Карбонат кальция взаимодействует с соляной кислотой. Соединения кальция и магния
И карбонат кальция и то, как взаимодействуют эти химические соединения.
Карбонат кальция
Кристаллическая решетка карбоната кальция CaCO₃CaCO₃ - это очень распространенное в окружающем мире соединение, из него состоят: мел, известняк, мрамор и т.д. Поэтому стоит отметить, что роль этого вещества для человека очень существенна, ведь карбонат кальция широко применяется и в пищевой промышленности, как натуральный белый краситель. Также CaCO₃ используют при изготовлении бумаги, пластмассы, в строительстве и во многих других сферах.
Более того, те же материалы, которые действуют по-разному и в отдельных климатических условиях, могут вести себя иначе, чем с точки зрения выцветания. Другая переменная представлена климатическими условиями; влажность благоприятствует образованию выцветания, потому что, увеличивая время высыхания, он позволяет солям проникать в раствор на пленарном заседании и, таким образом, мигрировать наружу. Общий риск можно уменьшить, принимая во внимание состав материалов, избегая использования неправильных добавок и, в частности, учитывая, что присутствие воды необходимо при образовании выцветания, это предотвратит попадание воды в глубину стены.
Карбонат кальция - это белое вещество (твердые кристаллы) в порошковом или твердом виде. Он способен реагировать с водой, но полностью не растворяется в ней. Поэтому вода становится мутной, и в ней наблюдается белый осадок. Но если реакция с водой будет проходить в присутствии , то мы получим растворимую кислую соль, гидрокарбонат кальция:
В большинстве случаев явление является временным; решается сама по себе действием атмосферных агентов без специального лечения. Это явление подразумевает наличие растворимых солей в используемых материалах. Флуоресценция может возникать только в том случае, если соли разбавляются в воде и, таким образом, мигрируют наружу с испарением воды.
Чем дольше стена будет влажной, тем сильнее будет растворение соли. Не рекомендуется использовать вещества, которые задерживают сокет и химические добавки антифриза. В растворе рекомендуется использовать специальные пластификаторы. Если стена не обладает очень высоким сопротивлением, но это просто декор, используйте раствор с более низким содержанием цемента.
CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂
Рассмотрим, как изготавливается карбонат кальция
Большую часть карбоната кальция получают из природных источников. Так, чтобы добыть карбонат кальция для , как правило, используют чистый источник, зачастую мрамор.
Мраморная статуя «Давид», Микеланджело Буонарроти
Но в лабораторных условиях карбонат кальция можно получить с помощью кальцинации оксида кальция. Кальцинацией называют обобщенное понятие обжига, в результате которого химические вещества приобретают новые свойства. Обжиг проводится при достаточно высокой температуре, не доходя до плавления.
Перед использованием материалы должны быть защищены и не размещены непосредственно на земле, чтобы не загрязнять их и не контактировать с нежелательными веществами. Чтобы уменьшить риск выцветания, используйте специальный раствор для кирпичной, предварительно смешанной или предварительно конвекционной кирпичной кладки.
Изолируйте работу дренажным материалом, чтобы избежать проникновения соленой воды. Патио и тротуары на террасе должны иметь достаточные наклонности. Осторожно откалибруйте архитектурные особенности относительно используемых материалов. Использование известково-подобных инертных газов, таких как мраморная пыль.
Вода смешивается с полученным оксидом кальция, в результате реакции получается гидроксид. Затем лаборанты получают диоксид углерода, который пропускают через полученный ранее раствор. Образовавшийся осадок и есть карбонат кальция:
CaO + H₂O = Ca(OH)₂;
Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃ + H₂O
Если нагреть соль угольной кислоты и кальция до высокой температуры (900 - 1000 °С), то в результате химического процесса мы получим диоксид углерода (углекислый газ), а также оксид кальция СаО - негашеную известь, применяющуюся при строительстве:
Не защищайте стену от проникновения воды. Не допускайте надлежащего дренажа дождевой воды, например, в случае ограждающих стен, тротуаров или вымощенных полов. Увлажняющий кирпич с грязной водой во время работы или неправильное соединение суставов. Использование раствора неадекватно для работы в кирпиче.
Антациды назначаются для борьбы с ожогами желудка, как часть категории против язвы. Антациды являются частью класса лекарств, используемых для лечения заболеваний, опосредуемых желудочными кислотами, которые играют определенную роль в расщеплении белка. Желудок, двенадцатиперстная кишка и пищевод защищены кислородом желудка несколькими специфическими механизмами.
СаСО₃=СаО+СО₂
Если температура будет еще выше (1500 °С), то продуктами реакции будут карбид кальция и оксид углерода.
Соляная кислота
Молекула соляной кислоты
HCl - это сильная одноосновная кислота, которая получается при растворении хлороводорода в воде. Представляет собой бесцветную жидкость, хотя техническая кислота может иметь желтый оттенок, например, из-за примеси железа. Свойства HCl будут напрямую зависеть от концентрации хлороводорода в растворе.
Когда кислотная секреция слишком высока или дисфункции происходят в защитных механизмах, слизистые оболочки желудка, двенадцатиперстной кишки или пищевода страдают от воспаления или изъязвления. Таким образом, есть желудочно-кишечные симптомы, такие как тошнота, боль в животе или.
Антациды уменьшают кислотность в желудке, и количество кислоты в желудке переходит в пищевод или высвобождается в двенадцатиперстную кишку. Антациды ингибируют активность пепсина, пищеварительного фермента, продуцируемого желудком, и активируются только в кислой среде, которая может вызывать повреждения слизистой желудка, двенадцатиперстной кишки или пищевода.
Соли соляной кислоты называются хлоридами. Это вещество очень едкое, поэтому требует осторожного обращения: даже если маленькая капля попадет на кожу, то сильного химического ожога не избежать. Поэтому при работе с сильными кислотами желательно всегда иметь при себе нейтрализаторы: слабые щелочные растворы, (пищевую соду) и т.д. Стоит помнить, что при открытии емкости с концентрированной кислотой образуются пары HCl, которые пагубно влияют на глаза и дыхательную систему. Поэтому при химических опытах целесообразнее всего будет пользоваться респиратором и защитными очками.
Принимаемые после еды антациды действуют в течение как минимум трех часов. Администрация должна проводиться в соответствии с рекомендацией врача, основанной на симптомах каждого пациента и в зависимости от возможных взаимодействий с другими лекарствами.
Существует несколько типов антацидов, с конкретными действиями, подходящими для лечения различных расстройств желудка. Антациды карбоната алюминия. Они также назначаются для лечения гиперфосфатемии, предотвращая поглощение фосфатов в организме. Эти антациды также могут препятствовать образованию. - Антациды карбоната кальция. Они также полезны при лечении дефицита кальция. - Антациды оксида магния. Лечить и предотвращать неадекватность. - Натрия бикарбонатные антациды. Нейтрализует соляную кислоту в желудке и обычно снимает ощущение жжения, боли или эпигастрального дискомфорта.
Получение соляной кислоты
Газ хлороводород растворяют в воде. Сам хлороводород получают следующим образом: водород сжигают в хлоре, тем самым получая синтетическую кислоту. Или же соляную кислоту можно получить с помощью побочных газов, которые получаются в ряде химических опытов, например, когда хлорируют углеводороды. Полученная таким способом кислота называется абгазной.
Некоторые типы антацидов имеют более сильное действие нейтрализации кислотности желудка, чем другие. Те, которые основаны на бикарбонате натрия и оксиде магния, быстрее растворяются в желудочной кислоте с более быстрым эффектом, в то время как карбонаты алюминия и карбонаты кальция растворяются медленнее.
Другое различие между различными типами антацидов обусловлено продолжительностью их действия. Бикарбонат натрия и оксид магния показывают самую короткую продолжительность действия, в то время как алюминий и карбонат кальция имеют самое длинное действие.
Применяют соляную кислоту в медицине, промышленности, а также для химических реакций.
Бесцветная кислота с резким запахом хлороводорода хорошо реагирует с металлами. Происходит окислительно-восстановительная реакция. Восстановителями в процессе реакции являются атомы металлов, а окислителями - катионы водорода.
В основном химические реакции с металлами сопровождаются выделением водорода. Интенсивность взаимодействия зависит от активности металла, например, щелочной металл литий реагирует бурно, тогда как с алюминием реакция протекает слабо из-за прочной оксидной пленки этого элемента.
Как и любые другие лекарства, антациды не лишены потенциальных побочных эффектов. Как правило, назначение их в соответствии с рецептом врача и его указаниями предотвращает появление побочных эффектов. Но бывают случаи, когда некоторые типы антацидов влияют на транзит кишечника. Магний в составе этих препаратов может оказывать действие, тогда как соединения алюминия могут вызвать запор, потерю кальция или накопление металла в организме, если функция почек изменяется.
Потребляемые в высоких дозах и в течение длительного периода времени, антациды карбоната кальция могут способствовать слишком большому количеству продуцирования желудочной кислоты в желудке после приема пищи. Более высокие дозы карбоната кальция и одновременное введение могут вызывать такие симптомы, как головные боли, тошнота, раздражительность, слабость тела, гиперкальциемия и почечная недостаточность.
Соляная кислота и цинк:
2HCl + Zn = ZnCl₂ + H₂
Соляная кислота и железо:
2HCl + Fe = FeCl₂ + H₂
Соляная кислота и магний:
2HCl + Mg = MgCl₂ + H₂
Хлорид магния, используемый для очистки дорог от наледи
С оксидами металлов кислота образует соль и воду:
Алюминиевые антациды должны использоваться осторожно для пациентов, которые недавно имели более высокое желудочно-кишечное кровотечение. Для людей с сердечной недостаточностью и почечной недостаточностью или которые находятся на диете без соли, особое внимание следует уделять дозам безводного бикарбоната натрия.
Антациды не должны ассоциироваться с потреблением цитрусовых и кислотных соков, так как их эффективность будет снижена. Кроме того, антациды могут взаимодействовать со многими лекарствами. Антациды, предназначенные для лечения гастроэзофагеальной рефлюксной болезни, могут представлять важные долгосрочные риски. Эти лекарственные средства без рецепта, скорее всего, связаны с повышенной предрасположенностью к установке.
CuO + 2HCl = CuCl₂ + H₂O
Реакция соляной кислоты и карбоната кальция
Для проведения эксперимента понадобятся:
пробирка;
химическая пипетка;
твердый карбонат кальция (мрамор);
соляная кислота;
перчатки;
респиратор.
Внимание! Не пытайтесь повторить этот опыт самостоятельно!
Проводите опыт в хорошо проветриваемом помещении, соблюдайте осторожность при работе с соляной кислотой.
Недавнее исследование показало, что пациенты, которые проходили лечение антацидами для контроля симптомов этого состояния в течение более 3 лет и без медицинского наблюдения, увеличили риск рака пищевода в 6 раз. Ингибиторы протонного насоса, новейшая категория лекарств, используемых для лечения гастроэзофагеального рефлюкса, очень эффективны в устранении симптомов заболевания. Тем не менее, долгосрочная администрация может повлиять на плотность костной ткани, считают ученые. В этих условиях существует значительный риск суставов, позвоночника и позвоночника.
Добавьте в сосуд несколько кусочков мрамора и капните из пипетки немного соляной кислоты. В результате пойдет моментальная реакция с образованием пузырьков - выделяется углекислый газ. Это реакция обмена, продуктами которой являются: слабое и неустойчивое соединение, угольная кислота, которая распадается на диоксид углерода и воду. Уравнение реакции растворения карьоната кальция в соляной кислоте:
Чтобы уменьшить риски, связанные с долгосрочным введением антацидов, пациенты должны следовать медицинским рекомендациям, предоставленным специалистом, и избегать автоматических лекарств. Прочтите все эти брошюры, прежде чем начать использовать это лекарство, потому что оно содержит важную информацию для вас. Всегда используйте это лекарство точно так, как описано в этой брошюре или по указанию вашего врача или фармацевта. - Сохраните этот листок. Возможно, вам придется его прочитать еще раз. - Если вы хотите узнать больше или попросить врача, спросите своего фармацевта. - Если вы получаете побочные эффекты, поговорите со своим врачом или фармацевтом.
CaCO₃ + 2HCl(разб.) → CaCl₂ + CO₂ + H₂O
- характеристика элемента магния: электронное строение, возможные степени окисления, основные соединения: оксид, гидроксид, соли. Что такое карбонизация и какова ее роль в строительстве.
MgCO 3 = MgO + CO 2
Применение.
В промышленности применяется для производства огнеупоров, цементов, очистки нефтепродуктов, как наполнитель при производстве резины. Сверхлегкая окись магния применяется как очень мелкий абразив для очистки поверхностей, в частности, в электронной промышленности.
Глава 4 - Если ваше здоровье не улучшилось, или даже хуже, обратитесь к врачу. О чем этот рекламный буклет? Общая информация Витамины и минералы являются ключевыми питательными веществами для всех живых организмов. Само человеческое тело не может производить необходимые витамины и минералы. Для того, чтобы быть здоровыми и быть в состоянии функционировать в организме имеет ежедневно, чтобы получить достаточное количество этих веществ в пищу. Водорастворимые витамины, такие как В и С витаминов в организме заметно накопления.
Таким образом, пожилые люди, беременные женщины и кормление грудью, диета добропорядочных людей, людей с определенными хроническими заболеваниями, интенсивные физические упражнения, длительное стресс или страдающих от хронического алкоголизма в поставке больных человека водорастворимых витаминов может быть недостаточным. Курительные мужчины и женщины, принимающие противозачаточные таблетки по требованию аскорбиновой кислоты. Витамины группы В витаминах группы В участвует во многих различных клеточных реакциях обмена веществ, в том числе реакций, которые происходят во время материала, участвующего в нервных импульсах трансдукции.
В медицине применяют при повышенной кислотности желудочного сока, так как она обусловливается избыточным содержанием соляной кислоты. Жжёную магнезию принимают также при случайном попадании в желудок кислот.
В пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E530.
Является абсолютным отражателем — веществом с коэффициентом отражения, равным единице в широкой спектральной полосе. Может применяться как доступный эталон белого цвета.
Витамин С является антиоксидантом, который имеет важное значение для инактивации свободных радикалов. Кроме того, витамин С необходим для числовой функции фермента, например, холестерин, метаболизма желчных кислот и фармацевтических препаратов. Витамин С улучшает усвоение железа из желудочно-кишечного тракта и функционирования метаболизма фолиевой кислоты, белых функций клеток крови. Кроме того, витамин С увеличивает образование соединительной ткани и имеет важное значение для зубов, скелета и капиллярного формирования и функции.
Магний участвует в различных процессах организма, такие как синтез белка, липидный метаболизм, поглощение сахара и клеточные дыхательные процессы. Цинк Цинк является важным микроэлементом. Цинк является кратным белков, гормонов, нейропептидов и гормонов, содержащих рецептор, это необходимо для многих функций ферментов. Если вы планируете это сделать, сообщите об этом своему врачу. Кальций, магний и цинк: поскольку щавелевая кислота и фитиновая кислота могут ингибировать абсорбцию кальция, магния и цинка, не рекомендуется принимать это лекарство в течение двух часов после еды большой еды, содержащей щавелевую кислоту и фитосанитарные кислоты.
Гидроксид магния — основной гидроксид металла магния. Слабое нерастворимое основание.
При стандартных условиях гидроксид магния представляет собой бесцветные кристаллы с гексагональной решёткой. При температуре выше 350 °C разлагается на оксид магния и воду. Поглощает углекислый газ и воду из воздуха с образованием основного карбоната магния. Гидроксид магния практически нерастворим в воде, но растворим в солях аммония. Является слабым основанием. Встречается в природе в виде минерала брусита.
Получение.
Взаимодействие растворимых солей магния с щелочами:
В общем виде:
Mg 2+ + 2OH - = Mg(OH) 2 ¯
Примеры:
MgCl 2 + 2NaOH = Mg(OH) 2 ¯ + 2NaCl
Mg(NO 3) 2 + 2KOH = Mg(OH) 2 ¯ + 2KNO 3
Взаимодействие раствора хлорида магния с обожжённым доломитом:
MgCl 2 + CaO×MgO + 2H 2 O = 2 Mg(OH) 2 ¯ + CaCl 2
Взаимодействие металлического магния с парами воды:
Mg + 2H 2 O = Mg(OH) 2 ¯ + H 2 -
Химические свойства.
Как и все слабые основания, гидроксид магния термически неустойчив. Разлагается при нагревании до 350 °C:
Взаимодействует с кислотами с образованием соли и воды (реакция нейтрализации):
Mg(OH) 2 + 2HCl = MgCl 2 + 2H 2 O
Mg(OH) 2 + H 2 SO 4 = MgSO 4 + 2H 2 O
Взаимодействие с кислотными оксидами с образованием соли и воды:
Mg(OH) 2 + SO 3 = MgSO 4 + H 2 O
Взаимодействие с горячими концентрированными растворами щелочей с образованием гидроксомагнезатов:
Mg(OH) 2 + 2NaOH = Na 2
Mg(OH) 2 + Sr(OH) 2 = Sr
Применение.
Гидроксид магния применяется для связывания диоксида серы, как флокулянт для очистки сточных вод, в качестве огнезащитного средства в термопластических полимерах (полиолефины , ПВХ), как добавка в моющие средства, для получения оксида магния, рафинирования сахара, в качестве компонента зубных паст.
В медицине его применяют в качестве лекарства для нейтрализации кислоты в желудке, а также как очень сильное слабительное.
В Европейском союзе гидроксид магния зарегистрирован в качестве пищевой добавки E528.
Соли магния.
Большинство солей магния хорошо растворяется в воде. Ион Mg 2+ придает растворам горький вкус. Галогениды магния, за исключением MgF2, сильно гигроскопичны — на воздухе расплываются.
Хлористый магний MgCl 2 (хлорид магния) безводный плавится при 718°. В присутствии следов воды «дымит» на воздухе — разлагается на НСl и MgO. Из водного раствора выделяются бесцветные кристаллогидраты с 1, 2, 4, 6, 8 и 12 молекулами воды. В интервале температур от —3,4 до 116,7° устойчив кристаллогидрат MgCl 2 × 6H 2 0, который встречается в природе в виде минерала бишофита, а в больших количествах получается при упаривании морских рассолов. Хлорид магния образует двойные соли, из которых исключительно важен минерал карналлит KCl × MgCl 2 × 6H 2 O — источник получения магния и хлорида калия.
Применение.
1. Хлорид магния применяют главным образом в производстве металлического магния, MgCl 2 × 6H 2 0 используется для получения магнезиальных цементов.
2. Используется для обработки ледяного и снежного покрова в качестве добавки. В результате реакции со снегом вызывает его таяние. Имеет 3-й класс опасности (умеренно опасные вещества) и агрессивные коррозионные свойства
Гидрокарбонат магния — кислая соль магния и угольной кислоты с формулой Mg(HCO 3) 2 , существует только в водных растворах.
Получение.
Пропускание углекислого газа через суспензию карбоната магния:
MgCO 3 + CO 2 + H 2 O = Mg(HCO 3) 2
Физические свойства.
Гидрокарбонат магния существует только в водных растворах.
Наличие гидрокарбоната магния в воде обуславливает ее временную жесткость.
Химические свойства.
При концентрировании раствора гидрокарбонат магния разлагается:
Mg(HCO 3) 2 = MgCO 3 + CO 2 - + H 2 O
Гидроортофосфат магния (двузамещённый фосфорнокислый магний) — кислая соль магния и ортофосфорной кислоты с формулой MgHPO 4 , слабо растворяется в воде, образует кристаллогидраты .
Получение .
Действием ортофосфорной кислоты на оксид или карбонат магния:
MgO + H 3 PO 4 = MgHPO 4 + H 2 O
MgCO 3 + H 3 PO 4 = MgHPO 4 + CO 2 -+ H 2 O
Действием двузамещённого ортофосфата натрия на хлорид магния:
MgCl 2 + 2Na 2 HPO 4 = MgHPO 4 + 2NaCl
Разложением дигидроортофосфата магния:
Mg(H 2 PO 4) 2 = MgHPO 4 + H 3 PO 4
Физические свойства .
Гидроортофосфат магния образует белые кристаллы, которые являются кристаллогидратами: при температурах до 225°С образуется моногидрат MgHPO4 . H 2 O, плотность 2,32 г/см³, при температуре 36°С образуется тригидрат MgHPO4 . 3H 2 O, плотность 2,10 г/см³, при комнатной температуре образуется гептагидрат MgHPO4 . 7H 2 O.
Химические свойства .
При нагревании переходит в пирофосфат:
Применение .
Используется в пищевой добавке Е343.
Дигидроортофосфат магния — кислая соль металла магния и ортофосфорной кислоты с формулой Mg(H 2 PO 4) 2 , бесцветные гигроскопичные кристаллы, растворимые в воде, образует кристаллогидраты.
Получение .
Растворение в ортофосфорной кислоте гидроксида или оксида магния:
Физические свойства .
Дигидроортофосфат магния образует бесцветные кристаллы.
Образуется кристаллогидраты состава Mg(H 2 PO 4) 2 . nH 2 O, где n = 2, 4, 6.
Карбид магния — бинарное неорганическое соединение магния и углерода с формулой MgС 2 . Известен также карбид магния с формулой Mg 2 C.
Получение .
Спеканием фторида магния и карбида кальция:
Пропуская ацетилен над порошком магния:
Восстанавливая пентан порошком магния при 650°С можно получить более сложный карбид Mg 2 С 3 .
Химические свойства .
При нагревании разлагается с образованием промежуточного карбида Mg2С3:
Взаимодействует с водой:
Карбонат магния , магний углекислый, MgCO 3 — магниевая соль угольной кислоты.
Свойства .
Белые кристаллы, плотность 3,037 г/см³. При 500 °C заметно, а при 650 °C полностью разлагается на MgO и CO2. Растворимость карбоната магния в воде незначительна (22 мг/л при 25 °C) и уменьшается с повышением температуры. При насыщении CO 2 водной суспензии MgCO 3 последний растворяется вследствие образования гидрокарбоната Мg(HCO 3) 2 . Из водных растворов в отсутствие избытка CO 2 выделяются основные карбонаты магния. С карбонатами ряда металлов карбонат магния образует двойные соли, к которым относится и природный минерал доломит MgCO 3 · CaCO 3 .
Распространённость в природе .
Карбонат магния широко распространён в природе в виде минерала магнезита.
Применение .
Основной карбонат магния 3MgCO 3 · Mg(OH) 2 · 3H 2 O (так называемая белая магнезия) применяют как наполнитель в резиновых смесях, для изготовления теплоизоляционных материалов.
Карбонат магния необходим в производстве стекла, цемента, кирпича.
Нитрат магния Mg(NO 3) 2 — бесцветные гигроскопичные кристаллы с кубической решеткой; температура плавления 426 °C (с разложением). Растворимость в воде (г в 100 г): 73,3 (20 °C), 81,2 (40 °C), 91,9 (60 °C). Растворим также в этаноле, метаноле, жидком NH3. Из водных растворов в зависимости от концентрации кристаллизуются нона-, гекса- и дигидраты.
Компонент сложных удобрений, поскольку Магний входит в состав хлорофилла, который необходим для фотосинтеза, способствует повышению активности многих ферментов и выступает в роли транспортера фосфора. Высокая растворимость и низкая электропроводность делают продукт исключительно подходящим для листовой подкормки и фертигации, особенно при использовании оросительных вод с высокой концентрацией солей. Удобрение используется для корневого и некорневого питания овощных, ягодных, плодовых культур, винограда; окислитель в пиротехнических составах.
Карбонизация — насыщение какого-либо раствора углекислым газом. Применяется в строительстве.
Карбонизация минералов - кремневая кислота в силикатах замещается угольной кислотой с образованием карбонатов. Из карбонатов породообразующим минералом в осадочных породах является и чаще встречается кальцит (известковый шпат) СаСО3. Реже встречается магнезит - МgСО3 и доломит - CaMg(CO3)2. В чистой воде, не содержащей углекислоту, кальцит растворяется в небольшом количестве (0,03 г на литр воды); магнезит практически не растворяется. Если вода содержит углекислоту, кальцит растворяется легко с образованием кислого углекислого кальция, хорошо растворимого в воде - Са(НСО3)2.
Карбонизация — это изменения, которые возникают в бетоне на портландцементе при действии на него С0 2 воздуха. Особенно сильное влияние испытывает гидроокись кальция Са(ОН) 2 в присутствии влаги. Гидроокись кальция при поглощении углекислого газа превращается в карбонат кальция. Карбонат кальция плохо растворяется в воде и, образуясь, стремится герметически закрыть поры на поверхности бетона (имеется в виду плотный, водонепроницаемый бетон).
Обычно значение рН поровой воды в бетоне находится в пределах от 10,5 до 11,5. Если вследствие карбонизации оно уменьшится до 9 и ниже, то возможна коррозия арматуры. Следовательно, толщина карбонизируемого слоя является важным фактором для защиты арматуры: чем глубже карбонизация, тем больше опасность коррозии стали. Глубину карбонизации можно определить, обрабатывая бетон фенолфталеином. О наличии щелочных свойств при действии фенолфталеина свидетельствует появление розового цвета, тогда как бетон, подвергшийся карбонизации, сохраняет свою первоначальную окраску.
Высококачественный плотный бетон подвергается карбонизации очень медленно. Маловероятно, чтобы карбонизация наблюдалась на глубине более 5—10 мм даже после эксплуатации в течение 50 лет. С другой стороны, глубина карбонизации низкопрочного водопроницаемого бетона может достигать 25 мм менее чем за 10 лет. Опыт показывает, что бетонные изделия низкого качества особенно подвержены карбонизации.
- характеристика элемента кальция: электронное строение, возможные степени окисления, основные соединения: оксид, гидроксид, соли.
Кальций — элемент главной подгруппы второй группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 20. Обозначается символом Ca (лат. Calcium). Электронное строение 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 = [ 18 Ar]4s 2 , степени окисления +2, 0. Относится к щелочноземельным металлам.
Простое вещество кальций — мягкий, химически активный щёлочноземельный металл серебристо-белого цвета. Получение в промышленности: электролиз расплава хлорида кальция.
Оксид кальция CaO - основный оксид, негашёная известь. Белый, гигроскопичный. Тугоплавкий, термически неустойчивый, летучий при прокаливании. Энергично реагирует с водой (с высоким экзо-эффектом), образует сильнощелочной раствор, процесс называется гашением извести. Реагирует с кислотами, оксидами металлов, неметаллов. Применяется для синтеза других соединений кальция, компонент вяжущих мматериалов в строительстве.
Получение в промышленности - обжиг известняка (900 - 1200 о С)
Гидроксид кальция Ca(OH) 2 - гашеная известь, основный гидроксид. Разлагается при умеренном нагревании. Белый, гигроскопичный. Поглощает влагу и углекислый газ из воздуха. Малорастворим в хол. воде, ещё меньше - в кипящей воде. Прозрачный раствор (известковая вода) быстро мутнеет из-за выпадения осадка гидроксида (суспензию называют известковое молоко). Качественная реакция - пропускание углекислого газа через известковую воду с появлением осадка СаСО3 и переходом его в раствор. Реагирует с кислотами и кислотными оксидами, вступает в реакции ионного обмена.
Применяется в строительстве для приготовления известковых строительных растворов (песок + гашеная известь + вода), служащих связывающим материалом для каменной и кирпичной кладки, отделки (оштукатуривания) стен и других строительных целей. Отвердевание таких растворов обусловлено поглощением СО2 из воздуха.
Ca(OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 ↓ + H 2 O
Ca(OH) 2 + H 2 SO 4 → CaSO 4 + 2H 2 O,
Реагирует с солями, если образуется осадок:
Ca(OH) 2 + Na 2 SO 3 →CaSO 3 ↓ + 2NaOH
Соли кальция .
Сульфат кальция (CaSO 4) — неорганическое соединение, кальциевая соль серной кислоты.
Находится в природе в виде дигидрата CaSO 4 ? 2H 2 O (гипс, селенит) и в безводном состоянии — ангидрит.
Хлорид кальция , CaCl2 — кальциевая соль соляной кислоты.
Обладает высокими гигроскопическими свойствами. Растворимость (г на 100 г H2O): 74 (20 °C) и 159 (100 °C). Водные растворы хлорида кальция замерзают при низких температурах (20%-ный — при −18,57 °C, 30%-ный — при −48 °C).
Образует гидрат CaCl2·6H2O, устойчивый до 29,8 °C; при более высоких температурах из насыщенного раствора выпадают кристаллогидраты с 4, 2 и 1 молекулами H2O. При смешении CaCl2*6H2O (58,8 %) со снегом или льдом (41,2 %) температура понижается до -55 °C (криогидратная точка).
Хлорид кальция получают как побочный продукт в производстве соды.
В химической лаборатории хлорид кальция применяется в качестве наполнителя для осушающих трубок, также называемых хлоркальциевыми, предназначенных для изоляции веществ в сосуде от водяных паров атмосферы и для осушки газов.
Хлорид кальция также применяют как ускоритель схватывания цемента;
Карбонат кальция (углекислый кальций) — неорганическое химическое соединение, соль угольной кислоты и кальция. Химическая формула —CaCO 3 . В природе встречается в виде минералов — кальцита, арагонита и ватерита, является главной составной частью известняка, мрамора, мела, входит в состав скорлупы яиц. Нерастворим в воде и этаноле.
Шпатлевки, различные герметики — все они содержат карбонат кальция в значительных количествах. Также, карбонат кальция является важнейшим составным элементом при производстве продукции бытовой химии.
Карбонат кальция также широко используется в очистительных системах, как средство борьбы с загрязнением окружающей среды, при помощи карбоната кальция восстанавливают кислотно-щелочной баланс почвы.
- примеры, иллюстрирующие применение оксидов и гидроксидов кальция и магния в строительстве.
Оксид и гидроксид кальция:
При побелке помещений.
При побелке деревянных заборов и обмазывании стропил — для защиты от гниения и возгорания.
Для приготовления известкового строительного раствора. Известь применялась для строительной кладки с древних времён. Смесь обычно приготавливают в такой пропорции: к одной части смеси гидроксида кальция (гашёной извести) с водой добавляют три-четыре части песка (по массе). При этом происходит затвердевание смеси по реакции: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O. Это экзотермическая реакция, выделение энергии составляет 27 ккал (113 кДж).
Как видно из реакции, в ходе её выделяется вода. Это является отрицательным фактором, так как в помещениях, построенных с помощью известкового строительного раствора, долгое время сохраняется повышенная влажность. В связи с этим, а также благодаря ряду других преимуществ перед гидроксидом кальция, цемент практически вытеснил его в качестве связующего строительных растворов. Более того, он также недопустим к применению при кладке печей, поскольку под воздействием высоких температур выделяется удушливый диоксид углерода.
Для приготовления силикатного бетона. Состав силикатного бетона одинаков с составом известкового строительного раствора, однако он готовится другим методом — смесь оксида кальция и кварцевого песка обрабатывается не водой, а перегретым (174,5-197,4 °C) водяным паром в автоклаве при давлении 9-15 атмосфер.
При изготовлении силикатного кирпича.
Оксид и гидроксид магния:
для производства комбинированных систем из огнеупорных материалов (магнезитовых строительных плит), для производства цементов. Оксид магния (каустический магнезит) используется в качестве вяжущего вещества, которое при затворении раствором MgCl2 способно быстро твердеть и набирать прочность на воздухе.
- жесткость природных вод: определение, виды жесткости, методы устранения жесткости воды: физические, химические (уравнения реакций), физико-химические.
Природная вода, содержащая в растворе большое количество солей кальция или магния, называется жесткой водой в противоположность мягкой воде, содержащей мало солей кальция и магния или совсем не содержащей их.
Первая из них обусловлена присутствием гидрокарбонатов кальция и магния, вторая — присутствием солей сильных кислот — сульфатов или хлоридов кальция и магния. При длительном кипячении воды, обладающей карбонатной жесткостью, в ней появляется осадок, состоящий главным образом из СаСО3, и одновременно выделяется СО2.
Оба эти вещества появляются вследствие разложения гпдрокарбоната кальция:
Поэтому карбонатную жесткость называют также временной жесткостью. Количественно временную жесткость характеризуют содержанием гидрокарбонатов, удаляющихся из воды при ее кипячении в течение часа. Жесткость, остающаяся после такого кипячения, называется постоянной жесткостью.
Жесткость воды выражают суммой миллиэквивалентов ионов кальция и магния, содержащихся в воды. Один миллиэквивалент жесткости отвечает содержанию 20,04 мг/л или 12,16 мг/л.
Жесткость природных вод изменяется в широких пределах. Она различна в разных водоемах, а в одной и той же реке изменяется в течение года (минимальна во время паводка). Жесткость вод морей значительно выше, чем рек и озер. Так, вода Черного моря имеет общую жесткость 65,5 мэкв/л. Среднее значение жесткости воды мирового океана 130,5 мэкв/л (в том числе на приходится 22,5 мэкв/л, на мэкв/л).
Присутствие в воде значительного количества солей кальция или магния делает воду непригодной для многих технических целей. Так, при продолжительном питании паровых котлов жесткой водой их стенки постепенно покрываются плотной коркой накиии. Такая корка уже при толщине слоя в сильно понижает передачу теплоты стенками котла и, следовательно, ведет к увеличению расхода топлива. Кроме того, она может служить причиной образования вздутий и трещин как в кипятильных трубах, так и на стенках самого котла.
Жесткая вода не дает пены с мылом, так как содержащиеся в мыле растворимые натриевые соли жирных кислот —пальмитиновой и стеариновой — переходят в нерастворимые кальциевые соли тех же кислот:
Жесткой водой нельзя пользоваться при проведении некоторых технологических процессов, например при крашении.
Постоянная жесткость воды обусловлена присутствием в ней преимущественно сульфатов и хлоридов кальция и магния и не устраняется кипячением. Сумма временной (устранимой) и постоянной жесткости составляет общую жесткость воды.
Существуют различные способы определения жесткости.
Рассмотрим два из них:
1) определение временной жесткости с помощью титрованного раствора хлористоводородной кислоты
2) комплексометрический метод определения общей жесткости.
При титровании образца воды хлористоводородной кислотой в присутствии метилового оранжевого происходит разложение бикарбонатов, обусловливающих временную жесткость:
Методика определения. Отбирают в коническую колбу пипеткой или мерным цилиндром 100 мл исследуемой воды, добавляют 2-3 капли метилового оранжевого и титруют 0,1 и. раствором HCl до появления оранжевой окраски.
Расчет результате анализа. 1 мл 0,1 н. раствора HCl соответствует 0,1/1000 г-экв или 0,1 мг-экв Ca 2+ . V(HCl) соответствует 0,1 V(HCl) /1000 г-экв или 0,1 V(HCl) мг-экв Ca 2+ . 0,1 V(HCl) мг-экв находится в объеме V A . Чтобы выразить жесткость в миллиграмм-эквивалентах на 1л воды, нужно найденную величину разделить на V A и умножить на 1000, т. е. жесткость исследуемой воды равна:
Методы устранения .
Термоумягчение . Основан на кипячении воды, в результате термически нестойкие гидрокарбонаты кальция и магния разлагаются с образованием накипи:
Ca(HCO3)2 → CaCO3↓ + CO2 + H2O.
Кипячение устраняет только временную (карбонатную) жёсткость. Находит применение в быту.
Реагентное умягчение . Метод основан на добавлении в воду кальцинированной соды Na2CO3 или гашёной извести Ca(OH)2. При этом соли кальция и магния переходят в нерастворимые соединения и, как следствие, выпадают в осадок.
Например, добавление гашёной извести приводит к переводу солей кальция в нерастворимый карбонат:
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3↓ + 2H2O
Лучшим реагентом для устранения общей жесткости воды является ортофосфат натрия Na3PO4, входящий в состав большинства препаратов бытового и промышленного назначения:
3Ca(HCO3)2 + 2Na3PO4 → Ca3(PO4)2↓ + 6NaHCO3
3MgSO4 + 2Na3PO4 → Mg3(PO4)2↓ + 3Na2SO4
Ортофосфаты кальция и магния очень плохо растворимы в воде, поэтому легко отделяются механическим фильтрованием. Этот метод оправдан при относительно больших расходах воды, поскольку связан с решением ряда специфических проблем: фильтрации осадка, точной дозировки реагента.
Катионирование . Метод основан на использовании ионообменной гранулированной загрузки (чаще всего ионообменные смолы). Такая загрузка при контакте с водой поглощает катионы солей жёсткости (кальций и магний, железо и марганец). Взамен, в зависимости от ионной формы, отдаёт ионы натрия или водорода. Эти методы соответственно называются Na-катионирование и Н-катионирование. При правильно подобранной ионообменной загрузке жёсткость воды снижается при одноступенчатом натрий-катионировании до 0,05-0,1 °Ж, при двухступенчатом — до 0,01 °Ж. В промышленности с помощью ионообменных фильтров заменяют ионы кальция и магния на ионы натрия и калия, получая мягкую воду.
Обратный осмос . Метод основан на прохождении воды через полупроницаемые мембраны (как правило, полиамидные). Вместе с солями жёсткости удаляется и большинство других солей. Эффективность очистки может достигать 99,9 %.
Различают нанофильтрацию (условный диаметр отверстий мембраны равен единицам нанометров) и пикофильтрацию (условный диаметр отверстий мембраны равен единицам пикометров).
В качестве недостатков данного метода следует отметить:
Необходимость предварительной подготовки воды, подаваемой на обратноосмотическую мембрану;
Относительно высокая стоимость 1 л получаемой воды (дорогое оборудование, дорогие мембраны);
Низкую минерализацию получаемой воды (особенно при пикофильтрации). Вода становится практически дистиллированной.
Электродиализ . Основан на удалении из воды солей под действием электрического поля. Удаление ионов растворенных веществ происходит за счёт специальных мембран. Так же как и при использовании технологии обратного осмоса, происходит удаление и других солей, помимо ионов жёсткости.
Полностью очистить воду от солей жёсткости можно дистилляцией.