Известняк формула в химии – формула, химический состав, где добывают, применение и свойства, характеристика и происхождение, структура

Гашеная и негашеная известь — химическая формула

Такой материал, как гашеная известь, известен человечеству с давних времен. Благодаря своим полезным свойствам его применение не утратило актуальности и до сегодняшнего времени. Разница коснулась только лишь расширения области использования. Для того чтобы понять, каким образом это произошло, необходимо узнать, какую гашеная известь имеет формулу, и как это влияет на ее взаимодействие с другими веществами.

Далеко не всегда в реальной жизни получение гашеной извести происходит в условиях, где нет дополнительных веществ. Нередко в реакцию добавляют магний, кварцевый песок и т.д. Это необходимо для усиления тех или иных свойств материала, который получится в результате взаимодействия всех компонентов.

Используемые названия гашеной извести

Ввиду довольно широкого распространения гашеной извести в разных регионах мира, а также в разных сферах деятельности, ее называли по-разному. Среди наиболее популярных и распространенных названий стоит выделить следующие:

Гидроксид кальция

• известь гашеная . Тут о ее применении. Произошло такое название вследствие того, что вещество производится путем погашения (то есть добавления воды).

Известь гашеная

Молоко известковое

• известковая вода. Этим термином обозначается полупрозрачный раствор, который получается после фильтрации.

Известковая вода

Известь пушонка

Также существует и ряд других названий и терминов, которые принято использовать по отношению к гашеной извести. Все они так или иначе использовались на протяжении определенного периода, или же применяются в настоящее время.

Химическая формула и состав вещества (щелочь + вода)

Состав гашеной извести довольно простой и понятный. Данное вещество состоит всего лишь из оксидов кальция, соединенных между собой в определенной последовательности. Получение гидроксида кальция считается также элементарным. Его умели производить в течение многих тысячелетий.

Для этого необходимо всего лишь добавить воду в оксид кальция, после чего данные компоненты нужно хорошо и тщательно между собой перемешать.

Химическая формула гашеной извести записывается, как Са(ОН)2. Процесс получения гидроксида кальция следующий: СаО+Н2О = Са(ОН)2.

Формула

При заливке оксида кальция водой получается известь, характеристики которой напрямую зависят от времени воздействия друг на друга первоначальных компонентов.

Если перемешивание длилось до 8 минут, то можно говорить о быстрогасящейся извести, около 25 минут – среднегасейщейся, а более получаса – долгогасящейся. Гашеная известь формула Са(ОН)2 – это соединение, водный раствор которого имеет щелочь.

Известь и ее технические свойства

Формула гашеной извести в химии известна уже давно. На сегодняшний день ее даже изучают в школьном курсе данного предмета. Нередко на уроках в присутствии учителя дети гасят оксиды кальция, замечая при этом бурную реакцию с выделением теплоты.

Но изготовление гидроксида кальция в промышленных масштабах – это немного другой процесс, требующий определенных правил и стандартов.

Регулируется он в РФ специальными нормативными документами под названием ГОСТ 9179-77. Именно на него должны ориентироваться все производители данного вещества.

Среди требований, которые обязательно к выполнению, стоит отметить следующие:

• производитель должен использовать только лишь карбонатные породы с возможностью применения небольшого количества минеральных добавок. Каждый сорт извести имеет свой объем дополнительных веществ, который в него можно внести. Он определен ГОСТами и не может быть нарушен.
• негашеная известь изготавливается в виде трех сортов. В ней не должно быть никаких добавок. Порошкообразная известь с дополнительными включениями может выпускаться в двух различных сортах;

Порошкообразная

• гашенный же материал также делится на два вида – с добавками и без них.

Без добавок

• кальциевая известь должна быть основана преимущественно на кальции. Количество оксида магния (MgO) в ней не должна превышать 5 процентов.
• согласно ГОСТам, доломитизированная известь может иметь в своем составе оксид магния (MgO) до 20 процентов.
• доломитовой известью считается материал, в котором оксид магния (MgO) занимает до 40 процентов всего объема.

Доломитовая известь

• гидравлическая известь подразумевает вхождения в свой компонентный состав таких веществ, как кремнезема, окислей железа, а также глины.

Свойства извести преимущественно зависят от двух основных факторов, которыми является процесс изготовления и обжиг породы. Термическая обработка позволяет создать в печи прочные обломки негашеного материала.

Чем более белым он получится, тем более качественный можно считать данный продукт. В свою очередь некоторые виды извести отличаются более серым цветом.

Когда происходит контакт негашеной извести с водой, из нее высвобождается газ, который имеется внутри. После этого материал переходит в текучее состояние.

Его концентрации напрямую зависит от того, сколько было использовано воды. Прочность вещества может получиться различной, на что влияют технологические особенности изготовления. Может быть твердо обожжённый материал, средний вариант и мягко обожжённый материал.

Методика изготовления и получения извести

В целом весь заготовительный процесс извести заключается лишь в двух этапах производства:

• добыча непосредственно самой породы известняки и добавок, которые используются. Для комкового типа нередко используются отходы производства;
• обжиг заготовленных пород в специально созданных печных устройствах при высоких температурных режимах.

Известняк в сою очередь добывают в карьерах. Здесь характеристики карьерного песка. Для этого используют открытый способ. Породу раскалывают при помощи взрывчатки. Если проводить выборочную добычу, то получается сырье, однородное по своему химическому составу, что делать материал впоследствии более качественным.

Добыча

Подготовительный процесс полученного в карьере сырья подразумевает его дробление на мелкие кусочки. При этом они должны быть однородными. Связанно это с высокой температурой в печах, которая способная слишком маленькие частицы разрушать, а слишком большие – не полностью обжигать на весь объем.

Обжиг представляет собой основной этап производства воздушной извести. Температурный режим напрямую должен соответствовать тем примесям, которые есть в породе.

Сам процесс должен соответствовать всем требованиям технологии, так как любое нарушение может привести к тому, что получится в результате вещество низкого качества. К примеру, слишком обожжённая известь довольно плохо растворяется в воде.

К тому же у нее сравнительно более высокая плотность, что негативно сказывается на приготовлении растворов. Здесь о плотности речного песка. Для процесса обжига используют различные печи. В последнее время используют шахтные и вращающиеся трубчатые изделия.

Трубчатая печь

Первые отличаются тем, что в них процесс происходит непрерывно, что делает его более экономичным и рентабельным. Вторые же позволяют достичь наиболее высокого качества, так как в них температурное воздействие на породу происходит наиболее равномерно и правильно с точки зрения технологии.

Также дополнительно производителями разработаны устройства, которые позволяют осуществлять обжиг породы в кипящем слое или же во взвешенном состоянии.

Они используются преимущественно по отношению к самым мелким частицам материала. Недостатком такого производства является его довольно низкая экономичность.

Сфера применения известкового раствора

Гашеная известь благодаря своим свойствам обрела очень широкую сферу применения. Ее используют, как в личных целях многие люди, так и промышленности, как в строительстве различного рода объектов, так дезинфекции. Стоит выделить следующие конкретные способы применения данного вещества:

• для побелки деревьев – известь позволяет защитить их от некоторого рода вредителей;

Побелка деревьев

• при побелке внутренних помещений сооружений для проведения дезинфекции;

Проведение дезинфекции

• для окрашивания деревянных изделий, чтобы продлить им срок эксплуатации, защитив таким образом от процессов гниения и возгорания;

Окрашивание деревянных поверхностей

• для изготовления хлорки , применяемой преимущественно для дезинфекции;

Хлорка

• в качестве связующего материала в различных строительных растворах. Здесь пропорции цементно известкового раствора для штукатурки;

Соединительный раствор

• при изготовлении силикатного бетона. Здесь о расходе цемента на 1 куб бетона;

Силикатный бетон

• для изготовления удобрений в землю, повышающих производительность урожая;

Удобрение

• для дубления кож, как один из компонентов технологического процесса;
• для нейтрализации повышенной кислотности в случаях применения в соединениях с Са;
• для изготовления пищевых добавок, прежде всего Е526;
• для обнаружения наличия углекислого газа;
• в изготовлении сахара, используя известковое молоко;
• при необходимости дезинфекции зубов в стоматологических клиниках.

Кроме вышеперечисленных сфер, натронная известь применяется еще со многими другими целями. Тут формула натронной извести. Прежде всего на это повлияли ее очень полезные свойства и технические характеристики.

К тому же производство такого материала весьма легкое и не затруднительное.

Подробнее о применении извести смотрите на видео:

Поддержание рабочего состояния известняка

Стоимость извести на сегодняшний день не является сильно высокой, что связанно с повсеместным ее изготовлением и простотой технологического процесса производства. Но, несмотря на это, купив данный материал, необходимо понимать, каким образом можно продлить срок его рабочего состояния.

Существуют следующие рекомендации специалистов:

• если изменяется плотность материала из-за того, что из него испаряется влага, в него можно всего лишь добавить немного воды;
• в процессе использования гашеной извести ее нужно все время перемешивать;
• добавлять воду стоит до того состояния, пока материал не перестанет ее впитывать в себя;
• чтобы хранить известь, необходимо ее сверху засыпать слоем песка гост 8736 высотой в 20 сантиметров;
• если большой объем материала хранится зимой на открытой грунте, стоит уберечь его от морозов. Для этого верху нужно его засыпать песком, поверх которого добавить слой грунта. Здесь теплоемкость песка;
• применять материал, в котором есть опилки, включения или комки, не стоит. Это может существенно повлиять на целостность поверхности, которая обрабатывается;
• если известь будет использована для приготовления раствором, то она должна иметь выдержку не менее двух недель. Для штукатурных работ ее нужно продлить до 4 недель.

В случае выполнения всех вышеперечисленных требований, гашеная известь будет довольно хорошо использоваться для различных целей без каких-либо проблем. Если они возникнут, то это может говорить о плохом качестве материала, а не об условиях хранения и применения.

Заключение

Формула гашеной и негашеной извести известна уже длительный период времени, тогда как использование этих материалов имеет многовековую историю. За этот период они нисколько не утратили свою актуальность и полезность, как для человека, так и для общества в целом.

Промышленное изготовление данного материала способствует промышленному развитию и совершенствованию многих технологий. Именно поэтому очень важно, чтобы процесс производства осуществлялся четко по ГОСТам и в соответствии с определенными правилами. В таком случае использование извести будет выгодным и полезным.

strmaterials.com

Формула известняка: химический состав и периоды образования; классификация горной породы и ее использование

Известняк и то, что из него получается, окружает человека всю жизнь. Большинство людей даже не задумывается над этим фактом, хотя штукатурка на стене — производное этой горной породы. Формула известняка очень проста, это обычный карбонат кальция CaCO₃, но рассказать о нем можно куда больше, причем информация эта касается не столько химии, сколько геологии и биологии.

Содержание страницы

Летопись ушедших эпох

Прежде чем говорить о том, что такое известняк, стоит рассказать о кальции, его основе. Этот элемент — пятый по распространенности на Земле и его доля в земной коре немногим больше 3%. Но именно его круговорот в природе играл и играет свою роль при образовании известняка.

В природе существует так называемое карбонатное равновесие, выражаемое уравнением:

CaCO₃+H₂O+CO₂=Ca (HCO₃) ₂+Ca² ⁺+ 2HCO₃⁻

Это состояние имеет перевес в ту или другую сторону в зависимости от содержания углекислого газа, растворенного в воде. Чем его больше, тем больше равновесие смещается вправо, и наоборот. Немалую роль в этом процессе играют живые организмы, особенно со времен кислородной катастрофы.

Цианобактериальные маты и строматолиты

Жизнь зародилась на земле в анаэробных условиях. Свободного кислорода в атмосфере Земли не было, возможно, первичный состав газов представлял собой смесь водорода и гелия. По мере активизации вулканизма первичная атмосфера была заменена вторичной, состоящей из углекислого газа, метана и аммиака, а возможно — и водяного пара.

Жизнь зародилась в воде и при такой восстановительной атмосфере окислять металл было нечем. Первыми живыми клеточными организмами стали бактерии, многие из которых образовывали колонии. Эти колонии представляли собой слои из нескольких разных видов, причем верхние из них поглощали минеральные вещества, средние перерабатывали органику, а нижние питались остатками средних слоев, выделяя в виде отходов карбонат кальция.

Эти колонии получили название цианобактериальных матов (оно дано по названию семейства бактерий), а тот продукт, который получался в итоге жизнедеятельности колонии — строматолитом.

Когда один из видов одноклеточных водорослей в результате мутации стал фотосинтезировать, в воде появился свободный кислород. Позже, когда на дне было окислено все, что можно, он стал распространяться в атмосфере, вытесняя другие газы и окисляя поверхность. Это произвело коренной перелом в формах жизни. Развитие получили аэробные организмы, а анаэробные остались в «карманах», куда доступ свободного кислорода был ограничен.

Равновесие сменилось в сторону образования карбоната кальция и он стал интенсивнее откладываться на дно.

Раковины, скелеты и скелетики

Значение кальция в жизни живых организмов не уменьшилось, а увеличилось. Это связано с разнообразием функций этого элемента. К числу важнейших можно отнести следующие:

1. образование экзоскелетов у простейших, губок, кораллов, моллюсков, причем скелеты эти состоят из карбоната кальция,
2. внутренний скелет позвоночных состоит из гидроксиапатита Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂,
3. регулирование свертываемости крови, мышечных сокращений и экзоцитоза.

Все формы жизни, существовавшие в океане до выхода на сушу, после смерти оказывались на дне. От них оставался лишь кальциевый скелет, и многочисленные наслоения карбоната кальция для палеонтологов представляют огромную ценность, а часто — единственный источник информации о прошедших геологических эпохах. В процессе образования донного «слоеного пирога» принимал участие и растворенный в воде карбонат кальция — разложение CaCO₃ все время происходит на глубоководных участках, где почти нет кислорода. Со временем вся эта масса превращается в кальцит — самую распространенную модификацию CaCO₃.

Если обратить внимание на структуру известняка, то она имеет слоистый характер. Слои эти относятся к разному времени и представляют собой своеобразную шкалу, по которой ориентируются и биологи, и геологи. Во всяком случае, геологические эпохи маркируются именно по этим данным.

И в воде, и на суше со скелетом умершего организма происходят некоторые модификации, приводящие к образованию фоссилии — окаменелости. Роль карбоната здесь трудно переоценить. Именно им в большинстве случаев заполняются пустоты после разложения органики в костях, а карбонат-ионы замещают фосфатные. Таким путем получаются те скелеты, которые стоят в палеонтологических музеях и коллекциях.

Образование известняка в море происходит до сих пор. Это своеобразный маркер океанической земной коры. Если при бурении шурфа встречаются пласты известняка, это свидетельствует о том, что эта территория когда-то была морем. Там, где известнякового пласта нет, всегда была суша. Континентальная кора покрыта гранитом.

Тектонические процессы и горообразование

На поверхности суши известняк оказывается в процессе поднятия участков бывшего морского дна. Связано это с передвижением литосферных плит, их коллизией, когда одна плита заходит под другую. Над зоной субдукции формируется складчатость, она выходит из воды и поднимается все выше. Гималаи — следствие захода индо-австралийской плиты под евразийскую, а дальневосточные хребты сформировались при коллизии североамериканской и евразийской плит.

Более древние участки складчатости — герцинской — сейчас уже старые горы. К ним можно отнести Урал, Аппалачи, Саяны, Алтай. Эти горы поднялись еще в палеозое. Образование гор альпийской складчатости относится к мезозою и раннему палеогену, эти горы еще молодые.

Интересно то, что известняковые отложения на Большом Кавказе представлены на его периферии. В центре массива на поверхность выходят древние гранит и базальт, а ближе к морю слоистая структура известняка оказалась повернутой, иногда сильно, на 90 градусов.

Известняком представлена самая высокая гора в мире, Эверест. Осадочными породами, в том числе известняком, сложен южный склон Гималаев, а центральные части, напротив, состоят главным образом из магматических и метаморфических пород.

Классификация известняков

Несмотря на то, что известняк имеет одну кальцитовую основу, его структура может существенно отличаться в разных областях. Это может касаться таких особенностей, как:

1. цвет,
2. условия залегания,
3. наличие включений в структуре.

Сам по себе кальцит имеет белый цвет, но примеси делают известняк желтым, серым, розоватым, иногда почти черным, хотя химический состав известняка при этом довольно однороден. Залегать он может сплошными массивами и в виде плитняка — все зависит от истории места, где находится конкретный пласт. Разные виды породы могут иметь различные механические и физические свойства, что обусловлено наличием пустот. По этому критерию выделяют известняки сильнопористые, мелкопористые и плотные. По виду организмов, сформировавших породу, их делят на:

1. ракушечники, составленные из раковин моллюсков,
2. нуммулитовые, образовавшиеся из остатков простейших фораминифер,
3. мшанковые, получившиеся из останков морских беспозвоночных.

По мере того как пласты известняка подвергаются давлению вышележащих слоев, они метаморфизируются. При этом они приобретают более плотную структуру, происходит постепенная перекристаллизация, и образуется мрамор.

Известняки, в образовании которых большую роль играло осаждение непосредственно карбоната кальция (более 50%), называются хемогенными. К таким относятся в первую очередь оолитовые известняки. По мере нахождения на суше порода подвергается разрушению и выветриванию. Это приводит к образованию обломочных залежей и карстов, при этом среди известняковых обломков в одном месте могут находиться фрагменты разного геологического возраста.

При описании конкретного массива этой породы всегда указывают на какую-то особенность. Это может быть примесь, например «железистый известняк», характер отложений («ракушечник», «нуммулит»), структура («оолитовый сильнопористый», «мел»), возраст («кембрийские слои», «триас»).

Получение извести и штукатурные работы

О переработке известняка на известь известно давно. Наверное, это старейшее вяжущее вещество в мире, созданное человеком. Ее получение — сравнительно простой процесс, как и все последующие.

Химическая формула известняка CaCO₃ и, по сути, молекула кальцита состоит из двух частей: оксида кальция и углекислого газа. Чтобы их разделить, известняк нужно перемолоть и хорошо нагреть:

CaCO₃=CaO+CO₂

Полученный белый порошок называется негашеной известью, или же кипелкой. При растворении ее в воде образуется гидроксид кальция или гашеная известь:

CaO+H₂O=Ca (OH)₂

Полученное известковое тесто разводят с песком, получая штукатурный раствор. После его нанесения на стену известь начинает схватываться. Процесс этот постепенный, происходит с выделением теплоты и водяного пара. Из атмосферы штукатурка забирает углекислый газ:

Ca (OH)₂+ CO₂=CaCO₃+ H₂O

Таким образом, связующим звеном в штукатурном слое опять оказывается карбонат кальция. Все вернулось на круги своя.

В целом виде (плиты) известняк массово применяется при отделочных работах, в виде щебня — при производстве бетона. Он легче, чем гранит: плотность этой горной породы составляет 2,6 т/м³. По своей прочности он уступает другим материалам, она едва достигает 41 МПа, причем во влажном состоянии этот показатель уменьшается до 35 МПа. Зато радиацию известняк не пропускает и применять в жилых помещениях этот материал можно и даже нужно: редко какой камень способен так хорошо поддерживать оптимальный микроклимат в доме.

Загрузка…

meteo-by.ru

Известь, характеристики, применение

Известь – это продукт обжига таких горных пород, как мел, известняк.

Негашеная комовая (химическая формула СаО) – это бело- или желто-бурые куски разной фракции или порошок (оксид кальция, кипелка) грязно-белого цвета. Хорошо впитывает воду, поэтому долго не хранится.

Гашеная (химическая формула Ca(OH)_2, гидроксид кальция, «пушонка»), с влажность не более 5%, имеет белый цвет и характерный запах. Получают при взаимодействии негашеной извести с водой. Является сильным основным веществом (основанием). Гашеная известь имеет огромный спектр применения : дубление кож, производство хлорной извести, производство удобрений, устройство точек заземления в почвах с высоким сопротивлением (в электротехнике), как пищевая добавка в пищевом производстве, в стоматологии для обеззараживания, при побелке, для устранения возможности возгорания и гниения дерева, для умегчения жесткой воды.

Свойства извести

Для данного материала характерны вяжущие, пластичные свойства. Благодаря способности частичкам кальция удерживать воду, известковые растворы застывают не так быстро, как цементные. В этом главное преимущество известкового раствора – время схватывания позволяет разровнять его по поверхности ровным тонким слоем. Хорошо сцепляется с кирпичной и бетонной поверхностью, при застывании отличается особой прочностью.

Виды

По виду строительная известь бывает:

А. Воздушная, которая делится по содержанию основного компонента на 3 типа:

• на доломитовую;
• кальциевую;
• магнезиальную.

Б. Гидравлическая – содержит до 20% клинкерных минералов, применяется как на воздухе, так и под водой.

Особым классов выделяют хлорную (химическая формула Ca(Cl)OC) и натровую известь.  Хлорная известь или белильная наиболее известна под названием хлорка. Это техническая смесь хлорида кальция, гипохлорида и хлорида. Натровая известь — это смесь едкого натра и гашеной извести.  Применяется для поглощения едких газов за счет своих свойств в противогазах, водолазных костюмах и других системах дыхания, в том числе и в медицине.

Также выделяют по степени гашения на известь медленного, среднего и быстрого гашения.

Область применения: металлургия, строительство (производство бетонов и растворов), химическая промышленность (изготовление химических волокон), сельское хозяйство (известкование почв), медицина.

promdevelop.ru

Карбонат кальция — это… Что такое Карбонат кальция?

Карбонат кальция (углекислый кальций) — неорганическое химическое соединение, соль угольной кислоты и кальция. Химическая формула — . В природе встречается в виде минералов — кальцита, арагонита и ватерита, является главной составной частью известняка, мрамора. Нерастворим в воде и этаноле.

Зарегистрирован как белый пищевой краситель (E170).

Применение

Используется как белый пищевой краситель Е170. Являясь основой мела, используется для письма на досках. Используется в быту для побелки потолков, покраски стволов деревьев, для подщелачивания почвы в садоводстве.

Массовое производство/использование

Таблетки из карбоната кальция

Очищенный от посторонних примесей, карбонат кальция широко используется в бумажной и пищевой промышленности, при производстве пластмасс, красок, резины, продукции бытовой химии, в строительстве. Производители бумаги используют карбонат кальция одновременно в качестве отбеливателя, наполнителя (заменяя им дорогостоящие волокна и красители), а также раскислителя. Производители стеклянной посуды, бутылок, стекловолокна используют карбонат кальция в огромных количествах в качестве источника кальция — одного из основных элементов, необходимых для производства стекла. Широко используется при производстве продукции личной гигиены (например, зубной пасты), и в медицинской промышленности. В пищевой промышленности часто используется в качестве антислеживающего агента и разделителя в сухих молочных продуктах. При употреблении сверх рекомендованной дозы (1,5 г в день) может вызывать молочно-щелочной синдром (синдром Бернетта). Рекомендован при болезнях костных тканей.

Производители пластмассы — одни из основных потребителей карбоната кальция (более 50 % всего потребления). Используемый в качестве наполнителя и красителя, карбонат кальция необходим при производстве поливинилхлорида (PVC), полиэфирных волокон (кримплен, лавсан, и т. п.), полиолефинов. Изделия из данных видов пластмасс распространены повсеместно — это трубы, сантехника, кафельная плитка, черепица, линолеум, ковровые покрытия, и т. п. Карбонат кальция составляет порядка 20 % красящего пигмента, используемого при производстве красок.

Строительство

Строительство — еще один из основных потребителей карбоната кальция. Шпатлевки, различные герметики — все они содержат карбонат кальция в значительных количествах. Также, карбонат кальция является важнейшим составным элементом при производстве продукции бытовой химии — средств для чистки сантехники, кремов для обуви.

Карбонат кальция также широко используется в очистительных системах, как средство борьбы с загрязнением окружающей среды, при помощи карбоната кальция восстанавливают кислотно-щелочной баланс почвы.

Нахождение в природе

Карбонат кальция находится в минералах в виде полиморфов:

Тригональная кристаллическая структура кальцита является наиболее распространенной.

Минералы карбоната кальция находятся в следующих горных породах:

Геология

Карбонат часто встречается в геологической среде. Он находится как полиморф. Полиморфами являются минералы с той же химической формулой, но разной химической структуры. Арагонит, кальцит, известняк, мел, мрамор, травертин, туф и др. — все они имеют формулу CaCO₃, но каждый из них имеет несколько иной химический состав. Кальцит, как карбонат кальция, геологи обычно находят в морских условиях. Также кальцит, как правило, находится около теплых тропических условий. Это связано с его химией и свойствами. Кальцит может выпадать чаще как осадок в теплой среде, чем в холодной, поскольку теплая среда не дает улетучиваться в больших объемах CO₂. Это аналогично тому как CO₂ растворяется в воде. Когда вы открываете крышку пластиковой бутылки происходит выделение CO₂. Из-за того что сода нагревается, выделяется углекислый газ. Этот же принцип может быть применен к кальциту и в океане. Карбонаты данного вещества в холодной воде существуют в более высоких широтах, но имеют очень медленный темп роста.

В тропических условиях вода теплая и чистая. Таким образом, вы можете увидеть много кораллов в данной среде по сравнению с холодной, где вода холодная. Производители карбоната кальция, такие как кораллы, водоросли и микроорганизмы, которые обычно встречаются в мелководных водоемах, как фильтраторы, требуют солнечный свет для производства карбоната кальция.

Изготовление

Подавляющее большинство карбоната кальция, добывающееся из полезных ископаемых, используется в промышленности. Чистый карбонат кальция (например, для производства продуктов питания или использования в фармацевтических целях), может быть изготовлен из чистого источника (как правило, мрамор).

В качестве альтернативы карбонат кальция может быть приготовлен кальцинацией оксида кальция. Вода добавляется к этому оксиду, давая гидроксид кальция, и затем проводится углекислый газ, который проходит через этот раствор для осаждения желаемого карбоната кальция^[1]:

Химические свойства

При нагревании до 900−1000 °C расщепляется на кислотный оксид — углекислый газ CO₂ и оксид — негашёную известь CaO по уравнению:

.

В воде с углекислым газом растворяется, образуя кислую соль — гидрокарбонат кальция Ca(HCO₃)₂:

.

Существование именно этой реакции дает возможность образовываться сталактитам, сталагмитам и прочим красивейшим формам, да и вообще развиваться карсту.

При 1500 °C вместе с углеродом образует карбид кальция и оксид углерода (II)

.

Примечания

Ссылки

Шаблон:АТХ код A02

dic.academic.ru

формула реакции и способы получения

Обжиг известняка – это процесс нагревания известняковой массы, в ходе которого карбонат кальция (формула: CaCO3) разлагается на оксид кальция (CaO) и углекислый газ. Основное уравнение реакции выглядит так: CaCO3=CaO+CO2. Эта реакция используется для получения негашёной извести, цемента, вяжущих веществ, кальцинированной соды. Для обжига используют специальные промышленные печи. В заводских условиях температура, при которой осуществляется обжиг, составляет от 1000 до 1300 градусов Цельсия. Оксид кальция является основной составляющей негашёной извести.

При неполном прокаливании в печи остаются куски недожженного материала. Однако их наличие не сказывается на качестве образуемого продукта. Более вредное влияние оказывает повышение температуры выше предельно допустимых значений. В этом случае наблюдается так называемый пережёг исходного сырья, результатом которого является появление крупнокристаллического оксида кальция. Такая известь не подходит для гашения, так как в этом случае процесс идёт очень заторможено, в результате чего он продолжается даже после того, как известь была использована по назначению. Это может стать причиной появления дефектов в конструкции, вплоть до внештатного её разрушения.

Присутствующие в известняке примеси влияют на процесс обжига и свойства полученного продукта, зачастую приводя к снижению эффективности процесса.

Что такое известь

Известь

Негашёная известь (в основном СаО) представляет собой порошкообразную субстанцию, либо представленную в молотом или тестообразном виде, не имеющую характерного цвета, которая используется для получения гашёной извести (Са(ОН)2). Негашёная известь бурно взаимодействует с водой. Образующаяся при этом процессе гашёная известь применяется в строительстве как вяжущий материал.

Негашёная известь может быть представлена в нескольких вариантах: воздушная, твердеющая и гидравлическая. Последняя может твердеть, даже находясь в толще воды. Воздушная известь является продуктом обжига известняка с невысоким содержанием глины (не более 8 процентов). Для её производства используют шахтные и вращающиеся печи. Продукт гашения воздушной извести обладает более высокой пластичностью, а продукт гашения гидравлической извести характеризуется повышенной прочностью при более низкой пластичности.

По содержанию оксида магния известь подразделяют на кальциевую (низкое содержание MgO) магнезиальную и доломитовую (максимальное содержание оксида магния). Кальциевая высокосортная («жирная») известь наиболее эффективна в строительстве, так при взаимодействии с водой легко образует вязкую пластичную массу.

Известь применяется для приготовления строительных растворов, в химической промышленности, сельском хозяйстве, металлургии, при производстве некоторых видов кирпича.

Подготовка сырья для обжига

Добыча извести

Производство негашёной извести включает 3 основных этапа: добычу сырья (известняк) и его обработку, доставку топлива для обжига и процесс обжига известняка.

Добычу известняковой породы осуществляют открытым способом – на карьерах. Для первоначального её размельчения используется специальная техника. Слои известняков повышенной плотности с высоким содержанием магния предварительно взрывают. При наличии на месторождении различных типов известняков предпочтительна их выборочная разработка.

Оптимальным вариантом для обжига является одинаковый размер кусков породы в массе добытого известняка. Если он различен, то возникнут неравномерности в степени обжига. Так, ядра наиболее крупных из кусков породы могут остаться твёрдыми, а мелкие частицы – пережженными. Наличие одновременно разных фракций в печи ухудшает газоотведение, что затрудняет её работу. В связи с этим, перед укладкой в печь все куски сортируют по размерам, а наиболее крупные измельчают.

Необходимость в дроблении возникает и в случае слишком больших размеров фракций, которые могут быть во много раз больше требуемых при существующей технологии обжига. Диапазон подходящих для обжига размеров кусков заключён в пределах 4 – 12 см в диаметре. Дробление породы производят на дробильно-сортировочной установке.

Сырьё для обжига не должно содержать большого количества примесей глины и песка, которые способны снижать качество готового продукта.

Работа печей для обжига известняка

Шахтная печь для обжига известняка

Основная цель обжига – получить максимально полное разложение карбоната кальция и магния до углекислого газа и оксидов этих веществ. При этом полученный продукт должен обладать хорошей пористостью, гигроскопичностью, однородной внутренней структурой.

В идеале на распад 1 кг карбоната кальция должно быть израсходовано 1790 кДж тепловой энергии, а на получение 1 кг оксида кальция (основной компонент негашёной извести) – 3190 килоджоулей энергии.

Для обжига используют куски обычного известняка или мрамора. Осуществление данной процедуры становится возможным в так называемых шахтных печах. Они представляют собой металлический полый цилиндр, с толщиной металлической стенки ок. 1 см. Цилиндр устанавливается на прочном бетонном основании. Работа таких печей характеризуется как непрерывная, а их обслуживание не создаёт больших трудностей.

В качестве горючего в таких устройствах чаще всего используют уголь. Печь состоит из шахты, механизма для загрузки и отгрузки сырья и фильтров для удаления побочных продуктов обжига. В нижний сектор печи под давлением нагнетается воздух.

Наиболее интенсивное горение угля происходит в средней части шахты. Проходя через неё известняк (или мрамор) превращается в известь. Ниже, под влиянием нагнетаемого снизу потока воздуха, она охлаждается, тогда как воздух, наоборот, разогревается, поступая в таком состоянии в зону горения. Именно этот воздух и служит источником кислорода для горения топлива. Нагреваясь в зоне горения, он устремляется в верхнюю часть шахты, где также выполняет важную функцию: прогревает и сушит поступающее свежее сырьё.

Всё это обеспечивает более-менее автономную работу шахтной печи, которая обходится достаточно дёшево. Строительство самой печи также не считается высоко затратным мероприятием. Преобладающая высота конструкции – 20 м.

Топливо подаётся в печь в виде насыпных слоёв, между которыми располагаются слои известнякового сырья. В других конструкциях используют так называемые выносные топки, которые расположены с боков по периметру шахты. В этом случае топливом могут быть газ, дрова, торф, сланцы.

Технология обжига известняка

Для подачи подготовленного сырья в печь для обжига используют вагонетки, перемещающиеся по канатному устройству. В каждую из них добавляют твёрдое топливо. Для засыпки этой массы в шахту используют специальный механизм загрузки. Полученную в ходе обжига известь выгружают с помощью разгрузочного механизма, после чего она транспортируется в бункер. Для подачи в печь воздуха используется насосный вентилятор. Возникший при горении газ поступает в газоход, который может иметь зигзагообразную форму и приспособления для удаления пыли. Из коллектора газ направляется в газоочиститель. Там происходит охлаждение и частичная очистка от пыли. Оттуда он поступает в электроочиститель, в котором производится более тщательная очистка от пыли и влаги. После чего уже очищенный газ направляется в компрессоры и колонны.

Для обжига мягких сортов известняка и мела используют вращающиеся печи. Они позволяют получить качественную известь даже из ракушечника, при условии, что размер кусков исходного сырья небольшой. Плюсом работы таких устройств является высокая скорость обжига и лёгкость управления. Производительность вращающихся конструкций значительно выше, чем у шахтных печей, и достигает 400 – 500 тонн в сутки. Ещё одним плюсом работы подобных устройств является невысокий риск пережога известковой смеси, меньшее количество примесей и недожженных кусков.

1nerudnyi.ru

Формула мела в химии

Определение и формула мела

Химическая формула –

Молярная масса равна г/моль.

Физические свойства – твердое вещество, в зависимости от разновидности мела и наличия в нем примесей, он может менять окраску от белого до зеленоватого, жёлтого и других оттенков.

Основу химического состава мела составляет с небольшим количеством , но обычно присутствуют оксиды металлов.

Химические свойства мела

Применение

Мел — обязательная составляющая мелованной бумаги.

Молотый мел широко используется в качестве дешёвого пигмента для побелки, окраски заборов.

Мел благодаря своим свойствам может использоваться в качестве основания.

В сельском хозяйстве, он применяется в почвах с повышенной кислотностью.

Наиболее распространенными формами являются и .

Небольшие количества мела также могут быть использованы в качестве антацидных средств.

Мел используется в качестве инструмента для письма в школах, вузах.

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

ru.solverbook.com

Свойства известняка. Горная порода известняк. Формула известняка

Известняк — натуральный природный камень, который представляет собой мягкую осадочную породу органического или органо-химического происхождения, состоящую в основном из карбоната кальция (кальцита). Часто в его состав входят примеси кварца, фосфата, кремния, глинистые и песчаные частицы, а также известковые остатки скелетов микроорганизмов. В данной статье мы подробно рассмотрим этот природный материал, его виды, свойства и сферу применения, а также узнаем, что представляет собой химическая формула известняка, и много другое.

Для начала давайте рассмотрим, каким образом образовались эти полезные ископаемые. Известняк в основном формируется в условиях морских мелководных бассейнов, хотя существует и пресноводный. Залегает он в виде отложений и пластов. Иногда осаждается, подобно гипсу и соли, из испаряющейся воды морских лагун и озер. Однако большая его часть отложилась именно в морях, которые не испытывали интенсивного высыхания. Формирование большинства известняковых пород начиналось с выделения живыми организмами из морской воды карбоната кальция для построения скелетов и раковин. Вот эти остатки умерших организмов в больших количествах накапливаются на морском дне. Наиболее ярким примером извлечения и накопления карбоната кальция являются коралловые рифы. Так, в некоторых случаях на изломе известняковой породы можно заметить отдельные раковины. Под влиянием морского течения и в результате воздействия волн и прибоев рифы разрушаются. И на морском дне к известняковым обломкам добавляется карбонат кальция, который осаждается из насыщенной им воды. Также в образовании молодых пород известняка участвует кальцит, который поступает из разрушенных древних пород.

Разновидности

Существует много видов известняков. Ракушечником принято называть скопление раковин и их обломков, сцементированных в ячеистую породу. В том случае, когда раковины имеют весьма малую величину, образуется мягкий, слабосвязанный, мажущий, тонко крошащийся известняк – мел. Оолитовая порода состоит их миниатюрных, размером с рыбью икринку, сцементированных шариков. Ядро каждого из них может быть представлено обломком раковины, песчинкой или любой другой частицей инородного материала. В том случае, когда шарики имеют более крупные размеры, например, с горошину, их принято называть пизолитами, а породу, соответственно, пизолитовым известняком. Следующей разновидностью является травертин – он образуется на поверхности при осаждении арагонита или кальцита из вод углекислых источников. Если такие отложения имеют сильнопористую основу (губчатую), ее называют туфом. Несцементированная смесь глины и карбоната кальция носить название мергель.

Кроме того, известняки могут отличаться и цветовой гаммой. Основной цвет – белый. Но он может быть и желтоватым, светло-бежевым, светло-серым, реже – слегка розоватым. Бело-розовая и бело-желтая порода считаются самыми ценными.

Формула известняка

Как уже говорилось раньше, этот природный материал состоит преимущественно из кальцита либо кальцитовых остатков скелетов и раковин, редко из арагонита. Значит, формула известняка будет иметь следующий вид: СаСО₃. Однако чистая порода встречается крайне редко, в ряде случаев она включает в себя различные примеси кварца, глинистых минералов, доломитов, гипса, пирита и, конечно же, органических остатков. Так, доломитизированный известняк (формула этой породы включает в себя MgO) содержит от четырех до семнадцати процентов оксидов магния, мергелистый – до 21 процента кислотных окислов (SiO₂+R₂О₃). В состав карбоната могут входить доломиты CaMg(CO₃)₂, FeCO₃ и MnCO₃, в незначительных количествах — оксиды, сульфиды и гидроксиды Fe, Са₃(РО₄)₂, CaSO₄.

Известняк: свойства и применение

Физико-механические параметры этой породы чрезвычайно неоднородны, однако напрямую зависят от ее текстуры и структуры. Ученики средней школы рассматривают свойства известняка (4 класс) с позиции его внешних характеристик. Они изучают следующие параметры: цвет, плотность, прочность, состояние, растворимость. Мы пойдем немного дальше и рассмотрим более углубленно эти свойства полезного ископаемого. Известняк имеет плотность в пределах 2700-2900 кг/м³. Это колебание объясняется количеством содержащихся примесей кварца, доломита и других минералов. Объемная масса изменяется в гораздо больших пределах. Так, у травертинов и ракушечников она составляет всего 800 кг/м³, а у кристаллических пород достигает 2800 кг/м³. Рассматривая свойства известняка, следует учитывать, что прочность при сжатии породы напрямую зависит от его объемной массы. Так у ракушечников она составляет всего 0,4 МПа, а у афанитов приближается к 300 МПа. Приведенные выше характеристики породы определяют и применение этих материалов. Например, в строительстве более плотный известняк используется при кладке стен, а пористый хорош для облицовки и создания декоративных ансамблей.

Воздействие климатических условий

В зависимости от уровня влажности, свойства известняка могут изменяться. В первую очередь это сказывается на его прочности — она заметно снижается, если камень намочить. Кроме того, большинство месторождений характеризуется неоднородностью породы. На этот момент стоит обратить особое внимание, поскольку у неоднородного материала будет различаться плотность, что, в свою очередь, может привести к разрушению. Разбирая свойства известняка, не следует пренебрегать и таким параметром, как морозостойкость: это существенно влияет на прочность полезного ископаемого и длительность его использования. Так, у кристаллических известняков морозостойкость составляет 300-400 циклов. Однако этот показатель заметно сокращается при наличии трещин и пор в материале. Таким образом, все упомянутые свойства известняка обязательно нужно учитывать при использовании данного природного материала, дабы предотвратить его разрушение.

Известняк в строительстве

Строительная отрасль является главным потребителем рассматриваемого нами полезного ископаемого. Доломитизированный (горная порода) известняк используется для производства шпаклевочных и штукатурных смесей, герметиков и прочего. Белый известняк в огромных количествах применяется в отделке и украшении строений. Ракушечник часто встречается в качестве строительных блоков и т. д. Мы не будем заострять внимание на этой отрасли, она и так широко известна всем. А посему идем далее.

Известняк в современном промышленном производстве

Оказывается, этот природный материал используется при производстве лакокрасочных материалов, резин и пластмасс. А очищенный от примесей, вредных для человеческого организма, применяется даже в пищевой промышленности. Изготовление стекла не представляется возможным без известняка, поскольку он выступает главным источником кальция. Эта порода стала незаменимым, а главное — доступным компонентом для производства бумаги. В повседневной жизни мы постоянно пользуемся такими изделиями, как трубы, линолеум, кафельная плитка, черепица и др., и не догадываемся, что во всех этих предметах также присутствует известняк. Даже пластиковое производство (ПП, ПВХ, кремплены, лавсаны и прочее) не обходится без этого сырья. В красках используют карбонат кальция в качестве красящего пигмента. Как видите, этот материал занимает ведущее место практически во всех отраслях производства.

Химическая промышленность

Даже такие вещи, как крем для обуви, зубная паста, чистящий порошок и проч., которыми мы пользуемся ежедневно, являются производными известняка. Это сырье используется и при изготовлении средств, применяемых для защиты окружающей среды от различного рода загрязнений. На основании всего вышеизложенного можно смело утверждать, что широко известный и доступный материал, которым является известняк, представляет собой важнейший элемент современной цивилизации.

Интересные факты

Большой вклад в развитие резьбы по камню сделали народы Южной и Центральной Америки. Ольмеки, ацтеки, майя добились значительных успехов в умении изготавливать из халцедона, обсидиана и кремния оружие, режущие инструменты и прочие предметы обихода. Так, скалки, зернотерки, ступки и прочее создавалось ими из базальта, песчаников и известняков. Ударные и рубящие орудия производились из диорита, жадеита, нефрита и других материалов. Главным центром по обработки камня считаются города майя – Тонина и Небах.

autogear.ru