonatas taip pat plačiai naudojamas valymo sistemose, kaip kovos su aplinkos tarša kalcio karbonato pagalba, atstatomas dirvožemio rūgščių-šarmų balansas.

Buvimas gamtoje

Kalcio karbonatas mineraluose randamas polimorfų pavidalu:

  • Aragonitas
  • Kalcitas
  • Vateritas (arba μ-CaCO 3)
Kalcito trigonalinė kristalinė struktūra yra labiausiai paplitusi.
Kalcio karbonato mineralų yra šiose uolienose:
  • Kalkakmenis
  • Marmuras
  • Travertinas

Geologija

Kalcio karbonatas yra įprastas mineralas. Gamtoje yra trys polimorfai (vienodos cheminės sudėties, bet skirtingos kristalinės struktūros mineralai): kalcitas, aragonitas ir vateritas (vateritas). Kai kurios uolienos (kalkakmenis, kreida, marmuras, travertinas ir kiti kalkingi tufai) susideda beveik vien iš kalcio karbonato su kai kuriomis priemaišomis. Kalcitas yra stabilus kalcio karbonato polimorfas, randamas įvairiose geologinėse aplinkose: nuosėdinėse, metamorfinėse ir magminėse uolienose. Apie 10% visų nuosėdinių uolienų yra kalkakmeniai, daugiausia sudaryti iš kalcito liekanų iš jūros organizmų kriauklių. Aragonitas yra antras pagal stabilumą CaCO 3 polimorfas ir daugiausia susidaro moliuskų lukštuose ir kai kurių kitų organizmų skeletuose. Aragonitas taip pat gali susidaryti neorganiniuose procesuose, pavyzdžiui, karstiniuose urvuose ar hidroterminėse angose. Vateritas yra mažiausiai stabili šio karbonato atmaina ir labai greitai vandenyje virsta arba kalcitu, arba aragonitu. Gamtoje gana retas atvejis, kai jo kristalinę struktūrą stabilizuoja tam tikros priemaišos.

Gamyba

Didžioji dalis kalcio karbonato, išgaunamo iš mineralų, yra naudojama pramoniniu būdu. Grynas kalcio karbonatas (pavyzdžiui, skirtas maisto gamybai ar farmacijos reikmėms) gali būti pagamintas iš gryno šaltinio (dažniausiai marmuro). Arba kalcio karbonatas gali būti pagamintas kalcinuojant kalcio oksidą. ištirpsta, sudarydama rūgštinę druską - kalcio bikarbonatą Ca(HCO 3) 2: CaCO 3 + CO 2 + H 2 O → Ca(HCO 3) 2. Būtent šios reakcijos egzistavimas leidžia formuotis stalaktitams, stalagmitams ir kitoms gražioms formoms ir apskritai vystytis karstui. 1500 °C temperatūroje kartu su anglimi susidaro kalcio karbidas ir anglies monoksidas (II) CaCO 3 + 4C → CaC 2 + 3CO.

Darbo tikslas: nustatyti kalkių aktyvumą, gesinimo greitį ir temperatūrą.

Pagrindinės sąvokos

Statybinės pneumatinės kalkės – tai produktas, gaunamas deginant kalcio-magnio uolienas, kol anglies dioksidas išsiskiria kuo pilniau. Kalkių mišinyje su įvairiais priedais gaminami įvairūs rišikliai: kalkinis kvarcas, kalkinis šlakas, kalkinis molis ir kt. Iš kalkinių smėlio plytų, silikatinių blokelių, sutvirtintų stambiagabaričių silikatinių detalių ir įvairių kitų statybinių gaminių. tai.

Pagrindinis oro kalkių gamybos procesas yra kalcinavimas, kurio metu kalkakmenis dekarbonizuojamas ir paverčiamas kalkėmis tokia reakcija:

CaCO 3 + 178,58 kJ →CaO + CO 2

Laboratorinėmis sąlygomis kalcio karbonato disociacija vyksta maždaug 900 °C gamyboje, degimo temperatūra yra 1000-1200 °C.

Negesintos kalkės būna gabalėlių ir maltų formų. Jis gaunamas šviesiai geltonos arba pilkos spalvos gabalėlių pavidalu. Intensyviai sugeria drėgmę, todėl rekomenduojama laikyti hermetiškai uždarytą. Jei žaliavoje yra daugiau nei 6% molio priemaišų, tada degintas produktas pasižymi hidraulinėmis savybėmis ir vadinamas hidraulinėmis kalkėmis.

Gautų kalkių kokybė vertinama pagal aktyvumą, kuris parodo bendrą laisvo kalcio ir magnio oksidų kiekį aktyvioje būsenoje. Be jų, kalkėse gali būti neaktyvios būsenos oksidų MgO ir CaO; tai nesuirę karbonatiniai ir stambiųjų kristalų intarpai (perdegimas).

Priklausomai nuo aktyvaus CaO ir MgO kiekio, kalkės gaminamos trijų rūšių (9.1 lentelė).

9.1 lentelė

Kalkių klasifikacija pagal rūšis

Oro kalkės gali būti naudojamos gesintos formos.

Gesintos kalkės būna pūkų, tešlos arba pieno pavidalo. Drėgmės kiekis pūkuose neviršija 5%, tešloje mažiau nei 45%. Gesinimo procesas vyksta pagal šią schemą:

CaO + H 2 OCa(Oi) 2 +65,1 kJ

ir lydi šilumos išsiskyrimas, dėl kurio pakyla temperatūra, dėl kurios medis gali užsidegti. Kalcio oksido hidratacija yra grįžtama reakcija, jos kryptis priklauso nuo vandens garų temperatūros ir slėgio aplinkoje. Ca(OH) 2 disociacijos į CaO ir H 2 O elastingumas pasiekia atmosferos slėgį esant 547 ° C aukštesnei temperatūrai, kalcio hidroksidas gali iš dalies suirti. Norint, kad procesas vyktų tinkama linkme, reikia stengtis padidinti vandens garų elastingumą virš Ca(OH) 2 ir neleisti, kad temperatūra būtų per aukšta. Tuo pačiu metu reikėtų vengti gesinimo kalkių peršalimo, nes tai labai sulėtina gesinimą. Daugiau nei pusė jo grūdelių yra ne didesni kaip 0,01 mm. Garinimas apsaugo medžiagą nuo per didelio temperatūros kilimo.

Pūkų tūris gesinant kalkes yra 2–3 kartus didesnis už pradinių negesintų kalkių tūrį, nes padidėja tuštumų (porų) tūris tarp atskirų gautos medžiagos grūdelių. Negesintų kalkių tankis vidutiniškai yra 3200, o gesintų 2200 kg/m3.

Norint gesinti kalkes, teoriškai reikia įpilti 32,13 % vandens pagal svorį. Praktiškai, priklausomai nuo kalkių sudėties, degimo laipsnio ir gesinimo būdo, joms reikia maždaug du, o kartais ir tris kartus daugiau vandens, nes veikiant gesinimo metu išsiskiriančiai šilumai, vyksta garavimas ir dalis vandens išgaruoja. pašalintas.

Atsižvelgiant į gesinimo metu susidariusią temperatūrą, išskiriama labai egzoterminė (t gesinama >50 °C) ir žema egzoterminė (t gesinama.<50 °C) известь, а по скорости гашения: быстрогасящуюся (не более 8 мин.), среднегасящуюся (8-25 мин.) и медленногасящуюся (более 25 мин.) известь.

Kalkių gesinimo procesui paspartinti naudojami priedai CaCl 2, NaCl, NaOH, kurie sąveikaudami su kalcio oksidu sudaro tirpesnius junginius, palyginti su Ca(OH) 2, o sulėtinti – paviršinio aktyvumo medžiagų priedai, sieros druskos druskos. Naudojamos fosforo, oksalo ir anglies rūgštys.

Kalkakmenis (plačiąja prasme) pritaikoma labai įvairiai. Jie naudojami gabalėlių kalkakmenio, skaldos, smulkinto smėlio, mineralinių miltelių, mineralinės vatos, kalkakmenio miltų pavidalu. Pagrindiniai vartotojai yra cemento pramonė (kalkakmenis, kreida ir marlas), statyba (statybinių kalkių, betono, gipso, skiedinių gamyba; sienų ir pamatų mūrijimas, metalurgija (kalkakmenis ir dolomitas – srautai ir ugniai atsparios medžiagos, nefelino rūdų perdirbimas į aliuminio oksidą). , cementas ir soda), žemės ūkis (kalkių miltai žemės ūkio technologijoje ir gyvulininkystėje), maistas (ypač cukrus) Jantikovskio regione kalkakmenis kasamas karjeruose Jantikovo kaime, Mozharki mieste.

Vietovė garsėja kalkakmenių gausa, čia deginama kalkėmis nuo neatmenamų laikų. 1982 metais kairėje Šiaudų upės pusėje buvo atidarytas kalkių karjeras. Tuo tręšiama mūsų ir kitų kaimyninių respublikos rajonų kolūkių ir valstybinių ūkių dirva. Kasmet karjere pagaminama 45 tūkst. tonų kalkių.

Geologų teigimu, kalkakmenio telkiniai Mozharsky karjere yra apie 15 milijonų tonų, o Jantikovskio karjere - 5 milijonai tonų.

Jantikovskio rajono socialinės ir ekonominės plėtros 2007–2010 m. programoje nurodyti pagrindiniai uždaviniai, siekiant padidinti rajono gamtos išteklių naudojimo efektyvumą. Taip pat pateikiami numatomi programos įgyvendinimo rezultatai: padidės vienam gyventojui tenkantis biudžeto saugumas, padidės ūkio sektorių darbuotojų vidutinio mėnesinio darbo užmokesčio lygis, atsiras papildomų darbo vietų efektyviam gyventojų užimtumui užtikrinti, padidės pramonės produkcijos apimtis.

Jantikovskio rajonas yra dalis zonos, kurioje vidutinis gyventojų pragyvenimo lygis yra žemesnis už normą, 66,7% rajono gyventojų yra bedarbiai. Pagrindinė bedarbių ir bedarbių piliečių įsidarbinimo problema regione yra darbo vietų trūkumas regiono įmonėse ir organizacijose. Šiuo atžvilgiu siūlome atkreipti dėmesį į pramoninės gamybos plėtrą, ypač į skaldos, cemento ir cukraus gamybą. O cemento ir cukraus gamybai natūralios žaliavos turi būti kokybiškos. Todėl mūsų darbo tikslas: 1 Ištirti kokybinę ir kiekybinę kalkakmenio sudėtį iš 2 karjerų Jantikovskio rajone.

Kalkakmenis yra nuosėdinė uoliena, sudaryta daugiausia iš kalcio karbonato – kalcito. Dėl plačiai paplitusio paplitimo, lengvo apdirbimo ir cheminių savybių kalkakmenis kasamas ir naudojamas daugiau nei kitos uolienos, antrasis po smėlio ir žvyro telkinių. Kalkakmenis būna įvairių spalvų, įskaitant juodą, tačiau dažniausiai pasitaiko baltos, pilkos arba rusvos spalvos. Tūrinis tankis 2,2–2,7. Tai minkšta veislė, kurią galima lengvai subraižyti peilio ašmenimis. Sąveikaujant su praskiesta rūgštimi, kalkakmeniai smarkiai verda. Pagal nuosėdinę kilmę jie turi sluoksniuotą struktūrą. Gryną kalkakmenį sudaro tik kalcitas (retai su nedideliu kiekiu kitos kalcio karbonato formos aragonito). Taip pat yra priemaišų. Dvigubas kalcio ir magnio karbonatas – dolomitas – dažniausiai randamas įvairiais kiekiais, galimi visi perėjimai tarp klinčių, dolomitinio kalkakmenio ir dolomito uolienos.

Nors kalkakmeniai gali susidaryti bet kuriame gėlavandeniame ar jūros baseine, didžioji dauguma šių uolienų yra jūrinės kilmės. Kartais jie, kaip druska ir gipsas, nusėda iš garuojančių ežerų ir jūrų lagūnų vandens, tačiau, matyt, dauguma kalkakmenių nusėdo jūrose, kurios nebuvo intensyviai išdžiūvusios. Tikėtina, kad daugumos kalkakmenių formavimasis prasidėjo gyviems organizmams iš jūros vandens išgaunant kalcio karbonatą (kuriant kriaukles ir skeletus). Šios negyvų organizmų liekanos gausiai kaupiasi jūros dugne. Ryškiausias kalcio karbonato kaupimosi pavyzdys yra koraliniai rifai. Kai kuriais atvejais kalkakmenyje matomos ir atpažįstamos atskiros kriauklės. Dėl bangų veiklos ir jūros srovių įtakos rifai sunaikinami. Prie jūros dugno kalkakmenio nuolaužų pridedama kalcio karbonato, kuris nusėda iš kalcio prisotinto vandens. Kalcitas, gaunamas iš sunaikintų senesnių kalkakmenių, taip pat dalyvauja formuojant jaunesnius kalkakmenis.

Klinčių yra beveik visuose žemynuose, išskyrus Australiją. Rusijoje kalkakmeniai paplitę centriniuose Europos dalies regionuose, taip pat paplitę Kaukaze, Urale ir Sibire.

1. 2 Cementas

Cementas yra rišanti miltelių pavidalo medžiaga, kuri sudaro plastišką masę, kuri palaipsniui gali sukietėti į akmenį. Jį daugiausia sudaro trikalcio silikatas 3 CaO SiO2.

Cemento sudėtyje gali būti įvairių priedų, oksidų masės santykis lemia cemento techninį tinkamumą. Silicio dioksidas, kuris yra jo dalis, suriša kalcio ir aliuminio oksidus; šiuo atveju susidaro šie silikatiniai junginiai - 3CaO SiO2 nH2O, 2CaO SiO2 nH2O; hidroaliuminatai - 3CaO X AI2 O3 6H2O; aliuminoferitai - 4CaO AI2 O3 Fe2O3.

Labiausiai paplitęs cemento tipas yra portlandcementis. Jis pasižymi dideliu mechaniniu stiprumu, stabilumu ore ir po vandeniu bei atsparumu šalčiui. Pagrindinės portlandcemenčio gamybos žaliavos yra kalkakmenis ir molis, kurių sudėtyje yra silicio (IV) oksido.

Kalkakmenis ir molis kruopščiai sumaišomi ir jų mišinys kūrenamas nuožulniose cilindrinėse krosnyse, kurių ilgis siekia daugiau nei 200 m, o skersmuo - apie 5 m Degimo proceso metu krosnis sukasi lėtai ir pradinės medžiagos palaipsniui juda į jo apatinė dalis, kad atitiktų karštas dujas – įeinančio dujinio arba kietojo miltelinio kuro degimo produktus.

Esant aukštesnei temperatūrai, tarp molio ir kalkakmenio vyksta sudėtingos cheminės reakcijos. Paprasčiausi iš jų yra kaolinito dehidratacija, kalkakmenio irimas bei kalcio silikatų ir aliuminatų susidarymas:

Al2O3 2SiO2 2H2O → Al2O3 2SiO2 + 2H2O

CaCO3 → CaO + CO2

CaO + SiO2 → CaSiO3

Reakcijų metu susidariusios medžiagos sukepinamos atskirų gabalėlių pavidalu. Atvėsę jie sumalami iki smulkių miltelių.

Cemento pastos kietėjimo procesas paaiškinamas tuo, kad įvairūs silikatai ir aliuminatai, sudarantys cementą, reaguoja su vandeniu ir susidaro uolų masė. Priklausomai nuo sudėties, gaminami įvairūs cemento tipai.

1. 3 Gesintos kalkės. Kalcio hidroksidas naudojamas cukrui gaminti

Cukriniai runkeliai į gamyklą tiekiami hidrauliniu konvejeriu ir, naudojant siurblius, paduodami į runkelių plovimo mašiną. Nuplauti burokėliai liftu pakeliami 15-17 m ir paduodami į burokėlių pjaustytuvą, kur susmulkinami ir paverčiami plonomis drožlėmis. Burokėlių traškučiai patenka į difuzijos įrenginius. Pagrindinis gamybos uždavinys – geriau atskirti cukrų nuo runkelių. Šiuo tikslu karštas vanduo per difuzorius patenka į judančias drožles (sacharozės masės dalis neviršija 0,5 proc.); Difuzinės sultys yra nepermatomas tamsus skystis. Tamsią spalvą suteikia nesasarams priklausantys pigmentai.

O kito gamybos etapo užduotis – išlaisvinti sacharozės tirpalą nuo priemaišų. Kad sacharozės tirpalas būtų pašalintas iš viršaus, į jį pilamas kalkių pienas 20-30 kg kalcio hidroksido Cu(OH)2 1 kg burokėlių. Kalcio hidroksido įtakoje difuzinės sultys neutralizuojamos.

2 skyrius. Eksperimentinė darbo dalis

2. 1 CaCO3 nustatymas kalkakmenyje.

Paprasčiausias būdas nustatyti CaCO3 kalkakmenyje yra apdoroti tam tikrą vidutinio kalkakmenio mėginio dalį titruoto druskos rūgšties tirpalo pertekliumi, o su CaCO3 nesureagavusį HCl perteklių titruoti atgal šarminio šarmo tirpalu. . Remiantis kalkakmeniui skaidyti sunaudoto HCl kiekiu, apskaičiuojamas CaCO3 kiekis kalkakmenyje.

Analizei vidutinis kalkakmenio mėginys (200 g) buvo sumaltas skiedinyje, permestas per 0,5 mm sietą, iš kurio buvo paimtas naujas 40 g vidutinis mėginys šis vidutinis mėginys supilamas į 500 ml talpos matavimo kolbą, sudrėkintas 5 mililitrais distiliuoto vandens ir atsargiai įpilamas 50 ml 1,0 normalaus druskos rūgšties tirpalo. Išsiskyrus anglies dioksidui, į kolbą 15 minučių supilama 300 ml distiliuoto vandens ir kolbos turinys. virinama (kol visiškai sustos CO2 emisija). Virimo pabaigoje tirpalui leidžiama atvėsti, į kolbą įpilama distiliuoto vandens iki žymės, išmaišoma ir nuosėdoms leidžiama nusėsti ant kolbos dugno. Po to iš čia pipete buvo pilama 100 ml skaidraus tirpalo, supilama į 250 ml kūginę kolbą ir titruojama 0,1 normalaus šarminio šarmo tirpalu, dalyvaujant 2–3 lašams metiloranžinės spalvos, kol tirpalas pasidarė šiek tiek geltonas. pasirodė.

(a KHCl – bKш) 0,005*500*100

kur a yra tirpalo, paimto titruoti, mililitrų skaičius; šiuo atveju a = 100 ml; b – 0,1-normalaus šarminio šarmo tirpalo milimetrų skaičius, naudojamas HCl pertekliui titruoti;

KHCl ir Ksh – rūgšties (KHCl) ir šarmingumo (Ksh) normalumo pataisos;

0,005 – CaCO3 gramų skaičius, atitinkantis 1 ml 1,0 – normalios rūgšties tirpalo;

P – klinčių pavyzdys.

CaCO3+2HCl → CaCl2+CO2+H2O

2. 2 Magnio katijonų charakteristikos ir specifinės reakcijos

Šiuo metu nėra viešai prieinamų specifinių reakcijų į magnio katijonus. Iš bendrųjų analitinių reakcijų joms būdingiausios yra: sąveika su rūgštiniu natrio fosfatu.

Dvigubo magnio fosfato – amonio druskos susidarymas.

NH4OH pilamas į vandenį, kuriame yra magnio druskų, kol nustoja susidaryti magnio oksido hidrato nuosėdos:

MgCl2 + 2NH4OH = ↓Mg(OH)2 + 2NH4Cl2

Tada čia pridedamas amonio chlorido tirpalas, kol gautas magnio oksido hidratas visiškai ištirps:

Mg(OH)2 + 2NH4Cl = MgCl2 + 2NH4OH

Atskiestas Na2HPO4 tirpalas atsargiai lašinamas į gautą magnio druskos amonio tirpalą. Tokiu atveju iš tirpalo iškrenta maži balti MgNH4PO4 kristalai, kurių dalis vos pastebimos plėvelės pavidalu tarsi „šliaužia“ mėgintuvėlio sienelėmis. Jei veikiant Na2HPO4 susidaro amorfinės nuosėdos, joms ištirpinti įlašinami keli lašai HCl, po to įpilama Na2OH tirpalo ir vėl nusodinama MgNH4PO4. Didžiausia šios reakcijos metu aptikta katijonų koncentracija yra 1,2 mg/l.

Kadangi baltų MgNH4PO4 kristalų susidarymo nepastebėta, tai reiškia magnio katijonų koncentraciją

2.3 pH nustatymas

Vandeniniams elektrolitų tirpalams apibūdinti įprasta naudoti H+ jonų koncentraciją. Tuo pačiu metu, patogumo dėlei, šios koncentracijos vertė išreiškiama per vadinamąjį vandenilio indeksą – pH.

Vandenilio indeksas yra neigiamas vandenilio jonų molinės koncentracijos tirpale logaritmas: pH = -1g

Akivaizdu, kad gryname vandenyje pH = 7. Jei pH yra 7, tai tirpalas yra šarminis.

Vandeninių tirpalų pH buvo nustatytas universaliu indikatoriumi. Lentelėje parodytos kalkakmenio vandeninių tirpalų pH vertės.

Dviejų karjerų tyrimo rezultatai

Karjero telkinio CaCO3 kiekis MgCO3 kiekis pH

S. Jantikovo 87% >9% 8,0-8,5

S. Mozharki 94,81 proc.

1. Tyrimai rodo, kad kalkakmenyje iš Mozhar kalkių karjero yra 94,81 % CaCO3 ir 5,19 % priemaišų.

2. CaCO3 procentas kalkakmenyje iš Mozharsky karjero pasirodė esantis didesnis nei kalkakmenyje iš Jantikovskio.

3. Kadangi kalkakmenis iš Mozharsky karjero yra geresnės kokybės ir sudėties, jis atitinka cemento gamybos technologinius standartus.

4. Ateityje Jantikovskio rajone galima statyti cukraus gamyklą.

Laukiami rezultatai

Didės vienam gyventojui tenkantis biudžeto saugumas, padidės ūkio sektorių darbuotojų vidutinio mėnesinio darbo užmokesčio lygis, atsiras papildomų darbo vietų efektyviam gyventojų užimtumui užtikrinti, didės pramonės produkcijos apimtys.

APIBRĖŽIMAS

Kalkakmenis– nuosėdinės kilmės uoliena, kurią daugiausia sudaro kalcio karbonatas kalcito pavidalu.

Cheminė sudėtis išreiškiama formule – CaCO 3. Molinė masė – 100 g/mol.

Pagrindinio kalkakmenio komponento – kalcio karbonato – cheminės savybės

Kalcio karbonatas yra vandenyje netirpus junginys. Kaitinamas, jis skyla į oksidus:

CaCO 3 = CaO + CO 2.

Jis ištirpsta praskiestuose rūgšties tirpaluose, todėl susidaro nestabili anglies rūgštis (H 2 CO 3), kuri akimirksniu skyla į anglies dioksidą ir vandenį:

CaCO 3 + 2HCl praskiestas = CaCl 2 + CO 2 + H 2 O.

Kalcio karbonatas reaguoja su sudėtingomis medžiagomis – rūgščių oksidais, druskomis, amoniaku ir kt.:

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O ↔ Ca(HCO 3) 2;

CaCO 3 + SiO 2 = CaSiO 3 + CO 2 (t);

CaCO3 + 2NH3 = CaCN2 + 3H2O (t);

CaCO 3 + 2NH 4 Cl konc = CaCl 2 + 2NH 3 + CO 2 + H 2 O (virimo temperatūra);

CaCO 3 + H 2 S = CaS + H 2 O + CO 2 (t).

Tarp kalcio karbonato reakcijų su paprastomis medžiagomis svarbiausia yra reakcija su anglimi:

CaCO 3 + C = CaO + 2CO.

Pagrindinio kalkakmenio komponento - kalcio karbonato - fizinės savybės

Kalcio karbonatas yra balti kieti kristalai, praktiškai netirpūs vandenyje. Lydymosi temperatūra – 1242C. Kalcitas, mineralas, iš kurio susidaro kalkakmenis, turi trikampę kristalinę struktūrą.

Klinčių gavimas

Kalkakmenis yra plačiai paplitusi nuosėdinė uoliena, susidaranti dalyvaujant gyviems organizmams jūros baseinuose. Įvairių kalkakmenio pavadinimas atspindi uolienų formavimo organizmų liekanų buvimą joje, paplitimo zoną, struktūrą (pavyzdžiui, oolito kalkakmenis), priemaišas (geležies), atsiradimo pobūdį (kalkakmenis), geologinį amžių ( Triasas).

Kalkakmenio panaudojimas

Kalkakmenis plačiai naudojamas kaip statybinė medžiaga, o smulkiagrūdžiai atmainos naudojamos skulptūroms kurti.

Problemų sprendimo pavyzdžiai

1 PAVYZDYS

Pratimas kokią masę negesintų kalkių galima gauti iš 500 g sveriančio kalkakmenio, kuriame yra 20 % priemaišų.
Sprendimas Negesintos kalkės yra kalcio oksidas (CaO), kalkakmenis yra kalcio karbonatas (CaCO 3). Kalcio oksido ir karbonato molinės masės, apskaičiuotos pagal D.I. cheminių elementų lentelę. Mendelejevas – atitinkamai 56 ir 100 g/mol.

Parašykime kalkakmenio terminio skilimo lygtį:

CaCO 3 → CaO + CO 2

ω(CaCO 3) cl = 100 % – ω priemaiša = 100 % – 20 % = 80 % = 0,8

Tada gryno kalcio karbonato masė yra:

m(CaCO 3) cl = m kalkakmenio × ω(CaCO 3) cl / 100 %;

m(CaCO 3) cl = 500 × 80 / 100 % = 400 g

Kalcio karbonato medžiagos kiekis yra lygus:

n(CaCO3) = m(CaCO3)cl / M(CaCO3);

n(CaCO 3) = 400 / 100 = 4 mol

Pagal reakcijos lygtį n(CaCO 3): n(CaO) = 1:1, todėl n(CaCO 3) = n(CaO) = 4 mol. Tada negesintų kalkių masė bus lygi:

m(CaO) = n(CaO)xM(CaO);

m(CaO) = 4 × 56 = 224 g.

Atsakymas Negesintų kalkių masė - 224 g.

2 PAVYZDYS

Pratimas Apskaičiuokite 20 % druskos rūgšties tirpalo (ρ = 1,1 g/ml) tūrį, kurio reikia norint gauti 5,6 l (n.s.) anglies dioksido iš kalkakmenio.
Sprendimas Parašykime reakcijos lygtį:

CaCO 3 + 2HCl → CaCl 2 + CO 2 + H 2 O

Apskaičiuokime išmetamo anglies dioksido kiekį:

n(CO 2) = V(CO 2) / V m;

n(CO2) = 5,6 / 22,4 = 0,25 mol

Pagal reakcijos lygtį n(CO 2): n(HCl) = 1:2, todėl n(HCl) = 2 × n(CO 2) = 0,5 mol. Molinė druskos rūgšties masė, apskaičiuota naudojant cheminių elementų lentelę pagal D.I. Mendelejevas – 36,5 g/mol. Tada druskos rūgšties masė bus lygi:

m(HCl) = n(HCl)xM(HCl);

m(HCl) = 0,5 × 36,5 = 18,25 g.

Vandenilio chlorido rūgšties tirpalo masė bus lygi:

m(HCl) tirpalas = m(HCl) / ω(HCl) / 100%;

m(HCl) tirpalas = 18,25 / 20 / 100% = 91,25 g.

Žinodami druskos rūgšties tirpalo tankį (žr. problemos teiginį), apskaičiuojame reikiamą jo tūrį:

V(HCl) = m(HCl) tirpalas / ρ;

V(HCl) = 91,25/1,1 = 82,91 ml.

Atsakymas Vandenilio chlorido rūgšties tūris yra 82,91 ml.


Ar jums patiko straipsnis? Pasidalinkite su draugais!